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“光伏电池缺陷检测分析仪” 研制项目顺利通过验收

2013-7-29 17:37| 发布者: echo| 查看: 18091| 评论: 0|来自: 中国光伏测试网

摘要: 2013年1月15日下午14时,卓立汉光公司承担的北京市科委会 “光伏电池缺陷检测分析仪研制” 项目验收会在我司成功召开。项目负责人对研制工作做了详细报告,之后现场给专家组演示了仪器的各项主要功能,同时解答了各 ...


        2013年1月15日下午14时,卓立汉光公司承担的北京市科委会 “光伏电池缺陷检测分析仪研制” 项目验收会在我司成功召开。项目负责人对研制工作做了详细报告,之后现场给专家组演示了仪器的各项主要功能,同时解答了各位专家提出的相关问题。经过评审组的严格评审,项目执行过程符合相关流程,各项指标达到立项要求,顺利通过验收。
       “光伏电池缺陷检测分析仪”是由北京市科学委员会直接下达任务,从任务下达到项目仪器的定型鉴定、验收,都直接由北京科委主管部门监管,卓立汉光进行具体的产品研制。卓立汉光依靠自身技术优势,根据市场需求,以客户第一的理念,不断的进行技术,创新圆满完成项目的研制任务。
        经过专家的严格审查,“光伏电池缺陷检测分析仪”的各项技术指标、实验数据均达到或高于立项要求,项目各项内容验收都顺利通过。这也为我们今后承接更多更重的研制任务积累了经验。专家组对“光伏电池缺陷检测分析仪”给予了很高的评价,一致认为该仪器的主要技术性能达到国际领先水平。
一、立项背景
        丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、人类能够自由利用的能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下,各国的光伏制造业争相投入巨资,扩大生产,以争一席之地。中国作为世界能源消耗第二大的国家也不例外。但从大规模利用太阳能而言,与常规发电相比,成本仍然太高。因此为了有效的利用太阳能提高光伏电池的转换效率和降低成本成为整个行业的目标。而在光伏电池的生产过程中,会出现一些缺陷问题,如碎片、隐裂、表面污染、电极不良等,正是这些缺陷限制了电池的光电转化效率和使用寿命,进一步影响到组件乃至光伏系统的稳定性。因此,光伏行业需要有准确有效的检测方法来检验生产环节可能出现的问题,从而有效的提高电池的转换效率,降低生产成本。
        光伏电池及相关原材料的常用检测手段有很多种,而市场上通常使用的
        IV测试、光谱响应测试(QE/IPCE)、电致发光测试(EL)、光致发光(PL)、光致电池(LBIC)、少子寿命测试(QSSPC、MWPCD)、表面形貌测试、电阻率测试、表面反射率测试、薄膜厚度测试等。而光伏电池在生产过程中产生的各种缺陷很难通过单一的测试手段来鉴别。要想实现对太阳电池的全面检测需要购置大量的测试设备,需要高昂的设备购置费用。同时各种不同的测试设备无法实现共用,要完成各种测试需要操作人员分别将样品在不同的设备上进行测试,降低了测试效率,并相应提高了人力操作成本。
        北京卓立汉光仪器有限公司是一家集光学、精密机械、电子、计算机技术于一体的高科技企业。卓立汉光自1999年起,通过十年的不断努力,成长为光电仪器知名厂商。2000年推出国内第一套量产型三光栅光谱仪后,不断推出了多套荧光、拉曼、光电探测器光谱响应,广泛应用在众多高校和科研院所的研究与试验,为国家科技创新贡献了一份力量,产品凭借优良的品质远销欧美、东南亚等海外市场。2005年10月在同行业中率先通过ISO9001质量管理体系SGS国际认证。 2007年推出太阳能电池光谱响应/QEIPCE测试系统SCS100,迅速占领国内市场,各方面性能指标超过国际同类产品,目前国内市场占有率超过40%,并远销至韩国、英国、台湾、新加坡、香港等地。在此基础上,结合我们多年来在科研级氙灯光源开发的经验,于2010年推出国内第一套三A级太阳光模拟器和IV测试系统,并得到了用户的广泛认可,填补了国内商品化高性能太阳光模拟器的空白。
        鉴于光伏电池的多种测试方法,在测试方法与硬件设备方面具有整合性和通用性。如前所述各种测试手段均需要测试光源、样品台、光电探测器、电流表、锁相放大器和光谱仪等。结合我司多年来研发生产光谱测试仪器方面的经验,以及近几年在太阳能电池检测技术领域的技术积累,结合前面所述各种测试方法的共用技术,创新性的将IV测试、量子效率即光谱响应测试(QE/IPCE)、电致发光(EL)测试、光致发光(PL)测试、光致电流(LBIC)测试、表面反射率与薄膜厚度测试集于一体,实现对光伏电池转换效率与缺陷的全面检测。
         本项目的实施将大大降低各种测试的硬件成本与人员成本,提高测试的一致性。从而进一步指导生产改进生产工艺,提高光伏电池的转换效率与成品率,节约生产成本。
二、通过项目实施取得的成果:
         项目“光伏电池缺陷检测分析仪”的在研发过程中,为了更好的完成项目任务,团队不断的进行技术创新,不断的对各方面进行优化,使其资源利用最大化。
        在项目研发过程中产生的技术成果和专利:发明专利1项,《一种太阳能电池的光谱响应值测量系统及方法》;实用新型专利3项,《可调节背电极样品台》、《一种双路可调偏置光发生器》、《一种增益可调的运放设备》;在项目规划外产生的技术成果和专利:实用新型专利1项,《太阳光模拟器的灯杯的多维调整机构和太阳光模拟器》。发表相关技术类文章1篇,相关技术报告1份。
        IV测试是目前光伏电池生产和研发最常用的测试手段,它可以直接测量得到太阳能电池的转换效率,从而评价电池的整体性能。光谱响应测试(QE/IPCE)能反映光伏电池吸收太阳能各光谱段的特性,同时光伏电池内部的两个最重要的参数--扩散长度和少数载流子浓度也是通过光谱响应测试数据作为推断的重要信息。电致发光(EL)测试、光致发光(PL)测试、光致电流(LBIC)测试可以实现对电池材料的均匀性、扩散长度、少子寿命等性能参数的评估。表面反射率与薄膜厚度则可以对电池的制绒工艺与抗反射膜的性能进行评估。整个系统将IV测试、光谱响应测试(QE/IPCE)、电致发光(EL)、光致发光(PL)、光致电流(LBIC)、表面反射率和膜厚测试等测试技术集于一体。实现了对太阳能电池片的多种测试检测手段。
三、项目仪器在应用方面的亮点:
       1.创新性地将各种应用于太阳能电池缺陷检测方面的技术集成于一体,达到资源利用最大化,可提高测试效率,将大大降低测试成本。
        2.自主开发二维位移控制系统和数据采集装置,创新性的采用触发模式的快速二维扫描技术,将大大提高对电池片的EL、PL和LBIC的二维均匀性测试速度。
        3.通过自主开发的高灵敏度数据采集装置,结合高通光量单色光源,以及优化设计的反射汇聚光路创新性的实现了采集可调单色光源实现LBIC的功能。目前国际上均是采用激光器来实现此功能。而采集单色光源可解决采用激光器时所受的波长限制,实现用任意波长做激发的LBIC功能。
4.通过系统所配置的光源(溴钨灯光源),结合系统特有的聚焦光路,实现了利用白光作为光源对太阳能电池片的全光谱段的LBIC扫描测试,这样系统即实现利用单色光、激光、白光(全光谱段)对电池片的光致电流(LBIC)扫描。
四、下一步计划:
        随着新材料的不断应用,太阳能光伏行业会迎来一个新的春天,黑硅太阳能光伏电池、纳米材料太阳能电池板等技术的不断应用会给我们带来很大的技术挑战,
        巩固自身在各方面的技术优势,不断的进行技术创新,不断的扩大产品应用规模,在发展常规产品的同时,投入更大的力量来发展新型产品的开发。希望配合国家新能源开发的大策略,开发出更多、更好、更适用的产品。

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