太陽能電池測試中電子負載的應用

2021-01-15 電子產品世界

  太陽能作為一種「取之不竭,用之不盡」的能源,具有普遍、安全、無害、巨大及長久的特點,現在在人們的生活中得到廣泛的應用,如太陽能熱水器、太陽能空調、太陽能照明等,而這些又需要到另外一種太陽能產品——太陽能電池,作為一種能把太陽能從光能轉化為電能並予以保存的電力設備,與其他電池設備具有如下優點:

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  (1)太陽光普照大地,沒有地域的限制無論陸地或海洋,無論高山或島嶼,都處處皆有,可直接開發和利用,且無須開採和運輸,可以太陽能電池可以直接把太陽能轉化為電能。

  (2)利用太陽能來發電,不會像火力及水力發電,不會汙染環境,也不會阻攔河流,它是最清潔能源之一,在環境汙染及水資源稀缺越來越嚴重的今天,這一點是極其寶貴的,而太陽能電池則可有效地把太陽能轉化為電能予以保存下來。

  (3)每年到達地球表面上的太陽能輻射約相當於130萬億噸煤,其總量屬現今世界上可以開發的最大能源,這就給太陽能電池提供了充足的能源動力。

  (4)根據目前太陽產生的核能速率估算,氫的貯量足夠維持上百億年,而地球的壽命也約為幾十億年,從這個意義上講,可以說太陽的能量是用之不竭的,可給太陽能電池發展一個廣闊而長遠的空間。

  太陽能產業的成長增加了對太陽能電池測試和測量解決方案的需求,而且隨著太陽能電池尺寸的增大和效率的提高,電池測試需要運用更大的電流和更高的功率水平,這就要求採用更加靈活的測試設備。

  通常需要測量太陽能電池的幾項關鍵參數,這些參數主要是:

  ●開路電壓。在電流等於0時的電池電壓。

  ●短路電流。當負載電阻等於0時,從電池流出的電流。

  ●電池的最大功率輸出。電池輸出最大功率時的電壓值和電流值。

  ●電池的電壓值。

  ●電池的電流值。

  ● 電池串聯電阻。

  ● 電池旁路電阻(或並聯電阻)。

  常見解決方案

  現在,太陽能電池測試解決方案主要有兩種形式:完整的交鑰匙系統和通用的測試儀器。

  如果需要在太陽能電池最大輸出功率時進行測試,許多研究實驗室都具備低功耗四象限電源(有時也稱為SMU),並具有以下功能:

  ● 提供精確的正電壓和負電壓(「提供」也可稱為「施加」)。

  ● 提供精確的正向和反向電流(提供反向電流也被稱為電流流入到電源中)。

  ● 精確地測量待測器件(DUT)的電壓和電流(測量也被稱為檢測)。

  大多數高精度四象限電源都只能提供3A的電流或20W的連續功率。

  在測試較小的單個電池時,這些最大電流和功率是可接受的,但是隨著電池技術向更高的效率、更大的電流密度和更大的電池尺寸推進,電池的功率輸出將很快會超出這些四象限電源的最大額定值。太陽能模組的輸出通常會超過50W,而且可能會爬升至300W或更高,這意味著許多針對模組的測試都無法使用四象限電源來完成。


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