TWI429925B - 用於薄膜太陽能模組之自動化品質控制的測試配備 - Google Patents

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Description

用於薄膜太陽能模組之自動化品質控制的測試配備
本發明通常係關於薄膜太陽能模組的測試以偵測故障，且更具體地，係關於用於測試複數個個別的光伏打電池(photovoltaic cell)之方法與設備，該光伏打電池以串聯方式電性地耦合以局部化任何已個別測試之表現效能不理想的光伏打電池。
傳統上，光伏打(“PV”)電池意指如同包括由晶態矽(crystalline silicon)形成之基板以作為光吸收(light-absorbing)半導體之晶態矽光伏打電池。來自太陽的光能被吸收至矽中且轉換為電能。由單晶(single-crystal)矽的鑄錠(ingot)被切成薄片之單晶矽晶圓最常被使用，因其提供適當的轉換效率，且因此產生理想的電能輸出。
但晶態矽光伏打電池有顯著的缺點，最明顯的缺點包括成本、尺寸與耐久性。該單晶矽的鑄錠係藉由冗長的、昂貴的以及對熱與壓力敏感之製程所產生。此外，單晶矽也是一種由最習知的微處理機形成之半導電(semi-conducting)材料。如此對於由單晶矽形成之晶圓的限制供應以及，依次，與這類晶圓相關的高成本產生明顯的需要。
製作單晶矽晶圓的製程也限制具有個別光伏打電池形成於其上之晶圓的最大直徑。通常，單晶矽的鑄錠從熱矽熔體(hot silicon melt)被取出。單晶矽從該鑄錠中心軸向外放射狀地增加以產生始終增加的直徑。然而，容許較長的 單晶矽增加，因為例如溫度及/或壓力的變動、該鑄錠從該熔體被取出的速度以及雜質於該熔體中的狀況使缺點被傳入矽晶格的情形越有可能發生。因此，為了提供足夠大的光伏打電池陣列以產生理想的電能輸出，將會需要很多單晶矽晶圓。由於如上述的成本考量，通常使得晶態矽光伏打電池於商業應用中不具經濟上的實用性。
另外，晶態矽光伏打電池通常係易碎且對於環境狀況(例如濕度)很敏感。因此需要將陣列的光伏打電池密封於堅固的外殼中，增加對於這種晶態光伏打電池陣列額外的成本。
考量這些缺點，於光伏打電池技術中的發展已集中於薄膜光伏打電池。不像晶態光伏打電池，薄膜光伏打電池包括由具有較少急迫處理需求的材料(例如非晶矽(amorphous silicon)，或其他多晶態(polycrystalline)材料)所形成之光吸收半導體。另外，薄膜光伏打電池可為微米(即百萬分之一米)厚度的等級，比起晶態光伏打電池需要較少的光吸收材料。薄膜光伏打電池可實施於彈性基板上且具有高耐久性。且因為不需要單晶半導體材料，薄膜光伏打電池之光吸收半導體有利於大區域的沉積技術。薄膜光伏打電池可於具有1m2 至超過4m2 的表面區域之大基板上形成陣列。
雖然薄膜光伏打電池包括更有成本效益與立即可獲得之材料，但平均來說其無法如晶態矽光伏打電池一樣產生很多電能。因為個別的薄膜光伏打電池比起晶態矽光伏打電池有較低的平均輸出，故該薄膜光伏打電池陣列較大， 包含比晶態矽光伏打電池更多的個別薄膜光伏打電池以產生可比擬的輸出電壓。當這種薄膜光伏打電池陣列的表現不如預期時，通常是因為一個或多個個別薄膜光伏打電池的瑕疵。然而，由於在陣列中有大量的這類電池，故對引起問題電池的定位係一種令人卻步且浪費時間的工作。
因此，於此技術領域中需要一種用於測試共同地形成薄膜太陽能模組的薄膜光伏打電池之方法與設備。該方法與設備可確認該模組中不會產生理想輸出的薄膜光伏打電池以及確認該模組中這些薄膜光伏打電池的位置。
根據一態樣，本發明提供一種用於從共同地形成薄膜太陽能模組的複數個光伏打電池中確認光伏打電池的缺陷區域之測試系統。該測試系統包括含有複數個測試指針(test finger)的探針，該測試指針係佈置以實質上同時地被置於供給一個或多個複數光伏打電池之不同區域之相鄰電子接觸面。每一測試指針用以從一個或多個光伏打電池之不同區域接收電子輸出。該測試系統進一步包括發出光線以藉由該光伏打電池於測試期間轉換為該電子輸出之光源以及測量電路，該測量電路測量從該光伏打電池之不同區域接收的電子輸出特性以及傳送藉由該測量電路測量之特性之測量值信號指示。控制單元操作地耦合於該測量電路用以接收該測量值信號以及產生視覺顯示，該視覺顯示指出至少一該太陽能模組之不同區域為至少部分地以該測量值信號為基礎之缺陷區域，且指出該太陽能模組上該缺陷 區域之位置。
根據另一態樣，本發明提供一種測試薄膜太陽能模組的方法，該薄膜太陽能模組包含沿著該太陽能模組之第一方向分佈且沿著該太陽能模組之第二方向伸長之複數個相鄰光伏打電池，其中，電子輸出被用於測試沿著該太陽能模組之第二方向的變化。該方法包括照亮至少一該太陽能模組之光伏打電池，於沿著該太陽能模組之第二方向的第一位置接收該至少一光伏打電池的電子輸出，且於沿著該太陽能模組之第二方向的第二位置接收該至少一光伏打電池的電子輸出，其中，該第二位置與該第一位置不同。該方法進一步包括執行將來自該光伏打電池於沿著第二方向的第一與第二位置之電子輸出與預設值作比較以決定是否來自於第一與第二位置之光伏打電池的電子輸出至少相等於該預設值，以及決定如果來自於至少一第一與第二位置之光伏打電池的電子輸出不等於該預設值，至少一沿著該太陽能模組之第二方向的光伏打電池的第一與第二位置為該太陽能模組之缺陷區域。這種缺陷區域的位置也指出相關該太陽能模組之另一區域。在一實施例中，沿著該太陽能模組之第二方向於該第一與第二位置接收該光伏打電池的電子輸出之步驟包括：於該第一位置之光伏打電池的電子接觸面與從探針延伸之第一組複數個測試指針之間建立連接；調整該探針與該太陽能模組至少其一的位置，以定位沿著該第二方向相鄰該第二位置之該探針；以及於該第二位置之光伏打電池的電子接觸面與從該探針延伸之第一 測試指針之間建立連接。在另一實施例中，該方法復包括於該太陽能模組之相鄰光伏打電池的電子接觸面與從該探針延伸之第二組複數個測試指針之間建立連接。在又一實施例中，沿著該太陽能模組的第二方向於該第一與第二位置接收該光伏打電池的電子輸出之步驟包括：定位包括相鄰該太陽能模組之複數個測試指針之探針，其中，從該探針延伸之第一測試指針被置於相鄰於該第一位置供給該光伏打電池之電子接觸面，以及從該探針延伸之第二測試指針被置於相鄰於該第二位置供給該光伏打電池之另一電子接觸面；於該第一測試指針與該電子接觸面之間建立連接；以及於該第二測試指針與該另一電子接觸面之間建立連接。
根據本發明再另一實施例，本發明提供一種用於確認太陽能模組的故障部份之測試系統。該測試系統包括含有複數個測試指針的探針，每一該測試指針係佈置以連接沿著該太陽能模組的第一方向之一不同的複數個相鄰光伏打電池用以接收來自每一複數個光伏打電池之電子輸出。該複數個測試指針係佈置以於測試期間實質上伸長於該第一方向完全地穿過該太陽能模組。該測試系統進一步包括發出光線以藉由該光伏打電池於測試期間轉換為該電子輸出之光源，以及調整至少一探針與該太陽能模組的位置以將該探針置於沿著該太陽能模組的第二方向之複數個測試位置之驅動器(driver)。測量電路評估來自於測試期間採用測試指針之複數個光伏打電池之電子輸出以及產生代表作為該 太陽能模組整體輸出測試之每一光伏打電池的貢獻之數值。
在一實施例中，該測試系統復包括：開關單元，用於連續地以一順序選擇該複數個測試指針中各個測試指針，在該順序中，由各個測試指針所接收的該電子輸出係與該量測電路連接。
在本文中使用某些術語僅係基於方便且並不對本發明作限制。在本文中使用之對應文字透過圖式可得最好的了解，圖式中使用相同的數字以確認相同或相似的物件。另外，於圖式中，某些特徵可於某些圖案中顯示。
同樣需要注意，詞組“至少一”，如果用於本文，隨後接著複數個構件，於此處意指該構件其中之一，或一個以上的構件組合。舉例來說，該詞組“至少一第一物件(widget)與第二物件”意指於本說明書中的該第一物件、該第二物件或該第一物件與該第二物件。同樣地，“至少一第一物件、第二物件與第三物件”意指於本說明書中的該第一物件、該第二物件、該第三物件、該第一物件與該第二物件、該第一物件與該第三物件、該第二物件與該第三物件或該第一物件與該第二物件與該第三物件。
一種包括以串聯方式互相連接之複數個薄膜光伏打電池12的太陽能模組10顯示於第1圖。藉由以串聯方式連接該光伏打電池12，每一光伏打電池12的開路電壓(open-circuit voltage)(Voc)以累積的方式同時增加。適當數量的光伏打電池12可供應該太陽能模組10以根據特定的 應用來產生適當的開路電壓，但這種太陽能模組10通常於該太陽能模組10的寬度方向W每一米包含大約80至300個光伏打電池12。
第1圖中每一薄膜光伏打電池12包括一種由適當的透明傳導氧化物層(舉例來說，如顯著透明之銦錫(indium tin)氧化物(“ITO”)或鋅氧化物(ZnO))所形成之外露的電子接觸面14。一種非晶矽層16或其他適當的光吸收材料從內部接觸面18與該外露的電子接觸面14分離。該光伏打電池12的不同層被支撐於由玻璃或其他適當絕緣體所組成之顯著透明的基板20上。
如第2圖中較清楚的描述，複數個(一般為每米80至300個)薄膜光伏打電池12以串聯方式互相連接，且於基板20上相互平行的佈置。故佈置時，該光伏打電池12沿著該太陽能模組10的寬度方向W作分佈，佈置相當接近其互相面對的長邊以於第2圖之寬度方向W顯示“堆疊”組構。同樣的，每一光伏打電池12沿著該太陽能模組10的長度方向L伸長，且通常伸長幾乎為該太陽能模組之總長度L至該太陽能模組10的相對端點。由於該光伏打電池12以串聯方式連接，故其各自的開路電壓(Voc)同時增加，一種最外側的光伏打電池作為所有光伏打電池12的累積開路電壓均呈現於其上之陽極電池(positive cell)22。同樣地，該相反之最外側的光伏打電池作為參考電壓(Vr)(例如，可能為地電位)呈現於其上之參考電池24。
顯示於第2圖之太陽能模組10包括光伏打電池12， 該電池沿著幾乎整個寬度方向W分佈且沿著該長度方向L的長度伸長以在該基板20上支撐最大數量的光伏打電池12。然而，其他太陽能模組10可包括僅沿著一方向(長度L或寬度W)分佈或伸長的光伏打電池12。
於該光伏打電池12上或互相連接該光伏打電池12之圖案線(patterning lines)上的局部缺陷會於該太陽能模組10中導致分流(shunt)或其他缺點，因此強烈地影響該個別光伏打電池12之電子品質與該太陽能模組10之整體開路電壓(Voc)。如第5圖所示且於下方詳細的討論，開路電壓中(Voc)約位置9的傾斜(dip)在測試中於其中一光伏打電池12上產生這種局部缺陷的結果。另外，每一光伏打電池12的開路電壓(Voc)可依據於光伏打電池12中這種局部缺陷的位置沿著該基板20的長度方向L進行變化，使得該缺陷之定位與隔離變得困難。
根據本發明之一實施例，一種用於定位這種於該太陽能模組10之電子特性上有影響之局部缺陷的測試系統26也顯示於第2圖。該測試系統26可確認一個或多個共同地形成該薄膜太陽能模組10之光伏打電池12的缺陷區域。如圖所示，該測試系統包括用於連接該光伏打電池12之探針28。一種藉由該光伏打電池12發射之電子輸出信號透過該探針28被傳入該測試系統26。藉由該光伏打電池12發射及傳入該探針28之電子輸出信號包括一種藉由該測試系統26評估之電子量以確定是否於測試時該光伏打電池12之部位運作正常。以評估該光伏打電池12之部位運 作的目的而可進行評估之電子特性的範例包括於該光伏打電池12之各種不同區域中的開路電壓(Voc)，於複數個該光伏打電池12之不同區域中產生之電流，以及可被評估以指出於該光伏打電池12的測試區域中可能的缺陷呈現之任何其他適當之電子特性。
顯示於第2圖與第3圖中，該探針28包括複數個測試指針30，該測試指針向外伸長而遠離該探針28以接觸一個或複數個提供該光伏打電池12的區域進行測試之電子接觸面。該測試指針30可為任何適當的電子接觸面(如彈簧接觸面)且被佈置使每一個都能同時地互相接觸，或至少置於相鄰提供給該複數個光伏打電池12之外露的電子接觸面14。以此方法佈置，支撐該測試指針30的探針28延伸超過形成該太陽能模組10之光伏打電池12至少一集合的方向之實施的部分。於第2圖與第3圖中，該探針28以及因此，該測試指針30以寬度W的方向於顯著地部位進行分佈，且根據某些實施例，光伏打電池12之整體集合形成該太陽能模組10。對於這種實施例，該測試指針30可共同地產生電子連接於供給所有光伏打電池12之外露的電子接觸面14之區域。以這種方式共同地建立連接能使從該光伏打電池12每一區域將該電子輸出信號傳入該探針28以進行如下述之評估所需要的時間長度變為最小。
該測試指針30在測試時於該太陽能模組10的第一方向(即顯示於第2圖的實施例之該寬度方向W)中被佈置以顯著地伸長完全穿過形成該太陽能模組之光伏打電池12 的集合。形成該光伏打電池12之薄膜沿著該太陽能模組10的第二方向(即第2圖的實施例之該長度方向L)縱向地伸長，其中，該第二方向大約與該第一方向垂直。因此，適當數量的測試指針30提供給該探針28，且該測試指針30被佈置以連接於測試時沿著該太陽能模組10的寬度方向W分佈之每一光伏打電池12。該探針28與測試指針30可於該太陽能模組10的長度方向L沿著該薄膜光伏打電池12被重新安置於複數個不同位置32。或者，沿著該長度方向L於該薄膜光伏打電池12之外露的電子接觸面14上該太陽能模組10可被重新安置以將該測試指針30之理想相關位置設為各種不同位置。然而其他實施例包括同時調整該測試指針30的位置與該太陽能模組10的位置。
隨著適當數量與佈置的測試指針30，沿著該長度方向L於複數個不同位置32中經由該測試指針30接收該電子輸出信號以顯著地伸長穿過整個寬度方向W係容許該測試系統26在單一通道中至少一該太陽能模組表面的代表部位上有效地評估該太陽能模組10的運作，而不需要數個相關於該太陽能模組10的探針28與測試指針30之通道。顯示於第2圖中於每一測試指針30沿著該長度方向L包括三個不同位置之示範實施例以建立與該光伏打電池12之外露的電子接觸面14連接以接收該光伏打電池12的電子輸出信號，但可選擇位置32任何理想的數量。
一種開關單元34操作地耦合於測量電路36與該探針28之間以選擇地將該複數個測試指針30耦合至該測量電路 36用以從該測試指針30傳送該電子輸出信號至該測量電路36。該測量電路36可為量化一個或多個經由該測試指針30傳入該測試系統26之電子輸出信號特性之任何電子電路。於第2圖的實施例中，該測量電路36為一種用於測量穿過每一光伏打電池12之開路電壓之萬用電錶(multimeter)，但根據其他實施例，該萬用電錶可至少測量下述其中之一：通過光伏打電池12之電流、該太陽能模組10的全部開路電壓以及任何其他可與其數量的理想數值做比較以指出是否該太陽能模組10理想地將光能轉換為電能之特性。
該測量電路36可測量及分派數值至傳入每一測試指針30之電子輸出信號之特性以及產生代表每一組這類數值之測量值信號以傳送至控制單元38。該控制單元38可為分析儲存於電子記憶體裝置中電腦可執行之指令之運用微處理器(microprocessor-based)的電腦端，舉例來說，連接該控制單元38。該電腦可執行之指令定義步驟以藉由該控制單元38進行初始化用以至少暫時地儲存代表該電子輸出信號的測量特性之測量值信號，其可依序指出該光伏打電池12的缺陷區域之表現與位置，並控制如本文所述之測試系統26的運作。
該控制單元38可評估藉由該測量電路36產生之已接收測量值信號以及根據至少部分的測量值信號決定是否該光伏打電池12的測試區域有缺陷。舉例來說，該測量電路36可產生具有於該光伏打電池12的其中一測試區域中開路電壓數值比率之大小(magnitude)之測量值信號。該測量值 信號的大小可藉由該控制單元38與預設、最小值進行比較，其中代表該光伏打電池12實際工作區域之開路電壓之測量值信號高於該預設最小值。如果藉由該控制單元38實施之比較結果顯示該測量值信號的大小低於該預設最小值，然後該控制單元38可決定該已測量開路電壓不會到達該光伏打電池12之實際工作區域所需之最小電壓，且使其變大。
一種驅動器46，如電子馬達或其他適當的致動器也可被提供以移動至少一探針28與該太陽能模組10以將該探針28與測試指針30沿著該太陽能模組10的第二方向置於複數個測試位置32。該驅動器可選擇地配合軌道(無圖示)以於沿著該第二方向之太陽能模組10的部位上調整該探針28的位置，偶爾停止以沿著該光伏打電池12之外露的電子接觸面14於該測試指針30與該位置32之間建立接觸面。該測試系統26於每一次接觸面建立時沿著該光伏打電池12於複數個測試位置32可執行該測試測量。本發明之其他實施例包括當該探針28被夾住不動時可移動該太陽能模組10之驅動器46。該控制單元38操作地耦合連結以控制該驅動器46的運作用以移動至少一探針28與該太陽能模組10以沿著形成該太陽能模組10之該光伏打電池12之長度L於該測試指針30與該外露的電子接觸面14之間建立接觸面。如第2圖所示，為於該控制單元38與該驅動器46間之傳送通道48包括一對天線50，形成無線傳送通道48，但任何適當的傳送通道(如有線連接)仍屬於本發明之範圍。
該控制單元38也可包括用以產生視覺顯示之顯示裝置40，該視覺顯示可藉由操作者來觀察以指出於該太陽能模組10上光伏打電池12之一個或多個缺陷區域的表現與位置。該顯示裝置40可為習知的電腦螢幕(例如，與/或印表機)、繪圖機或其他能產生視覺顯示，以及選擇地於該光伏打電池12與其位置上一個或多個缺陷區域之訊息指示的硬拷貝輸出之同種裝置。
第3圖顯示配置於包括該測試指針30之探針28與一個或多個光源42間之太陽能模組10的截面圖。該太陽能模組10被藉由該光源42發射之光能照亮以於測試期間藉由該光伏打電池12轉換為電子輸出信號。該光源42可為單一燈、陣列燈、固態或有機發光裝置、或任何其他能提供均一(homogenous)光強度與適當的波長光譜給供應該太陽能模組10之光伏打電池12的全體集合之適當光源。根據另一實施例，該光源42可發射不同強度的光能44。對應每一光伏打電池12a、12b、12c...12*之測試指針30提供給該探針28用以共同地連接每一光伏打電池12之外露的電子接觸面14。該測試指針30沿著該寬度方向W佈置以顯著地延伸完全地穿過該太陽能模組10之寬度方向W。於測試期間該光能44傳送至該光伏打電池12上以轉換成電能。當該光伏打電池12照亮時，該測試指針30沿著每一光伏打電池12的延伸部位的太陽能模組10之長度方向L於不同位置32中被傳入接觸該光伏打電池12之外露的電子接觸面14。
使用中，該測試系統26可用以作為組裝薄膜太陽能模組10製程的部分以於傳送至末端用戶前，用於進行太陽能模組10故障測試。根據本發明之一實施例的一種測試薄膜太陽能模組10之測試方法之實施例顯示於第4圖的流程圖。被測試之太陽能模組10包括複數個相鄰光伏打電池12，該光伏打電池如上述沿著該太陽能模組10的第一方向W分佈且沿著該太陽能模組10的第二方向L伸長，以及一種電子輸出信號被測試對於沿著該太陽能模組10的第二方向的變化。
該探針28與測試指針30的位置由該驅動器46沿著該光伏打電池12的長度L而與於每一測試指針30與該光伏打電池12的外露的電子接觸面14間之接觸面調整至初始測試位置32被建立為步驟100。選擇地，於該測試指針30與該光伏打電池12的對應外露的電子接觸面14間之接觸面會同時地出現使得所有測試指針30與該外露的電子接觸面14連接(作為一群(batch))，或連續地使得於該測試指針30與該光伏打電池12的對應外露的電子接觸面14間之接觸面會連續地出現。於步驟110中形成該太陽能模組10之一個或多個光伏打電池12之至少一部分藉由來自該一個或多個光源42之光能44照亮。
一種電子輸出信號於步驟120中透過該測試指針30由該測試系統26接收，該電子輸出信號包括藉由沿著第二方向於初始測試位置32之每一至少一個光伏打電池12於發亮時所產生與發射的電能。由光伏打電池12發射並傳入 該測試系統26的剩餘部分之電能經過其上之測試指針30可藉由開關單元34分別地選擇。每一測試指針30每次被連續地選擇一次，或是以任何想要的等級與數量。於步驟130，當每一測試指針30藉由開關單元34選擇時，被傳入該測試指針30之輸出信號(或信號代表)連接至該測量電路36，以及測量電子特性(例如該輸出信號的開路電壓)。
該已測量電子特性可藉由該測量電路36產生之測量值信號來表示，且該測量值信號於步驟140傳送至該控制單元38。該控制單元38可儲存一種於電腦可存取記憶體中由測量值信號表示之數量(至少暫時地)，以及評估該測量值信號。該測量值信號可與預設臨界值進行比較以區別來自表示代表該光伏打電池12的缺陷區域之已測量電子特性的測量值信號之適當的測量值信號。
該比較可內部地值行，藉由該控制單元38於此動作之後，接著可根據該比較結果指出任何缺陷區域的存在。根據其他實施例，該控制單元38可由操作者決定脫離該主動比較，反而指出該測量值信號而沒有首次執行該比較。對於這種實施例，該控制單元38於目前測試位置32，以及選擇地沿著如下述參考第5圖之一個或多個光伏打電池12之長度L的所有測試位置32可顯示該測量值信號之視覺顯示以容許該操作者立即確定該光伏打電池12的缺陷區域存在，以及任何這種缺陷區域的位置。
在收到於初始位置32經由該測試指針30之每一光伏打電池12的電子輸出之後，該控制單元38於步驟150確 定是否該測試指針30沿著形成該太陽能模組10之光伏打電池12的長度L於所有理想的測試位置32已收到電子輸出信號。如果該電子輸出信號沒有藉由該測試指針30沿著形成該太陽能模組10之光伏打電池12的長度於每一理想的測試位置32被接收，接著至少一探針28與該太陽能模組10會在步驟160於該控制單元38之控制下藉由該驅動器46的運作被移動至不同位置32且該製程會重覆進行。
如果於步驟150確定每一光伏打電池12的電子輸出已沿著光伏打電池12的長度L於所有理想測試位置32經由該測試指針30被傳入該測試系統26，接著該控制單元38於步驟170指出是否還有任何沿著該光伏打電池12之缺陷區域。該指示也提供於太陽能模組10上任何這種缺陷區域的位置給操作者。該指示為傳送至該控制單元38以表示沿著每一光伏打電池12之長度L於不同測試位置32之測量值信號的評估結果，有效地“繪出(mapping)”該太陽能模組10之全體表面上該光伏打電池12之效能。
任何光伏打電池12的缺陷區域之指示可以圖形方法表現，如顯示於第5圖的圖形。如上述，沿著每一光伏打電池12之長度L於每一測試位置32代表該開路電壓或其他電子特性之該測量值信號的比較可藉由該控制單元38來執行。顯示於第5圖的圖形係於測試時沿著提供給該太陽能模組10之個別光伏打電池12之長度L於21個測試位置32顯示該開路電壓。可看到，該開路電壓數值可於同一圖形上連接以形成直線54如同直線56代表預期藉由測試 期間對於光伏打電池12的特定照明之該光伏打電池12的不同區域所產生之最小開路電壓。藉由該控制單元38產生之圖形指示，可確定對應測試位置23數值9之光伏打電池12的區域具有缺陷，因此於此區域產生之開路電壓會低於最小電壓線56。針對該太陽能模組10之每一光伏打電池12可藉由該控制單元38產生一種分離的圖形指示，與/或一種普通的圖形指示可結合所有光伏打電池12的資料。
第6圖描述本發明另一實施例。如圖所示，該太陽能模組10更包括沿著該寬度方向W分佈以及沿著該長度方向L縱向伸長之光伏打電池12。複數個探針28，每一包括從此處伸長之複數個測試指針30之探針被置於相鄰該太陽能模組10之最外側光伏打電池12。其中一最外側光伏打電池12為該太陽能模組10之參考端點或負端點(-)以及其他最外側光伏打電池12為該太陽能模組10之正端點(+)。由於該光伏打電池12係以串聯方式連接，故通過該太陽能模組10之兩個最外側光伏打電池12(即正端點與負端點)之開路電壓為所有個別光伏打電池12組合之累積開路電壓。
提供給普通探針28之每一測試指針30可沿著該太陽能模組10之長度方向L共同地連接該外露的電子接觸面14之不同測試位置32。傳入位於沿著普通光伏打電池12的長度方向L的每一測試位置32之測試系統26之電子信號可共同地或連續地傳入該測試指針30而無須移動該探針28。通過該兩個最外側光伏打電池12之開路電壓(為太陽能模組10之全部開路電壓)可傳入沿著該光伏打電池12 的長度方向L於每一不同測試位置32之測試系統26而無須移動一開始被放置用以測試之探針28。
如先前的實施例，該光源42可照亮該太陽能模組10以使該光伏打電池12產生電能來反應。當每一探針28之測試指針30沿著其個別的光伏打電池12之長度方向L接觸該複數個不同測試位置32時，該開路電壓或其他通過相應數對之相對測試指針30的電子特性可藉由該測量電路36進行評估。根據該測量電子特性，該控制單元38可評估沿著該太陽能模組10之長度方向L之開路電壓變化。同樣地，如顯示於第5圖之圖形指示可藉由該控制單元來產生，指出任何開路電壓或其他沿著該光伏打電池12的長度方向L於複數個不同測試位置32測試之電子特性是否有缺陷。舉例來說，這種圖形指示可包括以毫伏對應沿著該光伏打電池12的長度的位置之開路電壓圖。一種指出最小臨界電壓(測試區域於最小臨界電壓下即會被認定有缺陷)之附加視覺指示器(如第5圖的線56)也可包含其中。
說明的實施例已描述於上。對於本技術領域中具有通常知識之人而言，在不背離本發明的範疇，對上述裝置與方法進行改變與修正係顯而易見的。其意圖係包含於本發明的範疇中所有這類修正與變更。
10‧‧‧太陽能模組
12‧‧‧光伏打電池
14‧‧‧電子接觸面
16‧‧‧非晶矽層
18‧‧‧內部接觸面
20‧‧‧基板
22‧‧‧陽極電池
24‧‧‧參考電池
26‧‧‧測試系統
28‧‧‧探針
30‧‧‧測試指針
32‧‧‧位置
34‧‧‧開關單元
36‧‧‧測量電路
38‧‧‧控制單元
40‧‧‧顯示裝置
42‧‧‧光源
44‧‧‧光能
46‧‧‧驅動器
48‧‧‧傳送通道
50‧‧‧天線
本發明可在某些部分及該部分的佈置採用實體形式，其實施例將會於本說明書中詳細說明並以形成此部分之附加圖式來進行描述，其中： 第1圖為包含複數個以串聯方式電性連接之光伏打電池之薄膜太陽能模組之部份透視圖；第2圖為根據本發明一態樣中用於確認薄膜太陽能模組的故障部份之測試系統圖式；第3圖為根據本發明一態樣中探針佈置、光源及薄膜太陽能模組沿著於第2圖中的線3-3進行測試之部分截面圖；第4圖為根據本發明一態樣中說明測試方法之流程圖；第5圖為根據本發明一態樣中藉由控制單元產生之光伏打電池的缺陷區域之圖形指示範例；以及第6圖為根據本發明一態樣中用於確認薄膜太陽能模組的故障部份之測試系統圖式。
3‧‧‧直線
10‧‧‧太陽能模組
12‧‧‧光伏打電池
20‧‧‧基板
22‧‧‧陽極電池
26‧‧‧測試系統
28‧‧‧探針
30‧‧‧測試指針
32‧‧‧位置
34‧‧‧開關單元
36‧‧‧測量電路
38‧‧‧控制單元
40‧‧‧顯示裝置
46‧‧‧驅動器
48‧‧‧傳送通道
50‧‧‧天線

Claims (22)

  1. 一種用於從共同地形成薄膜太陽能模組的複數個光伏打電池中確認光伏打電池的缺陷區域之測試系統，該測試系統包括：探針，係包括複數個測試指針，其中該測試指針係佈置以使每一指針實質上同時地被置於相鄰供給一個或多個複數光伏打電池之不同區域的電子接觸面，其中，每一測試指針用以從該一個或多個光伏打電池之不同區域接收電子輸出；光源，係發出光線以藉由該光伏打電池於測試期間轉換為該電子輸出；測量電路，係測量從該光伏打電池之不同區域接收的該電子輸出之特性以及傳送藉由該測量電路測量之該特性之測量值信號指示；以及控制單元，係操作地耦合於該測量電路，用以接收該測量值信號以及產生視覺顯示，該視覺顯示指出至少一該太陽能模組之不同區域為至少部分地以該測量值信號為依據之缺陷區域，且指示於該太陽能模組上該缺陷區域之位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之測試系統，復包括顯示裝置，係用以圖形地呈現該太陽能模組的圖形影像以及於該太陽能模組上圖形地確定該缺陷區域的位置。
  3. 如申請專利範圍第2項之測試系統，其中，對於相關該 不同區域的位置之不同區域，該顯示裝置顯示該電子輸出的圖形表現。
  4. 如申請專利範圍第1項之測試系統，其中，該複數個測試指針係佈置以使每一測試指針實質上同時地被置於相鄰供給普通光伏打電池之不同區域的電子接觸面。
  5. 如申請專利範圍第1項之測試系統，其中，該複數個測試指針係佈置以使每一測試指針實質上同時地被置於相鄰供給該太陽能模組之不同光伏打電池之區域的電子接觸面。
  6. 如申請專利範圍第5項之測試系統，復包括傳送裝置，係調整該探針與該太陽能模組至少其中之一的位置以實質上同時地定位相鄰提供沿著該複數個各自的光伏打電池定位之複數個不同區域的電子接觸面之該測試指針。
  7. 如申請專利範圍第1項之測試系統，復包括開關單元，係操作地耦合於該探針用以選擇地從每一測試指針將該電子輸出傳達給該測量電路。
  8. 如申請專利範圍第7項之測試系統，其中，該開關單元每一次從單一測試指針連續地將該電子輸出傳達至該測量電路。
  9. 如申請專利範圍第1項之測試系統，其中，該光源為可變光源用以變化該光線之強度以藉由該光伏打電池於測試期間轉換為該電子輸出。
  10. 如申請專利範圍第1項之測試系統，其中，該電子輸出 信號為該一個或多個光伏打電池之個別的開路電壓。
  11. 一種測試薄膜太陽能模組的方法，包括沿著該太陽能模組之第一方向分佈且沿著該太陽能模組之第二方向伸長之複數個相鄰光伏打電池，其中，測試沿著該太陽能模組之第二方向的變化而測試電子輸出，該方法包括：照亮該太陽能模組之至少一光伏打電池；於沿著該太陽能模組之第二方向的第一位置接收該至少一光伏打電池的電子輸出；於沿著該太陽能模組之第二方向的第二位置接收該至少一光伏打電池的電子輸出，其中，該第二位置與該第一位置不同；執行將來自沿著該第二方向的該第一與第二位置之光伏打電池之電子輸出與預設值作比較，以決定是否來自於該第一與第二位置之光伏打電池的電子輸出至少相等於該預設值；如果來自於該至少一第一與第二位置之光伏打電池的電子輸出至少不等於該預設值，則決定沿著該太陽能模組之第二方向的光伏打電池的該第一與第二位置之至少其一為該太陽能模組之缺陷區域；以及指出相關該太陽能模組的另一區域之缺陷區域之位置。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，沿著該太陽能模組之第二方向於該第一與第二位置接收該光伏打電池的電子輸出之步驟包括： 於該第一位置之光伏打電池的電子接觸面與從探針延伸之第一組複數個測試指針之間建立連接；調整該探針與該太陽能模組至少其一的位置，以定位沿著該第二方向相鄰該第二位置之該探針；以及於該第二位置之光伏打電池的電子接觸面與從該探針延伸之第一測試指針之間建立連接。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，復包括於該太陽能模組之相鄰光伏打電池的電子接觸面與從該探針延伸之第二組複數個測試指針之間建立連接。
  14. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，沿著該太陽能模組的第二方向於該第一與第二位置接收該光伏打電池的電子輸出之步驟包括：定位包括相鄰該太陽能模組之複數個測試指針之探針，其中，從該探針延伸之第一測試指針被置於相鄰於該第一位置供給該光伏打電池之電子接觸面，以及從該探針延伸之第二測試指針被置於相鄰於該第二位置供給該光伏打電池之另一電子接觸面；於該第一測試指針與該電子接觸面之間建立連接；以及於該第二測試指針與該另一電子接觸面之間建立連接。
  15. 一種用於確認太陽能模組的故障部位之測試系統，該測試系統包括： 探針，係包括複數個測試指針，每一測試指針係佈置以連接沿著該太陽能模組的第一方向之複數個相鄰光伏打電池中不同的光伏打電池，用以接收來自該複數個光伏打電池中各個光伏打電池之電子輸出，其中，該複數個測試指針係佈置以於測試期間實質上延伸於該第一方向完全地穿過該太陽能模組；光源，係發出光線以藉由該光伏打電池於測試期間轉換為該電子輸出；驅動器，係調整一該探針與該太陽能模組至少其一的位置以將該探針置放於沿著該太陽能模組的第二方向之複數個測試位置；以及測量電路，係評估來自於測試期間傳入該測試指針之複數個光伏打電池之電子輸出以及產生代表作為該太陽能模組整體輸出測試之每一光伏打電池的貢獻之數值。
  16. 如申請專利範圍第15項之測試系統，復包括：開關單元，用於連續地以一順序選擇該複數個測試指針中各個測試指針，在該順序中，由各個測試指針所接收的該電子輸出係與該量測電路連接。
  17. 如申請專利範圍第16項之測試系統，其中，該開關單元每一次選擇單一測試指針。
  18. 如申請專利範圍第15項之測試系統，其中，該測量電路測量每一測試的光伏打電池之開路電壓。
  19. 如申請專利範圍第15項之測試系統，復包括控制單 元，係執行代表每一測試的光伏打電池之貢獻的數值與預設值的比較，以及根據至少一部分的比較結果指出故障的光伏打電池。
  20. 如申請專利範圍第15項之測試系統，其中，該測試指針係佈置以實質上完整地延伸穿過該太陽能模組的寬度，且該驅動器沿著該太陽能模組的長度調整該探針的位置以測試供給該太陽能模組之光伏打電池。
  21. 如申請專利範圍第20項之測試系統，復包括控制單元，係執行代表每一測試的光伏打電池之貢獻的數值與預設值的比較，根據至少一部分的比較結果指出故障的光伏打電池以及指出於該太陽能模組上故障的光伏打電池之位置。
  22. 如申請專利範圍第21項之測試系統，其中，該控制單元指出故障的光伏打電池之位置以作為相對該太陽能模組上位置之電子輸出的圖形表示。
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