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基于噪声的太阳能电池检测方法

作　者: 彭丽娟
导　师: 杜磊
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 太阳能电池 质量 可靠性 噪声检测方法
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 75次
引　用: 1次
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内容摘要


近年来,由于在环境保护方面的要求和运营成本方面的优势,光伏系统在能源供应领域得到认可,并且正在推广应用。太阳能电池作为光伏系统的核心部件,其在生产过程中的质量和使用过程中的可靠性对系统使用性能的影响至关重要,急需对太阳能电池的质量和可靠性检测方法与手段进行研究。目前,对太阳能电池质量评估主要是通过I-V特性测试来分析其串并联电阻的大小。这种方法的不足之处在于所测参量对材料缺陷等影响太阳能电池质量的因素不够灵敏,另外,测试者不同,所选用的计算方法亦不同,使得对太阳能电池样品的测试分析结果有很大的误差和差异。除此之外,研究者多通过场致发光的方法对太阳能电池的反向击穿特性进行研究。这种方法的不足之处在于测试方法复杂,结果不够精确,不能准确定位太阳能电池发生击穿的电压幅值。噪声作为电子元器件质量和可靠性评估的一种工具,其有效性与灵敏度已经得到了广泛的认可。研究者通过对潜在缺陷引起的过剩噪声进行测试与分析,就能够得到较为详细的器件内部缺陷信息。基于以上原因,本文提出了基于噪声的太阳能电池检测方法,针对不同噪声的特点及产生机理,给出相应的检测、分析方法及流程,主要工作如下:1.利用正向偏置条件下最大电压噪声功率谱密度和基于噪声的质量因子作为评价参量,对太阳能电池的质量做出评估。通过噪声测试和结果分析,将噪声评价参量与传统的电学评价参量进行对比,说明噪声是评估太阳能电池质量的一种便捷而有效的工具。2.对太阳能电池正向和反向偏置条件下的噪声进行分析,分别提出基于正向与反向噪声的可靠性评价参量。通过噪声测试与热应力损伤情况对比分析,验证了所提出的评价参量可以对太阳能电池在使用过程中的可靠性进行预测。3.对太阳能电池反向击穿特性进行研究,发现通过测试反向偏置状态下的噪声,可以判断太阳能电池所处的击穿阶段,且结果得到实验验证。4.研究在较高的反向偏置电压下太阳能电池发生局部雪崩击穿的特性,测试太阳能电池的微等离子体噪声,对频域测试结果和时域测试结果进行综合分析,得到了微等离子体状态下的脉冲电流宽度。结合耗尽层宽度确定了产生微等离子体噪声的局部区域大小。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 研究背景  8-11
  1.2 论文结构  11-14
第二章 基于正偏噪声的太阳能电池检测方法  14-36
  2.1 基于g-r 噪声的太阳能电池材料深能级杂质检测  14-17
    2.1.1 g-r 噪声的产生机制与模型  14-15
    2.1.2 利用g-r 噪声的太阳能电池深能级杂质分析  15-17
  2.2 1/f 噪声用于太阳能电池辐射损伤表征  17-19
    2.2.1 太阳能电池的辐射损伤机理  17-18
    2.2.2 太阳能电池辐照实验  18
    2.2.3 实验结果分析  18-19
  2.3 1/f 噪声太阳能电池的检测方法  19-28
    2.3.1 太阳能电池中的1/f 噪声产生机理  19-20
    2.3.2 太阳能电池中的1/f 噪声模型  20-22
    2.3.3 1/f 噪声测试实验方案  22-23
    2.3.4 实验结果分析  23-28
  2.4 1/f 噪声在太阳能电池检测中的应用  28-34
    2.4.1 1/f 噪声辅助太阳能电池材料缺陷定位  28-29
    2.4.2 基于转换效率1/f 噪声表征的太阳能电池质量评价  29-32
    2.4.3 1/f 噪声在太阳能电池加速寿命实验中的应用  32-34
  2.5 基于正偏噪声的检测方法流程  34-36
第三章 基于反偏噪声的太阳能电池击穿特性检测方法  36-46
  3.1 太阳能电池反向击穿三阶段及其机理  36-38
  3.2 太阳能电池反偏噪声测试及结果分析  38-41
  3.3 反偏噪声测试辅助太阳能电池击穿位置定位  41-42
  3.4 反向击穿的可靠性指标X_2 提取  42-43
  3.5 反偏噪声检测流程  43-46
第四章 微等离子体噪声的产生机理及缺陷检测方法  46-58
  4.1 微等离子体噪声的产生机理与模型  46-53
  4.2 微等离子体噪声的测试方案  53-54
  4.3 实验结果分析  54-55
  4.4 利用微等离子体噪声确定耗尽层中缺陷的大小  55-57
  4.5 微等离子体噪声的检测流程  57-58
第五章 结论与展望  58-60
  5.1 本文工作总结  58-59
  5.2 展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-66

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 光电池 > 太阳能电池
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