[发明专利]聚光太阳电池组件的测试器件及其测试方法

说明书

本发明涉及一种聚光太阳电池组件的测试器件。聚光太阳电池组件公 知于文章：A.W.贝蒂等，高光伏汇聚中的FLATCON和FLASHCON概念，Proc. 19th欧洲光伏太阳能研讨及展览会，巴黎，法国，2004，2488页，以及 在先未公布的专利申请DE 1020050332723.2的专利主旨中有进一步的 改进。本发明也涉及一种聚光太阳电池组件的测试方法和生产这种聚光太 阳电池组件的方法。

在太阳能利用领域，利用硅元素将太阳能转换为电能已被公知约50 年。如今大部分的一般太阳能电池由单晶或多晶硅制成。但是，由于只能 将有限的入射光光谱转换成电能，这些太阳能电池的能量相对较低。在最 近的几年里，通过使用如砷化镓(GaAs)等高品质半导体化合物(III-IV 半导体材料)制成的高效光伏电池，其太阳辐射转换率超过39％以上。

这种半导体材料电池可以逐级构建为层叠电池或三相点电池，并因 此，可以利用更宽频谱的光。

然而，制造这种大面积电池的成本非常高。因此，选择的方法是将入 射阳光聚集在一个非常小的面积上，例如，小于1mm²。那么，一块太阳 能电池仅仅是需要这么小的一块面积。那么，这种电池的整个面积仅需要 少于1％大的这种材料。聚集使我们能够利用高效光伏电池，可以达到超过 36％的光转换率。一个经济实惠的光伏系统由且仅由这样几个太阳能器件 连接而成，这些被完美地组合形成聚光太阳电池组件。

目前的这种系统主要是使用具有一个比较长的焦距的比较大的菲涅 耳透镜，导致组件很厚。综合这些，形成一个强大的单元(太阳能发电厂) 会导致非常重的重量(有时每千瓦超过1吨)，因此需要一个静力学跟踪 系统，用这种系统光伏电池组件可以跟踪阳光，例如风力是值得考虑的。 所以，由于成本太高，公知的聚光系统并未得到广泛的使用，虽然产生的 光伏电流大幅增加。

最近几年中，具有小光学体系的聚光系统有时也能聚集500倍以上的 日光。然而在这种情况下，为了制造一个经济运转的太阳能发电厂仍需要 很多的电池(例如：约150万个电池用于提供500KW的电力，其中30％的 输出来自太阳能电池)。到现在为止，还存在着高聚焦热量的外部浪费和 保护敏感性太阳能电池免受环境影响，特别是进入湿气和气体的问题，。

在装配和测试所完成的组件之前测试聚光太阳电池组件以确定其效 率和技术参数的可能性仍然没有解决。常规的测试器件不能用于测试聚光 太阳电池组件，在标准化条件下的测试，光必须照射在组件上(根据阳光 的入射角)。通过这种测试才能将聚光太阳电池的性能参数和其他太阳能 电池的性能参数做比较。具有大量太阳能电池的聚光太阳电池组件的测试 器件现在还未被公知。

本发明根本的目的是创造有质量保证的聚光太阳电池组件的可能性， 尤其是在总装之前测试聚光太阳电池组件的功效和/或其他技术参数的可 能性和/或在总装之后测试已完成的组件的可能性。进一步的目的是提供 一种聚光太阳电池组件的测试方法和生产方法，使之更简易地被测试并生 产可靠品质的聚光太阳电池组件。

本发明的目的是通过一种本发明提及的如所附权利要求1所述的聚光 太阳电池组件的测试器件来达到的。

本发明的优选实施例体现了从属权利要求的主旨。本发明提及的测试 器件的生产方法和聚光太阳电池组件的测试方法的每一个形式构成从属 权利要求的主旨。

本发明的一个优选实施例是，聚光太阳电池组件的测试器件具有一个 或多个以下要素：包括一直流电光源和/或至少一个定位标记的一个定位 排列，一个光控制，特别的一根石英棒、一个同轴具有直流电光源和石英 棒照亮的的闪光灯泡，有利地具有1KW/m²的光辉、和/或一个透镜、例如 像一个菲涅耳透镜，其光射出面大于或等于被测试的聚光太阳电池组件的 光入射面，使得光束转变成一种准平行光线光束。另外，设置中性灰色滤 光器将准平行光线光束转变成一种发出准相同光面上分布的光的准平行 光线光束，加上在每一种情况下用于直流电光源和闪光灯泡的一个主要的 电源连接，一个打开被测试的聚光太阳电池组件的电子电路和/或一个记 录特性的测量器件，例如被测试的聚光太阳电池组件的伏安特性。直流电 光源被精确置于被测试的聚光太阳电池组件中使它的光入射面在测试器 件菲涅耳透镜的光入射面的内部，例如用常规定位标记。