CN202837487U - 太阳能电池的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能电池的检测装置，属太阳能电池技术领域。检测装置，包括放置太阳能电池的测试平台，其特征在于所述测试装置上至少有两根测试探针，其中至少一根探针连接直流电源的正极和太阳能电池的前电极连接，还有至少一根探针连接直流电源的负极和太阳能电池的光电转换层，由直流电源在光电转换层上加正向偏压，检测太阳能电池的光电转换层。积极效果是测试装置结构简单、操作方便、快速，成本低廉，能在制作背电极层之前，直接对光电转换膜层质量进行监控，防止在有缺陷的光电转换层上继续制作背电极。

Description

太阳能电池的检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测薄膜太阳能电池光电转换层的检测装置，属太阳能电池技术领域。

背景技术

薄膜太阳能电池光电转换层的质量直接影响到太阳能电池组件的转换效率，而膜层的均匀性又是膜层质量的重要指标，因此对膜层的均匀性的监控非常重要，目前光电转换膜层质量的检测方法是在太阳能电池制作完成之后才检测，主要使用电致发光原理，采用红外摄像机对所发的红外光进行拍摄来判断薄膜太阳能电池的膜层质量，如中国专利200780001718.0公开了一种叠层薄膜的缺陷检测装置及方法，在叠层电池的薄膜面的一侧配置光源，在薄膜面的另一侧配置摄像部件，根据拍摄的图像检测电池缺陷，但这种装置结构复杂、工艺操作繁琐，采用拍照后再根据拍照的阴影进行局部判断的方法，不能量化，人为影响因素大，不利于准确检测分析膜层质量，而且上述装置和方法必须是对已经制备好背电极的薄膜太阳能电池进行检测，即检测工艺在制备背电极层之后进行，致使不合格的光电转换膜层上也沉积有背电极层，既浪费材料，又增加了生产成本。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型设计一种可以在线检测薄膜太阳能电池光电转换层的装置，解决在制作背电极之前就能对太阳能电池光电转换膜层质量进行检测的技术问题，提早发现问题，防止在有缺陷的光电转换层上继续制作背电极。

本实用新型的原理是基于硅薄膜太阳能电池在一定偏压下会因载流子的辐射复合而产生发光现象，形成发光负载，发光负载的强度随偏压的增大而增强，正向偏压下发光负载的工作电流大小则反映了少数载流子的数目和少子的扩散长度，一般来说工作电流越大说明少数载流子浓度越高，电阻率越低，表明太阳能电池效率就越高，因此在薄膜太阳能电池的光电转换层施加正向偏压，监测光电转换层的工作电流即可检测膜层质量。

基于上述原理，本实用新型开发一种太阳能电池的检测装置，包括放置太阳能电池的测试平台，其特征在于所述测试装置上至少有两根测试探针，其中至少一根探针连接直流电源的正极和太阳能电池的前电极连接，还有至少一根探针连接直流电源的负极和太阳能电池的光电转换层，由直流电源在光电转换层上加正向偏压，检测太阳能电池的光电转换层。

直流电源的负极与相应的测试探针之间连接有可调电阻。测试平台上安装有固定架和运动机构，与直流电源正极连接的探针安装在固定架上，与直流电源负极连接的探针安装在运动机构上。运动机构包括移动架和电机，探针安装在移动架的固定板上，且移动架由电机控制，在测试平台上做水平运动。

固定架和移动架上均装有气缸，由气缸推动探针向下运动，与太阳能电池接触。移动架上装有多个探针，每个探针与光电转换层的接触电阻相同。

固定架和移动架上的探针均由探针杆和探针头组成，且探针杆的长度可调。探针头是由软性导电材料制成的圆柱头或平面头。

本实用新型的积极效果是：测试装置结构简单、操作方便、快速，成本低廉，能在制作背电极层之前，直接对光电转换膜层质量进行监控，尤其是适用于大面积薄膜太阳能电池膜层质量控制，快速检查出光电转换层的缺陷，防止在有不合格的光电转换层上制作背电极，避免浪费材料，节省生产成本，结构简单。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是实施例2的示意图。

图中：1、测试平台，2、移动架，3、直线电机，4、气缸，5、导柱，6、探针固定板，7、移动探针头，8、探针杆，9、紧固螺钉，10、固定架，11、固定探针头，12、直流电源，13、可调电阻，14、太阳能电池，15、传动滚轮。

具体实施方式

    实施例1

见图1，本实施例采用的测试装置由测试平台1、移动架2、直线电机3、气缸4、导柱5、探针固定板6、移动探针、固定探针、紧固螺钉9、固定架10、直流电源12和可调电阻13组成，移动探针由探针杆8和移动探针头7组成，固定探针由探针杆8和固定探针头11组成，固定架10固定安装在测试平台1的一侧端头，固定架10不可移动，固定探针的探针杆8安装在探针固定板6上，并由紧固螺钉9顶紧，探针固定板6由安装在固定架10的横梁上的气缸4相连接，探针固定板6上的导柱5安装在固定架10的横梁上，探针固定板6可在气缸4的推动下带动固定探针做上下运动，移动架2安装在测试平台1侧边的直线电机3上，可在直线电机3上做直线运动，移动探针像固定探针一样安装在移动架2上，移动架2可在气缸4的推动下带动移动探针做上下运动，直流电源12的正极与固定探针相连接，直流电源12的负极接入可调电阻13后与移动探针相连接。

    测量前，先对只沉积有前电极层的膜层的太阳能电池基片14进行电阻测量，记录下相应位置的电阻值，作为光电转换层的测试模板。将沉积有光电转换层的太阳能电池基片放置在测试平台上，测试装置的正极与太阳能电池的正电极连接，测试装置的负极由移动探针接光电转换层，通过可变电阻13调节测量点的电阻与测试模板相应测量点处的电阻值相同。通过调节探针杆8的长度使得所有移动探针头7与光电转换膜层的压力保持一致，压力调整完成后。 

测量时，将沉积好光电转换层的太阳能电池14放置在固定的位置，固定架10上的气缸4先将固定探针头11压在留出前电极层的膜上，移动架2带动移动探针到第一排的测试位置，移动架2上的气缸4将移动探针头7压在光电转换层上，测量完一排后，移动架2带动移动探针到第二排的测试位置，移动架2上的气缸4再将移动探针头7压在光电转换层上，直到测试所有位置完成，通过测量数据进行分析对比，判断所沉积的光电转换层的膜层质量是否合格。

本实施例采用面积350mm×1220mm电池组件进行测试，在该电池板上选取32个位置进行测试，选取位置X轴为8个位置，Y轴为4个位置，直流电源共计4台，调节直流电压为30V， 即可测量每个点上的工作电流，其分布图如下：

根据欧姆定律U=I×R，在相同的直流电压下，电流与电阻成反比关系，即电流大则电阻小。通过正向偏压测试，发现电池组件光电转换层的工作电流分布不一致，平均值221mA不均匀度18.6%，说明所测光电转换层薄膜不均匀，针对此现象，对厚度不均匀的光电转换层进行处理和优化，通过提高薄膜电池光电转换膜层厚度的均匀性和优化光电转换层的内部结构，然后进行正向偏压测试，其结果如下：

对优化后的电池组件使用正向偏压测试方法，发现电池组件光电转换层的工作电流分布较一致，平均值241mA，不均匀度10.04%。

   通过此实用新型方法有效地对薄膜太阳能电池的膜层质量进行控制，进而提高薄膜太阳能电池的性能。

    实施例2

见图2，本实施例的移动探针为1个，移动探针可通过移动架2下面的直线电机3实现X轴运动，通过移动架2侧面的直线电机3实现Y轴的运动，再通过气缸4实现Z轴的运动，测量前先通过控制系统对移动探针的测试位置进行坐标定位，测试时分别对每一个测试位置进行测量数据。

本实施例的实施方式同实施例1，在此不再赘述。

本实用新型不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改变，如测试探针的探头还可以采用其它形状，移动架不限于采用直线电机驱动，且移动架的运动形式不限于直线运动，还包括其他在测试平台上的水平运动，运动方向和距离可根据需要进行相应的调整，这些变型和改变也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能电池的检测装置，包括放置太阳能电池的测试平台，其特征在于所述测试装置上至少有两根测试探针，其中至少一根探针连接直流电源的正极和太阳能电池的前电极连接，还有至少一根探针连接直流电源的负极和太阳能电池的光电转换层，由直流电源在光电转换层上加正向偏压，检测太阳能电池的光电转换层。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池的检测装置，其特征在于所述直流电源的负极与相应的测试探针之间连接有可调电阻。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池的检测装置，其特征在于所述测试平台上安装有固定架和运动机构，与直流电源正极连接的探针安装在固定架上，与直流电源负极连接的探针安装在运动机构上。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池的检测装置，其特征在于所述运动机构包括移动架和电机，探针安装在移动架的固定板上，且移动架由电机控制，在测试平台上做水平运动。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池的检测装置，其特征在于所述固定架和移动架上均装有气缸，由气缸推动探针向下运动，与太阳能电池接触。

6.根据权利要求4所述的太阳能电池的检测装置，其特征在于所述移动架上装有多个探针，每个探针与光电转换层的接触电阻相同。

7.根据权利要求4所述的太阳能电池的检测装置，其特征在于所述固定架和移动架上的探针均由探针杆和探针头组成，且探针杆的长度可调。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池的检测装置，其特征在于所述探针头是由软性导电材料制成的圆柱头或平面头。

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