用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法、太阳能电池模块和用于制造光伏太阳能电池的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法，包括以下方法步骤：在方法步骤a中执行功率测试，其方式是，用光对太阳能电池进行加载，并根据检查标准A检查，是否至少能提取预先规定的最小电功率PMin，以及执行发热测试，其方式是，用预先规定的发热电压VHE沿反向对太阳能电池加载或者沿反向用电压这样对太阳能电池进行加载，使得由预先规定的发热电流IHE流过，并且根据检查标准B检查，太阳能电池表面是否没有超过预先规定的极限温度TGR或者根据理论的预测模型在设置热平衡时没有超过所述极限温度。重要的是，附加地在方法步骤c中执行击穿测试，其方式是，利用规定的击穿电压VDB沿反向对太阳能电池加载，并根据检查标准C进行检查，在用规定的击穿电压加载时是否至少有一个大于或等于预先规定的最小击穿电流IDB的电流流过。本发明专利技术还涉及光伏太阳能电池的一种应用、一种太阳能电池模块以及一种用于制造光伏太阳能电池的方法。

Method for quality inspection of photovoltaic solar cells, solar cell module and method for manufacturing photovoltaic solar cells

The invention relates to a method for the quality inspection of the photovoltaic solar cell, comprising the following steps: step a method in executive power test, its way is to load the solar light, and according to the inspection standard of A examination, whether at least can extract a predetermined minimum electric power PMin, as well as the implementation of heating the test, in such a way that the heating voltage VHE predetermined along the reverse of solar battery load along the reverse voltage or load on this solar cell made by predetermined heating current IHE flows, and according to the inspection standard of B examination, the surface of the solar cell does not exceed the limit temperature of TGR pre specified or according to the prediction model the theory in the setting of heat balance does not exceed the temperature limit. It is important that additional steps in the implementation of C breakdown test, is on its way, using the breakdown voltage of the VDB regulations on solar cell along the reverse loading, and examined according to the inspection standard of C, whether the current flowing through the at least one minimum breakdown current of IDB is greater than or equal to a predetermined load specified in the breakdown voltage when the. The invention also relates to an application of a photovoltaic solar cell, a solar cell module, and a method for manufacturing photovoltaic solar cells.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法、太阳能电池模块和用于制造光伏太阳能电池的方法
本专利技术涉及一种用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法、一种光伏太阳能电池的应用、一种太阳能电池模块以及用于制造光伏太阳能电池的方法。
技术介绍
光伏太阳能电池是一种面式的半导体构件，其中通过入射的电磁辐射产生电荷载体对并接着使其分离，从而在太阳能电池的至少两个金属的接触结构之间形成电势并通过与所述接触结构连接外部电路可以从太阳能电池获取电功率。电荷载体分离在pn结和/或pin结上进行，所述pn结和/或pin结例如可以这样来实现，即，在第一基本掺杂类型的硅基体中进行与此相反的掺杂类型的掺杂，以形成发射极。同样已知的是，发射极通过在基极基体上施加一个或多个层来构成。为了将入射的电磁辐射转换成电能，使用多个模块，这些模块包括多个光伏电池。在装入光伏模块时，这些太阳能电池通常串联地组装成所谓的串。一个模块通常包括多个串。在一个这样的模块运行是可能出现以下问题：在确定的情况下，在模块的运行中，所包含的太阳能电池的一部分被遮蔽，例如被位于光源(通常是太阳)和太阳能电池之间的叶子或其他物体所遮蔽。同样由于太阳的运行也会由于固定的物体，如树木、烟囱或类似物或者暂时地由于清洁或维护人员、由于积雪或污物、例如鸟的排泄物而发生部分遮蔽。由太阳能电池产生的电流主要取决于对相应太阳能电池加载的照度。如果一串中串联的太阳能电池的一部分部分地或完全地被遮蔽，则可能出现所述被遮蔽的太阳能电池的极性的反转，因为这些电池所产生的电流强度小于被完全照射的太阳能电池的电流强度。只要在串中被遮蔽的太阳能电池的短路电流密度JSC小于未被遮蔽的太阳能电池的短路电流密度，通常就会发生这种反转。被遮蔽的太阳能电池在这种情况下沿反向/截止方向(Sperrrichtung)运行，就是说，在这些太阳能电池上在沿反向在金属的触点接通结构上施加电压，所述电压与在未遮蔽的太能电池中施加在金属的触点接通结构上的电压相比具有相反的极性。整个全部或部分被遮蔽的太阳能电池位于其中的串的电流强度以及由此还有该串所产生的电功率通常会由于遮蔽而明显降低，至少当采用常见的具有标准太阳能电池的具有对于工业制造常见的模块结构的太阳能电池模块时是这样，所述太阳能模块的串是串联的并且分别具有一个旁路二极管。因此在带有旁路二极管的标准模块中模块的输出电功率通常在部分遮蔽的情况下会降低被遮蔽的太阳能模块处于其中的串的整个功率。这里以及在后面通常将这样的状态称为负电压或沿反向施加的电压，即在太阳能电池的金属的触点接通结构上与正常运行中的电压反向地施加电压。正常(特别是未遮蔽的)运行中的电压通常称为正电压或沿正向的电压。因此，根据模块的结构和遮蔽的类型可以将施加的被遮蔽的太阳能电池上的电压是负的，并且由此在太阳能电池中会消耗电能(主要由于电能转换成热量)。在沿反向运行的太阳能电池中电能到热量的转换可能导致模块损坏。通常如果沿反向流动的电流不是面式地在太阳能电池的整个面上或至少在太阳能电池的较大的面上流动，而是仅在太阳能电池的相应地具有高电流密度并且强烈升温(所谓的“热点”)的局部区域上流动，则可能出现损坏。特别是在所述热点上由于大的发热太阳能电池和/或模块会被破坏。因此在制造太阳能电池模块时通常设置旁路二极管，所述旁路二极管与串电并联。旁路二极管将沿反向的最大电压限制在串中所有未被遮蔽的电池的总电压加上施加在旁路二极管上的电压。串中的太阳能电池的数量越小，可以沿反向施加在被遮蔽的太阳能电池上的最大电压就越小，从而在部分遮蔽时特别是降低了击穿的风险以及还降低了功率损失的风险。在接通所装入的旁路二极管之前，在部分遮蔽时的功率损失直接与串中的太阳能电池的数量相关，如果施加有负电压的被遮蔽的太阳能电池没有被“击穿”，就是说沿反向发生导通。通常模块的电输出功率在部分遮蔽时至少降低带有部分遮蔽的串的总功率。此外，在一些情况下还会由于旁路二极管上的电压降而出现降低。一个串具有的太阳能电池越少，则在串部分遮蔽时模块损失的功率越少。但原则上总是在部分遮蔽时存在功率损失。因此，为了即使在模块被部分遮蔽的情况下也实现高的模块效率，有利的是，每个太阳能电池电并联一个旁路二极管，从而在模块中理论上存在一个太阳能电池的串尺寸。由于高的制造耗费和相应高的制造成本这并不实用。因此已知，二极管作为独立的电子构件固有地在太阳能电池中构成并相应地通过该旁路二极管连接太阳能电池的金属的正极和负极的触点。这种太阳能电池记载在US5,616,185、WO2010/029180A1和DE102008043206A1中。这里不利的是，在太阳能电池制造时需要较多的附加方法步骤，特别是用于在太阳能电池的半导体基体中形成旁路二极管的扩散步骤。相应地对于这种太阳能电池导致了明显提高的制造成本。因此，在当前工业制造的太阳能电池模块中按标准构成多个旁路二极管，所述旁路二极管与多个串联的太阳能电池(串)并联。工业标准上每个太阳能电池模块有三个旁路二极管；这意味着，一个串通常分别具有20个到24个之间的串联的太阳能电池。由此，在部分遮蔽时功率损失被限制在模块功率的约1/3(如果只有一个串的太阳能电池被部分遮蔽)。此外，沿反向施加在太阳能电池上的电压Vrev被限制在最大为以下和值：Vrev＝∑V未遮蔽太阳能电池/串+V旁通二极管(1)就是说，相应地是相应串的未被遮蔽的太阳能电池电压V未遮蔽太阳能电池/串以及连同在一些情况下配设于该串的旁路二极管电压V旁路二极管的总和。为了由其可能的热点风险拣出太阳能电池，模块制造商部分地将在反向电压下的电流标准用作的输入规定值。就是说，待安装的太阳能电池在确定的反向电压下不应超过一定的电流值。反向电压根据所采用的模块构架来确定并通常按等式(1)来确定。因此在确定反向电压下的电流也是很多太阳能电池制造生产线的输出检查时的分级标准。对于由多晶硅制成的太阳能电池，在反向电压小于硅本来预期的击穿电压时，发生空间电荷区的击穿。在文献中对导致这种降低的击穿电压的可能的原因有详细的讨论(例如Breitenstein，O.,J.Bauer,J.–M.Wagner,N.D.Zakharov,H.Blumtritt,A.Lotnyk,M.Kasemann,W.Kwapil和W.Warta；Defect-inducedbreakdowninmulticrystallinesiliconsolarcells；IEEETransactionsonElectronDevices*57*(9),p2227-2234(2010))。如果在小于确定的反向测试电压的电压下发生击穿，则这些太阳能电池具有升高的电流并被拣出。现有技术是，提高由多晶硅组成的太阳能电池中的击穿电压，使得太阳能电池在部分遮蔽时在按标准设有旁路二极管的工业模块中不会击穿。这里假定，击穿会导致模块中的热点，所述热点对于模块构成提高的损坏风险。例如在DE102008043458A1中提出了在太阳能电池中提高击穿电压。此外在DE102009034317A1中提出了，在由冶金法提纯(umg)硅制造的太阳能电池中提高击穿电压。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的目的在于，拓宽能合理地在太阳能电池模块中经济地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法，包括以下方法步骤：a.执行功率测试，其方式是，用光对太阳能电池进行加载，并根据检查标准A检查，是否至少能提取预先规定的最小电功率PMin，b.执行发热测试，其方式是，用预先规定的发热电压VHE沿反向对太阳能电池加载或者沿反向用电压这样对太阳能电池进行加载，使得由预先规定的发热电流IHE流过，并且根据检查标准B检查，太阳能电池表面是否没有超过预先规定的极限温度TGR或者根据理论的预测模型在设置热平衡时没有超过所述极限温度，其特征在于，附加地在方法步骤c中执行击穿测试，其方式是，利用规定的击穿电压VDB沿反方向对太阳能电池加载，并根据检查标准C进行检查，在用规定的击穿电压加载时是否至少有一个大于或等于预先规定的最小击穿电流IDB的电流流过，和/或检查是否在给太阳能电池沿反向加载电压时在电压小于确定为最大的击穿电压VDB,max时已经有预先规定的最小击穿电流IDB流过。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.02 DE 102011012868.9;2011.09.02 DE 1020111.一种用于对光伏太阳能电池进行质量检查的方法，包括以下方法步骤：a.执行功率测试，其方式是，用光对太阳能电池进行加载，并根据检查标准A检查，是否至少能提取预先规定的最小电功率PMin，b.执行发热测试，其方式是，用预先规定的发热电压VHE沿反向对太阳能电池加载或者沿反向用电压这样对太阳能电池进行加载，使得由预先规定的发热电流IHE流过，并且根据检查标准B检查，太阳能电池表面是否没有超过预先规定的极限温度TGR或者根据理论的预测模型在设置热平衡时没有超过所述极限温度，其特征在于，附加地在方法步骤c中执行击穿测试，其方式是，利用规定的击穿电压VDB沿反方向对太阳能电池加载，并根据检查标准C进行检查，在用规定的击穿电压加载时是否至少有一个大于或等于预先规定的最小击穿电流IDB的电流流过，和/或检查是否在给太阳能电池沿反向加载电压时在电压小于确定为最大的击穿电压VDB,max时已经有预先规定的最小击穿电流IDB流过。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在至少检查标准A和B和C成立的情况下，给太阳能电池配设质量标准I。3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当满足下面两个条件中的至少一个时，给太阳能电池配设质量标准II：至少检查标准A和B和C成立，至少检查标准A和B成立并且检查标准D成立，其中在方法步骤d中执行不击穿测试，其方式是，沿反向用预先规定的不击穿电压VNDB对太阳能电池加载，并根据检查标准D检查，在用所述预先规定的不击穿电压VNDB加载时有小于或等于预先规定的最大电流INDB的电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·弗蒂格，S·瑞恩，
申请(专利权)人：弗劳恩霍弗实用研究促进协会，弗赖堡阿尔伯特路德维格大学，
类型：
国别省市：