[實用新型]用于檢查光伏模塊的設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721649915.0
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN207743935U
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設計）人: 托斯頓·特魯普克;伊恩·安德魯·麥克斯威爾;羅伯特·安德魯·巴多斯;于爾根·韋伯
• 申請（專利權）人: BT成像股份有限公司
• 主分類號: H02S50/15
• 分類號: H02S50/15
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;李靜

本實用新型涉及一種用于檢查光伏模塊的設備，包括：電源，用于向所述光伏模塊施加電激勵以由所述光伏模塊生成電致發(fā)光；檢測器，用于檢測由所述光伏模塊的第一區(qū)域發(fā)射的電致發(fā)光；掃描機構，用于在施加所述電激勵時沿著所述光伏模塊掃描所述第一區(qū)域；以及計算裝置，由可執(zhí)行指令編程，以用于在沿著所述光伏模塊掃描所述第一區(qū)域時從所述檢測器接收由所述光伏模塊的至少一部分發(fā)射的電致發(fā)光的圖像。本實用新型的用于檢查光伏模塊的設備能夠貫穿光伏模塊的生產、運輸、安裝和使用壽命確定光伏模塊的特征或缺陷。

技術領域

本實用新型涉及用于確定光伏模塊的狀況的設備和方法，具體地，使用發(fā)光成像技術。本實用新型的一些實施方式已經被開發(fā)用于檢查或以其它方式確定包括硅光伏電池的光伏模塊的狀況，并且參考本申請進行描述。然而，應理解，本實用新型不限于這個特定的使用領域。

背景技術

在整個說明書中對現(xiàn)有技術的任何論述不應以任何方式認為是承認此類現(xiàn)有技術是廣為人知的或者構成本領域公知常識的一部分。

光伏模塊(下文中稱為“模塊”或“多個模塊”)正在成為全球發(fā)電組合中越來越重要的組成部分。據(jù)估計，全球目前安裝的模塊數(shù)量超過10億個，并以每年10％到20％的速度增長。大多數(shù)安裝的模塊包含六十或七十二個單晶硅或多晶硅光伏電池(下文中稱為“電池”或“多個電池”)的矩形陣列，盡管基于薄膜材料的模塊如碲化鎘、銅銦鎵硒(CIGS)或非晶硅也是相對常見的，如具有更多或更少數(shù)量硅電池的模塊。圖1以示意性平面圖示出典型的模塊100，該模塊包括60個硅電池102的矩形陣列，其被布線為20個電池串聯(lián)連接的三個組列104，并且具有用于提取通過吸收電池中的太陽輻射所生成的電荷載流子的電觸點106。每個組列104具有并聯(lián)連接的旁路二極管108，其用于限制有缺陷或暫時陰影電池的擴大影響。通過排列成六乘十緊密堆積的矩形網格的六十個150×150毫米電池，模塊100將具有約1.0米的總寬度110和約1.65米的總長度112。如圖2中的示意性平面圖所示，薄膜模塊200通常包括串聯(lián)連接的窄條形電池202的陣列，在每個末端具有電觸點106。通常通過使用薄膜沉積技術在基板204(如涂有透明導電氧化物的玻璃)上沉積摻雜的半導體材料，利用通常使用激光劃線技術產生的電池結構，來將薄膜模塊形成為寬范圍的尺寸。

模塊通常旨在具有約二十或二十五年的使用壽命并且通常具有涵蓋這些時間標度的保修期。然而，有幾種失效模式可能會不僅影響模塊內單個電池的性能，而且也影響周圍電池甚至整個模塊的性能。一些失效模式也可能導致熱斑，并伴有相關的火災或模塊進一步損壞的風險。據(jù)稱，在一些情況下，安裝過程中高達10％的模塊將在其保修期內出現(xiàn)故障，這是一個巨大的商業(yè)問題。在沒有發(fā)電或者通常根據(jù)允許每年固定百分比下降的公式計算的發(fā)電量下降到低于保證水平的情況下，模塊的“故障”可能是徹底的故障。

單個電池的失效模式的示例包括可能與金屬接觸圖案的斷裂或金屬圖案與硅或其它電池材料之間的接觸不良有關的裂紋、分流和局部區(qū)域的過度串聯(lián)電阻。電池之間的電連接的斷開也可以完全或部分地隔離模塊中的一個或多個電池。此類失效模式可能由例如電池或模塊制造錯誤引起或者由于在模塊運輸或安裝期間的不正確處理而引起。它們也可以在現(xiàn)場引起和/或生長數(shù)月和數(shù)年，例如通過水和氧氣的進入，或模塊中有機材料的不可避免的熱循環(huán)和UV退化。裂紋是一種特別隱蔽的失效模式，因為它們傾向于隨著時間的推移而增長。例如，在模塊制造或裝運期間引起的電池中的小裂紋在模塊安裝時可能對性能沒有可察覺的影響，但是例如由于熱循環(huán)或其它環(huán)境壓力而可能增長。已知各種所謂的光誘導退化機理，其在光照時隨時間推移降低光照模塊的電氣性能。已經發(fā)現(xiàn)了這種退化的許多物理機理，例如涉及單晶硅電池中普遍存在的硼-氧缺陷。另一種退化機理是電位引起的退化，這是電池與模塊的玻璃表面和框架之間的巨大電壓差的結果。另一種可能的退化機理是乙烯醋酸乙烯酯(EVA)聚合物的氧化引起的混濁，乙烯醋酸乙烯酯(EVA)聚合物通常用于將硅電池密封在模塊內。