一种用于实现至少一个与至少一个光伏器件可拆卸电接触的系统和方法
一种用于实现至少一个与至少一个光伏器件可拆卸电接触的系统和方法
【专利摘要】本发明提供用来测试光伏器件的实现与至少一个光伏器件的至少一个可拆卸的电接触的系统和方法。该系统包括至少一个支持部件和多个接触部件用来建立至少与光伏器件的可拆卸的电接触，其中支持部件和接触部件是由单块材料制成。
【专利说明】—种用于实现至少一个与至少一个光伏器件可拆卸电接触的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及测试光伏器件，尤其涉及一种实现至少ー个与至少ー个光伏器件可拆卸的电接触的系统和方法，这种系统和方法以经济、环保和安全的方式测试光伏器件。
【背景技术】
[0002]太阳能电池是ー种固态器件，它通过光伏效应将太阳光能直接转换为电能。太阳能电池装配用于制造太阳能电池组件，也被称为太阳能电池板。涉及到太阳能发电，即从太阳能电池组件产生能量是太阳的ー个应用。光伏是涉及应用光伏电池从光产生电的技术和研究領域，虽然它常被认为是特指从太阳光产生电。
[0003]光伏电池也被称为太阳能电池，它是能将光转换成电能的半导体材料。当今，大多数商业销售的光伏电池是晶体太阳能电池，它由掺杂硅薄片組成。为了与这些电池建立电接触，设置触点，例如在这些薄片的后部和顶部有使用金属化层。通常，后部金属化层覆盖整个后部区域，而顶部金属化层由非常狭窄的指状物和两个或两个以上的母线组成。
[0004]为了获得高功率，太阳能电池相互连接集合成太阳能电池组件。这些太阳能电池组件由几个串联的电池组成。通过使用称为“接线片”的金属带，使前一个电池的金属化顶部与下一个电池的金属化底部连接。为了把接触的电阻率降到最低和获得越过整个母线的均匀电接触，这些金属带焊接在电池上。
[0005]在生产电池的最后阶段，在将电池组装为太阳能电池组件之前，测试太阳能电池以确定他们的质量。现有的测试技术评估不同电池的特性，现有测试技术包括电发光成像测试，分流热成像测试和IV曲线测试，使用太阳仿真器时电池必须与測量器件电连接。
[0006]电致发光是ー种是利用光伏电池反原理的成像技木。电致发光成像装置可以位于用于电池和相机系统的电接触系统之中。整个系统必须置于黑暗之中，以使唯一的电致发光辐射非常低的强度得以加强。不用电子中的光子转换，而是在电池中利用电流，同时在电池的活跃区域创设光子。活跃区域是产生光子的整个电子表面。光子不可以直接离开电池，因为光子可以从后接触部位被反射从而围绕指状物或母线。通过使用高度敏感的数码相机，可以看见在活跃区域发射出的光子。
[0007]IV曲线测试技术是电池的内部功能测试，类似太阳光的光源，可以使用电接触系统和电子测试设备。电池与测试设备连接，电池在类似太阳光照中，使用电子测试。为了收集电池的与电压相对的电流曲线，可以用变动负荷扫描设备特性的整个区(例如从短路到开路)，该变动负荷可以是主动的或被动的。
[0008]对于电致发光成像和IV曲线测试技术，具有电接触系统是十分重要的。电接触系统覆盖产生电子的电池的顶部上最小的活跃区域。因此，最佳的电接触系统可以是限制不活跃区域，而在活跃区域上投射的阴影最小。
[0009]此外，对于IV曲线测试技术，具有与使用焊接带类似的电接触性能是十分重要的。接触的电阻率必须非常的低(相当于ー个焊点)，并且触点可以均匀地分布于整个母线，以使母线的欧姆电阻就像与焊接带连接ー样与连接器并联。
[0010]一般来说，太阳能电池的电连接主要有两种途径，即弹簧探针和弯曲金属丝。弹簧探针包括针脚、引导管和预加负荷的弹簧。为了与太阳能电池的母线接触，几个弹簧探针在母线上排列成ー排并固定在固定杆上。这样的设计要求许多精细的装配步骤。针插脚非常纤弱很容易损坏。接触区域的横截面跟与母线连接的带相比也很小。同时，对于每ー个母线来说，一排弹簧探针是重复的。
[0011]在使用弯曲金属丝途径的情况下，弯曲的金属丝在母线上排列。弯曲金属丝固定在电池区域的外部以使投射在太阳能电池上的阴影降到最低。在母线上金属丝顶端的精确的准线需要精细的装配。同时，这种复杂的设计使接触的横截面非常的小以及接触点的数
量有限。
[0012]因此，目前的情况是需要ー个新的系统，新系统能够克服传统的光伏测试技术固有的缺陷。新系统通过制造与至少ー个光伏器件的至少ー个接触区域可拆卸的电接触，用来测试光伏器件。这样，接触和释放光伏器件的时间可以是最少的，并且可以阻止光伏器件上的震动以避免电池表面的裂縫、微裂缝或者损坏。
【发明内容】
[0013]由于现有技术固有的前述缺陷，本发明的主要目的是提供ー种既方便又实用的改进，这种改进包括了现有技术的优点，又以经济、环保和安全的方式克服了现有技术的固有缺陷。
[0014]一方面，本发明提供用于制造一个与至少ー个光伏器件可拆卸的电接触来测试光伏器件的系统，这样可以经济、环保和安全的方式使接触和释放光伏器件的时间可以是最少的，并且可以阻止光伏器件(易碎的硅电池)上的震动。电接触与使用焊接带非常相似，例如，接触(母线)的大部分区域可以得到接触，以及可以覆盖光伏电池的最小的活跃区域，这样就没有或者至少可以限制投射到光伏器件的活跃区域的阴影。所有太阳仿真器的光可以到达光伏器件的表面。
[0015]一方面，本发明提供用于制造至少ー个与至少ー个光伏器件可拆卸的电接触来测试光伏器件的系统。该系统包括至少ー个支持部件和多个接触部件，这些接触部件向接触区域凸出并且倾斜从而与支持部件表面形成一定的角，这样多个接触部件适于制造与光伏器件的母线可拆卸的电接触。一般地，可以为每一个母线提供这样的系统。
[0016]在这方面进ー步，本发明提供一种用于测试至少ー个光伏器件的仪器。该仪器至少包括光伏器件和至少ー个系统和ー个接地板。该光伏器件具有带有多个电流集合指状物的顶部和至少ー个母线和带有金属涂层的底部，这样母线和金属涂层具有导电性。该系统用于实现至少ー个与在光伏器件顶部的接触区域(母线)可拆卸的第一电接触，该接地板实现至少一个与光伏器件底部的第二电接触，这样第一电接触和第二电接触与光伏器件连接到电流测量装置以测试光伏器件。作为本发明的ー个变形，底盘部件可以被本发明的系统和仪器的任何一个部件取代。
[0017]另ー方面，本发明提供一种用于制造一个与光伏器件的母线可拆卸的电接触的方法，以促进太阳能电池的测试。该方法包括至少ー个将根据本发明的系统压到太阳能电池的表面上的步骤，这样系统的接触部件实现与太阳能电池母线的整个顶部表面的电接触。[0018]如上所述，以及本发明的其他目的和本发明的各种显著特征均在权利要求的特征中指出，并构成本公开的一部分。參照附图及其说明以及本发明的实施例可以更好地理解本发明，理解本发明的操作优点和它使用的特定目标。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]尽管说明书结合权利要求可以详细地说明和清楚地保护本发明，但是结合附图及【专利附图】
【附图说明】可以更好的理解本发明所公开的具体实施例。附图中相同的数字表示同一要素。下述附图及【专利附图】
【附图说明】仅仅是为了清楚地说明公开的实施例，并不是限定权利要求中所述的本发明的保护范围。在附图中:
[0020]图1示出了本发明的ー个典型实施例所述的光伏器件示意图；
[0021]图2示出了本发明的ー个典型实施例所述的ー串光伏器件；
[0022]图3示出了现有技术中的通过弹簧探针途径的电接触；
[0023]图4示出了现有技术中通过弯曲金属丝途径的电接触；
[0024]图5和图5A示出了本发明的ー个典型实施例所述的用于制造与一个光伏器件的一条母线可拆卸的电接触系统；
[0025]图6示出了本发明的ー个典型实施例所述的分界器；
[0026]图7示出了本发明的ー个典型实施例所述的定位销；
[0027]图8示出了本发明的ー个典型实施例所述的在接触部件上的头接触。
[0028]图9和图9A示出了本发明的ー个典型实施例所述的用于测试光伏器件的仪器。
[0029]附图中的相同的附图标记表示同一零部件。而且，附图中系统所有的构件或零件用黑线界定，这些黑线只是为了清楚，本发明可以具有一个单独的在构件或零件之间没有任何边界的块状材料。
【具体实施方式】
[0030]为达到说明目的而记载的典型实施例在结构和设计上可以有很多变化。应当强调的是，本部分说明和描述的用于制造至少ー个与至少ー个光伏器件的至少ー个接触区域可拆卸的电接触的特定方法或系统不对本发明起限制作用。更确切地，本发明的原理能够适用于多种电接触制造和测试光伏器件的方法和结构配置。不言而喻，根据不同情况的需要，会对发明方案进行删减或等同替换，但是，在不脱离权利要求的范围或主g的条件下，本发明涵盖了相关的应用或实施方案。
[0031]为了解释的目的并利于全面理解本发明，下文的具体实施例中说明了许多具体细节。但是，很明显的，本领域技术人员在不知晓这些具体细节的条件下也可以实施本发明。
[0032]本文中，词语“多个”表示被引用的条目的数量大于一，词语“ー个”，“至少”不表示对数量进行限制，而是表示被引用的条目的数量至少为一。词语“器件”同样包括“工具”或者“机器”或者“系统”或者“仪器”。词语“接触区域”、“接触”和“母线”在这里可以混用指同一事物。词语“水平面”指光伏器件的平面，词语“垂直面”指与光伏器件的平面垂直的方向。
[0033]词语“光伏器件”，“光伏电池”，“太阳能电池”和“电池”在这里同样可以混用指同一事物。太阳能电池可以是任何技术，例如薄膜、晶体硅、异质接面(HIT)等等。[0034]在ー个典型实施例中，本发明提供了用于实现至少ー个与至少ー个光伏器件的至少ー个母线或接触可拆卸的电接触的系统和方法。本发明系统可以大量廉价生产，为用户提供简单、可靠、高效、安全、经济环保、富有成效的实现与至少ー个光伏器件可拆卸的电接触，用来测试光伏器件。
[0035]图1示出了本发明的ー个典型实施例中的光伏器件10的示意图。光伏器件10可以具有一个顶部表面，顶部表面带有多个指状物12和多个与指状物12十字连接的母线14(也称作“接触区域”)以收集产生的电荷。在光伏器件10的底部表面，金属涂层16通常施加于整个底部表面。光伏器件10的底部表面的母线14和底部表面的金属涂层16作为光伏器件10的两个终端与电路中的其他电子部件建立电接触。
[0036]图2示出了本发明的ー个典型实施例中的ー个串20(也称作“太阳能电池组件”)。为了获取高功率，多个太阳能电池10相互连接组装成太阳能电池组件20。这些太阳能电池组件20由几个太阳能电池10组成，它们串联连接。在太阳能电池组件20之中，前ー个太阳能电池10的金属化顶部可以使用带22 (也称作“接线片”)与下一个太阳能电池10的金属化底部连接。这些带22通常由金属制成，为了将电阻率降低到最小和获得在整个母线上的均匀电接触，这些带22焊接在太阳能电池10的母线14上。
[0037]图3示出了现有技术中的通过弹簧探针途径30与光伏器件10的母线14的电接触。弹簧探针途径30可以包括多个弹簧探针32，弹簧探针32由针脚、引导管和预加负荷的弹簧组成。为了接触太阳能电池10的母线14，多个弹簧探针32在母线14上排成ー排越过并固定在固定杆34上。为了与在太阳能电池10的底部表面上的金属化层16电接触，太阳能电池10位于底盘部件36之上。底盘部件36可以具有接触装置，该接触装置可以是针或者底盘部件本身。
[0038]图4示出了现有技术中的通过弯曲金属丝40与光伏器件10的母线14的电接触。多个弯曲金属丝42用干与光伏电池10的母线14电接触。弯曲金属丝42的一端末可以与母线14连接并且在其上排成ー排。弯曲金属丝42的另一端末可以固定在光伏器件10区域的外部的固定装置44，固定装置44可以与光伏测试仪器的电子终端连接。弯曲金属丝42排成ー排在一定程度上将投射在光伏器件10上的阴影降到最小。为了与在光伏器件10的底部表面上的金属化层16电接触，光伏器件10可以位于底盘部件36之上。
[0039]图5和图5A示出了本发明的ー个典型实施例中的用于制造至少ー个与至少ー个光伏器件10的至少一条母线14可拆卸的电接触系统50。系统50由至少ー个支持部件52和多个从支持部件52伸向母线14的接触部件54构成。接触部件54可以接触母线14(如图5所示)。接触部件54也可以不接触母线14(如图5A所示)。接触部件54可以从支持部件52的表面倾斜形成ー个角。接触部件54可以适用于制造与光伏器件10的母线14 (也称作“接触区域”)的可拆卸的电接触。接触部件54可以是任何形状，只要其有一部分向支持部件52延伸并与其垂直。这些接触部件54可以被安排成单排并被支持部件52容纳。它们可以沿着母线14排成ー排并与母线接触以保证电接触。
[0040]接触部件54在弹性变形范围内弯曲以阻止永久性变形，保持接触部件的高度精确。由于只有接触部件54变形确定了施加于光伏器件10的カ并且可以不起作用，因此这样的系统不会因摩擦而使材料老化。光伏器件10可以位于底盘部件36之上。在本发明的ー个典型实施例中，另ー个电接触系统可以集成在底盘部件36上。[0041]接触部件54可以通过由底盘部件36的ニ维加工产生。这使得以低成本部件构造集成的、复杂的变性系统成为可能。例如，限制几个可移动的可替代零件的自由度，不需要额外的集成步骤，就可以防止集成在一个单ー主板上的接触区域14或者光伏器件10受到损坏。接触部件54可以具有不同的尺寸以保证良好的接触和使光伏器件10的电接触免遭损害。由于支持部件52可以从中间向上弯曲，可以预见在光伏器件10的中间部分上压カ较小。因此，靠近光伏器件10的中间部分的接触部件54可以进一歩延伸或者从支持部件52的更宽/更窄的角延伸。而且，当所有的接触部件54都接触时，支持部件同样适用于预成型(U-型)，并且可以获得ー个精确的水平准线。
[0042]支持部件52把接触部件54结合在一起，在母线14上排成ー排。支持部件52收集接触部件54的电流，并将电流引导到ー个单ー的触点。为了減少光伏器件10上的阴影影响，可以将它设计成低高度。在支持部件52上的中部或其任何地方预留ー个空间，以固定至少一个电压接触202，它可以电绝缘支持部件52的其他表面。
[0043]在本发明的一个典型实施例中，系统50可以进一步包括多个悬挂装置56。每一个悬挂装置56可以设置在支持部件52的末端。悬挂装置56也可以与边框部件63联在ー起。边框部件63可以围着至少ー个底盘部件36和光伏器件10延伸，以容纳多个夹持部件57 (如图9A所示)。边框部件63可以随着至少ー个底盘部件36和光伏器件10移动，以促进接触部件54与光伏器件10的接触。悬挂装置56可以适用于容纳在光伏器件10上的支持部件52，这样悬挂装置56可以允许支持部件52随着悬挂装置56移动。悬挂装置56可以是支持部件52的一部分。
[0044]在本发明的ー个典型实施例中，每ー个悬挂装置56可以包括至少ー个夹持部件57和至少ー个水平部件58。水平部件58可以将夹持部件57与支持部件52连接，通过这种方式，诸多水平部件58可以允许与悬挂装置56相关的支持部件52垂直移动。
[0045]图5A示出了本发明的ー个典型实施例中，夹持部件57可以与围着光伏器件10延伸的边框部件63联在一起。夹持部件57相对于光伏器件10是可移动的。边框部件63可以围着枢转装置66上的与图5A的平面垂直的轴转动。悬挂装置56可以可旋转地与基底部件61联在一起，这样悬挂装置56可以在联接部件65周围旋转。边框63围着光伏器件10延伸能够控制夹持部件57的运动(在图5A的左边)，通过这种方式使夹持部件57在光伏器件10的方向上不会移动太远。
[0046]图5A所示的实施例,至少夹持部件57可以通过至少ー个绝缘体200与基底部件电绝缘。一个电流表201可以同于测量测试中的光伏器件10产生的电流。至少ー个独立针部件202 (如图5A所示)通过绝缘体(没有显示)与支持部件52隔离,通过电压表205,独立针部件202可以用于測量光伏器件10产生的电压。
[0047]在本发明的另ー个典型实施例中，悬挂装置56至少可以围着枢转装置66和夹持部件57 (枢转装置66和夹持部件57可以被基底部件61容纳)之ー转移，同吋，其他的夹持部件57可以阻止支持部件52接近光伏器件的表面。夹持部件57用干与多个母线连接，以便操作。
[0048]在本发明的另一典型实施例中，在底盘部件36上的光伏器件10可以向夹持部件57移动，以建立母线14与接触部件54的电接触。
[0049]根据本发明的一个实施例，金属版部件36可以是固定的而接触部件54是可移动的,从而与母线14建立电接触。
[0050]至少ー个夹持部件57与至少ー个边框部件63和基底部件61是可转动的连接以实现悬挂装置56的移动。
[0051]水平部件58使得夹持部件57能相对于支持部件52水平运动而且阻止其他移动。如果由于力或速度太大而使该接触不能发生,水平部件58会阻止作用在光伏器件10上面的カ变得太大。
[0052]在本发明的一个实施例中，每ー个悬挂装置56还包括ー个分界器59，使得多个水平部件58可以通过分界器59与支持部件52连接起来。
[0053]參照图6所示的分界器59，显示了本发明的一个实施例。支持部件52的垂直运动的范围可以用分界器59和夹持部件57之间的空间限定。支持部件52的垂直运动可以被分界器59限制从而避免超出垂直导向部件的弾性限度。分界器9可以限制支持部件52相对于悬挂装置56的垂直运动。
[0054]为了扩大悬挂装置56的运动范围，支持部件52最初的垂直位置可以通过预压弹簧或对水平部件58预设应カ而使支持部件52被压向光伏器件10.[0055]在本发明的一个实施例中，多个接触部件54包括至少ー个减震部件55(如图5至图7所示)。当至少ー个水平部件58，支持部件52，接触部件54或它们的任意组合向光伏器件10移动以实现电接触时，减震部件55会起到减震作用。减震部件55最好不与光伏器件10有任何接触。减震部件55可以紧靠隔离部件203 (如图5A所示)。
[0056]在本发明的另ー个实施例中，每ー个减震部件55位于支持部件52的末端，使得多个接触部件54在一对减震部件55之间。当接触部件54靠近光伏器件10时，减震部件55会停在底盘部件36上，从而阻止产生电接触时的太大的カ或速度而撞击光伏器件10。减震部件可以被设置不要停在或接触光伏器件10，以避免光伏器件10遭受来自减震部件55的可能的损害。
[0057]减震部件55可以是系统50中与隔离部件203相接触的第一个部分，在任何接触部件54与光伏器件10产生接触之前，减震部件55可能会撞击底盘部件36并且变弯曲。使减震部件55弯曲的变形能会吸收支持部件52的一定量的动能，而且会减少接触部件54和脆弱的光伏器件10之间的震荡。
[0058]如果底盘部件36由导电材料制成且与光伏器件10背部金属层16相接触(如图1所示)，这时会在底盘部件36与减震部件55之间设置附加的隔离层。
[0059]根据本发明的另ー个实施例，图7显示了多个定位销65。系统50还包括多个定位销65，与多个在接触部件54和支持部件52之间的接触部件54相关联。当系统50向光伏器件10移动以实现与设置在底盘部件36上面的光伏器件10的母线14的电接触吋，定位销65可以从支持部件52延伸，且阻止接触部件54弯曲太大以至于超出其弾性形变范围。
[0060]根据本发明的一个实施例，图8显示了接触部件54上的头端接触。多个带有突起68的接触部件54可以与设置在底盘部件36上面的光伏器件10的母线14产生更好的电接触。
[0061]每个接触部件54由一个单独的弾性叶片制成。为了实现与光伏器件10的接触，这些部件会有轻微的形变以增大接触的力。在每ー个接触部件54的尖端添加有突起68，用来限定电接触的位置和表面，并且起到耐磨材料的作用以延长接触的寿命。电接触的接触位置、表面以及接触部件54的磨损，都会影响与光伏器件10的接触电阻。通过使用接触部件54的突起68，磨损不会改变位置或接触表面，使电阻保持常数，从而提高测量的可靠性。
[0062]在本发明的一个实施例中，支持部件52和多个接触部件54可以由单片材料构成。这使得系统50因为由一片材料构成因此很易于制造且不用组装。它没有会产生摩擦的零件因此也没有磨损。接触部件54的形状和数量可以自由选择使得接触与带18更加接近或者至少建立一个随时间恒定而且不会因为测量次数而发生太多变化的接触
[0063]在本发明的一个实施例中，支持部件52与母线14对齐。
[0064]在本发明的一个实施例中，接触部件54的宽度可以比光伏器件10的母线14的宽度小。在本发明的另ー个实施例中，接触部件54的宽度可以与光伏器件10的母线14的宽度相等。通过使接触部件54的宽度比母线14的宽度小并且降低它的高度，从而阻止阴影投射到光伏器件10的活跃区域上。
[0065]在本发明的另ー个实施例中，任何ー个支持部件52和接触部件54的宽度可以比母线14略微大，使得即便是在定位公差的情况下也有恒定的阴影投射在光伏器件10上。只要支持部件52在母线14的两边凸出，阴影区域就可以看出。得知有多少阴影投射在光伏器件10上，就可以电子补偿。
[0066]在本发明的一个实施例中，系统50的表面可以是彩色的，例如，黒色，并且有ー个粗糙的结构以避免光反射。
[0067]在本发明的一个实施例中，系统50至少由一种导电材料制成。该导电材料可以从以下材料清单选择，包括CuNi25Znl2，CuNi25Zn8, CuNi25Znl7, CuNi45,铜，镍，锌，镁，带有导电材料的塑料或它们的任意組合。如果用塑料，它之后可以被金属化。
[0068]在本发明的一个实施例中，系统50的制造可以通过以下一系列加工方法中的至少ー种，即铸造，挤压，模制，机加工，通过使用激光，水件，钢丝锯，电火花加工，研磨，铣削，线电侵蚀，化学加工，钻孔，常规的机械加工或它们的任意组合。
[0069]根据本发明的一个实施例，图9A显示了测试光伏器件10的仪器100。仪器100至少包括光伏器件10，至少包括系统50 (如图5和5A所示)用来实现至少ー个至少在光伏器件10的顶部的至少与母线14的可拆卸的第一电接触，以及ー个底盘部件36用来实现至少与光伏器件10的底部的第二电接触，使得第一电接触和第二电接触将光伏器件10与电流測量装置相连接以测试该光伏器件10。根据本发明的一个实施例，底盘部件36可以被本发明中的系统50或仪器100当中的任何ー个代替。
[0070]在本法明的一个实施例中，一种实现至少与光伏器件10的至少母线14的至少可拆卸的电接触，以实现測量光伏器件10的方法，步骤包括将系统50压到光伏器件10的表面上，使得系统50的接触部件54与母线14的顶面或光伏器件10的ー个接触区域实现电接触。
[0071]在知道水平部件58和接触部件54的刚度后，接触力大小可以用ー个单ー的距离传感器来測量和规范。该传感器可以测量水平部件58与运动的支持部件52之间的距离。传感器可以是光学的，机械的，声学的或其他类型。另外，应变计可以设在水平部件58或支持部件52上从而测量他们的形变。
[0072]接触部件54的安排可以非常灵活，可以重新设计且适用于几乎任何光伏器件10的设计。可以用螺钉来改变特定元件之间的距离从而改变接触所允许的运动或カ。[0073]在本发明的一个实施例中，为了光伏器件10底部的电接触，可以用ー个与系统50近似的系统(可能是静止的)。灵活的接触部件54可以被集成到底盘部件36中，这就与光伏器件10的金属层16 (图1)的底部相接触.为保持ー个吸力，头部或磁铁会被集成到底盘部件36当中并且与系统50相结合从而紧紧地抓住光伏器件10.[0074]系统50可以用于单个太阳能电池的太阳模拟器。它也可以被用于接触ー个串20的至少ー个太阳能电池。它可以被用于任何设备，例如纵梁、晶片或电池测试设备或生产设施。系统50可以主要用于拾取太阳能电池10的电流。对于正常的测试太阳能电池10，IV曲线，电流作为电压的函数可以测试出。
[0075]对于IV测试，另ー个接触202 (图5A)可以被集成用来测试电压。由于测试可以在不用画电流的情况下完成，该接触可以不用像测试电流的接触那样好。一个接线部件205可以被胶粘到支持部件52的上部且接线通过ー个设在中心的在支持部件52里面的开口装置接到太阳能电池10上。
[0076]在本发明的各个实施例中，其中所讨论的操作，例如參照图1至图9A，可以通过计算机设备例如硬件、软件、固件或它们的组合来实现，即通过计算机程序产品例如包括机器可读或计算机可读的介质上存储的指令或软件程序来操控计算机以实现所讨论的程序。机器可读介质科一包括一个存储设备。例如，系统50和仪器100的零部件的操作就可以由上述机器可读介质来控制。
[0077]在其他例子中，众所周知的方法，流程，零部件和电路没有在这里被提及是为了避免使本发明中特定的实施例被混淆。此外，本发明实施例的各种因素可以通过各种不同的方式实现，例如集成半导体电路，編入一个或多个程序的计算机可读的指令，或一些硬件和软件的组合。
[0078]虽然为了说明的目的，本发明的ー个特定的实施例被详细披露，但是本领域的技术人员应当认定所披露的本发明的变化或修改，包括零件的结构重排，在大小和尺寸的变化，在形状上的差异都是可能的。因此，本发明的目的是为了涵盖所有这样可能落在本发明的精神和范围内的方案、修改和变更。
[0079]为了说明和描述的目的，已经对本发明的特定实施例作出了描述。他们不是要穷尽或限制其发明的确切形式披露，显然许多修改和变化在上述教学中是可能的。实施例的选择和描述是为了最好地解释本发明及其实际应用的原则，从而使其他的本领域技术人员能够最好地利用本发明和各种实施例通过各种变通来实现特定的应用。众所周知，各种省略、等同替换是可能发生的，不同的运用环境可能会提供建议或适宜的替换等价物，但是本发明意在涵盖不背离本发明权利要求的精神和范围的所有的应用或实施。
【权利要求】
1.一个系统用于实现与至少ー个光伏器件至少ー个可拆卸的电连接，包含至少ー个支持部件；以及 多个接触部件用来实现与至少ー个光伏器件建立可拆卸的电连接。 其中支持部件和接触部件由単一材料构成。
2.根据权利要求1所述的系统，其中至少ー个悬挂装置用来使得支持部件可以移动和旋转，其中悬挂装置由所述材料的所述单独一片构成。
3.根据前述任何权利要求所述的系统，其中悬挂装置包含至少ー个夹持部件和至少ー个水平部件，其中水平部件用来使得支持部件至少可以相对于夹持部件垂直移动。
4.根据前述任何权利要求所述的系统，还包括至少ー个分界器用来限制支持部件相对于夹持部件的垂直移动。
5.根据前述任何权利要求所述的系统，其中有多个减震部件，当系统向光伏器件移动以实现与光伏器件的电连接时起到减震作用。
6.根据前述任何权利要求所述的系统，其中有多个定位销与多个接触部件相联系，防止接触部件弯曲到超出其弾性形变的范围。
7.根据前述任何权利要求所述的系统，其中每ー个接触部件有至少ー个突起与光伏器件实现电连接。
8.根据前述任何权利要求所述的系统，其中支持部件至少与光伏器件的ー个接触区域相对齐。
9.根据前述任何权利要求所述的系统，其中多个接触部件的宽度比光伏器件的母线的宽度要小或相等。
10.根据前述任何权利要求所述的系统，其中所述材料包括材料清单中至少ー种导电材料，材料清单包括CuNi25Znl2，CuNi25Zn8, CuNi25Znl7, CuNi45,铜，镍，锌，镁，带有导电材料的塑料或它们的任意組合。
11.根据前述任何权利要求所述的系统，其中所述系统的制造是通过以下一系列加工方法中的至少ー种，即铸造，挤压，浇铸，机加工，通过使用激光，水件，钢丝锯，电火花加工，研磨，铣削，线电侵蚀，化学加工，钻孔，常规的机械加工或它们的组合。
12.根据前述任何权利要求所述的系统，其中分界器、水平部件和减震部件或它们的任意组合当中至少ー种是由所述材料的一件制成的。
13.—种测试至少一台光伏器件的仪器，包括: 至少一台有着顶部电连接和底部电连接的光伏器件； 至少ー个系统用来提供与光伏器件顶部至少ー个接触区域的至少ー个可拆卸的第一电连接，包括至少ー个支持部件和多个接触部件向接触区域凸出并且倾斜与支持部件表面形成ー个角度，使得多个接触部件能够至少实现与光伏器件顶部的接触区域的可拆卸的第一电连接；以及 至少ー个带有接触装置的接地盘，至少实现与光伏器件底部的第二电连接，使得第一电连接和第二电连接将光伏器件与电流测量装置相连接以测试该光伏器件。
14.前述权利要求所述的仪器，还包括測量光伏器件接触区域的电压的装置。
15.一种实现与至少ー个光伏器件的至少ー个可拆卸的电连接的方法，以实现用权利要求13所述的仪器测试太阳能电池。
【文档编号】H02S50/10GK103597739SQ201280024584
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年3月19日 优先权日:2011年3月23日
【发明者】约纳斯·希勒 申请人:帕山股份公司
【专利摘要】本发明提供用来测试光伏器件的实现与至少一个光伏器件的至少一个可拆卸的电接触的系统和方法。该系统包括至少一个支持部件和多个接触部件用来建立至少与光伏器件的可拆卸的电接触，其中支持部件和接触部件是由单块材料制成。
【专利说明】—种用于实现至少一个与至少一个光伏器件可拆卸电接触的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及测试光伏器件，尤其涉及一种实现至少ー个与至少ー个光伏器件可拆卸的电接触的系统和方法，这种系统和方法以经济、环保和安全的方式测试光伏器件。
【背景技术】
[0002]太阳能电池是ー种固态器件，它通过光伏效应将太阳光能直接转换为电能。太阳能电池装配用于制造太阳能电池组件，也被称为太阳能电池板。涉及到太阳能发电，即从太阳能电池组件产生能量是太阳的ー个应用。光伏是涉及应用光伏电池从光产生电的技术和研究領域，虽然它常被认为是特指从太阳光产生电。
[0003]光伏电池也被称为太阳能电池，它是能将光转换成电能的半导体材料。当今，大多数商业销售的光伏电池是晶体太阳能电池，它由掺杂硅薄片組成。为了与这些电池建立电接触，设置触点，例如在这些薄片的后部和顶部有使用金属化层。通常，后部金属化层覆盖整个后部区域，而顶部金属化层由非常狭窄的指状物和两个或两个以上的母线组成。
[0004]为了获得高功率，太阳能电池相互连接集合成太阳能电池组件。这些太阳能电池组件由几个串联的电池组成。通过使用称为“接线片”的金属带，使前一个电池的金属化顶部与下一个电池的金属化底部连接。为了把接触的电阻率降到最低和获得越过整个母线的均匀电接触，这些金属带焊接在电池上。
[0005]在生产电池的最后阶段，在将电池组装为太阳能电池组件之前，测试太阳能电池以确定他们的质量。现有的测试技术评估不同电池的特性，现有测试技术包括电发光成像测试，分流热成像测试和IV曲线测试，使用太阳仿真器时电池必须与測量器件电连接。
[0006]电致发光是ー种是利用光伏电池反原理的成像技木。电致发光成像装置可以位于用于电池和相机系统的电接触系统之中。整个系统必须置于黑暗之中，以使唯一的电致发光辐射非常低的强度得以加强。不用电子中的光子转换，而是在电池中利用电流，同时在电池的活跃区域创设光子。活跃区域是产生光子的整个电子表面。光子不可以直接离开电池，因为光子可以从后接触部位被反射从而围绕指状物或母线。通过使用高度敏感的数码相机，可以看见在活跃区域发射出的光子。
[0007]IV曲线测试技术是电池的内部功能测试，类似太阳光的光源，可以使用电接触系统和电子测试设备。电池与测试设备连接，电池在类似太阳光照中，使用电子测试。为了收集电池的与电压相对的电流曲线，可以用变动负荷扫描设备特性的整个区(例如从短路到开路)，该变动负荷可以是主动的或被动的。
[0008]对于电致发光成像和IV曲线测试技术，具有电接触系统是十分重要的。电接触系统覆盖产生电子的电池的顶部上最小的活跃区域。因此，最佳的电接触系统可以是限制不活跃区域，而在活跃区域上投射的阴影最小。
[0009]此外，对于IV曲线测试技术，具有与使用焊接带类似的电接触性能是十分重要的。接触的电阻率必须非常的低(相当于ー个焊点)，并且触点可以均匀地分布于整个母线，以使母线的欧姆电阻就像与焊接带连接ー样与连接器并联。
[0010]一般来说，太阳能电池的电连接主要有两种途径，即弹簧探针和弯曲金属丝。弹簧探针包括针脚、引导管和预加负荷的弹簧。为了与太阳能电池的母线接触，几个弹簧探针在母线上排列成ー排并固定在固定杆上。这样的设计要求许多精细的装配步骤。针插脚非常纤弱很容易损坏。接触区域的横截面跟与母线连接的带相比也很小。同时，对于每ー个母线来说，一排弹簧探针是重复的。
[0011]在使用弯曲金属丝途径的情况下，弯曲的金属丝在母线上排列。弯曲金属丝固定在电池区域的外部以使投射在太阳能电池上的阴影降到最低。在母线上金属丝顶端的精确的准线需要精细的装配。同时，这种复杂的设计使接触的横截面非常的小以及接触点的数
量有限。
[0012]因此，目前的情况是需要ー个新的系统，新系统能够克服传统的光伏测试技术固有的缺陷。新系统通过制造与至少ー个光伏器件的至少ー个接触区域可拆卸的电接触，用来测试光伏器件。这样，接触和释放光伏器件的时间可以是最少的，并且可以阻止光伏器件上的震动以避免电池表面的裂縫、微裂缝或者损坏。
【发明内容】
[0013]由于现有技术固有的前述缺陷，本发明的主要目的是提供ー种既方便又实用的改进，这种改进包括了现有技术的优点，又以经济、环保和安全的方式克服了现有技术的固有缺陷。
[0014]一方面，本发明提供用于制造一个与至少ー个光伏器件可拆卸的电接触来测试光伏器件的系统，这样可以经济、环保和安全的方式使接触和释放光伏器件的时间可以是最少的，并且可以阻止光伏器件(易碎的硅电池)上的震动。电接触与使用焊接带非常相似，例如，接触(母线)的大部分区域可以得到接触，以及可以覆盖光伏电池的最小的活跃区域，这样就没有或者至少可以限制投射到光伏器件的活跃区域的阴影。所有太阳仿真器的光可以到达光伏器件的表面。
[0015]一方面，本发明提供用于制造至少ー个与至少ー个光伏器件可拆卸的电接触来测试光伏器件的系统。该系统包括至少ー个支持部件和多个接触部件，这些接触部件向接触区域凸出并且倾斜从而与支持部件表面形成一定的角，这样多个接触部件适于制造与光伏器件的母线可拆卸的电接触。一般地，可以为每一个母线提供这样的系统。
[0016]在这方面进ー步，本发明提供一种用于测试至少ー个光伏器件的仪器。该仪器至少包括光伏器件和至少ー个系统和ー个接地板。该光伏器件具有带有多个电流集合指状物的顶部和至少ー个母线和带有金属涂层的底部，这样母线和金属涂层具有导电性。该系统用于实现至少ー个与在光伏器件顶部的接触区域(母线)可拆卸的第一电接触，该接地板实现至少一个与光伏器件底部的第二电接触，这样第一电接触和第二电接触与光伏器件连接到电流测量装置以测试光伏器件。作为本发明的ー个变形，底盘部件可以被本发明的系统和仪器的任何一个部件取代。
[0017]另ー方面，本发明提供一种用于制造一个与光伏器件的母线可拆卸的电接触的方法，以促进太阳能电池的测试。该方法包括至少ー个将根据本发明的系统压到太阳能电池的表面上的步骤，这样系统的接触部件实现与太阳能电池母线的整个顶部表面的电接触。[0018]如上所述，以及本发明的其他目的和本发明的各种显著特征均在权利要求的特征中指出，并构成本公开的一部分。參照附图及其说明以及本发明的实施例可以更好地理解本发明，理解本发明的操作优点和它使用的特定目标。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]尽管说明书结合权利要求可以详细地说明和清楚地保护本发明，但是结合附图及【专利附图】
【附图说明】可以更好的理解本发明所公开的具体实施例。附图中相同的数字表示同一要素。下述附图及【专利附图】
【附图说明】仅仅是为了清楚地说明公开的实施例，并不是限定权利要求中所述的本发明的保护范围。在附图中:
[0020]图1示出了本发明的ー个典型实施例所述的光伏器件示意图；
[0021]图2示出了本发明的ー个典型实施例所述的ー串光伏器件；
[0022]图3示出了现有技术中的通过弹簧探针途径的电接触；
[0023]图4示出了现有技术中通过弯曲金属丝途径的电接触；
[0024]图5和图5A示出了本发明的ー个典型实施例所述的用于制造与一个光伏器件的一条母线可拆卸的电接触系统；
[0025]图6示出了本发明的ー个典型实施例所述的分界器；
[0026]图7示出了本发明的ー个典型实施例所述的定位销；
[0027]图8示出了本发明的ー个典型实施例所述的在接触部件上的头接触。
[0028]图9和图9A示出了本发明的ー个典型实施例所述的用于测试光伏器件的仪器。
[0029]附图中的相同的附图标记表示同一零部件。而且，附图中系统所有的构件或零件用黑线界定，这些黑线只是为了清楚，本发明可以具有一个单独的在构件或零件之间没有任何边界的块状材料。
【具体实施方式】
[0030]为达到说明目的而记载的典型实施例在结构和设计上可以有很多变化。应当强调的是，本部分说明和描述的用于制造至少ー个与至少ー个光伏器件的至少ー个接触区域可拆卸的电接触的特定方法或系统不对本发明起限制作用。更确切地，本发明的原理能够适用于多种电接触制造和测试光伏器件的方法和结构配置。不言而喻，根据不同情况的需要，会对发明方案进行删减或等同替换，但是，在不脱离权利要求的范围或主g的条件下，本发明涵盖了相关的应用或实施方案。
[0031]为了解释的目的并利于全面理解本发明，下文的具体实施例中说明了许多具体细节。但是，很明显的，本领域技术人员在不知晓这些具体细节的条件下也可以实施本发明。
[0032]本文中，词语“多个”表示被引用的条目的数量大于一，词语“ー个”，“至少”不表示对数量进行限制，而是表示被引用的条目的数量至少为一。词语“器件”同样包括“工具”或者“机器”或者“系统”或者“仪器”。词语“接触区域”、“接触”和“母线”在这里可以混用指同一事物。词语“水平面”指光伏器件的平面，词语“垂直面”指与光伏器件的平面垂直的方向。
[0033]词语“光伏器件”，“光伏电池”，“太阳能电池”和“电池”在这里同样可以混用指同一事物。太阳能电池可以是任何技术，例如薄膜、晶体硅、异质接面(HIT)等等。[0034]在ー个典型实施例中，本发明提供了用于实现至少ー个与至少ー个光伏器件的至少ー个母线或接触可拆卸的电接触的系统和方法。本发明系统可以大量廉价生产，为用户提供简单、可靠、高效、安全、经济环保、富有成效的实现与至少ー个光伏器件可拆卸的电接触，用来测试光伏器件。
[0035]图1示出了本发明的ー个典型实施例中的光伏器件10的示意图。光伏器件10可以具有一个顶部表面，顶部表面带有多个指状物12和多个与指状物12十字连接的母线14(也称作“接触区域”)以收集产生的电荷。在光伏器件10的底部表面，金属涂层16通常施加于整个底部表面。光伏器件10的底部表面的母线14和底部表面的金属涂层16作为光伏器件10的两个终端与电路中的其他电子部件建立电接触。
[0036]图2示出了本发明的ー个典型实施例中的ー个串20(也称作“太阳能电池组件”)。为了获取高功率，多个太阳能电池10相互连接组装成太阳能电池组件20。这些太阳能电池组件20由几个太阳能电池10组成，它们串联连接。在太阳能电池组件20之中，前ー个太阳能电池10的金属化顶部可以使用带22 (也称作“接线片”)与下一个太阳能电池10的金属化底部连接。这些带22通常由金属制成，为了将电阻率降低到最小和获得在整个母线上的均匀电接触，这些带22焊接在太阳能电池10的母线14上。
[0037]图3示出了现有技术中的通过弹簧探针途径30与光伏器件10的母线14的电接触。弹簧探针途径30可以包括多个弹簧探针32，弹簧探针32由针脚、引导管和预加负荷的弹簧组成。为了接触太阳能电池10的母线14，多个弹簧探针32在母线14上排成ー排越过并固定在固定杆34上。为了与在太阳能电池10的底部表面上的金属化层16电接触，太阳能电池10位于底盘部件36之上。底盘部件36可以具有接触装置，该接触装置可以是针或者底盘部件本身。
[0038]图4示出了现有技术中的通过弯曲金属丝40与光伏器件10的母线14的电接触。多个弯曲金属丝42用干与光伏电池10的母线14电接触。弯曲金属丝42的一端末可以与母线14连接并且在其上排成ー排。弯曲金属丝42的另一端末可以固定在光伏器件10区域的外部的固定装置44，固定装置44可以与光伏测试仪器的电子终端连接。弯曲金属丝42排成ー排在一定程度上将投射在光伏器件10上的阴影降到最小。为了与在光伏器件10的底部表面上的金属化层16电接触，光伏器件10可以位于底盘部件36之上。
[0039]图5和图5A示出了本发明的ー个典型实施例中的用于制造至少ー个与至少ー个光伏器件10的至少一条母线14可拆卸的电接触系统50。系统50由至少ー个支持部件52和多个从支持部件52伸向母线14的接触部件54构成。接触部件54可以接触母线14(如图5所示)。接触部件54也可以不接触母线14(如图5A所示)。接触部件54可以从支持部件52的表面倾斜形成ー个角。接触部件54可以适用于制造与光伏器件10的母线14 (也称作“接触区域”)的可拆卸的电接触。接触部件54可以是任何形状，只要其有一部分向支持部件52延伸并与其垂直。这些接触部件54可以被安排成单排并被支持部件52容纳。它们可以沿着母线14排成ー排并与母线接触以保证电接触。
[0040]接触部件54在弹性变形范围内弯曲以阻止永久性变形，保持接触部件的高度精确。由于只有接触部件54变形确定了施加于光伏器件10的カ并且可以不起作用，因此这样的系统不会因摩擦而使材料老化。光伏器件10可以位于底盘部件36之上。在本发明的ー个典型实施例中，另ー个电接触系统可以集成在底盘部件36上。[0041]接触部件54可以通过由底盘部件36的ニ维加工产生。这使得以低成本部件构造集成的、复杂的变性系统成为可能。例如，限制几个可移动的可替代零件的自由度，不需要额外的集成步骤，就可以防止集成在一个单ー主板上的接触区域14或者光伏器件10受到损坏。接触部件54可以具有不同的尺寸以保证良好的接触和使光伏器件10的电接触免遭损害。由于支持部件52可以从中间向上弯曲，可以预见在光伏器件10的中间部分上压カ较小。因此，靠近光伏器件10的中间部分的接触部件54可以进一歩延伸或者从支持部件52的更宽/更窄的角延伸。而且，当所有的接触部件54都接触时，支持部件同样适用于预成型(U-型)，并且可以获得ー个精确的水平准线。
[0042]支持部件52把接触部件54结合在一起，在母线14上排成ー排。支持部件52收集接触部件54的电流，并将电流引导到ー个单ー的触点。为了減少光伏器件10上的阴影影响，可以将它设计成低高度。在支持部件52上的中部或其任何地方预留ー个空间，以固定至少一个电压接触202，它可以电绝缘支持部件52的其他表面。
[0043]在本发明的一个典型实施例中，系统50可以进一步包括多个悬挂装置56。每一个悬挂装置56可以设置在支持部件52的末端。悬挂装置56也可以与边框部件63联在ー起。边框部件63可以围着至少ー个底盘部件36和光伏器件10延伸，以容纳多个夹持部件57 (如图9A所示)。边框部件63可以随着至少ー个底盘部件36和光伏器件10移动，以促进接触部件54与光伏器件10的接触。悬挂装置56可以适用于容纳在光伏器件10上的支持部件52，这样悬挂装置56可以允许支持部件52随着悬挂装置56移动。悬挂装置56可以是支持部件52的一部分。
[0044]在本发明的ー个典型实施例中，每ー个悬挂装置56可以包括至少ー个夹持部件57和至少ー个水平部件58。水平部件58可以将夹持部件57与支持部件52连接，通过这种方式，诸多水平部件58可以允许与悬挂装置56相关的支持部件52垂直移动。
[0045]图5A示出了本发明的ー个典型实施例中，夹持部件57可以与围着光伏器件10延伸的边框部件63联在一起。夹持部件57相对于光伏器件10是可移动的。边框部件63可以围着枢转装置66上的与图5A的平面垂直的轴转动。悬挂装置56可以可旋转地与基底部件61联在一起，这样悬挂装置56可以在联接部件65周围旋转。边框63围着光伏器件10延伸能够控制夹持部件57的运动(在图5A的左边)，通过这种方式使夹持部件57在光伏器件10的方向上不会移动太远。
[0046]图5A所示的实施例,至少夹持部件57可以通过至少ー个绝缘体200与基底部件电绝缘。一个电流表201可以同于测量测试中的光伏器件10产生的电流。至少ー个独立针部件202 (如图5A所示)通过绝缘体(没有显示)与支持部件52隔离,通过电压表205,独立针部件202可以用于測量光伏器件10产生的电压。
[0047]在本发明的另ー个典型实施例中，悬挂装置56至少可以围着枢转装置66和夹持部件57 (枢转装置66和夹持部件57可以被基底部件61容纳)之ー转移，同吋，其他的夹持部件57可以阻止支持部件52接近光伏器件的表面。夹持部件57用干与多个母线连接，以便操作。
[0048]在本发明的另一典型实施例中，在底盘部件36上的光伏器件10可以向夹持部件57移动，以建立母线14与接触部件54的电接触。
[0049]根据本发明的一个实施例，金属版部件36可以是固定的而接触部件54是可移动的,从而与母线14建立电接触。
[0050]至少ー个夹持部件57与至少ー个边框部件63和基底部件61是可转动的连接以实现悬挂装置56的移动。
[0051]水平部件58使得夹持部件57能相对于支持部件52水平运动而且阻止其他移动。如果由于力或速度太大而使该接触不能发生,水平部件58会阻止作用在光伏器件10上面的カ变得太大。
[0052]在本发明的一个实施例中，每ー个悬挂装置56还包括ー个分界器59，使得多个水平部件58可以通过分界器59与支持部件52连接起来。
[0053]參照图6所示的分界器59，显示了本发明的一个实施例。支持部件52的垂直运动的范围可以用分界器59和夹持部件57之间的空间限定。支持部件52的垂直运动可以被分界器59限制从而避免超出垂直导向部件的弾性限度。分界器9可以限制支持部件52相对于悬挂装置56的垂直运动。
[0054]为了扩大悬挂装置56的运动范围，支持部件52最初的垂直位置可以通过预压弹簧或对水平部件58预设应カ而使支持部件52被压向光伏器件10.[0055]在本发明的一个实施例中，多个接触部件54包括至少ー个减震部件55(如图5至图7所示)。当至少ー个水平部件58，支持部件52，接触部件54或它们的任意组合向光伏器件10移动以实现电接触时，减震部件55会起到减震作用。减震部件55最好不与光伏器件10有任何接触。减震部件55可以紧靠隔离部件203 (如图5A所示)。
[0056]在本发明的另ー个实施例中，每ー个减震部件55位于支持部件52的末端，使得多个接触部件54在一对减震部件55之间。当接触部件54靠近光伏器件10时，减震部件55会停在底盘部件36上，从而阻止产生电接触时的太大的カ或速度而撞击光伏器件10。减震部件可以被设置不要停在或接触光伏器件10，以避免光伏器件10遭受来自减震部件55的可能的损害。
[0057]减震部件55可以是系统50中与隔离部件203相接触的第一个部分，在任何接触部件54与光伏器件10产生接触之前，减震部件55可能会撞击底盘部件36并且变弯曲。使减震部件55弯曲的变形能会吸收支持部件52的一定量的动能，而且会减少接触部件54和脆弱的光伏器件10之间的震荡。
[0058]如果底盘部件36由导电材料制成且与光伏器件10背部金属层16相接触(如图1所示)，这时会在底盘部件36与减震部件55之间设置附加的隔离层。
[0059]根据本发明的另ー个实施例，图7显示了多个定位销65。系统50还包括多个定位销65，与多个在接触部件54和支持部件52之间的接触部件54相关联。当系统50向光伏器件10移动以实现与设置在底盘部件36上面的光伏器件10的母线14的电接触吋，定位销65可以从支持部件52延伸，且阻止接触部件54弯曲太大以至于超出其弾性形变范围。
[0060]根据本发明的一个实施例，图8显示了接触部件54上的头端接触。多个带有突起68的接触部件54可以与设置在底盘部件36上面的光伏器件10的母线14产生更好的电接触。
[0061]每个接触部件54由一个单独的弾性叶片制成。为了实现与光伏器件10的接触，这些部件会有轻微的形变以增大接触的力。在每ー个接触部件54的尖端添加有突起68，用来限定电接触的位置和表面，并且起到耐磨材料的作用以延长接触的寿命。电接触的接触位置、表面以及接触部件54的磨损，都会影响与光伏器件10的接触电阻。通过使用接触部件54的突起68，磨损不会改变位置或接触表面，使电阻保持常数，从而提高测量的可靠性。
[0062]在本发明的一个实施例中，支持部件52和多个接触部件54可以由单片材料构成。这使得系统50因为由一片材料构成因此很易于制造且不用组装。它没有会产生摩擦的零件因此也没有磨损。接触部件54的形状和数量可以自由选择使得接触与带18更加接近或者至少建立一个随时间恒定而且不会因为测量次数而发生太多变化的接触
[0063]在本发明的一个实施例中，支持部件52与母线14对齐。
[0064]在本发明的一个实施例中，接触部件54的宽度可以比光伏器件10的母线14的宽度小。在本发明的另ー个实施例中，接触部件54的宽度可以与光伏器件10的母线14的宽度相等。通过使接触部件54的宽度比母线14的宽度小并且降低它的高度，从而阻止阴影投射到光伏器件10的活跃区域上。
[0065]在本发明的另ー个实施例中，任何ー个支持部件52和接触部件54的宽度可以比母线14略微大，使得即便是在定位公差的情况下也有恒定的阴影投射在光伏器件10上。只要支持部件52在母线14的两边凸出，阴影区域就可以看出。得知有多少阴影投射在光伏器件10上，就可以电子补偿。
[0066]在本发明的一个实施例中，系统50的表面可以是彩色的，例如，黒色，并且有ー个粗糙的结构以避免光反射。
[0067]在本发明的一个实施例中，系统50至少由一种导电材料制成。该导电材料可以从以下材料清单选择，包括CuNi25Znl2，CuNi25Zn8, CuNi25Znl7, CuNi45,铜，镍，锌，镁，带有导电材料的塑料或它们的任意組合。如果用塑料，它之后可以被金属化。
[0068]在本发明的一个实施例中，系统50的制造可以通过以下一系列加工方法中的至少ー种，即铸造，挤压，模制，机加工，通过使用激光，水件，钢丝锯，电火花加工，研磨，铣削，线电侵蚀，化学加工，钻孔，常规的机械加工或它们的任意组合。
[0069]根据本发明的一个实施例，图9A显示了测试光伏器件10的仪器100。仪器100至少包括光伏器件10，至少包括系统50 (如图5和5A所示)用来实现至少ー个至少在光伏器件10的顶部的至少与母线14的可拆卸的第一电接触，以及ー个底盘部件36用来实现至少与光伏器件10的底部的第二电接触，使得第一电接触和第二电接触将光伏器件10与电流測量装置相连接以测试该光伏器件10。根据本发明的一个实施例，底盘部件36可以被本发明中的系统50或仪器100当中的任何ー个代替。
[0070]在本法明的一个实施例中，一种实现至少与光伏器件10的至少母线14的至少可拆卸的电接触，以实现測量光伏器件10的方法，步骤包括将系统50压到光伏器件10的表面上，使得系统50的接触部件54与母线14的顶面或光伏器件10的ー个接触区域实现电接触。
[0071]在知道水平部件58和接触部件54的刚度后，接触力大小可以用ー个单ー的距离传感器来測量和规范。该传感器可以测量水平部件58与运动的支持部件52之间的距离。传感器可以是光学的，机械的，声学的或其他类型。另外，应变计可以设在水平部件58或支持部件52上从而测量他们的形变。
[0072]接触部件54的安排可以非常灵活，可以重新设计且适用于几乎任何光伏器件10的设计。可以用螺钉来改变特定元件之间的距离从而改变接触所允许的运动或カ。[0073]在本发明的一个实施例中，为了光伏器件10底部的电接触，可以用ー个与系统50近似的系统(可能是静止的)。灵活的接触部件54可以被集成到底盘部件36中，这就与光伏器件10的金属层16 (图1)的底部相接触.为保持ー个吸力，头部或磁铁会被集成到底盘部件36当中并且与系统50相结合从而紧紧地抓住光伏器件10.[0074]系统50可以用于单个太阳能电池的太阳模拟器。它也可以被用于接触ー个串20的至少ー个太阳能电池。它可以被用于任何设备，例如纵梁、晶片或电池测试设备或生产设施。系统50可以主要用于拾取太阳能电池10的电流。对于正常的测试太阳能电池10，IV曲线，电流作为电压的函数可以测试出。
[0075]对于IV测试，另ー个接触202 (图5A)可以被集成用来测试电压。由于测试可以在不用画电流的情况下完成，该接触可以不用像测试电流的接触那样好。一个接线部件205可以被胶粘到支持部件52的上部且接线通过ー个设在中心的在支持部件52里面的开口装置接到太阳能电池10上。
[0076]在本发明的各个实施例中，其中所讨论的操作，例如參照图1至图9A，可以通过计算机设备例如硬件、软件、固件或它们的组合来实现，即通过计算机程序产品例如包括机器可读或计算机可读的介质上存储的指令或软件程序来操控计算机以实现所讨论的程序。机器可读介质科一包括一个存储设备。例如，系统50和仪器100的零部件的操作就可以由上述机器可读介质来控制。
[0077]在其他例子中，众所周知的方法，流程，零部件和电路没有在这里被提及是为了避免使本发明中特定的实施例被混淆。此外，本发明实施例的各种因素可以通过各种不同的方式实现，例如集成半导体电路，編入一个或多个程序的计算机可读的指令，或一些硬件和软件的组合。
[0078]虽然为了说明的目的，本发明的ー个特定的实施例被详细披露，但是本领域的技术人员应当认定所披露的本发明的变化或修改，包括零件的结构重排，在大小和尺寸的变化，在形状上的差异都是可能的。因此，本发明的目的是为了涵盖所有这样可能落在本发明的精神和范围内的方案、修改和变更。
[0079]为了说明和描述的目的，已经对本发明的特定实施例作出了描述。他们不是要穷尽或限制其发明的确切形式披露，显然许多修改和变化在上述教学中是可能的。实施例的选择和描述是为了最好地解释本发明及其实际应用的原则，从而使其他的本领域技术人员能够最好地利用本发明和各种实施例通过各种变通来实现特定的应用。众所周知，各种省略、等同替换是可能发生的，不同的运用环境可能会提供建议或适宜的替换等价物，但是本发明意在涵盖不背离本发明权利要求的精神和范围的所有的应用或实施。
【权利要求】
1.一个系统用于实现与至少ー个光伏器件至少ー个可拆卸的电连接，包含至少ー个支持部件；以及 多个接触部件用来实现与至少ー个光伏器件建立可拆卸的电连接。 其中支持部件和接触部件由単一材料构成。
2.根据权利要求1所述的系统，其中至少ー个悬挂装置用来使得支持部件可以移动和旋转，其中悬挂装置由所述材料的所述单独一片构成。
3.根据前述任何权利要求所述的系统，其中悬挂装置包含至少ー个夹持部件和至少ー个水平部件，其中水平部件用来使得支持部件至少可以相对于夹持部件垂直移动。
4.根据前述任何权利要求所述的系统，还包括至少ー个分界器用来限制支持部件相对于夹持部件的垂直移动。
5.根据前述任何权利要求所述的系统，其中有多个减震部件，当系统向光伏器件移动以实现与光伏器件的电连接时起到减震作用。
6.根据前述任何权利要求所述的系统，其中有多个定位销与多个接触部件相联系，防止接触部件弯曲到超出其弾性形变的范围。
7.根据前述任何权利要求所述的系统，其中每ー个接触部件有至少ー个突起与光伏器件实现电连接。
8.根据前述任何权利要求所述的系统，其中支持部件至少与光伏器件的ー个接触区域相对齐。
9.根据前述任何权利要求所述的系统，其中多个接触部件的宽度比光伏器件的母线的宽度要小或相等。
10.根据前述任何权利要求所述的系统，其中所述材料包括材料清单中至少ー种导电材料，材料清单包括CuNi25Znl2，CuNi25Zn8, CuNi25Znl7, CuNi45,铜，镍，锌，镁，带有导电材料的塑料或它们的任意組合。
11.根据前述任何权利要求所述的系统，其中所述系统的制造是通过以下一系列加工方法中的至少ー种，即铸造，挤压，浇铸，机加工，通过使用激光，水件，钢丝锯，电火花加工，研磨，铣削，线电侵蚀，化学加工，钻孔，常规的机械加工或它们的组合。
12.根据前述任何权利要求所述的系统，其中分界器、水平部件和减震部件或它们的任意组合当中至少ー种是由所述材料的一件制成的。
13.—种测试至少一台光伏器件的仪器，包括: 至少一台有着顶部电连接和底部电连接的光伏器件； 至少ー个系统用来提供与光伏器件顶部至少ー个接触区域的至少ー个可拆卸的第一电连接，包括至少ー个支持部件和多个接触部件向接触区域凸出并且倾斜与支持部件表面形成ー个角度，使得多个接触部件能够至少实现与光伏器件顶部的接触区域的可拆卸的第一电连接；以及 至少ー个带有接触装置的接地盘，至少实现与光伏器件底部的第二电连接，使得第一电连接和第二电连接将光伏器件与电流测量装置相连接以测试该光伏器件。
14.前述权利要求所述的仪器，还包括測量光伏器件接触区域的电压的装置。
15.一种实现与至少ー个光伏器件的至少ー个可拆卸的电连接的方法，以实现用权利要求13所述的仪器测试太阳能电池。
【文档编号】H02S50/10GK103597739SQ201280024584
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年3月19日 优先权日:2011年3月23日
【发明者】约纳斯·希勒 申请人:帕山股份公司
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