TW201519345A - 太陽能功率測量系統 - Google Patents

Abstract

一太陽能功率量測系統，包含設置為以激發光照射測量物體的一激發光源、設置為根據測量物體內產生之太陽能功率所引起的電場而輸出偵測信號的一電場感測器、設置為輸出指示自激發光源放射激發光之時序的時序信號的一信號產生器、以及用以根據時序信號而處理自電場感測器輸出之偵測信號的一信號處理器，該信號處理器計算測量物體內所產生的太陽能功率。

Description

太陽能功率測量系統

本發明係關於太陽能功率量測系統。

本發明主張申請於2013年8月16日的日本專利申請案第2013-169150號的優先權，其內容併入本文做為參考文獻。

近年來，環保意識抬頭且太陽能電池獲得了關注。太陽能電池以自然能量形式的太陽光產生電力。雖然太陽能電池經常以如矽及化合半導體等等的無機材料製作，但近幾年關於有機材料製成的染料敏化太陽能電池(有機太陽能電池)研究已在進行中。太陽能電池經常以捲對捲(roll-to-roll)印刷方法製造以增加生產效率。

捲對捲印刷方法中，電路圖案藉由持續施予電子材料與拉出成捲的基板而印刷，並且印有電路圖案的基板再度予以捲起。在檢查使用此方法所製造的太陽能電池是否產生預設的太陽能功率時，為考慮檢查效率，因此較佳地緊接在印有電路圖案的基板予以捲起之前檢查。

日本公開專利公報第H03-94175號揭露量測樣品表面電位的量測裝置。具體來說，設置於樣品附近的量測電極藉由一壓電元件而震動，而該量測裝置藉由偵測隨樣品與量測電極間的靜電電容變化而產生的位移電流來量測樣品的表面電位。

日本公開專利公報第2000-171488號揭露用於監測量測信號波形的光電探針。具體來說，電場由該量測信號產生，該電場與用於偵測的光信號進入一光電元件，而該光電探針藉由偵測該等光信號的偏振態變化以監測該量測信號的波形。

因為說明於日本公開專利公報第H03-94175號的量測設備係量測自設置在樣品附近之量測電極流往預備架設好之接地電極的位移電流，故對應於樣品接地端的電位(參考電位)需要等於該接地電極的電位。因此，在樣品的參考電位未被確定的情況下(樣品的參考電位處於浮接狀態)，樣品的電位是難以量測的。在上述的捲對捲印刷方法中，因為基板持續移動，故太陽能電池的參考電位不能以歐姆接點確定。因此，難以使用揭露於日本公開專利公報第H03-94175號的技術來檢查已製造完成的太陽能電池。

還有，在日本公開專利公報第2000-171488號中，需要以一屏蔽殼包圍量測電極四周以便抑制電場效應。在以日本公開專利公報第2000-171488號所揭露的量測設備量測樣品之複數量測點電位的情況下，存在有量測電極與屏蔽殼互相干擾的問題並且難以量測樣品之複數量測點電位能。

一太陽能功率量測系統，可包括設置為用一激發光照射一測量物體的一激發光源；設置為根據測量物體內產生之太陽能功率所引起之電場而輸出一偵測信號的一電場感測器；設置為輸出一指示自激發光源放射激發光時序的時序信號的一信號產生器；以及設置為根據時序信號處理自電場感測器輸出之偵測信號的信號處理器，該信號處理器計算測量物體內產生的太陽能功率。

本發明之若干實施例將參照作為例證的較佳實施例在本文中說明。對本技術領域熟悉者將知曉許多替代較佳實施例可使用本發明之教示而完成，且本發明並非受限於說明於本文中做為解釋用途的較佳實施例。 (太陽能功率量測系統的結構)

圖1為描述本實施例中太陽能功率量測系統結構的方塊圖。如圖1所示，本實施例的太陽能功率量測系統1包括時序產生器(信號產生器)10、激發光源11、電場感測器12以及信號處理器13。太陽能功率量測系統1以脈衝光P作為激發光照射一測量物體M、偵測在測量物體M內由太陽能功率產生的電場、以及量測在測量物體M內產生的太陽能功率。

測量物體M根據激發光的照射產生電動力。例如，測量物體M為一太陽能電池，該太陽能電池由如矽及化合物半導體的無機材料或有機材料製成。在本實施例中，為了簡要列舉，以矽製成的太陽能電池係於下作為範例加以說明。測量物體M為內有p-n接面形成在p型矽及n型矽之間的一太陽能電池。該太陽能電池透過光伏效應根據照射光而產生電動力。

時序產生器10輸出指示太陽能功率量測系統1之操作時序的時序信號T1。具體而言，時序信號T1輸入至激發光源11及信號處理器13。時序信號T1指示從激發光源11放射脈衝光P的時序。該時序信號T1亦指示信號處理器13的信號處理時序。因此，時序信號T1係做為激發光源11的調變信號以及指示該信號處理器13之量測時序的信號。

時序信號T1的頻率根據測量物體M的反應速度而設定。該反應速度係從放射脈衝光P時到產生預定太陽能功率時的經過時間。例如，時序信號T1之頻率設為數十赫茲(Hz)。為了防止量測精度因為環境雜訊而降低，時序信號T1的頻率不會設在易於受環境雜訊影響的頻率。例如，時序信號T1的頻率會設在商業電源頻率的50Hz或60Hz以外的頻率。

激發光源11設置在測量物體M的上側。測量物體M的上側為測量物體M之接受表面的一側。激發光源11放射脈衝光P至測量物體M。脈衝光P同步於自時序信號產生器10輸出的時序信號T1。如上所述，因為時序信號T1的頻率設為數十赫茲，頻率為數十赫茲的脈衝光P即由激發光源11放射。激發光源11包括用於量測測量物體M之太陽能功率所需數量的光源(如發光二極體(LED) 。脈衝光P的照射區域設為量測物體M之接受表面的全部區域。如必要，脈衝光P的照射區域可設為接受表面的一部分。

電場感測器12設置在測量物體M附近，並偵測在測量物體M內產生之太陽能功率所引起的電場。電場感測器12亦輸出代表偵測結果的偵測信號D1至信號處理器13。如本文之後所詳述的，電場感測器12具有一光電元件(EO元件)。電場感測器12藉著使用「通過光電元件的光(偵測光)偏振態依據進入該光電元件之電場(由測量物體M產生之電場)而變化」的現象來偵測在測量物體M內產生的電場。

信號處理器13利用自時序產生器10輸出的時序信號T1處理自電場感測器輸出的偵測信號D1。藉此過程，信號處理器13計算根據脈衝光P的照射而在測量物體M內產生的太陽能功率。信號處理器13具有放大器13a與鎖相放大器13b。信號處理器13運行偵測信號D1的前處理(放大處理與雜訊移除處理)以便計算太陽能功率。

放大器13a以預設的增益值放大自電場感測器12輸出的偵測信號D1。鎖相放大器13b同步於時序信號T1偵測由放大器13a放大的偵測信號D1。在進行偵測時，包含於偵測信號的雜訊成分予以移除。該雜訊成分為例如由電力源所產生的電容耦合雜訊成分及電磁感應所產生的雜訊成分。包含於偵測信號D1的雜訊成分可使用帶通濾波器或平均化程序移除。

信號處理器13對放大器13a與鎖相放大器13b前處理過的偵測信號D1運行預定的信號處理。藉由此步驟，信號處理器13計算在測量物體M內產生的太陽能功率。例如，藉著使用預先確認的關聯式或查表法，信號處理器13根據電場感測器12的偵測結果計算太陽能功率。預先確認的關聯式與查表法指出在測量物體M內產生的太陽能功率與電場感測器12偵測到的偵測信號D1之間的關係。 (電場感測器的主要部分配置)

圖2為描述本實施例中電場感測器之主要部件結構的圖式。如圖2所示，電場感測器12具有雷射二極體20、準直透鏡21、四分之一波板22、反射稜鏡(反射器)23、光電元件24、反射稜鏡25、偵測元件26、收光透鏡27、光電二極體28以及接地電極29。

雷射二極體20、準直透鏡21、四分之一波板22以及反射稜鏡23設置在與測量物體M表面垂直(可以實質上垂直)的光軸AX1上。反射稜鏡23、光電元件24及反射稜鏡25設置在與測量物體M表面平行(可以實質上平行)的光軸AX2上。反射稜鏡25、偵測元件26、收光透鏡27及光電二極體28設置在與測量物體M表面垂直(可以實質上垂直)的光軸AX3上。

此配置的第一原因，係因為電場感測器12的靈敏度可藉由將光電元件24設置在測量物體M附近而提高。換言之，由於測量物體內所產生的電場，其強度隨著與測量物體M的距離而遞減，故需要藉著在電場較強處偵測電場以提高電場感測器12的靈敏度。又，此配置的第二理由，係因為應當盡可能地移除光電元件24以外之部件的負面效應。換言之，係因為與電場量測非直接相關之部件的負面效應應該藉由將這些部件設置遠離測量物體M而盡可能地移除。

雷射二極體20放射雷射光束L1至光電元件24。例如，從雷射二極體20放射的雷射光束L1為線偏振態的連續波光(Continuous Wave Light)。準直透鏡21將雷射二極體20所放射的雷射光束L1轉變為平行光。四分之一波板22將通過準直透鏡21之雷射光束的偏振態從線偏振態轉變為圓偏振態。反射稜鏡23反射通過四分之一波板22的雷射光束。反射的雷射光束進入光電元件24。反射稜鏡23將雷射光束自光軸AX1反射至光軸AX2。光電元件24可容許在測量物體M內產生之太陽能功率而引起的電場在光電元件24內傳播。

光電元件24具有雙折射率可依據電場強度變化的特性。並且光電元件24設置於電場感測器12的底部以便將光電元件24設置靠近測量物體M。具體而言，在測量物體M內所產生之太陽能功率而引起的電場EF進入光電元件24的情況中，光電元件24的雙折射率會劇烈變化。電場EF包括垂直於光軸AX2的電場以及實質上垂直於光軸AX2的電場。為提高電場感測器12的靈敏度，光電元件24在沿光軸AX2之方向上的長度盡可能地長。

反射稜鏡25反射通過光電元件24的雷射光束。反射的雷射光束進入偵測元件26。反射稜鏡25將雷射光束自光軸AX2反射至光軸AX3。偵測元件26偵測通過光電元件24之雷射光束的偏振態。偵測元件26同時將雷射光束的偏振態變化轉換為雷射光束強度的變化。可使用偏振分光器(Polarization Beam Splitter，PBS)替代偵測元件26並且將來自反射稜鏡25的雷射光束分離為P波與S波。收光透鏡27收集來自偵測元件26的雷射光至光電二極體28的接受表面上。光電二極體28接收收光透鏡27所收集的雷射光束，並輸出偵測信號D1。

接地電極29設置在相對於電場EF進入之進入表面的表面上。換言之，接地電極29設置在光電元件24的上表面。接地電極29以線路29a電連接於接地電位。接地電極29係設置成將電場EF集中至光電元件24並增加電場EF的強度。若電場EF的強度增加，電場感測器12的靈敏度即可改善。然而，若電場感測器12由金屬製成，則電場EF將變為非均勻並且產生干擾。因此，電場感測器12中除雷射二極體20、光電二極體28、接地電極29及線路29a以外的部件係由金屬以外的材料製成。 (太陽能功率量測系統的基本操作)

圖3為描述太陽能功率量測系統之基本操作的流程圖。依據太陽能功率量測系統1的操作啟動，時序信號T1自時序信號產生器10輸出(步驟S11)。時序信號T1分別輸入至激發光源11以及信號處理器13。

時序產生器10輸出的時序信號T1輸入至激發光源11之後，激發光源11以同步於時序信號T1的脈衝光照射測量物體M(步驟S12)。經由此照射，電動力(太陽能功率)根據脈衝光P在測量物體M內產生。電場EF亦根據從測量物體M產生的太陽能功率而產生。

在太陽能功率從測量物體M產生之後，電場感測器12偵測電場EF(步驟S13)。如圖2所示，從測量物體M產生的電場EF進入設置在電場感測器12內的光電元件24。其後，光電元件24的雙折射率根據電場EF而改變。自雷射二極體20所放射的雷射光束由線偏振態轉變為圓偏振態。通過光電元件24的雷射光束偏振態根據光電元件24的雙折射率改變而改變。

通過光電元件24的雷射光束由反射稜鏡25所反射。反射的雷射光束進入偵測元件26。偵測元件26偵測雷射光束的偏振態變化。換言之，偵測元件26將雷射光束的偏振態變化轉換為雷射光束的強度變化。其後，收光透鏡27自偵測元件26收集雷射光束到光電二極體28的接受表面上。藉由這些步驟，依照從測量物體M產生之電場EF的偵測信號D1自電場感測器12輸出。

完成量測從測量物體M產生的電場EF之後，信號處理器13利用電場感測器12的偵測結果計算在測量物體M內產生的太陽能功率(步驟S14)。具體而言，放大器13a放大從電場感測器輸出的偵測信號D1。還有，利用從時序產生器10輸出的時序信號T1運行用於移除雜訊成分的前處理。

下一步，透過使用上述之預先確認的關聯式或查表法，信號處理器13根據從電場感測器12輸出的偵測結果計算太陽能功率。預先確認的關聯式及查表法指出在測量物體M內產生之太陽能功率與電場感測器12所偵測之偵測信號間的關係。如上所述，在測量物體M內產生的太陽能功率藉由放射脈衝光P至測量物體M而量測。 (太陽能功率量測系統的具體配置)

用於檢查捲對捲印刷方法所製造之太陽能電池的具體配置如下所述。圖4A、圖4B與圖5為說明本實施例中電場感測器之具體設置的圖式。首先，測量物體M(如捲對捲印刷方法所製造的太陽能電池)的具體配置參照圖4A、圖4B與圖5而描述之。

如圖4A、圖4B與圖5所示，測量物體M有以串聯方式互相電連接的複數單電池(電池單元)C1及C2。為簡要列舉，圖4A、圖4B與圖5僅以兩單電池C1與C2說明。然而，單電池的數目可以是等於或多於三。在單電池C1中，正電極(第一電極)E1設置在形成有P-N接面之基板的上表面。在單電池C2中，負電極(第二電極)E2設置在形成有P-N接面之基板的下表面。當激發光源11放射脈衝光P時，太陽能功率根據脈衝光P在正電極E1與負電極E2之間產生。單電池C2的配置與單電池C1的配置相同。

圖4A、圖4B與圖5所示的範例中，電池單元C1的正電極E1用接線L連接於電池單元C2的負電極E2，使得電池單元C1與C2以串聯方式互相連接。相反地，電池單元C1的負電極E2可用接線L連接於電池單元C2的正電極E1使得電池單元C1與C2以串聯方式互相連接。

其次，電場感測器的具體配置參照圖4A、圖4B與圖5說明如下。在圖4A、圖4B與圖5中，電場感測器12以簡化的方式說明。圖4A與圖4B所示的範例中，在測量物體M內產生的太陽能功率係基於兩電場感測器的偵測結果差異而計算。圖4A的範例中，第一電場感測器12a設置在測量物體M上表面的上方，以及第二電場感測器12b設置在測量物體M下表面的下方。

具體而言，第一及第二電場感測器12a、12b分別設置在測量物體M的上表面上方及下表面下方，使得電池單元C2能夠同時被偵測。換言之，如圖4A所示，第一及第二電場感測器12a、12b係設置成使得第一電場感測器12a能夠偵測自電池單元C2上表面產生的電場，且第二電場感測器12b能夠同時偵測自電池單元C2下表面產生的電場。自電池單元C2上表面所產生的電場為實質上垂直於電池單元C2上表面的垂直電場。自電池單元C2下表面所產生的電場亦為實質上垂直於電池單元C2下表面的垂直電場。

在圖4B的範例中，第一及第二電場感測器12a、12b設置在測量物體M的上表面上方。具體而言，第一及第二電場感測器12a、12b設置在測量物體M的上表面上方使得電池單元C1及C2能夠同時被偵測。換言之，如圖4B所示，第一及第二電場感測器12a、12b設置在測量物體M的上表面上方使得第一電場感測器12a能夠偵測自電池單元C2上表面產生的垂直電場，且第二電場感測器12b能夠同時偵測自電池單元C1上表面產生的垂直電場。

在圖4A及圖4B的範例中，因為電池單元C1的正電極E1以接線L連接於電池單元C2的負電極E2，電池單元C1的正電極E1與電池單元C2的負電極E2具有相同電位。因此，若放射的脈衝光P在圖4A與圖4B的任一情形都相同，由圖4A中第一及第二電場感測器12a、12b所計算的太陽能功率等於圖4B中第一及第二電場感測器12a、12b所計算的太陽能功率等。

如圖4A及圖4B所示，在使用第一及第二電場感測器12a、12b的情況下，從第一及第二電場感測器12a、12b所輸出的偵測信號輸入至信號處理器13。並且，信號處理器13對該等偵測信號分別運行前處理(放大處理與雜訊移除處理)。信號處理器13計算已經過前處理之該等偵測信號間的差異，並根據此差異計算太陽能功率。在圖4A及圖4B的範例中，電池單元C2的太陽能功率予以計算。

相反地，在圖5的範例中，測量物體M內產生的太陽能功率僅經由一電場感測器而計算。在圖5中，第三電場感測器12c設置在測量物體M的上表面上方。儘管在圖4A與圖4B中，第一及第二電場感測器12a、12b偵測電池單元C1與C2所產生的垂直電場，第三電場感測器12c偵測在電池單元C1與C2之間產生的水平電場。第三電場感測器12c係藉由將光電元件24(如圖2所示)的晶體方向轉動90度而實施。

圖5的範例中，第三電場感測器12c偵測在第二電池單元C2的正電極E1與第一電池單元C1的正電極E1之間產生的水平電場。如上所述，第一電池單元C1的正電極E1及第二電池單元C2的負電極E2具有相同的電位能。因此，若放射的脈衝光P與圖4A、圖4B與圖5中的任一情況相同，則以第三電場感測器所計算的太陽能功率等於圖4A或圖4B中以第一及第二電場感測器12a、12b所計算的太陽能功率。

如圖5所示，在僅使用一電場感測器12c的情況下，由第三電場感測器12c所輸出的偵測信號輸入至信號處理器13。信號處理器13亦對該偵測信號進行前處理(放大處理與雜訊移除處理)。信號處理器13根據該經過前處理的信號直接計算太陽能功率。在圖5的範例中，電池單元C2的太陽能功率被計算。

圖6為描述用於本實施例的光遮蔽構件側視圖式。如圖6所示，因為如太陽能電池的測量物體M係由捲對捲印刷方法所製造，故安裝至少兩滾筒R1及R2。滾筒R1係基板SB捲於其上的饋送滾筒。如太陽能電池的測量物體M製作於基板SB。滾筒R2係將製有測量物體M之基板SB捲起的成捲滾筒。

太陽能功率量測系統1係設置在滾筒R1與滾筒R2之間。在圖6的範例中，為簡要列舉，僅圖示出一電場感測器12安裝於太陽能功率量測系統。圖6中，區域A1代表電場感測器12的量測區域。雖然圖6的圖示已簡化，但因為太陽能功率量測系統1係將測量物體M當作製造完成的太陽能電池而量測之，故太陽能功率量測系統1設置成與滾筒R2較近而與滾筒R1較遠。

如圖6所示，光遮蔽罩31(第一遮蔽構件)設置在基板SB的上方。光遮蔽罩31遮蓋基板SB上之測量物體M(圖6未示)的上表面並遮蓋電場感測器12。光遮蔽罩32(第二遮蔽構件)亦設置在基板SB的下方。光遮蔽罩32遮蓋基板上之測量物體M的下表面。光遮蔽罩31、32可以互相結合成為一體。然而本實施例中光遮蔽罩31及32為互相分離以易於維修。

光遮蔽罩31及32遮蔽雜訊光NL以改善由太陽能功率量測系統1所量測之太陽能功率的量測精度。光遮蔽罩31及32至少遮蓋如圖4A、圖4B與圖5中互相串聯的單電池C1、C2的整體上表面及整體下表面。

第一光吸收薄板33設置在光遮蔽罩31之下表面靠近光遮蔽罩31的邊緣處。且，第二光吸收薄板34設置在光遮蔽罩32之上表面靠近光遮蔽罩32的邊緣處。安裝第一及第二光吸收薄板33、34係為了防止雜訊光NL進入量測區域A1。為了防止雜訊光NL多重反射，第一光吸收薄板33可設置在光遮蔽罩31的整體下表面上，而第二光吸收薄板34可設置在光遮蔽罩32的整體上表面上。

例如，光遮蔽罩31、32可由如樹脂等的非金屬材料所製。在需要電磁屏蔽的情況下(例如在需要抑制環境雜訊作用的情況下)，可使用金屬材料或磁性材料所製的光遮蔽罩。然而，若使用金屬材料所製的光遮蔽罩，則需將光遮蔽罩接地以避免光遮蔽罩帶電。這係因為必須抑制由帶電的光遮蔽罩所產生的電場作用。

如圖4A所示，在第一電場感測器12a設置於基板SB上表面之上方與第二電場感測器12b設置在基板SB下表面之下方的情況中，與光遮蔽罩31相同的一光遮蔽罩設置在基板SB的下表面下方。又如圖4B所示，第一及第二電場感測器12a、12b設置在基板SB上表面的上方，光遮蔽罩31遮蓋第一及第二電場感測器12a、12b兩者。

在說明於圖4A、圖4B、圖5與圖6的太陽能功率量測系統具體配置中，基本地運行如圖3所示之流程圖的操作，量測測量物體M內產生的太陽能功率。因而略去太陽能功率量測系統1具體配置的操作詳細解釋。

如上所述，在本實施例中，激發光源11以其為激發光的脈衝光P照射測量物體M，電場感測器12(電場感測器12a、12b與12c)偵測測量物體M內經由放射的脈衝光P所產生之太陽能功率而引起的電場，信號處理器13藉著使用時序信號T1來處理自電場感測器輸出的偵測信號D1使得在測量物體M內產生的太陽能功率得以計算。因此即使未能確定參考電位，在測量物體M內產生的太陽能功率仍得以精確計算。

並且，因為電場感測器12係根據進入光電元件24之電場所引起的雷射光束偏振態變化來偵測電場，故電場感測器12幾乎不會被外部電雜訊所干擾。藉由減少安裝於電場感測器的一些金屬部件，其量測能夠在盡可能不使測量物體所產生的電場為非均勻的狀況下進行。 因此，太陽能功率量測系統1能夠在複數量測點量測。例如，太陽能功率系統1能夠量測平面分布。 (另一實施例)

圖7為描述另一實施例中太陽能功率量測系統的圖式。如圖7所示，另一實施例的太陽能功率量測系統包括複數電場感測器12、照相機(位置偵測感測器)41、距離感測器(第一感測器)42、表面溫度感測器(第二感測器)43以及控制器44。此太陽能功率量測系統檢查製作於由滾筒R3所輸送之基板SB上的測量物體M。在圖7中，測量物體M有互相串聯的四單電池C1~C4。雖然激發光源11安裝於此太陽能功率量測系統，但該激發光源11未顯示於圖7。

複數電場感測器12與圖1所示的電場感測器12相同。在圖7的範例中，與四單電池C1~C4相關的四電場感測器12沿著垂直於基板SB傳輸方向以一預設的間隙配置。電場感測器12偵測自單電池C1~C4表面產生的電場。電場感測器12亦輸出代表偵測結果的偵測信號至控制器44。

照相機41具有如電荷耦合裝置(Charged Coupled Device, CCD)的成像元件。照相機41於基板SB的輸送方向上設置在電場感測器12的上游。並且，照相機41對製有測量物體M的基板SB拍照。照相機41所擷取之影像的影像信號輸出至控制器44。控制器44參照由照相機41所擷取的影像而偵測製作於基板SB上之測量物體M的邊緣位置，並控制測量物體M的量測起始時序。

距離感測器42量測製有測量物體M之基板SB的表面位置。距離感測器42亦輸出代表量測結果的信號至控制器44。表面溫度感測器43偵測製有測量物體M之基板SB的表面溫度。表面溫度感測器43亦輸出代表偵測結果的信號至控制器44。電場感測器12的量測結果根據基板SB的表面位置與基板SB的表面溫度而改變。因此安裝距離感測器42與表面溫度感測器43於太陽能功率量測系統係為了校準電場感測器12的量測結果。

控制器44有圖1所示的時序產生器10與信號處理器13。本實施例中控制器44控制太陽能功率量測系統的操作。具體而言，控制器44參照照相機41擷取的影像來偵測製作於基板SB上之測量物體M的邊緣位置，並且控制測量物體M的量測起始時序。換言之，控制器44控制從時序產生器10輸出時序信號T1的時序。

控制器44根據距離感測器42的量測結果校準信號處理器13所量測的太陽能功率。控制器44亦根據表面溫度感測器43的偵測結果校準信號處理器13所量測的太陽能功率。換言之，控制器44校準測量物體M之單電池C1~C4的溫度相依性。藉由此校準可精確量測由測量物體M產生的太陽能功率。

控制器44根據照相機41所擷取的影像偵測電池單元的尺寸，並根據偵測到的尺寸控制激發光源11與電場感測器12。例如，控制器44可控制激發光源11以改變脈衝光P的光點大小以及脈衝光P的照射位置。控制器44亦可控制電場感測器12以改變電場的偵測位置。

儘管根據本發明之實施例的太陽能功率量測系統已說明於上，本發明並不限於上述的實施例，並且能在這些實施例的範疇內自由修改。例如，儘管實施例的前述說明以測量物體M為一矽製成的太陽能電池為例，但測量物體M也可以是有機太陽能電池。

又，儘管實施例的前述說明以接地電極29設置在電場感測器12的光電元件24上為例，但若可達到所需的靈敏度便可略去接地電極29。同樣地，另一實施例的前述說明以控制器44參照照相機41所擷取的影像來偵測測量物體M的邊緣位置為例，但控制器44也可藉由使用如感光器的感測器替代照相機41來偵測測量物體M的邊緣位置。

又，在圖4B的範例中，儘管第一及第二電場感測器12a、12b同時偵測自電池單元C1及C2上表面產生的垂直電場，該垂直電場也可僅由一電場感測器(如第一電場感測器12a)所偵測。例如，第一電場感測器12a可偵測自電池單元C2上表面所產生的垂直電場，移動至圖4B所示之第二電場感測器12b的位置，再偵測自電池單元C1上表面所產生的垂直電場。

當使用於本文時，以下的方向詞語「在…的上方」、「垂直」、「水平」以及「在…的下方」還有任何其他類似的方向詞語係參考裝配有本發明之設備的方向。因此，這些做為描述本發明的詞語應以相對於裝配有本發明的設備來解釋。

如「實質上」等的程度詞語於本文使用時，意指使最終結果沒有顯著變化的修飾詞語「合理偏移量」。例如，若±5%的偏移量不會否定所修飾詞語的意義，則該等程度詞語即可理解為包含「至少±5%偏移量」的修飾詞語。

詞語「配置」係用於說明包含有為完成所需功能而建構及/或程式設計後的硬體及/或軟體之裝置的元件、單元或部件。

儘管本發明之較佳實施例已於上說明及圖示，仍應理解這些實施例係本發明之範例而不應將其視為限制。增添、省略、替換以及其他修改型式均可在不偏離本發明之範疇下做出。因此，不應認為本發明由前述說明所限制，而是僅由隨附請求項的範圍所限制。

1‧‧‧太陽能功率量測系統
10‧‧‧時序產生器(信號產生器)
11‧‧‧激發光源
12‧‧‧電場感測器
13‧‧‧信號處理器
13a‧‧‧放大器
13b‧‧‧鎖相放大器
20‧‧‧雷射二極體
21‧‧‧準直透鏡
22‧‧‧四分之一波板
23‧‧‧反射稜鏡(反射器)
24‧‧‧光電元件
25‧‧‧反射稜鏡
26‧‧‧偵測元件
27‧‧‧收光透鏡
28‧‧‧光電二極體
29‧‧‧接地電極
31‧‧‧光遮蔽罩(第一遮蔽構件)
32‧‧‧光遮蔽罩(第二遮蔽構件)
33‧‧‧第一光吸收薄板
34‧‧‧第二光吸收薄板
41‧‧‧照相機(位置偵測感測器)
42‧‧‧距離感測器(第一感測器)
43‧‧‧表面溫度感測器(第二感測器)
44‧‧‧控制器
C1‧‧‧電池單元
C2‧‧‧電池單元
E1‧‧‧正電極
E2‧‧‧負電極
M‧‧‧測量物體
R1‧‧‧滾筒
R2‧‧‧滾筒
R3‧‧‧滾筒
SB‧‧‧基板

圖1為描述本實施例中太陽能功率量測系統結構的方塊圖。

圖2為描述本實施例中電場感測器之主要部件配置的圖式。

圖3為描述太陽能功率量測系統之基本操作的流程圖。

圖4A為描述本實施例中電場感測器之具體設置的圖式。

圖4B為描述本實施例中電場感測器之具體設置的圖式。

圖5為描述本實施例中電場感測器之具體設置的圖式。

圖6為描述用於本實施例的光遮蔽構件側視圖式。

圖7為描述另一實施例中太陽能功率量測系統的圖式。

1‧‧‧太陽能功率量測系統

10‧‧‧時序產生器(信號產生器)

11‧‧‧激發光源

12‧‧‧電場感測器

13‧‧‧信號處理器

13a‧‧‧放大器

13b‧‧‧鎖相放大器

Claims (15)

1. 一太陽能功率量測系統，包含： 一激發光源，配置為以激發光照射一測量物體； 一電場感測器，配置為根據該測量物體內產生之太陽能功率所引起的電場而輸出一偵測信號； 一信號產生器，配置為輸出指示自該激發光源放射該激發光之時序的時序信號；以及 一信號處理器，配置為根據該時序信號處理自該電場感測器所輸出的該偵測信號，該信號處理器計算該測量物體內產生的太陽能功率。
2. 如申請專利範圍第1項的太陽能功率量測系統，其中該電場感測器包含： 一光電元件，配置為容許該測量物體內產生之太陽能功率引起的電場在該光電元件內傳播； 一光源，配置為以偵測光照射該光電元件； 一偵測元件，配置為偵測通過該光電元件之該偵測光的偏振態；以及 一反射器，配置為將自該光源放射的該偵測光反射至與該電場方向交叉的方向，該光電元件由該反射偵測光照射。
3. 如申請專利範圍第2項的太陽能功率量測系統，其中該電場感測器更包含一接地電極，該接地電極設置在相對於該電場進入之進入表面的該光電元件之表面上。
4. 如申請專利範圍第1項的太陽能功率量測系統，其中該測量物體包含： 第一電極，設置在該測量物體的上表面； 第二電極，設置在該測量物體的下表面；以及 第一及第二電池單元，配置為在該第一電極與該第二電極之間產生太陽能功率， 其中該第一電池單元的該第一電極電連接於該第二電池單元的該第二電極。
5. 如申請專利範圍第4項的太陽能功率量測系統，其中該電場感測器包含： 第一電場感測器，設置在該測量物體之上表面的上方，該第一電場感測器偵測該第二電池單元的電場；以及 第二電場感測器，設置在該測量物體之下表面的下方，該第二電場感測器與該第一電場感測器同時偵測該第二電池單元的電場。
6. 如申請專利範圍第4項的太陽能功率量測系統，其中該電場感測器包含： 第一電場感測器，設置在該測量物體之上表面的上方，該第一電場感測器偵測該第二電池單元的電場；以及 第二電場感測器，設置在該測量物體之上表面的上方，該第二電場感測器偵測該第一電池單元的電場。
7. 如申請專利範圍第4項的太陽能功率量測系統，其中該電場感測器配置為偵測產生在該第一電池單元與該第二電池單元之間的電場。
8. 如申請專利範圍第1項的太陽能功率量測系統，更包含：一光遮蔽構件，配置為遮蓋該測量物體以及該電場感測器，該光遮蔽構件遮蔽雜訊光。
9. 如申請專利範圍第1項的太陽能功率量測系統，更包含： 一位置偵測感測器，配置為在該測量物體的預定傳送方向上偵測該測量物體的位置；以及 一控制器，配置為根據該位置偵測感測器的偵測結果控制太陽能功率的量測起始時序。
10. 如申請專利範圍第1項的太陽能功率量測系統，更包含： 第一感測器，設置為偵測該測量物體表面位置，以及 第二感測器，偵測該測量物體溫度兩者中的至少其中一者；以及， 一控制器，設置為根據該第一感測器及該第二感測器之至少其中一者的偵測結果校準由該信號處理器所計算的太陽能功率。.
11. 如申請專利範圍第8項的太陽能功率量測系統，其中該光遮蔽構件包含： 第一遮蔽構件，設置在該測量物體的上方，該第一遮蔽構件遮蓋該測量物體的上表面與該電場感測器；以及 第二遮蔽構件，設置在該測量物體的下方，該第二遮蔽構件遮蓋該測量物體的下表面。
12. 如申請專利範圍第11項的太陽能功率量測系統，更包含： 第一光吸收薄板，設置在該第一遮蔽構件的下表面上；以及 第二光吸收薄板，設置在該第二遮蔽構件的上表面上。
13. 如申請專利範圍第9項的太陽能功率量測系統，其中： 該位置偵測感測器為擷取該測量物體影像的照相機； 該測量物體包含一電池單元；且 該控制器係配置為根據該照相機所擷取的影像偵測該電池單元之尺寸。
14. 如申請專利範圍第13項的太陽能功率量測系統，其中： 該控制器係配置為根據該控制器所偵測的尺寸，控制該激發光源以改變該激發光的光點大小以及該激發光的照射位置。
15. 如申請專利範圍第13項的太陽能功率量測系統，其中： 該控制器係配置為根據該控制器所偵測的尺寸，控制該電場感測器以改變該電場的偵測位置。