专利名称：一种曲面太阳能电池光电性能测量方法
技术领域：
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种曲面太阳能电池光电性能的测量方法。
背景技术：
随着光伏产业的蓬勃发展，开发线 形、球形等新型曲面太阳能电池，拓展太阳能电池的应用领域，逐渐成为光伏领域的研究热点。曲面太阳能电池的主要研究成果包括(1)北京大学邹德春教授课题组(Appl. Phys. Lett. , 2007,90 =073501)在直径小于IOOum的不锈钢丝上制作吸收层，以金属丝作为对电极，制备出线形曲面太阳能电池。(2)R.A. Gaudiana(Science，2009，324 :232)等人采用有机物涂覆的金属丝作为主电极，再缠绕另一根金属丝作为对电极制备电池，制备出线形曲面太阳能电池。(3)北京中智华正绿色能源科技有限公司把球形太阳能电池与碗状反射聚光镜相结合，开发出球形点聚光太阳能电池。虽然目前已在曲面太阳能电池制备技术上取得了较大进步，但在测量技术和理论研究领域仍存在以下几方面问题(I)现有的光度测量技术无法测量曲面太阳能电池反射率、透射率及吸收率；(2)现有的量子效率测量技术无法测量曲面太阳能电池内量子效率；由于电池的曲面结构特征，光线对曲面的入射角和功率密度随电池表面梯度变化而变化，目前尚无曲面太阳能电池光能分布统计方法；(4)基于上述原因，无法对曲面太阳能电池短路电流及转换效率进行估算。

发明内容
本发明的目的是提供一种曲面太阳能电池光电性能测量方法，用以解决现有技术无法测量曲面太阳能电池光能分布和内量子效率等问题。一种曲面太阳能电池的光电性能测量方法，包括步骤(I)制备并测量与待测曲面太阳能电池结构相同的平面太阳能电池的基本参数；(2)采用等效界面方法计算平面太阳能电池的光学性能参数；(3)建立曲面太阳能电池测量模型，计算曲面太阳能电池的光学性能参数；(4)计算曲面太阳能电池的内量子效率；(5)根据曲面太阳能电池所处辐照条件下的光子密度谱和曲面太阳能电池内量子效率，获取曲面太阳能电池短路电流；(6)估算曲面太阳能电池的光电转换效率。所述测量平面太阳能电池的基本参数包括各层膜的折射率和消光系数，各层膜的物理厚度，所述平面太阳能电池的内量子效率，光电转换效率和短路电流。进一步地，所述步骤(3)中建立曲面太阳能电池测量模型是指以入射光线为法线建立法平面，所述曲面太阳能电池上任意点在法平面上的投影坐标为(X，y)，用f(x，y)表示投影坐标(x，y)与坐标原点的合围面积，所述曲面太阳能电池的光学性能参数为
权利要求
1.一种曲面太阳能电池的光电性能测量方法，其特征在于，包括步骤 (1)制备并测量与待测曲面太阳能电池结构相同的平面太阳能电池的基本参数； (2)计算平面太阳能电池的光学性能参数； (3)建立曲面太阳能电池测量模型，计算曲面太阳能电池的光学性能参数； (4)计算曲面太阳能电池的内量子效率； (5)根据曲面太阳能电池所处辐照条件下的光子密度谱和曲面太阳能电池内量子效率，获取曲面太阳能电池短路电流； (6)估算曲面太阳能电池的光电转换效率。
2.如权利要求I所述的曲面太阳能电池的光电性能测量方法，其特征在于，所述测量平面太阳能电池的基本参数包括各层膜的折射率和消光系数，各层膜的物理厚度，所述平面太阳能电池的内量子效率，光电转换效率和短路电流。
3.如权利要求2所述的曲面太阳能电池的光电性能测量方法，其特征在于，根据所述平面太阳能电池的基本参数，采用等效界面方法获得平面太阳能电池的光学性能参数。
4.如权利要求I所述的曲面太阳能电池的光电性能测量方法，其特征在于，所述步骤(3)中建立曲面太阳能电池测量模型是指以入射光线为法线建立法平面，所述曲面太阳能电池上任意点在法平面上的投影坐标为(x，y)，用f(x，y)表示投影坐标(x，y)与坐标原点的合围面积，所述曲面太阳能电池的光学性能参数为
5.如权利要求1，3，4任一权利要求所述的曲面太阳能电池的光电性能测量方法，其特征在于，所述光学性能参数为反射率，透射率和吸收率。
6.如权利要求I所述的曲面太阳能电池的光电性能测量方法，其特征在于，所述步骤(4)中计算曲面太阳能电池的内量子效率IQEJX)的公式为 IQEc(A) = IQE(A) -Ac(A) 其中，IQEU)为所述平面太阳能电池内量子效率，Α」λ)为步骤(3)测得的曲面太阳能电池对波长为λ的平行入射光的吸收率。
7.如权利要求6所述的曲面太阳能电池的光电性能测量方法，其特征在于，所述步骤(5)中获取曲面太阳能电池短路电流Is。的公式为
8.如权利要求7所述的曲面太阳能电池的光电性能测量方法，其特征在于，所述步骤(6)估算曲面太阳能电池的光电转换效率Π的公式为
全文摘要
本发明的目的是提供一种曲面太阳能电池光电性能测量方法，该方法首先测量具有相同膜系结构的平面太阳能电池的折射率、消光系数、薄膜厚度、量子效率及转换效率，然后通过数据分析与转换模块得到相应曲面太阳能电池的反射率、透射率、吸收率及内量子效率，最后引入不同辐射条件下的太阳光谱数据得到曲面太阳能电池的光能分布、短路电流及光电转换效率。本发明解决了现有技术无法测量曲面太阳能电池光能分布、内量子效率的问题，为曲面太阳能电池的分析和设计提供了强有力的技术手段。
文档编号G01M11/02GK102818979SQ20121027442
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者张晓勇, 苏志倩, 王东, 于平荣 申请人:北京大学