专利名称：一种用于光伏组件的测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光伏组件测试技术领域，特别涉及一种用于光伏组件的测试装置。
背景技术：
光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。光伏组件的成品生产工艺流程为:焊接-敷设-层压前内部缺陷检测-层压-层压后内部缺陷检测-组框-固化-电池性能测试-包装入库-装配发货。其中，电池性能测试工序采用拟太阳光性能测试装置，利用太阳光模拟器再配以电子负载、数据处理器，在暗室内测试光伏组件的短路电流、开路电压、最大电压、最大电流、最大功率和填充因子等各项性能参数。由上可知，经由模拟太阳光性能测试装置性能测试后的光伏组件，将直接包装入库最终投入使用。显然，在组框工序和固化工序中或者是在工序间，可能会造成光伏组件电池片的隐裂现象，而目前尚未对光伏组件是否存在这种内部缺陷进行有效的质量监控。据试验表明，光伏组件电池片存在隐裂，轻则降低光伏组件的输出功率，重则形成热斑，加速封装材料老化，使光伏组件使用寿命缩短，甚至使用过程可能会对整个电站造成重大的故障或者安全事故。有鉴于此，在包装入库前如何测试光伏组件的内部缺陷，以保证对其使用寿命的预期，并保证使用过程中的安全性和可靠性，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的核心目的在于，提供一种用于光伏组件的测试装置，在包装入库前对光伏组件的电池性能参数测试的同时，能对其内部缺陷进行有效的质量监控，以保证对光伏组件使用寿命的预期，以及其在使用过程中的可靠性和安全性。本实用新型所提供的用于光伏组件的测试装置，包括暗室、设置于所述暗室内的太阳光模拟器、用于与待测光伏组件电连接的电子负载、以及数据处理器；其中，所述电子负载的数据输出端和所述处理器的接收端连接，所述暗室内还设置有太阳电池电致发光测试仪，以测试所述待测光伏组件的内部缺陷。优选地，所述太阳电池电致发光测试仪包括与所述待测光伏组件电连接的电源和成像单元，所述成像单元的数据输出端和所述数据处理器的数据接收端连接。优选地，所述暗室内隔板将其划分为两部分；其中，一部分设置所述待测光伏组件，另一部分设置所述太阳光模拟器，所述隔板的通孔内设置有所述太阳光模拟器的滤光器；所述太阳电池电致发光测试仪的成像单元设置于所述隔板上。优选地，所述装置还包括选择单元，所述选择单元的两个输入端中的一者与所述太阳电池电致发光测试仪的电源电连接，另一者与所述电子负载电连接，其输出端与所述待测光伏组件电连接；通过转换所述选择单元的不同工作位置，以控制所述待测光伏组件在所述电源和所述电子负载之间电连接的切换。优选地，所述选择单元具体为单刀双掷开关，其动触点与所述待测光伏组件连通，其静触点中的一者与所述太阳电池电致发光测试仪的电源电连接，另一者与所述电子负载电连接。优选地，所述暗室内还设置有外观影像单元，以获取所述待测光伏组件的外观影像。优选地，所述外观影像单元设置于所述隔板上。优选地，所述外观影像单元的信号输出端与所述数据处理器的信号接收端连通，以采集、处理、分析并显示所述待测光伏组件的外观影像。优选地，所述装置还包括设置于所述暗室的入口处的识别系统，所述识别系统包括与设置于所述待测光伏组件上条形码相匹配的扫描器，所述扫描器的信号输出端与所述数据处理器的信号接收端连接。本实用新型所提供用于测试光伏组件的装置，包括暗室、设置于暗室内的太阳光模拟器、用于与待测光伏组件电连接的电子负载、以及数据处理器；其中，电子负载的数据输出端和数据处理器的接收端连接，暗室内还设置有太阳电池电致发光测试仪，以测试所述待测光伏组件的内部缺陷。光伏组件生产过程中的固化工序后转入测试工序，将待测光伏组件固定在暗室内的测试位置，开启太阳光模 拟器和数据处理器，再使电子负载和待测光伏组件的正负极电连接，即可通过数据处理器采集、处理、分析和显示，待测光伏组件的短路电流、开路电压、最大电压、最大电流、最大功率和填充因子等性能参数；然后，利用暗室内的太阳电池电致发光测试仪，获取并判定待测光伏组件的内部缺陷。本实用新型利用太阳光模拟器和太阳电池电致发光测试仪，均需在暗室环境下完成的特点，在测试待测光伏组件的电池性能参数同时进一步的获取其内部影像，以判定在组框和固化工序中或工序间是否造成其内部缺陷，从而完善了光伏组件生产过程中的质量监控，保证了对光伏组件成品使用寿命的预期，防止了因具有内部缺陷的光伏组件投入使用造成的安全隐患。
图1为本实用新型提供的综合测试系统的结构示意图。图中:I暗室、11隔板、2太阳光模拟器、21滤光器、3数据处理器、4待测光伏组件、5成像单元、6外观影像系统、7识别系统。
具体实施方式
本实用新型的目的在于，提供一种用于光伏组件的测试装置，在包装入库前对光伏组件的电池性能参数测试的同时，能对其内部缺陷进行有效的质量监控，以保证对光伏组件使用寿命的预期，以及其在使用过程中的可靠性和安全性。[0023]不失一般性，现结合说明书附图来具体说明本实施方式。请参见图1，图1为本实用新型所提供的用于光伏组件的测试装置的结构示意图。如图1所示，本方案所提供的用于光伏组件的测试装置，包括暗室1、设置于暗室I内的太阳光模拟器2、用于与待测光伏组件电连接的电子负载(图中未示出)、以及数据处理器3 ;其中电子负载的数据输出端与数据处理器3的数据接收端连接，此外，暗室I内还设置由太阳光电池电致发光测试仪，以测试待测光伏组件的内部缺陷。其中，太阳光电池电致发光测试仪利用光生伏打效应的逆过程，给待测光伏组件4通电使其发光，利用成像系统将信号发送至数据处理器的测试软件，经过处理分析后将待测光伏组件4的内部影像显示在数据处理器的显示单元上，以判定光伏组件的内部缺陷。通过内部影像的分析可以有效的发现光伏组件生产各个环节可能存在的问题，对改进工艺、提高效率和稳定生产都具有重要的作用。需要说明的是，太阳光电池电致发光测试仪为成熟的现有技术，本领域内技术人员完全可以基于现有技术实现，故而对太阳光电池电致发光内各个功能元件的具体结构、以及相互之间的位置关系，本文不再赘述仅示出其成像单元5。光伏组件在生产过程中经固化工序后转入测试工序，测试工序由本方案所述提供的测试装置来完成。首先，将待测光伏组件4固定在暗室I内的测试位置，开启太阳光模拟器2和数据处理器3，再使电子负载和待测光伏组件4的正负极电连接，即可通过数据处理器3采集、处理、分析和显示，待测光伏组件的短路电流、开路电压、最大电压、最大电流、最大功率和填充因子等性能参数；然后，利用暗室I内的太阳电池电致发光测试仪，获取并判定待测光伏组件的内部缺陷。本实用新型利用太阳光模拟器2和太阳电池电致发光测试仪，均需在暗室环境下完成的特点，在测试待测光伏组件4的电池性能参数的同时进一步的获取其内部影像，以判定在组框和固化工序中或工序间是否造成光伏组件内部缺陷。从而完善了光伏组件生产过程中的质量监控，保证了对光伏组件成品使用寿命的预期，避免了因具有内部缺陷的光伏组件成品投入使用而造成的安全隐患。此外，本方案中的太阳电池电致发光测试仪的成像单元5的数据输出端和数据处理器3的接收端连接，数据处理器3内安装有分别与对待测光伏组件的性能测试和内部缺陷测试相适配的测试软件，两个测试软件的操作界面可同时显示在数据处理器3的显示单元上，测试过程中分别通过鼠标点击各自的测试键，即可完成相应的测试项目，并内在显示单元上显示各自的测试结果，从而降低了成本和测试时间。当然，所述测试装置在测试性能和内部缺陷时也可以 采用彼此独立的数据处理器。进一步，如图1所示，本方案中的暗室I被其内隔板11分为两部分，其中一部分中设置有太阳光模拟器2，另一部分设置了待测光伏组件4。基于光学原理的要求，本方案中太阳光模拟器2的滤光器21安装于隔板11上的通孔内，使太阳光模拟器2发出的与太阳光相近的光束，恰能完全照射于待测光伏组件4。因此，本方案利用待测光伏组件4和隔板11的相对位置，恰能获取待测光伏组件4的完整图像的特点，将太阳电池电致发光测试仪的成像单元5安装于隔板11上，从而简化了所述测试装置的安装过程。可以理解，在满足获取待测光伏组件4的完整影像的条件下，本方案中太阳电池电致发光测试仪的成像单元5也可以安装在暗室I内其他任意位置。[0031]在性能测试和内部缺陷测试过程中，均需将各自的测试夹与待测光伏组件4的正负极连接，以形成回路产生电流。本方案中的测试装置还设置了选择单元(图中未示出)，选择单元的两个输入端中的一者与太阳电池电致发光测试仪的电源(图中未示出)电连接，另一者与电子负载(图中未示出)电连接，其输出端与待测光伏组件4的正负极电连接。通过选择输出端与不同输入端的连接，来实现性能测试和内部缺陷测试过程之间的切换，从而提高了工作效率，降低了劳动强度。需要说明的是，本方案中的选择单元具体为单刀双掷开关，其动触点与待测光伏组件的正负极电连接，其第一静触点与太阳电池电致发光测试仪的电源电连接，第二静触点与电子负载电连接。单刀双掷开关具有结构和操作简单、以及价格便宜等优点，当然，在满足选择功能的基础上，选择单元也可选有继电器。除了隐裂等内部缺陷外，光伏组件的外观缺陷也是不容忽视，残留在光伏组件表的脏污也会产生热斑效应，致使光伏组件电阻过大引起局部发热，从而可能会造成光伏组件的整体报废，甚至在并网使用过程中很可能会对整个电站造成重大的故障甚至事故。为此，本方案在隔板11上安装了外观影像系统6，以获取待测光伏组件4的外观影像，从而可进一步的完善光伏组件的质量监控，保证对光伏组件成品使用寿命的预期，提高光伏组件的工作可靠性和安全性。此外，相比与现有技术中操作者通过肉眼观察，本方案通过外观影像系统提高了测试的准确性，避免了因人为因素对测试结果的影响。可以理解，在满足能获取待测光伏组件4的完整外观影像的条件下，本方案中的外观影像系统6也可以设置在暗室I内的其他任意位置。进一步，如图1所示，为了防止了生产过程中因工作失误，使待加工光伏组件未经前序工艺的处理而直接转入包装入库工序；或者已在层压前或层压后内部缺陷测试中测试到光伏组件的内部缺陷，但因失误转入包装入库工序，为此，本方案的测试装置中还在暗室I的入口处设置了识别系统7，识别系统7 包括与设置于待测光伏组件4上条形码相匹配的扫描器，扫描器的信号输出端与数据处理器3的信号接收端连接。其中，数据处理器3与网络数据库连接，可获取待测光伏组件4的产品制造信息，同时可将所述测试装置的所有测试结果传输至网络数据库，以便相关技术人员同时分享产品信息，从而提高了所述装置的智能化水平。识别系统7的扫描器通过扫描待测光伏组件4上的条形码，获取待测光伏组件4的识别信息，将识别信息传输至数据处理器3，该数据处理器3连接网络数据库获取待测光伏组件4的产品制造信息，并分析且判断是否属于合格的产品。这就需要每件光伏组件的制作过程全部以条形码形式进行记录，每个班组将每件产品的情况通过网络统一上传至服务器数据库，以便识别系统获取相关产品制造信息。识别系统7的具体操作步骤将在后续的测试步骤中介绍，故而在此不再赘述。显然，通过上述识别系统7的设置避免了对于不合格的重复测试，从而提高了工作效率，防止了操作者的重复劳动次数，降低了操作者的劳动强度。接下来，介绍所述测试装置的测试步骤，包括:10)通过识别系统7扫描待测光伏组件4条形码，获取其识别信息；11)数据处理器3通过网络数据库获取待测光伏组件4的产品制造信息，判断是否为合格产品，若是，执行12 ;若否，执行22 ；[0042]12)将待测光伏组件4移入至暗室I的测试位置固定；13)打开性能测试软件进入性能测试操作界面；14)开启太阳光模拟器2的电源；15)鼠标点击测试键，开始测试待测光伏组件4性能参数；16)打开内部缺陷测试软件进入相应的测试操作界面；17)切换单刀双掷开关至太阳电池电致发光测试仪的电源与待测光伏组件4的正负极电连接；18)鼠标点击测试键，获取待测光伏组件4的内部影像，并判断是否存在内部缺陷:若否，执行19 ;若是，执行22 ；19)打开外观影像系统6，摄取待测光伏组件4外观影像，并判断是否存在脏污等:若否，执行20 ;若否，执行22 ；20)将所述测试装置的所有测试结果传输至网络数据库保存；21)将测试完成的光伏组件移除暗室，传送至后续工序处理；22)转入 返修区，待处理。需要说明的是，为了避免待测光伏组件4发生光致功率衰减问题的发生，本方案中的测试步骤11)和14)不可互换，即完成性能测试后方可进行你内部缺陷测试或是获取外观影像。此外，为了防止因误操作测试装置在非工作状态下，单刀双掷开关的动触点和第二静触点连接，即待测光伏组件的正负极与性能测试系统的电子负载电连接，从而保证所述测试装置的工作安全性和可靠性。以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
权利要求1.一种用于光伏组件的测试装置，包括暗室(I)、设置于所述暗室内的太阳光模拟器(2)、用于与待测光伏组件(4)电连接的电子负载、以及数据处理器(3);其中，所述电子负载的数据输出端和所述数据处理器(3)的接收端连接，其特征在于，所述暗室(I)内还设置有太阳电池电致发光测试仪，以测试所述待测光伏组件的内部缺陷。
2.根据权利要求1所述的用于光伏组件的测试装置，其特征在于，所述太阳电池电致发光测试仪包括，与所述待测光伏组件(4)电连接的电源和成像单元(5)，所述成像单元(5)的数据输出端和所述数据处理器(3)的数据接收端连接。
3.根据权利要求2中所述的用于光伏组件的测试装置，其特征在于，所述暗室(I)内隔板(11)将其划分为两部分；其中，一部分设置所述待测光伏组件(4)，另一部分设置所述太阳光模拟器(2)，所述隔板(11)的通孔内设置有所述太阳光模拟器(2)的滤光器(21);所述太阳电池电致发光测试仪的成像单元(5)设置于所述隔板(11)上。
4.根据权利要求2或3中所述的用于光伏组件的测试装置，其特征在于，所述装置还包括选择单元，所述选择单元的两个输入端中的一者与所述太阳电池电致发光测试仪的电源电连接，另一者与所述电子负载电连接，其输出端与所述待测光伏组件(4)电连接；通过转换所述选择单元的不同工作位置，以控制所述待测光伏组件(4)在与所述电源和所述电子负载之间电连接的切换。
5.根据权利要求4所述的用于光伏组件的测试装置，其特征在于，所述选择单元具体为单刀双掷开关，其动触点与所述待测光伏组件(4)连通，其静触点中的一者与所述太阳电池电致发光测试仪的电源电连接，另一者与所述电子负载电连接。
6.根据权利 要求5所述的用于光伏组件的测试装置，其特征在于，所述暗室(I)内还设置有外观影像单元￠)，以获取所述待测光伏组件(4)的外观影像。
7.根据权利要求6所述的用于光伏组件的测试装置，其特征在于，所述外观影像单元(6)设置于所述隔板(11)上。
8.根据权利要求7所述的用于光伏组件的测试装置，其特征在于，所述外观影像单元(6)的信号输出端与所述数据处理器(3)的信号接收端连通，以采集、处理、分析并显示所述待测光伏组件(4)的外观影像。
9.根据权利要求8所述的用于光伏组件的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括设置于所述暗室(I)的入口处的识别系统(7)，所述识别系统(7)包括与设置于所述待测光伏组件上条形码相匹配的扫描器，所述扫描器的信号输出端与所述数据处理器(3)的信号接收端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种用于光伏组件的测试装置，包括暗室、设置于暗室内的太阳光模拟器、用于与待测光伏组件电连接的电子负载、以及数据处理器；其中，电子负载的数据输出端和数据处理器的接收端连接，暗室内还设置有太阳电池电致发光测试仪，以测试待测光伏组件的内部缺陷。本实用新型利用太阳光模拟器和太阳电池电致发光测试仪均需在暗室环境下完成的特点，在测试待测光伏组件的性能同时进一步的获取其内部影像，以判定在组框和固化工序中或工序间是否造成其内部缺陷，从而完善了光伏组件生产过程中的质量监控，保证了对光伏组件成品使用寿命的预期，防止了因具有内部缺陷的光伏组件投入使用造成的安全隐患。
文档编号G01N21/88GK203149081SQ20132014881
公开日2013年8月21日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日
发明者代延岭, 张宗旺, 李会勃, 白胜光, 魏文秀 申请人:天津英利新能源有限公司