TWM516782U - 太陽能模組的檢測裝置 - Google Patents

Description

太陽能模組的檢測裝置

本新型是有關於一種檢測裝置，特別是指一種太陽能模組的檢測裝置。

太陽能電池是一種將光能轉換成電能以供使用的電池，在製造上，通常是在上下間隔的兩塊板材之間設置數片二維陣列式排列的太陽能電池，太陽能電池之間透過焊帶而電連接彼此，並透過封裝材包覆太陽能電池，進而封裝成太陽能模組。

製造完成之後，通常會進一步對於太陽能模組進行相關性能的檢測，例如透過光譜響應(Spectral Responsivity,SR)檢測來了解太陽能電池的光電轉換能力，或是透過電致發光(Electroluminescence；EL)檢測來了解太陽能電池的光電轉換能力以及是否有瑕疵、污染、微裂與線路斷路等缺陷。

目前現有的太陽能模組的檢測裝置，通常包括一個用於對太陽能模組進行相關性能檢測的檢測機構，以及一個能帶動該檢測機構移動的移動機構。

前述檢測裝置在運作上，通常是令該太陽能模 組固定不動，並透過該移動機構將該檢測機構移送至適當位置後，再由該檢測機構對欲進行檢測的太陽能電池作檢測。

由於太陽能模組的太陽能電池是以二維陣列式排列，為了讓該檢測機構能對每一個太陽能電池進行檢測，該移動機構就必須要讓該檢測機構能夠在橫軸及縱軸這兩個維度方向上移動。此做法當該檢測裝置必須透過輔助偏光機構對太陽能模組投射光線時，就需要將移動機構與輔助偏光機構結合。但由於輔助偏光必須照射除了待測太陽能電池以外的地方，因此移動距離長度必須為太陽能模組長度的兩倍，且移動寬度距離必須為原本太陽能模組的1.5倍，所以將會增加該檢測裝置整體設備的體積，並較占環境使用空間。

因此，本新型之目的，即在提供一種整體設備的體積較小而能減少環境使用空間的太陽能模組的檢測裝置。

於是，本新型太陽能模組的檢測裝置，用於對一個太陽能模組的數個太陽能電池進行檢測，該太陽能模組具有彼此相反的一個受光面與一個背面。而該檢測裝置包含：一個第一移動機構、一個第二移動機構，以及一個第一檢測機構。

該第一移動機構架設於該太陽能模組之邊緣且可使該太陽能模組沿一個第一方向移動，該第一移動機構 在垂直該受光面的方向上不與任一太陽能電池重疊。該第二移動機構間隔地位於該太陽能模組的受光面側，並包括一個第二安裝座，以及一個可使該第二安裝座可沿著一個不平行該第一方向的第二方向移動的第二驅動單元。

該第一檢測機構包括一個架設於該第二安裝座而可隨該第二安裝座沿該第二方向移動的主光源單元、兩個分別固定設置於該主光源單元沿該第一方向的相反兩側的輔助光源單元，以及一個電連接該太陽能模組的電流量檢測單元；該主光源單元與該輔助光源單元可對該受光面投射光線。

本新型之功效在於：透過該第一移動機構帶動該太陽能模組沿該第一方向移動，配合該第二移動機構帶動該第一檢測機構的主光源單元沿該第二方向移動，同時讓該等輔助光源單元固定設置於該主光源單元沿該第一方向的相反兩側，於是不論該太陽能模組沿該第一方向如何移動皆能受到該等輔助光源單元的照射，又因為該等輔助光源單元固定設置，因此不需要預留該等輔助光源單元的移動空間，所以能縮小整體設備的體積，從而能減少環境使用空間。

1‧‧‧機台

11‧‧‧底座

12‧‧‧頂座

121‧‧‧穿口

13‧‧‧側座

14‧‧‧容室

2‧‧‧第一移動機構

21‧‧‧第一安裝座

22‧‧‧第一驅動單元

221‧‧‧第一滑軌

222‧‧‧第一馬達

223‧‧‧第一螺桿

3‧‧‧第二移動機構

31‧‧‧第二安裝座

32‧‧‧第二驅動單元

321‧‧‧第二滑軌

322‧‧‧第二馬達

323‧‧‧第二螺桿

4‧‧‧第三移動機構

41‧‧‧第三安裝座

42‧‧‧第三驅動單元

421‧‧‧第三滑軌

422‧‧‧第三馬達

423‧‧‧第三螺桿

5‧‧‧第一檢測機構

51‧‧‧主光源單元

52‧‧‧輔助光源單元

53‧‧‧電流量檢測單元

6‧‧‧第二檢測機構

61‧‧‧影像擷取單元

62‧‧‧電源供應單元

7‧‧‧冷卻機構

71‧‧‧溫度感測單元

72‧‧‧冷卻單元

8‧‧‧控制機構

9‧‧‧太陽能模組

90‧‧‧太陽能電池

911‧‧‧受光面

912‧‧‧背面

X‧‧‧第一方向

Y‧‧‧第二方向

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本新型太陽能模組的檢測裝置的一個實施例的一個立體圖； 圖2是該實施例的一個不完整的立體剖視圖；圖3是該實施例的一個側視圖；圖4是該實施例的一個功能方塊圖；及圖5是該實施例的一個前視剖視圖。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2、3，本新型檢測裝置的一個實施例，用於對一個太陽能模組9的數個串聯設置的太陽能電池90進行檢測，該太陽能模組9具有彼此相反的一個受光面911與一個背面912。

所述太陽能模組9的檢測裝置是沿著一個第一方向X及一個第二方向Y而呈二維式陣列排列。在本實施例中，該第一方向X垂直該第二方向Y，在實施上，只要該第一方向X不平行該第二方向Y就好。

另外，本實施例的太陽能電池90是舉多晶矽太陽能電池為例，不過在實施上，也可選用單晶、非晶或奈米晶矽太陽能電池、光化學類型太陽能電池(例如dye sensitized染料敏化電池)、薄膜硫族化合物太陽能電池(例如CIGS、CdTe電池)、或者其他類型的太陽能電池，在此並無特別限制。

參閱圖1、2、4，該檢測裝置包含：一個機台1、一個第一移動機構2、一個第二移動機構3與一個第三移動機構4、一個第一檢測機構5、一個第二檢測機構6、 一個冷卻機構7，以及一個控制機構8。

參閱圖1、2、5，該機台1的外觀略呈矩形體，並包括上下間隔的一個底座11與一個頂座12，以及一個環繞地連接於該底座11與該頂座12之間的側座13。該底座11、該頂座12與該側座13共同界定一個容室14，該太陽能模組9安置於該容室14內，並於該容室14內進行相關性能的檢測。該頂座12具有一個上下貫穿且連通該容室14的穿口121。

需要說明的是，由於該機台1主要用於承載該檢測裝置的其他機構，因此，只要能讓該檢測裝置的其他機構能穩固地安裝於該機台1上即可，該機台1的結構不以本實施例所揭露的態樣為限。進一步地，在實施上若能透過實施環境的其他構造物，讓該檢測裝置的其他機構穩固地設置於適當的位置而發揮預期的功能，則該檢測裝置就不以設置該機台1為必要。

參閱圖2、3、5，該第一移動機構2組裝於該機台1的容室14內，並位於該頂座12與該底座11之間。該第一移動機構2架設於該太陽能模組9之邊緣且可使該太陽能模組9沿該第一方向X移動。該第一移動機構2在垂直該受光面911的方向上不與任一太陽能電池90重疊，以免遮擋任一太陽能電池90而妨礙檢測進行。

在本實施例中，該第一移動機構2包括兩個彼此間隔地夾設於該太陽能模組9的兩側的第一安裝座21，以及一個可使該等第一安裝座21沿該第一方向X移動的第 一驅動單元22。該等第一安裝座21分別沿該第一方向X沿伸，並分別沿該第二方向Y間隔排列地夾設於該太陽能模組9的兩側。

該第一驅動單元22具有兩個分別沿著該第一方向X延伸且沿著該第二方向Y間隔地設置於該側座13上的第一滑軌221、一個可轉動地穿設於其中一個第一滑軌221的第一螺桿223，以及一個安裝於該第一螺桿223的一端的第一馬達222。

該等第一安裝座21分別可移動地架設於該等第一滑軌221上，並且其中一個第一安裝座21與該第一螺桿223嚙合。該第一馬達222可被驅動而帶動該第一螺桿223轉動，從而驅使該等第一安裝座21帶動該太陽能模組9沿該第一方向X移動。

參閱圖1、3、5，該第二移動機構3間隔地位於該太陽能模組9的受光面911側，並包括一個第二安裝座31，以及一個可使該第二安裝座31可沿著該第二方向Y移動的第二驅動單元32。

在本實施例中，該第二驅動單元32具有兩個沿著該第二方向Y延伸地設置於該頂座12上的第二滑軌321、一個可轉動地穿設於其中一個第二滑軌321的第二螺桿323，以及一個安裝於該第二螺桿323的一端的第二馬達322。

該等第二滑軌321沿著該第一方向X間隔且分別位於該穿口121的相反兩側，該第二安裝座31是沿著該 第一方向X延伸且可移動地跨設於該等第二滑軌321，並與該第二螺桿323嚙合。該第二馬達322可被驅動而帶動該第二螺桿323轉動，從而驅使該第二安裝座31沿該第二方向Y移動。

參閱圖2、3、5，該第三移動機構4間隔地位於該太陽能模組9的背面912，並設置於該底座11上。該第三移動機構4包括一個第三安裝座41，以及一個可使該第三安裝座41可沿著該第二方向Y移動的第三驅動單元42。

在本實施例中，該第三驅動單元42具有一個沿著該第二方向Y延伸地設置於該底座11上的第三滑軌421、一個可轉動地穿設於該第三滑軌421的第三螺桿423，以及一個安裝於該第三螺桿423的一端的第三馬達422。

該第三安裝座41是可移動地設置於該第三滑軌421，並與該第三螺桿423嚙合。該第三馬達422可被驅動而帶動該第三螺桿423轉動，從而驅使該第三安裝座41沿該第二方向Y移動。

參閱圖1、3、4，該第一檢測機構5包括一個架設於該第二安裝座31下方而可隨該第二安裝座31沿該第二方向Y移動的主光源單元51、兩個分別固定地位於該主光源單元51沿該第一方向X的相反兩側的輔助光源單元52，以及一個電連接該太陽能模組9的電流量檢測單元53。

該主光源單元51由該第二安裝座31往下延伸而穿過該穿口121，該等輔助光源單元52分別固定地安裝於該頂座12的的臨近該太陽能模9組的一側，且分別位於該穿口121沿該第一方向X的的相反兩側。該主光源單元51與該電流量檢測單元53分別電連接該控制機構8。

在本實施例中，該主光源單元51與該輔助光源單元52是透過發光二極體燈而達成發光的功能。該電流量檢測單元53可採用任何已知的電源供應器，並用於檢測該太陽能模組9所輸出的電流量。

該第二檢測機構6包括一個架設於該第二安裝座31下方而可隨該第二安裝座31沿該第二方向Y移動的影像擷取單元61，以及一個電連接該太陽能模組9的電源供應單元62。該影像擷取單元61由該第二安裝座31往下延伸而穿過該穿口121，該影像擷取單元61與該電源供應單元62分別電連接該控制機構8。

在本實施例中，該影像擷取單元61為CCD鏡頭，但不以前述舉例為限。該電源供應單元62可採用任何已知的電源供應器，並用於提供直流電流給所述太陽能電池90。

參閱圖2、3、4，該冷卻機構7安裝於該第三安裝座41而用於冷卻該太陽能模組9，並包括一個用於感測所述太陽能電池90的溫度的溫度感測單元71，以及一個用於冷卻所述太陽能電池90的冷卻單元72。該溫度感測單元71與該冷卻單元72電連接該控制機構8。

在本實施例中，該溫度感測單元71可採用任何已知的溫度感測器。該冷卻單元72為風扇的形式，不過在實施上不以此為限。

該控制機構8可為電腦，或其他能進行數據資料處理及運算的裝置。

參閱圖1、2、4，在本實施例中，該控制機構8電連接該等驅動單元22、32、42的馬達222、322、422，並可分別驅動該等馬達222、322、422帶動與其相連的該等螺桿223、323、423轉動，從而驅使該等安裝座21、31、41移動。不過在實施上，該等驅動單元22、32、42驅使該等安裝座21、31、41移動的手段並不以前述舉例為限。

參閱圖2、3、4，進一步地，在本實施例中，該控制機構8分別控制該第二驅動單元32與該第三驅動單元42而帶動該第二安裝座31與該第三安裝座41同步移動。

參閱圖2、4、5，由此可知，本實施例可透過該控制機構8控制該第一移動機構2的第一驅動單元22帶動第一安裝座21移動，從而使架設於該等第一安裝座21之間的該太陽能模組9沿該第一方向X移動。

參閱圖2、3、4，另一方面，本實施例可透過該控制機構8控制該第二移動機構3的第二驅動單元32帶動第二安裝座31移動，從而使安裝於該第二安裝座31下方的主光源單元51與影像擷取單元61沿該第二方向Y移 動。同時，該控制機構8同步控制該第三移動機構4的第三驅動單元42帶動第三安裝座41移動，從而使安裝於該第三安裝座41上的溫度感測單元71與冷卻單元72沿該第二方向Y移動。

參閱圖1、3、4、5，於是，該第一檢測機構5與該第二檢測機構6就可以分別對該太陽能模組9的任一個太陽能電池90進行檢測。

在本實施例中，該第一檢測機構5為進行光譜響應(Spectral Responsivity,SR)檢測的機構。在運作上，透過該第一移動機構2與第二移動機構3的配合，使該第一檢測機構5的主光源單元51對準其中一個待檢測的太陽能電池90，從而將光線投射在所述待檢測的太陽能電池90上。

接著，透過該控制機構8控制該主光源單元51輸出特定波長的光線，並對應所輸出的波長運算出一個入射光能量數值(即P(λ)，單位：watt)，而該電流量檢測單元53接收到太陽能電池90的輸出電能時會輸出一個電流數值(即I(λ)，單位：Amp)給該控制機構8，之後該控制機構8運算入射光能量數值除電流數值(即I(λ)/P(λ))，就可以得到在特定波長的光線照射下的光譜響應(即SR(λ))，光譜響應可代表每一個入射的光子能被轉換成輸送至外部電路的電子的能力，又稱量子效率(Quantum Efficiency,QE)。在檢測上，可透過該控制機構8控制該主光源單元51依序輸出波長為300nm至700nm的光線，就 能得到入射光波長與光譜響應之間的關係圖。

至於該等輔助光源單元52的設置理由，主要是因為該主光源單元51是針對待檢測的太陽能電池90投射光線，此時配合該等輔助光源單元52對整個太陽能模組9的受光面911投射光線，從而該太陽能模組9中相互串聯的太陽能電池90導通，以協助光譜響應檢測的進行。

另一方面，該第二檢測機構6為進行電致發光(Electroluminescence；EL)檢測的機構。在運作上，透過該電源供應單元62對所述太陽能模組9施加直流電流以使所述太陽能電池90發光。接著，透過該第一移動機構2與第二移動機構3的配合，使該第二檢測機構6的影像擷取單元61對準其中一個待檢測的太陽能電池90，從而擷取前述待檢測的太陽能電池90的影像。然後，該影像擷取單元61會將所擷取的影像傳給該控制機構8，而該控制機構8可分析所擷取的影像資訊。

至於該第一檢測機構5與該第二檢測機構6也可選用可對該太陽能電池90作其他性能檢測的機構，而不以本實施例以上的舉例為限。

進一步地，當該第一檢測機構5對其中一個太陽能電池90進行檢測時，該太陽能電池90將光能轉換成電能的同時也會產生熱能；另一方面，當該第二檢測機構6對其中一個太陽能電池90進行檢測時，該太陽能電池90將電能轉換成光能的同時也會產生熱能。以上兩種檢測的進行過程所產生的熱能，皆會增加該太陽能電池90的溫度 而影響該太陽能電池90的光電轉換效能，進而影響檢測結果。

於是，本實施例還透過該第二安裝座31與該第三安裝座41同步移動的設計，並於該第三安裝座41上設置用於冷卻該太陽能模組9的該冷卻機構7。換句話說，當該第一檢測機構5或該第二檢測機構6對其中一個太陽能電池90進行檢測時，該冷卻機構7的溫度感測單元71同時也會感測前述待檢測的太陽能電池90的溫度，並輸出一個溫度值資訊給該控制機構8。當該控制機構8接收的溫度值資訊大於一設定值時，該控制機構8會啟動該冷卻單元72，並透過該冷卻系統冷卻前述檢測的太陽能電池90。直到該控制機構8接收該溫度感測單元71感測到的溫度值資訊小於或等於一設定值時，該控制機構8會關閉該冷卻單元72。

透過以上的設計，使得前述待檢測的太陽能電池90的溫度能維持在適合檢測的範圍內，從而增加檢測結果的正確性。

綜上所述，本實施例透過該第一移動機構2帶動該太陽能模組9沿該第一方向X移動，配合該第二移動機構3帶動該第一檢測機構5的主光源單元51及該第二檢測機構6的影像擷取單元61沿該第二方向Y移動，同時讓該等輔助光源單元52固定設置於該主光源單元51沿該第一方向的相反兩側，於是不論該太陽能模組9沿該第一方向X如何移動皆能受到該等輔助光源單元52的照射，又因 為該等輔助光源單元52固定設置，不須受該第一移動機構2或該第二移動機構3帶動移動，因此不需要預留該等輔助光源單元52的移動空間，所以能縮小整體設備的體積，從而減少環境使用空間，達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧機台

11‧‧‧底座

12‧‧‧頂座

121‧‧‧穿口

13‧‧‧側座

14‧‧‧容室

2‧‧‧第一移動機構

21‧‧‧第一安裝座

22‧‧‧第一驅動單元

3‧‧‧第二移動機構

31‧‧‧第二安裝座

32‧‧‧第二驅動單元

321‧‧‧第二滑軌

322‧‧‧第二馬達

323‧‧‧第二螺桿

5‧‧‧第一檢測機構

51‧‧‧主光源單元

52‧‧‧輔助光源單元

6‧‧‧第二檢測機構

61‧‧‧影像擷取單元

9‧‧‧太陽能模組

90‧‧‧太陽能電池

911‧‧‧受光面

912‧‧‧背面

X‧‧‧第一方向

Y‧‧‧第二方向

Claims (9)

1. 一種太陽能模組的檢測裝置，用於對一個太陽能模組的數個太陽能電池進行檢測，該太陽能模組具有彼此相反的一個受光面與一個背面，而該檢測裝置包含：一個第一移動機構，架設於該太陽能模組之邊緣且可使該太陽能模組沿一個第一方向移動，該第一移動機構在垂直該受光面的方向上不與任一太陽能電池重疊；一個第二移動機構，間隔地位於該太陽能模組的受光面側，並包括一個第二安裝座，以及一個可使該第二安裝座可沿著一個不平行該第一方向的第二方向移動的第二驅動單元；及一個第一檢測機構，包括一個架設於該第二安裝座而可隨該第二安裝座沿該第二方向移動的主光源單元、兩個分別固定設置於該主光源單元沿該第一方向的相反兩側的輔助光源單元，以及一個電連接該太陽能模組的電流量檢測單元；該主光源單元與該輔助光源單元可對該受光面投射光線。
2. 如請求項1所述的太陽能模組的檢測裝置，還包含一個間隔地位於該太陽能模組的背面的第三移動機構，該第三移動機構包括一個第三安裝座，以及一個可使該第三安裝座可沿著該第二方向移動的第三驅動單元；該檢測裝置還包含一個安裝於該第三安裝座而用於冷卻該太陽能模組的冷卻機構；該第二安裝座與該第三 安裝座同步移動。
3. 如請求項2所述的太陽能模組的檢測裝置，還包含一個電連接該第二驅動單元與該第三驅動單元的控制機構，該控制機構分別控制該第二驅動單元與該第三驅動單元而帶動該第二安裝座與該第三安裝座同步移動。
4. 如請求項2所述的太陽能模組的檢測裝置，其中，該冷卻機構包括一個用於感測所述太陽能電池的溫度的溫度感測單元，以及一個用於冷卻所述太陽能電池的冷卻單元；該檢測裝置還包含一個電連接該溫度感測單元與該冷卻單元的控制機構，該溫度感測單元感測所述太陽能電池的溫度大於一設定值時，該控制機構會啟動該冷卻單元。
5. 如請求項1所述的太陽能模組的檢測裝置，還包含一個第二檢測機構，該第二檢測機構包括一個架設於該第二安裝座而可隨該第二安裝座沿該第二方向移動的影像擷取單元，以及一個電連接該太陽能模組的電源供應單元；該檢測裝置還包含一個電連接該影像擷取單元與該電源供應單元的控制機構。
6. 如請求項1所述的太陽能模組的檢測裝置，還包含一個機台，該機台包括上下間隔的一個底座與一個頂座，以及一個連接於該底座與該頂座之間的側座；該第一移動機構包括兩個彼此間隔地夾設於該太陽能模組的兩側的第一安裝座，以及一個可使該等第一安裝座沿 該第一方向移動的第一驅動單元。
7. 如請求項6所述的太陽能模組的檢測裝置，其中，該頂座具有一個供該主光源單元穿過的穿口；該等輔助光源單元分別固定地安裝於該頂座的臨近該太陽能模組的一側且位於該開口的沿該第一方向的相反兩側。
8. 如請求項6所述的太陽能模組的檢測裝置，其中，該第一移動機構的第一驅動單元具有兩個分別沿著該第一方向延伸且沿著該第二方向間隔地設置於該側座上的第一滑軌；該第一安裝座分別可移動地架設於該等第一滑軌上。
9. 如請求項7所述的太陽能模組的檢測裝置，其中，該第二移動機構的第二驅動單元具有兩個沿著該第二方向間隔且分別位於該穿口的相反兩側的第二滑軌；該等第二滑軌分別沿著該第二方向延伸；該第二安裝座是沿著該第一方向延伸且可移動地跨設於該等第二滑軌。