用于薄膜太阳能电池模块的自动质量控制的测试设备

摘要

提供了一种用于在共同形成薄膜太阳能电池模块的多个光伏电池中识别光伏电池的缺陷区域的方法和测试系统。探针包括多个被设置成基本上同时放置邻近于提供给多个光伏电池的一个或更多的不同区域的电接触的测试针脚，并且每个测试针脚从一个或更多的光伏电池的不同区域接收电输出。光源在测试期间发射要被光伏电池转换成电输出的光。测量电路测量从光伏电池的不同区域接收的电输出特性并将指示通过测量电路测量到的特性的测量值信号进行传输。控制单元接收该测量值信号并至少部分地基于该测量值信号产生指示太阳能电池模块的不同区域中的至少一个是缺陷区域的可视显示，并且指示太阳能电池模块上的缺陷区域的位置。

权利要求

1、一种用于在多个共同形成薄膜太阳能电池模块的光伏电池中识别光伏 电池的缺陷区域的测试系统，该测试系统包括：探针，包括每个均被设置成与提供给一个或更多的多个光伏电池的不同区 域的电接触基本上同时相邻放置的多个测试针脚，其中每个测试针脚接收来自一个或更多的光伏电池的不同区域的电输出；

光源，在测试期间发射要被光伏电池转换成电输出的光；

测量电路，测量从光伏电池的不同区域接收的电输出特性并传输指示由测 量电路测量到的特性的测量值信号；以及控制单元，可操作地耦合于测量电路以接收测量值信号并至少部分地基于 该测量值信号产生指示太阳能电池模块的不同区域中的至少一个是缺陷区域的 可视显示，以及指示太阳能电池模块上的缺陷区域的位置。

2、如权利要求1所述的测试系统，进一步包括用于图形地表示太阳能电 池模块的示意图并图形地识别太阳能电池模块上缺陷区域的位置的显示单元。

3、如权利要求2所述的测试系统，其中显示单元相对于不同区域的位置 显示不同区域的电输出的图形表示。

4、如权利要求1到3之一所述的测试系统，其中多个测试针脚中的每个均 被设置成基本上同时放置于邻近提供给共同的光伏电池的不同区域的电接触。

5、如权利要求1到4之一所述的测试系统，其中多个测试针脚中的每个均 被设置成基本上同时放置于邻近提供给太阳能电池模块的不同光伏电池的区域 的电接触。

6、如权利要求5所述的测试系统，进一步包括调整探针和太阳能电池模 块中的至少一个的位置的传送设备以基本上同时定位测试针脚在邻近提供在沿 着多个各自的光伏电池定位的多个不同区域的电接触。

7、如权利要求1到6之一所述的测试系统，进一步包括与探针可操作地耦 合的用于将来自每个针脚的电输出有选择地传输到测量电路的开关单元。

8、如权利要求7所述的测试系统，其中该开关单元每次顺序地将来自单 个针脚的电输出传输到测量电路。

9、如权利要求1到8之一所述的测试系统，其中光源是用于在测试期间改 变将要被光伏电池转换成电输出的光的强度的可变光源。

10、如权利要求1到9之一所述的测试系统，其中电输出信号是一个或更 多的光伏电池的单独的开路电压。

11、一种包括沿着太阳能电池模块的第一维度分布的并沿着太阳能电池模 块的第二维度延伸的多个相邻的光伏电池的被测试的薄膜太阳能电池模块的制 造方法，其中要测试电输出沿着太阳能电池模块的第二维度的变化，该方法包 括：照明太阳能电池模块的至少一个光伏电池；

接收在沿着太阳能电池模块的第二维度的第一位置的至少一个光伏电池的 电输出；

接收沿着太阳能电池模块的第二维度的第二位置的至少一个光伏电池的电 输出，其中第二位置与第一位置不同；

对来自沿着第二维度的第一和第二位置的光伏电池的电输出与预先确定的 值作比较以确定来自第一和第二位置的光伏电池的电输出是否至少等于预先确 定的值；

如果来自第一和第二位置中的至少一个的光伏电池的电输出至少不等于预 先确定的值，那么确定沿着太阳能电池模块的第二维度的光伏电池的第一和第 二位置中的至少一个是太阳能电池模块的缺陷区域；以及相对于太阳能电池模块的另一区域指出该缺陷区域的位置。

12、如权利要求11所述的方法，其中接收沿着太阳能电池模块的第二维度 的第一和第二位置的光伏电池的电输出包括：在第一位置的光伏电池的电接触和自探针延伸的多个测试针脚中的第一个 之间建立通信；

调整探针和太阳能电池模块中的至少一个的位置以将探针定位在邻近沿着 第二维度的第二位置；以及在第二位置的光伏电池的电接触和自探针延伸的第一测试针脚之间建立通 信。

13、如权利要求11或12所述的方法，包括：

在太阳能电池模块的相邻光伏电池的电接触和自探针延伸的多个测试针脚 中的第二个之间建立通信。

14、如权利要求11到13之一所述的方法，其中接收沿着太阳能电池模块 的第二维度的第一和第二位置的光伏电池的电输出包括：将包括多个测试针脚的探针相邻于太阳能电池模块进行定位，其中将自探针延伸的第一测试针脚与提供给第一位置的光伏电池 的电接触相邻放置，以及将自探针延伸的第二测试针脚与提供给第二位置的光伏电池 的另一电接触相邻放置；

在第一测试针脚和电接触之间建立通信；以及

在第二测试针脚和另一电接触之间建立通信。

15、一种用于识别太阳能电池模块的故障部分的测试系统，该系统包括：探针，包括多个每个均被设置成与沿着太阳能电池模块的第一维度设置的 多个相邻的光伏电池中的不同的一个进行通信以接收来自多个光伏电池的每一 个的电输出的测试针脚，其中该多个测试针脚在测试期间在第一维度被设置成基本上延伸跨越整个太阳 能电池模块；

光源，发射在测试期间要被光伏电池转换成电输出的光；

驱动器，调整探针和太阳能电池模块中的至少一个的位置以在沿着太阳能 电池模块的第二维度的多个测试位置放置探针；以及测量电路，评估在测试期间被引入到测试针脚的来自多个光伏电池的电输 出并产生表示每个被测试的光伏电池对太阳能电池模块的总体输出的贡献的 值。

16、如权利要求15所述的测试系统，进一步包括：

用于以其中由每个测试针脚接收的电输出被传输到测量电路这样的顺序来 顺序地选择多个测试针脚的每一个的开关单元。

17、如权利要求15或16所述的测试系统，其中该开关单元每次选择单独 的测试针脚。

18、如权利要求15到17之一所述的测试系统，其中测量电路测量被测的 每个光伏电池的开路电压。

19、如权利要求15到18之一所述的测试系统，进一步包括执行将表示被 测的每个光伏电池的贡献的值与预先确定的值作比较并至少部分地基于该比较 指示有故障的光伏电池的比较器。

20、如权利要求15到19之一所述的测试系统，其中测试针脚被设置成基 本上延伸跨越太阳能电池模块的整个宽度，并且驱动器调整沿着太阳能电池模 块的长度的探针的位置以测试提供给太阳能电池模块的光伏电池。

21、如权利要求20所述的测试系统，进一步包括执行将表示被测的每个光 伏电池的贡献的值与预先确定的值作比较并至少部分地基于该比较指出有故障 的光伏电池，并且指出在太阳能电池模块上有故障的光伏电池的位置的比较器。

22、如权利要求21所述的测试系统，其中该比较器将有故障的光伏电池的 位置指示为电输出相对于太阳能电池模块上的位置的图形表示。

说明书

技术领域

[001]本发明一般地指向用于探测故障的薄膜太阳能电池模块的测试，并且更 具体地，指向一种测试串接地电耦合在一起的多个单独的光伏电池以定位任何 未按预期运转的任何一个单独被测试的光伏电池的方法和装置。

背景技术

[002]传统上，被称作晶体硅PV电池的光伏(“PV”)电池包括由晶体硅形成 作为吸光半导体的基板。来自太阳的光能被吸收在硅中并转化为电能。从单晶 硅铸块切片得到的单晶硅晶片因其提供有利的转换效率而被经常使用，并因此 产生令人满意的电能输出。
[003]但是晶体硅PV电池具有严重的缺陷，其中最显著的包括有成本、尺寸和 耐用性。单晶硅铸块是通过冗长、昂贵以及对热和压力敏感的工艺生产的。此 外，单晶硅也是形成最常规的微处理器的半导体材料。这对于从单晶硅形成的 晶片的有限供应产生了巨大需求，并且反过来产生了与这种晶片相关的高成本。
[004]生产单晶硅晶片的工艺还限制了在其上将形成单独PV电池的晶片的最 大直径。通常，单晶硅铸块拉取自热的硅熔化物。单晶硅从铸块的中心轴向外 径向生长以产生不断增加的直径。但是，允许生长的单晶硅越长，就越可能由 于温度和/或压力发生波动、从熔化物中拉取铸块的速度、熔化物的杂质这样的 条件把缺陷引入到硅晶格中。因此，为了建立大到足以产生期望的电能输出的 PV电池阵列，将需要许多单晶硅晶片。出于对上述成本的考虑，这将经常使得 晶体硅PV电池对商业应用而言在经济方面不实用。
[005]进一步地，晶体硅PV电池通常是易碎的和对诸如湿度这样的环境条件敏 感的。这就需要把PV电池阵列密封进坚固耐用的外壳中，这对该晶体PV电池 阵列增加了额外的成本。
[006]考虑到这些缺陷，PV电池技术的进展已集中在薄膜PV电池上。与晶体 PV电池不同，薄膜PV电池包括由诸如无定形硅或其他多晶体材料这样的具有 不很严苛的处理要求的材料形成的吸光的半导体。进一步地，薄膜PV电池能 够具有一微米(即，一米的一百万分之一)数量级的厚度，比它们的晶体对应 物需要的吸光材料要少。薄膜PV电池能够被实现在柔性基板上并具有高耐用 性。而且因为不需要单晶硅半导体材料，所以薄膜PV电池的吸光半导体有益 于大面积沉积技术。薄膜PV电池能够在具有1m2到大于4m2的表面积的大基 板上形成阵列。
[007]虽然薄膜PV电池包括成本更低并且更易获取的材料，但平均起来，它们 并不像晶体硅PV电池那样产生很多电能。因为相比晶体硅PV电池，单独的薄 膜PV电池的平均输出较低，所以薄膜PV电池阵列要大一些，包括为产生相当 的输出电压所需的相比晶体硅PV电池更多单独的薄膜PV电池。当这种薄膜 PV电池阵列不像期望的那样运转时，经常是在一个或多个单独的薄膜PV电池 中的缺陷的结果。但是由于在阵列中这种电池的巨大数目，然而，定位有问题 的电池是一项不愉快且耗时的任务。
[008]所以，在现有技术中需要一种用于测试共同形成薄膜太阳能电池模块的 薄膜PV电池的方法和装置。该方法和装置能在模块中识别不产生想要的输出 的薄膜PV电池并且在该模块中识别那些薄膜PV电池的位置。

发明内容

[009]根据一方面，本发明提供了一种用于在共同形成薄膜太阳能电池模块的 多个光伏电池中识别光伏电池的缺陷区域的测试系统。该测试系统包括由每个 均被设置成基本上同时放置于邻近提供给一个或更多的多个光伏电池的不同区 域的电接触的多个测试针脚组成的探针。每个测试针脚接收来自一个或更多的 光伏电池的不同区域的电输出。该测试系统进一步包括在测试期间，发射要被 光伏电池转换成电输出的光的光源以及测量电路，该测量电路测量从光伏电池 的不同区域接收的电输出特性并传输指示通过测量电路测量到的特性的测量值 信号。控制单元，可操作地耦合于测量电路以接收测量值信号并至少部分地基 于测量值信号产生指示太阳能电池模块的不同区域中的至少一个是缺陷区域的 以及指示太阳能电池模块上的缺陷区域的位置的可视显示。
[010]根据另一方面，本发明提供了一种测试包括沿着太阳能电池模块的第一 维度分布的并沿着太阳能电池模块的第二维度延伸的多个相邻的光伏电池的薄 膜太阳能电池模块的方法，其中要测试电输出沿着太阳能电池模块的第二维度 的变化。该方法包括照明太阳能电池模块的至少一个光伏电池，接收位于沿着 太阳能电池模块的第二维度的第一位置处的至少一个光伏电池的电输出，并接 收位于沿着太阳能电池模块的第二维度的第二位置处的至少一个光伏电池的电 输出，其中第二位置与第一位置不同。该方法进一步包括对来自沿着第二维度 的第一和第二位置的光伏电池的电输出与预先确定的值作比较以确定来自第一 和第二位置的光伏电池的电输出是否至少等于预先确定的值，以及确定如果位 于第一和第二位置的至少一个位置处的光伏电池的电输出至少不等于预先确定 的值，那么沿着太阳能电池模块的第二维度的光伏电池的第一和第二位置中的 至少一个就是太阳能电池模块的缺陷区域。还相对于太阳能电池模块的另一区 域指出这种缺陷区域的位置。
[011]还根据另一实施例，本发明提供了一种用于识别太阳能电池模块的故障 部分的测试系统。该测试系统包括由多个均被设置成与沿着太阳能电池模块的 第一维度设置的多个相邻的光伏电池的不同的一个进行通信以接收来自多个光 伏电池的每一个的电输出的测试针脚组成的探针。多个测试针脚在测试期间在 第一维度被设置成基本上延伸跨越整个太阳能电池模块。该测试系统进一步包 括在测试期间，发射要被光伏电池转换成电输出的光的光源，以及调整探针和太 阳能电池模块中的至少一个的位置以在沿着太阳能电池模块的第二维度的多个 测试位置放置探针的驱动器。测量电路评估在测试期间被引入到测试针脚的来 自多个光伏电池的电输出并产生一个表示每个被测试的光伏电池对太阳能电池 模块的总体输出的贡献的值。

附图说明

[012]本发明可以在某些部件或部件的设置上采用物理的形式，其实施例将在 本说明书中被详细描述并且在构成说明书一部分的附图中予以阐述，并且其中：
[013]图1是由多个串联电连接的光伏电池组成的薄膜太阳能电池模块的局部 透视图；
[014]图2是根据本发明的一方面的用于识别薄膜太阳能电池模块的故障部分 的测试系统的示意性表示；
[015]图3是根据本发明的一方面沿着图2中3-3线的被测试探针、光源和薄膜 太阳能电池模块的设置的局部截面图；
[016]图4是阐述根据本发明的一方面的测试方法的流程图；
[017]图5是根据本发明的一方面由控制单元产生的光伏电池的缺陷区域的图 形指示的例子；以及
[018]图6是根据本发明的一方面的用于识别薄膜太阳能电池模块的故障部分 的测试系统的示意性表示。

具体实施方式

[019]这里使用某些术语仅是为了方便而不能被认为是对本发明的限制。这里 使用的相关语言最好参照附图来理解，其中相同的数字被用于标识相同或类似 的项。进一步地，在附图中，某些特征可能用稍微示意性的形式被示出。
[020]还应当注意的是，如果这里在多个部件之后使用了短语“至少一个......”， 这里的意思是部件中的一个，或多于一个部件的组合。例如，短语“第一构件和 第二构件中的至少一个”在本发明中意思是：第一构件、第二构件、或第一构件 和第二构件。同样，“第一构件、第二构件和第三构件中的至少一个”在本发明 中意思是：第一构件、第二构件、第三构件、第一构件和第二构件、第一构件 和第三构件、第二构件和第三构件、或者第一构件和第二构件和第三构件。
[021]图1示出了包括串联互连的多个薄膜光伏电池12的太阳能电池模块10。 通过将光伏电池12串联连接，每个光伏电池12的开路电压(Voc)以累加形式 被加在一起。根据特定应用，适当数目的光伏电池12能够被提供给太阳能电池 模块10以产生适当的开路电压，但这种太阳能电池模块10通常在太阳能电池 模块10的宽度方向W中每米包括大约80-300个光伏电池12。
[022]图1中的每个薄膜光伏电池12都包括由诸如基本上透明的例如铟锡氧化 物(“ITO”)或锌氧化物(ZnO)这样的任何适当的透明导电氧化物层形成的外 露的电接触14。无定形硅层16或其他适当的吸光材料把外露的接触14与向内 的接触18隔离开。光伏电池12的各种层被由玻璃或其他适当的绝缘体制成的 基本上透明的基板20所支撑。
[023]如图2更清楚地描述的那样，多个薄膜光伏电池12(通常是80-300个电 池/m)被串联互联，并且在基板20上被设置成基本上彼此平行。设置成这样以 后，光伏电池12沿着太阳能电池模块10的宽度维度W分布，被设置成紧邻于 它们的彼此相对的延长边缘以展示出图2中宽度维度W中的“堆”配置。同样， 每个光伏电池12均沿着太阳能电池模块10的长度维度L扩展，并且通常把太 阳能电池模块的整个长度L几乎延伸到太阳能电池模块10的相反端。随着光伏 电池12被串联连接以使它们各自的开路电压(Voc)被加在一起，一个最外围 的光伏电池起到正电池22的作用，此处存在所有光伏电池12的累积的开路电 压(Voc)。类似地，相对的最外围光伏电池起到参考电池24的作用，此处存 在参考电压(Vr)，例如可能为接地。
[024]图2所示的太阳能电池模块10包括沿着几乎全部宽度维度W分布的并 且沿着长度维度L的基本范围延伸的光伏电池12，以在基板20上支持最大数目 的光伏电池12。但是，其他太阳能电池模块10能够包括沿着仅仅一个维度(长 度L或宽度W)分布或扩展的光伏电池12。
[025]光伏电池12上或使光伏电池12互连的图案线上的局部缺陷能够在太阳 能电池模块10中导致剧烈地影响单独的光伏电池12的电气质量并因此剧烈地 影响太阳能电池模块10的总开路电压(Voc)的分流或其他缺陷。如图4所示 并如下面更详细地讨论的那样，被测试的一个光伏电池12上的约在位置9处的 开路电压(Voc)的下降就是这种局部缺陷的结果。进一步地，每个光伏电池12 的开路电压(Voc)能够根据光伏电池12中的这种局部缺陷的位置而沿着基板 20的长度维度L发生变化，使得缺陷的定位和隔离很困难。
[026]图2还示出了根据本发明的实施例的用于定位这种在太阳能电池模块10 的电气特性上具有影响的局部缺陷的测试系统26。测试系统26能够识别共同 形成薄膜太阳能电池模块10的光伏电池12的一个或更多个缺陷区域。如图所 示，测试系统包括用于与光伏电池12进行通信的探针28。由光伏电池12发射 的电输出信号通过探针28被引入到测试系统26。由光伏电池12发射的并且被 引入到探针28的电输出信号包括将由测试系统26评估以确定被测试光伏电池 12的部分是否如预期那样运转的电量。能够为了评估光伏电池12的部分的运 转而被评估的电气特性的例子包括在光伏电池12的各种不同区域的开路电压 (Voc)、在光伏电池12的多个不同区域产生的电流，以及能够被评估用以指示 光伏电池12的被测区域中的缺陷的可能存在的任何其他适当的电气特性。
[027]如图2和3所示，探针28包括多个离开探针28向外扩展以与提供给被 测试光伏电池12的区域的一个或多个电接触相接触的测试针脚30。测试针脚 30能够是诸如弹簧接触这样的任何适当的电接触，并且每个都被设置成与提供 给多个光伏电池12的外露的电接触14基本上同时接触，或至少相邻放置。以 这种方式设置后，支撑针脚30的探针28在形成太阳能电池模块10的光伏电池 12的集合的至少一个维度的基本部分上扩展。在图2和3中，探针28和相应 的测试针脚30分布在基本部分上的宽度维度W中，根据一些实施例，光伏电 池12的全部集合构成太阳能电池模块10。对这样的实施例，测试针脚30能够 基本上同时被与提供给全部光伏电池12的外露接触14的区域进行电通信。用 这种方式基本上同时建立的通信把从光伏电池12的每个区域的电输出信号引 入到探针28以进行如下所述的评估所需要的时间长度最小化。
[028]测试针脚30被设置成在被测试太阳能电池模块10的第一维度(即，图2 中示出的实施例的宽度维度W)中基本上全部穿过形成太阳能电池模块10的光 伏电池12的集合延伸。形成光伏电池12的薄膜沿着太阳能电池模块10的第二 维度(即，图2的实施例的长度维度L)纵向扩展，其中第二维度大约垂直于 第一维度。因此，测试针脚30的适当数目被提供给探针28，并且测试针脚30 被设置成与沿着被测试太阳能电池模块10的宽度维度W分布的每个光伏电池 12进行通信。探针28和测试针脚30能够被重新定位于沿着太阳能电池模块10 的长度维度L上的薄膜光伏电池12的多个不同位置32。替代地，太阳能电池 模块10能够被重新定位到沿着长度维度L在薄膜光伏电池12的外露的接触14 上的各种位置以建立针脚30的期望的相对位置。而其他实施例包括调整测试针 脚30的位置和太阳能电池模块10的位置。
[029]经由测试针脚30在沿着长度维度L的多个不同位置32处对电输出信号 的接收(具有适当数目和设置的测试针脚30以基本上跨越整个宽度维度W延 伸)允许测试系统26在单通道中至少太阳能电池模块的表面的至少一个代表性 部分上有效地评估太阳能电池模块10的运转，而不需要关于太阳能电池模块 10的探针28和针脚30的多个通道。图2示出的示范性实施例包括沿着长度维 度L的三个不同位置，其中针脚30将建立与光伏电池12的外露的接触14的通 信以接收光伏电池12的电输出信号，但位置32的任何期望的数目都能够被选 择。
[030]开关单元34可操作地耦合于测量电路36和探针28之间以把多个测试针 脚30有选择性地耦合到测量电路36以把来自测试针脚30的电输出信号传输到 测量电路36。测量电路36可以是任何能够使经由针脚30被引入到测试系统26 的电输出信号的一个或个多特性定量化的电子电路。在图2的实施例中，测量 电路36是测量每个光伏电池12上的开路电压的万用表，但是根据替换实施例， 该万用表能够测量下面中的至少一个：通过光伏电池12的电流、太阳能电池模 块10的总开路电压、以及任何能够被与该量的期望值相比较以指示太阳能电池 模块10是否如预期那样将光能转化成电能的其他特性。
[031]测量电路36能够测量和分配直到被引入到每个测试针脚30的电输出信 号的特性并生成表示要被传输到控制单元38的每个这种值的测量值信号。控制 单元38能够是解析例如存储在与控制单元38进行通信的电子存储设备中的计 算机可执行指令的基于微处理器的计算机终端。计算机可执行指令定义将由控 制单元38启动的步骤，用于至少暂时存储表示电输出信号的测量特性的测量值 信号，该测量值信号反过来指示光伏电池12的缺陷区域的存在和位置，并如这 里所述的那样控制测试系统26的运转。
[032]控制单元38能够评估接收到的由测量单元36生成的测量值信号并至少 部分地基于该测量值信号确定光伏电池12的测试区域是否有缺陷。例如，测量 单元36能够生成具有和光伏电池12的一个测试区域的开路电压值成比例的幅 度的测量值信号。该测量值信号的幅度能够通过控制单元38与预先确定的最小 值作比较，大于该最小值的测量值信号表示光伏电池12的正常运作区域的开路 电压。如果通过控制单元38执行的比较显示出测量值信号的幅度在预先确定的 最小值以下，那么控制单元38就能够确定测得的开路电压没有满足光伏电池 12正常运作区域所需的最小电压，并且还做出指示。
[033]还能够提供诸如电动机或其他适当的激励器那样的驱动器46来移动探针 28和太阳能电池模块10中的至少一个以将探针28和测试针脚30定位在沿着 太阳能电池模块10的第二维度的多个测试位置32上。可选择地，驱动器可以 与轨道(未示出)相配合以调整探针28沿着第二维度在太阳能电池模块10的 一部分上的位置，偶尔停止以在测试针脚30和沿着光伏电池12的外露的接触 14的位置32之间建立接触。每当建立接触时，测试系统26能够在沿着光伏电 池12的多个测试位置32执行测试测量。本发明的其他实施例包括当探针28保 持静止时移动太阳能电池模块10的驱动器46。控制单元38可操作地耦合通信 以控制用于移动探针28和太阳能电池模块10中的至少一个来建立针脚30和沿 着形成太阳能电池模块10的光伏电池12的长度L的外露的接触14之间的接触 的驱动器46的操作。如图2所示，控制单元38和驱动器46之间的通信信道48 包括一对形成无线通信信道48的天线50，但诸如有线连接那样的任何适当通 信信道都在本发明的范围之内。
[034]控制单元38还能包括用于生成能够被操作者观察到以指示太阳能电池模 块10上的光伏电池12的一个或更多个缺陷区域的存在和位置的可视显示的显 示设备40。显示设备40可以是例如传统的计算机监视器、和/或打印机、绘图 仪或其他这种生成指示光伏电池12上的一个或多个缺陷区域及其位置的信息 的可视的、和可选地硬拷贝输出的设备。
[035]图3示出置于包括测试针脚30的探针28和一个或多个光源42之间的太 阳能电池模块10的截面图。太阳能电池模块10被通过光源42发射的将要在测 试期间被光伏电池12转换成电输出信号的光能44照明。光源42可以是单个灯、 灯阵列、固态或有机发光设备、或任何给供给到太阳能电池模块10的光伏电池 12的整个集合提供均匀光强和适当的波长谱的其他适当光源。根据替换的实施 例，光源42能够发射强度可变的光能44。对应于每个光伏电池12a，12b，12c...12* 的测试针脚30被提供给探针28用于与每个光伏电池12的暴露的接触14基本 上同时进行通信。测试针脚30被沿着宽度维度W设置以基本上全部地跨越太 阳能电池模块10的宽度维度W。在测试期间，光能44被传到光伏电池12上以 被转换成电能。当光伏电池12被照明时，使测试针脚30与沿着太阳能电池模 块10的长度维度L(光伏电池12沿该维度延伸)的不同位置32处的光伏电池 12的外露接触14相接触。
[036]在使用中，测试系统26能够被用作组装薄膜太阳能电池模块10的过程 的一部分，以在它们被传递到最终用户之前测试有故障的太阳能电池模块10。 图4的流程图示出根据本发明实施例的测试薄膜太阳能电池模块10的测试方法 的实施例。被测试的太阳能电池模块10包括多个相邻的沿着太阳能电池模块 10的第一维度W分布的并且如上所述地沿着太阳能电池模块10的第二维度L 延伸的光伏电池12，并且电输出信号要被测试沿着太阳能电池模块10的第二 维度的变化。
[037]在步骤100，通过驱动器46将探针28和测试针脚30的位置调整至沿着 光伏电池12的长度L的初始测试位置32并且建立每个针脚30和光伏电池12 的外露接触之间的接触。可选地，这个在针脚30和相应的光伏电池12的外露 接触14之间的接触能基本上同时发生，以使得所有测试针脚30与暴露的接触 14成批地接触，或者顺序地接触以使得测试针脚30与暴露的接触14之间的接 触顺序地发生。形成太阳能电池模块10的一个或更多个光伏电池12的至少一 部分在步骤110通过来自一个或更多个光源42的光能44照明。
[038]在步骤120，测试系统26经由针脚30接收包括由沿着第二维度在初始测 试位置32处的至少一个光伏电池12的每一个生成并发射的电能同时被照明的 电输出信号。实现将光伏电池12发射的电能引入到测试系统26的剩余部分的 测试针脚30能够通过开关单元34单独地选择。每个测试针脚30能够一次一个 地顺序地或者以任何期望的顺序并按照期望的数目被选择。当每个测试针脚30 通过开关单元34被选择时，引入到那个测试针脚30的输出信号(或者信号的 代表)在步骤130与测量电路36进行通信，并且测量诸如输出信号的开路电压 这样的电气特性。
[039]在步骤140，测得的电气特性能够由通过测量电路36生成的测量值信号 表示，并且该测量值信号被传输到控制单元38。控制单元38能够在计算机可 用的存储器中至少暂时地保存由测量值信号表示的量，并且对该测量值信号进 行评估。测量值信号能够与预先确定的阈值作比较，该阈值将适当的测量值信 号和表示指示光伏电池12的缺陷区域的测得的电气特性的测量值信号加以区 分。
[040]该比较能够通过控制单元38在幕后被内部地执行，该控制单元然后基于 该比较指出任何缺陷区域的存在。根据其他实施例，控制单元38能够将实际比 较留给操作者，作为替代在不先进行比较的情况下指出测得值信号。对这种实 施例，控制单元38能够在当前测试位置32，并且可选地如下面参照图5的讨 论那样沿着一个或多个光伏电池12的长度L的所有测试位置32显示测量值信 号的可视表示，以允许操作者容易确定光伏电池12的缺陷区域的存在，以及任 何这种缺陷区域的位置。
[041]在经由测试针脚30在初始位置32收到每个光伏电池12的电输出之后， 控制单元38在步骤150确定针脚30是否在沿着形成太阳能电池模块10的光伏 电池12的长度L上的所有预期的测试位置32处已经接收到电输出信号。如果 针脚30没有在沿着形成太阳能电池模块10的光伏电池12的长度的每个预期的 测试位置32处接收到电输出信号，那么在步骤160在控制单元38的控制下通 过驱动器46的操作将探针28和太阳能电池模块10中的至少一个移动到不同的 位置32，并且重复该过程。
[042]如果，在步骤150确定的是在沿光伏电池12长度L的所有预期的测试位 置32处每个光伏电池12的电输出已经经由测试针脚30被引入到测试系统26， 那么控制单元38就在步骤170指出沿着光伏电池12是否存在任何缺陷区域。 该指示还将太阳能电池模块10上的任何这种缺陷区域的位置提供给操作者。这 种指示是对传输到控制单元38的测量值信号的评估的结果以表示在沿着每一 个光伏电池12的长度L的不同测试位置32的开路电压，在太阳能电池模块10 的整个表面上有效地“映射”光伏电池12的性能。
[043]光伏电池12的任何缺陷区域的指示在本质上能够是图形的，诸如图5所 示的图。如上所述，表示在沿着每个光伏电池12的长度L的每个测试位置32 处的开路电压或其他电气特性的测量值信号的比较能够通过控制单元38执行。 图5中所示的图阐述了在沿着提供给被测试的太阳能电池模块10的单独的光伏 电池12的长度L的21个测试位置32的开路电压。可以看出，开路电压值能够 被连接以在相同的图上形成线52像表示在测试期间期望由光伏电池12的各种 区域生成的用于光伏电池12的特定照明的最小开路电压。从通过控制单元38 生成的这个图形指示能够确定的是光伏电池12的对应于测试位置23的9号(9) 区域是有缺陷的，因为在那个区域生成的开路电压下降到最小电压线56以下。 能够通过控制单元38为太阳能电池模块10的每个光伏电池12产生单独的图形 指示，和/或共同的图形指示能够组合用于所有的光伏电池12的数据。
[044]图6阐述了本发明的替换的实施例。如图所示，太阳能电池模块10还包 括沿着宽度维度W分布的并且沿着长度维度L纵向地延伸的光伏电池12。多 个探针28，每个都包括多个从那延伸的测试针脚30，每个位于相邻于太阳能电 池模块10的最外围光伏电池12。一个最外围的光伏电池12是参考，或者太阳 能电池模块10的负极端子(-)，且另一个最外围的光伏电池12是太阳能电池 模块10的正极端子(+)。太阳能电池模块10的两个最外围光伏电池12之间 (即，正极端子和负极端子)的开路电压是所有组合的单独光伏电池12累积的 开路电压，因为光伏电池12是被串联连接的。
[045]提供给共同探针28的每个测试针脚30能够基本上同时接触沿着太阳能 电池模块10的长度维度L的暴露的电接触14的不同测试位置32。在沿着共同 的光伏电池12的长度维度L定位的每个测试位置32处被引入测试系统26的电 信号能够被基本上同时地或顺序地引入到测试针脚30而不用移动探针28。一 旦用于测试的探针28被初始地定位，那么两个最外围的光伏电池12之间的开 路电压，即太阳能电池模块10的总开路电压，就能够在沿着光伏电池12的长 度维度L的每个不同测试位置32处被引入到测试系统26而不用移动探针28。
[046]正如前面的实施例那样，光源42能够照亮太阳能电池模块10以使光伏 电池12生成电能做出响应。当每个探针28的测试针脚30与沿着它们各自的光 伏电池12的长度维度L的多个不同的测试位置32接触时，相对的测试针脚30 的相应的对之间的开路电压或其他电气特性能够通过测量电路36被评估。基于 测得的电气特性，控制单元38能够评估任何沿着太阳能电池模块10的长度维 度L的开路电压变化。同样，诸如图5中所示的那种图形指示能够通过控制单 元38生成，以指示沿着光伏电池12的长度L在多个不同的测试位置32处的测 得的任何开路电压或其他电气特性是否有缺陷。这种图形指示能够包括与例如 沿着光伏电池12的长度的位置相对的毫伏级开路电压图。还能够包括指示最小 阈值电压的诸如图5中的线56那样的附加的可视的指示，在该最小阈值电压以 下的测试区域被认为是有缺陷的。
[047]上文已经描述了说明性的实施例。对本领域技术人员显而易见的是，在 不背离本发明一般范围的前提下，上面的设备和方法可以包括变化和修改。期 望的是包括落入本发明范围中的所有这些修改和改变。