[发明专利]一种适用于背接触晶体硅太阳电池的测试平台

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种适用于背接触晶体硅太阳电池的测试平台。

背景技术

随着化石能源的日益枯竭，能源的重要性受到越来越多的关注，光伏太阳能作为清洁无害且取之不尽的能源种类受到广泛青睐。太阳电池是一种将太阳辐射能直接转换为电能并将所得电能传输给负载的一种光生伏特器件。太阳电池结构在物理上与一个大面积二极管类似，图1为典型P型衬底晶体硅太阳电池的示意图。太阳光束照射到太阳电池表面时，能量大于或等于晶体硅禁带宽度（～1.12 eV）的光子在电池内部不同位置产生电子空穴对（Electron-Hole Pair），产生的过剩载流子在电池内部边运动边复合，当运动到空间电荷区域附近时，由于电池内建电场的作用，电子空穴对分离并在电池前后表面积聚（电子在电池的正面聚集，空穴在电池的背面聚集），当接上负载时并可对外做功为负载供电。

传统太阳电池结构中，正负电极分别位于太阳电池前后表面，对于此种太阳电池的测试分别采用金属探针的形式接触前后电极，采集探测数据，整理拟合出IV曲线。另外一种有别于传统太阳电池结构的则是太阳电池正负电极全部位于电池背面的背接触晶体硅太阳电池，典型代表有MWT（Metal-wrap-through）太阳电池，EWT（Emitter-wrap-through）太阳电池以及IBC（Interdigitated back contact）太阳电池等。背接触晶体硅太阳电池相较于传统结构太阳电池而言主要有以下几大优势：其一，背接触晶体硅太阳电池具有相较于传统结构太阳电池效率高的特点，最直观的表现在于前表面遮光面积的减少以及表面复合的降低；其二，背接触太阳电池相较于传统太阳电池更加易于集成到组件系统中，且由于减少互联条焊接等额外工序，具有集成度好，组件输出功率高等特点；其三，背接触太阳电池的外观具有很大的灵活性与自主性，可以针对不同需求制备出不同表面形貌的外观图案，具有相较于传统太阳电池更加美观的优势。

上述几种典型背接触太阳电池中，MWT太阳电池主要是采用激光在基体表面开通孔的方式将正面电极主栅线引导至太阳电池背面，细栅线则依旧位于电池前表面；EWT太阳电池则是采用激光在基体表面密集开通孔再经扩散形成p-n结结构，采用结的电流传输特性将前表面收集的光电流传输至电池背面，电池前表面完全裸露，无电极覆盖；IBC太阳电池则是采用在基体背面通过选择扩散的方式形成交叉垂直发射极结构，进而在背面区域形成正负电极区域，形成背接触结构，和EWT同样，电池前表面并无栅线覆盖区域。

在背接触太阳电池的制备和检测过程中一个重要的问题则是如何测试此种电池的效率。采用传统太阳电池的测试方法显然不行，最早的测试则是通过采用锡条焊接的方式将背面正负电极引出背面再采用传统测量方式测量，由于存在额外工序且焊接过程中容易形成孔洞和脱焊现象，其测试结果亦不尽如人意。美国专利US 20120105088 A1中提出几种专门针对背面接触太阳电池的测试平台设计方案，采用真空吸附以及活塞探针的方式来固定背接触太阳电池并完成探针接触测量工作。上述几种工作台设计方案可以很好的解决对于背接触太阳电池的固定及吸附问题，然而由于在太阳电池的测试过程中，电池由于受到光照辐射的影响，会产生发热现象，而温度的不稳定则会极大的影响到最终的太阳电池测量结果。而上述几种方案中却并未提及如何控制温度的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，功能齐全，测量成本低且操作简单的适用于背接触晶体硅太阳电池的测试平台，该测试平台适用于MWT太阳电池，EWT太阳电池以及IBC太阳电池等背接触太阳电池的测试。

本发明的目的通过采取以下技术方案予以实现：

一种适用于背接触晶体硅太阳电池的测试平台，其特征在于：包括主支架平台、测试系统、吸附系统和温控系统，所述主支架平台作为背接触晶体硅太阳电池的载物台，所述测试系统、吸附系统和温控系统同时集成在所述主支架平台中，其中温控系统设在主支架平台内部，由若干通孔构成温控贯通回路，通孔内通以一定温度及流速液体，保证主支架平台处于设定温度值；测试系统设在主支架平台的内部和表面，由若干通孔构成测试通路，通孔穿过主支架平台的内部和表面，通孔内部通以测试金属探针；吸附系统由真空吸盘和真空吸附通路构成，真空吸盘设在主支架平台的表面，真空吸附通路在主支架平台的内部形成贯通回路，真空吸盘和真空吸附通路连通，真空吸附通路通以气流以使真空吸盘完成对背接触晶体硅太阳电池的吸附。