太阳能电池的测试方法及测试系统和存储介质与流程

本技术属于光伏，具体涉及一种太阳能电池的测试方法及测试系统和存储介质。

背景技术：

1、准确地测试出太阳能电池的短路电流密度等电学性能是评价太阳能电池的性能的基础。

2、目前，通常采用接触式测试太阳能电池的各项电性能，例如采用测试夹具，利用探针等导电材料进行太阳能电池的电性能测试。

3、然而，在接触式测试中，主要通过探针等测试夹具与太阳能电池的压合来实现好的接触实现性能测试，一是，测试夹具等接触式测试工具对太阳能电池施加压力，有一定概率会导致太阳能电池的电极甚至钝化层被探针破坏，或者隐裂甚至裂片，降低了太阳能电池的良率，且影响太阳能电池的实际效率。二是，采用接触式测试还会存在探针接触不良或对位不准导致的测试稳定性较低，特别是针对背接触太阳能电池等，采用过于密集的探针还会有导致正负极连接错乱造成短路的风险。三是，太阳能电池的印刷图形越来越精细化，有效接触窗口越来越小，对接触式测试的测试准确性及稳定性造成巨大挑战。因此，接触式测试具有一定的局限性；另外，已有的测试方法可能还存在测试准确性偏低的问题。

技术实现思路

1、本技术旨在提供一种太阳能电池的测试方法及测试系统和存储介质，至少解决接触式测试带来的上述问题以及测试准确性偏低的问题。

2、第一方面，本技术实施例提出了一种太阳能电池的测试方法，包括：

3、第一pl亮度获取步骤，获取待测太阳能电池开路状态下的第一pl亮度pl1；在太阳能电池的厚度方向上，太阳能电池包括相对的第一表面和第二表面；

4、第一颜色值获取步骤，获取所述待测太阳能电池的第一表面和/或第二表面的第一颜色值 m；

5、目标短路电流密度确定步骤，根据所述待测太阳能电池的所述pl1和m，计算得到所述待测太阳能电池的目标短路电流密度。

6、本技术中，一是，对太阳能电池的短路电流密度测试的各个步骤中均可以采用非接触方式获取到，本技术的太阳能测试方法可以无需使用探针等接触式测试工具，所以太阳能电池的电极、钝化层基本没有被探针破坏的风险，隐裂和裂片风险低，不会影响太阳能电池的实际效率和良率，针对背接触太阳能电池等，由于基本不使用探针，也不会带入因为采用过于密集的探针导致的正负极连接错乱造成短路的风险以及避免了探针与太阳能电池的测试点需进行精准对位的困难，所以本技术提供的太阳能电池的测试方法可以适用于各种类型的太阳能电池，适用范围广，即使是针对无主栅的背接触太阳能电池依然适用。

7、二是，太阳能电池颜色变化是太阳能电池表面形貌、膜层厚度共同作用的结果，其与太阳能电池表面反射逃逸损失，膜层寄生吸收关联性较大。更为具体的，此处的第一颜色值和太阳能电池的光学常数密切相关，光学常数主要是指膜层厚度、折射率、消光系数等，光学常数决定了吸收率，吸收率能够表征吸收损失，通常pl亮度可以反映太阳能电池的电学性能，pl亮度表征的短路电流密度没有考虑吸收损失，因此，本技术中，通过加入太阳能电池表面的第一颜色值，就是间接加入了表示太阳能电池表面的光学信息或者吸收损失，结合pl亮度的电学信息，可以快速、且更为准确的通过非接触方式得到待测太阳能电池的短路电流密度。

8、三是，在对太阳能电池进行分档等过程中，也需要用到颜色相机，所以本技术中获取第一颜色值无需额外增加颜色相机，可以直接复用其他过程中的颜色相机，不会增加测试成本。

9、综上所述，本技术提升了非接触式测试的准确性，且兼顾了测试成本，不会增加测试成本。

10、在一些实施例中，所述目标短路电流密度确定步骤包括：

11、将所述待测太阳能电池的所述pl1、所述m，带入所述待测太阳能电池的电池类型对应的短路电流密度预设关系式，计算得到所述待测太阳能电池的目标短路电流密度jsc；

12、其中，所述短路电流密度预设关系式为：jsc=（pl1-e×m）×f+g；e、f和g均为常数。

13、在一些实施例中，所述目标短路电流密度确定步骤之前，所述方法还包括：短路电流密度预设关系式确定步骤：

14、针对所述待测太阳能电池的电池类型的多个太阳能电池：

15、采用接触式测试方式，获取每个太阳能电池的接触式短路电流密度；

16、获取每个太阳能电池开路状态下的第二pl亮度pl2；

17、获取每个太阳能电池的第一表面和/或第二表面的第二颜色值；

18、根据多个所述接触式短路电流密度、多个第二pl亮度、多个第二颜色值，拟合得到所述待测太阳能电池的电池类型对应的短路电流密度预设关系式，以及所述待测太阳能电池的电池类型对应的短路电流密度预设关系式中的e、f和g。

19、在一些实施例中，所述第一颜色值获取步骤，包括：

20、获取所述待测太阳能电池的第一表面和/或第二表面的rgb值，将所述rgb值转换为hsv值或lab值，并根据将所述hsv值转换为所述第一颜色值，a1、b1和d1均为大于等于0的常数，且a1＞d1≥b1；或，根据将所述lab值转换为所述第一颜色值，a2、b2和d2均为大于等于0的常数，且d2≥b2＞a2。

21、在一些实施例中，所述第一pl亮度获取步骤包括：获取所述待测太阳能电池开路状态下，被第一预设光照照射的pl11；所述第一预设光照为0.01个标准太阳光强至0.2个标准太阳光强；

22、所述方法还包括：

23、el1获取步骤，获取待测太阳能电池开路状态下，被所述第一预设光照照射的电致发光值el1；

24、等效电压降获取步骤，根据所述pl11和所述el1，确定所述待测太阳能电池的第一等效电压降；

25、目标串联电阻确定步骤，将所述待测太阳能电池的所述第一等效电压降，带入所述待测太阳能电池的电池类型对应的串联电阻预设关系式，计算得到所述待测太阳能电池的目标串联电阻rs；

26、其中，所述串联电阻预设关系式为：rs=x×+q；x和q均为常数。

27、在一些实施例中，所述目标串联电阻确定步骤之前，所述方法还包括：串联电阻预设关系式确定步骤；

28、针对所述待测太阳能电池的电池类型的多个太阳能电池：

29、采用接触式测试方式，获取每个太阳能电池的接触式串联电阻；

30、获取每个太阳能电池开路状态下，被所述第一预设光照照射下的pl3；

31、获取每个太阳能电池开路状态下，被所述第一预设光照照射下的电致发光值el2；

32、根据所述pl3和所述电致发光值el2，确定每个太阳能电池的第二等效电压降；

33、根据多个所述接触式短路电流密度、多个第二等效电压降，拟合得到所述待测太阳能电池的电池类型对应的串联电阻预设关系式，以及所述待测太阳能电池的电池类型对应的串联电阻预设关系式中的x和q。

34、在一些实施例中，所述第一pl亮度获取步骤之前，还包括：将所述待测太阳能电池划分为多个区域；

35、所述第一pl亮度获取步骤包括：针对每个区域，获取待测太阳能电池开路状态下，被所述第一预设光照照射下所述区域的pl11；

36、所述el1获取步骤包括：针对每个区域，获取待测太阳能电池开路状态下，被所述第一预设光照照射下所述区域的电致发光值el1；

37、所述等效电压降获取步骤包括：针对每个区域，根据所述区域对应的所述pl11和所述el1，确定所述待测太阳能电池的所述区域的第一等效电压降；计算所述待测太阳能电池的所有区域的第一等效电压降的平均值。

38、在一些实施例中，所述第一pl亮度获取步骤包括：针对至少三个第二预设光强：获取所述待测太阳能电池开路状态下，被每个第二预设光照照射的pl12；

39、所述方法还包括：

40、等效电流密度确定步骤，根据所述待测太阳能电池的短路电流密度，确定每个第二预设光照对应的等效电流密度；

41、第一电压确定步骤，根据所述pl12确定每个第二预设光强照射下的等效电压；

42、iv曲线确定步骤，根据所述至少三个第二预设光强所述待测太阳能电池分别对应的等效电流密度和等效电压，绘制所述待测太阳能电池的部分iv曲线；

43、第一转换效率确定步骤，基于所述待测太阳能电池的部分iv曲线，确定所述待测太阳能电池的最大准转换效率；

44、目标转换效率确定步骤，根据所述待测太阳能电池的串联电阻、最大准转换效率，确定所述待测太阳能电池的目标转换效率。

45、在一些实施例中，所述待测太阳能电池的短路电流密度为所述待测太阳能电池的目标短路电流密度；和/或，

46、所述待测太阳能电池的串联电阻为所述待测太阳能电池的目标串联电阻rs；和/或，

47、所述待测太阳能电池为晶硅太阳能电池，所述第二预设光强包含至少0.03个标准太阳光强至0.07个标准太阳光强。

48、在一些实施例中，所述目标转换效率确定步骤包括：

49、将所述待测太阳能电池的串联电阻r1、最大准转换效率peta，带入所述待测太阳能电池的电池类型对应的转换效率预设关系式，计算得到所述待测太阳能电池的目标转换效率eta；

50、其中，所述待测太阳能电池的电池类型对应的转换效率预设关系式为：eta=（peta-y×r1）×t+z，y、t和z均为常数。

51、在一些实施例中，所述目标转换效率确定步骤之前，所述方法还包括：

52、针对至少三个第二预设光强，所述待测太阳能电池的电池类型的多个太阳能电池：

53、采用接触式测试方式，获取每个太阳能电池的接触式转换效率；

54、获取每个太阳能电池开路状态下，每个第二预设光照照射的pl4；

55、根据每个太阳能电池的短路电流密度，确定每个第二预设光照对应的等效电流密度；

56、针对每个太阳能电池，根据所述pl4确定每个第二预设光强照射下的等效电压；

57、针对每个太阳能电池，根据至少三个第二预设光强所述太阳能电池分别对应的等效电流密度和等效电压，绘制所述太阳能电池的部分iv曲线；

58、针对每个太阳能电池，基于所述太阳能电池的部分iv曲线，确定所述太阳能电池的最大准转换效率；

59、根据多个所述太阳能电池的串联电阻、最大准转换效率，拟合得到所述待测太阳能电池的电池类型对应的转换效率预设关系式，以及所述待测太阳能电池的电池类型对应的转换效率预设关系式中的y、t和z。

60、在一些实施例中，pl亮度获取步骤中：获取太阳能电池的至少边缘位置的pl亮度，和/或，获取太阳能电池的至少角部位置的pl亮度；和/或，

61、颜色值获取步骤中：获取太阳能电池的第一表面的至少边缘位置的颜色值，和/或，获取太阳能电池的第一表面的至少角部位置的颜色值；和/或，获取太阳能电池的第二表面的至少边缘位置的颜色值，和/或，获取太阳能电池的第二表面的至少角部位置的颜色值。

62、在一些实施例中，pl亮度获取步骤中：获取太阳能电池在0.01个标准太阳光强至0.2个标准太阳光强照射下的pl亮度。

63、在一些实施例中，所述pl亮度获取之前，还包括：

64、获取包含太阳能电池所在的背景，以及所述太阳能电池的第一表面和/或第二表面至少边缘区域的彩色图像；

65、获取包含所述太阳能电池所在的背景，以及所述太阳能电池开路状态下的发光图像，所述发光图像包括所述太阳能电池开路状态下的子发光图像；

66、根据所述彩色图像，将所述发光图像中误算为所述太阳能电池所在的背景的电池边缘区域的部分补入所述子发光图像，得到所述太阳能电池开路状态下的发光图像；

67、pl亮度获取包括：根据所述太阳能电池的发光图像，获取太阳能电池开路状态下的pl亮度。

68、第二方面，本技术实施例提出了一种太阳能电池的测试系统，包括：

69、光致发光测试仪，用于获取待测太阳能电池的第一pl亮度pl1；在太阳能电池的厚度方向上，太阳能电池包括相对的第一表面和第二表面；

70、光学检测仪，用于获取所述待测太阳能电池的第一表面和/或第二表面的第一颜色值m；

71、目标短路电流密度确定模块，用于根据所述待测太阳能电池的所述pl1和m，计算得到所述待测太阳能电池的目标短路电流。

72、第三方面，本技术实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现任一前述的太阳能电池的测试方法。

73、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。