專利名稱：一種曲面太陽能電池光電性能測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種曲面太陽能電池光電性能的測量方法。
背景技術(shù)：
隨著光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，開發(fā)線 形、球形等新型曲面太陽能電池，拓展太陽能電池的應(yīng)用領(lǐng)域，逐漸成為光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。曲面太陽能電池的主要研究成果包括(1)北京大學(xué)鄒德春教授課題組(Appl. Phys. Lett. , 2007,90 =073501)在直徑小于IOOum的不銹鋼絲上制作吸收層，以金屬絲作為對電極，制備出線形曲面太陽能電池。(2)R.A. Gaudiana(Science，2009，324 :232)等人采用有機(jī)物涂覆的金屬絲作為主電極，再纏繞另一根金屬絲作為對電極制備電池，制備出線形曲面太陽能電池。(3)北京中智華正綠色能源科技有限公司把球形太陽能電池與碗狀反射聚光鏡相結(jié)合，開發(fā)出球形點(diǎn)聚光太陽能電池。雖然目前已在曲面太陽能電池制備技術(shù)上取得了較大進(jìn)步，但在測量技術(shù)和理論研究領(lǐng)域仍存在以下幾方面問題(I)現(xiàn)有的光度測量技術(shù)無法測量曲面太陽能電池反射率、透射率及吸收率；(2)現(xiàn)有的量子效率測量技術(shù)無法測量曲面太陽能電池內(nèi)量子效率；由于電池的曲面結(jié)構(gòu)特征，光線對曲面的入射角和功率密度隨電池表面梯度變化而變化，目前尚無曲面太陽能電池光能分布統(tǒng)計(jì)方法；(4)基于上述原因，無法對曲面太陽能電池短路電流及轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行估算。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種曲面太陽能電池光電性能測量方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)無法測量曲面太陽能電池光能分布和內(nèi)量子效率等問題。一種曲面太陽能電池的光電性能測量方法，包括步驟(I)制備并測量與待測曲面太陽能電池結(jié)構(gòu)相同的平面太陽能電池的基本參數(shù)；(2)采用等效界面方法計(jì)算平面太陽能電池的光學(xué)性能參數(shù)；(3)建立曲面太陽能電池測量模型，計(jì)算曲面太陽能電池的光學(xué)性能參數(shù)；(4)計(jì)算曲面太陽能電池的內(nèi)量子效率；(5)根據(jù)曲面太陽能電池所處輻照條件下的光子密度譜和曲面太陽能電池內(nèi)量子效率，獲取曲面太陽能電池短路電流；(6)估算曲面太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。所述測量平面太陽能電池的基本參數(shù)包括各層膜的折射率和消光系數(shù)，各層膜的物理厚度，所述平面太陽能電池的內(nèi)量子效率，光電轉(zhuǎn)換效率和短路電流。進(jìn)一步地，所述步驟(3)中建立曲面太陽能電池測量模型是指以入射光線為法線建立法平面，所述曲面太陽能電池上任意點(diǎn)在法平面上的投影坐標(biāo)為(X，y)，用f(x，y)表示投影坐標(biāo)(x，y)與坐標(biāo)原點(diǎn)的合圍面積，所述曲面太陽能電池的光學(xué)性能參數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種曲面太陽能電池的光電性能測量方法，其特征在于，包括步驟 (1)制備并測量與待測曲面太陽能電池結(jié)構(gòu)相同的平面太陽能電池的基本參數(shù)； (2)計(jì)算平面太陽能電池的光學(xué)性能參數(shù)； (3)建立曲面太陽能電池測量模型，計(jì)算曲面太陽能電池的光學(xué)性能參數(shù)； (4)計(jì)算曲面太陽能電池的內(nèi)量子效率； (5)根據(jù)曲面太陽能電池所處輻照條件下的光子密度譜和曲面太陽能電池內(nèi)量子效率，獲取曲面太陽能電池短路電流； (6)估算曲面太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
2.如權(quán)利要求I所述的曲面太陽能電池的光電性能測量方法，其特征在于，所述測量平面太陽能電池的基本參數(shù)包括各層膜的折射率和消光系數(shù)，各層膜的物理厚度，所述平面太陽能電池的內(nèi)量子效率，光電轉(zhuǎn)換效率和短路電流。
3.如權(quán)利要求2所述的曲面太陽能電池的光電性能測量方法，其特征在于，根據(jù)所述平面太陽能電池的基本參數(shù)，采用等效界面方法獲得平面太陽能電池的光學(xué)性能參數(shù)。
4.如權(quán)利要求I所述的曲面太陽能電池的光電性能測量方法，其特征在于，所述步驟(3)中建立曲面太陽能電池測量模型是指以入射光線為法線建立法平面，所述曲面太陽能電池上任意點(diǎn)在法平面上的投影坐標(biāo)為(x，y)，用f(x，y)表示投影坐標(biāo)(x，y)與坐標(biāo)原點(diǎn)的合圍面積，所述曲面太陽能電池的光學(xué)性能參數(shù)為
5.如權(quán)利要求1，3，4任一權(quán)利要求所述的曲面太陽能電池的光電性能測量方法，其特征在于，所述光學(xué)性能參數(shù)為反射率，透射率和吸收率。
6.如權(quán)利要求I所述的曲面太陽能電池的光電性能測量方法，其特征在于，所述步驟(4)中計(jì)算曲面太陽能電池的內(nèi)量子效率IQEJX)的公式為 IQEc(A) = IQE(A) -Ac(A) 其中，IQEU)為所述平面太陽能電池內(nèi)量子效率，Α」λ)為步驟(3)測得的曲面太陽能電池對波長為λ的平行入射光的吸收率。
7.如權(quán)利要求6所述的曲面太陽能電池的光電性能測量方法，其特征在于，所述步驟(5)中獲取曲面太陽能電池短路電流Is。的公式為
8.如權(quán)利要求7所述的曲面太陽能電池的光電性能測量方法，其特征在于，所述步驟(6)估算曲面太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率Π的公式為
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種曲面太陽能電池光電性能測量方法，該方法首先測量具有相同膜系結(jié)構(gòu)的平面太陽能電池的折射率、消光系數(shù)、薄膜厚度、量子效率及轉(zhuǎn)換效率，然后通過數(shù)據(jù)分析與轉(zhuǎn)換模塊得到相應(yīng)曲面太陽能電池的反射率、透射率、吸收率及內(nèi)量子效率，最后引入不同輻射條件下的太陽光譜數(shù)據(jù)得到曲面太陽能電池的光能分布、短路電流及光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)無法測量曲面太陽能電池光能分布、內(nèi)量子效率的問題，為曲面太陽能電池的分析和設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段。
文檔編號(hào)G01M11/02GK102818979SQ20121027442
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者張曉勇, 蘇志倩, 王東, 于平榮 申請人:北京大學(xué)