DE102022116102A1

DE102022116102A1 - Solarzellentestvorgang, solarzellenproduktionsvorgang, solarzellentestanlage und solarzellenproduktionsanlage

Info

Publication number: DE102022116102A1
Application number: DE102022116102.1A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Scherff; Bernhard Mitchell; Bernhard KLÖTER
Original assignee: WAVELABS SOLAR METROLOGY SYSTEMS GmbH
Current assignee: WAVELABS SOLAR METROLOGY SYSTEMS GmbH
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2023-12-28
Also published as: WO2024003051A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Solarzellentestvorgang, einen Solarzellenproduktionsvorgang, eine Solarzellentestanlage und eine Solarzellenproduktionsanlage. Der Solarzellentestvorgang zum Testen einer Vielzahl an Solarzellen am jeweiligen Ende einer oder mehrerer Produktionslinien umfasst folgende Verfahrensschritte: Durchführen eines Primärmessverfahrens (210) an der Solarzelle zur Ermittlung eines Primärmessergebnisses; Auswerten des Primärmessergebnisses mittels eines Auswerteverfahrens (300) derart, dass ein Auswerteergebnis ermittelt wird, wobei das Auswerteergebnis positiv ist, wenn mittels des Auswerteergebnisses ermittelt wird, dass die Solarzelle auf Basis ausschließlich des Primärmessergebnisses in eine vorbestimmte Sortierkategorie einordenbar ist, und negativ, wenn mittels des Auswerteergebnisses ermittelt wird, dass die Solarzelle auf Basis ausschließlich des Primärmessergebnisses nicht in eine vorbestimmte Sortierkategorie einordenbar ist; Einordnen (400) der Solarzelle in eine Sortierkategorie in Abhängigkeit von dem Primärmessergebnis, wenn das Auswerteergebnis positiv ist, Durchführen eines Sekundärmessverfahrens (220) an der Solarzelle zur Ermittlung eines Sekundärmessergebnisses und Einordnen (400) der Solarzelle in eine Sortierkategorie in Abhängigkeit von dem Sekundärmessergebnis und optional dem Primärmessergebnis, wenn das Auswerteergebnis negativ ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Solarzellentestvorgang, einen Solarzellenproduktionsvorgang, eine Solarzellentestanlage und eine Solarzellenproduktionsanlage.
In modernen Solarzellenproduktionsanlagen werden die Solarzellen im Anschluss an ihre Fertigung einer Reihe von Tests bzw. Messungen unterzogen. Diese Messungen dienen einerseits der Qualitätssicherung, da im Ergebnis schlechte oder defekte Solarzellen aussortiert werden. Andererseits kann das Ergebnis solcher Testungen genutzt werden, um die hergestellten Solarzellen zu sortieren, insbesondere anhand ihrer Leistung oder ihres Wirkungsgrades. Die Sortierung wird auch als Binning bezeichnet. Die Messung einer Solarzelle erfolgt unmittelbar am Ende einer Produktionslinie, also in einer sogenannten End-of-line-Zelltestung. Das hat den Vorteil, dass die Solarzellen nicht erst zu einem anderen Ort transportiert, und vorher vielleicht sogar noch verpackt, werden müssen, um sie dort zu testen.
Gegenwärtig werden Solarzellen am Ende der Fertigung zu 100% mittels IV-Sonnensimulatoren, sogenannte Flasher, kontaktiert und nach Norm vermessen und auf standarisierte Werte nach Standardtestbedingungen (STC - standard test condictions) umgerechnet. Man spricht hier also von 100% STC-Testung. Die hierzu eingesetzten Messanlagen sind aufwändig, teuer und ihr Durchsatz kann kaum weiter beschleunigt werden. STC-Testungen der IV-Kennlinie (nach IEC 60904) umfassen eine standardisierte Beleuchtung jeder Solarzelle mit einen Standardlichtspektrum (AM 1.5 G). Bei einer AM 1.5 G Lichtkondition ist eine Bestrahlung mit 1 Sonne definiert als eine Strahlungsdichte von 100 mW/cm². Bei dieser Bestrahlung wird die Strom-Spannung-Charakteristik (IV-Messkurve oder einfach IV-Kurve) vermessen, um u.a. die elektrische Leistung der Solarzelle unter Standardbeleuchtung zu bestimmen. Eine Beleuchtung gemäß eines Standardspektrums und einer Intensität kann nur durch relativ teure LED- oder Xenon-Beleuchtungseinheiten zu realisiert werden, da die Anforderungen an Intensität, Spektrum, Stabilität und Homogenität hoch sind.
EP 2 823 899 A1 offenbart ein Verfahren und eine Binning-Vorrichtung zur Sortierung von Solarzellenwafern in entsprechenden Behältern anhand ihrer Charakterisierung. Hierzu werden die Solarzellen mittels unterschiedlicher Inspektionsapparate getestet und vermessen. Die Testungen dienen dazu, Schäden an den Solarzellenwafern festzustellen, ihre jeweilige Farbe zu bestimmen und ihre optischen und elektronischen Eigenschaften zu ermitteln.
In EP 1 647 827 A1 wird ein Testsystem für Solarzellen beschrieben, welches eine optische und eine elektrische Prüfeinrichtung aufweist, welche entlang eines Transportbandsystems angeordnet sind. Die Solarzellen durchlaufen, angetrieben durch das Transportbandsystem, die Prüfeinrichtungen und werden sowohl optisch als auch elektrisch getestet bzw. vermessen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Investitionskosten pro hergestellter Solarzelle zu reduzieren und den Durchsatz einer End-of-line-Zelltestung zu erhöhen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Solarzellentestvorgang Solarzellenproduktionsvorgang mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Solarzellenproduktionsvorgang mit den Merkmalen des Anspruchs 10, durch eine Solarzellentestanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und durch eine Solarzellenproduktionsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Solarzellentestvorgang vorgeschlagen, bei dem jede Solarzelle einer Vielzahl an Solarzellen am jeweiligen Ende einer oder mehrerer Produktionslinien einer Reihe von Verfahrensschritten des Solarzellentestvorgangs unterzogen werden. An jeder Solarzelle wird ein Primärmessverfahren durchgeführt und so ein Primärmessergebnis ermittelt. Das Primärmessergebnis wird dann ausgewertet. Das Auswerteergebnis besagt hierbei, ob Solarzelle auf Basis ausschließlich des Primärmessergebnisses in eine vorbestimmte Sortierkategorie einordenbar bzw. einsortierbar ist (positives Auswerteergebnis) oder nicht (negatives Auswerteergebnis). Mit anderen Worten wird mit der Auswertung ermittelt, ob es ausreichend ist, die Solarzelle mit dem Primärmessverfahren zu testen, um es anschließend zu sortieren, also dem Binning zuzuführen. Hierbei ist die Sortierkategorie insoweit vorbestimmt, dass von vornherein bestimmt wird, welche Voraussetzungen die Solarzelle erfüllen muss, um in diese Sortierkategorie einsortiert zu werden.
Wenn das Auswerteergebnis positiv ist, dann wird in einem weiteren Schritt die betreffende Solarzelle abhängig vom Primärmessergebnis in eine Sortierkategorie eingeordnet oder einsortiert. Sollte das Auswerteergebnis hingegen negativ ausfallen, dann wird an der betreffenden Solarzelle ein weiteres Messverfahren durchgeführt, welches im folgenden als Sekundärmessverfahren bezeichnet wird, um es von dem Primärmessverfahren zu unterscheiden, wem alle Solarzellen zugeführt werden. Als Ergebnis des Primärmessverfahrens erhält man dann ein Sekundärmessergebnis für die Solarzelle und kann in Abhängigkeit von diesem Sekundärmessergebnis die Solarzelle in einer zugehörigen Sortierkategorie einordnen/einzusortieren. Optional kann neben dem Sekundärmessergebnis auch das bereits ermittelte Primärmessergebnis für die Auswahl der Sortierkategorie herangezogen werden, in welche die Solarzelle einzuordnen/einzusortieren ist.
Die Erfindung beruht auf den Gedanken, alle Solarzellen einem Primärmessverfahren auszusetzen, welches einfacher, preiswerter, schneller und/oder weniger schädlich für die Solarzelle ausgebildet sein kann als das Sekundärmessverfahren, während nur eine kleinere Menge an Solarzellen dem Sekundärmessverfahren ausgesetzt werden muss. Das hat zur Folge, dass dementsprechend Ressourcen eingespart werden können. Da weniger Solarzellen dem Sekundärmessverfahren ausgesetzt werden, kann das Sekundärmessverfahren auch weitaus aufwendiger gestaltet sein und mehr und gegebenenfalls aufwendigere Messungen umfassen, als dies üblicherweise der Fall ist, wenn bei jeder Solarzelle auf Einsparung von Ressourcen geachtet werden muss.
Insbesondere kann auf Basis des Primärmessergebnisses ein Leistungswert oder ein Wirkungsgrad der Solarzelle ermittelt werden. Auch aus dem Sekundärmessergebnis, also insbesondere aus der IV-Kennlinie, kann vorzugsweise ein Leistungswert oder ein Wirkungsgrad der Solarzelle ermittelt werden.
Der Solarzellentestvorgang wird an im Wesentlichen jeder der hergestellten Solarzellen durchgeführt. „Im Wesentlichen“ bedeutet hierbei, dass maximal eine gegenüber der Gesamtmenge der Solarzellen vernachlässigbare Untermenge an Solarzellen nicht mittels des Primärmessverfahrens gemessen wird, beispielsweise Solarzellen, die offensichtlich defekt sind, insbesondere zerbrochen sind oder Kratzer oder Farbfehler aufweisen.
Mittels der Primärmessung wird für jede Solarzelle ein Primärmessergebnis ermittelt. An jeder Solarzelle können parallel oder nacheinander mehrere Primärmessungen mittels unterschiedlichen Primärmessverfahren durchgeführt werden. Dementsprechend können also mehrere Primärmessergebnisse ermittelt werden. Es soll hier darauf hingewiesen werden, dass die Begriffe Primärmessung und Sekundärmessung nicht dazu dienen, eine zeitliche oder andersartige Reihenfolge zwischen den Messungen festzulegen. Wenn beispielsweise trotz andauernd guter Solarzellen, diese in regelmäßigen Abständen auch der Sekundärmessung unterzogen werden sollen, um das System nachzukalibrieren und/oder zu kontrollieren, dann kann alternativ die Sekundärmessung vor der Primärmessung erfolgen. Mit Primärmessung werden eine Gesamtheit an ersten Messungen und mit Sekundärmessung eine Gesamtheit an zweiten Messungen bezeichnet. Die Primärmessung unterscheidet sich von der Sekundärmessung dadurch, dass von einer betrachteten Menge an Solarzellen im Wesentlichen alle der Primärmessung unterzogen werden und nur eine Teilmenge sowohl der Primärmessung als auch der Sekundärmessung unterzogen werden, nämlich diejenigen Solarzellen, bei denen das Auswerteergebnis negativ ist.
Das Primärmessergebnis / die Primärmessergebnisse und/oder das Sekundärmessergebnis / die Sekundärmessergebnisse kann/können jeweils eine Kennzahl, eine Qualifizierung und/oder eine Menge an Kennzahlen oder Qualifizierungen umfassen. Insbesondere kann/können das Primärmessergebnis und/oder das Sekundärmessergebnis eine Messkurve umfassen, beispielsweise eine Strom-Spannungs-Messkurve (IV-Messkurve) oder ein Photolumineszenz-(PL) Bild, ein Elektrolumineszenz- (EL) Bild oder ein Infrarot- (IR) Bild.
Das Primärmessverfahren kann zweckmäßigerweise ein schnelleres und/oder kostengünstigeres Messverfahren sein als das Sekundärmessverfahren. Demgegenüber sollte das Sekundärmessverfahren vorzugsweise derart konzipiert sein, dass es dazu genutzt werden kann, das Primärmessverfahren zu kalibrieren. Erfindungsgemäß wird also das Sekundärmessverfahren als das Normmessverfahren oder Standardmessverfahren angesehen, während das Primärmessverfahren als schnellere und/oder preiswertere Alternative zu dem Sekundärmessverfahren dient. Eine solche Kalibrierung erfolgt vorzugsweise immer dann, wenn eine Solarzelle sowohl dem Primärmessverfahren als auch dem Sekundärmessverfahren unterworfen wurde und somit ein Primärmessergebnis und ein Sekundärmessergebnis vorliegen. Während erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass alle Solarzellen mit dem Primärmessverfahren getestet werden und nur dann eine Solarzelle dem Sekundärmessverfahren ausgesetzt wird, wenn die Auswertung des Primärmessergebnisses für diese Solarzelle ergibt, dass nicht ausreichend Informationen vorliegen, um diese Solarzelle eindeutig zu klassifizieren und entsprechend einzusortieren, kann es bei manchen Ausführungsformen von Vorteil sein, Solarzellen unabhängig vom Auswerteergebnis und/oder vom Primärmessergebnis und/oder auch bei positivem Auswerteergebnis dem Sekundärmessverfahren zuzuführen. Das daraus ermittelte Sekundärmessergebnis kann dann dazu verwendet werden, eine Kalibrierung vorzunehmen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das System gut läuft und deshalb das Auswerteergebnis überwiegend positiv ist. Mit einer solchen sporadischen Kalibrierung unabhängig oder bei positivem Auswerteergebnis wird sichergestellt, dass der Solarzellentestvorgang regelmäßig kalibriert ist.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass nach dem Durchführen des Sekundärmessverfahrens an der Solarzelle das Primärmessverfahren und/oder das Auswerteverfahren in Abhängigkeit vom Primärmessergebnis und dem Sekundärmessergebnis kalibriert werden/wird. Eine Kalibrierung kann vorzugsweise vorgenommen werden, um die Aussagekraft des Primärmessergebnisses an die des Sekundärmessergebnisses anzupassen oder heranzuführen. Vorzugsweise erfolgt die Kalibrierung dann regelmäßig. Somit ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass nach dem Durchführen des Sekundärmessverfahrens an der Solarzelle das Primärmessverfahren und/oder das Auswerteverfahren in Abhängigkeit vom Primärmessergebnis und dem Sekundärmessergebnis kalibriert werden/wird. Bei der Kalibrierung des Primärmessverfahrens wird die Bewertung des Primärmessergebnisses derart angepasst, dass von den Primärmessergebnissen abgeleitete Kennwerte der Solarzelle mit von den Sekundärmessergebnissen abgeleitete Kennwerte derselben Solarzelle im Wesentlichen übereinstimmen.
Dadurch wird es möglich, nur mit den Primärmessergebnissen mit einer gewissen Genauigkeit auf die Sekundärmessergebnisse zu schließen. Hierzu können insbesondere Parameter in den Algorithmen angepasst werden, mit denen die Umrechnung vom Primärmessergebnis zum Kennwert erfolgt. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Sekundärmessverfahren ein kontaktierendes Messverfahren umfasst. Das bedeutet, dass für die Messung die zu vermessende Solarzelle elektrisch kontaktiert wird. Die Solarzelle kann dann mittels einer Beleuchtungsvorrichtung beleuchtet bzw. bestrahlt werden, wobei während oder nach der Bestrahlung elektrische Größen, insbesondere Strom und/oder Spannung an der/den Kontaktierung(en) erfasst werden. Die Erfassung kann zu einem Zeitpunkt oder über eine Zeitdauer erfolgen. Es ist auch möglich, einen Mittelewert einer elektrischen Größe über eine bestimmte Zeitdauer zu ermitteln. Beispielsweise kann der/die aufgrund der Beleuchtung in der Solarzelle erzeugte Strom oder Spannung über die Zeitdauer erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Kontaktierung eine elektrische Größe eingestellt werden, während gleichzeitig eine weitere elektrische Größe an der Kontaktierung erfasst wird. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Strom-Spannungs-Kennlinie (IV-Kennlinie) ermittelt werden. Dies kann mit oder ohne Beleuchtung geschehen.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sekundärmessverfahren um eine Strom-Spannungs-Kennlinienmessung im dunklen und/oder unter Beleuchtung eines Solarsimulators unter Standardtestbedingungen (STC - standard test condictions). Derartige STC-Messungen der IV-Kennlinie (gemäß dem Standard IEC 60904) umfassen eine standardisierte Beleuchtung der Solarzelle mit einem Standardlichtspektrum (AM1.5G), einer Bestrahlungsstärke von 1000W/m² und einer Solarzellentemperatur von 25°C. Die Strom-Spannungscharakteristik wird vermessen, um die elektrische Leistung der Solarzelle unter Standardbeleuchtung zu bestimmen. Eine Beleuchtung mit einem Standardspektrum und Standardintensität ist beispielsweise mittel LED- oder Xenon-Beleuchtungseinheiten zu realisieren, da die Anforderungen an Intensität, Spektrum, Stabilität und Homogenität hoch sind. Üblicherweise wird die bei der Messung vorliegende Solarzellentemperatur gemessen und die elektrischen Messwerte der Solarzelle rechnerisch auf Werte von 25 °C korrigiert.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Primärmessverfahren um ein schnelleres und/oder preiswerteres Messverfahren als das Sekundärmessverfahren. Insbesondere wird bei dem Primärmessverfahren auf eine Beleuchtung gemäß Standardtestbedingungen (STC) verzichtet. Die Hybridisierung der Zellmessung in solchen nicht-STC-Messungen und STC-Messungen ermöglicht einen erhöhten Durchsatz insbesondere dann, wenn die nicht-STC Messungen kontaktlos erfolgen, wie dies beispielsweise bei der Photolumineszenzmessung erfolgt. Die Anlagentechnik für nicht-STC-Messungen ist deutlich kostengünstiger und es können höhere Messdurchsätze erreicht werden.
Vorzugsweise umfasst das Primärmessverfahren eine oder mehrere Lumineszenzmessungen, bei denen Lumineszenzbilder von der Solarzellenoberfläche erfasst werden, insbesondere eine Elektrolumineszenzmessung (EL-Messung) und/oder eine Photolumineszenzmessung (PL-Messung). Bei der Elektrolumineszenzmessung wird die Solarzelle kontaktiert und mittels elektrischer Signale angeregt, also insbesondere mittels eines Stromflusses oder einer angelegten Spannung. Bei einer Photolumineszenzmessung wird die Solarzelle mittels einer Bestrahlung, insbesondere einer Laserbestrahlung, angeregt. In beiden Fällen können die Lumineszenzbilder mittels einer Kamera erfasst werden. Hierbei kann entweder die Gesamtoberfläche einer Solarzelle auf einmal von der Kamera erfasst werden. Alternativ ist es möglich, die Solarzellenoberfläche mittels der Kamera bereichsweise abzutasten.
Lumineszenzmessungen sind innerhalb der Überschussladungsträgerlebensdauer, welche etwa 1 Millisekunde (ms) beträgt oder in der Größenordnung von 1ms liegt, im Gleichgewicht. Ein Hystereseverhalten entsteht hierdurch nicht, da die externe Bespannung nicht zeitlich geändert wird. Dadurch sind sogar Messungen an sich bewegenden Solarzellen, also sogenannte „on-the-fly“-Messungen möglich, wenn lokale Belichtungszeiten im Bereich weniger Millisekunden liegen. Derartige Lumineszenzmessungen sind somit um mindestens eine Größenordnung schneller als aus IV-Kennlinien abgeleitete Messungen der Leistung.
Vorzugsweise wird aus einem oder werden aus mehreren von einer Solarzelle erfassten Lumineszenzbild(ern) ein Leistungswert, eine Leistungsklasse und/oder ein Wirkungsgrad der Solarzelle ermittelt und als Grundlage für die Sortierung verwendet. Es können zusätzlich auch die Kennlinienparameter, insbesondere der Kurzschlussstrom Isc, die Leerlaufspannung Voc und/oder der Füllfaktor bestimmt werden. Vorzugsweise wird das Lumineszenzbild oder werden die Lumineszenzbilder derart aufgenommen bzw. erfasst, dass sie relevante Informationen enthalten, um daraus den Leistungswert, die Leistungsklasse und/oder den Wirkungsgrad der Solarzelle abzuleiten, beispielsweise mit Widerstandeffekten oder es sind dafür weitere Primärmessungen erforderlich. Bevorzugterweise wird/werden das/die Lumineszenzbild(er) hierzu ausgewertet, beispielsweise mittels Featureerkennung mithilfe von Algorithmen maschinellen Lernens, insbesondere mithilfe von künstlichen neuronalen Netzen.
Bei der Aufnahme von Lumineszenzbilder sind unter anderem folgende Varianten möglich:

• Aufnahme mehrerer Lumineszenzbilder bei jeweils verschiedenen Injektionsniveaus. Diese Variante ist sowohl bei der Photolumineszenzmessung (PL) als auch bei der Elektrolumineszenzmessung (EL) anwendbar.
• Aufnahme mehrerer Lumineszenzbilder bei jeweils verschiedenen Beleuchtungswellenlängen. Diese Variante ist insbesondere bei der Photolumineszenzmessung (PL) anwendbar.
• Aufnahme mehrerer Lumineszenzbilder bei jeweils verschiedenen Detektionswellenlängenbereichen.
• Aufnahme mehrerer Lumineszenzbilder, jeweils bei vorderseitiger und/oder rückseitiger Beleuchtung (PL) und Detektion (PL, EL)

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Primärmessverfahren ein kontaktloses Messverfahren umfasst. Ein kontaktloses Messverfahren hat den Vorteil, dass die Zeit des Kontaktierens eingespart wird und eine mechanische Beanspruchung der zu testenden Solarzelle verringert oder vermieden wird. Neben der Photolumineszenzmessung umfasst diese Option eine kontaktlose Messung der externen Quanteneffizienz EQE („PL-QE“), kontaktlose Messung des Serienwiderstands und der sogenannten „Suns-PL“ Messung. All diese Messungen haben gemein, dass Signale über die Photolumineszenzstrahlung übermittelt werden und nur die Art-und-Weise der räumlichen, spektralen bzw. zeitlichen Anregung der Strahlung verschiedene Eigenschaften erschließbar machen. Kontaktlose Messungen unterstützen zusätzlich das schnelle und beschädigungsfreie Vermessen für einen Großteil der produzierten Solarzellen. Dies bietet insbesondere für dünne, große und/oder busbarlose Solarzellen einen Vorteil. Hierdurch kann ein erhöhter Durchsatz erzielt werden und die problematische Kontaktierung busbarloser Solarzellen entfällt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Primärmessverfahren ein bildgebendes Messverfahren und/oder ein nicht-bildgebendes Messverfahren umfasst. Bei einem bildgebenden Messverfahren kann es sich insbesondere um die vorangehend genannte Erfassung von Lumineszenzbildern handeln. Ein nicht-bildgebendes Messverfahren ist insbesondere die Vermessung der Solarzelle mittels Kontakte, beispielsweise die Erfassung einer IV-Kennlinie. Ein kontaktloses, nicht-bildgebendes Messverfahren ist beispielsweise eine kontaktlose Schichtwiderstandsmessung, die kontaktlose PL-QE-Messung, die kontaktlose Serienwiderstandsmessung, die kontaktlose Suns-PL Messung.
Wie vorangehend erläutert, können an jeder Solarzelle mehrere Primärmessungen mittels unterschiedlichen Primärmessverfahren durchgeführt werden. Z. B. kann ein erstes Primärmessverfahren ein PL-Verfahren und ein zweites Primärmessverfahren ein EL-Verfahren sein, welche nacheinander an derselben Solarzelle angewendet werden.
Wie vorangehend erläutert, ist es Vorteilhaft, wenn als Primärmessverfahren ein kontaktloses Messverfahren eingesetzt wird. Darüber hinaus ist es für einen hohen Durchsatz und einen schonenden Solarzellentransport sinnvoll, als Primärmessverfahren oder als Teil des Primärmessverfahrens Messverfahren auszuwählen, mit denen die Solarzellen sozusagen „on the fly“ vermessen werden, um hierdurch den Zeitaufwand für Start-/Stopp-Vorgang und/oder Handhabung der Solarzellen zu vermeiden. Beispielsweise kommen als Messverfahren Photolumineszenz (PL), Reflexion, Transmission, Kreisstrom (Eddy-Current) oder QSSPC in Frage - letzteres am besten vor Aufbringung einer Metallisierung auf die Solarzelle. Wenn einzelne Messschritte oder Messverfahren des Primärmessverfahrens vor dem Fertigstellen der Solarzelle erfolgen sollen, dann ist eine zellgenaue Zuordnung erforderlich, da ja nachfolgend noch ein Prozessschritt der Solarzellenherstellung erfolgt. Typischerweise umfasst dieser letzte Prozessschritt die Metallisierung der Solarzelle. Mit den Reflexions- und Transmissions-Messungen kann die PL-Messung korrigiert werden (Wellenlänge entsprechend PL-Signal).
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kalibrieren des Primärmessverfahrens und/oder des Auswerteverfahren ein Anwenden von Algorithmen maschinellen Lernens umfasst. Hierbei werden beispielsweise mehrere Paare aus jeweils einem Primärmessergebnis oder einem Auswerteergebnis und einem Sekundärmessergebnis, welche zuvor an einer Solarzelle ermittelt wurden, dem Algorithmus zur Verfügung gestellt. Für jede Solarzelle werden ein oder mehrere solcher Ergebnispaare ermittelt, mit denen der Algorithmus trainiert wird, wobei Modelparameter des Algorithmus ermittelt werden. Die mehreren Ergebnispaare können insbesondere bei jeweils unterschiedlichen Messparametern ermittelt sein, beispielsweise bei unterschiedlichen Beleuchtungsstärken. Alternativ kann bei einer Solarzelle, bei dem ein Ergebnispaar aus einem Primärmessergebnis und einem Sekundärmessergebnis vorliegt, das Sekundärmessergebnis verwendet werden, um eine Charakterisierung der Solarzelle zu ermitteln, beispielsweise ein Leistungswert und/oder eine Effizienz. Dann kann das Primärmessergebnis und die ermittelte Charakterisierung eingesetzt werden, um den Algorithmus zu trainieren und die Modelparameter zu ermittelt.
Anschließend ist der Algorithmus mit den ermittelten Modelparametern in der Lage, als Reaktion auf ein Primärmessergebnis als Eingabe ein Näherungsergebnis für die Charakterisierung der Solarzelle zu ermitteln, beispielsweise eine Leistungswert-Näherung und/oder eine Effizienz-Näherung. Je besser der Algorithmus funktioniert, desto kleiner ist der Abstand zwischen dem Näherungsergebnis und der Charakterisierung der Solarzelle, die man erhalten hätte, wenn man die Solarzelle mittels des Sekundärmessverfahrens vermessen und aus dem damit ermittelten Sekundärmessergebnis die Charakterisierung der Solarzelle abgeleitet hätte. Wie vorangehend erläutert wird vorzugsweise in regelmäßigen Abständen, beispielsweise in regelmäßigen zeitlichen Abständen oder nach der Testung von einer Bestimmten Anzahl an Solarzellen oder nach reduzierter Bewertungspräzision der Primärmessung, eine Nachkalibrierung durchgeführt, indem zumindest eine Solarzelle sowohl der Primärmessung als auch der Sekundärmessung unterzogen wird. Mithilfe der (Nach-)kalibrierung wird der Abstand zwischen dem aus dem Primärmessergebnis mittels des Algorithmus abgeleiteten Näherungsergebnisses für die Charakterisierung der Solarzelle und der aus dem Sekundärmessergebnis abgeleiteten Charakterisierung der Solarzelle minimiert.
Wenn das Primärmessverfahren ein oder mehrere optische(s) Messverfahren umfasst werden mittels der Kalibrierung vorzugsweise Kalibrierfaktoren eingestellt oder geändert, um Änderungen im Transfer elektrischer Eigenschaften in die optische Aufnahmetechnik nachzuführen, z.B. durch Änderungen im optischen Aufbau. Solche optischen Messverfahren können beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Messverfahren umfassen: Photolumineszenzmessverfahren, Elektrolumineszenzmessverfahren, Infrarorbilderfassung von in Sperrrichtung bestromten Solarzelle. Diese Infrarotbilder zeigen die Orte von lokalen Kurzschüssen (lokalen shunts).
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das Kalibrieren des Primärmessverfahrens und/oder des Auswerteverfahrens ein Anwenden eines künstlichen neuronalen Netzes umfasst. Somit umfasst der vorangehend erläuterte Algorithmus also vorzugsweise das künstliche neuronale Netz und bei den Modelparametern handelt es sich um die Parameter des künstlichen neuronalen Netzes, insbesondere um die Gewichte des künstlichen neuronalen Netzes. Alternativ oder zusätzlich können auch Entscheidungsbäume genutzt werden, beispielsweise sogenannte „gradient boosted decision trees“.
Das künstliche neuronale Netz umfasst vorzugsweise ein rekurrentes bzw. rückgekoppeltes neuronales Netz (recurrent neural network - RNN) und/oder ein faltendes neuronales Netzwerk (convolutional neural network - CNN), bei der die Aktivitäten der Neuronen mittels diskreter Faltungen berechnet werden. Das künstliche neuronale Netz kann mehrere Schichten umfassen, von denen eine, zwei oder mehr Schichten derart gefaltet sind. Handelt es sich hierbei um ein RNN, dann handelt es sich um ein faltendes rückgekoppeltes neuronales Netzwerk (convolutional recurrent neural network).
Zweckmäßigerweise umfasst das Auswerteverfahren Vergleiche des Primärmessergebnisses mit festen Grenzwerten. Bevorzugterweise ist der Grenzwert oder sind die Grenzwerte das Resultat oder zumindest zum Teil das Resultat einer Vorhersage mittels computergestützter Algorithmen. Ein Beispiel eines solchen Grenzwerts ist die mittlere Bildintensität bei einer Elektrolumineszenz-Messung. Der Grenzwert kann auch das Resultat einer Vorhersage mittels computergestützter Algorithmen sein. So können z.B. sicher schlechte oder sicher sehr gute Solarzellen sofort eingeordnet oder sortiert werden, während alle übrigen Solarzellen einer detaillierten IV-Messung zugeführt werden.
Zusätzlich oder alternativ werden für die Ausgestaltung der Auswerteverfahren vorzugsweise Verfahren der künstlichen Intelligenz (KI) eingesetzt. Insbesondere können hierbei Algorithmen maschinellen Lernens und/oder künstliche neuronale Netze Anwendung finden.
Für die Kontrolle der festen Grenzwerte, bzw. zum Zwecke des selbst Lernens, können sporadisch Solarzellen in dem Sekundärmessverfahren genau untersucht werden und damit die Auswahlkriterien geschärft, das Maschinenlernen bzw. die KI angelernt und das Auswahlverfahren dynamisch an eine qualitativ nicht 100%ig konstante Produktion oder Materialqualität angepasst werden. Die umfangreichen Ergebnisse der sporadisch mit dem Sekundärmessverfahren vermessenen Solarzellen können darüber hinaus einen tiefgreifenden Einblick in die laufende Solarzellenproduktion geben, ohne eine aufwändige separate Analyse durchführen zu müssen.
Das Sekundärmessverfahren kann in einem separaten Messpfad durchgeführt werden, welcher eine oder mehrere Messstellen umfasst bzw. entlang derer mehrere Sekundärmessvorrichtungen angeordnet sind, wobei die Messstellen bzw. Sekundärmessvorrichtungen zueinander parallel, in Serie oder als Kombinationen aus parallelen und seriellen Anordnungen betrieben werden. Die Anordnung ist dabei abhängig davon, wie häufig das Sekundärmessverfahren angewendet werden muss und wie lange das Sekundärmessverfahren dauert.
Es ist auch möglich, dass bei mehreren Produktionslinien, die jeweils über eine Primärmessvorrichtung, insbesondere einen Flasher, verfügen, die entsprechenden Solarzellen nach dem Primärmessverfahren auswählen und in einem gemeinsamen separaten Messpfad weiter charakterisieren. Hierbei gibt also in jeder Teillinie einer Solarproduktionsanlage eine Primärmessvorrichtung und eine andere (beispielsweise geringere) Anzahl an separaten Messpfaden für die Sekundärmessung. Den Anforderungen entsprechend können die Anzahl der parallelen Primärmessvorrichtungen und die Anzahl der Sekundärmessvorrichtungen oder der separaten Messpfade für die Sekundärmessverfahren an Messanforderungen und die damit verbundenen Durchsätze angepasst.
Wenn das Primärmessverfahren nicht kontaktlos erfolgt oder im Vergleich zur Taktzeit der Solarzellentestanlage lange dauert, kann es sinnvoll sein die Messung des Primärmessverfahrens parallel an mehreren Zellen durchzuführen, ähnlich wie bei einer Messung von geteilten Solarzellen, also beispielsweise von Halbzellen oder Drittelzellen. Es werden dann beispielsweise mehrere (geteilte) Solarzellen gleichzeitig zu mehreren Kontaktier-Einheiten (eine Kontaktiereinheit für mehrere Teilzellen) transportiert und zeitgleich oder quasi gleichzeitig charakterisiert. Diese kontaktierte Charakterisierung kann auch mehrere kontaktierende Messverfahren umfassen, beispielsweise die Messung der IV-Kennlinie und eine EL-Messung, oder sowohl kontaktierende Messverfahren und kontaktlose Messverfahren.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Primärmessverfahren oder ein Teilmessverfahren des Primärmessverfahrens vor einem Fertigungsschritt der Solarzelle durchgeführt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass vor dem Durchführen eines finalen Temperschritts Primärmessverfahren oder ein Teilverfahren des Primärmessverfahrens durchgeführt wird. Im letzteren Fall kann beispielsweise ein weiteres Teilverfahren des Primärmessverfahrens nach oder unmittelbar nach dem finalen Temperschritt erfolgen.
Je nach der chronologischen Verteilung der Solarzellen innerhalb der Solarzellentestanlage oder der Solarzellenproduktionsanlage, insbesondere in Abhängigkeit von der Verteilung der zur Sekundärmessung vorgesehenen Solarzellen, und der daraus resultierenden erforderlichen zusätzlichen Sekundärmessungen in separaten Messpfaden, kann es sein, dass vor einem oder vor mehreren der Sekundärmessvorrichtungen ein Stau entsteht, dass sich also Solarzellen vor den Sekundärmessvorrichtungen ansammeln. Auch hinter einer oder mehreren Sekundärmessvorrichtungen können solche Staus entstehen. Um dieses Aufstauen zu vermeiden oder zumindest zu verringern, kann es sinnvoll sein, an betroffenen Orten in der Anlage jeweils ein Solarzellenpuffer zu installieren. Somit ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass die Solarzelle vor oder nach dem Durchführen des Sekundärmessverfahrens in einem Solarzellenpuffer gehalten wird. Dementsprechend kann die Solarzellentestanlage vor oder nach der Sekundärmessvorrichtung den Solarzellenpuffer aufweisen, oder alternativ kann der Solarzellenpuffer als Teil der Sekundärmessvorrichtung vorgesehen sein. Der/Die Solarzellenpuffer ist/sind ausgebildet, eine Mehrzahl oder Vielzahl an Solarzellen vorzuhalten, bevor sie der Sekundärmessvorrichtung oder der Sortierung zugeführt werden. Der Solarzellenpuffer kann in Form eines Solarzellenstapels oder eines Liftsystems ähnlich einem Paternoster verwirklicht sein.
Um einen hohen Durchsatz an der Primärmessvorrichtung und/oder an der Sekundärmessvorrichtung zu erreichen, kann es außerdem sinnvoll sein, in der Primärmessvorrichtung und/oder in der Sekundärmessvorrichtung die Messbedingungen konstant zu halten, um Zeitverzögerungen durch Einschalt/Ausschalt-Effekte zu reduzieren. Beispielsweise könnte an der Messvorrichtung, an der die IV-Kennlinie gemessen wird, das Licht konstant gehalten werden, um die Einschwingzeit einzusparen.
Indem zeitintensive Messungen in das Sekundärmessverfahren ausgelagert werden, gegebenenfalls sogar an eine Sekundärmessvorrichtung in einem separaten Messpfad, und das Primärmessverfahren schneller abläuft wird Zeit gewonnen. Dies ermöglicht es, dass die Sekundärmessverfahren komplexer ausgestaltet werden als das bei bisherigen Testverfahren üblich. Mit anderen Worten können an den wenigen Solarzellen, welche das Sekundärmessverfahren durchlaufen, über das Maß von in gegenwärtigen Produktionslinien eingesetzte End-of-Line-Messungen hinaus zusätzliche Messungen durchgeführt und somit aus ihnen zusätzliche Daten und Erkenntnisse erlagt werden, ohne den Solarzellen-Durchsatz der Solarzellentestanlage bzw. der Solarzellenproduktionsanlage zu reduzieren.
Beispielsweise kann das Sekundärmessverfahren eine oder mehrere der folgenden Messverfahren umfassen:

- Ermittlung des Bifacialitätsfaktors der Zelle. Für eine schnelle Messung wird vorzugsweise nur vorderseitig erfolgt die Messung bei einer Bestrahlung von 1,3 Sonnen. Der Bifacialitätsfaktor wird vorzugsweise fortlaufend, vorzugsweise sporadisch überprüft. Die Bifacialität kann insbesondere bei unterschiedlichen Intensitäten ermittelt werden.
- Ermitteln der Qualität der Rückseitenpassivierung mittels Beleuchtung der Rückseite, beispielsweise mittels UV-Strahlung.
- Reverse-Biased-EL (REBEL), um Defekte an Korngrenzen zu identifizieren.
- Erkennung oder Vorhersagen von Degradationsphänomenen hervorgebracht beispielsweise durch Eisen-Bor, PID (potential induced degradation - potentialinduzierte Degradation), LeTID (light- and elevated temperature-induced degradation - Degradation induziert durch Lich und erhöhte Temperatur) oder dergleichen.
- Messung von EQE (External Quantum Efficiency) oder pseudo EQE, EL und/oder PL bei unterschiedlichen Injektionsgraden.
- Suns-Voc Messungen; Hierbei wird die Lichtintensität, z.B. von null, stufenweise auf eine Sonne erhöht. Auf jeder Intensitätsstufe werden jeweils Jsc und Voc gemessen. Aus diesen Werten ergibt sich eine um den Serienwiderstand der Solarzelle bereinigte IV-Kennlinie.

Bei einem gut angelaufenen System werden im Wesentlichen alle Solarzellen mit dem Primärmessverfahren vermessen, während lediglich eine kleine Teilmenge der hergestellten oder vermessenen Solarzellen auch dem Sekundärmessverfahren ausgesetzt wird. Diese Teilmenge erreicht den Wert von weit weniger als 5% oder 1% vorzugsweise während eines Normalbetriebs nach einer Anlaufphase. Mit anderen Worten wird beim erstmaligen Betrieb, nach einer Produktumstellung, nach einer Prozessumstellung, nach einem Materialwechsel und/oder nach einer längeren Pause, insbesondere Testungspause oder Produktionspause, zunächst eine Grundkalibrierung oder Grundmodellierung durchgeführt. Bei dieser Grundkalibrierung wird zunächst ein großer Anteil an hergestellten Solarzellen sowohl mit dem Primärmessverfahren als auch mit dem Sekundärmessverfahren vermessen, bis die Sortierpräzision des Primärmessverfahrens der Spezifikation entspricht. Die Teilmenge ist hier also sehr groß und liegt zu Beginn vorzugsweise nahe oder bei 100%.
Vorzugsweise ist eine Grundkalibrierung vorgesehen, welche bevorzugt bei einem Anlauf oder bei einer neuen oder erneuten Inbetriebnahme des Solarzellenproduktionsvorgangs erfolgt und/oder in regelmäßigen Abständen wiederholt wird, beispielsweise wöchentlich. Eine solche Grundkalibrierung oder Grundmodellierung erfolgt vorzugsweise anhand von ausreichend umfangreichen und repräsentativen Primärmessungen und Sekundärmessungen, um daraus Trainingsdatensätze und Kalibriermodelle für die Kalibrierung zu erhalten. Hierzu wird anfänglich vorzugsweise ein hoher Anteil der hergestellten Solarzellen sowohl der Primärmessung als auch der Sekundärmessung unterzogen, so dass die Teilmenge sehr hoch ist, vorzugsweise mehr als 90% oder nahezu 100%. Ein Kalibriermodell wird vorzugsweise mittels eines Trainingsdatensatzes erzeugt.
Nach einer solchen Anlaufphase geht der Solarzellenproduktionsvorgang vorzugsweise in einen Dauerbetrieb über, bei dem regelmäßig oder sporadisch anhand der Messergebnisse der Sekundärmessung eine Nachkalibrierung erfolgen kann. Beim Nachkalibrieren werden Änderungen in Modellparametern vorgenommen, welche für die Interpretation der Primärmessergebnisse und die spätere Klassifizierung und Sortierung der vermessenen Solarzellen verwendet werden. Ein Nachkalibrieren kann notwendig werden, weil viele Prozesse innerhalb der Solarzellenproduktion nicht Langzeitstabil sind. Dies kann beispielsweise daher rühren, dass chemische Lösungen aufgebraucht werden, Rohmaterial aus unterschiedlichen Chargen verwendet werden, die Umgebungsbedingungen in der Produktionshalle Schwankungen unterliegen und dergleichen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Solarzellenproduktionsvorgang vorgeschlagen, bei der Solarzellen hergestellt und anschließend einzeln oder gruppenweise einem Solarzellentestvorgang gemäß einem der hierin erläuterten Ausgestaltungen zugeführt werden. Vorzugsweise werden die Solarzellen fortlaufend hergestellt und auch fortlaufend dem nachfolgend erläuterten Test- bzw. Messverfahren unterzogen. Beispielsweise können die hergestellten Solarzellen in der Reihenfolge ihrer Herstellung getestet werden. Bei der als „Vielzahl an Solarzellen“ bezeichneten Gruppe an hergestellten Solarzellen kann es sich auch um eine innerhalb eines Zeitraumes hergestellten Solarzellen handeln, beispielsweise innerhalb einer Stunde, eines Tages oder einer Woche.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Solarzellenproduktionsvorgangs wird nach dem Durchführen des Primärmessverfahrens an der Solarzelle die Solarzelle einem Prozessschritt zur Fertigstellung und/oder Modifizierung der Solarzelle unterzogen, insbesondere einem Temperschritt. Mit anderen Worten wird diese Solarzelle mit dem Primärmessverfahren getestet/vermessen, bevor die Solarzelle fertiggestellt wird. Alternativ kann die Solarzelle dem Primärmessverfahren ausgesetzt werden, bevor an ihr ein Modifizierungsschritt durchgeführt wird. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, den Schritt der Solarzellen-Kontaktierung oder Solarzellen-Metallisierung erst nach dem Durchführen des Primärmessverfahrens oder nach dem Durchführen eines Teilmessverfahrens des Primärmessverfahrens durchzuführen. Wenn ein erstes Primärmessverfahren und ein zweites Primärmessverfahren vor und nach einem Temperschritt stattfindet, dann kann aus den jeweiligen bei diesen beiden Primärmessverfahren ermittelten Teilergebnissen der Effekt des Temperschritts genau dokumentiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Solarzellentestanlage vorgeschlagen. Alle vorangehend oder nachfolgend im Zusammenhang mit dem Solarzellentestvorgang beschriebenen Ausgestaltungen können entsprechend in der Solarzellentestanlage verwirklicht werden.
Gemäß einer Weiterentwicklung weist die Solarzellentestanlage eine weitere Primärmessvorrichtung und ein Solarzellen-Verteilsystem auf. Das Solarzellen-Verteilsystem ist ausgebildet, Solarzellen wahlweise von der Primärmessvorrichtung oder von der weiteren Primärmessvorrichtung zu der Sekundärmessvorrichtung zu transportieren.
Ein Verteilsystem, beispielsweise umfassend Roboterarme und/oder Fließbänder, kann sicherstellen, dass alle Solarzellen zur Primärmessvorrichtung gelangen und diejenigen Solarzellen bei denen eine Sekundärmessung notwendig ist, zur Sekundärmessvorrichtung gelangen. Hierzu kann die Sekundärmessvorrichtung entlang eines separaten Messpfads angeordnet sein, welches von einem Messpfad abweicht, entlang welches alle Solarzellen von der Primärmessvorrichtung zu der Sortiereinrichtung bewegt werden. Anders ausgedrückt befinden sich die Primärmessvorrichtung und die Sekundärmessvorrichtung in unterschiedlichen, insbesondere zueinander parallel verlaufenden, Messpfaden, entlang welches die Solarzellen jeweils bewegt werden, um die Sortiereinrichtung zu erreichen.
Alternativ oder kumulativ kann die Anlage derart ausgelegt sein, dass zwar alle erzeugten Solarzellen die Primärmessvorrichtung und die Sekundärmessvorrichtung passieren, dass aber die Sekundärmessvorrichtung derart gesteuert wird, dass lediglich diejenigen Solarzellen bei denen eine Sekundärmessung notwendig ist auch mittels des Sekundärmessverfahrens vermessen werden. In diesem Fall kann die Sekundärmessvorrichtung also entlang eines Messpfads angeordnet sein, entlang welches alle Solarzellen von der Primärmessvorrichtung zu der Sortiereinrichtung bewegt werden. Anders ausgedrückt befinden sich die Primärmessvorrichtung und die Sekundärmessvorrichtung in einem gemeinsamen Messpfad, entlang welches alle Solarzellen bewegt werden, um die Sortiereinrichtung zu erreichen.
Bevorzugterweise ist die Primärmessvorrichtung in einer ersten Solarzellentestvorrichtung angeordnet und die weitere Primärmessvorrichtung ist in einer zweiten Solarzellentestvorrichtung angeordnet. Insbesondere kann die Anordnung derart ausgestaltet sein, dass die Primärmessvorrichtung und die weitere Primärmessvorrichtung jeweils eine unterschiedliche Gruppe von Solarzellen zum Testen erhalten. Wenn die Solarzellentestanlage in einer Solarzellenproduktionsanlage integriert bzw. als End-of-line-Zelltester am Ende einer Solarzellenproduktionsanlage angeordnet ist, welche zwei oder mehr Produktionslinien aufweist, kann die erste Solarzellentestvorrichtung am Ende einer ersten Produktionslinie aufgestellt sein, und die zweite Solarzellentestvorrichtung am Ende einer zweiten Produktionslinie. In diesem Fall bedient die Sekundärmessvorrichtung beide Primärmessvorrichtungen. Dies hat den Vorteil, dass jede Produktionslinie mit einer eigenen kostengünstigen und schnellen Primärmessvorrichtungen ausgestattet sein kann, während beide Produktionslinien lediglich eine gemeinsame Sekundärmessvorrichtung vorweisen müssen, die entsprechend kostenintensiver sein kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Solarzellenproduktionsanlage vorgeschlagen. Alle vorangehend oder nachfolgend im Zusammenhang mit dem Solarzellenproduktionsvorgang beschriebenen Ausgestaltungen können entsprechend in der Solarzellenproduktionsanlage verwirklicht werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Solarzellentestanlage in Form eines End-of-line-Zelltesters gemäß dem Stand der Technik;
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Solarzellenproduktionsvorgangs mit einem Solarzellentestvorgang gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Solarzellentestanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Solarzellentestanlage gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mit einem separaten Messpfad für das Sekundärmessverfahren;
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Solarzellentestanlage gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mit mehreren Primär- und Sekundärmessvorrichtungen;
6 zeigt eine schematische Darstellung einer Solarzellentestanlage gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassend Solarzellenpuffer;
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Solarzellentestanlage gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, bei dem Schritte des Primärmessverfahrens vor Fertigstellung der Solarzelle durchgeführt werden; und
8 zeigt eine schematische Darstellung einer Solarzellentestanlage gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung, welche ausgebildet ist, zwei Solarzellenproduktionslinien gleichzeitig zu bedienen.

In der 1 wird eine Solarzellentestanlage gemäß dem Stand der Technik schematisch dargestellt. Sie umfasst eine Solarzellentestvorrichtung 1 und eine Sortiervorrichtung 40. Sämtliche Solarzellen durchlaufen zunächst die Solarzellentestvorrichtung 1 und erreichen im Anschluss daran die Sortiervorrichtung 40, wo sie entsprechend von in der Solarzellentestvorrichtung 1 ermittelten Testergebnissen in Einordnungskategorien 41-44 einsortiert werden. Gemäß dem Stand der Technik wird jede Solarzelle einem Standardmessverfahren unterzogen. Dies wird in 1 durch eine Standardmessvorrichtung 15 veranschaulicht, den die Solarzellen in der Solarzellentestvorrichtung 1 durchlaufen. Bei der Standardmessvorrichtung 15 handelt es sich um einen Tester für das Vermessen von Solarzellen unter Standardbedingungen (STC - standard test conditions). Diese werden abgekürzt als STC-Tester bezeichnet. Die Standardbedingungen (nach IEC 60904) umfassen hierbei insbesondere eine standardisierte Beleuchtung/Bestrahlung der Solarzelle mit einen Standardlichtspektrum (AM1.5G), einer Beleuchtungsintensität von 1000W/m² und einer Solarzellentemperatur von 25°C. Abweichende Testbedingungen werden entsprechend der Norm korrigiert. Zudem wird jede Solarzelle elektrisch kontaktiert und ihre Strom-Spannungs-Messkurve (IV-Kurve) wird während der Bestrahlung gemessen.
Alternativ zu der in 1 dargestellten Situation, können auch zwei oder mehr Standardmessvorrichtungen 15 parallel betrieben werden, um den Durchsatz zu erhöhen. In der Regel werden die Standardmessvorrichtungen 15 unmittelbar am Ende einer Produktionslinie angeordnet, somit als sogenannte End-of-line-Zelltestung eingesetzt.
Es soll hier darauf hingewiesen werden, dass die in den Diagrammen in den 1 und 3 bis 8 dargestellten Rechtecke sowohl Verfahrensschritte in einem Verfahren als auch entsprechende Vorrichtungsmodule in einer Vorrichtung visualisieren können. Die 1 kann somit wie vorangehend erläutert eine Standardmessvorrichtungen 15 zeigen, dem sämtliche hergestellten Solarzellen zugeführt werden, oder Standardmessschritte 15 oder Standardmessverfahren 15, die an den hergestellten Solarzellen parallel durchgeführt werden. Diese Dichotomie wird im Folgenden angewendet, ohne dass ausdrücklich darauf hingewiesen werden muss. Mit anderen Worten, können die nachfolgenden Erläuterungen zu den unterschiedlichen Ausführungsformen von Solarzellentestanlagen soweit möglich und sinnvoll auch auf Ausführungsformen von entsprechenden Solarzellentestverfahren übertragen werden.
Nach der durchgeführten Standardmessung in der Standardmessvorrichtungen 15, werden die hierbei ermittelten Messergebnisse an eine Auswertevorrichtung 30 weitergegeben. Die Auswertevorrichtung 30 wertet die Messergebnisse aus und ermittelt aus diesen für jede Solarzelle ein oder mehrere charakteristische(s) Merkmal(e), welches dann als Grundlage für das Einordnen in die zugehörige Einordnungskategorie 41-44 dient/dienen. Beispielsweise kann das Messergebnis der Standardmessung an einer Solarzelle aus einer gemessenen U-I-Kennlinie bestehen, aus welcher dann die Auswertevorrichtung 30 einen Leistungswert für die Solarzelle errechnet. Die Einordnungskategorien 41-44 können dann derart bemessen sein, dass beispielsweise die Solarzellen der ersten Einordnungskategorie 41 zur Herstellung eines Solarmoduls der Modulklasse 47 Watt (W), die der zweiten Einordnungskategorie 42 zur Herstellung eines Solarmoduls der Modulklasse 51 W etc. genutzt werden können. Z.B. können je nach Farbe der Solarzelle auch mehrere Unterkategorien pro Einordnungskategorie 41-44 vorliegen.
Die 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Solarzellenproduktionsvorgangs gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung. In Schritt 100 wird die Herstellung einer Solarzelle zusammengefasst, was natürlich eine extreme Verkürzung der tatsächlichen Situation darstellt. Die darauffolgenden Schritte 210 bis 400 können auch separat, also ohne den Herstellungsschritt 100, einen Solarzellentestvorgang gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bilden. Beispielsweise können die Solarzellen in einer separaten Solarzellenproduktionsanlage hergestellt und gruppiert zu einer Solarzellentestanlage transportiert worden sein.
Bei dem in 2 dargestellten Solarzellenproduktionsvorgang oder Solarzellentestvorgang wird jede hergestellte Solarzelle zunächst einem Primärmessverfahren 210 unterworfen. Das im Primärmessverfahren 210 ermittelte Primärmessergebnis wird dann mit einem Auswerteverfahren 300 ausgewertet, um ein Auswerteergebnis zu erhalten. Das Auswerteverfahren 300 ist derart ausgestaltet, dass das Auswerteergebnis positiv (+) ist, wenn die Solarzelle auf Basis ausschließlich des Primärmessergebnisses in eine vorbestimmte Sortierkategorie einzuordnen ist, beispielsweise wenn bereits das Primärmessergebnis besagt, dass die Solarzelle eine bestimmte Leistung aufweist, oder wenn dies aus dem Primärmessergebnis abgeleitet werden kann. Das Auswerteergebnis kann beispielsweise auch dann positiv (+) sein, wenn die Solarzelle aufgrund des Primärmessergebnisses unmittelbar als Ausschussware, als defekt oder als beschädigt eingestuft werden kann. Die Entscheidung, ob das Auswerteergebnis positiv (+) oder negativ (-) ist in der 2 als Entscheidungsschritt 350 dargestellt. In einem finalen Schritt erfolgt bei positivem Auswerteergebnis das Binning 400, in dem die Solarzelle entsprechend eingeordnet wird.
Das Einordnen 400 kann Schritte umfassen, mittels derer die Solarzelle in zugehörigen Behältern (bins) platziert, also in die Behälter einsortiert wird. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Vielmehr reicht es für das Einordnen 400 aus, wenn eine Zuordnung zwischen der Solarzelle und einer jeweiligen Einordnungskategorie 41-44 erfolgt. Hierzu kann beispielsweise jede Solarzelle mit einer Kennung versehen sein, dessen Zugehörigkeit zu einer Einordnungskategorie 41-44 mittels einer Zuordnungsliste oder -tabelle elektronisch festgehalten wird.
Ist das Auswerteergebnis hingegen negativ (-), was der Fall ist, wenn die Solarzelle auf Basis ausschließlich des Primärmessergebnisses nicht in eine vorbestimmte Sortierkategorie einordenbar ist, dann wird die Solarzelle einem Sekundärmessverfahren 220 ausgesetzt, bei dem ein Sekundärmessergebnis ermittelt wird. Auch das Sekundärmessergebnis wird vorzugsweise ausgewertet werden, um daraus eine Zugehörigkeit der Solarzelle zu einer bestimmten Einordnungskategorie 41-44 zu ermitteln. Allerdings ist das Ziel bei dieser Auswertung nicht, ein wie vorangehend beschriebenes Auswerteergebnis zu erhalten, denn es wird davon ausgegangen, dass zumindest das Sekundärmessergebnis wie beim Stand der Technik üblich als Grundlage für das Einordnen 400 dienen wird.
Eine den Solarzellentestvorgang verwirklichende Solarzellentestanlage wird anhand des Diagramms in der 3 veranschaulicht. Der Solarzellentestvorrichtung 1 wird eine Vielzahl an Solarzellen zugeführt, was mit einer Linie von links dargestellt wird. Alle Solarzellen werden zunächst an eine Primärmessvorrichtung 10 geführt, in welcher das Primärtestverfahren stattfindet. Dabei ermittelte Primärmessergebnisse werden an eine Auswertevorrichtung 30 geleitet, wo sie ausgewertet werden. Als Auswerteergebnis wird ermittelt, ob für die jeweilige Solarzelle das für sie ermittelte Primärmessergebnis ausreicht, um auf seiner Basis eine Einordnung der Solarzelle in vorbestimmte Sortierkategorien 41-44 vorzunehmen. Trifft dies nicht zu, dann wird die Solarzelle in einer Sekundärmessvorrichtung 20 erneut getestet, um ein Sekundärmessergebnis zu erhalten. Aus diesem Sekundärmessergebnis und ggf. aus dem Primärmessergebnis heraus wird dann bestimmt, in welche Einordnungskategorie 41-44 die Solarzelle dann einsortiert werden muss. Beispielsweise kann es sich bei der Primärmessvorrichtung 10 um eine bildgebende, kontaktlose Messvorrichtung handeln, beispielsweise um eine Photolumineszenz-Messvorrichtung. Demgegenüber kann die Sekundärmessvorrichtung 20 für STC-Testung ausgelegt sein.
Wenn das Auswerteergebnis positiv ist oder wenn das Sekundärmessergebnis vorliegt, dann wird die Solarzelle an eine Einordnungsvorrichtung 40 geleitet, wo sie gemäß einer Einordnungskategorie 41-44 einsortiert wird. In der 3 werden 4 Einordnungskategorien 41-44 dargestellt, wobei natürlich auch mehr oder weniger Einordnungskategorien vorgesehen sein können. Eine mögliche Kategorisierung ist jene nach der Leistungsklasse des Solarmoduls, in dem die Solarzellen eingesetzt werden können. Beispielsweise kann eine erste Einordnungskategorie 41 einer Leistungsklasse von 47 W, eine zweite Einordnungskategorie 42 einer Leistungsklasse von 51 W, eine dritte Einordnungskategorie 43 einer Leistungsklasse von 55 W und eine vierte Einordnungskategorie 44 einer Leistungsklasse von 59 W zugeordnet sein. Es können alternativ oder zusätzlich auch Einordnungskategorien für Ausschusswaren vorgesehen sein. Eine alternative Kategorisierung kann derart festgelegt sein, dass jede Solarzelle entsprechend ihrer Leistung, z.B. bei Standardbedingungen, eingeordnet wird. Den vier Einordnungskategorien 41-44 können dann entsprechend jeweils die Solarzellenleistungen 5,00W bis 5,09W, 5,10W bis 5,19W, 5,20W bis 5,29W und 5,30 bis 5,39W zugeordnet sein, wobei natürlich in allen Fällen weitere Einordnungskategorien vorgesehen sein können.
Bei der in 3 dargestellten Solarzellentestanlage ist die Sekundärmessvorrichtung 20 so angeordnet, dass sämtliche Solarzellen, welche die Primärmessvorrichtung 10 durchlaufen haben, auch die Sekundärmessvorrichtung 20 durchlaufen werden, da sich die Primärmessvorrichtung 10 und die Sekundärmessvorrichtung 20 im selben Messpfad (durchgehende Linie) der Anlage befinden. Hier kann die Sekundärmessvorrichtung 20 so gesteuert werden, dass nur die gewünschten Solarzellen mit dem Sekundärmessverfahren getestet werden. Das hat den Nachteil, dass bei einer lange andauernden Messung mit dem Sekundärmessverfahren die folgenden Solarzellen auf die Beendigung der Messung warten müssen, was den Durchsatz reduziert. Eine alternative Anordnung wird in der 4 gezeigt. Hier befindet sich die Sekundärmessvorrichtung 20 in einem separaten Messpfad (gestrichelter Pfeil). Lediglich die Solarzellen, welche aus der Primärmessvorrichtung 10 mit einem negativen Auswerteergebnis hervorgehen werden zu der Sekundärmessvorrichtung 20 geleitet und dort mit dem Sekundärmessverfahren getestet. Anschließend werden diese Solarzellen ebenso wie die mit positivem Auswerteergebnis zu der Einordnungsvorrichtung 40 geleitet und dort einsortiert/eingeordnet.
Während in den 3 und 4 jeweils eine einzige Primärmessvorrichtung 10 und eine einzige Sekundärmessvorrichtung 20 dargestellt sind, kann in allen Ausführungsformen die Primärmessvorrichtung 10 ausgebildet sein, an einer Solarzelle mehrere unterschiedliche Primärmessverfahren gleichzeitig oder nacheinander durchzuführen. Ebenso kann in allen Ausführungsformen die Sekundärmessvorrichtung 20 ausgebildet sein, an einer Solarzelle mehrere unterschiedliche Sekundärmessverfahren gleichzeitig oder nacheinander durchzuführen, beispielsweise eine Messung eine IV-Kennlinie und eine Erfassung einer Solarzellenfarbe.
In weiteren Ausgestaltungen können mehrere Primärmessvorrichtungen 10 und/oder mehrere Sekundärmessvorrichtungen 20 vorgesehen sein, welche in unterschiedlichen Messpfaden angeordnet sind. Beispielhaft ist in der 5 eine Solarzellentestvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform gezeigt, welche die Primärmessvorrichtung 10 und eine weitere Primärmessvorrichtung 11 aufweist. Ebenso sind neben der Sekundärmessvorrichtung 20 vier weitere Sekundärmessvorrichtungen 21-24 vorgesehen, welche die gleiche Sekundärmessung oder ganz oder teilweise unterschiedliche Messungen an den Solarzellen durchführen. Die Auswertevorrichtung 30 sammelt hierbei die Primär- und Sekundärmessergebnisse und verteilt die Solarzellen in Abhängigkeit von den Primärmessergebnissen auf die Sekundärmessvorrichtungen 20-24 und anschließend auf die Einordnungskategorien 41-44 in der Einordnungsvorrichtung 40. Wenn beispielsweise die Primärmessvorrichtungen 10, 11 unterschiedliche Testgeschwindigkeiten aufweisen und/oder die Sekundärmessvorrichtungen 20-24 unterschiedliche Testgeschwindigkeiten aufweisen, dann kann die Auswertevorrichtung 30 ausgebildet sein, den Durchsatz der Solarzellen durch die Solarzellentestvorrichtung 1 zu erhöhen oder zu maximieren.
Der mit der Solarzellentestvorrichtung 1 gemäß 5 durchgeführte Solarzellentestvorgang kann derart beschrieben werden, dass die Solarzellen einem Primärmessverfahren (entsprechend Bezugszeichen 10) und anschließend einem weiteren Primärmessverfahren (11) unterzogen werden. Alternativ kann aber auch davon gesprochen werden, dass jede Solarzelle einem Primärmessverfahren unterzogen wird, welches aus einer ersten Teilmessung (10) und einer zweiten Teilmessung (11) zusammengesetzt ist. Analog kann das Sekundärmessverfahren in der Sekundärmessvorrichtung 20 und vier weitere Sekundärmessverfahren jeweils in den weiteren Sekundärmessvorrichtungen 21-24 geortet sein, oder das Sekundärmessverfahren kann aus fünf Sekundärteilmessungen aufgebaut angesehen werden, welche jeweils in der Sekundärmessvorrichtung 20 und in den weiteren Sekundärmessvorrichtungen 21-24 durchgeführt werden.
Bei der Ausführungsform gemäß 5 werden die Solarzellen zunächst in der Primärmessvorrichtung 10 vermessen, um ein Primärmessergebnis zu erhalten, und dann in der weiteren Primärmessvorrichtung 11 vermessen, um ein weiteres Primärmessergebnis zu erhalten. Wenn sich bereits aus dem Primärmessergebnis ergibt, dass Sekundärmessverfahren notwendig sind, um die Solarzelle korrekt einzuordnen, dann wird die Solarzelle unmittelbar nach Passieren der Primärmessvorrichtung 10 an die Sekundärmessvorrichtung 20 geleitet. Eine Solarzelle kann aber auch nach dem Passieren der weiteren Primärmessvorrichtung 11 an die Sekundärmessvorrichtung 20 geleitet werden. Letztlich entscheidet die Auswertevorrichtung 30, ob die mit einem der mehreren zur Verfügung stehenden Sekundärmessverfahren 20-24 zu vermessende Solarzelle der Sekundärmessvorrichtung 20 zugeführt wird, der ersten weiteren Sekundärmessvorrichtung 21 zugeführt wird, der zweiten weiteren Sekundärmessvorrichtung 23 zugeführt wird und anschließend an die dritte weitere Sekundärmessvorrichtung 24 und schließlich an die erste weitere Sekundärmessvorrichtung 21 geleitet wird. Schließlich kann die Auswertevorrichtung 30 entscheiden, dass die Solarzelle anstatt zur Sekundärmessvorrichtung 20 zu der vierten weiteren Sekundärmessvorrichtung 24 geleitet wird. Der für diese Entscheidungen notwendige Algorithmus, den die Auswertevorrichtung 30 anwendet, kann vorzugsweise selbstlernend ausgestaltet sein.
Die in der 6 dargestellte Solarzellentestanlage unterscheidet sich von der in 5 dargestellten Ausführungsform durch Solarzellenpuffer 51, 52. Ein erster Solarzellenpuffer 51 ist hierbei vor der ersten weiteren Sekundärmessvorrichtung 21 angeordnet, während ein zweiter Solarzellenpuffer 52 hinter der ersten weiteren Sekundärmessvorrichtung 21 angeordnet ist. Die Solarzellenpuffer 51, 52 sind ausgebildet, mehrere Solarzellen aufzunehmen, um unterschiedliche/fluktuierende Durchsätze innerhalb der unterschiedlichen Messpfade zu kompensieren. In dem in 6 dargestellten Fall ist der zweite Solarzellenpuffer 52 am Ende eine Kette aus drei weiteren Sekundärmessvorrichtungen 21-23 angeordnet und kann insbesondere ausgebildet sein, die sich in ihn ansammelnden Solarzellen zwischen jene Solarzellen zu schleusen, welche lediglich die Primärmessvorrichtungen 10, 11 passieren und anschließend zu der Sortiervorrichtung 40 transportiert werden.
Die in der 7 dargestellte Solarzellentestanlage unterscheidet sich von der in 6 dargestellten Ausführungsform dadurch, dass zumindest eine zusätzliche Primärmessvorrichtung 12 vor einem Produktionsabschnitt 60 angeordnet ist. Der Produktionsabschnitt 60 repräsentiert hierbei einen Produktionsschritt, also einen Schritt innerhalb der Produktionslinie zur Herstellung der Solarzellen. Beispielsweise kann es sich bei dem Produktionsschritt um eine Temperaturbehandlung handeln, also um einen Temperschritt. In diesem Fall könnte der Produktionsabschnitt 60 ein Feuerofen sein. Eine weitere zusätzliche Primärmessvorrichtung 13 ist im Messpfad der Solarzellen dem Produktionsabschnitt 60 nachgelagert.
Schließlich zeigt die 8 ein Diagramm einer Solarzellentestanlage gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung mit zwei separaten Solarzellentestvorrichtungen 1, 1'. Die Solarzellentestanlage ist dazu ausgelegt, für zwei parallellaufende Produktionslinien als End-of-line-Zelltester zu dienen. Während der ausschließlich für die eine Produktionslinie vorgesehene Teil der Solarzellentestanlage die Solarzellentestanlage aus 6 widerspiegelt, sind hier sämtliche Sekundärmessvorrichtungen 20-24 und die zugehörigen Solarzellenpuffer 51,52 in ein separates Verteilsystem 2 ausgelagert. Die Solarzellentestvorrichtung 1 für die erste Produktionslinie enthält nur noch die zwei Primärmessvorrichtungen 10 und die Auswertevorrichtung 30. Die Solarzellentestvorrichtung 1' für die zweite Produktionslinie enthält die zwei weiteren Primärmessvorrichtungen 11 und eine weitere Auswertevorrichtung 30'. Die Sekundärmessvorrichtungen 20-24 dienen als gemeinsame Sekundärmessvorrichtungen für beide Solarzellentestvorrichtungen 1, 1', und somit für beide Produktionslinien. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass für die zweite Produktionslinie ein eigenes Verteilsystem 2 mit zugehörigen eigenen Sekundärmessvorrichtungen 20-24 eingespart werden kann. Dies ist deshalb möglich, weil im Normalbetrieb nur ein Bruchteil der Solarzellen den Sekundärmessverfahren unterworfen wird.
Die 3 bis 8 bauen insofern aufeinander auf, dass die jeweils nachfolgende Figur alle Merkmale der vorangehenden Figur enthält und um ein Merkmal oder Konzept ergänzt wurde, wobei als Vorgängerfigur von 8 eher 6 anzusehen ist. Es soll hier jedoch darauf hingewiesen werden, dass die in den 3 bis 8 dargestellten Konzepte und Merkmale der Anlagen soweit möglich auch unabhängig miteinander kombiniert werden können. Beispielsweise können die Puffer aus 6 in jeder anderen Ausführungsform der 3 und 4 eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste:

1: Solarzellentestvorrichtung
1': weitere Solarzellentestvorrichtung
2: Verteilsystem
10: Primärmessvorrichtung
11: weitere Primärmessvorrichtung
12, 13: zusätzliche Primärmessvorrichtungen
15: Standardmessvorrichtung
20: Sekundärmessvorrichtung
21: erste weitere Sekundärmessvorrichtung
22: zweite weitere Sekundärmessvorrichtung
23: dritte weitere Sekundärmessvorrichtung
24: vierte weitere Sekundärmessvorrichtung
30: Auswertevorrichtung
30': weitere Auswertevorrichtung
40: Einordnungsvorrichtung / Sortiervorrichtung / Binning-Vorrichtung
41: erste Einordnungskategorie
42: zweite Einordnungskategorie
43: dritte Einordnungskategorie
44: vierte Einordnungskategorie
40': weitere Einordnungsvorrichtung
51, 52: Solarzellenpuffer
60: Produktionsabschnitt
100: Solarzellenherstellung
210: Primärmessverfahren
220: Sekundärmessverfahren
300: Auswerteverfahren
350: Auswerteergebnis positiv/negativ
400: Einordnen / Binning

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2823899 A1 [0004]
EP 1647827 A1 [0005]

Claims

Solarzellentestvorgang zum Testen einer Vielzahl an Solarzellen am jeweiligen Ende einer oder mehrerer Produktionslinien, umfassend das Ausführen folgender Schritte an im Wesentlichen jeder hergestellten Solarzelle: - Durchführen eines Primärmessverfahrens (210) an der Solarzelle zur Ermittlung eines Primärmessergebnisses; - Auswerten des Primärmessergebnisses mittels eines Auswerteverfahrens (300) derart, dass ein Auswerteergebnis ermittelt wird, wobei das Auswerteergebnis positiv ist, wenn mittels des Auswerteergebnisses ermittelt wird, dass die Solarzelle auf Basis ausschließlich des Primärmessergebnisses in eine vorbestimmte Sortierkategorie einordenbar ist, und negativ ist, wenn mittels des Auswerteergebnisses ermittelt wird, dass die Solarzelle auf Basis ausschließlich des Primärmessergebnisses nicht in eine vorbestimmte Sortierkategorie einordenbar ist; - Einordnen (400) der Solarzelle in eine Sortierkategorie in Abhängigkeit von dem Primärmessergebnis, wenn das Auswerteergebnis positiv ist, - Durchführen eines Sekundärmessverfahrens (220) an der Solarzelle zur Ermittlung eines Sekundärmessergebnisses und Einordnen (400) der Solarzelle in eine Sortierkategorie in Abhängigkeit von dem Sekundärmessergebnis und optional dem Primärmessergebnis, wenn das Auswerteergebnis negativ ist.
Solarzellentestvorgang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Durchführen des Sekundärmessverfahrens (220) an der Solarzelle das Primärmessverfahren und/oder das Auswerteverfahren in Abhängigkeit vom Primärmessergebnis und dem Sekundärmessergebnis kalibriert werden/wird.
Solarzellentestvorgang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrieren des Primärmessverfahrens und/oder des Auswerteverfahren ein Anwenden von Algorithmen maschinellen Lernens und/oder ein Anwenden eines künstlichen neuronalen Netzes umfasst.
Solarzellentestvorgang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerteverfahren Algorithmen maschinellen Lernens und/oder Vergleiche des Primärmessergebnisses mit Grenzwerten umfasst.
Solarzellentestvorgang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärmessverfahren ein kontaktloses Messverfahren umfasst.
Solarzellentestvorgang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärmessverfahren ein bildgebendes Messverfahren und/oder ein nicht-bildgebendes Messverfahren umfasst.
Solarzellentestvorgang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärmessverfahren ein kontaktierendes Messverfahren umfasst.
Solarzellentestvorgang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärmessverfahren oder ein Teilmessverfahren des Primärmessverfahrens vor einem Fertigungsschritt der Solarzelle durchgeführt wird.
Solarzellentestvorgang nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle vor oder nach dem Durchführen des Sekundärmessverfahrens in einem Solarzellenpuffer gehalten wird.
Solarzellenproduktionsvorgang umfassend ein Herstellen der Vielzahl an Solarzellen und ein Durchführen eines Solarzellentestvorgangs nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Solarzellenproduktionsvorgang nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Durchführen des Primärmessverfahrens (210) oder einem Teilmessverfahren des Primärmessverfahrens an der Solarzelle die Solarzelle einem Prozessschritt zur Fertigstellung und/oder Modifizierung der Solarzelle unterzogen wird, insbesondere einem Temperschritt.
Solarzellentestanlage zum Testen einer Vielzahl an Solarzellen am Ende einer oder mehrerer Produktionslinien aufweisend: - eine Primärmessvorrichtung zum Durchführen zumindest einer Primärmessung (110) mittels eines Primärmessverfahrens an im Wesentlichen jedem der mehreren Solarzellen (11, 12) zur Ermittlung eines Primärmessergebnisses (115) für jede der mehreren Solarzellen (11, 12); - eine Sekundärmessvorrichtung zum Durchführen einer Sekundärmessung (120) mittels eines Sekundärmessverfahrens an zumindest einem der hergestellten Solarzellen zur Ermittlung eines Sekundärmessergebnisses (125); und - eine Sortiereinrichtung (40) zum Einordnen (150) jeder der mehreren Solarzellen (11, 12) in eine Sortierkategorie in Abhängigkeit von dem der Solarzelle (11, 12) zugehörigen Primärmessergebnis (115) und/oder Sekundärmessergebnisses (125), dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellenproduktionsanlage ausgebildet ist, die Sekundärmessung (120) mittels des Sekundärmessverfahrens an einer Teilmenge der mehreren Solarzellen (11, 12) durchzuführen und das Primärmessverfahren und/oder das Primärmessergebnis (115) in Abhängigkeit vom Sekundärmessergebnis (125) zu kalibrieren.
Solarzellentestanlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Solarzellenpuffer, welche ausgebildet sind, eine Mehrzahl oder Vielzahl an Solarzellen vorzuhalten, bevor sie der Sekundärmessvorrichtung und/oder bevor sie nach der Sekundärmessvorrichtung der Sortiereinrichtung (40) zugeführt werden.
Solarzellentestanlage nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine weitere Primärmessvorrichtung (11) und ein Solarzellen-Verteilsystem (2), welches ausgebildet ist, Solarzellen wahlweise von der Primärmessvorrichtung (10) oder von der weiteren Primärmessvorrichtung (11) zu der Sekundärmessvorrichtung (20) zu transportieren.
Solarzellentestanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärmessvorrichtung (10) in einer ersten Solarzellentestvorrichtung (1) angeordnet ist und die weitere Primärmessvorrichtung (11) in einer zweiten Solarzellentestvorrichtung (1') angeordnet ist, derart, dass die Primärmessvorrichtung (10) und die weitere Primärmessvorrichtung (11) jeweils eine unterschiedliche Gruppe von Solarzellen zum Testen erhalten.
Solarzellentestanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärmessvorrichtung (20) entlang eines Messpfads angeordnet ist, entlang welches alle Solarzellen von der Primärmessvorrichtung (1) zu der Sortiereinrichtung (40) bewegt werden, oder dass die Sekundärmessvorrichtung (20) entlang eines separaten Messpfads angeordnet ist, welches von einem Messpfad abweicht, entlang welches alle Solarzellen von der Primärmessvorrichtung (1) zu der Sortiereinrichtung (40) bewegt werden.
Solarzellenproduktionsanlage umfassend eine oder mehrere Produktionslinien zum Herstellen (100) einer Vielzahl Solarzellen und eine Solarzellentestanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16.