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Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung. In einem Ausführungsbeispiel überwacht die Vorrichtung Ungleichheiten in der Vorspannung in Solarzellen-Messungen, welche mehrere Strom-Extraktionspunkte für beide Elektroden-Polaritäten benutzen, und prognostiziert eine Messausgabe entsprechend zu Null-Ungleichheit in den Vorspannungen.
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Die meisten Messungen der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften von Solarzellen benutzen eine physikalische Verbindung der Solarzelle zu der Messvorrichtung, in der stromführende Leiter an bestimmten Stromextraktionspunkten elektrischen Kontakt zu der Solarzelle machen. Meistens gibt es mehr als einen Stromextraktionspunkt für das positive Elektrodenpotential, oder für das negative Elektrodenpotential, oder für beide. Ein Beispiel ist in der 1 gezeigt, welche eine typische Testvorrichtung 100 für eine Siliziumwafer-Solarzelle 102 darstellt.
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Die Zelle 102 hat in diesem Beispiel ein vorderseitiges, negatives Elektrodennetz mit drei metallischen Busbars 104, 106, 108. Die Testvorrichtung 100 hat drei entsprechende Schienen 110, 112, 114, und jede der Schienen 110, 112, 114 hat mehrere stromleitende Stifte, z.B. 116, um den entsprechenden Busbar 104, 106, 108 an mehreren Stromextraktionspunkten zu kontaktieren. Für die meisten Messungen wird implizit angenommen, dass die Spannungen an der Solarzelle 102 gleich sind für alle Stromextraktionspunkte der gleichen Polarität. Im vorliegenden Dokument wird diese Annahme als die „einwertige Vorspannungsbedingung“ bezeichnet. In der Praxis kann die einwertige Vorspannungsbedingung sehr nahe erreicht werden, unter Benutzung von stromführenden Leitern mit hoher Leitfähigkeit zu den jeweiligen Schienen 110, 112, 114, durch miteinander Verbinden der elektrischen Kabel, die mit diesen Leitern verbunden sind, endend in einem Draht 115, von dem der Strom in einem Stromquellen-Messgerät einer Messeinheit 117 gemessen wird, und durch Sicherstellen eines robusten mechanischen Kontakts zwischen den Stiften z.B. 116 und den Busbars 104, 106, 108 an den Stromextraktionspunkten, um den Kontaktwiderstand zu minimieren. Im Falle der Vorrichtung 100 und der Solarzelle 102, welche in 1 gezeigt sind, helfen auch die breiten Busbars 104, 106, 108 auf der Solarzelle 102, um die Spannungen an den Stromextraktionspunkten desselben Busbars 104, 106, 108 auszugleichen.
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Stand der Technik-IV-Kurvenmessungen implementieren typischerweise die „Vier Drähte“ Methode, z.B. unter Benutzung der Vorrichtung 100 der 1, um den Spannungsabfall in den Stromextraktionswegen von der Zelle 102 an den Stromextraktionspunkten zu dem Messinstrument zu berücksichtigen. Vier Arten von Leiterelementen (Positiv-Quelle und Messen; Negativ-Quelle und Messen) sind mit der Solarzelle verbunden. Entsprechend zu einer Gruppe von Stromextraktionspunkten, z.B. jeder Schiene 110, 112, 114 von Stiften z.B. 116 in 1, gibt es typischerweise einen spannungsmessenden Leiter in der Nähe, in Kontakt mit der Zelle. Dementsprechend gibt es in 1 einen spannungsmessenden Leiter, z.B. 118, pro Busbar (drei insgesamt). Die Kabel der spannungsmessenden Leiter der gleichen Polarität sind typischerweise elektrisch miteinander verbunden, endend in einem Draht 120, von dem die Spannung in einem Spannungskanal der Messeinheit 117 gemessen wird. In ähnlicher Weise sind die Kabel der stromführenden Leiter der gleichen Polarität typischerweise elektrisch miteinander verbunden, endend in einem Draht 120 von dem der Strom gemessen wird. Die gemessene Spannung ist deshalb eine Art von Durchschnitt der Spannungen an der Zelle an den Stromextraktionspunkten, und der gemessene Strom ist ein Aggregat des gesamten Stroms.
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Die einwertige Vorspannungsbedingung bricht typischerweise zusammen in Fällen, in denen es von Natur aus schwierig ist, einen robusten mechanischen Kontakt an den Stromextraktionspunkten sicherzustellen. Dieses Versagen ist für Zellen beobachtet worden, für die alle Stromextraktionspunkte auf der Rückseite sind (z.B. All-Back-Contact (ABC) und Metal-Wrap-Through (MWT) Zellen), für sehr dünne Wafer-Solarzellen, und für Solarzellen mit sehr schmalen Busbars. In diesen Fällen sind die Spannungsabfälle zwischen den stromführenden Leitern und der Zelle an den Stromextraktionspunkten groß (in der Größenordnung von 20–100mV), unterschiedlich zwischen den Stromextraktionspunkten, und nicht wiederholbar. Diese nicht-ideale Bedingung führt zu schlecht definierten IV-Kurven, welche, wenn sie als IV-Kurve unter der einwertigen Vorspannungsbedingung interpretiert werden, große Fehler in dem Füllfaktor verursachen. Diese durch die typischen existierenden Vorrichtungen eingeführten Fehler und Artefakte behindern die Datenanalyse und statistische Analyse in Design-von-Experimenten (DOE) wesentlich, wo Parameter wie der Füllfaktor einer der Outputs sind.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung bereit, welche zumindest einen der oben aufgeführten Probleme adressiert.
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Entsprechend eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung bereitgestellt, beinhaltend eine Vielzahl von ersten Leiterelementen, wobei jedes erste Leiterelement eingerichtet ist, um elektrischen Kontakt zu einem entsprechenden einer Vielzahl von Busbars auf einer ersten Oberfläche der Solarzelle zu machen, eine Vielzahl von zweiten Leiterelementen, wobei jedes zweite Leiterelement eingerichtet ist, um elektrischen Kontakt zu einem entsprechenden der Vielzahl von Busbars der Solarzelle zu machen, ein drittes Leiterelement, eingerichtet, um elektrischen Kontakt zu einer zweiten Oberfläche der Solarzelle zu machen, so dass ein Strom durch die Solarzelle über die ersten Leiterelemente und das dritte Leiterelement fließen kann, eine Messeinheit, welche mit den ersten, den zweiten und dem dritten Leiterelementen verbunden ist und eingerichtet ist, eines oder mehrerer Stromsignale von den ersten Leiterelementen zu empfangen, und jeweilige Spannungssignale von jedem der zweiten Leiterelementen zu empfangen, und eine Prozesseinheit, welche an die Messeinheit gekoppelt ist und eingerichtet ist, einen Algorithmus auf Daten anzuwenden, welche die gemessenen ein oder mehrere Stromsignale und die jeweiligen Spannungssignale repräsentieren, um die Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften der Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung zu ermitteln.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden besser verstanden und sofort ersichtlich für einen Fachmann aus der folgenden schriftlichen Beschreibung, nur beispielhaft, und zusammen mit den Abbildungen, in denen:
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer existierenden Vorrichtung für Siliziumwafer-Solarzellen mit drei Busbars, mit mehreren Stromextraktionspunkten für die negative Elektrode.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ermitteln einer Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung für Siliziumwafer-Solarzellen mit drei Busbars, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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3 zeigt einen Vergleichsgraphen mit simulierten IV-Kurven entsprechend der gleichen Solarzelle, wobei eine die IV-Kurve mit einer normalen Testvorrichtung gemessen ist, welche die Vier-Drähte-Methode implementiert, eine die Prognose von ISVBC durch eine Vorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels ist, und eine der wirkliche ISVBC ist.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Ermitteln einer Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung. Die Vorrichtung ist eingerichtet, um elektrische Kontakte zu der Solarzelle zu machen, und um die Spannungen an den Stromextraktionspunkten auf der Zelle individuell und gleichzeitig zu überwachen, während der gesamte extrahierte Strom variiert wird, um Ungleichheiten in den Vorspannungen an den verschiedenen Stromextraktionspunkten zu ermitteln. Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, einen Algorithmus anzuwenden um, basierend auf den aufgenommenen Daten, die IV-Eigenschaften der Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung zu prognostizieren, das heißt der Bedingung, unter der die Spannungen an den Stromextraktionspunkten des gleichen Elektrodenpotentials der Zelle den gleichen Werte haben. Da die meisten Interpretationen und Analysen der IV-Eigenschaften einer Solarzelle sich auf die einwertige Vorspannungsannahme verlassen, ist die Vorrichtung eingerichtet, eine Ungleichheit in der angelegten Spannung zu korrigieren, um die Strom-Spannung (IV) Eigenschaften der Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung zu prognostizieren. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen vorteilhaft genaue Messungen einer IV-Kurve einer Solarzelle, insbesondere in Fällen in denen der Gesamtreihenwiderstand in jedem Extraktionsweg (inklusive des Kontaktwiderstands zwischen der Zelle und dem stromführenden Leiter an dem Extraktionspunkt) groß und variabel ist.
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In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung stromführende Leiter und spannungsmessende Leiter. Die Kabel der spannungsmessenden Leiter der gleichen Polarität sind nicht miteinander verbunden. In dem IV-Durchlauf wird die Spannung an jedem messenden Leiter von der Vorrichtung eingelesen, während der gesamte extrahierte Strom variiert wird. Gleichzeitig werden entweder der Gesamtstrom, oder die einzelnen Ströme, die in und aus jedem Stromextraktionspunkt fließen, von der Vorrichtung eingelesen. Die Vorrichtung ist eingerichtet, um einen Algorithmus anzuwenden, basierend auf den eingelesenen Daten, um die IV-Eigenschaften unter der einwertigen Vorspannungsbedingung zu prognostizieren. Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 200 zum Ermitteln einer Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung ist in der 2 dargestellt.
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Für die Benutzung mit Solarzellen, in denen die Rückseite der Zelle 202 vollständig metallisiert ist, beinhaltet die Vorrichtung 200 einen stromführenden Leiter erster Polarität in der Form einer ebenen Platte (verdeckt in der Ansicht in 2), zum vollständigen in Kontakt bringen mit der metallisierten Rückseite der Zelle 202. Die Erfinder haben erkannt, dass die Spannung auf der Rückseite einer solchen Zelle sehr nahe einheitlich ist, und nur ein spannungsmessender Stift erster Polarität (verdeckt in der Ansicht in 2) in Kontakt an einem willkürlichen Punkt auf der Zellrückseite in der Vorrichtung 200 in diesem Ausführungsbeispiel eingerichtet ist. Die ebene Platte ist über ein Kabel 204 mit einer Messeinheit 228 verbunden, und der messende metallische Stift ist über ein Kabel 206 mit der Messeinheit 228 verbunden.
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Es wird angemerkt, dass in anderen Ausführungsbeispielen, zum Beispiel für die Benutzung der Vorrichtung 200 für All-Back-Contact Solarzellen oder bifaciale Solarzellen, die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass für beide Polaritäten eine Vielzahl von Quell- und Messstiften bereitgestellt sind. In solchen Ausführungsbeispielen wird das Abweichen von der einwertigen Vorspannungsbedingung vorzugsweise sowohl für die positive als auch für die negative Polarität überwacht.
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Auf der Vorderseite sind die eingerichteten stromführenden Leiter der zweiten Polarität der Vorrichtung 200 in diesem Ausführungsbeispiel Metallstifte, z.B. 208. Dieses Ausführungsbeispiel adressiert und vorzugweise löst das Problem, dass Metallstifte an den Kontakten zu der Zelle an den Stromextraktionspunkten signifikante Spannungsabfälle entwickeln können. Wie bereits oben erwähnt resultieren große Variationen in diesen Spannungsabfällen, gekoppelt mit der Tatsache, dass die Zelle diese Spannungen nicht sehr gut über unterschiedliche Busbars abgleicht, in Abweichungen von der einwertigen Vorspannungsbedingung.
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Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass die Spannung auf der Zelle vorzugweise nicht signifikant entlang einer Busbar variiert, jedoch zwischen unterschiedlichen Busbars 214, 216, 218 signifikant variieren kann. Deshalb ist in der Vorrichtung 200 in diesem Ausführungsbeispiel ein spannungsmessender Stift z.B. 210 zweiter Polarität zum Anbringen an jeden Busbar 214, 216, 218 eingerichtet. Die Kabel 220, 222, 224 der stromführenden Leiter in der Vorrichtung 200, welche für die Vorderseite der Zelle 202 eingerichtet sind, sind miteinander verbunden, endend in einem Draht 226 aus dem der Strom in einem Stromquellen-Messgerät einer Messeinheit 228 gemessen wird, so dass der gesamte Zellstrom I eingelesen wird. Daher repräsentieren die Daten I(V1, V2, V3), wobei V1, V2, V3 die Spannungen an den unterschiedlichen Busbars 214, 216, 218 sind, die auch individuell durch synchron ausgelöste Spannungskanäle der Messeinheit 228 gemessen werden. Basierend auf I(V1, V2, V3) und V1, V2, V3 wendet die Vorrichtung 200 einen Algorithmus an, um ISVBC(V) zu bestimmen, die IV Eigenschaften unter der einwertigen Vorspannungsbedingung.
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3 zeigt einen Vergleichsgraphen mit drei simulierten IV-Kurven entsprechend der gleichen Solarzelle, wobei eine (Kurve 300) die IV Kurve gemessen mit einer existierenden Testvorrichtung ist, welche die normale Vier Drähte Methode implementiert, eine (Kurve 302) die Prognose von ISVBC ermittelt von der Vorrichtung 200 der 2 ist, und die letzte (Kurve 304) die wirkliche ISVBC ist.
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Die Solarzelle für die Beispielmessungen hat folgende Eigenschaften:
- 1) Die Solarzelle hat eine Leerlaufspannung (VOC) von 630 mV, einen Kurzschluss Strom (ISC) von 8.505 A, keinen wesentlichen Shunt-Widerstand, einen unter einer Sonne gemessenen Füllfaktor (FF) von 78.09%, einwertige Vorspannungsbedingung.
- 2) Die drei Busbars sind hochleitfähig, so dass die Spannungsvariationen entlang eines Busbars als Null genommen werden können.
- 3) Die drei Busbars sind äquidistant mit einem Abstand S. Die äußeren beiden Busbars sind jeweils S/2 von der nächsten parallelen Zellkante entfernt.
- 4) Wenn die Zelle in drei gleiche Teile geteilt werden würde, durch Schneiden an Linien parallel zu den Busbars, ohne Schäden durch das Schneiden zu verursachen, sind die resultierenden drei Zellen identisch in Form, Größe, Metallnetz-Geometrie und der physikalischen Struktur.
- 5) Es gibt vernachlässigbare Leitfähigkeit zwischen den drei gleichen Teilen, die unter 4) beschrieben sind.
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In diesem Beispiel war der Parallel-Kontaktwiderstand zwischen den stromführenden Stiften und den Busbars in einer Vorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels, für den gleichen Busbar, 5mΩ für den ersten Busbar, 10mΩ für den zweiten Busbar, und 30mΩ für den dritten Busbar.
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Wie aus der 2 ersichtlich liefert die existierende Vorrichtung, die eingerichtet ist, die normale Vier Drähte Methode zu implementieren, eine IV-Kurve 300, die auffallend unterschiedlich von der wirklichen ISVBC Kurve 304 ist, mit einem niedrigeren Füllfaktor (FF) von 76.39% verglichen mit dem der wirklichen ISVBC Kurve 304, der 78.09% ist. Die Vorrichtung gemäß des Ausführungsbeispiels liefert eine IV Kurve 302, die praktisch identisch zu der wirklichen ISVBC Kurve 304 ist, mit einem Füllfaktor von 78.10%, was nur trivial unterschiedlich ist. Details eines Algorithmus, der von der Vorrichtung gemäß des Ausführungsbeispiels angewendet wird, werden nun beschrieben, wobei in dem oben beschriebenen 3 Busbars Ausführungsbeispiel N = 3 ist.
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Zuerst werden der gesamte Strom I(V1, V2, ... VN) und die individuellen Spannungen V1, V2, ... VN gemessen. I(V1, V2, ... VN) wird entweder direkt gemessen, wenn die Kabel der stromführenden Leiter miteinander verbunden sind, oder durch Addieren der individuellen Ströme, die in/oder aus jedem Stromextraaktionspunkt fließen, wenn die Kabel nicht miteinander verbunden sind.
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Danach wird eine Versuchsfunktion Itrial(V) als eine erste Annäherung von ISVBC(V) definiert, z.B. Itrial(V = Durchschnitt(V1, V2, ... VN)) = I(V1, V2, ... VN).
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Itrial(V) wird dann basierend auf dem folgenden Algorithmus/der folgenden Messsequenz aktualisiert:
- 1. Definieren von Vmax = max (V1, V2, ... VN);
- 2. Definieren einer Sequenz (Vmax,n), wobei n vom niedrigstem Wert von Vmax bei der niedrigsten an die Zelle angelegten Vorspannung, bis zu ihrem höchsten Wert durchläuft, vorzugsweise in kleinen Schritten, wie z.B., aber nicht eingeschränkt auf, 1mV Schritte.
- 3. Für jedes in der Sequenz aufeinanderfolgende Vmax,n wird Interpolation angewendet, um Itrial(V1), Itrial(V2), ... Itrial(VN) zu finden.
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Es wird angenommen, dass die folgende Beziehung in dem Ausführungsbeispiel gilt: I(V1, V2, ... VN) = (ISVBC(V1)·Isc1/Isc + (ISVBC(V2)·Isc2/Isc + ... (ISVBC(VN)·IscN/Isc) (1), wobei Isci der Kurzschluss Strom am Extraktionspunkt i ist, und Isc der gesamte Kurzschluss Strom ist. Die Verhältnisse Isci/Isc können in diesem Ausführungsbeispiel basierend auf der Metallisationsgeometrie geschätzt werden.
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Itrial wird für ISVBC in Gleichung (1) eingesetzt und dann iterativ nach der folgenden Gleichung aktualisiert, bis Konvergenz erreicht ist, Itrial(Vmax,n) ≔ Itrial(Vmax,n) + I(V1, V2, ... VN) – (Itrial(V1)·Isc1/Isc + (Itrial(V2)·Isc2/Isc + ... (Itrial(VN)·IscN/Isc) (2)
- 4. Der resultierende Itrial(V) wird in diesem Ausführungsbeispiel eine nahe Prognose von ISVBC(V) sein, wie in 3 gezeigt.
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Es wird darauf hingewiesen, das in verschiedenen Ausführungsbeispielen, z.B. wenn die Vorrichtung 200 für All-Back-Contact Solarzellen oder für bifaciale Solarzellen benutzt wird, die Vorrichtung so eingerichtet ist, dass für beide Polaritäten eine Vielzahl von Quell- und Messstiften bereitgestellt werden. In solchen Ausführungsbeispielen wird das Abweichen von der einwertigen Vorspannungsbedingung vorzugsweise für die positive und für die negative Polarität überwacht. Demnach werden in solchen Ausführungsbeispielen I(V1, V2, V3) und V1, V2, V3 für beide Polaritäten gemessen, und die Vorrichtung wendet den Algorithmus für beide Polaritäten an, um ISVBC(V) für beide Polaritäten zu prognostizieren.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise eine Vorrichtung zum schnellen und genauen Ermitteln einer Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle in Solarzellen Licht IV Messungen unter der einwertigen Vorspannungsbedingung bereitstellen.
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Anwendungen von Ausführungsbeispielen beinhalten Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung, insbesondere für fortschrittliche Solarzellen Arten, wie All-Back-Contact (ABC), Metal-Wrap-Through (MWT), und auch für mehr konventionelle Solarzellen mit schmalen Busbars oder geringer Dicke.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 400 zum Ermitteln einer Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften einer Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 400 beinhaltet eine Vielzahl von ersten Leiterelementen 402, wobei jedes erste Leiterelement eingerichtet ist, um elektrischen Kontakt zu einem entsprechenden einer Vielzahl von Busbars auf einer ersten Oberfläche der Solarzelle zu machen. Die Vorrichtung 400 beinhaltet eine Vielzahl von zweiten Leiterelementen 404, wobei jedes zweite Leiterelement eingerichtet ist, um elektrischen Kontakt zu einem entsprechenden der Vielzahl von Busbars der Solarzelle zu machen. Die Vorrichtung 400 beinhaltet ein drittes Leiterelement 406, eingerichtet, um elektrischen Kontakt zu einer zweiten Oberfläche der Solarzelle zu machen, so dass ein Strom durch die Solarzelle über die ersten Leiterelemente und das dritte Leiterelement fließen kann. Die Vorrichtung 400 beinhaltet eine Messeinheit 408, welche mit den ersten, den zweiten und dem dritten Leiterelementen 402, 404, 406 verbunden ist und eingerichtet ist, eines oder mehrerer Stromsignale von den ersten Leiterelementen 402 zu empfangen, und jeweilige Spannungssignale von jedem der zweiten Leiterelementen 404 zu empfangen. Die Vorrichtung 400 beinhaltet eine Prozesseinheit 410, welche an die Messeinheit 408 gekoppelt ist und eingerichtet ist, einen Algorithmus auf Daten anzuwenden, welche die gemessenen ein oder mehreren Stromsignale und die jeweiligen Spannungssignale repräsentieren, um die Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften der Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung zu ermitteln.
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Erste Kabel 412 können die jeweiligen ersten Leiterelemente einzeln mit der Messeinheit 408 verbinden, so dass die Messeinheit 408 jeweilige Stromsignale von jedem der ersten Leiterelementen 402 empfängt, und die Messeinheit 408 ist eingerichtet, die jeweiligen Stromsignale zu addieren, um ein Aggregatstromsignal zu ermitteln. In einem Ausführungsbeispiel können die ersten Kabel 412 miteinander verbunden sein, um eine einzelne Verbindung mit der Messeinheit 408 herzustellen, so dass die Messeinheit 408 ein Aggregatstromsignal von den ersten Leiterelementen empfängt.
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Zweite Kabel 414 können die jeweiligen zweiten Leiterelemente 404 mit der Messeinheit 408 einzeln verbinden.
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Die ersten Leiterelemente und/oder die zweiten Leiterelemente können jeweils metallische Stifte beinhalten. Das dritte Leiterelement kann eine metallische Platte beinhalten.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die erste Oberfläche die gleiche Oberfläche wie die zweite. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die erste Oberfläche auf einer gegenüberliegenden Seite der Solarzelle im Vergleich zu der zweiten Oberfläche.
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Die Prozesseinheit 410 kann eingerichtet sein, eine Versuchsfunktion zu definieren, als eine erste Annäherung der IV-Eigenschaften der Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung, und die Versuchsfunktion basierend auf einer Vielzahl von Datensätzen zu aktualisieren, wobei jeder der Datensätze einen entsprechenden Satz von den gemessenen einem oder mehreren Stromsignalen und den jeweiligen Spannungssignalen repräsentiert.
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Das Aktualisieren kann beinhalten, Abweichungen zwischen den gemessenen Spannungssignalen und durch Interpolation basierend auf der Versuchsfunktion erhaltenen Spannungssignalen zuzuteilen, um die Versuchsfunktion zu aktualisieren.
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Die Versuchsfunktion kann beinhalten Itrial(V = Durchschnitt(V1, V2, ... VN)) = I(V1, V2, ... VN), wobei V1, V2, ... VN die Spannungen von den jeweiligen zweiten Leiterelementen sind, und I(V1, V2, ... VN) ein Aggregat der Stromsignale von den ersten Leiterelementen ist.
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Das Zuteilen kann beinhalten Itrial(Vmax,n) ≔ Itrial(Vmax,n) + I(V1, V2, ... VN) – (Itrial(V1)·Isc1/Isc + (Itrial(V2)·Isc2/Isc + ... (Itrial(VN)·IscN/Isc), wobei Isci der Kurzschluss Strom an dem Extraktionspunkt i ist, und Is der gesamte Kurzschluss Strom ist, Vmax = max (V1, V2, ... VN) , und n durchläuft von einem niedrigsten Wert von Vmax zu ihrem höchsten Wert.
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In einem Ausführungsbeispiel beinhaltet die Vorrichtung 400 eine Vielzahl von dritten Leiterelementen 406, wobei jedes dritte Leiterelement eingerichtet ist, um elektrischen Kontakt zu einem entsprechenden der Vielzahl von Busbars auf der zweiten Oberfläche der Solarzelle zu machen, eine Vielzahl von vierten Leiterelementen (nicht gezeigt), wobei jedes vierte Leiterelement eingerichtet ist, um elektrischen Kontakt zu einem entsprechenden der Vielzahl von Busbars auf der zweiten Oberfläche der Solarzelle zu machen und die Messeinheit 408 ist mit den dritten und den vierten Leiterelementen verbunden und ist eingerichtet, eines oder mehrerer Stromsignale von den dritten Leiterelementen zu empfangen, und jeweilige Spannungssignale von jedem der vierten Leiterelementen zu empfangen, und die Prozesseinheit 410 ist eingerichtet, einen Algorithmus auf Daten anzuwenden, welche die gemessenen ein oder mehreren Stromsignale von den dritten Leiterelementen und die jeweiligen Spannungssignale von den vierten Leiterelementen repräsentieren, um die Prognose der Strom-Spannung (IV) Eigenschaften der Solarzelle unter der einwertigen Vorspannungsbedingung für eine andere Polarität zu ermitteln.
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Die Vorrichtung 400 kann speziell für eine bestimmte Anwendung hergestellt werden, oder kann einen Computer für den üblichen Gebrauch beinhalten und/oder Geräte, welche durch ein Computerprogramm, welches in einem Computer gespeichert ist, ausgewählt aktiviert oder konfiguriert werden. Die Algorithmen, welche hierin präsentiert sind, sind nicht von Natur aus bezogen auf einen bestimmten Computer oder andere Vorrichtung. Diverse Computer für den üblichen Gebrauch können mit Programmen gemäß der Lehre hierin benutzt werden. Alternativ kann das Herstellen einer mehr spezialisierten Vorrichtung angebracht sein, um die Erfindung auszuführen.
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Die Erfindung kann auch in Hardware Modulen ausgebildet werden. Insbesondere, im Sinne von Hardware, ist ein Modul eine funktionale Hardwareeinheit, welche zur Benutzung mit anderen Komponenten oder Modulen entworfen wird. Zum Beispiel kann ein Modul unter Benutzung diskreter elektronischer Komponenten ausgebildet werden, oder es kann Teil eines gesamten elektronischen Schaltkreises sein, wie z.B. einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC). Eine Vielzahl von Möglichkeiten existiert. Vom Fachmann wird verstanden werden, dass das System auch als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet werden kann.
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Vom Fachmann wird verstanden werden, dass eine Vielzahl von Variationen und/oder Änderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, so wie sie in den speziellen Ausführungsbeispielen gezeigt ist, ohne vom Grundgedanken oder Gegenstand der Erfindung, wie allgemein beschrieben, abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sind daher in allen Aspekten als beispielhaft anzusehen, und nicht als einschränkend. Außerdem beinhaltet die Erfindung auch jegliche Kombinationen von Merkmalen, insbesondere von Merkmalen in den Ansprüchen, selbst wenn das Merkmal oder die Kombination von Merkmalen nicht explizit in den Ansprüchen oder den vorliegenden Ausführungsbeispielen benannt werden.
