TWI513988B - 用於量測太陽能電池之方法及裝置 - Google Patents

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Description

用於量測太陽能電池之方法及裝置
本發明係關於一種量測太陽能電池之方法，其中向太陽能電池施加電壓或電流，並量測由此分別所產生的電流及電壓，且其中在施加該電壓或該電流之前及在量測分別所產生的電流及所產生的電壓期間或之後，量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之相對分佈。其亦係關於相應裝置，其包括電壓源或電流源、各自的電流量測裝置及電壓量測裝置及用於量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之相對分佈之輻射量測裝置。
此等方法及裝置通常係為人所知。其等用於偵測熱點。熱點係太陽能電池上由於局部短路(其轉化為熱量，結果導致太陽能電池過熱)而有過量電流流動之區域。在已知方法中，首先使用紅外線攝影機量測太陽能電池表面面積發射之輻射之分佈。然後，照射太陽能電池，或向太陽能電池施加電壓或電流，此舉允許太陽能電池局部發熱。量測流過太陽能電池之電流或電壓，並分別依據照射及/或所施加電壓及電流作記錄，亦即量測太陽能電池之所謂的特性曲線。隨後，量測太陽能電池表面面積發射之輻射之分佈(由該特性曲線造成)，並自兩種量測分佈得到差異分佈。自差異分佈可計算出太陽能電池之某些性質，諸如最大輻射強度或最大輻射強度之表面面積。
該等眾所周知的方法之缺點在於，由於要量測該特性曲線而引入太陽能電池中之能量因太陽能電池不同而異，因為不同的太陽能電池在不同外加電壓或電流下之發熱程度有所不同。在分選時，輻射強 度高於極限值之太陽能電池係不合格。然而，當向太陽能電池施加某一電壓時，未考慮引入被遮蔽太陽能電池中之能量之量。
本發明之一目標係提供一種可改良太陽能電池之分選之用於量測太陽能電池之方法及裝置。
該目標係藉由如技術方案1之方法達成。在該量測太陽能電池之方法中，其中向太陽能電池施加電壓或電流，並量測由此分別所產生的電流及電壓，且其中在施加該電壓或該電流之前，及在量測分別所產生的電流及所產生的電壓期間或之後量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之相對分佈，規定，該電壓或該電流係作為至少一股具有可提前決定的恆定值之脈衝施加可提前決定的時間段，自分別所產生的電流及所產生的電壓計算出能量值，在施加該脈衝或各脈衝之前量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第一相對分佈及在施加該脈衝或各脈衝期間或之後量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第二相對分佈，自該第一及第二相對分佈生成差異分佈並標度成(scaled)該計算能量值。
本發明之一優勢在於，可根據預定量的引入能量判斷太陽能電池。因而，其等變得比在量測特性曲線之際確定相應參數時更具比較性。因此，當使用具有可提前決定的恆定值之電壓或電流進行量測時，在量測特性曲線之際具有實質上不同能量輸入之不同太陽能電池可具有相同或至少類似能量輸入量。在相反情形下，當使用具有恆定值之電壓或電池量測時，在量測特性曲線之際具有相同或類似能量輸入之不同太陽能電池亦可具有實質上不同的能量輸入量。在兩種情形下，用本發明方法量測之太陽能電池之分選方式將不同於彼等根據先前技術方法量測之太陽能電池。由於本發明更逼真地模擬輸入太陽能電池之能量，故只有在真實操作條件下實際上達到臨界值之太陽能電池才會被拒用。因此避免不必要的浪費，同時安全地鑑別出不適宜的 太陽能電池。
有利地，電壓或電流係作為恰好一股具有可提前決定的恆定值之脈衝施加至太陽能電池達提前決定的時間段。因此，量測太陽能電池所費時間尤其少。
較佳地，確定整個太陽能電池之最大能量、高於該最大能量之數值之方差、標準偏差、表面面積、局部最大值之姿態、位置、半寬度及/或梯度，並自經標度之差異分佈計算出每單位表面面積的能量。所有的數值均可與太陽能電池或太陽能模組之整個表面面積或與所定義子面積存在聯繫。基於該等數據，可鑑別出熱點並加以評估。
有利地，太陽能電池或包括太陽能電池之太陽能電池模組之最終最大工作溫度可考慮到局部最大值之量值而確定，局部最大值相當於儲存在太陽能電池中之能量最大額度。自最大工作溫度可得出關於太陽能電池模組中太陽能電池之性質或其用於包在某些材料中之適用性之結論。
在較佳實施例中，建立一方面量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第一及第二分佈與另一方面施加電壓或電流並量測分別所產生的電壓及所產生的電壓間之時間關聯。較佳地，該第二相對分佈係在施加電流或電壓脈衝後的恆定時間段內量測。因此，可避免在不同時間點下量測各待量測的太陽能電池，以便直接比較量測結果，並因而使太陽能電池相互之間得到更可靠的結果。
視情況地，整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第一及第二相對分佈係在10ms至30ms間之可提前決定的時間段期間量測。此可實現調整量測品質。
有利地，在量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第一及第二相對分佈及施加脈衝期間照射太陽能電池。以此方式，可在更實際條件(亦即模擬在陽光下使用太陽能電池之條件)下量測太陽能電 池。
在另一有利實施例中，在量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第一及第二相對分佈及施加脈衝期間部分遮蔽經照射的太陽能電池。此容許在甚至更實際條件(其中其可經(例如)物體(諸如樹葉)、灰塵或類似物遮蔽)下使用待模擬的太陽能電池。
該目標另外係藉由如技術方案8之裝置達成。就用於量測太陽能電池之裝置而言，其包括電壓源或電流源、各自的電流量測裝置及電壓量測裝置及用於量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之相對分佈之輻射量測裝置，規定，該裝置包括用於產生並向太陽能電池施加至少一股電壓或電流脈衝之脈衝發生器(其中該脈衝或各脈衝具有可提前決定的恆定值及可提前決定的時間段)、用於自該脈衝或各脈衝所產生之電流或電壓(分別用電流量測裝置及電壓量測裝置量測)計算能量值之第一評估單元、用於自整個太陽能電池表面面積發射之輻射之相對分佈(各係在施加脈衝之前、期間或之後量測)生成差異分佈之第二評估單元、及用於將該差異分佈標度至該計算能量值之第三評估單元。
較佳地，該輻射量測裝置係微測熱輻射計或熱成像攝影機。特定言之，微測熱輻射計可偵測紅外輻射。微測熱輻射計可在不進行繁瑣冷卻下於室溫下操作。熱成像攝影機亦可在整個表面上高精度地偵測並繪製紅外輻射。然而，其等很昂貴。
在較佳實施例中，提供計算構件，以自該經標度之差異分佈之局部最大值之姿態、位置、半寬度及/或梯度計算每單位面積的能量，及/或用於確定太陽能電池或包括太陽能電池之太陽能電池模組之最終最大工作溫度。該一個或各計算構件因此得出關於太陽能電池之品質之有用數據，並由此對其等進行分選。若提供多於一個計算構件，則其等可作為獨立設備或一個積體設備存在。
有利地，該裝置包括用於根據局部最大值之該姿態、該位置、該半寬度及/或該梯度及/或每單位面積的能量及/或太陽能電池或包括太陽能電池之太陽能電池模組之最終最大工作溫度分選太陽能電池之分選單元。該或各分選單元有利於將太陽能電池與太陽能電池陣列聯繫在一起。若根據最終最大工作溫度進行分選，可尤其容易分選出不適用於太陽能電池模組之太陽能電池。若使用多於一個分選單元，則可將其等整合於一個設備中，或可使用單獨的設備。
尤佳地，該裝置包括用於使脈衝發生器及電流量測裝置或電壓量測裝置與輻射量測裝置呈時間相關性之閉環控制裝置。此甚至使得不同太陽能電池之量測具有可比較性。
有利地，提供用於在量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第一及第二相對分佈及施加脈衝期間照射太陽能電池之照射構件。該照射構件容許模擬以後使用太陽能電池之更實際條件。
更有利地，提供用於在量測整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第一及第二相對分佈及施加脈衝期間至少部分遮蔽太陽能電池之照射之遮光裝置。該遮光裝置容許模擬遮蔽太陽能電池(諸如發生在實際操作期間的葉子、灰塵或類似物遮蔽)，以便可為量測太陽能裝置創造甚至更實際的操作條件。
本發明將參考較佳示例性實施例作更詳細地闡釋，其中：
參照圖1，根據本發明之第一實施例顯示用於量測太陽能電池之裝置10。裝置10包括容許向太陽能電池14施加電壓U之電壓源12。該外加電壓U可具有(例如)介於0V與-15V間之數值。電壓源12包括用於生成並向太陽能電池14施加至少一股電壓脈衝之脈衝發生器16。可施加該至少一股電壓脈衝達可提前決定的時間段。較佳地，一股電壓脈衝使用1ms至40ms、較佳10ms至30ms、尤佳20ms之時間段。或者該裝置亦可包括電流源及用於生成並向待量測的太陽能電施加至少一股電流脈衝之脈衝發生器，該視情況之可提前決定的時間段係與針對電壓脈衝之數值範圍相同。此外，裝置10包括用於量測電流I之電流量測裝置18，當施加電壓時該電流I流過太陽能電池14。或者若向太陽能電池14施加電流脈衝，則提供電壓量測裝置而非電流量測裝置18，其偵測太陽能電池14內由於施加電流I而產生的電壓U。
裝置10亦包括用於量測整個太陽能電池表面面積22發射之輻射之相對分佈之輻射量測裝置20。該分佈係藉助微測熱輻射計或熱成像攝影機測得。在該實例中，整個太陽能電池表面面積22發射之輻射之第一相對分佈係在施加電壓脈衝之前記錄，且第二相對分佈係在施加該電壓脈衝期間或之後記錄。量測所發射輻射之第一及第二分佈期間之時間段可係(例如)約10ms至30ms(較佳係20ms)。
在此處所示實例中，裝置10亦包括用於自藉由電流量測裝置18量測之電流I計算能量值之第一評估單元24。提供第二評估單元26，以生成在施加脈衝之前及在施加該脈衝期間或之後測得之整個太陽能電池表面面積發射之輻射之相對分佈之差異分佈。使用第三評估單元28以將該差異分佈標度成第一評估單元24中計算的能量值。經標度之差異分佈代表儲存在太陽能電池中之能量，不考慮太陽能電池散逸至環境或太陽能模組(亦即，例如玻璃或塑膠)之能量。其亦隨著太陽能電池之接觸界面根據太陽能電池是否為氣流包圍或冷卻而有所不同。
提供第一計算構件30，以自該經標度之差異分佈計算整個太陽能電池之最大能量、高於該最大能量之數值之方差、標準偏差、表面面積、局部最大值之姿態、位置、半寬度及/或梯度。太陽能電池14之每單位表面面積的能量可自局部最大值之計算值算出。每單位表面面積的能量可以焦耳/cm2 或焦耳/像素表示。將第一分選單元32連接至此處所示實例中之第一計算構件30，第一分選單元32根據該計算能量分選太陽能電池14。在此處，考慮各能量值之極限值。
在本實例中，亦將第二計算構件34連接至第一計算構件30，第二計算構件34容許確定太陽能電池14或包括太陽能電池14之太陽能電池模組之最終最大工作溫度，將局部最大值之量值考慮在內。作為備選，第二計算構件34(如同第一計算構件30)可直接連接至第三評估單元28，且可由此獨立於第一計算構件30之計算得到用於計算最大工作溫度之數據。在另一替代性實施例中，可僅提供一個計算構件，用於計算能量或工作溫度。在其他替代性實施例中，亦可提供三個、四個、五個或更多個計算構件來計算其他參數，例如儲存在太陽能電池中之能量(針對面積標準化)及/或最大儲存能量之面積。
已藉由標度之差異分佈來考慮流入太陽能電池14之環境中之能量。利用來自第二計算構件34之數據，第二分選單元36根據最終最大 工作溫度分選太陽能電池14。導致太陽能電池14被拒用之極限值係(例如)低於圍繞太陽能電池模組內之太陽能電池14之塑膠或玻璃之熔點。例如，乙烯醋酸乙烯酯(EVA)(一種常用於太陽能電池模組中之塑膠材料)之交聯溫度係約120℃。在該溫度及高於該溫度下，該塑膠熔化，並在某些情形下氣化。此可影響太陽能電池模組之操作，使得最大工作溫度之極限值(高於該極限值之太陽能電池14應被拒用)就EVA而言係在120℃。在替代性實施例中，端看所需要的分選，可僅提供兩個分選單元32、36中之一者。在其他替代性實施例中，可基於其他參數(諸如儲存在太陽能電池中之能量(針對面積標準化)及/或最大能量之面積)提供三個、四個、五個或更多個分選單元來分選太陽能電池。在一些實施例中，該等分選單元可連接至用來確定據以分選太陽能電池的參數之計算構件。在替代性實施例中，該計算構件可配置於一設備中，同時該等分選單元配置在另一設備中。或者，各計算構件可與分選單元合併在同一設備中。在本實施例中，較佳地，針對分選確定或使用相同參數。
在一替代性實施例中，可將所有計算構件、評估單元及/或分選單元整合於一個設備中。
圖2顯示根據本發明之第二實施例之裝置40。在該裝置40中，使用電流源42及脈衝發生器44來生成並向太陽能電池14施加(例如)8A之電流脈衝，其相當於常規尺寸的太陽能電池中之35mA/cm2 之工作電流。亦可向太陽能電池14施加複數股電流脈衝。此外，用照射構件46照射太陽能電池14，其中由於存在遮光裝置48(在本情況下以遮光物簡單表示)，僅照射太陽能電池14之一部分。除簡單遮光物(諸如模板)以外，適宜的遮光裝置係(例如)諸如DE 10 2011 052 047 A1中所述之可控遮光裝置。在替代性實施例中，未提供遮光裝置，而僅提供照射太陽能電池14之照射構件。太陽能電池14中自電流脈衝及經遮蔽照 射得到之電壓U係藉由電壓量測裝置50偵測。
裝置40亦包括用於自電壓U(藉由電壓量測裝置50量測)及外加電流I計算能量值之第一評估單元52。
將用於自於施加電流脈衝及經遮蔽照射之前與期間或之後測得之整個太陽能電池表面面積發射之輻射之相對分佈生成差異分佈之第二評估單元54及用於將該差異分佈標度成第一評估單元52中計算之能量值之第三評估單元56配置於評估設備58中。用於在第二評估單元54中生成差異分佈之數據源自輻射量測裝置20。第三評估單元56自第一評估單元52得到其數據。作為備選，第二及第三評估單元54、56亦可單獨配置，而非整合於評估設備58中。在另一替代性實施例中，除第二及第三評估單元54、56以外，第一評估單元52亦可配置於評估設備58中。
計算設備60包括用於自整個太陽能電池之最大能量、高於該最大能量之數值之方差、標準偏差、面積、該經標度之差異分佈之局部最大值之姿態、位置、半寬度及/或梯度計算每單位面積的能量之第一計算構件62。第二計算構件64亦配置於計算設備60中，其可在將該等計算參數考慮在內的同時測得太陽能電池之最終最大工作溫度。儲存在太陽能電池14中之能量源自電流脈衝及照射輸入之總能量。由照射產生的能量係輻照量值、太陽能電池表面面積22及藉由遮光裝置48所遮蔽之面積65之總和。或者，作為將計算構件62、64配置於計算設備60中之替代，亦可個別地配置計算構件62、64。在一替代性實施例中，可免去第一或第二計算構件62、64，視所需計算而定。在其他替代性實施例中，亦可提供多於兩個計算構件，以量測太陽能電池之其他參數。
第一及第二分選單元68、70係配置於分選設備66中，其中第一分選單元68可根據儲存其中的總能量(針對面積標準化之能量)及/或最 大能量面積分選太陽能電池14，且第二分選單元70可根據太陽能電池14或包括太陽能電池14之太陽能電池模組之最終最大工作溫度來分選太陽能電池14。第一及第二分選單元68、70之分選操作可同時進行，或根據需要進行。或者，該裝置可視需要僅包括兩個分選單元68、70中之一者。在另一替代性實施例中，兩個分選單元68、70可分別連接至計算設備60(亦即沒有分選設備66)，或若計算構件62、64分開提供，則其等可連接至該等構件。第一分選單元68自第一計算構件62得到用於分選操作之數據，且第二分選單元70自第二計算構件64得到分選操作之數據。在替代性實施例中，可提供多於兩個分選單元，例如，一個分選單元對應計算構件中測得的每一參數。在替代性實施例中，該等所提供的計算構件、評估單元及分選單元可全部整合於一個設備中。
閉環控制裝置72係用於使輻射量測裝置20與脈衝發生器44呈時間相關性，以使得在施加該脈衝或各脈衝後之量測之間不存在時間偏差，且可避免量測偏差。由於太陽能電池14所發射之輻射在施加該脈衝或各脈衝後首先處於最大值，然後不斷衰減，故應在預定時間窗口內量測。例如，輻射發射可在100ms內降至0。有利的時間窗口應在(例如)10ms與30ms之間。在該時間窗口內，確切量測點可藉由閉環控制裝置72針對各脈衝及各待量測的太陽能電池確定，以便相同量測條件適用於各量測結果，且因此適用於各太陽能電池，且因而個別太陽能電池相互間係可比較。
圖3顯示引入太陽能電池中之確定量能量之實例。該能量係以電壓或電流脈衝78之形式引入，電壓或電流脈衝78係以可提前決定的恆定值施加至太陽能電池達可提前決定的時間段。例如，就(例如)-15V之電壓脈衝施加至太陽能電池達9.3ms而言，可測得約7.5A之電流。因此，所引入能量之最終量係1.05焦耳。
圖4顯示整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第一相對分佈79之實例。在向太陽能電池施加脈衝之前，用根據圖1之裝置量測第一相對分佈79。太陽能電池表面面積大致係藉由圖中所示面積80表示，亦即座標軸x及y相當於太陽能電池之尺寸，以像素計，其具有(例如)0.5mm乘以0.6mm邊長之大小。邊緣面積81係經線82界定而與圖表面積80之剩餘部分隔開，其指示較高發射輻射之面積相對於較低發射輻射之面積之分界線。在該邊緣面積81中，發射輻射與圖表表面80之剩餘部分相比由於(例如)環境溫度及太陽能電池之倒棱邊緣而存在偏差。
圖5顯示整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第二相對分佈83之實例。其係在緊接著電流脈衝後用上述裝置測得。或者，所發射輻射可在施加電流脈衝後量測最多100ms，此後，輻射發射已衰減至不再有量測意義之程度。第二相對分佈83與第一相對分佈79之本質不同在於面積84，在面積84中，太陽能電池發射更高輻射。
圖6顯示藉由第二評估單元54自第一及第二相對分佈79、83所生成之差異分佈86。在面積88中存在較高輻射發射。該面積88中可讀出之能量值係與在第一評估單元中計算出的能量值進行標度，且然後可直接用於評估太陽能電池，而無需考慮外界對太陽能電池之影響。
圖7以三維圖形式顯示經標度之差異分佈89，其相當於圖6之差異分佈86在標度成該計算能量值後的結果。該圖之底面積90僅代表太陽能電池表面面積之一部分(包括具有高輻射發射之面積88)。太陽能電池表面面積之所示部分上之高於其餘面積之能量引入係藉由峰92顯示，其相當於該經標度之差異分佈89之局部最大值。z軸係每單位面積的能量，以焦耳/像素計。由於向太陽能電池施加-15V之電壓脈衝達9.3ms，因此總共有1.05 J能量儲存在太陽能電池中。在本實例中，峰92之最大值(其可在z軸上讀出)係在0.093 J/像素下。能量分佈之方差係在約5.5 *10-5 J2 /方形像素下，標準偏差係在約0.007 J/像素 下，每表面面積的能量大於最大值之50%(亦即大於0.0465 J/像素)的表面面積係在5個像素下。該最大值之梯度係在0.032 J/方形像素下。
圖8以矩陣視圖形式顯示圖7之經標度之差異分佈89在峰92區域中之一部分。將每像素的能量值四捨五入至小數點後兩位。在本圖解中，該峰係由三種不同能量值(0.04 J/像素、0.08 J/像素及0.09 J/像素)組成。
圖9顯示根據當前技術之特性曲線之第一實例。與圖3之分別處於恆定電壓U及恆定電流I下之電壓及電流脈衝相比，三種不同太陽能電池在圖9中具有橫穿0V至-15V之電壓範圍，且每次量測所謂的反向特性曲線94、96、98。將特性曲線94、96、98之全部能量轉化為熱量。端看太陽能電池在太陽能電池模組中之連接方式，存在可作用於被遮蔽太陽能電池上之最大電壓，例如就串聯的25個太陽能電池而言係15V(25 * 0.6V)，且就每一太陽能電池而言係0.6V。因此，15V係反向特性曲線之最大電壓。在-15V下時，測得三種太陽能電池中每一種的電流均為相同的7.5A。
圖10顯示根據當前技術之圖9之特性曲線94、96、98之評估實例。該評估係個別特性曲線94、96、98下之總能量。因此，就本實例而言，在圖9中以點劃線顯示的特性曲線98得到約0.78 J之最大能量。此在圖10中顯示為菱形之曲線100。在以虛線顯示之太陽能電池中儲存約0.44 J之第二最大能量，該太陽能電池係顯示為正方形之曲線102。在顯示為實線特性曲線94之太陽能電池中，轉化為熱量之能量最低(亦即約0.21 J)。此在圖10中係顯示為三角形之曲線104。相比之下，在-15V之電壓脈衝下持續1.25ms時，在所有三種太陽能電池中測得7.5A之電流I，且因而有0.14 J之能量儲存在太陽能電池中。考慮到根據該等特性曲線之能量，基於儲存在本發明太陽能電池中之能量進行分選因而會產生不同結果。本發明可更好地分選太陽能電池，因 為電壓脈衝引入太陽能電池中之能量比自量測特性曲線所得能量明顯少得多。當量測特性曲線時，太陽能電池中由各種電壓所轉化的能量會累積，所以能量值總體上比用本發明方法分選時高得多，且因而有可能超過極限值，其會導致不必要地拒用太陽能電池。
圖11顯示根據當前技術量測特性曲線之第二實例。此處量測兩種其他太陽能電池之特性曲線110、112。兩種太陽能電池在量測特性曲線期間將0.31J能量轉化為熱量。在-15V之電壓脈衝持續1.25ms之時間段下，具有虛線特性曲線112之太陽能電池將0.06J能量轉化為熱量。在-15V之電壓脈衝持續1.25ms之時間段下，具有實線特性曲線110之太陽能電池將約0.11J能量轉化為熱量。若根據當前技術量測，則兩種太陽能電池將被判為相同或被分選為同一類，而-15V下之短電壓脈衝足以使一種太陽能電池儲存多得多的能量。此熱點可導致太陽能電池發熱達到其中使太陽能電池附近(例如在包括太陽能電池之太陽能電池模組中)之溫度造成高工作溫度之程度。若該等溫度超過極限值，則必須拒用該太陽能電池，因為否則其可能會對太陽能電池模組造成損壞，例如，因為圍繞太陽能電池模組之材料熔化。
圖12顯示根據本發明示例性實施例量測太陽能電池之方法120之實例。在第一步驟122中，藉助輻射量測裝置量測整個待量測的太陽能電池之表面面積所發射之輻射之第一相對分佈。在第二步驟124中，藉助電壓源及脈衝發生器以脈衝形式向太陽能電池施加電壓U。在該方法之變體中，亦可向該太陽能電池施加複數股電壓脈衝或一或多股電流脈衝。在第三步驟126中，在第一評估單元中自太陽能電池中由施加電壓脈衝所產生的電流I(藉由電流量測裝置量測)計算能量值。若施加複數股電壓或電流脈衝，則可求取該等能量值之平均值。該能量值相當於儲存在太陽能電池中之能量。在第四步驟128中，量測整個太陽能電池表面面積所發射之輻射之第二相對分佈。該量測可 發生在仍在施加電壓脈衝時，或發生在緊接著該脈衝後，例如在該脈衝後的10ms與30ms之間，最遲為100ms。在第五步驟130中，在第二評估單元中自該等第一及第二相對分佈生成差異分佈。在第六步驟132中，在第三評估單元中將該差異分佈標度成該先前計算的能量值。以此方式，可減少量測環境對太陽能電池之干擾影響。在第七步驟134中，在計算構件中自該經標度之差異分佈計算局部最大值之量值。該量值可用以判定太陽能電池是否適用於太陽能電池模組中，且可相應進行分選。
10‧‧‧裝置
12‧‧‧電壓源
14‧‧‧太陽能電池
16‧‧‧脈衝發生器
18‧‧‧電流量測裝置
20‧‧‧輻射量測裝置
22‧‧‧太陽能電池表面面積
24‧‧‧第一評估單元
26‧‧‧第二評估單元
28‧‧‧第三評估單元
30‧‧‧第一計算構件
32‧‧‧第一分選單元
34‧‧‧第二計算構件
36‧‧‧第二分選單元
40‧‧‧裝置
42‧‧‧電流源
44‧‧‧脈衝發生器
46‧‧‧照射構件
48‧‧‧遮光裝置
50‧‧‧電壓量測裝置
52‧‧‧第一評估單元
54‧‧‧第二評估單元
56‧‧‧第三評估單元
58‧‧‧評估設備
60‧‧‧計算設備
62‧‧‧第一計算構件
64‧‧‧第二計算構件
65‧‧‧表面面積
66‧‧‧分選設備
68‧‧‧第一分選單元
70‧‧‧第二分選單元
72‧‧‧閉環控制裝置
78‧‧‧電流/電壓脈衝
79‧‧‧第一相對分佈
80‧‧‧圖表面積
81‧‧‧邊緣面積
82‧‧‧線
83‧‧‧第二相對分佈
84‧‧‧面積
86‧‧‧差異分佈
88‧‧‧面積
89‧‧‧經標度之差異分佈
90‧‧‧底面積
92‧‧‧峰
94‧‧‧反向特性曲線
96‧‧‧反向特性曲線
98‧‧‧反向特性曲線
100‧‧‧曲線
102‧‧‧曲線
104‧‧‧曲線
110‧‧‧特性曲線
112‧‧‧特性曲線
120‧‧‧方法
122‧‧‧第一步驟
124‧‧‧第二步驟
126‧‧‧第三步驟
128‧‧‧第四步驟
130‧‧‧第五步驟
132‧‧‧第六步驟
134‧‧‧第七步驟
I‧‧‧電流
U‧‧‧電壓
圖1顯示根據本發明第一實施例之裝置；圖2顯示根據本發明第二實施例之裝置；圖3顯示輸入太陽能電池中之預定量能量之實例；圖4顯示整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第一相對分佈之實例；圖5顯示整個太陽能電池表面面積發射之輻射之第二相對分佈之 實例；圖6顯示自該第一及第二相對分佈之差異分佈；圖7以三維視圖形式顯示圖6之差異分佈；圖8以矩陣視圖形式顯示圖7之差異分佈；圖9顯示根據當前技術之特性曲線之第一實例；圖10顯示根據當前技術之圖9之特性曲線之評估實例；圖11顯示根據當前技術之特性曲線之第二實例；且圖12顯示量測本發明太陽能電池之方法之實例。
10‧‧‧裝置
12‧‧‧電壓源
14‧‧‧太陽能電池
16‧‧‧脈衝發生器
18‧‧‧電流量測裝置
20‧‧‧輻射量測裝置
22‧‧‧太陽能電池表面面積
24‧‧‧第一評估單元
26‧‧‧第二評估單元
28‧‧‧第三評估單元
30‧‧‧第一計算構件
32‧‧‧第一分選單元
34‧‧‧第二計算構件
36‧‧‧第二分選單元

Claims (15)

  1. 一種量測太陽能電池之方法，其中向太陽能電池施加電壓或電流，並量測由此分別所產生的電流及電壓，且其中在施加該電壓或電流之前及在量測分別所產生的電流及所產生的電壓期間或之後，量測整個該太陽能電池表面面積所發射之輻射之相對分佈，其中該電壓(U)或電流(I)係作為至少一股具有可提前決定的恆定值之脈衝(78)施加可提前決定的時間段，自分別所產生的電流(I)及所產生的電壓(U)計算能量值，在該脈衝或各脈衝(78)之前量測整個該太陽能電池表面面積(22)所發射之輻射之第一相對分佈(79)，並在該脈衝或各脈衝(78)期間或之後量測整個該太陽能電池表面面積(22)所發射之輻射之第二相對分佈(83)；及自該等第一及第二相對分佈(79、83)產生差異分佈(86)，並標度成該計算能量值。
  2. 如請求項1之方法，其中該電壓(U)或該電流(I)係作為恰好一股具有可提前決定的恆定值之脈衝(78)施加至該太陽能電池(14)達可提前決定的時間段。
  3. 如請求項1或2之方法，其中自該經標度之差異分佈(89)確定整個太陽能電池(14)之最大能量、高於該最大能量之數值之方差、標準偏差、表面面積、局部最大值之姿態、位置、半寬度及/或梯度，並由此計算出每單位表面面積的能量。
  4. 如請求項3之方法，其中該太陽能電池(14)或包括該太陽能電池(14)之太陽能電池模組之最終最大工作溫度係由該經標度之差異分佈(89)確定。
  5. 如請求項1至4中任一項之方法，其中使整個該太陽能電池表面面積(22)所發射之輻射之該等第一及第二相對分佈(79、83)之量測與施加該電壓(U)或該電流(I)及分別所產生的電流(I)及所產生的電壓(U)之量測呈時間相關性。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中每次在介於10ms與30ms間之可提前決定的時間段內量測整個該太陽能電池表面面積(22)所發射之輻射之該等第一及第二相對分佈(79、83)。
  7. 如請求項1至6中任一項之方法，其中在量測整個該太陽能電池表面面積(22)所發射之輻射之該等第一及第二相對分佈(79、83)及施加該脈衝(78)或該等脈衝(78)期間照射該太陽能電池(14)。
  8. 如請求項7之方法，其中在量測整個該太陽能電池表面面積(22)所發射之輻射之該等第一及第二相對分佈(79、83)及施加該脈衝(78)或該等脈衝(78)期間部分遮蔽該經照射的太陽能電池(14)。
  9. 一種用於量測太陽能電池之裝置，其包括電壓源或電流源、各自的電流量測裝置及電壓量測裝置及用於量測整個太陽能電池表面面積所發射之輻射之相對分佈之輻射量測裝置，其另外包括：用於生成並向太陽能電池(14)施加至少一股電壓(U)或電流(I)之脈衝(78)之脈衝發生器(16、44)，其中該脈衝或各脈衝(78)包含可提前決定的恆定值及可提前決定的時間段，用於自分別由該脈衝或各脈衝(78)所產生之分別用電流量測裝置(18)及電壓量測裝置(50)測得之電流(I)及電壓(U)計算能量值之第一評估單元(24、52)，用於自在施加該脈衝或各脈衝(78)之前測得之第一相對分佈(79)及在施加該脈衝或各脈衝(78)期間或之後測得之整個太陽能電池表面面積(22)所發射之輻射之第二相對分佈(83)產生差異分 佈(86)之第二評估單元(26、54)，及用於將該差異分佈(86)標度成計算能量值之第三評估單元(28、56)。
  10. 如請求項9之裝置，其中該輻射量測裝置(20)係微測熱輻射計或熱成像攝影機。
  11. 如請求項9或10之裝置，其另外包括用於自經標度之差異分佈(89)之局部最大值之姿態、位置、半寬度及/或梯度計算每單位表面面積的能量及/或用於確定太陽能電池(14)或包括太陽能電池(14)之太陽能電池模組之最終最大工作溫度之計算構件(30、34、62、64)。
  12. 如請求項11之裝置，其另外包括用於根據局部最大值之該姿態、該位置、該半寬度及/或該梯度及/或每單位表面面積的能量及/或該太陽能電池(14)或包括該太陽能電池(14)之太陽能電池模組之最終最大工作溫度分選該太陽能電池(14)之分選單元(32、36、68、70)。
  13. 如請求項9至12中任一項之裝置，其另外包括用於使該脈衝發生器(16、44)及該電流量測裝置(18)及該電壓量測裝置(50)分別與該輻射量測裝置(20)呈時間相關性之閉環控制裝置(72)。
  14. 如請求項9至13中任一項之裝置，其另外包括用於在量測整個該太陽能電池表面面積(22)所發射之輻射之第一及第二相對分佈(79、83)及施加該脈衝(78)或該等脈衝(78)期間照射該太陽能電池(14)之照射構件(46)。
  15. 如請求項14之裝置，其另外包括用於在量測整個該太陽能電池表面面積所發射之輻射之第一及第二相對分佈(79、83)及施加該脈衝(78)或該等脈衝(78)期間對該太陽能電池(14)之照射提供至少部分遮蔽之遮光裝置(48)。
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