专利名称：用于临时电触点接通太阳能电池的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种出于检测目的临时电触点接通太阳能电池的方法， 其中包括至少一个太阳能电池、至少两个用于借助样品保持架产生电 接触的电极连接部，并且至少一个探针借助探针保持架保持。探针用 于触点接通太阳能电池的电极连接部。为了触点接通，将太阳能电池 和探针彼此相对地定位，并且随后将探针安放在太阳能电池的电极连 接部上。本发明还涉及用于实施该方法的装置和探针。
背景技术：
在制造太阳能电池和由太阳能电池构成的太阳能模块的过程中， 必须电触点接通正侧和/或背侧的触点，以便进行功能检测。在此，不 仅要顾及到太阳能电池的可靠电接触，而且也要顾及到太阳能电池的 机械敏感性。 一方面，机械敏感性要求将如下的力最小化，凭借该力 由探针产生机械接触进而产生电接触。另一方面需要限定的力，以产 生可靠接触，并在测量过程中确保该接触。尤其是在同时触点接通太 阳能电池的多个电极连接部时会出现如此大的力，这种力可能由于机 械负载或者应力给太阳能电池造成损坏，尤其当太阳能电池在检测期 间为了最小的遮蔽或者为了在双侧触点接通的可能性而被保持架仅点 式地承载时。
例如在US 2007/0068567 Al的现有技术中对临时电触点接通加以 说明，其中，太阳能电池由晶态的硅制成，其被称为"指形件"的导 体电路直接地或者经由触点接通导体电路的汇流排(即，所谓的母线) 由多个触头进行触点接通，这些触头均具有几个毫米的直径，并且分 别借助于弹簧被压紧到太阳能电池上。为了避免由触头造成损坏，在 US 2007/0068567 Al中将构造为柔性的、被纵向拉伸的导体的探针在一侧或在两侧压紧到太阳能电池的触点上。在触点接通太阳能电池时， 比较高的并且有时也在局部差别很大的力被引入太阳能电池上，以便 在不平整的情况下或者在太阳能电池倾斜的情况下或者在探针非平行 地伸展的情况下，在所有指形件和整个母线上可靠地产生电接触。
此外，为了转交至检测台上或者在US 2007/0068567 Al中为了定 位在两个对置的探针之间、以及为了在检测之后进行移除而对薄且脆 的太阳能电池进行的操作，也引发可能导致该太阳能电池损坏的应力 负荷。后者尤其是对于在连续式设备中制造太阳能电池来说是意义重 大的，这是因为在那里的所述操作通常是由机器人完成的，并且出于 时间和成本原因，对所记下的运动过程(例如太阳能电池的偏差以及 形状和位置)的修正仅有条件地可行。
发明内容
因此，本发明的任务在于给出一种方法和一种能够用于该方法的 系统，借助于该方法和系统能够在机械应力最小的情况下在检测台上 操作太阳能电池，并且能够通过接触尖端被机械地和电地触点接通， 其中，该方法和装置也应当适于整合到工业生产的连续法中。
该任务是通过如下的方法来解决的，该方法使得一个或多个探针 的进给运动可控制，从而可以对以这些探针引入的力精确地配量，并 且将所述力配合于相应的情况。所述控制是借助于探针的参考传感器 来实现的，方法是自探针的某所测位置起相对于太阳能电池的进给
运动基于在参考传感器、探针的一个或多个接触元件以及太阳能电池 的一个或多个电极连接部之间已知的几何关系。该位置(下面称之为 参考位置)通过参考传感器的信号来指示，将所述参考传感器如此地 实施和设置，即，所述参考传感器对参考面至太阳能电池的距离进行 测量。当到达参考位置时，在接触元件与太阳能电池的电极连接部之 间产生限定的几何关系，并且以到太阳能电池的参考面预先限定的距 离对参考传感器的调整通过参考传感器的电信号，即参考信号来指示。
8紧接着进给运动的直至参考位置的第一部分的是最终的进给运动，接 触元件在电极连接部上的接触可以凭借该最终进给运动来进行，并且 随后的超行程能够以已知的进而也是可程序化的行程来进行。
探针的运动在这里应该被理解为进给运动，探针与太阳能电池之 间产生相对位置之后由探针沿着一方向实施所述进给运动直至最终产 生接触为止。因此，所述进给运动包括直至到达由参考传感器以信 号来指示的位置为止的进给运动、该运动的随后沿着相同方向直至由 接触元件触及电极连接部的继续运动、还有进给运动的通常被称为超 行程的继续运动，用以产生可靠的、例如不依赖于机械或者热负荷的 接触。超行程是这样一个变量，该变量主要依赖于彼此要接触的部件 所采用的材料、连接面的尺寸、实施运动的机械制造技术以及这些参 数的公差。该变量大多由实验测定，以便确保在超行程期间，探针 不会发生塑性地变形，待触点接通的面不会被探针戳穿或者以其它形 式损坏，并且探针不会例如由于这些部件的彼此滑移而离开这些面。 凭借由在相应采用的触点接通装置上的系列试验所得的关于超行程的 认识，可以对直至产生可靠接触的进给运动进行控制。
从参考位置起，到达位于接触元件与太阳能电池的电极连接部之
间的某个位置，所述位置仅由所述装置来限定。
一方面，由于参考传
感器被安装在探针上，参考传感器在几何上相对于接触元件的尖端通 过其相对于作为参照平面的装配平面的布置来确定。另一方面，在太
阳能电池上的参考面相对于电极连接部的位置是已知的。在这两个几 何系统之间的关联随着结合在仅沿一个方向上的进给运动达到参考位 置而产生。
只要迄今以及在后面描述仅一个接触元件、 一个探针或者一个电 极连接部，则同样涉及多个这些元件的情况，这是因为同样在这些情 况下按照该说明方式，精确的几何配属关系始终是可行的。按照这种 方式，能够触点接通各种电极连接部。于是，也可以安放在很小的各个连接部上，例如对单晶或多晶太阳能电池的复杂的连接结构或者被 称为"母线"的汇流排同时进行触点接通。借助于所述方法还可以对 平行分布的所谓的指形件进行触点接通。
探针的根据参考信号补充性的进给运动依赖于接触元件相对于参 考传感器的相对位置。参考传感器的位置又例如依赖于传感器的类型。 在使用探测传感器时，探测传感器的探测尖端与接触元件的尖端处于 一个平面内，从而当产生参考信号时，探针的接触元件已经贴放在电 极连接部上，并且随后的最终进给运动仅用于超行程。对于测量间距 的传感器(例如光学传感器)，最终进给运动如上所述地组成。
超行程的实施使得如下所述在该方法的构造方案中成为可能，艮P， 在采用适当的接触元件的情况下，实施所谓的"刮擦"。在此，接触 尖端基于其移动在超行程期间刮削电极连接部，并且借此去除了可能 存在的污物或者钝化层。按照这种方式能够仅通过实施进给运动提高 接触的可靠性。只要在一构造方案中参考传感器也具有类似于接触元 件的参考元件，则也可以通过所述参考元件实施"刮擦"，用以可靠 地产生参考信号。此外，即使在使用可弹性变形的能导电合成材料体 作为接触元件时，通过对该合成材料体表面的结构化以及通过探针的 侧向运动也可以实施"刮擦"。
作为参考面可以是太阳能电池上始终存在的面，例如，待触点接 通的电极连接部或者其它同样另外制成的面。在太阳能电池直接安放 在样品保持架上的情况下，参考面也可以设置在该样品保持架上，其 中，通过太阳能电池相对于该外部参考面精准的位置也能够产生如上 述的已知几何关系。
可选地，也可以采用多个参考传感器来控制进给运动。例如，在 探针两维伸展的情况下或者在带有线性或者面式分布的探针的探针托 架的情况下，通过适当选择参考传感器的数目和位置就能够在局部相区别地控制进给运动。这一点在适当地保持探针或者探针托架使得它 们能够关于一个或者两个轴线倾斜时，是得到支持的。为此目的，探 针或者接纳多个探针的探针托架(这些探针沿着伸展方向或者在一平 面内延伸)借助两个或多个铰链安装在探针保持架上，从而所述系统 被静态地确定，也就是说探针或者探针托架的自由度的数目等于这些 支承件的反力的数目。按照这种方式阻止，即，既不在在探针上也不 在和太阳能电池内出现可能引起其一或者两者造成损坏的应力。
该任务还通过如下的探针来解决，所述探针包括参考传感器，所 述参考传感器处于相对于探针的接触元件限定的几何位置上，凭借所 述接触元件通过安放在电极连接部上而产生电接触。限定的相对位置 不仅知彼此直接相邻的布置方式，而且也指侧向和/或在高度上彼此错 开的布置方式。通过参考传感器是探针的组成部分的方式，参考传感 器与探针一起运动，从而相对位置不发生变化。探针相对于装置的几 何相关性以及尤其是相对于其定位系统及运动系统的几何相关性通常 通过探针的装配来产生，从而一个或多个接触元件并且其中尤其是尖 端相对于装配平面对齐。将一平面用作参照物使得将多个接触元件相 对于该平面对齐，例如从而接触元件的尖端位于一个平行于装配平面 的平面内。
在一个实施方式中，探针具有三指式的结构，三个指形件如此紧 密相邻而置，使得它们自身能够并排安放在小于一个毫米的电极连接 部面上。该结构的中间的指形件是接触元件，其余两个外侧的指形件 是参考元件，为了产生参考信号而向这两个外侧的指形件施加不会妨 碍测量的限定的参考电位，例如地电位。全部三个指形件均弹簧弹性 地并且悬臂状地如此装配在角撑架上，即，三个指形件的尖端在触及 电极连接部之后短时性地继续进给运动，即进行超行程时，获得偏转， 该偏转具有沿进给运动的方向分量和与该进给运动成直角的方向分 量。按照这种方式，伴随进给运动能够实现如上所述的"刮擦"。因 为接触元件尖端的偏转的方向分量垂直于进给运动地分布，引起该尖端在电极连接部上刮削。
由于在安放参考元件或者探测传感器时在接触信号与进给运动的 实际结束之间经常出现时间性延迟，由于测量技术引起的延迟，通常 已经进行了足够的超行程。
按照相似方式，可以并排设置一列接触元件，将这些接触元件并 联以致共同安放到高阻的电极连接部，就像印刷母线那样。为了在这 些线性或者面式延伸的探针情况下避免这些探针相对于电极连接部面 倾斜进而避免所述检测的失真，可以将两个或者多个参考传感器设置 在探针上，这些参考传感器用信号来指示该探针的不同点到太阳能 电池的均匀的间距。在此，在参考传感器之间的尽可能大的间距会实 现探针最佳的水平化。在此，参考传感器可以是两个被施以参考电位 的指形件，用以产生作为参考信号的接触信号，或者参考传感器也可 以是其它适当的探测传感器或者距离传感器。
此外，该任务还通过如下的装置来解决，该装置具有这样的探针 以及适当的运动及定位装置，该运动及定位装置用于彼此不依赖地对 太阳能电池和探针彼此相对进行定位并且用于实施探针向太阳能电池 的最终进给运动。依据先前或者后续的制造或探测进程地对太阳能电 池和/或探针进行定位，既可以两者之一进行定位又可以共同对两者定 位。在后一种情况下，太阳能电池与样品保持架一起运动，并且探针 与探针保持架一起运动。此外，可以将所述定位划分为粗定位和精细 定位。在定位运动完成时，太阳能电池和探针以这样的方式彼此相对 而置，S口，探针仅还沿着一个方向朝向太阳能电池迸给，以确保接触。 借助于适当的控制单元接收并评估参考信号，并且控制最终的进给运 动进而提供超行程。
相应于该装置的构造方案地，适当的样品保持架允许在检测台的 出口和入口转交太阳能电池，并且在触点接通和测量期间允许几乎整
12面地安放太阳能电池，方法是样品保持架的安放面能够匹配于太阳能 电池在位置和结构方面的不平整性。由此，即使在同时触点接通多个
探针时，由于太阳能电池几乎整面地安放在样品保持架上而对出现的
作用于太阳能电池的变大的机械负荷进行吸收。
此外，可以如此设计样品保持架，使得在双侧触点接通太阳能电 池同样可行。为此目的，该样品保持架具有凹口，凹口的尺寸和形状 相应于在太阳能电池的如下侧上的电极连接部的布置，太阳能电池以 该侧安放在样品保持架上。在这里，该侧应与太阳能电池的构造无其 它相关性地被称为背侧。
探针保持架与样品保持架相组合，其中，该探针保持架保持一个 探针或者在一实施方式中同样将多个探针彼此相对地保持在限定的位 置，所述一个或多个探针与太阳能电池的同时待触点接通的电触点的 位置相应。探针保持架可以相对于太阳能电池如此定位，从而通过探 针沿仅一个方向的最终进给运动能够产生机械的和电的接触。
下面结合实施例进一步描述本发明。在附图中-
图l示出用于对太阳能电池进行电的功能检测的检测系统的竖向 剖面图2示出用于保持太阳能电池的样品保持架的俯视图； 图3A、 3B以剖视图和俯视图示出依照图2的样品保持架的易曲的 真空抽吸部的细节图示；
图4示出在两侧与太阳能电池接触的两个探针；以及 图5A、 5B示出探针的不同的实施方式。
具体实施例方式
利用下述方法以及实施该方法的装置可以对太阳能电池的各种构 造或者处于各种制造阶段的太阳能电池进行电触点接通，只要这些太阳能电池的电极连接部的位置和尺寸使得利用所述方法以及探针的可 想至Ij的实施方式实现太阳能电池的触点接通。
依照图I的检测系统包括位于底板IO上的探针保持架II，其中，探 针保持架11能够以三个自由度平行于底板10运动。探针保持架ll在横 截面上具有U字的形状，并且如此设置在底板10上，g卩，该U字的敞开 的侧指向旁侧。板形的样品保持架40从该敞开的侧伸入探针保持架11
内。样品保持架40大致平行于底板10，进而平行于探针保持架ll的上 臂和下臂。将太阳能电池1放置并保持在样品保持架40的平整的安放面 41上。
在该实施例中所涉及的是多晶太阳能电池，该多晶太阳能电池在 其指向上方的正侧5上具有大量用于收集电流的指形件(未示出)，这 些指形件通过两条母线彼此连接。太阳能电池在其背侧6上具有另外两 条母线，它们与正侧的母线一起用作电极连接部2。在另外一些实施方 式中，这些指形件可以作为电极连接部被触点接通，方法是将共同
的接触元件31置于所有指形件上或者方法是每个指形件通过独立的
接触元件31来触点接通。下述方法与用于该方法的探针和装置相结合 地允许直至50 pm的定位精度，从而彼此处于这种数量级的接触岛间距 和接触岛也可以单独通过单个接触元件来触点接通。
在样品保持架40之上和之下将各一个探针托架20如此装配在探针 保持架11上，即，探针托架20大致平行于太阳能电池1地延伸。各个探 针托架20承载有两个探针30,这两个探针30带有各一排接触元件31。 将它们在垂直于图示平面在整个太阳能电池1上延伸的电极连接部31 之一上在其长度上分布地并排安放，用以触点接通太阳能电池l。
这些探针分别由横截面呈梯形的汇流排34组成，梯形的两个平行 底面中较短的一个指向太阳能电池l。 一排接触元件31被分别设置在该 梯形的两个斜的侧面上，从而这些接触元件31彼此相向地朝向尖端延伸。汇流排34的梯形是这样设计的探针30的垂直落到太阳能电池1上的阴影在侧向上不会超出相应的电极连接部3的面，并且接触元件3 I的
尖端以两个紧密相邻而置的行列分布，而且彼此相对置的接触元件31不发生交叉。可选地，汇流排34也可以具有其它形状，例如具有长方形横截面，只要其一方面连同接触元件31—起不遮蔽或者仅最小地遮蔽太阳能电池l的有效受光面，另一方面能够稳定且可重现地装配接触元件31，并且在需要时还能够稳定且可重现地装配参考传感器31或者其参考元件31，并且自身具有足够的稳定性，尤其是在抵抗进给运动方向8上的负载的方面具有足够的稳定性。
每个探针在其两端具有各一个参考元件32 (未示出)，其中，在探针30在其整个纵向伸展上完全安放的情况下，由于在这两个参考元件32之间的高阻的连接通过电极连接部3产生参考信号。这在该实施方式中表明参考元件32，同时还有接触元件31贴放在电极连接部3上。可选地，也可以将独立的参考传感器31设置在探针30的端部上，或者设置在探针30、探针托架20或者探针保持架11的其它部位处。
样品保持架40的安放面41具有凹口42，凹口42按照匹配于太阳能电池l的方式如此分布，gP，太阳能电池1背侧的电极连接部2保持自由，从而探针30能够穿过凹口42贴放在电极连接部2上。为此目的，凹口42在位置和造型上均配合于底侧的电极连接部2，并且为大于电极连接部31的细长的切槽。
只要在其它实施方式中电极连接部例如呈点状，那么在样品保持架中或者在其边缘区域中分布的分散的缺口就足够了，如图2所示。在这种情况下，电触点接通通过三件式探针30来实现，三件式探针30包括一个接触元件31和两个参考元件32 (参考传感器)。这三个元件31、32以直接相邻但彼此电绝缘的方式设置。全部三个元件3K 32的相邻布置允许它们被同时安放在作为电极连接部2的接触岛上。这种具有三个元件31、 32的探针30被应用在图4中。居中设置的接触元件31负责量取太阳能电池l的检测信号，而靠外侧的两个元件用作参考传感器32。
电连接部33通过插接式连接器实现。
图4示出通过两个相同类型的探针30在双侧对太阳能电池1的触点接通。借助螺栓22将各个探针30连同未详细示出的其它探针一起装配在探针卡20上(也被称为"Probecard")。探针托架20大于待检测的太阳能电池l，并且探针托架20在其整个中间、位于太阳能电池l上方的区域内具有缺口21。接触元件31和参考元件32 (在此以垂直于图示平面的方式依次放置)穿过缺口21向太阳能电池1的方向延伸，从而接触元件31和参考元件32与太阳能电池1的表面形成锐角。
各个探针30的接触元件31和参考元件32均贴放在电极连接部2上。由于探针30朝向太阳能电池1的方向的迸给运动8 (如上所述，该进给运动8在第一次接触之后还要短时性地继续运动)，元件31、 32因所述锐角而平行于太阳能电池l的表面地发生偏转，并且在进给运动9结束之后以一定的应力贴放在电极连接部2上。以箭头表示偏转9的方向。在考虑到偏转8以及可能存在的几何公差在这样一个时间点停止进给运动9，使得所有同时进给的探针的接触元件31至少还可靠地位于电极连接部2上。
图5A和5B示出了用于电触点接通条形延伸的电极连接部2的探针30的其它实施方式。图5A中的接触元件31呈梳状并排设置在汇流排34上。为清楚起见，仅示出了单独的接触元件31。接触元件31由可弹性弯曲的成型电导体构成。接触元件31的在其中间区域具有弯出部37的形状，在竖直地安放在电极连接部2上之后短时性地进行这种进给运动时，使得接触元件31能够变形。如上详细说明地，按照这种方式确保所有接触元件31均安放在电极连接部2上。
同时，在接触元件31被安放之后，由于弯出部37的形状并且由于垂直于太阳能电池1表面实施的进给运动8 (通过方向箭头表示)，在
16继续进行进给运动8时，接触元件31获得这样的偏转9，所述偏转9几乎平行于太阳能电池l的表面。由于这种偏转9，接触元件31的尖端在电极连接部2上刮过很短一段，由此刮掉电极连接部2的最上层(大多是惰性层)，并且如前作为"刮擦"详述的那样，产生良好的电接触。为了补偿由于接触元件31的偏转9而作用于汇流排上的力矩，将接触元件31均匀地布置在汇流排的两侧。
接触元件31的呈薄导体的形状、汇流排的宽度b以及汇流排的长度保证在从上方照射太阳能电池l时，由探针30仅导致这样的遮蔽，该遮蔽没有或者仅略微超出电极连接部31的尺寸。
为了控制进给运动8，在该实施方式中采用了如激光三角传感器这样的光学传感器(未示出)，该光学传感器可以装配在探针托架20 (未示出)上。当参考传感器32位于太阳能电池1上方，此时接触元件31正好触及电极连接部2时，参考传感器32产生参考信号。
在图5A所示的实施方式中，电连接部33借助于位于汇流排34每侧上的两条导体电路来实现，这两条导体电路沿着汇流排34分布。接触元件31通过焊接点与导体电路电地和机械地连接，但是也可以通过其它方式，例如夹紧或者插接来连接。
图5B示出了探针30的另一种实施方式，探针30例如用于纵向延伸地触点接通母线3或者成行的平行布置的指形件4。在此，接触元件31还有设置在探针边缘上的两个参考元件32通过由合成材料制成的可弹性变形的唇片39构成，唇片39的表面在区段式地通过涂层而能导电。各区段分别表现为元件31、 32。由于参考元件32被设置在探针30的两端，可以避免纵向延伸的探针30由于其在纵向延伸上的倾斜而引起的仅一侧的触点接通，这是因为仅当两端均贴放于母线3上时，才产生接触信号。通过探针30适当的柔性的保持架，或者可选地通过两个分开的驱动装置(未示出)，每个探针30的端部各一个驱动装置，太阳能电池1的单侧机械负荷可以通过探针3 0的倾斜得以避免。
电连接(未示出)通过接触导体和参考导体沿着汇流排34实现，
在汇流排的下边沿上设有唇片39。作为能导电的表面的替代，合成材料本身也可以是能导电的，例如通过能导电颗粒形成。在这种情况下，把唇片39划分成各个元件3K 32可以通过唇片39本身重复式的中断或者其导电性重复式的中断实现。与太阳能电池1的电极连接部2的触点接通是通过将唇片39在其整个长度面式地压紧而实现。
根据图5A和5B的两个探针30也可以用于在双侧触点接通太阳能电池l。在这种情况下，样品保持架具有纵向延伸的凹口。此外，这些探针30通过合适的适配而可以装配在探针托架20上，以便并排装配并触点接通多个探针。
为了将太阳能电池固定在样品保持架的安放面41上，样品保持架40具有多个真空抽吸部43 (图2)。真空抽吸部43的数目和位置可以匹配于太阳能电池1的电极连接部2的造型和尺寸以及位置，或者可以匹配于之前或随后处理太阳能电池l的其它参数。在该实施例中，选用四个真空抽吸部43。
图3A和图3B分别示出了真空抽吸部43的俯视图和剖视图。DE 19859 048 Al中详细说明了被称为真空抽吸板的板，该板具有多个真空抽吸部43，对此明确参引该专利文献。DE 198 59 048 Al中的真空抽吸板的部件所采用的名称对应于这里所采用的名称。
真空抽吸部的各个抽吸孔45与真空接头44连接，以便固定所安放的太阳能电池l。由于抽吸，各个真空抽吸部的密封部46被完全压縮，从而太阳能电池1整面地安放在样品保持架40的安放面41上。整面的安放阻止一旦太阳能电池l不平整时在其内出现应力，进而阻止在检测期间出现断裂。如果太阳能电池1被固定在样品保持架40上，以便为了工
18艺流程中另外的生产或者检测步骤对太阳能电池l加以操作，那么可以 明显降低机械负荷，进而明显降低因断裂导致的损失。
在一 实施方式中， 一个或多个真空抽吸部43以与其它真空抽吸部
分开的方式与真空接头44连接，从而使得要保持在样品保持架40上的
太阳能电池1的尺寸和数目可以是灵活可变的。
为了检测太阳能电池l，通过探针临时性地，也就是说仅经过限定 的检测时段可解除地触点接通太阳能电池l，并且该太阳能电池受到指
向正侧5且几乎完全命中的闪光。由光效应而产生的电流和电压作为测 量信号被探针量取，并被输送进行评估。仅通过将探针30安放在太阳 能电池1的电极连接部2上就实现所述触点接通，该触点接通的中断通 过抬起探针30来实现。按照这种方式可以连续不断地对一系列的太阳 能电池l进行临时性触点接通、检测并再次继续传送它们。
下面结合图l所示的检测系统来说明临时性电触点接通。首先，将 太阳能电池1安放在样品保持架40的安放面41上，并且借助真空抽吸部 43固定在该面上。随后，借助于未示出的定位装置将带有太阳能电池l 的样品保持架40在探针保持架11内定位在彼此相对置的探针30之间。
探针30预先借助于所述探针托架20彼此对齐，使得接触元件31的 位置相应于布置在太阳能电池1上的电极连接部2的位置。这不仅对于 上方的探针30 (即，布置在太阳能电池1之上的探针30)而言是这样， 而且对于下方的探针也是如此。另外，上方探针相对于下方探针与太 阳能电池的上侧电极连接部2相对于下侧电极连接部的位置相对应地 彼此对齐。同样地，在太阳能电池l已定位时，各个探针30的高度位置 也被准确地调整到电极连接部2的高度位置上。该高度位置通过太阳能 电池1的厚度和样品保持架40的厚度再加上进给运动8的距离来限定。 在高度对齐之后，探针30彼此之间具有均匀间距，该间距相当于"尺 寸链(Mal5kette)"。为了对齐探针30，探针保持架具有用于精细校正探针30的装置。
探针30彼此相应于待检测的太阳能电池1的对齐及其在样品保持架40 上的布置使得稍后通过仅沿一个方向进行唯一的进给运动8就能够实 现触点接通，所述方向依照图1的坐标系是Z方向。在该实施例中，针 对沿着Z方向的进给运动，为各个探针托架20分别设置四个引导元件 13。它们避免了探针30从其与X-Y平面平行的平面发生倾斜。这允许仅 借助于一个驱动装置就能够使每个探针托架20实施进给运动8，并且将 上述参考元件32设置在探针30的两端。由于探针30之间的上述间距， 可以将样品保持架40定位在探针30之间，而不会改变探针30的相对位 置。
在根据所示坐标系的X-Y平面中(进而在X方向、Y方向并且以及 角度0)，对带有太阳能电池1的样品保持架40进行定位。在样品保持 架40运动到探针保持架U内并且或许完成粗校正之后，通过定位装置 14实施精细校正。在该实施例中，定位装置与探针保持架ll相组合， 但是可选地，定位装置也可以配属于样品保持架40，并且使其精细对 齐。在该实施例中，在X-Y平面中在探针保持架11与样品保持架40之间 的精细对齐借助于探针保持架11在位于底板10与探针保持架11之间的 三个滚珠上的支承并且通过三个合适的在该平面内发挥作用的驱动装 置(未示出)来实现。
如果太阳能电池1精准地定位在探针30之间，那么上探针30的进给 运动8可以共同通过上探针托架20沿从上至下的进给方向的进给来实 现，并且下探针30的进给运动8可以共同地通过下探针托架20沿从下至 上的相反进给方向的进给来实现。在抵达太阳能电池的电极连接部2 时，通过在探针两端的参考元件32在参考元件32中产生如上所述的参 考信号。该参考信号经由参考元件32的电连接传导至控制单元，该控 制单元以预先确定的时间延迟停止进给运动8。在此，所述时间延迟由 于同时安放接触元件和参考元件3K 32而仅用于"超行程"，从而如上所述的那样，由在沿着进给运动8方向上经过一段距离的情况下接触 元件31的允许的偏转9和其它设备参数通过实验来测定所述时间延迟。
在对太阳能电池l曝光之后，通过探针30与进给运动8相反的运动而解
除该接触。
所述装置也支持按照连续法进行检测，方法是在该方法的一个
实施方式中，首先将太阳能电池1设置在样品保持架40上，随后将二者
共同定位在探针保持架中，产生接触，并且对太阳能电池l加以检测。 其间，在之前的阶段中，已经将下一个太阳能电池l设置在另外一个样 品保持架上。为了相对于探针保持架进而相对于探针对由样品保持架
40保持的太阳能电池1进行定位，对电极连接部2的布置拍摄一副图像，
并结合对所拍摄的图像评估来执行定位。这例如通过在探针保持架ll 的阶段中对样品保持架40的位置粗定位以及随后依照图1中的坐标系 在X方向、Y方向以及以角度e对探针保持架ll精细定位。基于这一位 置，电触点接通可以仅通过沿Z方向的进给运动8来实现。附图标记列表
1太阳能电池
2电极连接部
3母线
4指形件
正侧
6北細 冃1则
8进给运动
9偏转
10底板
11探针保持架
13引导元件
14定位装置
20探针托架
21缺口
22螺栓
30探针
31接触元件
32参考传感器、参考元件
33电连接部
34汇流排
35接触导体
36参考导体
37弯出部
39唇片
40样品保持架
41安放面
42凹口
43真空抽吸部
44真空接头45抽吸孔 46密封部
47组件
48容纳开口
49环形槽
50支承环
51螺栓
52孔
53拱起部
2权利要求
1.出于检测目的临时电触点接通太阳能电池的方法，所述方法包括下列步骤-借助于样品保持架保持至少一个太阳能电池，其中，所述太阳能电池包括至少两个电极连接部，在所述至少两个电极连接部上产生电接触，-借助于探针保持架保持至少一个探针，所述至少一个探针负责触点接通电极连接部，其中，所述探针能够在至少一个方向上运动，并且包括至少一个弹性的、能导电的接触元件和至少一个参考传感器，用以指示所述接触元件至电极连接部的距离，-如此彼此相对地定位所述太阳能电池或者所述探针，即，所述太阳能电池的所述电极连接部和所述探针在所述探针的可能的运动方向上彼此保持间距地对置，-实施所述探针沿着所述运动方向朝向电极连接部的进给运动，直至所述探针的所述参考传感器在达到所述参考传感器到所述太阳能电池的参考面的预先限定的已知距离时产生电信号，后面称所述电信号为参考信号，以及-在所述接触元件触及所述电极连接部之后，将所述进给运动继续一预先限定行程，以便实施所述接触元件的超行程。
2. 根据权利要求l所述的方法，其中，实施具有作为接触元件的 弯曲弹簧的探针的进给运动，其中，在产生所述参考信号之后，所述 探针的所述接触元件在所述超行程期间如此地从所述接触元件的静止 位置偏转出来，即，所述偏转运动具有沿进给运动的方向分量以及垂 直于其的方向分量。
3. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中，利用各一个探针来电触点接通在所述太阳能电池正侧上的电极连接部和在所述太阳能电 池背侧上的电极连接部。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，将太阳能电池定位在至少 一对两者对置的探针之间，并且这两个探针通过彼此相向的进给运动 来触点接通所述太阳能电池。
5. 根据权利要求1或2之一所述的方法，其中，所述太阳能电池以其背侧贴放在所述样品保持架上，在所述太阳能电池背侧上的电极连 接部通过所述样品保持架的电导体来触点接通。
6. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中，太阳能电池的电极连接部借助于探针的多个接触元件而同时触点接通。
7. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中，在太阳能电池的同 一侧上的至少两个电极连接部借助于至少两个探针同时触点接通。
8. 根据权利要求6或7之一所述的方法，其中，为了线性或者面式 伸展地触点接通电极连接部或者探针系统，所述电极连接部或者探针 系统包括多个线性或者面式分布的探针，探针的进给运动借助于至少 两个彼此保持间距的参考传感器来控制，两个所述参考传感器均产生 独立的参考信号，并且所述探针或者所述探针系统的所述进给运动由 两个分运动组成，所述两个分运动互不依赖地借助于所述两个参考传 感器来控制。
9. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中，基于参考传感器与 所述太阳能电池上的参考面的接触来产生参考信号。
10. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中，参考面是所述太 阳能电池的电极连接部。
11. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中，首先将太阳能电池设置在所述样品保持架上，并随后将所述太阳能电池与所述样品保 持架相连接和探针彼此相对地定位。
12. 根据前述权利要求之一所述的方法，其中，结合对所述太阳 能电池上的所述电极连接部拍摄图像以及进行图像评估来对太阳能电 池和探针的彼此相对定位。
13. 用于出于检测目的临时电触点接通太阳能电池的探针，所述 探针包括-至少一个弹性的、能导电的接触元件，用以产生电接触，-至少一个参考传感器，用以指示所述接触元件到参考面的距离，以及-装配平面，所述接触元件的尖端相对于所述装配平面对齐。
14. 根据权利要求13所述的探针，其中，多个接触元件如此并排 地布置，即，所述接触元件的尖端位于一个面内，其中，所述接触元 件是并联的，并且其中，至少两个参考传感器以彼此保持间距的方式 设置。
15. 根据权利要求13或14之一所述的探针，其中，所述接触元件 是能导电的弯曲弹簧。
16. 根据权利要求13或14之一所述的探针，其中，所述接触元件 是能够弹性变形的、能导电的合成材料体。
17. 根据权利要求13至16之一所述的探针，其中，参考传感器包 括两个弹性的、能导电的参考元件，所述两个弹性的、能导电的参考 元件相对于所述接触元件是电绝缘的并且与所述接触元件如此相邻地 布置，即，参考元件和接触元件能够被并排安放在太阳能电池的电极 连接部上。
18.用于出于检测目的临时电触点接通太阳能电池的装置，所述 装置包括-样品保持架，所述样品保持架具有安放面，用以接纳具有至少 一个电极连接部的太阳能电池；-探针保持架，所述探针保持架保持至少一个根据权利要求13至 17之一所述的探针并且具有运动装置，用以实施所述探针到所述太阳 能电池的进给运动；以及-定位装置，用以将所述太阳能电池或者探针彼此相对地定位；以及-控制单元，用以控制探针的所述进给运动，所述控制单元与所 述探针的每个参考传感器电连接。
19. 根据权利要求18所述的装置，其中，在探针托架上布置多个 探针，并且所述多个探针借助于所述探针托架被所述探针保持架保持。
20. 根据权利要求18或19之一所述的装置，其中，所述探针保持 架包括至少两个参考传感器，并且所述探针由所述探针保持架静态确 定地保持。
21. 根据权利要求20所述的装置，其中，所述探针保持架的所述 运动装置具有至少两个驱动装置，所述至少两个驱动装置彼此保持间 距地施加力，并且将所述驱动装置独立地基于所述两个参考传感器的 所述参考信号来进行控制。
22. 根据权利要求18至21之一所述的装置，其中，将至少两个探 针如此设置在所述探针保持架上，S卩，所述探针彼此相对置并且能够 将带有所述太阳能电池的所述样品保持架定位在所述探针之间。
23. 根据权利要求18至22之一所述的装置，其中，所述样品保持架包括至少一个真空抽吸部，所述至少一个真空抽吸部在安放面中带 有抽吸孔，其中，所述抽吸孔能够连接到真空源上并且由能够被吹开 的唇片包围，所述唇片在所述安放面中形成闭合的环并且在未被吹开 的状态下与所述安放面齐平地闭锁。
24. 根据权利要求18至23之一所述的装置，其中，所述样品保持 架具有至少一个凹口，探针能够穿过所述凹口对所述太阳能电池在如 下的侧上进行触点接通，所述太阳能电池以所述侧贴放在所述样品保 持架上。
25. 根据权利要求18至24之一所述的装置，其中，所述装置包 括图像获取单元，用以拍摄和评估太阳能电池的图像，所述图像获取 单元与所述定位装置相连接，用以对太阳能电池和探针彼此相对的定 位进行控制。
全文摘要
涉及出于检测目的临时电触点接通太阳能电池的方法和装置。借助样品保持架保持的太阳能电池的电极连接部通过探针触点接通。探针借助探针保持架保持且具有弹性的能导电接触元件和至少一个参考传感器。为了触点接通，彼此相对地定位太阳能电池和探针，并随后分别将一个探针安放在太阳能电池的一个电极连接部上。为此，实施探针的进给运动，直至探针的参考传感器在达到预先限定距离时产生参考信号，接着在接触元件触及电极连接部之后，将进给运动继续一限定行程，以便实施超行程。借助于该方法和为此应用的探针和装置，使得太阳能电池在机械和电触点接通时承受最小机械应力。这些方法和装置也适于整合到工业生产的连续法中。
文档编号G01R31/36GK101655539SQ200910163409
公开日2010年2月24日 申请日期2009年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者克劳斯·迪特里希, 弗兰克·齐尔, 约尔格·基塞韦特, 罗伯特·亨奇, 迈克尔·泰希, 阿克塞尔·贝克尔 申请人:苏斯显微技术测试系统有限公司