專利名稱：過程中電連接器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制造和測試光伏模塊以及用于制造和測試光伏模塊的方法。
背景技術：
在制造太陽能模塊時，經常在制造過程即將結束時將電接觸器(electricalcontact)加到太陽能模塊。不幸的是，直到加上電接觸器，才能向太陽能模塊施加電偏壓。因此，直到過程之末才能執(zhí)行需要電偏壓的應用。


圖1是用于光伏模塊的電連接裝置的透視圖。圖2是用于光伏模塊的電連接裝置的透視圖。圖3是用于光伏模塊的電連接裝置的側視圖。圖4是用于光伏模塊的電連接裝置的側視圖。圖5是用于光伏模塊的電連接裝置的側視圖。圖6是用于光伏模塊的電連接裝置的側視圖。圖7是用于連接裝置的多個可調接觸器的截面圖。圖8是用于連接裝置的單個可調接觸器的截面圖。圖9是用于評價部分裝配的光伏模塊的性能的方法的流程圖。
具體實施例方式為了解決不能在安裝電接觸器之前向模塊施加電偏壓的問題，在此闡述一種用于引入臨時電接觸器的裝置和方法。通過對裝配線上的部分裝配的模塊設置臨時電接觸器，可在模塊完全裝配之前將電偏壓施加到模塊。例如，作為制造過程的一部分，會希望向光伏模塊施加電偏壓。這種施加偏壓可出現(xiàn)在光伏模塊制造期間的任何合適的步驟，并可因任何合適的原因而執(zhí)行，例如，為了對光伏模塊進行預調。臨時電接觸器的可用性還可允許任何其他合適的電連接。例如，臨時電接觸器可允許性能評價。例如，會希望確定半導體層的特性，諸如，耗盡層寬度(depletion width)、摻雜密度、膜層厚度、陷阱濃度和吸收層厚度。還會希望確定自由載流子與深陷阱的貢獻。為了保證每個模塊符合產品規(guī)格，可使用過程中模塊測試方法。可在制造過程期間的任何時候測試模塊。在制造過程即將結束時，通常將纜線板(cord plate)附著于光伏模塊上的后保護基板。纜線板允許模塊在現(xiàn)場電連接，并且還提供用于測試模塊的性能的電引線。然而，在安裝纜線板之前，第一引線和第二引線可暴露于后保護基板附近。通過開發(fā)一種新型的過程中電連接裝置，可通過與這些暴露的引線接觸來評價模塊的性能。因此，可在模塊完成之前采取用于改善模塊的步驟。類似地，如果模塊有缺陷，則可在將另外的資源用于該模塊的制造之前將該模塊從裝配線移除。
在一個方面，一種用于光伏模塊的電連接裝置可包括:第一接觸器，被配置成與光伏模塊上的第一引線接合；第二接觸器，被配置成與光伏模塊上的第二引線接合；電源，被配置成在第一接觸器和第二接觸器之間施加電偏壓。電偏壓可具有從5mV到300V的范圍的電壓。電偏壓可具有恒定電壓或脈沖電壓。電偏壓可具有從0.1A到30A的范圍的電流。電偏壓可具有恒定電流或脈沖電流。電偏壓具有從OHz到IOOMHz的范圍的頻率。第一接觸器可以是可變形的，第二接觸器可以是可變形的。第一接觸器可包括金屬箔，第二接觸器可包括金屬箔。所述裝置可包括絕緣平臺，該絕緣平臺包括頂部和底部。另外，所述裝置可包括緊固到絕緣平臺的底部的第一導電塊，其中，第一接觸器可附著于第一導電塊。所述裝置可包括緊固到絕緣平臺的底部的第二導電塊，其中，第二接觸器可附著于第二導電塊。第一導電塊可利用絕緣緊固件緊固到絕緣平臺的底部，第二導電塊可利用絕緣緊固件緊固到絕緣平臺的底部。絕緣緊固件可包含氟化聚合物。所述裝置可包括從第一導電塊延伸到第一接觸器的多個第一可調接觸器。所述多個第一可調接觸器可以是彈簧接觸器。類似地，所述裝置可包括從第二導電塊延伸到第二接觸器的多個第二可調接觸器。所述多個第二可調接觸器可以是彈簧接觸器。在另一方面，一種用于制造光伏模塊的方法可包括:提供包括一表面的部分裝配的光伏模塊；使第一接觸器順應所述表面，以在第一接觸器和光伏模塊之間形成第一臨時導電路徑；使第二接觸器順應所述表面，以在第二接觸器和光伏模塊之間形成第二臨時導電路徑。所述方法可包括:經由第一臨時接觸器和第二臨時接觸器將電偏壓施加到部分裝配的光伏模塊。所述方法可包括:經由第一臨時接觸器和第二臨時接觸器將電偏壓施加到部分裝配的光伏模塊中的一個或更多個光伏器件。所述偏壓可包括預調偏壓。所述方法可包括:經由第一臨時接觸器和第二臨時接觸器測試部分裝配的光伏模塊的特性。電偏壓可具有從5mV到300V的范圍的電壓。電偏壓可具有恒定電壓。電偏壓可具有脈沖電壓。電偏壓可具有從0.1A到30A的范圍的電流。電偏壓可具有恒定電流。電偏壓可具有脈沖電流。電偏壓可具有從OHz到IOOMHz的范圍的頻率。施加電偏壓的持續(xù)時間可以為大約I毫秒至大約30分鐘，或者大約I毫秒至大約20分鐘，或者大約I毫秒至大約10分鐘，或者大約I毫秒至大約5分鐘，或者大約I毫秒至大約I分鐘，或者大約I毫秒至大約15秒，或者大約I毫秒至大約5秒，或者大約20分鐘至大約30分鐘，或者大約10分鐘至大約20分鐘，或者大約5分鐘至大約15分鐘。所述方法可包括:測量第一接觸器和第二接觸器之間的電流和電壓。所述方法可包括:測量第一接觸器和第二接觸器之間的電容。所述方法可包括:基于測量的電容計算模塊內的P-n結的耗盡層寬度。在圖1中示出了 一種新型的過程中電連接器(in-process electricalconnector)100o電連接器100可位于裝配線附近，并可運動以在模塊在輸送機系統(tǒng)上經過時與模塊相接觸。由此，電連接器100可將偏壓施加到光伏模塊。可選地，電連接器100可在制造過程期間收集、確定并記錄模塊的性能特性?？墒謩踊蜃詣拥馗淖冸娺B接器100的位置，以與經過的模塊接觸。為了方便電連接器100與模塊之間接觸，連接裝置可包括第一接觸器105和第二接觸器Iio (第一接觸器105和第二接觸器110中的一個或者第一接觸器105和第二接觸器110兩者可形成與光伏模塊接觸的臨時接觸器)，如圖1和圖2所示。第一接觸器105可被配置成與光伏模塊上的第一引線接觸，以形成電連接。類似地，第二接觸器110可被配置成與光伏模塊上的第二引線接觸，以形成電連接。例如，第一接觸器105可與模塊上的正極引線接觸，第二接觸器110可與模塊上的負極引線接觸，從而建立電路。圖3和圖4示出了一個實施例的側視圖。如圖4所示，第一接觸器105和第二接觸器110可以是可變形的。具體地，當?shù)谝唤佑|器和第二接觸器(105、110)壓抵一表面時，第一接觸器和第二接觸器可順應該表面的形狀。例如，第一接觸器和第二接觸器(105、110)可順應平坦表面、彎曲表面或具有凸起特征的表面。通過允許第一接觸器和第二接觸器變形，電連接器100可實現(xiàn)與模塊更好的電接觸，從而改善測試結果。第一接觸器和第二接觸器(105、110)可以是被形成為環(huán)的柔性金屬帶，如圖1至圖6所示。在圖3中示出的一個實施例中，第一接觸器和第二接觸器(105、110)可以是金屬箔。可壓縮的多個第一可調接觸器115可被插入到第一導電塊120中。可調接觸器115可以是任何合適的可調接觸器，諸如，舉例來說，彈簧承載式接觸器(彈簧接觸器)、自調節(jié)式接觸器、螺旋彈簧或可伸縮式接觸器。例如，第一導電塊120可具有多個孔，其中，每個孔具有適于從多個可調接觸器115接收單個可調接觸器的合適的直徑。第一導電塊120可利用多個絕緣緊固件140被安裝到絕緣層135。絕緣層135可在連接裝置和裝配線之間提供結合點。盡管可使用任何合適的絕緣材料，但是絕緣層135可包含聚碳酸酯，絕緣緊固件140可包含聚四氟乙烯。第一可調接觸器115可從導電塊120延伸，以接觸第一接觸器105的背面。類似地，可壓縮的多個第二可調接觸器125可被插入到第二導電塊130中，并可延伸到第二接觸器110。當將力Fl施加在第一接觸器和第二接觸器(105、110)上時，多個第一可調接觸器和多個第二可調接觸器(115、125)可抵抗各個接觸器(105、110)的變形。例如，如果電連接器在光伏模塊上降低到第一接觸器105發(fā)生變形的高度，則多個第一可調接觸器115可抵抗該變形。在抵抗變形的過程中，多個第一可調接觸器115可對第一接觸器105的背面施加反作用力，從而在模塊和第一表面之間確保優(yōu)良的電接觸。多個第二可調接觸器125可以以類似的方式起作用。在另一實施例中，用于構造第一接觸器和第二接觸器(105、110)的金屬帶可具有足夠的厚度，從而起彈簧作用。如圖5所示，在該實施例中，無需多個第一可調接觸器和多個第二可調接觸器(115、125)。如圖6所示，當在每個金屬帶上施加力F2時，所述金屬帶變形。當將力移除時，金屬帶恢復到其初始形狀，如圖5所示。當模塊具有如圖4中所示的不平坦表面405時，多個第一可調接觸器和多個第二可調接觸器(115、125)會特別有用。多個第一可調接觸器和多個第二可調接觸器(115、125)可允許第一接觸器和第二接觸器(105、110)的輪廓與模塊的不平坦表面405的輪廓相符。例如，一部分可調接觸器可壓縮到其相應的導電塊(120、130)中。圖7示出了電連接器100的截面圖，并展示了當多個彈簧(例如，115、125)壓在不平坦表面705上時所述多個彈簧如何作出反應。圖8示出了單個可調接觸器800的截面圖?？烧{接觸器800可包括具有頂端810和底端815的接觸構件805。彈簧保持器820可被安裝到接觸構件805的頂端810。接觸構件的底端815可被構造成壓在第一接觸器的背面上，從而形成電通路。彈簧825可設置在凹部830內，凹部830形成在彈簧保持器820和導電塊835之間。彈簧825可由導電材料構成，使得彈簧825用作電通路。當通過力F4將接觸構件805推入到凹部830中時，彈簧保持器820可將力F4傳遞到彈簧825，從而壓縮彈簧。為了防止當不存在力F4時接觸構件805離開凹部830，可安裝保持器。例如，保持器840可螺紋旋入凹部830的入口中，從而使接觸構件805保持在凹部內。電連接器100可包括能夠用作電流源或電壓源的電源。所述電源可被連接到第一導電塊和第二導電塊(120、130)。例如，第一電線145可連接到第一導電塊120，第二電線150可連接到第二導電塊130。電連接器100能夠通過第一電線和第二電線(145、150)提供各種輸出。例如，電源可提供頻率可選的交流電、恒定電壓、脈沖電壓、恒定電流、脈沖電流、掃描速率可選的電壓掃描或者它們的組合。電源可提供從5mV到300V的范圍的電壓以及從0.1A到30A的范圍的電流。電源可提供頻率范圍從OHz到IOOMHz的交流電。優(yōu)選地，電源可提供從IkHz到200kHz的范圍的交流電。可選地，電源可提供直流電?？稍谌魏魏线m的持續(xù)時間內將電偏壓施加到部分裝配的光伏模塊，例如，持續(xù)時間為大約I毫秒至大約30分鐘，或者大約I毫秒至大約20分鐘，或者大約I毫秒至大約10分鐘，或者大約I毫秒至大約5分鐘，或者大約I毫秒至大約I分鐘，或者大約I毫秒至大約15秒，或者大約I毫秒至大約5秒，或者大約20分鐘至大約30分鐘，或者大約10分鐘至大約20分鐘，或者大約5分鐘至大約15分鐘。電連接器100可包括電流-電壓測量裝置或任何其他合適的度量儀器或裝置。電流-電壓測量裝置可與電源結合使用，以提供脈沖電流-電壓測試，脈沖電流-電壓測試是一種用于評價包含半導體的模塊的性能和可靠性的方法。脈沖電流-電壓測試方法可包括掃描或單脈沖測試。電連接器100可包括電容測量裝置。電容測量裝置可集成到電連接器100中，或者電容測量裝置可以是單獨的裝置。電容測量裝置可測量第一電線145和第二電線150之間的電容或者電路中任何其他兩個點之間的電容。為了測量模塊內的半導體的電容，電連接器100可利用已知的電流使模塊充電和放電。通過測量產生的電壓的上升速率，可計算電容。電壓上升速率越慢指示電容越大，反之，電壓上升速率越快指示電容越小。電連接器100可連接到數(shù)字顯示器，數(shù)字顯示器在測試期間顯示相關值(諸如，電容值)。顯示在顯示器上的值可用于識別不合格模塊。如果識別出不合格模塊，則可使用手動系統(tǒng)或自動系統(tǒng)從裝配線移除不合格模塊。這些值還可被發(fā)送到計算機系統(tǒng)，在計算機系統(tǒng)中，所述值被存儲在數(shù)據(jù)庫中，并用于隨時間量化產品質量。電連接器100還可被構造成電容-電壓(C-V)分析系統(tǒng)。C-V分析可用于確定光伏模塊中的P-n結的特性。例如，可通過改變橫過裝置的電壓并測量產生的電容來確定關于摻雜密度和陷阱密度(即，缺陷密度)的信息。確定摻雜密度在制造過程如何運作方面提供反饋。如果摻雜密度不在期望范圍內，則可在資源被浪費在構造不合格產品之前校正該過程。圖9示出了用于評價部分裝配的光伏模塊的性能的方法。具體地講，所述方法包括提供具有第一接觸器和第二接觸器的電連接裝置(905 )以及提供具有第一引線和第二引線的部分裝配的光伏模塊(910)。壓抵第一引線放置第一接觸器，并壓抵第二引線放置第二接觸器(915)。在第一接觸器和第二接觸器之間設置電偏壓(920)，并測量第一接觸器和第二接觸器之間的電容(925)。在附圖和說明書中闡述了一個或多個實施例的細節(jié)。通過說明書、附圖和權利要求書，其他特點、目的和優(yōu)點將是明顯的。盡管已經描述了本發(fā)明的多個實施例，但是將理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進行各種變型。具體地講，附圖中示出的步驟可按照與示出的順序不同的順序執(zhí)行。例如，多個步驟可同時執(zhí)行，或者可按照與示出的順序交替的順序執(zhí)行。還應該理解的是，附圖不一定合乎比例，呈現(xiàn)出本發(fā)明的基本原理和各個特征的略簡化的表示。
權利要求
1.一種用于光伏模塊的電連接裝置，所述電連接裝置包括: 第一接觸器，被配置成與光伏模塊上的第一引線接合； 第二接觸器，被配置成與光伏模塊上的第二引線接合； 電源，被配置成在第一接觸器和第二接觸器之間施加電偏壓。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，電偏壓具有從5mV到300V的范圍的電壓。
3.如權利要求2所述的裝置，其中，電偏壓具有恒定電壓。
4.如權利要求2所述的裝置，其中，電偏壓具有脈沖電壓。
5.如權利要求1所述的裝置，其中，電偏壓具有從0.1A到30A的范圍的電流。
6.如權利要求5所述的裝置，其中，電偏壓具有恒定電流。
7.如權利要求5所述的裝置，其中，電偏壓具有脈沖電流。
8.如權利要求1所述的裝置，其中，電偏壓具有從OHz到IOOMHz的范圍的頻率。
9.如權利要求1所述的裝置，其中，第一接觸器是可變形的，其中，第二接觸器是可變形的。
10.如權利要求1所述的裝置，其中，第一接觸器包括金屬箔，其中，第二接觸器包括金屬箔。`
11.如權利要求1所述的裝置，所述裝置還包括: 絕緣平臺，包括頂部和底部； 第一導電塊，緊固到絕緣平臺的底部，其中，第一接觸器附著于第一導電塊； 第二導電塊，緊固到絕緣平臺的底部，其中，第二接觸器附著于第二導電塊。
12.如權利要求11所述的裝置，其中，第一導電塊利用絕緣緊固件緊固到絕緣平臺的底部， 其中，第二導電塊利用絕緣緊固件緊固到絕緣平臺的底部。
13.如權利要求12所述的裝置，其中，絕緣緊固件包含氟化聚合物。
14.如權利要求11所述的裝置，所述裝置還包括從第一導電塊延伸到第一接觸器的多個第一可調接觸器。
15.如權利要求14所述的裝置，其中，所述多個第一可調接觸器是彈簧接觸器。
16.如權利要求11所述的裝置，所述裝置還包括從第二導電塊延伸到第二接觸器的多個第二可調接觸器。
17.如權利要求16所述的裝置，其中，所述多個第二可調接觸器是彈簧接觸器。
18.一種用于制造光伏模塊的方法，所述方法包括: 提供包括一表面的部分裝配的光伏模塊； 使第一接觸器順應所述表面，以在第一接觸器和光伏模塊之間形成第一臨時導電路徑; 使第二接觸器順應所述表面，以在第二接觸器和光伏模塊之間形成第二臨時導電路徑。
19.如權利要求18所述的方法，所述方法還包括:經由第一接觸器和第二接觸器將電偏壓施加到部分裝配的光伏模塊中的至少一個光伏器件。
20.如權利要求19所述的方法，其中，所述偏壓包括預調偏壓。
21.如權利要求18所述的方法，所述方法還包括:經由第一接觸器和第二接觸器測試部分裝配的光伏模塊的特性。
22.如權利要求19所述的方法，其中，電偏壓具有從5mV到300V的范圍的電壓。
23.如權利要求22所述的方法，其中，電偏壓具有恒定電壓。
24.如權利要求22所述的方法，其中，電偏壓具有脈沖電壓。
25.如權利要求19所述的方法，其中，電偏壓具有從0.1A到30A的范圍的電流。
26.如權利要求25所述的設備，其中，電偏壓具有恒定電流。
27.如權利要求25所述的設備，其中，電偏壓具有脈沖電流。
28.如權利要求19所述的方法，其中，電偏壓具有從OHz到IOOMHz的范圍的頻率。
29.如權利要求19所述的方法，其中，施加電偏壓的持續(xù)時間為大約I毫秒至大約30分鐘。
30.如權利要求20所述的方法，所述方法還包括:測量第一接觸器和第二接觸器之間的電流和電壓。
31.如權利要求20所述的方法，所述方法還包括:測量第一接觸器和第二接觸器之間的電容。
32.如權利要求31所述的方法，所述方法還包括:基于測量的電容計算所述模塊內的p-n結的耗盡層寬度。
全文摘要
部分裝配的光伏模塊的特性可利用電連接裝置和方法進行確定。
文檔編號G01R31/26GK103154752SQ201180048787
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權日2010年8月6日
發(fā)明者詹姆斯·欣克爾, 艾姆仁·科瀚, 莫德斯托·桑丘茲, 托馬斯·杜魯門 申請人:第一太陽能有限公司