用于非永久电接触太阳能电池以测量电特性的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于非永久电接触太阳能电池的接触设备及其在测量设备中的应用，所述测量设备用于确定电特性，例如太阳能电池的电流-电压特征曲线。
【背景技术】
[0002]太阳能电池作为光电元件用于将光转换为电流。这时例如在pn结处空间分离的光生载流子对必须借助于太阳能电池的电接触导入外部电路。为此，电接触装置既设置于太阳能电池的发射区也设置于太阳能电池的基区。
[0003]在常规的太阳能电池中，发射区通常设置在朝向入射光的太阳能电池的正面。在太阳能电池的正面装配电接触装置时必须考虑到相反的要求。一方面，接触装置应尽可能少地遮蔽正面，另一方面，尤其又不应将接触装置的横截面选择得过小，以便在引出太阳能电池中产生的电流时防止过度的串联电阻损耗。
[0004]为了满足这些相反的要求，在许多常规的市售太阳能电池所使用的接触装置中，多个薄的平行接触带分布设置在太阳能电池的正面，所述接触带也称为销，并且所述接触带彼此间的间距通常设为0.5mm至3mm。为了收集到从接触带引出的电流并且将其导入相邻的太阳能电池，通常使用两个或三个较宽的汇流带，所述汇流带也称为汇流条(Busbar)。这些汇流带优选与窄的接触带垂直相交，从而形成所谓的H图案。镀锡的铜带能够焊接到宽的汇流带上，最终借助于所述铜带将相邻的太阳能电池串联起来并且联接为模块。
[0005]但是宽的汇流带尤其能够反射相当大部分的入射光，使得这些入射光无法转换成电流。因此应尽可能减少汇流带的数量。然而通过观察发现，在每个太阳能电池面汇流带数量过少的情况下，尽管减少了遮蔽，但是太阳能电池的效率仍会降低，这是因为所生成的电流在窄的接触带中必须经过长的距离才能到达汇流带，使得接触带内的串联电阻导致相当大的串联电阻损耗。
[0006]在新型太阳能电池设计领域中，尝试用多个即例如五至三十个的单个金属线代替宽的汇流带，并且将所述金属线与销中的各个单独销分别焊接。为了减少与此相关的工作耗费，可以将金属线或电导线施加到薄膜上，即实现所述薄膜与太阳能电池的永久连接。例如在W02007/071064中便体现了这个设计理念。此外，这样的设计由于满足降低复合、减少遮蔽和降低串联电阻的需求，所以与常规的具有H图案的接触装置相比，确保太阳能模块中的尚效性。
[0007]鉴于太阳能电池的电特性，在制造太阳能电池时要考虑到一定的散射。应当了解每个太阳能电池的电特性，以便太阳能电池例如能够尽可能好地在太阳能模块中使用。因此，有必要将太阳能电池以功率等级划分，以便之后在太阳能模块中实现更好的互联。为此通常记录太阳能电池的非线性电流-电压特征曲线，即，1-V特征曲线，该特征曲线表明太阳能电池在太阳模拟器照明的情况下在所施加的一定电压下产生多大电流。此外，例如能够借助于电致发光测量发现太阳能电池的内部问题，例如由局部短路导致的内部问题。为了确定电特性，在工业太阳能电池生产中需要实现从外部暂时地，即非永久地电接触太阳能电池的接触部。
[0008]在常规的具有宽的汇流带的太阳能电池中，背面位于金属保持件上的太阳能电池通常借助于装弹簧的接触销来接触正面，其中，接触销压到汇流带上。通过这种方式能够简单地且可再现地在太阳能电池和测量装置之间形成良好的电接触。
[0009]然而，上述不具有宽的汇流带的新型太阳能电池设计也存在问题，特别是:为了准确地确定太阳能电池的1-V特征曲线，每个单独的销必须进行多次电接触。而产生多个接触部位势必造成巨大的耗费。此外也需要注意，这样的接触不要过度地遮蔽太阳能电池。此夕卜，所产生的接触部位应是可逆地可拆卸的，即太阳能电池应能够非永久地接触。
【发明内容】
[0010]对下述接触设备的需求是存在的，所述接触设备适于非永久地电接触太阳能电池，尤其在确定其电特性时非永久地电接触太阳能电池，并且借助于所述接触设备还能够防止或者至少减少常规的接触设备和方法的上述问题和缺点。特别地，还存在对接触设备的以下需求，借助于所述接触设备能够简单且可靠地电接触太阳能电池正面，其中在测量例如1-V特征曲线期间应减小对太阳能电池的遮蔽。此外，若借助于接触设备确定例如1-V特征曲线时光电优先的条件与如其在容纳太阳能电池的太阳能模块中优先的条件类似，则也会大有裨益。
[0011]借助于根据主权利要求的接触设备以及根据并列的权利要求的测量设备及其应用能够满足这样的需求。在从属权利要求中限定接触设备的有利的设计方案。
[0012]根据本发明的第一角度，提出一种接触设备，所述接触设备具有刚性的承载板和多个电导线。所述承载板是光学透明的。电导线以沿着承载板的表面从承载板的中央区域延伸至承载板的边缘区域的方式设置并且突出于承载板的该表面。
[0013]根据本发明的第二角度，提出一种用于确定例如太阳能电池的1-V特征曲线等的电特性的测量设备。该测量设备具有根据本发明的第一角度的接触设备以及测量仪器。所述测量仪器设计为既测量在两个电流端子之间流动的电流强度，也测量施加在两个电压端子之间的电压。该接触设备的电导线中的至少一个电导线在其端部处分别与测量仪器的电压端子连接。接触设备的电导线中的多个电导线在其端部处分别与测量仪器的电流端子连接。
[0014]根据本发明的第三角度，在确定例如太阳能电池的1-V特征曲线时应用根据本发明的第一角度的接触设备。
[0015]本发明的之前描述的角度的思想还可被视为基于以下观察和知识:
[0016]如开始描述的，常规的太阳能电池可以暂时借助装弹簧的接触销接触来确定其电特性，其方式为将所述接触销压到宽的汇流带上。在此，接触销通常能够借助于设置在汇流带之上的桥或者可选地仅在太阳能电池的边缘位置压到汇流带上，以便使接触销的保持装置造成的遮蔽最小。
[0017]借助于装弹簧的接触销虽然能够可靠地并且可再现地确定太阳能电池的电特性，但是所述接触销常常具有多个缺点。
[0018]例如，通常在太阳能电池的汇流带还未与铜带焊接的状态下确定太阳能电池的1-V特征曲线。然而，与模块中以焊接的方式容纳的太阳能电池中的情况相比，未焊接的汇流带具有明显更高的电阻。由于串联电阻，一方面其能够在导出在太阳能电池中生成的电流时引起功率损耗，另一方面在这样的串联电阻上的电压损耗导致太阳能电池内的不同位置处具有不同的电势，这能够影响太阳能电池的工作方式，例如通过形成补偿电流来影响。因此常规的太阳能电池的优势已然明了，即不仅在汇流带的边缘导出由太阳能电池生成的电流。
[0019]在新型太阳能电池设计中，不设有汇流带，借助于装弹簧的接触销获取所生成的电流通常是不可行的，因为接触销必须接触具有例如小于150 μπι的宽度的多个非常薄的接触带。即使假定非常细的接触销能够接触窄的接触带，也需要保证每个接触销正好遇上相关联的接触带。此外，还需避免保持接触销的设备过度遮蔽太阳能电池。然而太阳能电池的接触仅在最外侧边缘，出于上述原因，伴随出现的串联电阻的问题甚至比接触宽的汇流带更为突出。
[0020]需要补充的是，例如，常规的用于确定太阳能电池的1-V特征曲线的方法是在太阳能电池封装在太阳能模块中之前进行的。然而，与在封装模块中相比，在这种未封装的状态经受不同的光电边界条件。
[0021]通过应用在此提出的接触设备，例如一方面能够可靠地确定太阳能电池的1-V特征曲线，另一方面能够具有类似封装在太阳能模块中的情况下所具有的光学的和/或电的边缘条件。
[0022]在所提出的接触设备中，太阳能电池不再借助于各个接触销接触。取而