TWI443850B - 太陽能電池檢測機台 - Google Patents

Description

太陽能電池檢測機台

本發明是有關於一種太陽能電池(solar cell)檢測機台(testing apparatus)，且特別是有關於一種能即時對太陽能電池進行檢測的機台。

太陽能(solar energy)是一種永不耗盡且無污染的能源，在解決目前石化能源(fossil energy)所面臨的污染與短缺的問題時，太陽能一直是最受矚目的焦點。而且，太陽能電池更因可將太陽能直接轉換為電能而成為目前相當重要的研究課題。

目前，太陽能電池大致上可依其結構而被區分為電極接點(electrode)配置於入光側(light incident side)的基板式(substrate)太陽能電池與電極接點配置於背側(rear side)的覆板式(superstrate)太陽能電池兩種。常見用來檢測太陽能電池效能的檢測機台，例如美國發明專利US4,712,063「Method and apparatus for measuring areas of photoelectric cells and photoelectric cell performance parameters」與US6,639,421「Measuring apparatus and method for measuring characteristic of solar cell」中提及，太陽能電池效能的檢測機台通常包括載台、光源(light source)以及多個測試端子。載台可用以承載太陽能電池，而光源則配置於載台上，並提供測試光線至太陽能電池。另外，太陽能電池的多個電極接點需耦接出導線，再與測 試端子相連接，以檢測太陽能電池接收測試光線所產生的電流值。

然而，這樣的檢測方式通常須待太陽能電池完成封裝之後，使太陽能電池具有與電極接點耦接的導線外露，再讓檢測機台的測試端子耦接至封裝體外的導線，以檢測太陽能電池的效能。也因此，以既有的檢測機台來檢測太陽能電池時不僅較為麻煩，也無法在製程上及時的檢測出缺陷來進行補救。

本發明提供一種太陽能電池檢測機台，適於對覆板式太陽能電池進行迅速且簡便的效能檢測。

本發明更提供一種太陽能電池檢測機台，其可同時相容於覆板式太陽能電池與基板式太陽能電池的檢測，並且提供迅速且簡便的檢測方式。

本發明提出一種太陽能電池檢測機台，包括一底座(stage)、一活動夾具(movable chuck)、一光源以及多個探針。活動夾具配置於底座上，並適於承載一試片(sample sheet)，使試片相對於底座移動，試片可相對於底座進行一維運動、二維運動或是三維運動。試片具有相對的一入光側與一背側，且試片在背側上具有多個電極接點。光源配置於底座上方，以提供測試光線至試片的入光側。這些探針位於試片的背側，以與試片的這些電極接點接觸。

在本發明的一實施例中，太陽能電池檢測機台更包括 一移動平台。移動平台配置於底座上，用以承載這些探針相對於試片移動，其中移動平台可相對於試片進行一維運動、二維運動或是三維運動。

在本發明的一實施例中，太陽能電池檢測機台更包括多個活動基座。這些探針分別經由這些活動基座而配置於移動平台上，以達成與移動平台的相對運動，其中活動基座可相對於移動平台進行一維運動、二維運動或是三維運動。

在本發明的一實施例中，這些探針被整合於一探針卡上，且探針卡配置於移動平台上。

在本發明的一實施例中，太陽能電池檢測機台更包括一光罩。光罩配置於試片的入光側，並暴露出試片的局部區域。這些探針接觸光罩所暴露的試片的局部區域所對應的這些電極接點，且光罩與這些探針同步作動。

在本發明的一實施例中，太陽能電池檢測機台更包括一溫控裝置。溫控裝置配置於底座上，用以維持試片的一操作溫度。溫控裝置包括一溫度感測器以及一風扇。溫度感測器耦接到試片，用以量測試片的操作溫度。風扇配置於試片周圍，並耦接至溫度感測器，以根據溫度感測器所測得的操作溫度來調節試片的操作溫度。

本發明更提出一種太陽能電池檢測機台，包括一底座、一活動夾具、一光源、多個探針以及一移動平台。活動夾具配置於底座上，並適於承載一試片，使試片相對於底座移動，試片可相對於底座進行一維運動、二維運動或 是三維運動。試片具有相對的一入光側與一背側。光源配置於底座上方，以提供測試光線至試片的入光側。這些探針用以與試片耦接。移動平台配置於底座上，用以承載這些探針在試片的入光側與背側之間移動，其中移動平台可相對於試片進行一維運動、二維運動或是三維運動。

在本發明的一實施例中，試片在背側上具有多個電極接點，且這些探針經由這些電極接點耦接至試片。

在本發明的一實施例中，試片在入光側上具有多個電極接點，且這些探針經由這些電極接點耦接至試片。

在本發明的一實施例中，太陽能電池檢測機台更包括多個活動基座。這些探針分別經由這些活動基座而配置於移動平台上，以達成與移動平台的相對運動，其中活動基座可相對於移動平台進行一維運動、二維運動或是三維運動。

在本發明的一實施例中，這些探針被整合於一探針卡上，且探針卡配置於移動平台上。

在本發明的一實施例中，太陽能電池檢測機台更包括一光罩。光罩配置於試片的入光側，並暴露出試片的局部區域。這些探針耦接至光罩所暴露的試片的局部區域，且光罩與這些探針同步作動。

在本發明的一實施例中，太陽能電池檢測機台更包括一溫控裝置。溫控裝置配置於底座上，用以維持試片的一操作溫度。溫控裝置包括一溫度感測器以及一風扇。溫度感測器耦接到試片，用以量測試片的操作溫度。風扇配置 於試片周圍，並耦接至溫度感測器，以根據溫度感測器所測得的操作溫度來調節試片的操作溫度。

當試片承載於本發明的太陽能電池檢測機台上時，光源會位於試片的入光側，而這些探針則會位於試片的背側，並可與位於背側上的多個電極接點接觸。因此，本發明可用以檢測封裝前的覆板式太陽能電池。另外，移動平台亦可帶動這些探針移動，以使這些探針可由試片的入光側耦接於試片。因此，本發明亦可用以檢測封裝前的基板式太陽能電池。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1繪示出以本發明一實施例的一種太陽能電池檢測機台檢測一試片的示意圖，圖2為圖1的右側視圖，而圖3為圖2的俯視圖。為簡化圖式，圖2省略圖1中的底座、光源與溫控裝置，並將圖式略為放大，而圖3省略圖2繪示於中的活動夾具。另外，在以下的實施例中，相同的標號將用以標示相同的構件。

請參考圖1至圖3所示，太陽能電池檢測機台100a可用以檢測一試片200。於此實施例中，試片200例如是一覆板式太陽能電池，其例如是由多個電池單元所組成。再者，試片200具有一入光側210、一背側220以及多個電極接點230。其中，入光側210相對於背側220，而電極接點230位於背側220上。

太陽能電池檢測機台100a包括一底座110、一活動夾具120、一光源130以及多個探針140。活動夾具120配置於底座110上，其可用以承載試片200，並可用以帶動試片200相對於底座110進行一維運動、二維運動或是三維運動。更詳細而言，試片200可以是單純相對於底座110而上下、左右、或前後移動，也可以X-Y、Y-Z、X-Z平面移動或是在X-Y-Z空間中移動。再者，光源130配置於底座110上方，其可用以提供測試光線至試片200的入光側210。另外，探針140位於試片200背側220的下方，其可用以與試片200的電極接點230接觸，以對試片200進行檢測。因此，本發明的太陽能電池檢測機台100a可用以檢測電極接點230位於背側220的覆板式太陽能電池。

更詳細而言，太陽能電池檢測機台100a更可包括一移動平台150、多個活動基座160以及一光罩170。移動平台150可配置於底座110上，而探針140可分別經由活動基座160而承載於移動平台150上，且活動基座160可分別帶動探針140接觸電極接點230。換句話說，活動基座160可以帶動探針140相對於移動平台150進行一維運動、二維運動或是三維運動，以將探針140的位置做細部的微調，便於探針140接觸位於試片200上的電極接點230。再者，光罩170可配置於試片200的入光側210，且移動平台150可一併帶動探針140、活動基座160與光罩170相對於試片200移動，其中移動平台150可相對於試片200進行一維運動、二維運動或是三維運動。

另外，光罩170可具有一暴露孔172，其可用以暴露出試片200的局部區域，其中上述的局部區域例如是其中一個或多個電池單元。此時，光源130所提供的測試光線可通過暴露孔172而傳遞至電池單元的入光側210，而探針140則可接觸位於電池單元背側220的電極接點230，以檢測電池單元。

於此實施例中，太陽能電池檢測機台100a更可包括一溫控裝置180，其可用以將試片200的操作溫度大致上維持在特定的溫度，例如25℃左右，以確保檢測數據的準確性。溫控裝置180可配置於底座110上，並可包括一溫度感測器182以及一風扇184。其中，溫度感測器182可耦接到試片200，用以量測試片200的操作溫度，而風扇184則可配置於試片200周圍，並可耦接至溫度感測器182。於此實施例中，移動平台150例如是一U型平台，因此其可具有一缺口152，且缺口152的位置可對應於試片200下方處，而風扇184則可配置於缺口152下方，以使風扇184所提供的冷卻氣流可通過缺口152而冷卻試片200。而且，風扇184可根據溫度感測器182所測得的操作溫度來調節其轉速，以調節試片200的操作溫度。

圖4繪示出以圖1中所示的太陽能電池檢測機台檢測另一試片的示意圖。請參考圖4所示，探針140不僅可位於活動夾具120與試片背側的下方(如圖1所示)，移動平台150更可帶動探針140與活動基座160移動至活動夾具120與試片入光側的上方(如圖4所示)。此時，探針 140可由試片的入光側耦接於試片。

換句話說，本發明的太陽能電池檢測機台100a不僅可用以檢測電極接點位於背側的覆板式太陽能電池，更可用以檢測電極接點位於入光側的基板式太陽能電池。值得注意的是，此時移動平台150位於光罩170的暴露孔172上方處可因具有缺口152(繪示於圖2與圖3)而不會遮擋住光源130所提供的測試光線。

圖5繪示出以本發明另一實施例的一種太陽能電池檢測機台檢測一試片的示意圖，而圖6為圖5的右側視圖。相同的，為簡化圖式，圖6省略繪示於圖5中的底座、光源與溫控裝置，並將圖式略為放大。

請參考圖5與圖6所示，此實施例中的太陽能電池檢測機台100b與前一實施例中的太陽能電池檢測機台100a相似。二者不同之處在於前一實施例中的太陽能電池檢測機台100a中的探針140分別經由活動基座160承載於移動平台150上，而此實施例中的太陽能電池檢測機台100b中的探針140則是被整合於同一探針卡190上，且探針卡190配置於移動平台150上。

於此實施例中，當移動平台150朝向活動夾具120與試片200移動時，移動平台150會透過探針卡190同時帶動探針140接觸試片200的電極接點(未繪示於圖5與圖6中)。如此一來，將可簡化太陽能電池檢測機台100b的操作流程。

綜上所述，當試片承載於本發明的太陽能電池檢測機 台上時，光源會位於試片的入光側，而這些探針則會位於試片的背側，並可與位於背側上的多個電極接點接觸。因此，本發明可用以檢測封裝前的覆板式太陽能電池。

另外，在本發明中，移動平台可帶動這些探針與活動基座移動至活動夾具與試片入光側的上方，以使這些探針可由試片的入光側耦接於試片。因此，本發明亦可用以檢測基板式太陽能電池。

除此之外，這些探針還可以被整合於一探針卡上，以使移動平台朝向活動夾具與試片移動時可透過探針卡同時帶動這些探針接觸試片的這些電極接點。如此一來，將可簡化太陽能電池檢測機台的操作流程。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100a、100b‧‧‧太陽能電池檢測機台

110‧‧‧底座

120‧‧‧活動夾具

130‧‧‧光源

140‧‧‧探針

150‧‧‧移動平台

152‧‧‧缺口

160‧‧‧活動基座

170‧‧‧光罩

172‧‧‧暴露孔

180‧‧‧溫控裝置

182‧‧‧溫度感測器

184‧‧‧風扇

190‧‧‧探針卡

200‧‧‧試片

210‧‧‧入光側

220‧‧‧背側

230‧‧‧電極接點

圖1繪示出以本發明一實施例的一種太陽能電池檢測機台檢測一試片的示意圖。

圖2為圖1的右側視圖。

圖3為圖2的俯視圖。

圖4繪示出以圖1中所示的太陽能電池檢測機台檢測另一試片的示意圖。

圖5繪示出以本發明另一實施例的一種太陽能電池檢 測機台檢測一試片的示意圖。

圖6為圖5的右側視圖。

100a‧‧‧太陽能電池檢測機台

110‧‧‧底座

120‧‧‧活動夾具

130‧‧‧光源

140‧‧‧探針

150‧‧‧移動平台

160‧‧‧活動基座

170‧‧‧光罩

172‧‧‧暴露孔

180‧‧‧溫控裝置

182‧‧‧溫度感測器

184‧‧‧風扇

Claims (23)

1. 一種太陽能電池檢測機台，包括：一底座；一活動夾具，配置於該底座上，並適於承載一太陽能電池試片，使該太陽能電池試片相對於該底座移動，該太陽能電池試片具有相對的一入光側與一背側，且該太陽能電池試片在該背側上具有多個電極接點；一光源，配置於該底座上方，以提供測試光線至該太陽能電池試片的該入光側，該太陽能電池試片藉由接收測試光線而產生一電流，該活動夾具位於該光源與該底座之間；以及多個探針，位於該太陽能電池試片的該背側，以與該太陽能電池試片的該些電極接點接觸並接收該電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池檢測機台，其中該太陽能電池試片相對於該底座進行一維運動、二維運動或是三維運動。
3. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池檢測機台，更包括一移動平台，配置於該底座上，用以承載該些探針相對於該太陽能電池試片移動。
4. 如申請專利範圍第3項所述的太陽能電池檢測機台，其中該移動平台相對於該太陽能電池試片進行一維運動、二維運動或是三維運動。
5. 如申請專利範圍第3項所述的太陽能電池檢測機台，更包括多個活動基座，該些探針分別經由該些活動基 座而配置於該移動平台上，以達成與該移動平台的相對運動。
6. 如申請專利範圍第5項所述的太陽能電池檢測機台，其中該些活動基座相對於該移動平台進行一維運動、二維運動或是三維運動。
7. 如申請專利範圍第3項所述的太陽能電池檢測機台，其中該些探針被整合於一探針卡上，且該探針卡配置於該移動平台上。
8. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池檢測機台，更包括一光罩，配置於該太陽能電池試片的該入光側，並暴露出該太陽能電池試片的局部區域。
9. 如申請專利範圍第8項所述的太陽能電池檢測機台，其中該些探針接觸該光罩所暴露的該太陽能電池試片的局部區域所對應的該些電極接點，且該光罩與該些探針同步作動。
10. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池檢測機台，更包括一溫控裝置，配置於該底座上，用以維持該太陽能電池試片的一操作溫度。
11. 如申請專利範圍第10項所述的太陽能電池檢測機台，其中該溫控裝置包括：一溫度感測器，耦接到該太陽能電池試片，用以量測該太陽能電池試片的操作溫度；以及一風扇，配置於該太陽能電池試片周圍，該風扇耦接至該溫度感測器，並根據該溫度感測器所測得的操作溫度來調節該太陽能電池試片的操作溫度。
12. 一種太陽能電池檢測機台，包括：一底座；一活動夾具，配置於該底座上，並適於承載一太陽能電池試片，使該太陽能電池試片相對於該底座移動，且該太陽能電池試片具有相對的一入光側與一背側；一光源，配置於該底座上方，以提供測試光線至該太陽能電池試片的該入光側，該太陽能電池試片藉由接收測試光線而產生一電流，該活動夾具位於該光源與該底座之間；多個探針，用以與該太陽能電池試片耦接並接收該電流；以及一移動平台，配置於該底座上，用以承載該些探針在該太陽能電池試片的該入光側與該背側之間移動。
13. 如申請專利範圍第12項所述的太陽能電池檢測機台，其中該太陽能電池試片相對於該底座進行一維運動、二維運動或是三維運動。
14. 如申請專利範圍第12項所述的太陽能電池檢測機台，其中該移動平台相對於該太陽能電池試片進行一維運動、二維運動或是三維運動。
15. 如申請專利範圍第12項所述的太陽能電池檢測機台，其中該太陽能電池試片在該背側上具有多個電極接點，且該些探針經由該些電極接點耦接至該太陽能電池試片。
16. 如申請專利範圍第12項所述的太陽能電池檢測機台，其中該太陽能電池試片在該入光側上具有多個電極接 點，且該些探針經由該些電極接點耦接至該太陽能電池試片。
17. 如申請專利範圍第12項所述的太陽能電池檢測機台，更包括多個活動基座，該些探針分別經由該些活動基座而配置於該移動平台上，以達成與該移動平台的相對運動。
18. 如申請專利範圍第17項所述的太陽能電池檢測機台，其中該些活動基座相對於該移動平台進行一維運動、二維運動或是三維運動。
19. 如申請專利範圍第12項所述的太陽能電池檢測機台，其中該些探針被整合於一探針卡上，且該探針卡配置於該移動平台上。
20. 如申請專利範圍第12項所述的太陽能電池檢測機台，更包括一光罩，配置於該太陽能電池試片的該入光側，並暴露出該太陽能電池試片的局部區域。
21. 如申請專利範圍第20項所述的太陽能電池檢測機台，其中該些探針耦接至該光罩所暴露的該太陽能電池試片的局部區域，且該光罩與該些探針同步作動。
22. 如申請專利範圍第12項所述的太陽能電池檢測機台，更包括一溫控裝置，配置於該底座上，用以維持該太陽能電池試片的一操作溫度。
23. 如申請專利範圍第22項所述的太陽能電池檢測機台，其中該溫控裝置包括：一溫度感測器，耦接到該太陽能電池試片，用以量測該太陽能電池試片的操作溫度；以及 一風扇，配置於該太陽能電池試片周圍，該風扇耦接至該溫度感測器，並根據該溫度感測器所測得的操作溫度來調節該太陽能電池試片的操作溫度。