专利名称：过程中电连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造和测试光伏模块以及用于制造和测试光伏模块的方法。
背景技术：
在制造太阳能模块时，经常在制造过程即将结束时将电接触器(electricalcontact)加到太阳能模块。不幸的是，直到加上电接触器，才能向太阳能模块施加电偏压。因此，直到过程之末才能执行需要电偏压的应用。
图1是用于光伏模块的电连接装置的透视图。图2是用于光伏模块的电连接装置的透视图。图3是用于光伏模块的电连接装置的侧视图。图4是用于光伏模块的电连接装置的侧视图。图5是用于光伏模块的电连接装置的侧视图。图6是用于光伏模块的电连接装置的侧视图。图7是用于连接装置的多个可调接触器的截面图。图8是用于连接装置的单个可调接触器的截面图。图9是用于评价部分装配的光伏模块的性能的方法的流程图。
具体实施例方式为了解决不能在安装电接触器之前向模块施加电偏压的问题，在此阐述一种用于引入临时电接触器的装置和方法。通过对装配线上的部分装配的模块设置临时电接触器，可在模块完全装配之前将电偏压施加到模块。例如，作为制造过程的一部分，会希望向光伏模块施加电偏压。这种施加偏压可出现在光伏模块制造期间的任何合适的步骤，并可因任何合适的原因而执行，例如，为了对光伏模块进行预调。临时电接触器的可用性还可允许任何其他合适的电连接。例如，临时电接触器可允许性能评价。例如，会希望确定半导体层的特性，诸如，耗尽层宽度(depletion width)、掺杂密度、膜层厚度、陷阱浓度和吸收层厚度。还会希望确定自由载流子与深陷阱的贡献。为了保证每个模块符合产品规格，可使用过程中模块测试方法。可在制造过程期间的任何时候测试模块。在制造过程即将结束时，通常将缆线板(cord plate)附着于光伏模块上的后保护基板。缆线板允许模块在现场电连接，并且还提供用于测试模块的性能的电引线。然而，在安装缆线板之前，第一引线和第二引线可暴露于后保护基板附近。通过开发一种新型的过程中电连接装置，可通过与这些暴露的引线接触来评价模块的性能。因此，可在模块完成之前采取用于改善模块的步骤。类似地，如果模块有缺陷，则可在将另外的资源用于该模块的制造之前将该模块从装配线移除。
在一个方面，一种用于光伏模块的电连接装置可包括:第一接触器，被配置成与光伏模块上的第一引线接合；第二接触器，被配置成与光伏模块上的第二引线接合；电源，被配置成在第一接触器和第二接触器之间施加电偏压。电偏压可具有从5mV到300V的范围的电压。电偏压可具有恒定电压或脉冲电压。电偏压可具有从0.1A到30A的范围的电流。电偏压可具有恒定电流或脉冲电流。电偏压具有从OHz到IOOMHz的范围的频率。第一接触器可以是可变形的，第二接触器可以是可变形的。第一接触器可包括金属箔，第二接触器可包括金属箔。所述装置可包括绝缘平台，该绝缘平台包括顶部和底部。另外，所述装置可包括紧固到绝缘平台的底部的第一导电块，其中，第一接触器可附着于第一导电块。所述装置可包括紧固到绝缘平台的底部的第二导电块，其中，第二接触器可附着于第二导电块。第一导电块可利用绝缘紧固件紧固到绝缘平台的底部，第二导电块可利用绝缘紧固件紧固到绝缘平台的底部。绝缘紧固件可包含氟化聚合物。所述装置可包括从第一导电块延伸到第一接触器的多个第一可调接触器。所述多个第一可调接触器可以是弹簧接触器。类似地，所述装置可包括从第二导电块延伸到第二接触器的多个第二可调接触器。所述多个第二可调接触器可以是弹簧接触器。在另一方面，一种用于制造光伏模块的方法可包括:提供包括一表面的部分装配的光伏模块；使第一接触器顺应所述表面，以在第一接触器和光伏模块之间形成第一临时导电路径；使第二接触器顺应所述表面，以在第二接触器和光伏模块之间形成第二临时导电路径。所述方法可包括:经由第一临时接触器和第二临时接触器将电偏压施加到部分装配的光伏模块。所述方法可包括:经由第一临时接触器和第二临时接触器将电偏压施加到部分装配的光伏模块中的一个或更多个光伏器件。所述偏压可包括预调偏压。所述方法可包括:经由第一临时接触器和第二临时接触器测试部分装配的光伏模块的特性。电偏压可具有从5mV到300V的范围的电压。电偏压可具有恒定电压。电偏压可具有脉冲电压。电偏压可具有从0.1A到30A的范围的电流。电偏压可具有恒定电流。电偏压可具有脉冲电流。电偏压可具有从OHz到IOOMHz的范围的频率。施加电偏压的持续时间可以为大约I毫秒至大约30分钟，或者大约I毫秒至大约20分钟，或者大约I毫秒至大约10分钟，或者大约I毫秒至大约5分钟，或者大约I毫秒至大约I分钟，或者大约I毫秒至大约15秒，或者大约I毫秒至大约5秒，或者大约20分钟至大约30分钟，或者大约10分钟至大约20分钟，或者大约5分钟至大约15分钟。所述方法可包括:测量第一接触器和第二接触器之间的电流和电压。所述方法可包括:测量第一接触器和第二接触器之间的电容。所述方法可包括:基于测量的电容计算模块内的P-n结的耗尽层宽度。在图1中示出了 一种新型的过程中电连接器(in-process electricalconnector)100o电连接器100可位于装配线附近，并可运动以在模块在输送机系统上经过时与模块相接触。由此，电连接器100可将偏压施加到光伏模块。可选地，电连接器100可在制造过程期间收集、确定并记录模块的性能特性。可手动或自动地改变电连接器100的位置，以与经过的模块接触。为了方便电连接器100与模块之间接触，连接装置可包括第一接触器105和第二接触器Iio (第一接触器105和第二接触器110中的一个或者第一接触器105和第二接触器110两者可形成与光伏模块接触的临时接触器)，如图1和图2所示。第一接触器105可被配置成与光伏模块上的第一引线接触，以形成电连接。类似地，第二接触器110可被配置成与光伏模块上的第二引线接触，以形成电连接。例如，第一接触器105可与模块上的正极引线接触，第二接触器110可与模块上的负极引线接触，从而建立电路。图3和图4示出了一个实施例的侧视图。如图4所示，第一接触器105和第二接触器110可以是可变形的。具体地，当第一接触器和第二接触器(105、110)压抵一表面时，第一接触器和第二接触器可顺应该表面的形状。例如，第一接触器和第二接触器(105、110)可顺应平坦表面、弯曲表面或具有凸起特征的表面。通过允许第一接触器和第二接触器变形，电连接器100可实现与模块更好的电接触，从而改善测试结果。第一接触器和第二接触器(105、110)可以是被形成为环的柔性金属带，如图1至图6所示。在图3中示出的一个实施例中，第一接触器和第二接触器(105、110)可以是金属箔。可压缩的多个第一可调接触器115可被插入到第一导电块120中。可调接触器115可以是任何合适的可调接触器，诸如，举例来说，弹簧承载式接触器(弹簧接触器)、自调节式接触器、螺旋弹簧或可伸缩式接触器。例如，第一导电块120可具有多个孔，其中，每个孔具有适于从多个可调接触器115接收单个可调接触器的合适的直径。第一导电块120可利用多个绝缘紧固件140被安装到绝缘层135。绝缘层135可在连接装置和装配线之间提供结合点。尽管可使用任何合适的绝缘材料，但是绝缘层135可包含聚碳酸酯，绝缘紧固件140可包含聚四氟乙烯。第一可调接触器115可从导电块120延伸，以接触第一接触器105的背面。类似地，可压缩的多个第二可调接触器125可被插入到第二导电块130中，并可延伸到第二接触器110。当将力Fl施加在第一接触器和第二接触器(105、110)上时，多个第一可调接触器和多个第二可调接触器(115、125)可抵抗各个接触器(105、110)的变形。例如，如果电连接器在光伏模块上降低到第一接触器105发生变形的高度，则多个第一可调接触器115可抵抗该变形。在抵抗变形的过程中，多个第一可调接触器115可对第一接触器105的背面施加反作用力，从而在模块和第一表面之间确保优良的电接触。多个第二可调接触器125可以以类似的方式起作用。在另一实施例中，用于构造第一接触器和第二接触器(105、110)的金属带可具有足够的厚度，从而起弹簧作用。如图5所示，在该实施例中，无需多个第一可调接触器和多个第二可调接触器(115、125)。如图6所示，当在每个金属带上施加力F2时，所述金属带变形。当将力移除时，金属带恢复到其初始形状，如图5所示。当模块具有如图4中所示的不平坦表面405时，多个第一可调接触器和多个第二可调接触器(115、125)会特别有用。多个第一可调接触器和多个第二可调接触器(115、125)可允许第一接触器和第二接触器(105、110)的轮廓与模块的不平坦表面405的轮廓相符。例如，一部分可调接触器可压缩到其相应的导电块(120、130)中。图7示出了电连接器100的截面图，并展示了当多个弹簧(例如，115、125)压在不平坦表面705上时所述多个弹簧如何作出反应。图8示出了单个可调接触器800的截面图。可调接触器800可包括具有顶端810和底端815的接触构件805。弹簧保持器820可被安装到接触构件805的顶端810。接触构件的底端815可被构造成压在第一接触器的背面上，从而形成电通路。弹簧825可设置在凹部830内，凹部830形成在弹簧保持器820和导电块835之间。弹簧825可由导电材料构成，使得弹簧825用作电通路。当通过力F4将接触构件805推入到凹部830中时，弹簧保持器820可将力F4传递到弹簧825，从而压缩弹簧。为了防止当不存在力F4时接触构件805离开凹部830，可安装保持器。例如，保持器840可螺纹旋入凹部830的入口中，从而使接触构件805保持在凹部内。电连接器100可包括能够用作电流源或电压源的电源。所述电源可被连接到第一导电块和第二导电块(120、130)。例如，第一电线145可连接到第一导电块120，第二电线150可连接到第二导电块130。电连接器100能够通过第一电线和第二电线(145、150)提供各种输出。例如，电源可提供频率可选的交流电、恒定电压、脉冲电压、恒定电流、脉冲电流、扫描速率可选的电压扫描或者它们的组合。电源可提供从5mV到300V的范围的电压以及从0.1A到30A的范围的电流。电源可提供频率范围从OHz到IOOMHz的交流电。优选地，电源可提供从IkHz到200kHz的范围的交流电。可选地，电源可提供直流电。可在任何合适的持续时间内将电偏压施加到部分装配的光伏模块，例如，持续时间为大约I毫秒至大约30分钟，或者大约I毫秒至大约20分钟，或者大约I毫秒至大约10分钟，或者大约I毫秒至大约5分钟，或者大约I毫秒至大约I分钟，或者大约I毫秒至大约15秒，或者大约I毫秒至大约5秒，或者大约20分钟至大约30分钟，或者大约10分钟至大约20分钟，或者大约5分钟至大约15分钟。电连接器100可包括电流-电压测量装置或任何其他合适的度量仪器或装置。电流-电压测量装置可与电源结合使用，以提供脉冲电流-电压测试，脉冲电流-电压测试是一种用于评价包含半导体的模块的性能和可靠性的方法。脉冲电流-电压测试方法可包括扫描或单脉冲测试。电连接器100可包括电容测量装置。电容测量装置可集成到电连接器100中，或者电容测量装置可以是单独的装置。电容测量装置可测量第一电线145和第二电线150之间的电容或者电路中任何其他两个点之间的电容。为了测量模块内的半导体的电容，电连接器100可利用已知的电流使模块充电和放电。通过测量产生的电压的上升速率，可计算电容。电压上升速率越慢指示电容越大，反之，电压上升速率越快指示电容越小。电连接器100可连接到数字显示器，数字显示器在测试期间显示相关值(诸如，电容值)。显示在显示器上的值可用于识别不合格模块。如果识别出不合格模块，则可使用手动系统或自动系统从装配线移除不合格模块。这些值还可被发送到计算机系统，在计算机系统中，所述值被存储在数据库中，并用于随时间量化产品质量。电连接器100还可被构造成电容-电压(C-V)分析系统。C-V分析可用于确定光伏模块中的P-n结的特性。例如，可通过改变横过装置的电压并测量产生的电容来确定关于掺杂密度和陷阱密度(即，缺陷密度)的信息。确定掺杂密度在制造过程如何运作方面提供反馈。如果掺杂密度不在期望范围内，则可在资源被浪费在构造不合格产品之前校正该过程。图9示出了用于评价部分装配的光伏模块的性能的方法。具体地讲，所述方法包括提供具有第一接触器和第二接触器的电连接装置(905 )以及提供具有第一引线和第二引线的部分装配的光伏模块(910)。压抵第一引线放置第一接触器，并压抵第二引线放置第二接触器(915)。在第一接触器和第二接触器之间设置电偏压(920)，并测量第一接触器和第二接触器之间的电容(925)。在附图和说明书中阐述了一个或多个实施例的细节。通过说明书、附图和权利要求书，其他特点、目的和优点将是明显的。尽管已经描述了本发明的多个实施例，但是将理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种变型。具体地讲，附图中示出的步骤可按照与示出的顺序不同的顺序执行。例如，多个步骤可同时执行，或者可按照与示出的顺序交替的顺序执行。还应该理解的是，附图不一定合乎比例，呈现出本发明的基本原理和各个特征的略简化的表示。
权利要求
1.一种用于光伏模块的电连接装置，所述电连接装置包括: 第一接触器，被配置成与光伏模块上的第一引线接合； 第二接触器，被配置成与光伏模块上的第二引线接合； 电源，被配置成在第一接触器和第二接触器之间施加电偏压。
2.如权利要求1所述的装置，其中，电偏压具有从5mV到300V的范围的电压。
3.如权利要求2所述的装置，其中，电偏压具有恒定电压。
4.如权利要求2所述的装置，其中，电偏压具有脉冲电压。
5.如权利要求1所述的装置，其中，电偏压具有从0.1A到30A的范围的电流。
6.如权利要求5所述的装置，其中，电偏压具有恒定电流。
7.如权利要求5所述的装置，其中，电偏压具有脉冲电流。
8.如权利要求1所述的装置，其中，电偏压具有从OHz到IOOMHz的范围的频率。
9.如权利要求1所述的装置，其中，第一接触器是可变形的，其中，第二接触器是可变形的。
10.如权利要求1所述的装置，其中，第一接触器包括金属箔，其中，第二接触器包括金属箔。`
11.如权利要求1所述的装置，所述装置还包括: 绝缘平台，包括顶部和底部； 第一导电块，紧固到绝缘平台的底部，其中，第一接触器附着于第一导电块； 第二导电块，紧固到绝缘平台的底部，其中，第二接触器附着于第二导电块。
12.如权利要求11所述的装置，其中，第一导电块利用绝缘紧固件紧固到绝缘平台的底部， 其中，第二导电块利用绝缘紧固件紧固到绝缘平台的底部。
13.如权利要求12所述的装置，其中，绝缘紧固件包含氟化聚合物。
14.如权利要求11所述的装置，所述装置还包括从第一导电块延伸到第一接触器的多个第一可调接触器。
15.如权利要求14所述的装置，其中，所述多个第一可调接触器是弹簧接触器。
16.如权利要求11所述的装置，所述装置还包括从第二导电块延伸到第二接触器的多个第二可调接触器。
17.如权利要求16所述的装置，其中，所述多个第二可调接触器是弹簧接触器。
18.一种用于制造光伏模块的方法，所述方法包括: 提供包括一表面的部分装配的光伏模块； 使第一接触器顺应所述表面，以在第一接触器和光伏模块之间形成第一临时导电路径; 使第二接触器顺应所述表面，以在第二接触器和光伏模块之间形成第二临时导电路径。
19.如权利要求18所述的方法，所述方法还包括:经由第一接触器和第二接触器将电偏压施加到部分装配的光伏模块中的至少一个光伏器件。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述偏压包括预调偏压。
21.如权利要求18所述的方法，所述方法还包括:经由第一接触器和第二接触器测试部分装配的光伏模块的特性。
22.如权利要求19所述的方法，其中，电偏压具有从5mV到300V的范围的电压。
23.如权利要求22所述的方法，其中，电偏压具有恒定电压。
24.如权利要求22所述的方法，其中，电偏压具有脉冲电压。
25.如权利要求19所述的方法，其中，电偏压具有从0.1A到30A的范围的电流。
26.如权利要求25所述的设备，其中，电偏压具有恒定电流。
27.如权利要求25所述的设备，其中，电偏压具有脉冲电流。
28.如权利要求19所述的方法，其中，电偏压具有从OHz到IOOMHz的范围的频率。
29.如权利要求19所述的方法，其中，施加电偏压的持续时间为大约I毫秒至大约30分钟。
30.如权利要求20所述的方法，所述方法还包括:测量第一接触器和第二接触器之间的电流和电压。
31.如权利要求20所述的方法，所述方法还包括:测量第一接触器和第二接触器之间的电容。
32.如权利要求31所述的方法，所述方法还包括:基于测量的电容计算所述模块内的p-n结的耗尽层宽度。
全文摘要
部分装配的光伏模块的特性可利用电连接装置和方法进行确定。
文档编号G01R31/26GK103154752SQ201180048787
公开日2013年6月12日 申请日期2011年8月4日 优先权日2010年8月6日
发明者詹姆斯·欣克尔, 艾姆仁·科瀚, 莫德斯托·桑丘兹, 托马斯·杜鲁门 申请人:第一太阳能有限公司