【正文】 界面返回到第一個(gè)界面的反射光與第一個(gè)界面的反射光相位差180176。C，所以前者在一定程度上抵消了后者。 由四分之一波長減反射膜產(chǎn)生的干涉效應(yīng)在正常入射光束中從覆蓋了一層厚度為d1的透明層的材料表面反射的能量所占比例的表達(dá)式為其中rr2由下式得出：式中ni代表不用媒質(zhì)層的折射率。由下式給出：當(dāng)n1d1=l0/4時(shí)，反射有最小值：如果反射率是其兩邊材料的折射率的幾何平均值（n12=n0n2），則反射值為零。對于在空氣中的硅電池（nsi=），減反射膜的最佳折射率是硅折射率的平方根（即nopt=）。（）的減反射膜的情況下，從硅表面反射的入射光的百分比與波長的關(guān)系。 減反射膜的硅表面反射的正常入射光的百分比與波長的關(guān)系減反射膜的厚度的選取使得波長在600nm處產(chǎn)生最小的反射。虛線表示將硅封裝在玻璃或有類似折射率的材料之下的結(jié)果電池通常是裝在玻璃之下（n0=）。商品化太陽電池中使用的一些減反射膜材料的折射率如下表。除了有合適的折射率外，減反射膜材料還必須是透明的，減反射膜常沉積為非結(jié)晶的或無定形的薄層，以防止在晶界處的光散射問題。表：制作減反射膜所用材料的折射系數(shù)材料折射系數(shù)MgF2～SiO2～Al2O3～SiO～Si3N4～TiO2～Ta2O5～ZnS～減反膜的制備方法:真空鍍 SiO 類金剛石膜濺射法 Ta2O5 IT膜 Nb2O5 SiO2 TiO2印刷法 TiO Ta2O5噴涂法 Ti(OC2H5)4 鈦酸乙酰PECVD沉積 Si3N4單體太陽電池不能直接作電池使用。作電源用必須將若干單體電池串、并聯(lián)連接并嚴(yán)密封裝成組件。對太陽電池組件要求為：（1） 有一定的標(biāo)稱工作電流輸出功率。（2） 工作壽命長，要求組件能正常工作20～30年，因此要求組件所使用的材料，零部件及結(jié)構(gòu)，在使用壽命上互相一致，避免因一處損壞而使整個(gè)組件失效。（3） 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能經(jīng)受在運(yùn)輸、安裝和使用過程中發(fā)生的沖突，振動(dòng)及其它應(yīng)力。（4） 組合引起的電性能損失小。（5） 組合成本低。常規(guī)的太陽電池組件結(jié)構(gòu)形式有下列幾種，。目前還出現(xiàn)較新的雙面鋼化玻璃封裝組件。 玻璃殼體式太陽電池組件示意圖1－玻璃殼體；2－硅太陽電池；3－互連條；4－粘接劑；5－襯底；6－下底板；7－邊框線；8－電極接線柱。1－玻璃蓋板；2－硅太陽電池；3－盒式下底板；4－粘接劑；5－襯底；6－固定絕緣膠；7－電極引線；8－互連條。 平板式太陽電池組件示意圖1－邊框；2－邊框封裝膠；3－上玻璃蓋板；4－粘接劑；5－下底板；6－硅太陽電池；7－互連條；8－引線護(hù)套；9－電極引線。 全膠密封太陽電池組件示意圖1－硅太陽電池；2－粘接劑；3－電極引線；4－下底板；5－互連條。組件工作壽命的長短和封裝材料，封裝工藝有很大的關(guān)系，它的長短是決定組件壽命的重要因素之一。在組件中它是一項(xiàng)易被忽視但在實(shí)用中是決不能輕視的部件。現(xiàn)對材料分述如下。 上蓋板覆蓋在太陽電池組件的正面，構(gòu)成組件的最外層，它既要透光率高，又要堅(jiān)固，起到長期保護(hù)電池的作用。作上蓋板的材料有：鋼化玻璃、聚丙烯酸類樹脂、氟化乙烯丙烯、透明聚酯、聚碳酯等。目前，低鐵鋼化玻璃為最為普遍的上蓋板材料主要有：室溫固化硅橡膠、氟化乙烯丙烯、聚乙烯醇縮丁醛、透明雙氧樹酯、聚醋酸乙烯等。一般要求其：（1）在可見光范圍內(nèi)具有高透光性（2）具有彈性（3）具有良好的電絕緣性能。（4）能適用自動(dòng)化的組件封裝一般為鋼化玻璃、鋁合金、有機(jī)玻璃、TPF等。目前較多應(yīng)用的是TPF復(fù)合膜，要求:（1）具有良好的耐氣候性能（2）層壓溫度下不起任何變化（3）與粘接材料結(jié)合牢固平板組件必須有邊框，以保護(hù)組件和組件與方陣的連接固定。邊框?yàn)檎辰Y(jié)劑構(gòu)成對組件邊緣的密封。主要材料有不銹鋼，鋁合金，橡膠，增強(qiáng)塑料等。平板式組件制造工藝流程如下：單體電池上電極焊互連條制備互連條單防電池分選組合焊接組合電池測試疊 層 層壓封裝 固 化 邊框封裝 電性能測試 組件檢驗(yàn) 組件包裝 玻璃清洗第三章 太陽電池測試太陽電池是將太陽能轉(zhuǎn)變成電能的半導(dǎo)體器件，從應(yīng)用和研究的角度來考慮，其光電轉(zhuǎn)換效率、輸出伏安特性曲線及參數(shù)是必須測量的，而這種測量必須在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)太陽光下進(jìn)行才有參考意義。如果測試光源的特性和太陽光相差很遠(yuǎn)，則測得的數(shù)據(jù)不能代表它在太陽光下使用時(shí)的真實(shí)情況，甚至也無法換算到真實(shí)的情況，考慮到太陽光本身隨時(shí)間、地點(diǎn)而變化，因此必須規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)陽光條件，才能使測量結(jié)果既能彼此進(jìn)行相對比較，又能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)陽光下的測試數(shù)據(jù)估算出實(shí)際應(yīng)用時(shí)太陽電池的性能參數(shù)。：（1）發(fā)光強(qiáng)度。按照1979年第16屆國防計(jì)量會議（CGPN）確定，以坎德拉（cd）為發(fā)光強(qiáng)度的計(jì)量單位?？驳吕且还庠丛诮o定的方向上的光強(qiáng)度，該光源發(fā)出頻率為540180。1012Hz的光學(xué)輻射，且在此方向上的輻射強(qiáng)度為1/683WSr1（2）光通量。光通量的單位是流明（lm），它用來計(jì)量所發(fā)出的總光量，發(fā)光強(qiáng)度為1cd的點(diǎn)光源，向周圍空間均勻發(fā)出4p流明的光能量。（3）光強(qiáng)度。指照射于一表面的光強(qiáng)度，它用勒克斯（lx）作為單位，當(dāng)1lm光通量的光強(qiáng)射到1m2面積上時(shí)，該面積所受的光照度（簡稱照度）就是1lx。（4）輻射度，通常稱為光強(qiáng)，即入射到單位面積上的光功率，單位是W/m2或mw/cm2。對空間應(yīng)用，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輻照度為1367w/m2（另一種較早的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1353 w/m2），對地面應(yīng)用，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)輻照度為1000 w/m2。實(shí)際上地面陽光和很多復(fù)雜因素有關(guān)，這一數(shù)值僅在特定的時(shí)間及理想的氣候和地理?xiàng)l件下才能獲得。地面上比較常見的輻射照度是在600~900 w/m2范圍內(nèi)，除了輻照度數(shù)值范圍以外，太陽輻射的特點(diǎn)之一是其均勻性，這種均勻性保證了同一太陽電池方陣上各點(diǎn)的輻照度相同。太陽電池對不同波長的光具有不同的響應(yīng)，就是說輻照度相同而光譜成分不同的光照射到同一太陽電池上，其效果是不同的，太陽光是各種波長的復(fù)合光，它所含的光譜成分組成光譜分布曲線，而且其光譜分布也隨地點(diǎn)、時(shí)間及其它條件的差異而不同，在大氣層外情況很單純，太陽光譜幾乎相當(dāng)于6000K的黑體輻射光譜，稱為AMO光譜。在地面上，由于太陽光透過大氣層后被吸收掉一部分，這種吸收和大氣層的厚度及組成有關(guān)，因此是選擇性吸收，結(jié)果導(dǎo)致非常復(fù)雜的光譜分布。而且隨著太陽天頂角的變化，陽光透射的途徑不同吸收情況也不同。所以地面陽光的光譜隨時(shí)都在變化。因此從測試的角度來考慮，需要規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的地面太陽光譜分布。目前國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定，在晴朗的氣候條件下，其光譜為標(biāo)準(zhǔn)地面太陽光譜。176。，原因是這種情況在地面上比較有代表性。在大氣層外，太陽光在真空中輻射，沒有任何漫射現(xiàn)象，全部太陽輻射都直接從太陽照射過來。地面上的情況則不同，一部分太陽光直接從太陽照射下來，而另一部分則來自大氣層或周圍環(huán)境的散射，前者稱為直接輻射，后者稱為天空輻射。二部分合起來稱為總輻射，在正常的大氣條件下，直接輻射占總輻射的75%以上，否則就是大氣條件不正常所致，例如由于云層反射或嚴(yán)重的大氣污染所致。天氣晴朗時(shí)，陽光輻照是非常穩(wěn)定的，僅隨高度角而緩慢的變化，當(dāng)天空有浮云或嚴(yán)重的氣流影響時(shí)才會產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，這種氣候條件不適宜于測量太陽電池，否則會得到不確定的結(jié)果。3．2太陽模擬器綜上所述，標(biāo)準(zhǔn)地面陽光條件具有1000 w/m2的輻照度，這樣的標(biāo)準(zhǔn)陽光在室外能找到的機(jī)會很少，而太陽電池又必須在這種條件下測量，因此，唯一的辦法是用人造光源來模擬太陽光，即所謂太陽模擬器。3．2．1穩(wěn)態(tài)太陽模擬器和脈沖式太陽模擬器穩(wěn)態(tài)太陽模擬器是在工作時(shí)輸出輻照度穩(wěn)定不變的太陽模擬器，它的優(yōu)點(diǎn)是能提供連續(xù)照射的標(biāo)準(zhǔn)太陽光，使測量工作能從容不迫的進(jìn)行。缺點(diǎn)是為了獲得較大的輻照面積，它的光學(xué)系統(tǒng)，以及光源的供電系統(tǒng)非常龐大。因此比較適合于制造小面積太陽模擬器，脈沖式太陽模擬器在工件時(shí)并不連續(xù)發(fā)光，只在很短的時(shí)間內(nèi)（通常是毫秒量級以下）以脈沖形式發(fā)光。其優(yōu)點(diǎn)是瞬間功率可以很大，而平均功率卻很小。其缺點(diǎn)是由于測試工作在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，因此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，在大面積太陽電池組件測量時(shí)，目前一般都采用脈沖式太陽模擬器，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。3．2．2太陽模擬器的電光源及濾光裝置用來裝置太陽模擬器的電光源通常有以下幾種：鹵光燈：簡易型太陽模擬器常用鹵光燈來裝置。但鹵光燈的色溫值在2300K左右，它的光譜和日光相差很遠(yuǎn)，紅外線含量太多，紫外線含量太少。作為廉價(jià)的太陽模擬器避免采用昂貴的濾光設(shè)備，通常用3cm厚的水膜來濾除一部分紅外線，使它近紅外區(qū)的光譜適當(dāng)改善，但卻無法補(bǔ)充過少的紫外線。冷光燈：冷光燈是由鹵鎢燈和一種介質(zhì)膜反射鏡構(gòu)成的組合裝置。這種反射鏡對紅外線幾乎是透明的，而對其余光線卻能起良好的反射作用。因此經(jīng)反射后紅外線大大減弱而其它光線卻成倍增加。和鹵鎢燈相比，冷光燈的光譜有了大輻度的改善，而且避免了非常累贅的水膜濾光裝置。因此目前簡易型太陽模擬器多數(shù)采用冷光燈。為了使它的色溫盡可能的提高些，和冷光罩配合的鹵鎢燈常設(shè)計(jì)成高色溫，可達(dá)3400K，但使它的壽命大大縮短，額定壽命僅50小時(shí)。因此需經(jīng)常更換。氙燈：氙燈的光譜分布從總的情況來看比較接近于日光，~，比太陽光大幾倍。因此必須用濾光片濾除，現(xiàn)代的精密太陽模擬器幾乎都用氙燈作電源，主要原因是光譜比較接近日光。氙燈模擬器的缺點(diǎn)從光學(xué)方面來考慮是它的光斑很不均勻，需要有一套復(fù)雜的光學(xué)積分裝置來使光斑均勻。從電路來考慮是它需要一套復(fù)雜而比較龐大的電源及起輝裝置。總的來說，氙燈模擬器的缺點(diǎn)是裝置復(fù)雜，價(jià)格昂貴，特別是有效輻照面積很難做得很大。脈沖氙燈：脈沖式太陽模擬選用各種脈沖氙燈作為光源，這種光源的特點(diǎn)是能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)出比一般光源強(qiáng)若干倍的強(qiáng)光，而且光譜特性比穩(wěn)態(tài)氙燈更接近于日光。由于亮度高通?？煞旁陔x太陽電池較遠(yuǎn)的位置進(jìn)行測量，因此改善了輻照均勻性，可得到大面積的均勻光斑。3．3太陽模擬器某些光學(xué)特性的檢測3．3．1輻照不均勻度的檢測輻照不均勻度是對測試平面上不同點(diǎn)的輻照度來說，當(dāng)輻照度不隨時(shí)間改變時(shí)，輻照度不隨時(shí)間改變時(shí)，輻照不均勻度按下式計(jì)算:輻照不均勻度＝177。（最大輻照度－最小輻照度）/（最大輻照度＋最小輻照度）100％在測量單體電池時(shí)，輻照不均勻度應(yīng)使用不超過待測電池面積1/4的檢測電池來檢測。在測量組件時(shí)，應(yīng)使用不超過待測組件面積1/10的檢測電池來檢測。3．3．2輻照不穩(wěn)定的檢測測試平面上同一點(diǎn)的輻照度隨時(shí)間改變時(shí)。輻照不穩(wěn)定度按下式計(jì)算輻照不穩(wěn)定度＝177。（最大輻照度－最小輻照度）/（最大輻照度＋最小輻照度）3．3．3光譜失配誤差計(jì)算光譜失配誤差=式中：和分別是被測電池（T）和標(biāo)準(zhǔn)電池（S），即光譜電流i(λ)與短路電流I之比：B(λ)－1定義為光譜，它表示太陽模擬器光譜輻照度еsim(λ)。(λ)的相對偏差：即 由上述容易看到，在兩種特殊情況下光譜失配誤差消失：一種情況是太陽模擬器的光譜和標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜完全一致，另一種情況是被測太陽電池的光譜響應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)太陽電池的光譜響應(yīng)完全一致。這兩種特殊情況都難以嚴(yán)格地實(shí)現(xiàn)，而二種情況相比之下，后一種情況更難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榇郎y太陽電池是多種多樣的，不可能每一片待測電池都配上和它光譜響應(yīng)完全一致的標(biāo)準(zhǔn)太陽電池。光譜響應(yīng)之所難于控制，一方面出于工藝上的原因，在眾多復(fù)雜因素的影響下，即使是同工藝、同結(jié)構(gòu)、同材料，甚至是同一批生產(chǎn)出來的太陽電池，并不能保證具有完全相同的光譜響應(yīng)，另一方面來自測試的困難，光譜響應(yīng)的測量要比伏安特性麻煩得多，也不易測量正確，不可能在測量伏安特性之前先把每片太陽電池的光譜響應(yīng)測量一下。因此為了改善光譜匹配，最好的辦法是設(shè)計(jì)光譜分布和標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜非常接近的精密型太陽模擬器，從而對太陽電池的光譜響應(yīng)不必再提出要求。 單體太陽電池測試測量太陽電池的電性能歸結(jié)為測量它的伏安特性，由于伏安特性與測試條件有關(guān)，必須在統(tǒng)一的規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)測試條件下進(jìn)行測量，或?qū)y量結(jié)果換算到標(biāo)準(zhǔn)測試條件，才能鑒定太陽電池電性能的好壞，標(biāo)準(zhǔn)測試條件包括標(biāo)準(zhǔn)太陽光（標(biāo)準(zhǔn)光譜和標(biāo)準(zhǔn)輻照度）和標(biāo)準(zhǔn)測試溫度，溫度可以人工控制。標(biāo)準(zhǔn)太陽光可以人工模擬，或在自然條件下尋找。使用模擬陽光，光譜取決于電光源的種類及濾光、反光系統(tǒng)。輻照度可以用標(biāo)準(zhǔn)太陽電池短路電流的標(biāo)定值來校準(zhǔn)。為了減少光譜失配誤差，模擬陽光的光譜應(yīng)盡量接近標(biāo)準(zhǔn)陽光光譜，或選用和被測量電池光譜響應(yīng)基本相同的標(biāo)準(zhǔn)太陽電池。測量伏安特性的原理框圖如下： 測量伏安特性的電路框圖注意：測量太陽電池的電壓和電流，應(yīng)從被測件的端點(diǎn)單獨(dú)引出電壓線和電流線。（1）開路電壓Voc（2）短路電流Isc（3）最佳工作電壓Vm（4）最佳工作電流Im（5）最大輸出功率Pm（6）光電轉(zhuǎn)換效率h（7）填充因子FF（8）伏安特性曲線或伏安特性（9）短路電流溫度系數(shù)a，簡稱電流溫度系數(shù)（10）開路電壓溫度系數(shù)b， 簡稱電壓溫度系數(shù)（11）內(nèi)部串聯(lián)電阻Rs（12）內(nèi)部并聯(lián)電阻Rsb。地面陽光的總輻照度規(guī)定為1000 w/m2。標(biāo)準(zhǔn)測試溫度規(guī)定為25176。C對定標(biāo)測試，標(biāo)準(zhǔn)測試溫度的允許差為+ 1176。C。對非定標(biāo)準(zhǔn)測試。標(biāo)準(zhǔn)測試溫度允許差為+2176。C。如受客觀條