用于光伏电池的测试设备制造技术

本发明专利技术允许通过将彼此电绝缘的、平行的、间隔开的、紧密相邻的第一传感导体和第二传感导体可移除地按压到PV电池的前侧面上的电流承载导体上以与电流承载导体实现电接触、同时将至少一个参考接触件可移除地按压到PV电池的后侧面上的参考导体以与参考导体实现电接触，来对由PV电池产生的电流和电压进行同时测量。电流从前侧面上的电流承载导体经过第一传感导体传导到电流测量电路并经过该至少一个参考接触件回传导到后侧参考导体。利用电压测量电路，在第二传感导体处相对于后侧参考导体来感测电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光伏电池的测试设备
本专利技术一般地涉及确定光伏(PV)电池的电特性，并且更具体地涉及测试设备和方法以及用于PV电池的电流和电压输出的同时测量的设备。
技术介绍
在光照明下，光伏(PV)电池生成电力，该电カ由前电接触件和后电接触件从电池收集。前接触件通常包括被称为“手指”的多根窄的丝网印刷线，所有丝网印刷线通过被称为“母线”的两根宽的丝网印刷线连接到彼此。手指收集来自PV电池自身的电流，而母线接收来自手指的电流并传输该电流使之离开电池。通常，每个丝网印刷手指均具有介于90微米至120微米之间的宽度以及介于10微米至30微米之间的高度。手指通常被间隔开约1.5mm至3mm。每个丝网印刷母线均具有介于2mm至3mm之间的宽度、介于15微米至30微米之间的高度以及相邻母线之间的通常为35_至70_的间距。后侧电接触件通常覆盖PV电池的整个后表面，并且由诸如铝粉浆之类的丝网印刷金属材料形成，只除了这样的几个小区域之外:该小区域包含含银的丝网印刷粉浆以形成被称为“银垫”的区域。由铝覆盖的区域有助于收集来自PV电池的后侧的电流并将该电流传至用作PV电池的后侧或參考端子的银垫。当生产传统PV组件时，制造商通过将镀锡铜带焊接到一个电池的前部上的母线并焊接到相邻电池的后部上的银垫而将多个PV电池互相串联连接。PV电池能够产生的最大电カ取决于电池的内在特性和外载荷。PV组件的最大效率能够在该组件中的所有PV电池都具有类似的电特性的情况下获得。因此，在制造期间，PV电池必须被测试以确定它们的电特性，这有助于分类拣选，以识别要在该组件中使用的具有共同电特性的PV电池，从而实现最大的组件效率。用于此目的的测试设备在标准光照明的情况下在外部电载荷的各种条件下都采取了对电流(I)和电压(V)的精确的同时测量。有几家制造这种设备的公司，例如包括Berger LichttechnikGmbH&C0.KG, Isarstrasse2D_82065 拜尔布伦，德国，电话:+49 (0)89/79355266，电子邮箱:infoiberqerlichttechnik.de ；BELVAL SA Sous-1a-Roche, PO Box5CH_2042Valangin,瑞 土，电话:+41328572393,传真:+41328572295,电子邮箱:info (a)belval.com ；以及 H.A.L.M.Elektronik GmbH Sandweg30-32D-60316 美因河畔法兰克福，德国，电话:+49069-943353.0。传统测试装置包括若干个部件，所述部件包括用于日光仿真的脉冲或连续光源、电接触测量单元和电子处理单元。电接触测量单元意在与受测试的PV电池的前侧面上的母线以及与受测试的PV电池的后侧面上的银垫的进行可靠的低电阻电接触，以收集和测量来自用作外载荷的PV电池的电流和电压的值。电子处理单元执行遍及各种外部电载荷的扫描，同时确定各种外部电载荷值的I值和V值。这些I值和V值被绘制为1-V曲线图，该1-V曲线图使得能够确定PV电池的主要特性，包括但不限于:短路电流(Isc)、开路电压(Voc)、填充因子(FF)、最大功率点(Pmax)、最大功率点处的电流(Imax)、最大功率点处的电压(Vmax)、分流电阻(Rsh)以及串联电阻(Rs)。所有上述值的测量精度对将PV电池组分类成一定电カ或效率类别而言是极其重要的。这些测量的精度取决于测量単元与受测试的PV电池之间的接触的质量，电流及电压收集端子的导电性，以及取决于用来实现PV电池测试期间I和V的同时测量的电路。现代晶体硅PV电池通常能够在介于约600mV到约720mV之间的相当低的开路电压(Voc)处生成高达9A的高的短路电流(Isc)。I值和V值(特別是精确到几毫伏内的电压值)的同时精确测量在如此高的电流的条件下并非一件简单的任务。大多数PV电池测试装置都包括用于接触要被测试的PV电池的前侧和后侧的两个或三个固体金属(通常为黄铜)板。该金属板的宽度通常与PV电池上的丝网印刷母线的宽度基本上相等并且通常不超过约2mm，以防止测试期间对PV电池的光照明区域的不必要的遮蔽。这些板通常保持间隔开的多个成对的间隔开的镀金测量尖端，每对镀金測量尖端均包括用于测量电流的电流测量尖端以及用于测量电压的电压测量尖端。所述多对镀金测量尖端可以彼此间_开例如约IOmm至20mm。姆个测量尖端均包括外壳、具有约Imm至3mm的直径的圆形接触头以及位于外壳与接触头之间的压カ平衡弹簧。该圆形接触头通常具有尖锐边缘并且被镀金，以使与受测试的PV电池的接触电阻最小化。当该金属板被机械地压向PV电池的表面时，接触头的尖锐边缘被稳固地压到母线上，同时，类似地构造的參考接触头接触PV电池的后侧面上的银垫，从而由于足够的压力平衡而减小了 PV电池破损的危险。通常，所述头部将相等的压カ施加在PV电池的彼此相对的侧面上。PV电池随后暴露于PV光照明下，并且电流由丝网印刷手指从PV电池的前部收集并被在母线处接收。电流随后由每对镀金測量尖端的电流测量尖端从母线收集并最終传给与电流测量电路连接的前侧固体金属板。同吋，电压测量尖端连接到独立于电流測量电路的电压测量电路。PV电池的后侧面上的银垫通过相应位置中的參考接触头接触到电流及电压测量头。接触头通过后侧金属板连接到电流及电压测量电路以完成包括PV电池在内的各自的电流及电压测量电路。所述多个接触头在接触母线和银垫时的使用提供了低电阻接触，该低电阻接触提供了对由PV电池产生的电流和电压的合理地精确的测量。上述PV电池测试设备目前在エ业上被广泛用于传统丝网印刷PV电池测试。然而，上述PV电池测试设备不能被用来测试较新类型的PV电池，该较新类型的PV电池具有隔离的丝网印刷手指，没有位于PV电池的前侧面上的母线并且没有位于PV电池的后侧面上的银垫。这种类型的电池的丝网印刷手指可以具有例如50pm那么小的宽度。这种类型的PV电池具有若干优点，包括由于因缺少母线而导致的减小的对前表面的遮蔽而比带有母线的传统PV电池的效率大幅增高的效率。另外，该新类型的电池消除了在PV电池的后部上提供银垫的需要，这导致了更好的背面场(BSF)特性并增大了 PV电池的短路电流(Isc)和开路电压(Voc)。例如，见 PCT 申请 N0.PCT/CA2003/001278。使用针对带有母线的传统PV电池而描述的类型的多个测量尖端来接触较新类型的PV电池上的隔离的丝网印刷手指是不实际的，这是因为单个接触头的直径通常大于手指宽度(50m那么小)。不可避免地，接触头的尖鋭边缘将接触电池表面并穿透电池的前部，从而破坏了表面下的P_n结。较小的接触尖端头也是有问题的，这是因为实际上不可能在丝网印刷期间保持手指的精确的形状、间隔和定位，这将使得难以将接触头与要被测试的每个PV电池上的非常窄的手指精确地且可重复地对齐。PV电池通常根据每瓦特输出一定美元的方式出售，因此制造商需要知道任何给出的PV电池的总功率输出，以确定电池的价格。用于确定传统PV电池的总功率输出的现有技术是众所周知的，如通过上述PV电池测试设备所例示的，但现有测试设备不能以其目前的形式用来测试较新类型的隔离手指P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于PV电池的电流和电压输出的同时测量的方法，所述PV电池具有支承至少一个前侧电流承载导体的前侧表面以及支承后侧电流承载参考导体的后表面，所述方法包括：将彼此电绝缘的、平行的、间隔开的、紧密相邻的第一传感导体和第二传感导体可移除地按压到所述前侧电流承载导体上，以与所述前侧电流承载导体实现电接触；将至少一个参考接触件可移除地按压到所述后侧参考导体，以与所述后侧参考导体实现电接触；使电流从所述电流承载导体经过所述第一传感导体传导到电流测量电路并经过所述至少一个参考接触件回传导到所述后侧参考导体；以及利用电压测量电路，在所述第二传感导体处相对于所述后侧参考导体来感测电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于PV电池的电流和电压输出的同时测量的方法，所述PV电池具有支承至少一个前侧电流承载导体的前侧表面以及支承后侧电流承载參考导体的后表面，所述方法包括: 将彼此电绝缘的、平行的、间隔开的、紧密相邻的第一传感导体和第二传感导体可移除地按压到所述前侧电流承载导体上，以与所述前侧电流承载导体实现电接触； 将至少一个參考接触件可移除地按压到所述后侧參考导体，以与所述后侧參考导体实现电接触； 使电流从所述电流承载导体经过所述第一传感导体传导到电流测量电路并经过所述至少ー个參考接触件回传导到所述后侧參考导体；以及 利用电压测量电路，在所述第二传感导体处相对于所述后侧參考导体来感测电压。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一传感导体和所述第二传感导体是细长的并且具有各自的传感表面，并且其中，所述方法进ー步包括:将所述第一传感导体和所述第二传感导体支撑在第一可弹性变形支撑件上。3.根据权利要求2所述的方法 ，进ー步包括:使所述第一传感导体和所述第二传感导体在所述第一可弹性变形支撑件上保持张紧。4.根据权利要求2或3所述的方法，进ー步包括:使得所述第一传感导体和所述第二传感导体被按压在所述支承所述前侧电流承载导体的表面上，以使得所述第一传感导体和所述第二传感导体的所述传感表面沿着所述传感表面的基本上整个长度与所述支承所述前侧电流承载导体的表面接触。5.根据权利要求4所述的方法，其中，使得所述第一传感导体和所述第二传感导体被按压在所述支承所述前侧电流承载导体的表面上包括:支撑所述第一可弹性变形支撑件以用于可滑动的移动，并且沿第一共同方向独立地推动所述第一可弹性变形支撑件的彼此相对的端部。6.根据权利要求5所述的方法，进ー步包括:将所述第一可弹性变形支撑件支撑在第ー探头上。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，将所述至少ー个參考接触件可移除地按压到所述后侧參考导体包括:将平行的、间隔开的、紧密相邻的第三传感导体和第四传感导体可移除地按压到所述后侧參考导体上。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第三传感导体和所述第四传感导体是细长的并且具有各自的传感表面，并且其中，所述方法进ー步包括:将所述第三传感导体和所述第四传感导体支撑在第二可弹性变形支撑件上。9.根据权利要求8所述的方法，进ー步包括:使所述第三传感导体和所述第四传感导体在所述第二可弹性变形支撑件上保持张紧。10.根据权利要求8或9所述的方法，进ー步包括:使得所述第三传感导体和所述第四传感导体被按压在所述后表面上以接触所述后侧參考导体，以使得所述第三传感导体和所述第四传感导体的所述传感表面沿着所述传感表面的基本上整个长度与所述后侧表面接触。11.根据权利要求10所述的方法，其中，使得所述第三传感导体和所述第四传感导体被按压在所述后表面上以接触所述后侧參考导体包括:支撑所述第二可弹性变形支撑件以用于可滑动的移动，并且沿第二共同方向独立地推动所述第二可弹性变形支撑件的彼此相对的端部。12.根据权利要求11所述的方法，进ー步包括:将所述第二可弹性变形支撑件支撑在第二探头上。13.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，将所述至少ー个參考接触件可移除地按压到所述后侧參考导体上包括:将间隔开的成对的电流測量尖端和电压测量尖端可移除地按压到所述后侧參考导体上，所述电流測量尖端连接到电流传感器，并且所述电压測量尖端连接到电压测量电路。14.一种用于PV电池的电流和电压输出的同时测量的探头设备，所述PV电池具有支承至少ー个前侧电流承载导体的前侧表面以及支承后侧电流承载參考导体的后侧表面，所述设备包括: 第一可弹性变形电绝缘支撑件； 平行的第一传感导体和第二传感导体，所述平行的第一传感导体和第二传感导体由所述可弹性变形电绝缘支撑件以紧密相邻的间隔开的关系支撑、彼此电绝缘、并且可操作成被按压在所述前侧表面或所述后侧表面处以分别接触所述前侧电流承载导体或所述后侧电流承载參考导体；以及 所述平行的第一传感导体和第二传感导体，所述平行的第一传感导体和第二传感导体被可操作地构造用于分别连接到电流测量电路和电压测量电路以将所述平行...

【专利技术属性】
技术研发人员：利奥尼德·鲍里索夫·鲁宾，瓦西里·叶菲莫维奇·塔拉先科，亚历山大·谢尔盖耶维奇·奥西波夫，瓦莱丽·米哈伊洛维奇·内布索夫，赖纳·格里施克，布拉姆·迈克尔·萨德利克，
申请(专利权)人：达伊四能量集团有限公司，
类型：
国别省市：