用于测试光伏电池的互连的设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种无接触地测试闭合环路电连接的设备和方法，尤其适用于测试太阳能面板中的光伏电池的互连。该设备包括两个线圈。第一线圈是驱动线圈(11)，该驱动线圈(11)包括至少一个用于在由闭合环路电连接所包围的环路区域(14)中产生变化的磁场的第一绕组(15)。第二线圈是检测线圈(12)，该检测线圈(12)包括至少一个用于当受到由闭合环路电连接中的电流所产生的磁场时产生电压的第二绕组(16)。该设备还包括用于本征地补偿第一线圈与第二线圈的直接互感的补偿环路(13)。该补偿环路允许使用用于测试互连的不复杂的电子器件，该电子器件可以容易地在手持装置中实现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种无接触地测试闭合环路电连接的设备和方法，尤其适用于测试太阳能面板中的光伏电池的互连。该设备包括两个线圈。第一线圈是驱动线圈(11)，该驱动线圈(11)包括至少一个用于在由闭合环路电连接所包围的环路区域(14)中产生变化的磁场的第一绕组(15)。第二线圈是检测线圈(12)，该检测线圈(12)包括至少一个用于当受到由闭合环路电连接中的电流所产生的磁场时产生电压的第二绕组(16)。该设备还包括用于本征地补偿第一线圈与第二线圈的直接互感的补偿环路(13)。该补偿环路允许使用用于测试互连的不复杂的电子器件，该电子器件可以容易地在手持装置中实现。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于测量闭合环路电连接的设备和方法。在具体实施例中，涉及一种用于测量包括多个光伏电池的太阳能模块中的光伏电池的电互连的设备。
技术介绍
需要将通常具有硅晶圆尺寸的单个光伏电池进行组合以制作太阳能面板或太阳能模块。更具体地，需要将不同光伏电池的电极互相电连接。单个光伏电池的这一互连易损坏，特别是在组合固体太阳能面板中的不同电池的生产过程中。此外，由于材料或加工的不当，该互连可能较差。可能仅在使用很小一段时间之后，差的互连就将导致太阳能面板的性能降低。这样的性能降低可以是导致较低能量输出的效率降低或者是面板的寿命降低。有鉴于此，需要一种在太阳能面板的生产过程中及其之后测试电连接的设备。尤其需要一种在不对光伏电池或太阳能面板进行机械接触的情况下允许测试的测试设备。普通类型的光伏电池包括金属化的背电极和有图案的前电极。然而，公认的是也存在其它的电极配置。通过连接第一光伏电池的背电极与第二光伏电池的前电极，可以串联地设置多个光伏电池。光伏电池之间导线的差接触将导致高电阻。因此，通过用已知的电阻计来测量电阻，能够测试电接触的质量。然而，在这样的测试期间进行机械接触可能损坏光伏电池，或者，在生产出太阳能面板之后，难以甚至不可能对光伏电池或太阳能面板进行该机械接触。从德国专利公开DE4440167获知了一种用于测量光伏电池以及其它半导体元件中的电流分布的设备和方法。根据该公开，通过红外测量来检测由具有高电阻的点所产生的局部加热。该方法适于检测同质导体中的缺陷，但是不方便使用该方法来检测有图案的结构中的缺陷。从国际专利公开W02008 / 017305中获知了一种用于调查光伏电池和太阳能模块中的缺陷的设备和方法。根据该已知的设备，使用特殊的磁场检测器来测量使用太阳能模块的过程中所产生的磁场。根据该已知的方法，当由于光线落到模块上而产生的电流流过轨径和互连时，进行调查。因此，只有当测试中的模块受到足够的光强度并且该模块的输出连接到允许电流流过的负载电阻时，才能进行该测试。进一步地，该测试结果的解释并不容易，并且测量的磁场必须与轨径和互连的电阻相关联。从日本专利公开JP2003-110122获知了一种用于检测光伏器件的故障的方法，该方法基于对磁场的检测。所述方法包括:通过驱动线圈在背电极薄膜中生成涡流电流，以及通过检测线圈来检测感应磁场。该公开也披露了一种包括两个相互紧挨并联设置的线圈的设备。该已知的设备及方法的优点在于:由于两个线圈的直接互感，驱动线圈在检测线圈中直接感应出电流或电压，该电流或电压取决于测量机构的几何结构，尤其是与太阳能面板的距离以其电导率。还已知一种磁力计，包括驱动线圈、检测线圈以及用于补偿地磁场和其它干扰磁场的补偿线圈。这样的磁力计公开在例如欧洲专利申请EP0604810中。向驱动线圈提供交流电流以使铁磁磁芯饱和。将补偿线圈连接到用于在该补偿线圈中提供直流电流的不同电压源以产生补偿磁场。该磁力计尤其适用于精确地测量小磁场。
技术实现思路
一方面，本专利技术旨在提供一种用于测试闭合环路电连接的设备，更具体地，一种适于检测太阳能模块中光伏电池的电相互连接中的缺陷的设备，该设备允许不复杂易于使用的精确非接触测试。另一方面，本专利技术旨在解决和克服上述现有技术中的问题和不足。尤其旨在解决所述驱动线圈与所述检测线圈直接互感的问题，即使不存在闭合环路连接，该直接互感也可能在第二线圈中产生电压。提供了一种用于测试闭合环路电连接的设备，该设备包括:第一线圈，所述第一线圈包括至少一个包围出第一线圈区域的第一绕组，所述第一绕组用于在由所述闭合环路电连接所包围的环路区域中产生变化的磁场；以及第二线圈，所述第二线圈包括至少一个包围出第二线圈区域的第二绕组，所述第二绕组用于当受到由所述闭合环路电连接中的电流所产生的磁场时产生电压；其特征在于，所述设备还包括补偿环路，所述补偿环路用于补偿所述第一线圈和所述第二线圈的直接互感，所述补偿环路至少部分地覆盖所述第一和第二线圈区域中的一个线圈区域或者所述第一和第二线圈区域两者。补偿环路的一个优点在于:这样的环路消除或者至少极大地降低了第一线圈(用于产生交变磁场的驱动线圈)与第二线圈(用于检测磁场的检测线圈)的直接互感。优选地，使用提供本征补偿的补偿环路，即，利用或者响应于流过驱动线圈的电流和/或由电流产生的磁场而运行的补偿环路。提供本征补偿的补偿环路的另一优点在于:不需要附加的电流源和电子器件。在一个实施例中，该本征补偿降低了在测试闭合环路电连接期间产生错误的风险。当两个线圈之间不存在互感或者只存在很小的互感时，驱动线圈与检测线圈的耦合仅由或者主要由测试中的环路的特性来确定。通过这一优点来达到上述目的，因为利用补偿环路的补偿使得测试对环境状况(比如，与测试中的环路的距离)较不敏感。进一步允许方便地检测闭合环路的电阻，因为只需要测量驱动线圈的电流与检测线圈的电压之间的相位差，而无需测量信号的振幅，这一点将在下文中详细地说明。另一方面，本专利技术旨在提供一种用于测试闭合环路电连接的方法，该方法允许不复杂易于使用的精确非接触测试。更具体地，本专利技术旨解决和克服在上述现有技术的问题和不足。提供了一种用于测试闭合环路电连接的方法，该方法包括以下步骤:提供根据本专利技术的设备；调节补偿环路以获得对第一和第二线圈的直接互感的补偿；将该设备放置在待测试闭合环路电连接附近；以及基于由第二线圈产生的电压获得代表所述闭合环路的电阻的信号。该方法的一个优点在于:根据该方法，只要调节了所述补偿环路，就不需要进一步校准线圈-环路组合。所以，只要确定了环路的合适的几何结构，进行该闭合环路电连接测试的人员就不需要具备特殊的技能。【专利附图】【附图说明】图1A示出了两个互相连接的光伏电池；图1B示出了一种闭合环路电连接；图2A示出了第一平面测量机构中的设备的一种实施例；图2B示出了第二平面测量机构中的设备的一种实施例；图3示出了夹层测量机构中的设备的一种实施例；图4示出了一种具有平面几何结构的优选实施例；图5示出了作为检测线圈的部分的一种补偿环路的示例；图6A示出了一种闭合分离绕组形式的补偿环路的示例的俯视图；图6B示出了一种闭合分离绕组形式的补偿环路的示例的侧视图；图7示出了与线圈连接的两个补偿环路的示例；图8示出了一种电子电路的实施例；图9示出了一种手持设备的实施例；以及图10示出了补偿方法的流程图。【具体实施方式】光伏电池或太阳能电池是受到光(特别是太阳光)照射时产生电流的半导体器件。通常，这样的太阳能电池由硅(非晶硅或(半)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试闭合环路电连接(10)的设备，所述设备包括：第一线圈(11)，所述第一线圈(11)包括至少一个包围出第一线圈区域的第一绕组(15)，所述第一绕组(15)用于在由所述闭合环路电连接所包围的环路区域(14)中产生变化的磁场；以及第二线圈(12)，所述第二线圈(12)包括至少一个包围出第二线圈区域的第二绕组(16)，所述第二绕组(16)用于当受到由所述闭合环路电连接中的电流所产生的磁场时产生电压；补偿环路(13)，所述补偿环路(13)用于补偿所述第一线圈和所述第二线圈的直接互感，所述补偿环路至少部分地覆盖所述第一和第二线圈区域中的一个线圈区域或者所述第一和第二线圈区域两者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫拉尔杜斯·约翰尼斯·尼古拉斯·杜德曼，
申请(专利权)人：荷兰应用自然科学研究组织TNO，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL