KR20100010984A - 태양전지 검사장치 - Google Patents

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KR20100010984A
KR20100010984A KR1020080072005A KR20080072005A KR20100010984A KR 20100010984 A KR20100010984 A KR 20100010984A KR 1020080072005 A KR1020080072005 A KR 1020080072005A KR 20080072005 A KR20080072005 A KR 20080072005A KR 20100010984 A KR20100010984 A KR 20100010984A
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Abstract

본 발명의 태양전지 검사장치는 검사 대상 태양전지의 양부 및 성능을 검사하는 장치로서, 상기 태양전지가 위치되고, 상기 태양전지로부터 생성된 전기를 전달하는 검사 보드, 상기 태양전지의 면적을 초과하는 크기로 상기 태양전지의 상측에 위치되며, 상기 태양전지에 빛을 조사하는 광원부, 상기 전기로부터 상기 태양전지의 양부를 판단하는 검사부 및 상기 검사 보드와 상기 광원부 사이에 위치되고 상기 광원부로부터 조사되는 빛을 상기 태양전지의 면적으로 집광하는 집광부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 검사 대상 태양전지의 면적보다 넓은 면적으로 구비된 광원으로부터 조사되는 빛을 상기 태양전지의 면적에 대응하는 영역으로 집광하여 태양전지에 균일하게 조사함으로써, 검사 대상 태양전지에 목적하는 광량을 조사할 수 있다.
따라서, 본 발명의 태양전지 검사장치는 광원부가 저렴하고 시간당 소비전력이 낮은 저성능의 광원으로 제작될 수 있다.
태양전지, 집광부, 검사장치

Description

태양전지 검사장치{Testing apparatus for solar cell}
본 발명은 태양전지 검사장치에 관한 것으로서, 광원으로부터 조사된 빛을 이용하여 태양전지의 양부를 검사할 수 있는 태양전지 검사장치에 관한 것이다.
최근 환경문제와 에너지 고갈에 대한 관심이 높아지면서, 환경오염에 대한 문제가 없고 무한에 가까운 자원량을 가지며, 에너지 효율이 높은 대체 에너지인 태양에너지를 활용하는 방안에 대한 관심이 높아지고 있다.
이러한 태양에너지를 활용하는 태양전지는, 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와 반도체의 성질을 이용하여 태양빛(photons)을 전기에너지로 변환시키는 태양광 전지로 나눌 수 있다. 그 중에서도 빛을 흡수하여 전자와 정공을 생성함으로써 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 전지(이하, '태양전지'라고 한다)에 대한 연구가 활발히 행해지고 있다.
일반적으로 이러한 태양전지는, 크게 실리콘 웨이퍼와 같은 태양전지용 기판을 제조하는 과정, 태양전지용 기판을 에칭하여 표면 처리하고 p-n 접합을 형성하는 공정, 후면 접합을 형성하고 반사방지막 코팅을 하는 공정, 전극을 형성하고 전극을 열처리하는 공정, 그리고 제조된 태양전지의 양부 및 성능을 검사하는 테스트 공정을 거쳐 완성된다.
여기서, 제조된 태양전지의 양부 및 성능을 검사하는 테스트 공정은 태양전지 검사장치에 의해 수행된다.
도 1은 종래의 태양전지 검사장치의 일례를 개략적으로 도시한 정면도이다. 종래의 태양전지 검사장치는 암실(暗室, 20)로 형성된 공간 내에 태양전지(10)가 위치되면, 검사부(미도시)와 전기적으로 연결된 프로브(Prove:미도시)가 태양전지(10)의 단자와 접촉되고, 검사 보드(30)의 상측에 이격 설치된 하나 이상의 광원부(40)가 태양전지(10)에 빛을 조사하면, 검사부가 조사된 빛에 의해 태양전지(10)에서 생성되어 출력되는 전류값 및 전압값을 측정함으로써, 태양전지(10)의 양부 및 전기 생성 성능 검사가 수행된다.
이러한 종래의 태양전지 검사장치는 태양전지(10)가 위치되는 검사 보드(30)의 상면 전체에 태양전지(10)의 검사에 필요한 만큼의 높은 조도 환경을 형성해야 한다.
이와 같은, 높은 조도환경을 구현하기 위해서, 고성능의 광원이 사용되어야 하고, 이에 따라 광원부(40)가 소비하는 전력도 과다해지는 문제점이 있다.
그리고, 일반적으로 고성능의 광원은 제작 또는 구입 비용이 높아서, 이러한 고성능 광원의 제작 또는 구입을 위해 많은 비용이 소모되어 장비의 제작 비용이 증대되고, 고용량의 광원은 시간당 소비 전력도 높아 장비의 사용에 따른 전력 비용도 증대되는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 일반적인의 광원으로부터 조사되는 빛을 집광하여, 검사 대상 태양전지의 전체 면적에 목적하는 수준의 광량을 균일하게 조사할 수 있는 태양전지 검사장치를 제공하고자 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 태양전지 검사장치는 검사 대상 태양전지의 양부 및 성능을 검사하는 장치로서, 상기 태양전지가 위치되고, 상기 태양전지로부터 생성된 전기를 전달하는 검사 보드, 상기 태양전지의 면적을 초과하는 크기로 상기 태양전지의 상측에 위치되며, 상기 태양전지에 빛을 조사하는 광원부, 상기 전기로부터 상기 태양전지의 양부를 판단하는 검사부 및 상기 검사 보드와 상기 광원부 사이에 위치되고 상기 광원부로부터 조사되는 빛을 상기 태양전지의 면적으로 집광하는 집광부를 포함한다.
상기 집광부는 상기 광원부의 하측에 결합되어 상기 광원부와 일체로 이루질 수 있다.
본 발명의 태양전지 검사장치는 검사 대상 태양전지의 양부 및 성능을 검사하는 장치로서, 상기 복수개의 태양전지가 위치되고, 상기 복수개의 태양전지로부터 생성된 전기를 전달하는 검사 보드, 상기 복수개의 태양전지의 면적을 초과하는 크기로 상기 복수개의 태양전지의 상측에 위치되며 상기 복수개의 태양전지에 각각 빛을 조사하는 복수개의 광원부, 상기 전기로부터 상기 복수개의 태양전지의 양부 를 판단하는 검사부 및 상기 검사 보드와 상기 복수개의 광원부 사이에 각각 위치되고, 상기 복수개의 광원부로부터 조사되는 빛을 상기 복수개의 태양전지의 면적으로 집광하는 복수개의 집광부를 포함하되, 상기 복수개의 집광부는 서로 결합되어 하나의 집광판을 형성한다.
상기 복수개의 집광부는 빛이 입사되는 방향에 대하여 직사각 또는 정사각 형상으로 각각 구비되고, 격자 모양으로 서로 결합되어 하나의 상기 집광판을 형성할 수 있다.
복수개의 상기 태양전지는 서로 이격된 상태로 격자 모양을 이루도록 상기 검사 보드의 상면에 위치되고, 상기 집광판은 복수개의 상기 태양전지에 대하여 그 상측에 상기 복수개의 집광부가 각각 대응되도록, 상기 검사 보드 및 상기 복수개의 광원부 사이에 위치될 수 있다.
이러한 본 발명의 태양전지 검사장치에 의하면, 검사 대상 태양전지의 면적보다 넓은 면적으로 구비된 광원으로부터 조사되는 빛을 상기 태양전지의 면적에 대응하는 영역으로 집광하여 태양전지에 균일하게 조사함으로써, 검사 대상 태양전지에 목적하는 광량을 조사할 수 있다.
따라서, 본 발명의 태양전지 검사장치는 광원부가 저렴하고 시간당 소비전력이 낮은 저성능의 광원으로 제작될 수 있다.
또한, 본 발명의 태양전지 검사장치에 의하면, 광원부의 제작 또는 구입 비용을 절감할 수 있고, 장비의 사용에 따른 전력 비용도 절감할 수 있다.
태양전지 제조 공정 중에서 태양전지의 양부 및 성능을 검사하는 공정은, 제조된 태양전지 중에서 불량품을 검출하거나, 비슷한 성능을 갖는 복수의 태양전지를 묶어서 태양전지 모듈(Solar cell module)로 조립하기 위해, 반드시 필요한 공정이다.
이와 같은, 태양전지 양부 및 성능 검사 공정은 태양전지 검사장치에 의해 수행된다. 이러한 본 발명의 태양전지 검사장치는 제조된 태양전지를 암실 내에 위치시키고 태양전지에 광이 입사되도록 한 후, 태양전지로부터 출력되는 전압 또는 전류를 확인함으로써, 이러한 태양전지의 양부 및 성능을 검사한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 태양전지 검사장치의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제1실시예에 따른 태양전지 검사장치는, 검사 보드(100), 광원부(200), 검사부(300) 및 집광부(400)를 포함한다.
상기 검사 보드(100)는, 그 상면에 검사 대상 태양전지(10)가 위치되고, 내부에는 태양전지(10)의 양극 및 음극에 각각 전기적으로 연결되어 태양전지(10)로부터 출력되는 전압값 및 전류값을 전송하는 양전극 프로브(110) 및 음전극 프로 브(120)가 각각 구비된다. 이러한, 상기 검사 보드(100)는 검사대상 태양전지(10)와 전기적으로 연결되어 태양전지(10)로부터 출력되는 전류값 및 전압값을 검사부(300)로 전송하게 된다.
상기 광원부(200)는, 태양전지(10)의 양부 및 성능 검사에 필요한 빛을 방출하여 검사 대상 태양전지(10)에 조사하는 구성 요소로서, 검사 보드(100)의 상측에 이격되도록 구비되어 검사 보드(100)의 상면에 안착된 검사 대상 태양전지(10)에 빛을 조사하도록 구비된다.
본 발명의 광원부(200)는 검사 대상 태양전지(10)의 면적, 구체적으로는 수광면적을 초과하는 면적으로 구비된다. 이러한, 상기 광원부(200)는 발광다이오드(Light Emitting Diode:LED)와 같이 빛을 발광할 수 있는 것이면 특별한 제한없이 사용된다.
상기 검사부(300)는 검사 보드(100)의 내부 또는 외부에 구비되며, 검사 보드(100)의 내부에 구비된 양전극 프로브(110) 및 음전극 프로브(120)와 전기적으로 연결되어 검사 대상 태양전지(10)로부터 출력되는 전류의 전압값 및 전류값을 확인하여 태양전지(10)의 양부 및 성능을 검사한다.
예를 들어 전압값을 검사할 경우, 태양전지(10)의 양극에 연결되는 검사 보드(100)의 양전극 프로브(110)와 검사부(300)의 양전극 단자(미도시)를 연결하고, 태양전지(10)의 음극에 연결되는 검사 보드(100)의 음전극 프로브(120)와 검사부(300)의 음전극 단자(미도시)를 연결하여 태양전지(10)로부터 출력되는 전류의 전압값을 확인하고, 이를 기설정된 기준 전압값과 비교함으로써, 해당 태양전 지(10)의 양부를 확인한다.
상기 집광부(400)는 검사 보드(100)와 광원부(200) 사이에 위치되어, 광원부(200)로부터 조사되는 빛을 집광하여 검사 대상 태양전지(10)에 조사하도록 구비된다. 즉, 상기 집광부(400)는 넓은 면적의 광원부(200)에서 조사되는 빛을 상기 검사 대상 태양전지(10)의 면적만큼 집광하여 검사 대상의 태양전지(10)가 전기를 생성하기에 충분한 광량을 수광할 수 있게 한다. 이와 같이, 본 발명의 태양전지 검사장치의 경우 저성능의 광원부(200)를 사용하더라도, 충분한 광량을 달성할 수 있으므로 최소의 전력을 소비하게 된다. 따라서, 광원부(200)는 저용량으로 빛을 조사하도록 구성되며, 본 발명에 따른 태양전지 검사장치는 고효율의 저전력을 소비하여 태양전지(10)의 양부 및 성능을 검사한다.
이를 위해, 상기 집광부(400)의 면적은 광원부(200)에서 조사되는 빛의 전체 영역에 대해 조사받을 수 있도록 광원부(200)의 면적에 대응해야 하므로 검사 대상 태양전지(10)의 면적을 초과하게 된다.
바람직하게는 본 발명의 집광부(400)는 광원부(200)의 하측에 결합되어 광원부(200)와 일체로 결합된다. 즉, 상기 집광부(400)는 광원부(200)에서 조사되는 빛을 집광하여 태양전지(10)의 전체 면적에 조사되도록 함으로써 태양전지(10)의 출력값을 증대시키게 되고, 태양전지(10)의 크기에 따른 효율성을 높일 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 태양전지(10)와 이 태양전지(10)의 면적보다 넓은 면적을 갖는 집광부(400)를 태양전지(10)와 일정 간격 이격되도록 설치하여 빛을 조사할 경우, 광원부(200)로부터 조사된 빛이 집광부(400)를 통해 집 광되어 태양전지(10)의 전체 면적에 충분한 광량으로 균일하게 조사됨으로써 태양전지(10)에 목적하는 광량을 제공할 수 있다.
한편, 집광부(400) 및 광원부(200)는 검사 보드(100)에 안착된 태양전지(10)의 크기에 따라 그 높이가 조절되도록 설치되어 태양전지(10)의 면적 전체에 균일하게 빛을 조사한다. 구체적으로 검사 대상 태양전지(10)의 크기에 따라 태양전지(10)와 집광부(400)의 이격 간격에 따라 달라지게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 태양전지 검사장치에 의하면, 저성능의 광원으로도 충분한 광량을 달성하여 검사 대상 태양전지(10)의 불량 여부를 검출할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 태양전지 검사장치의 작용효과를 구체적으로 설명한다.
먼저, 검사 보드(100)의 상면에 검사 대상 태양전지(10)가 위치된다. 이때, 검사 보드(100)의 내부에 구비된 양전극 프로브(110) 및 음전극 프로브(120)가 태양전지(10)의 양극 및 음극에 각각 접촉되어 전기적으로 연결되고, 검사부(300)가 검사 대상 태양전지(10)에 대한 출력값을 확인하여 검사를 시작한다.
다음, 광원부(200)에 전력이 공급되어 빛이 조사되면, 광원부(200)의 하측에 일체로 결합된 집광부(400)가 광원부(200)로부터 조사되는 빛을 집광하여 검사 대상 태양전지(10)의 전체 면적에 대해 균일하게 조사하게 된다.
이후, 검사부(300)가 태양전지(10)에서 출력되는 전압값 및 전류값을 확인하여, 태양전지(10)의 양부 및 성능 검사를 수행한다.
검사가 완료되면, 광원부(200)에 대한 전력의 공급이 차단되고, 검사 보 드(100)의 상면에 위치되어 검사가 완료된 태양전지(10)는 외부로 반출되며, 상기 검사부(300)는 해당 태양전지(10)의 검사 결과를 저장한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 태양전지 검사장치에 의하면, 검사 대상 태양전지(10)의 면적보다 넓은 면적으로 구비된 광원으로부터 조사되는 빛을 상기 태양전지(10)의 면적에 대응하는 영역으로 집광하여 태양전지(10)에 균일하게 조사함으로써, 검사 대상 태양전지(10)에 목적하는 광량을 조사할 수 있다.
따라서, 본 발명의 태양전지 검사장치는 광원부(200)가 저렴하고 시간당 소비전력이 낮은 저성능의 광원으로 제작될 수 있다.
또한, 본 발명의 태양전지 검사장치에 의하면, 광원부(200)의 제작 또는 구입 비용을 절감할 수 있고, 장비의 사용에 따른 전력 비용도 절감할 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 태양전지 검사장치의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 태양전지 검사장치는 복수개의 광원부(200') 및 복수개의 집광부(400')를 제외하고는 본 발명의 제1실시예의 구성과 유사하다. 따라서, 이하 상기 복수개의 광원부(200') 및 복수개의 집광부(400')를 중심으로 설명하고, 본 발명의 제1실시예의 구성과 유사한 검사 보드(100') 및 검사부(300')에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 복수개의 광원부(200')는, 태양전지(10)의 양부 및 성능 검사에 필요한 빛을 방출하여 복수의 검사 대상 태양전지(10)에 조사하는 구성 요소로서, 검사 보 드(100')의 상측에 이격되도록 구비되어 검사 보드(100')의 상면에 위치된 복수의 검사 대상 태양전지(10)에 빛을 조사하도록 구비된다.
본 발명의 복수개의 광원부(200')는 검사 대상 태양전지(10)의 면적, 구체적으로는 수광면적을 초과하는 면적으로 구비된다. 이러한, 상기 복수개의 광원부(200')는 발광다이오드(Light Emitting Diode:LED)와 같이 빛을 발광할 수 있는 것이면 특별한 제한없이 사용된다.
그리고, 상기 복수개의 광원부(200') 상면에는 복수개의 광원부(200')가 일체로 설치되도록 광원 보드(500)가 구비된다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 복수개의 광원부(200')는 검사 보드(100')의 상면에 서로 이격된 상태로 격자 모양으로 위치된 복수개의 태양전지(10)에 대하여 각각 대응되도록 검사 보드(100')의 상측에 이격된 상태로 광원 보드(500)의 하면에 일체로 결합된다.
상기 복수개의 집광부(400')는 검사 보드(100')와 복수개의 광원부(200') 사이에 위치되어, 복수개의 광원부(200')로부터 조사되는 빛을 집광하여 검사 대상 태양전지(10)에 조사하도록 구비된다. 즉, 상기 복수개의 집광부(400')는 넓은 면적의 복수개의 광원부(200')에서 조사되는 빛을 상기 검사 대상 태양전지(10)의 면적만큼 집광하여 검사 대상 태양전지(10)가 전기를 생성하기에 충분한 광량을 수광할 수 있게 한다.
이와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 태양전지 검사장치의 경우 저성능의 광원부(200')를 사용하더라도, 충분한 광량을 달성할 수 있으므로 최소의 전력을 소비하게 된다. 따라서, 복수개의 광원부(200')는 저성능으로 빛을 조사하도록 구성되며, 본 발명에 따른 태양전지 검사장치는 고효율의 저전력을 소비하여 태양전지(10)의 양부 및 성능을 검사한다.
이를 위해, 상기 복수개의 집광부(400')의 면적은 복수개의 광원부(200')에서 조사되는 빛의 전체 영역에 대해 조사받을 수 있도록 복수개의 광원부(200')의 면적에 대응해야 하므로 검사 대상 태양전지(10)의 면적을 초과하게 된다.
이러한, 상기 복수개의 집광부(400')는 빛이 입사되는 방향에 대하여 직사각 또는 정사각 형상으로 각각 구비되고, 격자 모양으로 서로 결합되어 하나의 집광판을 형성한다.
상기 집광판은 복수개의 태양전지(10)에 대하여 그 상측에 복수개의 집광부(400')가 각각 대응되도록, 검사 보드(100') 및 복수개의 광원부(200') 사이에 위치된다. 즉, 상기 집광판은 복수개의 광원부(200')에 대응되도록 광원부(200')의 하측에 일체로 결합되며, 복수개의 광원부(200')에서 조사되는 빛을 집광하여 검사 보드(100')의 상면에 위치된 복수개의 태양전지(10)에 균일하게 조사한다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 태양전지 검사장치에 의하면, 저성능의 광원으로도 충분한 광량을 달성하여 검사 대상 태양전지(10)의 불량 여부를 검출할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 종래의 태양전지 검사장치의 정면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 태양전지 검사장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 태양전지 검사장치의 측단면도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 태양전지 검사장치의 사시도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 태양전지 검사장치의 측단면도이다.
＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100,100' : 검사 보드 110 : 양전극 프로브
120 : 음전극 프로브 200,200' : 광원부
300,300' : 검사부 400,400' : 집광부
500 : 광원 보드

Claims (5)

  1. 검사 대상 태양전지의 양부 및 성능을 검사하는 장치에 있어서,
    상기 태양전지가 위치되고, 상기 태양전지로부터 생성된 전기를 전달하는 검사 보드;
    상기 태양전지의 면적을 초과하는 크기로 상기 태양전지의 상측에 위치되며, 상기 태양전지에 빛을 조사하는 광원부;
    상기 전기로부터 상기 태양전지의 양부를 판단하는 검사부; 및
    상기 검사 보드와 상기 광원부 사이에 위치되고, 상기 광원부로부터 조사되는 빛을 상기 태양전지의 면적으로 집광하는 집광부;를 포함하는 태양전지 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집광부는,
    상기 광원부의 하측에 결합되어 상기 광원부와 일체로 이루는 것을 특징으로 하는 상기 태양전지 검사장치.
  3. 검사 대상 태양전지의 양부 및 성능을 검사하는 장치에 있어서,
    상기 복수개의 태양전지가 위치되고, 상기 복수개의 태양전지로부터 생성된 전기를 전달하는 검사 보드;
    상기 복수개의 태양전지의 면적을 초과하는 크기로 상기 복수개의 태양전지의 상측에 위치되며, 상기 복수개의 태양전지에 각각 빛을 조사하는 복수개의 광원부;
    상기 전기로부터 상기 복수개의 태양전지의 양부를 판단하는 검사부; 및
    상기 검사 보드와 상기 복수개의 광원부 사이에 각각 위치되고, 상기 복수개의 광원부로부터 조사되는 빛을 상기 복수개의 태양전지의 면적으로 집광하는 복수개의 집광부;를 포함하되,
    상기 복수개의 집광부는 서로 결합되어 하나의 집광판을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지 검사장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 복수개의 집광부는,
    빛이 입사되는 방향에 대하여 직사각 또는 정사각 형상으로 각각 구비되고, 격자 모양으로 서로 결합되어 하나의 상기 집광판을 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 태양전지 검사장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 복수개의 태양전지는,
    서로 이격된 상태로 격자 모양을 이루도록 상기 검사 보드의 상면에 위치되고, 상기 복수개의 집광판은 상기 복수개의 태양전지에 대하여 그 상측에 상기 복 수개의 집광부가 각각 대응되도록, 상기 검사 보드 및 상기 복수개의 광원부 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 상기 태양전지 검사장치.
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KR20220047747A (ko) * 2018-12-27 2022-04-19 주식회사 나노엑스 Led 검사 장치 및 이송 장치
CN117335745A (zh) * 2023-11-29 2024-01-02 龙焱能源科技（杭州）有限公司 电池组件测试装置

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