TWI399554B - 線路短路缺陷線段之檢測及修復方法與檢測及修復裝置 - Google Patents

Description

線路短路缺陷線段之檢測及修復方法與檢測及修復裝置

本發明係關於一種用以量測及修復各式電氣單元線路中短路缺陷線段之檢測及修復方法與檢測及修復裝置。

本發明之電氣結構構造中具有光電轉換功能各種構造物或構造膜，其構造物或構造膜為絕緣性圖形或導電性圖形，以及有收集電能之膜層結構。於其絕緣性及導電性圖形之形成，可由一特定波長之雷射束或一機械式針具將其部份去除而達成。於去除 構造膜層的製程中，因設備不良、製程不良或環境中不清潔等因素，造成膜層去除不完全，使得兩電氣單元線路間產生短路缺陷線段造成漏電流之現象，本發明即用以修復兩電氣單元線路間之短路缺陷線段。

用以修復兩電氣單元線路間短路缺陷線段之方法中，以一雷射光束或一機械式針具修復之技術為現行常見之方法。以雷射光束修補時，如圖一所示，於對位方面在技術上有相當大的困難度，要將第一電氣單元線路11與第二電氣單元線路12間短路缺陷線段13再次去除修復時，重複劃線精準性為雷射光束修補技術上需克服的問題，於對位上只要有些微偏差都將造成構造膜損失14、15，亦即造成電氣元件性能上的損失或失效；而以機械式針具修補時，在對位方面與以雷射光束修補有相同的缺點14、15，且機械式針具本身熱膨脹問題，及底材21和構造膜材22(例如金屬等材料)由於機械式針具的選擇不當，參照圖二所示，都有可能造成構造膜的損傷23、24，即造成電氣元件性能上的損失或失效。

本發明係量測電氣單元線路結構中之線路，得知兩電氣單元線路間有漏電流現象，即以一電流導入兩電氣單元線路，使短路缺陷線段兩端因大量電流通過，燒除短路缺陷線段而修復之。本發明為一既簡單又方便實施之修復方法，且無雷射光束及機械式針具修復時，由於對位困難與造成構造膜損傷等問題。

本發明係為關於修復一薄膜太陽電池模組，於絕緣性及導電性圖形中，由一特定波長之雷射束或由一機械式針具，將其多餘部份去除之製程中，因設備不良、製程不良或環境中不清潔等因素，造成膜層去除不完全，使得兩電氣單元線路間產生漏電流現象之短路缺陷線段。本發明中提出一種線路檢測及修復方法與裝置，可檢測及修復包括模組內部各式電氣單元線路結構。其不會影響已形成的結構，亦不需要知道短路缺陷線段的確切位置，僅需知道短路缺陷線段位於哪兩條電氣單元線路之間，即可直接將造成模組中發生漏電流的短路缺陷線段加以修補。

此電氣單元線路結構在一模組元件中具有複數條電氣單元線路，模組元件可為各種式樣之電子元件或各式之半導體元件。這些元件結構中含第一電氣單元線路、第二電氣單元線路及兩電氣單元線路之間之短路缺陷線段。其步驟包括：測試模組中各電氣單元線路間之電阻值，用以得知兩電氣單元線路之間是否有漏電流現象；以及提供一電流導入兩電氣單元線路，使短路缺陷線段兩端因大量電流通過，以燒除短路缺陷線段。

本發明之線路檢測及修復裝置中，檢測裝置及修復裝置中之單元裝置為相同之設備，在同一組裝置中即可達到檢測及修復之功能，為一既簡單又方便且節省成本之電氣單元線路檢測及修復裝置。

本發明揭露一電氣單元線路修復方法，即可用以修復電氣單 元線路結構的短路缺陷線段。在實施例中，此線路結構係為一薄膜太陽電池模組之個別電池單元之電極，以此為例說明本發明之線路修復方法。但此實施例僅為敘述本發明之最佳實施方法，並非用以限制本發明之實施範圍。

薄膜太陽電池模組中具有複數個別電池單元之電極，這些複數電池單元電極在本實施例中以複數之電氣單元線路表示之，其中包含一第一電氣單元線路、一第二電氣單元線路以及位於第一電氣單元線路與第二電氣單元線路之間的短路缺陷線段，其量測及修復步驟包括：測試模組中之線路，用以得知兩電氣單元線路之間是否有漏電流現象；以及提供一電流導入第一電氣單元線路，使短路缺陷線段兩端因大量電流而通過第二電氣單元線路，以燒除短路缺陷線段。

本發明之電氣單元線路檢測及修復方法流程圖請參閱圖三。

31：測試模組中各線路間之電阻值，用以得知兩電氣單元線路之間是否有漏電流現象。

此電氣單元線路結構在一模組元件中具有複數條電氣單元線路，可藉由量測電阻值得知此薄膜太陽電池模組是否有短路缺陷線段。當量測得到此薄膜太陽電池模組中出現至少一處短路缺陷線段，即量測二線段間出現低歐姆電阻時，則意味著此二電氣單元線路間有至少一處出現短路缺陷線段。此一元件結構圖如圖四所示，係為一複數電氣單元線路及兩電氣單元線路間之短路缺陷線段局部示意圖。也就是，在此線路結構的複數條電氣單元線路 中，係包含了一第一電氣單元線路11、一第二電氣單元線路12及位於第一電氣單元線路11與第二電氣單元線路12之間的短路缺陷線段13。薄膜太陽電池模組元件結構中存在此短路缺陷線段時，將造成整個元件在吸收太陽光後轉換成電能時之轉換效率等性能降低。

32：提供一電流導入第一電氣單元線路11，使短路缺陷線段13兩端因大量電流通過至第二電氣單元線路12，用以燒除短路缺陷線段。

[實施例一]

在本實施例中之，線路檢測裝置及方法如圖五所示，係為一電氣單元線路中短路缺陷線段之線路檢測及修復裝置示意圖。其檢測步驟為以一控制計算器51設定輸出一訊號至電源供應器52，電源供應器52即提供一電壓並產生一量測電流至切換器54，切換器54即控制切換複數之傳輸端55，傳輸端55即將電流傳輸至複數之接觸端56，電流由接觸端56導至電氣單元線路，如果兩電氣單元線路間有短路缺陷線段，電流即由另一接觸端傳回至偵測器53，偵測器53將所偵測得之電流數值傳至控制計算器51，控制計算器51則將回傳之電流數值做計算分析，以得知兩電氣單元線路之間是否有漏電流現象，並記錄短路缺陷線段之位置。

本線路檢測裝置中控制計算器51可控制電源供應器52提供一電流並設定及計算量測位置，並用以控制切換器54逐一偵測電氣 單元線路，逐一量測整個元件之短路缺陷線段，並將量測之結果傳回偵測器53及控制計算器51，進一步分析計算整個元件之短路缺陷線段位置，再針對短路缺陷線段進行修補。本實施例中之線路檢測方法係利用一控制計算器51、電源供應器52、切換器54、複數之傳輸端55、複數之接觸端56以及偵測器53，用以一次檢測整個複數電氣單元線路元件，無需逐一移動二接觸端，可縮短檢測時間及減少機構中接觸端移動之損耗。為將量測得之一短路缺陷線段造成漏電流之現象進行修補，本裝置亦可作為一種線路修復裝置，該線路修復裝置及方法如圖五所示。該線路修復裝置，係用以修復一具有短路缺陷線段之電氣單元線路結構，其特徵為設定電壓提供一電流通過中間具有短路缺陷線段之兩電氣單元線路，此電流通過至少一短路缺陷線段，將至少一短路缺陷線段修復，其修復裝置包含：一控制計算器，可控制電源供應器提供電壓及電流、以及控制切換器執行其切換動作；一電源供應器，用以提供電壓及電流；一切換器，用以逐一切換欲修復之兩電氣單元線路；複數之傳輸端，用以連接電源供應器與接觸端；複數之接觸端，用以接觸複數之電氣單元線路；以及一偵測器，用以量測回傳之電流以得知其電阻值，傳至控制計算器加以計算修復之狀況。其修復步驟為以一控制計算器51於上述之檢測步驟時得知短路缺陷線段位置，則由控制計算器51設定輸出一訊號至電源供應器52，並控制切換器54切換複數之傳輸端55，電源供應器52即設定電壓提供一電流通過切換器54至傳輸 端55，傳輸端55即將電流傳輸至複數之接觸端56，電流由接觸端56導入欲修復之整個元件中之複數電氣單元線路，並通過中間具有短路缺陷線段之兩電氣單元線路，此電流通過至少一短路缺陷線段，兩電氣單元線路間之短路缺陷線段即因大量電流通過而將短路缺陷線段燒除，將至少一短路缺陷線段修復以達到修復效果。

[實施例二]

在本實施例中之，線路檢測裝置及方法如圖五所示，係為一電氣單元線路中短路缺陷線段之線路檢測及修復裝置示意圖。其檢測步驟為以一控制計算器51設定輸出一訊息至電源供應器52，電源供應器52即提供一量測電流至切換器54，切換器54即控制切換複數之傳輸端55，傳輸端55即將電流傳輸至複數之接觸端56，電流由接觸端56導至整個元件中之複數電氣單元線路，如果兩電氣單元線路間有短路缺陷線段，電流即由另一接觸端傳回至偵測器53，偵測器53將所偵測得之電流數值傳至控制計算器51，控制計算器51則將回傳之電流數值做計算分析，以得知兩電氣單元線路之間是否有漏電流現象。在量測時偵測器53如量測得有短路缺陷線段時，立即由控制計算器51設定輸出一訊息至電源供應器52，電源供應器52即設定電壓提供一電流通過切換器54、傳輸端55及接觸端56至電氣單元線路，通過中間具有短路缺陷線段之兩電氣單元線路，此電流通過至少一短路缺陷線段，使量測得之短路缺陷線段因大量電流通過而將短路缺 陷線段燒除，將至少一短路缺陷線段修復，以達到修復效果。本實施例以此方法逐一量測得到短路缺陷線段位置，並做即時修復方動作，可有效降低量測及修復所需之時間。

本線路檢測裝置中之電源供應器52為可調變電壓及電流之電源供應器，可藉控制計算器設定控制該電源供應器，並由該電源供應器提供一漸變之電壓及電流，其調變方法為：由控制計算器51控制電源供應器52設定一預定電流，控制電壓由低至高漸近式上昇，用以緩慢的施與一電流於兩電氣單元線路間之短路缺陷線段，以漸近之方式將兩電氣單元線路間之短路缺陷線段燒除，達到修復效果，而不致於突然因一大量的電流通過，使得兩電氣單元線路在短路線路13處，傷及附近之構造膜層。另外，本線路檢測裝置中之電源供應器52為可調控一脈衝方式，固定脈衝時間搭配漸近式電壓之方式修補，可進一步降低修復電氣單元線路時所可能造成的元件損傷，更能有效提昇其修復效果。

綜觀上述二實施過程可知，藉由本發明所揭露之電氣單元線路修復方法與電氣單元線路修復裝置，可以一簡單之方法及裝置即可修復短路缺陷線段，且達到極佳之修復效果，使整個元件在吸收太陽光後轉換成電能時，因短路缺陷線段存在而降低轉換效率等性能加以提昇。

11‧‧‧第一電氣單元線路

12‧‧‧第二電氣單元線路

13‧‧‧短路缺陷線段

14‧‧‧因偏差造成損失之構造膜一

15‧‧‧因偏差造成損失之構造膜二

21‧‧‧底材

22‧‧‧構造膜層

23‧‧‧因機械式針具的選擇不當造成底材傷害

24‧‧‧因機械式針具的選擇不當造成構造膜損失

51‧‧‧控制計算器

52‧‧‧電源供應器

53‧‧‧偵測器

54‧‧‧切換器

55‧‧‧傳輸端

56‧‧‧接觸端

圖一，係為雷射光束或機械式針具修補時，由於偏差造成構造膜損失之示意圖。

圖二，係為機械式針具造成底材和構造膜損失之截面示意圖。

圖三，係為本發明之電氣單元線路修復方法流程圖。

圖四，係為一複數電氣單元及兩電氣單元間之短路缺陷線段局部示意圖。

圖五，係為一電氣單元線路中短路缺陷線段之線路檢測及修復裝置示意圖。

11‧‧‧第一電氣單元線路

12‧‧‧第二電氣單元線路

13‧‧‧短路缺陷線段

51‧‧‧控制計算器

52‧‧‧電源供應器

53‧‧‧偵測器

54‧‧‧切換器

55‧‧‧傳輸端

56‧‧‧接觸端

Claims (10)

1. 一種線路檢測裝置，係用以偵測一元件之複數條電氣單元線路中具有短路缺陷線段之兩電氣單元線路，其特徵為於兩電氣單元線路端外加一電壓產生一電流，偵測兩電氣單元線路間之電流流動，以得知兩電氣單元線路間是否有短路缺陷線段，該線路檢測裝置為複數之偵測接觸裝置，用以一次量測整個元件之短路缺陷線段，其檢測裝置包含：一控制計算器，可控制電源供應器提供電壓及電流、控制切換器執行其切換動作、以及將由偵測器傳回之偵測值加以分析計算並記錄該缺陷位置；一電源供應器，用以提供電壓及電流；一切換器，用以逐一切換偵測電氣單元線路；複數之傳輸端，用以連接電源供應器與接觸端；複數之接觸端，用以接觸複數之電氣單元線路；一偵測器，用以量測回傳之電流而得知其電阻值，傳至控制計算器加以計算得知漏電流現象。
2. 如申請專利範圍1項所述之線路檢測裝置，該裝置之檢測方法為：控制計算器控制電源供應器與切換器，由電源供應器提供電壓與電流，透過切換器逐一切換欲量測之複數之傳輸端至複數之接觸端，由偵測器探測由接觸端傳回之電流而得知其電阻值，以得知整個元件中電氣單元線路間之漏電流現象，並傳回控制計算器分析計算及記錄該缺陷位置。
3. 一種線路修復裝置，係用以修復一具有短路缺陷線段之電氣單元線路結構，其特徵為設定電壓提供一電流通過中間具有短路缺陷線段之兩電氣單元線路，此電流通過至少一短路缺陷線段，將至少一短路缺陷線段修復，其修復裝置包含：一控制計算器，可控制電源供應器提供電壓及電流、以及控制切換器執行其切換動作；一電源供應器，用以提供電壓及電流；一切換器，用以逐一切換欲修復之兩電氣單元線路；複數之傳輸端，用以連接電源供應器與接觸端；複數之接觸端，用以接觸複數之電氣單元線路；以及一偵測器，用以量測回傳之電流得知其電阻值，傳至控制計算器加以計算修復之狀況。
4. 如申請專利範圍3項所述之線路修復裝置，其中該控制計算器為可設定控制電源供應器提供一漸變之電壓及電流，其調變方法為：由控制計算器控制電源供應器設定一預定電流，控制電壓由低至高漸近式上昇，用以緩慢的施與一電流於兩電氣單元線路之短路缺陷線段。
5. 如申請專利範圍3項所述之線路修復裝置，其中該電源供應器為可調變電壓及電流之電源供應器，其調變方法為：由控制計算器控制電源供應器設定一預定電流，控制電壓由低至高漸近式上昇，用以緩慢的施與一電流於兩電氣單元線路之短路缺陷線段。
6. 如申請專利範圍3項所述之線路修復裝置，其中該電源供應器為可調控一脈衝方式，固定脈衝時間搭配漸近式電壓之方式進行修復。
7. 一種線路檢測及修復裝置，係用以檢測及修復一具有短路缺陷線段之電氣單元線路結構，其裝置包含：一控制計算器，可控制電源供應器提供電壓及電流、控制切換器執行其切換動作、並設定及計算量測及修補位置；一電源供應器，用以提供電壓及電流；一切換器，用以逐一切換欲修復之兩電氣單元線路；複數之傳輸端，用以連接電源供應器與複數之接觸端；複數之接觸端，用以接觸複數之電氣單元線路；以及一偵測器，用以量測回傳之電流得知其電阻值，傳至控制計算器加以計算得知漏電流現象及計算修復之狀況，其中該裝置中之單元設備：控制計算器、電源供應器、切換器、複數之傳輸端、複數之接觸端及偵測器，可同時用以檢測及修復線路短路缺陷線段。
8. 如申請專利範圍7項所述之線路檢測及修復裝置，其中該控制計算器為可設定控制電源供應器提供一漸變之電壓及電流，其調變方法為：由控制計算器控制電源供應器設定一預定電流，控制電壓由低至高漸近式上昇，用以緩慢的施與一電流於兩電氣單元線路之短路缺陷線段。
9. 如申請專利範圍7項所述之線路檢測及修復裝置，其中該電源 供應器為可調變電壓及電流之電源供應器，其調變方法為：由控制計算器控制電源供應器設定一預定電流，控制電壓由低至高漸近式上昇，用以緩慢的施與一電流於兩電氣單元線路之短路缺陷線段。
10. 如申請專利範圍7項所述之線路檢測及修復裝置，其中該電源供應器為可調控一脈衝方式，固定脈衝時間搭配漸近式電壓之方式進行修復。