用于檢查光電模塊的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢查光電模塊的方法，具有下列步驟:將交流電壓調(diào)制加載到光電模塊上；利用攝影機對光電模塊進行掃描；以及對由攝影機產(chǎn)生的攝影機信號加以評估，以便獲得光電模塊的發(fā)光圖像。
[0002]本發(fā)明還涉及一種用于檢查光電模塊的設(shè)備，具有:用于將交流電壓信號調(diào)制加載到光電模塊上的裝置；用于掃描光電模塊的攝影機，該攝影機輸出攝影機信號；以及用來基于攝影機信號計算發(fā)光圖像的評估裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]此類方法以及此類設(shè)備由EP 2421052A2公知。
[0004]根據(jù)公知的方法以及公知的設(shè)備，將交流電壓信號加載到光電模塊的兩個連接部上并且調(diào)制既在光電模塊的正向上實施，又在光電模塊的負向上實施，并且對所產(chǎn)生的電致發(fā)光加以評估。在此，對在正向上以及負向上的發(fā)光圖像加以檢測并且將其相互疊加。
[0005]公知的方法用于在制造光電模塊時進行質(zhì)量監(jiān)控。這種方法如同所有現(xiàn)今公知的基于發(fā)光設(shè)計的方法一樣，必須在暗室中在排除任何光源(除光電模塊本身外)的情況下實施。另外，這種方法不能在構(gòu)造有旁路二極管的光電模塊中使用。
[0006]由J.Coello在2011年的“第二十六屆歐洲光電太陽能會議與展覽(26thEuropean Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibit1n)，，的第 3469-3472頁發(fā)表的“電致發(fā)光技術(shù)用作大型太陽能電站的質(zhì)量監(jiān)控的簡介(IntroducingElectroluminescence Technique as a Quality Control of Large PV Plants)，，，公知一種在大規(guī)模制造光電模塊時通過電致發(fā)光進行的質(zhì)量監(jiān)控。在此情況下，光電電池被以沿正向的直流電壓加載，從而該光電電池在近紅外區(qū)域內(nèi)發(fā)光。在此情況下，也要在暗室中進行測試，而不讓日光射入。
[0007]這種測試方法雖然原則上適合于在制造光伏電池時確保良好的質(zhì)量監(jiān)控，但前提是使用已經(jīng)存在的光電模塊，相關(guān)的模塊被拆卸并且在暗室中接受檢查。
[0008]這意味著非常高昂的花費以及在檢查階段期間相應的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]基于上述背景，本發(fā)明的目的在于，提出用于檢查光電模塊的、改善的方法和改善的設(shè)備，由此，能夠盡可能在無需暗室的情況下執(zhí)行簡化的檢查。
[0010]所述目的根據(jù)本發(fā)明通過一種用于檢查光電模塊的方法來實現(xiàn)，所述方法具有下列步驟:將由光電模塊獲取或輸出的功率以至少一個調(diào)制頻率加以調(diào)制；利用攝影機來掃描光電模塊；以及對由攝影機產(chǎn)生的攝影機信號加以評估，以便獲得光電模塊的發(fā)光圖像；其中，光電模塊僅在其正向上運行，以及在應用濾波器的情況下對攝影機信號加以評估。
[0011]在設(shè)備方面，本發(fā)明的目的還通過一種用于檢查光電模塊的設(shè)備來實現(xiàn)，其具有:用于將交流電壓信號以至少一個調(diào)制頻率調(diào)制到由光電模塊獲取或輸出的功率上的裝置；用于掃描光電模塊的攝影機；以及用來基于攝影機信號計算發(fā)光圖像的評估裝置，其中，光電模塊僅在其正向上運行，以及在應用濾波器的情況下對攝影機信號加以評估。
[0012]本發(fā)明的目的以上述方式完美實現(xiàn)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)了對電致發(fā)光進行選擇性評估以及在濾波器輔助下對在光電模塊運行期間存在的干擾光源(例如太陽光或環(huán)境的反射)進行分離，而與此同時模塊的功率得到調(diào)制。
[0014]對于“正向”在本申請中被理解為是如下的電壓范圍，在該電壓范圍中，加在模塊上的電壓具有相同的極性，如在空載中照明的情況下在模塊處下降的電壓。
[0015]在本發(fā)明的優(yōu)選的改進方案中，在攝影機前面接有濾波系統(tǒng)，濾波系統(tǒng)在光電模塊的發(fā)光信號所處的波長范圍內(nèi)是可通過的，例如對于由晶體硅制成的光電模塊特別是在近紅外區(qū)域(NIR)中是可通過的，為此例如能夠應用這種濾波器。由此，獲得了在電致發(fā)光的波長范圍中最佳的敏感度和對于其余干擾信號良好的分離。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠甚至在日光或其他光線照射下，優(yōu)選甚至在光電模塊運行期間來執(zhí)行對光電模塊的檢查。
[0017]在本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)造方案中，攝影機信號借助數(shù)字濾波器來評估。
[0018]在本申請中，對于“數(shù)字濾波器”被理解為用于操作信號(例如阻止一定的頻率范圍或使其通過)的算術(shù)濾波器。數(shù)字濾波器不處理連續(xù)的信號，而是僅處理在時間和數(shù)值上離散的信號。時間上離散的信號按照時間上周期性的順序僅由表現(xiàn)為時間上的信號分布的各脈沖(這里為圖像)、各數(shù)值(在這里為像點的亮度值)構(gòu)成。掃描數(shù)值在數(shù)值上是離散的，因為數(shù)字式的計數(shù)表達僅給出最終的分辨能力。
[0019]借助數(shù)字濾波器能夠在盡管存在很強的背景噪聲的情況下(例如在日光下在光電模塊處出現(xiàn)的那樣)干凈地獲取出發(fā)光圖像并加以評估。
[0020]當應用數(shù)字濾波器時，僅當沒有寬頻干擾與寬頻有效信號同時存在時，將(光學的)濾波器附加地接在攝影機前面才是有意義的。但當a)寬頻干擾和窄頻有效信號(例如日光發(fā)光)存在時，則在正確選用濾波器的情況下能夠使信噪比(SNR)以10至100的因數(shù)得到提高。當在情形b)中，干擾信號和有效信號的光譜范圍完全分開(例如暗室中的光致發(fā)光)的情況下，則信噪比(SNR)甚至以16或更高的因數(shù)得到提高。
[0021]因為一般存在的是情形a)，所以除了應用數(shù)字濾波器還將光學濾波系統(tǒng)接在攝影機前面是有意義的。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選構(gòu)造方案，攝影機信號依照鎖相方法來評估。
[0023]鎖相方法原則上在現(xiàn)有技術(shù)中公知并且在放大信號并且必須在統(tǒng)計學噪聲的背景下評估信號時，經(jīng)常用到。如在0.Breitenstein、ff.Warta和M.Langenkamp在“鎖相熱成像，基本原理與用于評估電學裝置及材料的用途(在線發(fā)表)(Lock-1nThermography.Basics and Use for Evaluating Electronic Devices and Materials，Online-Ausg)，，(Springer-Verlag Berlin Heidelberg，Berlin，Heidelberg，2010)中詳細介紹的那樣(其在這里完全參引而包括在內(nèi))，鎖相方法的前提是:初級信號在檢測之前以及在第一放大階段之前周期性地脈沖或者以某種方式以一定的頻率(鎖相頻率)調(diào)制放大。
[0024]鎖相方法的目標在于:僅對所檢測信號的振蕩的交流電壓部分加以評估。在鎖相方法的模擬變型中，無噪聲的AC (交流)-基準信號從信號產(chǎn)生過程中導出并且作為相移信號與混有噪聲的測定信號在應用電子開關(guān)的情況下交替地要么直接疊加，要么與逆變的混有噪聲的信號疊加。按照這種方式，能夠盡可能無噪聲地獲取信號。不言而喻的是:替代前面提到的模擬鎖相方法地，也可以數(shù)字式地實現(xiàn)鎖相方法，如詳細地在0.Breitenstein等人的上述內(nèi)容中所述那樣。優(yōu)選的是鎖相方法也同樣是數(shù)字濾波方法。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)造方案，對于光電模塊施加如下的調(diào)制頻率(fQ)，憑借其周期性地在至少兩個工作點(KS、LL、MPP、VR)之間變換。
[0026]在此情況下，用作工作點的是從下述組中選出的兩個，所述組由短接(KS)、空載(LL)、最大功率點(MPP)或正向(VR)上的任意點構(gòu)成。
[0027]在本發(fā)明的優(yōu)選改進方案中，從不同的工作點(KS、LL、MPP、VR)上的發(fā)光信號中通過構(gòu)造差值來獲取信息。
[0028]不同的工作點下的發(fā)光信號包括關(guān)于發(fā)光的各種信息，對這些信息根據(jù)本發(fā)明加以評估。在本文中，例如關(guān)注的是:短