ES2212891B1 - SOLAR CELL EVALUATION SYSTEM. - Google Patents

SOLAR CELL EVALUATION SYSTEM.

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ES2212891B1 ES200201637A ES200201637A ES2212891B1 ES 2212891 B1 ES2212891 B1 ES 2212891B1 ES 200201637 A ES200201637 A ES 200201637A ES 200201637 A ES200201637 A ES 200201637A ES 2212891 B1 ES2212891 B1 ES 2212891B1
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Maria Velia Rodriguez Cuesta
Susana Uriarte Del Rio
Maria Jose Saenz Novales
Carmen Ikaran Salegi
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Sistema de evaluación de células solares. El sistema está compuesto por un sistema de iluminación continua, a base de lámparas halógenas, un sistema de control de temperatura de la célula, basado en intercambiadores de calor por efecto peltier, una estación de medida que incorpora una plataforma portacélulas y un sistema de extracción de corriente, un sistema de polarización, un sistema de adquisición de datos, un sistema de carga y descarga automática de las células solares, permitiendo establecer condiciones variables de iluminación que permiten realizar medidas de intensidad y tensión I-V de iluminación y oscuridad, así como medidas de cortocircuito a tensión de circuito abierto y de fotovoltaje en condiciones variables.Solar cell evaluation system. The system consists of a continuous lighting system, based on halogen lamps, a cell temperature control system, based on peltier heat exchangers, a measuring station that incorporates a cell carrier platform and an extraction system of current, a polarization system, a data acquisition system, a system of automatic loading and unloading of solar cells, allowing to establish variable lighting conditions that allow measurements of intensity and voltage IV of lighting and darkness, as well as measurements from short circuit to open circuit voltage and photovoltage under variable conditions.

Description

Sistema de evaluación de células solares.Solar cell evaluation system.

Objeto de la invenciónObject of the invention

El sistema de la invención está previsto para la evaluación de células solares en ambientes industriales en los que el gran volumen de producción y el bajo coste de fabricación de cada célula hacen inviable la utilización de los métodos y herramientas de medida habituales en los laboratorios y centros de investigación.The system of the invention is intended for the evaluation of solar cells in industrial environments in which the large volume of production and the low manufacturing cost of each cell make the use of methods and tools unfeasible customary measurement in laboratories and centers investigation.

En concreto, el sistema de la invención está previsto para permitir la realización rutinaria de tareas de clasificación de células así como medidas complejas, realizadas de forma aleatoria para el control de calidad del proceso de fabricación, realizándose todo ello con un coste razonable.Specifically, the system of the invention is intended to allow the routine performance of tasks of cell classification as well as complex measurements, made of random way for quality control of the process manufacturing, all of which is done at a reasonable cost.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Las células solares se utilizan principalmente para la fabricación de módulos solares fotovoltáicos, disponiéndose las células agrupadas según tensiones de operación próximas, ya que la corriente fotogenerada obtenible por el panel, o máxima corriente obtenible, viene determinada por la peor célula del panel.Solar cells are mainly used for the manufacture of photovoltaic solar modules, available the cells grouped according to nearby operating voltages, since the photogenerated current obtainable by the panel, or maximum current obtainable, is determined by the worst panel cell.

En este sentido hay que tener en cuenta que las células fabricadas industrialmente presentan desviaciones en sus características eléctricas que pueden superar el 20%, por lo que resulta esencial que las células se agrupen o clasifiquen en series o grupos de características similares que permitan conformar paneles fotovoltáicos que operen con mínimas pérdidas por desigualdades.In this sense, we must bear in mind that industrially manufactured cells show deviations in their electrical characteristics that can exceed 20%, so it is essential that the cells are grouped or classified into series or groups of similar characteristics that allow shaping photovoltaic panels that operate with minimal losses due to inequalities

Las técnicas utilizadas actualmente para la clasificación de células solares consisten en la medida de la corriente suministrada por la célula solar, obtenida a una tensión de polarización prefijada y para condiciones de temperatura e iluminación standard, esto es, 25º de temperatura en la célula y un nivel de iluminación de 100 MW/cm^{2}.The techniques currently used for the solar cell classification consist of the measure of the current supplied by the solar cell, obtained at a voltage bias default and for temperature conditions e standard lighting, that is, 25º of temperature in the cell and a lighting level of 100 MW / cm2.

En la mayoría de los casos, no se realiza ningún control sobre la temperatura en la célula solar, por lo que la iluminación se efectúa durante un tiempo muy breve, durante el cual la temperatura de la célula puede considerarse coincidente con la temperatura ambiente. La iluminación se realiza mediante simuladores solares pulsados en los cuales la iluminación de medida se mantiene durante un tiempo muy breve (generalmente una fracción de segundo).In most cases, no control over the temperature in the solar cell, so the lighting is done for a very short time, during which the cell temperature can be considered coincident with the room temperature. The lighting is done by simulators pulsed solar in which the measurement lighting is maintained for a very short time (usually a fraction of second).

Cuando se utilizan simuladores de iluminación continua, se recurre a la inclusión de sistemas de refrigeración mediante baño termostático pero, estos sistemas presentan la problemática de su alta inercia, es decir, que el sistema resulta muy lento y por tanto inadecuado para absorber las variaciones de temperatura de la célula originadas cuando se varían las condiciones de iluminación. Además, estos sistemas requieren una serie de conducciones y tuberías que aumentan la complejidad de la máquina.When lighting simulators are used continuous, the use of refrigeration systems is used by thermostatic bath but, these systems present the problematic of its high inertia, that is, that the system is very slow and therefore inadequate to absorb variations of cell temperature originated when conditions are varied of lighting. In addition, these systems require a series of pipes and pipes that increase the complexity of the machine.

Mediante estos procedimientos de clasificación de células solares, se conocen las células aptas y las rechazadas así como la potencia suministrada por cada una pero, del proceso de clasificación se obtiene un solo punto de operación que únicamente permite establecer el nivel de rendimiento de fabricación de células, es decir, el porcentaje de células aceptables frente al total de células fabricadas.Through these classification procedures solar cells, apt cells are known and rejected as well as the power supplied by each but, of the process of classification is obtained a single point of operation that only allows you to set the manufacturing performance level of cells, that is, the percentage of acceptable cells versus Total manufactured cells.

Sería muy interesante por tanto poder obtener otro tipo de parámetros, relativos a la tecnología de las células y sus desviaciones, pero para ello se requiere la utilización de otro tipo de técnicas de medición. Entre ellas, podemos citar las clásicas medidas de curvas corriente-tensión (I-V), tanto en condiciones de oscuridad como de iluminación o las curvas de corriente de cortocircuito-tensión de circuito abierto (I_{SC}-V_{OC}), también en condiciones de iluminación variable. También se puede medir el fotovoltaje en condiciones de iluminación cuasi-estática variable que permiten un rápido acceso a los parámetros internos de las células.It would be very interesting to be able to obtain other parameters, related to cell technology and their deviations, but for that the use of another is required Type of measurement techniques. Among them, we can cite the classic current-voltage curve measurements (I-V), both in conditions of darkness and of lighting or current curves of open circuit short-voltage (I_ {SC} -V_ {OC}), also in conditions of variable lighting You can also measure the photovoltage in variable quasi-static lighting conditions which allow quick access to the internal parameters of the cells.

En concreto, las curvas I-V de oscuridad permiten un acceso adecuado a los parámetros internos de las células y, fundamentalmente, aquellos que dominan el régimen de baja tensión. Esta medida tiene la problemática de que la situación de oscuridad a que se somete la célula aleja la medida de las condiciones reales de operación de la célula.Specifically, the I-V curves of darkness allow adequate access to the internal parameters of the cells and, fundamentally, those that dominate the regime of low voltage. This measure has the problem that the situation of darkness to which the cell is subjected moves away the measure of real operating conditions of the cell.

La curva I-V de iluminación representa la situación real de funcionamiento de la célula solar, si bien está limitada a un solo nivel de iluminación. Además, el acceso al comportamiento en baja corriente de la celda solar es peor que con curvas de oscuridad. Tampoco pueden evaluarse efectos no lineales y que ocurren principalmente para niveles de iluminación elevados, siendo estos efectos no lineales en muchas ocasiones una buena medida de las limitaciones tecnológicas de cada célula.The I-V lighting curve represents the actual operating situation of the solar cell, although it is limited to a single level of lighting. In addition, the access to the low current behavior of the solar cell is worse that with dark curves. Nor can effects be assessed not linear and that occur mainly for lighting levels elevated, these nonlinear effects being often a good measure of the technological limitations of each cell.

En cuanto a la curva (I_{SC}-V_{OC}), en iluminación variable, permite un acceso adecuado a los efectos no lineales citados anteriormente. Sin embargo, para ello es necesario que el sistema de iluminación pueda ser variado en intensidad. Además, para la obtención de cada punto de la curva es necesario polarizar la célula en dos condiciones diferentes, lo que ralentiza de manera importante la adquisición de datos.As for the curve (I_ {SC} -V_ {OC}), in variable lighting, allows adequate access to the nonlinear effects mentioned previously. However, for this it is necessary that the system lighting can be varied in intensity. Also, for the obtaining each point of the curve it is necessary to polarize the cell in two different conditions, which significantly slows Data acquisition

La curva de fotovoltaje permite acceder también a los efectos lineales, siendo necesario también un sistema de iluminación variable. En este caso, la polarización de la célula se realiza en un solo punto, el del circuito abierto, por lo que la medida puede ser realizada a muy alta velocidad. Esta medida presenta la problemática de que es necesario conocer exactamente el nivel de iluminación, por lo que se requiere un fotodetector, cuya respuesta espectral no puede diferir mucho de la célula a medir.The photovoltage curve also allows access to linear effects, a system of variable lighting In this case, the polarization of the cell is performs at a single point, that of the open circuit, so the Measurement can be performed at very high speed. This measure presents the problem that it is necessary to know exactly the lighting level, so a photodetector is required, whose spectral response may not differ much from the cell to to size.

Todas estas técnicas de medida requieren fundamentalmente un sistema de iluminación variable que permita conocer exactamente el nivel de iluminación en cada momento y que pueda variar rápidamente para cambiar las condiciones de inspección de la célula.All these measurement techniques require fundamentally a variable lighting system that allows know exactly the level of lighting in each moment and that can vary quickly to change inspection conditions of the cell.

Los sistemas industriales utilizados en la actualidad para la evaluación de células solares disponen de un simulador solar, continuo o pulsado, basado generalmente en una lámpara de xenón, cuyo nivel de iluminación permanece lo más estable posible durante el período de evaluación de la célula solar por lo que, con estos sistemas únicamente se realizan las típicas medidas de clasificación de la célula y, en concreto, la medida de la corriente para valores prefijados de iluminación, tensión y temperatura.The industrial systems used in the currently for the evaluation of solar cells have a solar simulator, continuous or pulsed, usually based on a xenon lamp, whose lighting level remains the most stable possible during the solar cell evaluation period so that, with these systems only the typical measurements are made of cell classification and, specifically, the measurement of current for lighting, voltage and preset values temperature.

Estos sistemas no son adecuados para la medición en condiciones de iluminación variable ya que las lámparas de xenon necesitan un cierto tiempo, en el encendido, para alcanzar el nivel óptimo de iluminación y además, generalmente no se utiliza ningún elemento de control de la temperatura de la célula o, en todo caso, se utiliza un baño termostático, cuyas inercias son muy grandes y por tanto poco apropiadas para un sistema de iluminación variable.These systems are not suitable for measurement in conditions of variable lighting since xenon lamps they need some time, in the ignition, to reach the level optimal lighting and also, generally no cell temperature control element or, in any case, a thermostatic bath is used, whose inertia is very large and therefore unsuitable for a lighting system variable.

En algunos casos, es posible obtener la curva

\hbox{I-V}
de iluminación o incluso la de oscuridad, apagando para ello la lámpara en los sistemas pulsados o bien mediante el uso de un obturador mecánico.In some cases, it is possible to obtain the curve
 \ hbox {IV} 
lighting or even dark, by turning off the lamp in the pulsed systems or by using a mechanical shutter.

En ningún sistema conocido se realizan medidas cuasi-estacionarias de iluminación variables por lo que no se pueden obtener ni las curvas (I_{SC}-V_{OC}) ni las de fotovoltaje.In no known system measurements are made quasi-stationary lighting variables so that you can't get even the curves (I_ {SC} -V_ {OC}) nor those of photovoltage.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

El sistema de la invención resuelve la problemática expuesta permitiendo la evaluación de células solares, a costes razonables, sin necesidad de duplicar los equipos de medida ya que por el sistema clasificador de células pasan todas las células fabricadas, pudiendo realizarse medidas complejas de sus características.The system of the invention solves the problematic exposed allowing the evaluation of solar cells, at reasonable costs, without the need to duplicate measuring equipment since the cell sorting system passes all the manufactured cells, being able to perform complex measurements of their characteristics.

Además, no es necesario que el sistema realice una medida exhaustiva de todas las células sino que una vez obtenido el grupo al que pertenece la célula, se eligen aleatoriamente algunas células sobre las que realizar medidas mas precisas, obteniéndose así el comportamiento medio de la clase así como sus posibles causas tecnológicas.In addition, it is not necessary for the system to perform an exhaustive measure of all cells but once obtained the group to which the cell belongs, are chosen randomly some cells on which to make more precise measurements, thus obtaining the average behavior of the class as well as its Possible technological causes.

El sistema puede trabajar a gran velocidad, por encima de las 1000 células por hora, y es capaz de realizar medidas I-V de oscuridad e iluminación, así como (I_{SC}-V_{OC}) y de fotovoltaje en condiciones de iluminación variable.The system can work at high speed, for over 1000 cells per hour, and is able to perform measurements I-V of darkness and illumination, as well as (I_ {SC} -V_ {OC}) and photovoltaic conditions of variable lighting.

El sistema de evaluación de células solares, objeto de la invención, consta de los siguientes elementos:The solar cell evaluation system, object of the invention, consists of the following elements:

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Un sistema de iluminación continua, a base de lámparas halógenas.A continuous lighting system, based on lamps halogen

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Un sistema de control de temperatura de la célula, basado en intercambiadores de calor por efecto peltier.A cell temperature control system, based on heat exchangers by peltier effect.

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Una estación de medida que incorpora un sistema de contactos eléctricos independientes.A measuring station that incorporates an electrical contact system independent.

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Un sistema de polarización.A polarization system

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Un sistema de adquisición de datosA data acquisition system

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Una serie de accionamientos neumáticos para la carga y descarga automática de las células solares.A series of pneumatic drives for loading and unloading Automatic solar cells.

El sistema de iluminación no se realiza utilizando la típica lámpara de xenon sino que se basa en la utilización de un sistema de lámparas halógenas que, aunque son menos uniformes y de menor potencia, permiten una mayor capacidad de variación de las condiciones de iluminación. Por ello, se utilizan varias lámparas halógenas con posibilidad de desplazamiento y variación en la orientación.The lighting system is not realized using the typical xenon lamp but it is based on the use of a halogen lamp system that, although they are less uniform and less powerful, allow a greater capacity of variation of lighting conditions. Therefore, they are used several halogen lamps with the possibility of displacement and orientation variation.

Además, las lámparas halógenas tienen mayor rapidez en el encendido que las de xenon y su sustitución es también más simple.In addition, halogen lamps have higher rapidity in the ignition than those of xenon and its replacement is also simpler.

El sistema de control de temperatura está constituido por intercambiadores de calor por efecto peltier, que permiten un enfriamiento rápido de la célula y por un sensor de temperatura, de forma que es posible variar las condiciones de iluminación controlando la temperatura de la célula en todo momento.The temperature control system is constituted by heat exchangers by peltier effect, which allow rapid cooling of the cell and by a sensor temperature, so it is possible to vary the conditions of lighting controlling cell temperature throughout moment.

La estación de medida dispone de dos hileras de contactos eléctricos independientes, con dos tomas independientes de corriente eléctrica que permiten la medición de la célula solar sin los efectos de la resistencia de contacto. En concreto, se ha previsto que la corriente se introduzca a través de todos los contactos frontales, menos uno, y por una de las tomas de corriente de la plataforma, empleándose el contacto frontal restante y la otra toma de corriente de la plataforma para la medida de la diferencia de potencial de la célula.The measuring station has two rows of independent electrical contacts, with two independent sockets of electric current that allow the measurement of the solar cell without The effects of contact resistance. Specifically, it has provided that the current is introduced through all front contacts, minus one, and one of the power outlets of the platform, using the remaining front contact and the other power socket of the platform for measuring the difference of cell potential.

El sistema de polarización de la célula está compuesto por una fuente de alimentación de cuatro cuadrantes que permite realizar medidas de oscuridad y de iluminación para cualquier caso de polarización.The cell polarization system is composed of a four quadrant power supply that allows measurements of darkness and lighting to Any case of polarization.

De esta forma, el sistema es capaz de imponer condiciones de iluminación, temperatura y polarización variables a voluntad y por ello es capaz de efectuar mediciones de curvas I-V de iluminación y oscuridad y curvas (I_{SC}-V_{OC}) y de fotovoltaje en condiciones de iluminación variable.In this way, the system is able to impose variable lighting, temperature and polarization conditions a will and therefore is able to make curve measurements I-V lighting and darkness and curves (I_ {SC} -V_ {OC}) and photovoltaic conditions of variable lighting.

Además, el sistema de evaluación de células solares objeto de la invención, únicamente precisa para su funcionamiento de una toma de alimentación eléctrica monofásica y una fuente de aire a presión, no requiriendo por tanto ni tomas de agua, ni desagües, ni tomas de vacío, ni de alimentación eléctrica trifásica.In addition, the cell evaluation system solar object of the invention, only accurate for its operation of a single-phase power outlet and a source of pressurized air, therefore not requiring or taking water, or drains, or vacuum sockets, or power supply three phase.

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, is attached herein descriptive, as an integral part of it, a set of drawings where, for illustrative and non-limiting purposes, represented the following:

La figura 1.- Muestra una representación esquemática del sistema de evaluación de células solares objeto de la invención, incluyendo todos los subsistemas que lo componen.Figure 1.- Shows a representation schematic of the solar cell evaluation system subject to the invention, including all the subsystems that compose it.

La figura 2.- Muestra la estación de medida, incluyendo la plataforma portacélulas y las hileras de contactos eléctricos.Figure 2.- Shows the measuring station, including the cell carrier platform and the contact rows electric

La figura 3.- Muestra en detalle la plataforma portacélulas.Figure 3.- Shows in detail the platform cell holder

La figura 4.- Muestra los contactos eléctricos con su soporte.Figure 4.- Shows the electrical contacts With its support.

Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention

Como se observa claramente en la figura 1, el sistema de evaluación de células solares objeto de la invención consta de una estación de medida (1), un sistema de iluminación (2), un sistema de control de temperatura (3), un sistema de polarización (4), un sistema de adquisición de datos (5), un sistema automático de gestión (6) y un ordenador personal (7), así como así como un sistema de carga y descarga (8) automática de las células solares.As clearly seen in Figure 1, the solar cell evaluation system object of the invention It consists of a measuring station (1), a lighting system (2), a temperature control system (3), a polarization system (4), a data acquisition system (5), an automatic system management (6) and a personal computer (7), as well as a automatic loading and unloading system (8) of the cells solar.

A continuación, se incluye una descripción detallada de los elementos constitutivos del sistema.Below is a description. detailed of the constituent elements of the system.

Estación de medidaMeasuring station

La estación de medida de células solares está constituida por una plataforma portacélulas (9) construida en cobre macizo y bañada en oro para evitar la oxidación del cobre y garantizar un buen contacto eléctrico con la cara posterior de la célula solar.The solar cell measurement station is constituted by a cell carrier platform (9) built in copper solid and gold plated to prevent oxidation of copper and ensure good electrical contact with the back of the solar cell.

En su cara superior, la citada plataforma portacélulas (9) presenta una serie de orificios (10), pasantes hasta su cara posterior y unos anillos ranurados (11), empleados para la sujeción, por vacío, de la célula.On its upper face, the aforementioned platform cell holder (9) has a series of holes (10), through to its rear face and grooved rings (11), used for clamping, by vacuum, of the cell.

En su cara posterior la plataforma portacélulas (9) presenta unos rehundidos en los cuales se alojan cuatro intercambiadores de calor por efecto peltier (12), un sensor de temperatura y los conectores correspondientes a las tuberías de vacío.On its back face the cell carrier platform (9) has recesses in which four are housed Peltier heat exchangers (12), a sensor temperature and connectors corresponding to the pipes of empty.

La refrigeración de los termoelementos peltier se realiza mediante ventilación de aire forzada, para lo cual llevan adosados varios radiadores y ventiladores.The cooling of peltier thermoelements is performed by forced air ventilation, for which they carry several radiators and fans attached.

La plataforma portacélulas (9) va instalada en un carro móvil (13) que, mediante accionamientos neumáticos se desplaza desde la posición de medida, en el interior del sistema, hasta una posición exterior donde puede realizarse, de forma cómoda y sencilla la carga y descarga de las células solares. La carga y descarga de células puede realizarse manualmente, mediante sistema electro-neumático-mecánico o bien mediante un robot.The cell carrier platform (9) is installed in a mobile car (13) which, by means of pneumatic drives, moves from the measurement position, inside the system, to a outside position where it can be done, comfortably and Simple loading and unloading of solar cells. The load and cell discharge can be done manually, by system electro-pneumatic-mechanical or using a robot

La estación de medidas cuenta con dos hileras de contactos eléctricos independientes (14), situadas paralelamente, que van montadas respectivamente sobre dos soportes (13) desplazables verticalmente de forma que los contactos eléctricos queden situados inmediatamente sobre la célula solar cuando ésta se encuentre en la plataforma portacélulas en la posición de medida. Al estar cada una de las hileras montada sobre una plataforma soporte independiente (15), la separación entre las hileras de contactos eléctricos puede variarse a voluntad.The measurement station has two rows of independent electrical contacts (14), located in parallel, which are mounted respectively on two supports (13) vertically movable so that the electrical contacts they are located immediately on the solar cell when it find in the cell carrier platform in the measurement position. To the be each of the rows mounted on a support platform independent (15), the separation between the rows of contacts Electrical can be varied at will.

Cada contacto eléctrico de las dos hileras (14) estará realizado en cobre bañado en oro y dispondrá de una conexión eléctrica individual, estando montado sobre un muelle (15) que garantiza un adecuado contacto eléctrico-mecánico sobre la célula solar y accionados mediante un cilindro neumático que posibilita su aplicación sobre la célula solar.Each electrical contact of the two rows (14) It will be made of gold-plated copper and will have a connection individual electric, being mounted on a spring (15) that guarantees adequate electrical-mechanical contact on the solar cell and powered by a pneumatic cylinder which enables its application on the solar cell.

Además, se ha previsto la incorporación de un circuito eléctrico/electrónico que permite verificar si la hilera de contactos (14) ha apoyado efectivamente sobre el conductor eléctrico o si por el contrario el contacto ha sido defectuoso, contando para ello con un medidor de impedancia eléctrica que se conecta sobre los contactos eléctricos activos de cada hilera.In addition, the incorporation of a electrical / electronic circuit that allows to verify if the row of contacts (14) has effectively supported the electric conductor or if on the contrary the contact has been defective, counting for this with an electrical impedance meter that connects over the active electrical contacts of each row.

Todos los contactos eléctricos activos, menos uno, serán empleados para inyectar corriente en la cara superior de la célula solar, utilizándose el restante contacto eléctrico para la medida de la tensión eléctrica en dicha superficie. La conexión eléctrica de la cara posterior se realizará a través de la plataforma portacélulas (9) que dispondrá de dos tomas eléctricas independientes, una para la inyección de corriente y otra para la medida de la tensión.All active electrical contacts, except one, will be used to inject current into the upper face of the solar cell, using the remaining electrical contact for the measurement of the electrical voltage on said surface. The connection Electric from the back side will be done through the cell holder platform (9) that will have two electrical sockets independent, one for the injection of current and another for the tension measurement.

La estación de medidas alberga también las válvulas y bombas necesarias para realizar el vacío que permita sujetar la célula solar en la posición de media, pudiendo dicha bomba ser eléctrica o, preferentemente, de efecto Venturi.The measurement station also houses the valves and pumps necessary to perform the vacuum that allows hold the solar cell in the middle position, being able to said Pump be electric or, preferably, Venturi effect.

Sistema de iluminación continuaContinuous lighting system

La iluminación de la célula solar se realiza mediante un sistema de lámparas halógenas (16), desplazables y orientables, realizándose la alimentación eléctrica de dichas lámparas mediante corriente continua con un bajo nivel de rizado, pudiendo variarse la tensión automáticamente en función de la lectura realizada por un sensor de irradiancia (17) situado también en la estación de medida. El control del nivel de iluminación puede realizarse de forma anual o bien por medio del ordenador de control (7).Solar cell lighting is done by means of a system of halogen lamps (16), movable and adjustable, performing the power supply of said lamps by direct current with a low level of curling, the voltage can be varied automatically depending on the reading by an irradiance sensor (17) also located at the measurement station. The lighting level control can be carried out annually or through the control computer (7).

Sistema de control de temperaturaTemperature control system

Este sistema está constituido por cuatro elementos peltier cuya alimentación eléctrica se realiza mediante corriente continua con bajo nivel de rizado, variándose la tensión de alimentación de forma automática en función de la lectura realizada por un sensor de temperatura (17) situado en la propia plataforma (9). El control de temperatura puede realizarse manualmente o bien a través del ordenador de control (7).This system consists of four Peltier elements whose power is supplied by direct current with low level of curling, varying the voltage power automatically based on reading made by a temperature sensor (17) located in the own platform (9). The temperature control can be performed manually or through the control computer (7).

Sistema de polarizaciónPolarization system

Este sistema está constituido por una fuente de alimentación de cuatro cuadrantes y cuatro hilos, con capacidad para comunicarse con el ordenador de control (7).This system is constituted by a source of four quadrant and four wire feed, with capacity for Communicate with the control computer (7).

Sistema de adquisición de datosData acquisition system

Este sistema permite medir el nivel de iluminación sobre la célula, su temperatura y la tensión corriente aplicada sobre ésta.This system allows to measure the level of lighting on the cell, its temperature and the current voltage applied on it.

Sistema de carga y descarga automáticaAutomatic loading and unloading system

Está constituido por una serie de accionamientos neumáticos y por un controlador lógico programable (PLC) que fijará el orden de activación de los accionamientos neumáticos, realizará las comprobaciones de errores o averías durante la medición y se comunicará con el ordenador de control (7).It consists of a series of drives tires and by a programmable logic controller (PLC) that will set the order of activation of the pneumatic drives will perform error or fault checks during measurement and it communicate with the control computer (7).

Claims (7)

1. Sistema de evaluación de células solares compuesto por:1. Solar cell evaluation system composed by:
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Un sistema de iluminación continua, a base de lámparas halógenas.A continuous lighting system, based on lamps halogen
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Un sistema de control de temperatura de la célula, basado en intercambiadores de calor por efecto peltier.A cell temperature control system, based on heat exchangers by peltier effect.
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Una estación de medida que incorpora una plataforma portacélulas y un sistema de extracción de corriente.A measuring station that incorporates a cell carrier platform and a current extraction system.
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Un sistema de polarización.A polarization system
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Un sistema de adquisición de datosA data acquisition system
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Un sistema de carga y descarga automática de las células solares.A automatic loading and unloading system of cells solar.
2. Sistema de evaluación de células solares según reivindicación 1ª caracterizado porque las lámparas halógenas del sistema de iluminación continua son desplazables y orientables, incorporando además un fotodetector de silicio y un sistema electrónico de control que permiten establecer condiciones de iluminación variable que permiten realizar medidas de I-V de iluminación y oscuridad, así como medidas de corriente de cortocircuito a tensión de circuito abierto y de fotovoltaje en condiciones variables.2. Solar cell evaluation system according to claim 1 characterized in that the halogen lamps of the continuous lighting system are movable and orientable, also incorporating a silicon photodetector and an electronic control system that allow to establish variable lighting conditions that allow measurements of IV lighting and dark, as well as short-circuit current measurements to open circuit voltage and photovoltage under variable conditions. 3. Sistema de evaluación de células solares, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la plataforma portacélulas están construidas en cobre macizo y bañado en oro, presentando una serie de orificios pasantes en su cara superior para la sujeción de la célula, mientras que en su cara posterior incorpora unos rehundidos en los cuales se alojan los intercambiadores de calor por efecto peltier, así como un sensor de temperatura y unos conectores correspondientes a las tuberías de vacío.3. Evaluation system of solar cells, according to previous claims, characterized in that the cell carrier platform is constructed of solid copper and gold plated, presenting a series of through holes in its upper face for the fastening of the cell, while in its face later incorporates recesses in which the heat exchangers are housed by peltier effect, as well as a temperature sensor and connectors corresponding to the vacuum pipes. 4. Sistema de evaluación de células solares, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de extracción de corriente, está compuesto por un soporte desplazable verticalmente, dotado de dos hileras de contactos eléctricos independientes, provisto cada uno de ellos de su propio muelle, estando provista de dos tomas independientes de corriente eléctrica que permiten la medición de la célula solar sin los efectos de las resistencias de contacto, habiéndose previsto para ello que la corriente se introduzca a través de todos los contactos frontales, menos uno, y por una de las tomas de corriente de la plataforma, empleándose el contacto frontal restante y la otra toma de corriente de la plataforma para la medida de la diferencia de potencial en la célula.4. Solar cell evaluation system, according to previous claims, characterized in that the current extraction system is composed of a vertically movable support, provided with two rows of independent electrical contacts, each provided with its own spring, being provided with two independent sockets of electric current that allow the measurement of the solar cell without the effects of contact resistances, having been provided for that the current is introduced through all the front contacts, except one, and by one of the sockets of the platform, using the remaining front contact and the other socket of the platform to measure the potential difference in the cell. 5. Sistema de evaluación de células solares, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de polarización de la célula está compuesto por una fuente de alimentación de cuatro cuadrantes que permite realizar medidas de oscuridad y de iluminación para cualquier caso de polarización.5. Solar cell evaluation system, according to previous claims, characterized in that the cell polarization system is composed of a four quadrant power supply that allows measurements of darkness and lighting for any case of polarization. 6. Sistema de evaluación de células solares, según reivindicación 3ª, caracterizado porque la sujeción de la célula sobre la plataforma se realiza mediante una bomba de efecto Venturi.6. Solar cell evaluation system according to claim 3, characterized in that the clamping of the cell on the platform is carried out by means of a Venturi effect pump. 7. Sistema de evaluación de células solares, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de carga y descarga de células está compuesto por un carro móvil sobre el que se sitúa la plataforma portacélulas que, mediante los correspondientes accionamientos neumáticos, se desplaza desde la posición de medida hasta una posición exterior de carga de las células.7. Solar cell evaluation system, according to previous claims, characterized in that the cell loading and unloading system is composed of a mobile carriage on which the cell carrier platform is located which, by means of the corresponding pneumatic drives, moves from the position of measurement until an external position of load of the cells.
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