[发明专利]光伏器件电容-电压特性曲线测试方法

说明书

本发明提供一种基于迟滞效应分析的光伏器件电容‑电压特性曲线测试方法，基于常规光伏器件电流‑电压曲线测量方法，首先对光伏器件在不同扫描时间、相同扫描点数测试条件下的一系列电流‑电压曲线进行测量，其中每种测试条件下，光伏器件从0伏到开路电压（正向扫描）以及从开路电压到0伏（反向扫描）两种扫描方向下进行测试，然后利用光伏器件等效电路推导的迟滞效应方程，运用数值算法计算得到待测光伏器件的电容‑电压曲线。本发明的测试方法仅需常规的电流电压曲线测试设备即可获得光伏器件的电容‑电压特性曲线。本发明提供的测试方法能够准确测试高效光伏器件电容‑电压特性曲线，有助于评估光伏器件的界面态和缺陷密度。

技术领域

本发明属于光伏测试领域，具体涉及一种基于迟滞效应分析的高效光伏器件电容-电压特性曲线测试方法。

背景技术

随着光伏产业的迅速发展，光伏器件技术不断更新，其特性表征在器件工艺改善方面的作用愈发重要，其中电容-电压特性曲线的测试可以用于光伏器件的缺陷与界面态研究，进而用于其工艺参数和分析失效机制，为光伏器件的性能提升提供依据。

一般光伏器件的电容-电压特性曲线测试需要在测样品两极加载可变直流偏压，同时利用一定频率的微小交流电压信号进行测量。根据被测光伏器件的等效二极管电路模型、所加交流电压信号的频率与所测光伏器件阻抗数值的关系即可推得光伏器件在对应直流偏压下的电容值。光伏器件电容与电压的关系有助于光伏器件中掺杂浓度、缺陷水平与界面态的研究。

普通光伏器件电容数值一般为皮法量级至纳法量级；对于高效光伏电池而言，其最大功率点处电容可达20μF/cm²，开路电压处的电容值甚至可至毫法量级，远超大部分电容-电压特性曲线测试仪器设备的有效量程；由于功率等级限制，现有电容-电压特性曲线测试仪仅适用于面积较小的太阳电池，而无法测试光伏组件；此外，电容-电压曲线测试仪并非光伏测试实验室的常规设备，光伏器件的电容测试还需额外购置专用设备，导致了测试成本的增高。

综上所述，光伏器件的电容-电压曲线的测试非常必要，但是现有的测试设备与测试方法还存在有较大的不足，特别是对于高效光伏器件，其较高的电容值往往会影响到光伏器件的性能测试与实际使用，新的可用于高效光伏器件电容-电压特性曲线的方法亟需建立。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于迟滞效应分析的光伏器件电容-电压特性曲线测试方法，用于解决现有技术中高效光伏器件的较高的电容值会影响到光伏器件的性能测试与实际使用的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于迟滞效应分析的光伏器件电容-电压特性曲线测试方法，包括以下步骤：1)基于光伏器件的电流-电压特性曲线测试标准与测试流程，在模拟光源下通过调节所述电流-电压特性曲线测试仪的测试参数获取不同扫描方向下，相同扫描点数及不同扫描时间的多组带有迟滞误差的待测光伏器件电流-电压特性曲线；2)计算在相同测试参数及第一扫描方向及第二扫描方向下的两条电流-电压特性曲线在不同偏置电压下的迟滞误差值；3)将不同的所述电流-电压特性曲线的数据及相应偏置电压下的迟滞误差值代入光伏器件迟滞效应方程，运用数值算法获取所述光伏器件在不同偏置电压下的电容值，同时获取电容-电压特性曲线。

优选地，所述光伏器件为高效硅基光伏器件。

进一步地，所述高效硅基光伏器件包括但不限于硅异质结光伏器件及钝化发射极背面接触的硅基光伏器件中的一种。

优选地，所述光伏器件的最大功率点处的电容不小于20μF/cm2。

优选地，步骤2)所述的不同扫描方向下的两条电流-电压特性曲线的所述第一扫描方向为从0伏到开路电压，所述第二扫描方向为从开路电压到0伏。