用于光伏裝置制造的設備和方法
【專利摘要】一種用于制造光伏模塊的設備和方法。所述設備包括用于加熱光伏模塊的組件，所述方法包括向光伏模塊施加電偏壓，以改進光伏模塊的性能并制造具有相似性能的多個光伏模塊。
【專利說明】用于光伏裝置制造的設備和方法
[0001] 本申請要求于2012年1月23日提交的第61/589, 449號美國臨時專利申請的優(yōu) 先權，其全部內(nèi)容通過引用被包含于此。本申請也是部分繼續(xù)申請并要求于2011年2月 25日提交的第13/035, 594號美國申請的優(yōu)先權，該美國申請要求于2010年3月1日提交 的第61/309, 064號美國臨時申請的優(yōu)先權，該美國申請和美國臨時申請中的每個申請的 全部內(nèi)容通過引用被包含于此。本申請也是部分繼續(xù)申請并要求于2012年9月14日提 交的第13/615,815號美國申請的優(yōu)先權，該美國申請要求于2011年9月26日提交的第 61/539, 314號美國臨時申請的優(yōu)先權，該美國申請和美國臨時申請中的每個申請的全部內(nèi) 容通過引用被包含于此。

【技術領域】
[0002] 本發(fā)明涉及光伏裝置和用于制造光伏裝置的方法。

【背景技術】
[0003] 典型的光伏（PV)裝置是能夠?qū)⒐廨椛滢D(zhuǎn)換為電流的PV模塊。典型的PV模塊包括 夾在一系列半導體層之間的兩個導電電極，從而在光電轉(zhuǎn)換發(fā)生處提供連接（junction)。
[0004] 能夠圖案化到多個PV單元中的光伏模塊可形成在光學透明基底上。所述基底可 以是任何適合的透明基底材料（例如，玻璃（包括但不限于鈉鈣玻璃或浮法玻璃）或聚合 物（片或板））。兩個導電電極中的第一導電電極設置在透明基底的上方。第一導電電極可 以是透明導電氧化物（TC0)層（例如，銦錫氧化物）。TC0層可與TC0層與透明基底之間的 阻擋層相連并且也可與T0C層上方的緩沖層（與TC0層一起提供用作第一導電電極的TC0 堆）相連。在第一導電電極的上方（如果設置了緩沖層，則在緩沖層之上）設置半導體層。 半導體層可以是雙層（bi-lay er)，該雙層包括半導體窗口層（例如，硫化鎘）和半導體吸收 層（例如，碲化鎘）。在半導體層的上方，按照順序存在第二導電電極（即，背接觸層）、用 來密封PV模塊的夾層以及提供PV模塊的支撐的封底（back cover)。
[0005] 在運轉(zhuǎn)期間，光子穿過半導體層并被吸到窗口層和吸收層之間的連接處或其附 近。這樣產(chǎn)生由光產(chǎn)生的電子-空穴對，通過內(nèi)置電場促進電子-空穴對的運動，從而產(chǎn)生 能夠從裝置輸出的電流。
[0006] 可基于確認模塊的短路電流（IJ、開路電壓（V。。)、填充因子（FF)、或開路單元電 阻（RJ (統(tǒng)稱為，變量）來估計PV模塊的性能特性。短路電流（IJ是當PV裝置的電壓為 零時（即，當太陽能電池短路時）通過PV裝置的電流；短路電流（IJ與產(chǎn)生和收集由光產(chǎn) 生的載體有關并代表能夠從PV裝置汲取的最大電流。開路電壓（V。。）是確定來自PV裝置 的最大可用電壓的值，開路電壓（V。。）發(fā)生在電流為零時；開路電壓（V。。）是PV裝置中重組 的量（the amount of recombination)的測量值。填充因子（FF)是確定來自PV裝置的最 大功率的值并被定義為來自PV裝置的最大功率與V。。和I s。的乘積之間的比；較高的電壓 提供較高的可用FF。開路單元電阻（RJ是確定從開路PV裝置提供的電阻的值。
[0007] 在PV模塊的制造期間，工藝參數(shù)的小的變化可導致具有不同性能特性（不同性能 特性可通過測試和確定上述性能變量而測量）的PV模塊。由于PV模塊陣列的性能和設計 可依賴于根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格生產(chǎn)的每個PV模塊，所以不期望存在不同的性能特性。因此，期望 制造當PV模塊安裝在場地（field)中時顯示相似性能特性的PV模塊。此外，期望制造在PV 模塊的預期壽命過程中保持相似性能特性的PV模塊。期望一種在制造期間和/或制造之 后測試并調(diào)節(jié)PV模塊的有效方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是用于制造PV模塊的設備。
[0009] 圖2是用于將電偏壓施加到PV模塊的偏壓工具。
[0010] 圖3是用于制造PV模塊的設備。
[0011] 圖4是具有恒定電流的電偏壓波形的示例。
[0012] 圖5是具有交變電流的電偏壓波形的示例。
[0013] 圖6是示出能夠用于制造PV模塊的方法的流程圖。
[0014] 圖7是示例性PV模塊的截面圖。
[0015] 圖8是示出能夠用于制造PV模塊的方法的流程圖。
[0016] 圖9示出了用于加工多個PV模塊的設備。
[0017] 圖10示出了用于加工多個PV模塊的設備。

【具體實施方式】
[0018] 在接下來詳細的描述中，參照了形成本發(fā)明的一部分并示出本發(fā)明的說明性具體 實施例的附圖，其中，本發(fā)明的說明性具體實施例提供一種在制造PV模塊時用于測試和調(diào) 節(jié)PV模塊的系統(tǒng)。充分詳細地描述了這些實施例以使本領域的技術人員能夠制造和使用 它們，還將理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對公開的具體實施例做出 結構上的、邏輯上的、或程序上的改變。在附圖中，相同的標號指示相同的特征。
[0019] 圖1示出了設備100的一部分，設備100可以是能夠用于將電偏壓和溫度調(diào)節(jié)（可 選的，光照調(diào)節(jié)）施加到PV模塊105的PV模塊105生產(chǎn)線或單獨的裝置的一部分。設備 100的多個部件可包括傳送機（例如，滾軸120)，傳送機能夠使PV模塊105沿著箭頭A的 方向運動?？商鎿Q地，傳送機可包括帶、鏈條或任何其他適用于傳送PV模塊105的部件，以 替代滾軸120。另外，設備100可包括加熱器110和偏壓工具115。可包括發(fā)光器122,用 于在PV模塊105的側(cè)部處將光照調(diào)節(jié)施加到PV模塊105, PV模塊105的所述側(cè)部被設計 為在使用期間接收光。如下面進一步論述的，用于使用設備100制造光伏模塊105的方法 包括在PV模塊105處于升高的溫度時，將電偏壓施加到PV模塊105的電極305和310 (圖 3)。
[0020] 使用設備100對PV模塊105進行調(diào)節(jié)能夠向PV模塊105提供改進的可靠性和 性能特性并且能夠?qū)Ψ峙a(chǎn)的不同的PV模塊提供更一致的性能。在制造過程期間，設 備100對PV模塊105進行包括施加電偏壓和熱調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)并且還可進行光應用調(diào)節(jié)，以向 PV模塊105的材料加壓。施加到示例性PV模塊105的電偏壓優(yōu)選的可以是大約0. 1安培 (amp)至大約25amp并且可達大約600伏。另外，可以按照（例如）恒定的、變化的或脈沖 的電流和/或電壓、以及這些變量的組合的形式施加電偏壓。示例性PV模塊105的溫度范 圍（施加電偏壓的溫度范圍）優(yōu)選的可以在大約85°C和大約160°C之間，最優(yōu)選的是在大 約110°C和大約160°C之間。此外，使用設備100進行電偏壓和熱調(diào)節(jié)的時間優(yōu)選的是大約 0-30分鐘，更優(yōu)選地是少于6分鐘。
[0021] 電偏壓和熱應力彼此可特定關聯(lián)地一起被施加，或者作為單獨的步驟被施加，其 中，偏壓步驟利用在其他PV模塊105加工期間進行的加熱。無論何時施加熱應力，都彼此 相聯(lián)地提供結合的電偏壓和熱調(diào)節(jié)，以提供具有改進的性能的PV模塊105以及產(chǎn)生在類似 地制造的PV模塊之間具有較小性能變化的多組PV模塊。這樣的PV模塊105的性能能夠 根據(jù)PV模塊105和其他PV模塊的I s。、V。。、FF、和/或R。。被測試和測量。
[0022] 例如，在設備100將優(yōu)選的是生產(chǎn)線的一部分的情況下，對于在生產(chǎn)線上制造的 每個PV模塊（例如，105和125)，公開的調(diào)節(jié)可被執(zhí)行為標準的過程。可替換地，在設備100 可與生產(chǎn)線分開的情況下，所述調(diào)節(jié)可被執(zhí)行為離線應用?？商鎿Q地，所述調(diào)節(jié)可被執(zhí)行為 與單個PV模塊（例如，105U25)或多組這樣的PV模塊中的預調(diào)節(jié)性能（例如，I^V^FF 和/或R。。）的具體測試有關或響應于單個PV模塊（例如，105、125)或多組這樣的PV模塊 中的預調(diào)節(jié)性能（例如，和/或R。。）的具體測試而被執(zhí)行。作為另一種替換，如 果已知特定加工條件或事件會導致PV模塊中的可校正的性能問題，那么所述調(diào)節(jié)可被執(zhí) 行為與PV模塊或分批生產(chǎn)歷史有關或響應于PV模塊或分批生產(chǎn)歷史而被執(zhí)行。
[0023] 在PV模塊105優(yōu)選的處于大約85°C和大約160°C之間的溫度、最優(yōu)選的處于大約 110°C和大約160°C之間的溫度時，設備100可向PV模塊105電極施加電偏壓調(diào)節(jié)。電偏壓 過程被熱加速，這就意味著在優(yōu)選的范圍內(nèi)PV模塊105的溫度越高，偏壓過程需要花費的 時間越短。在大約ll〇°C至大約160°C的最優(yōu)選的溫度范圍內(nèi)，偏壓過程花費的時間可少于 6分鐘。
[0024] 如圖1和圖3所示，偏壓工具115可被安裝在裝配線的傳送機附近。偏壓工具115 能夠沿著至少一個軸線（X、Y和/或Z)移動或圍繞至少一個軸線（X、Y和/或Z)旋轉(zhuǎn)。結 果，偏壓工具115能夠運動并調(diào)節(jié)以與PV模塊105的電極305和310接合，PV模塊105由 傳送機的滾軸120支撐并傳送，而傳送機來自加熱器110和/或其他處理站的下游或加熱 器110和/或其他處理站之間。
[0025] 圖2更詳細地示出了偏壓工具115的實施例，偏壓工具115在調(diào)節(jié)期間向PV模塊 105的電極305和310提供電偏壓。偏壓工具115包括第一接觸205和第二接觸210。第一 接觸205和第二接觸210被構造為（例如）經(jīng)由連接到PV模塊105的電極305和310的 導電引線（從PV模塊105出來并能到達其外部）與PV模塊105的電極305和310接觸。 正極305和負極310是PV模塊105的電接觸，正極305和負極310能夠連接到外部電路， 以在處于場地中時或在測試期間供應來自PV模塊105的電輸出。偏壓工具115的第一接 觸205和第二接觸210是電接觸并向PV模塊105的電極305和310提供來自電力源113 的恒定的、變化的或脈沖的電流和/或電壓、或者這些的組合。
[0026] 如圖3所示，偏壓工具115的第一接觸205和第二接觸210被構造為接觸PV模塊 105上的正極305和負極310。為了與偏壓工具115配合，處于期望的溫度的PV模塊105 通過沿著滾軸120運動而被傳送到偏壓工具115附近的加工位置。當PV模塊105處于適 當?shù)奈恢脮r，偏壓工具115和PV模塊105彼此接觸。
[0027] 偏壓工具115可被構造為在制造的后期階段期間與PV模塊105接觸。因此，當 偏壓工具115接觸PV模塊105時，PV模塊105可被部分地制造或被完全地制造。例如，在 封底已經(jīng)與PV模塊105相鄰地形成之前，偏壓工具115可接觸PV模塊105的電極305和 310?？商鎿Q地，封底的形成可如圖3所示來完成，并且偏壓工具可在安裝纜線板（將外部 連接器連接到PV模塊105的電極305和310)之前接觸PV模塊105。
[0028] 通過偏壓工具115施加到電極305和310的電偏壓來源于電力源113,電力源113 能夠由處理器114控制，以使偏壓工具115向PV模塊105輸出預定的電偏壓。電力源113 能夠提供多種電壓、電流和脈沖。在一些示例性實施例中，電力源113提供恒定的電壓、恒 定的電流、可變電壓、可變電流、恒定電流的脈沖、恒定電壓的脈沖或者他們之中的任意組 合。
[0029] 在示例性實施例中，當進行PV模塊105的電偏壓調(diào)節(jié)時，電力源113可在從T1到 T2的預定時間內(nèi)提供恒定的電流，如通過圖4中的圖形所示。電力源113也可被構造為在 持續(xù)時間段（T1-T2秒）內(nèi)提供交變電流的正弦波（A1和A2之間），如圖5所示?？赏ㄟ^偏 壓工具115將電偏壓施加到PV模塊105,并持續(xù)可達大約30分鐘（圖4和圖5的T2-T1) 的范圍的時間，優(yōu)選地在大約1分鐘和大約6分鐘之間持續(xù)。在施加電偏壓時，PV模塊105 的溫度可以增加、降低、恒定或是他們的組合，只要PV模塊105處于優(yōu)選的溫度范圍（例 如，在大約85°C和大約160°C之間，最優(yōu)選地在大約110°C和大約160°C之間）即可。
[0030] 通過電力源113和偏壓工具115產(chǎn)生的電偏壓可包括可達大約600伏的范圍的電 壓。在優(yōu)選的實施例中，電偏壓具有從大約30伏到大約200伏的范圍的電壓。或者可替 換地，通過電力源113和偏壓工具115產(chǎn)生的電偏壓還可包括從大約0. lamp到大約25amp 的范圍的電流。在一個實施例中，產(chǎn)生的安培數(shù)取決于被調(diào)節(jié)的PV模塊105的測量的特性 (例如，PV模塊105的I s。)，如下面討論的，在電偏壓的應用之前，如果需要，可通過測試設 備估計PV模塊105的特性。
[0031] 電偏壓的設置優(yōu)選地與Is。有關，這是因為Is。允許偏壓設置點隨著PV模塊設計的 變化而進行校準。通過偏壓工具115施加的安培數(shù)可以是從大約0. 3乘以PV模塊105的Is。 至大約5乘以PV模塊105的Is。的范圍。因此，如果PV模塊105被調(diào)節(jié)為具有大約1. 44amp 的Is。，則通過電偏壓施加到PV模塊105的電流可以是從大約0. 43amp到大約7. 2amp的范 圍。
[0032] 再次參照圖1，設備100可包括溫度傳感器126,溫度傳感器126位于傳送機裝置 附近并用于檢測PV模塊105的溫度。例如，溫度傳感器126可以是任何適合的溫度傳感器 (諸如紅外溫度傳感器或接觸式傳感器）?？善谕x用紅外溫度傳感器，這是因為紅外溫度 傳感器能夠在不接觸PV模塊105的情況下快速地確定PV模塊105的溫度，當設備100合并 到快節(jié)奏的裝配線中時，這樣的傳感器存在優(yōu)勢?？山Y合電偏壓來估計PV模塊105的溫度 (例如，在進行偏壓期間或之前）并且PV模塊105的溫度可影響施加到PV模塊105的電偏 壓的參數(shù)。如上所述，當處于較高溫度時，可縮短偏壓時間。考慮到PV模塊105的溫度，電 力源113可被控制為（例如，通過處理器114 (圖3))向偏壓工具115的接觸205、210(圖 2)提供特定的電偏壓（例如，當PV模塊105處于優(yōu)選的溫度時可施加電偏壓）。結果，電 偏壓可實時根據(jù)溫度校正。
[0033] 熱源110可被構造為將PV模塊105的溫度增加到優(yōu)選范圍內(nèi)（例如，大約85°C和 大約160°C之間，最優(yōu)選的在大約110°C和大約160°C之間）的溫度。熱源110在進行電偏 壓之前或在進行電偏壓期間通過任何適合的方法向PV模塊105提供熱能。例如，熱源110 可包括電加熱器、火焰、或能夠?qū)V模塊105的溫度增加到適合的溫度的任何熱源。在圖 1中，熱源110被示出在PV模塊105的上方并在進行電偏壓的位置附近；然而，熱源110可 設置在PV模塊105和偏壓工具115附近的任何合理的位置，以向PV模塊105提供熱能，用 于進行電偏壓。
[0034] 作為圖1中示出的示例性設備100的替代，可省略專用于與偏壓工具115相關聯(lián) 的指定的熱源110,并且作為一個或更多個PV模塊105的制造步驟或過程位于電偏壓操作 (向PV模塊105施加熱）之前的結果，可向PV模塊105提供熱能。例如，施加的熱可以是 在PV模塊105到達設備100之前進行的熱退火過程或模塊層壓過程的一部分。在這樣的 示例性層壓過程中，在PV模塊105的內(nèi)部結構內(nèi)的夾層（例如，1020 (圖7))通過對PV模 塊105進行加熱而被軟化，以使夾層結合到PV模塊105內(nèi)的其他層，并提供保護涂層來防 止水滲入以及用于使PV模塊105的內(nèi)部結構與外部環(huán)境電隔離。層壓過程加熱可以是從 大約120°C到大約180°C的范圍并且持續(xù)從大約5分鐘到大約20分鐘的范圍的時間段，從 而可以為PV模塊105提供適用于使用偏壓工具115施加電偏壓的溫度。
[0035] 作為另一示例，熱可作為在制造PV模塊105中使用的退火過程的一部分施加到PV 模塊105。在退火過程期間，PV模塊105可被熱處理，以改變PV模塊105內(nèi)的一個或更多 個層的材料屬性。退火過程可將PV模塊105加熱到大約85°C和大約160°C之間的溫度，從 而可以為PV模塊105提供適用于使用偏壓工具115施加電偏壓的溫度。
[0036] 如果加熱過程（例如，層壓或退火）使PV模塊105的溫度增加超出130°C，那么在 通過偏壓工具115向PV模塊105施加電偏壓之前可提供充足的冷卻時間。相反，如果加熱 過程（例如，層壓或退火）使PV模塊105的溫度沒有增加到85°C以上或者更優(yōu)選的110°C 以上，那么可利用另外的加熱步驟使PV模塊105達到適合于進行電偏壓的溫度。
[0037] 再次參照圖1，雖然設備100可在黑暗中或環(huán)境光下使用并且公開的方法可在黑 暗中或環(huán)境光下進行，但在替換的實施例中，公開的調(diào)節(jié)還包括使用發(fā)光器122(可被設置 為設備100的一部分）向PV模塊105施加光124。光偏壓具有與電偏壓類似的效果并且可 被用于增強電偏壓調(diào)節(jié)。當電偏壓調(diào)節(jié)與光能124調(diào)節(jié)結合應用時，施加到PV模塊105的 光能124可從lsun到lOOsun變動。
[0038] 在優(yōu)選的實施例中，發(fā)光器122能夠產(chǎn)生具有從大約0. OlkW/m2到大約10kW/m2范 圍內(nèi)的強度的光124。這樣的強度范圍包括大約為1. 366kW/m2的太陽常數(shù)。太陽常數(shù)是在 一個天文單位（AU)的距離（大約是從太陽到地球的平均距離）處入射到垂直于入射太陽 光線的平面上每單位面積的太陽電磁輻射的量。因此，太陽常數(shù)代表PV模塊（例如，105) 將要在晴天暴露的太陽輻射的強度。發(fā)光器122可發(fā)出單色光并最優(yōu)化以便于尤其是PV 模塊105的半導體層的吸收?？商鎿Q地，發(fā)光器122可發(fā)出幾個離散頻率的光、特定光譜的 光和/或頻率變化的光?？稍谙騊V模塊105施加電偏壓之前、期間或之后施加光偏壓。應 注意的是，與光偏壓和加熱結合的這種曝光被用于調(diào)節(jié)PV模塊，然而如下所述，使用相同 的發(fā)光器122或另一光源產(chǎn)生的另一種單獨的曝光可通過使PV模塊105暴露到光下并測 試相關的電輸出而用于估計PV模塊105的性能特性。
[0039] 如果期望在公開的調(diào)節(jié)之前或與公開的調(diào)節(jié)一起進行PV模塊105的性能特性的 測試和估計，那么圖1的設備100還可包括測試工具119。測試工具119可包括連接到第一 電極121和第二電極123(用于與PV模塊105的第一電極305和第二電極310連接）的測 試電路127?？商鎿Q地，偏壓工具115可連接到測試電路127并且除了執(zhí)行電偏壓過程外還 執(zhí)行測試工具的功能，從而不必添加單獨的測試工具119。
[0040] PV模塊105的性能測試可在調(diào)節(jié)PV模塊105之前或之后執(zhí)行。這樣的測試可包 括將PV模塊105暴露到光下并測量通過PV模塊105產(chǎn)生的光電流。如上面所看到的，為 了執(zhí)行這樣的性能估計，設備100可包括指定的光源或利用為了進行調(diào)節(jié)而設置的發(fā)光器 122。測試光源可被安裝在裝配線的附近。光源能夠產(chǎn)生具有從大約0. lkW/m2到大約10kW/ m2范圍內(nèi)的強度的光。因此，用于測試的光源能夠模擬等于大約lsun到大約lOsun的太陽 光譜。
[0041] 如果測試和估計過程揭示了 PV模塊105的性能低于最小期望的水平，那么可將 不合格的PV模塊105從裝配線移除，或者，可替換地，不合格的PV模塊105可返回到設備 100,另外進行如上所述的加熱和電（和/或光）偏壓過程（如果所述性能可通過這樣的過 程得到改進的話）。估計過程也可允許根據(jù)性能對合格的PV模塊分組。例如，合格的模塊 可被再分成具有非常相似的性能特性的PV模塊組。然后，這些PV模塊組可作為性能匹配 的集合出售。
[0042] 圖7示出了可使用公開的方法并利用公開的方法制造的示例性PV模塊105的截 面圖。PV模塊105可包括光學透明基底1001?；?001可以是諸如玻璃（包括，但不限 于鈉鈣玻璃或浮法玻璃）或聚合物（片或板）的任何適合的透明基底材料。第一導電電極 (例如，透明導電氧化物（TC0)層1003(例如，銦錫氧化物））設置在基底1001和半導體層 1010之間。半導體層1010可以是包括半導體窗口層1011(例如，硫化鎘）和半導體吸收層 1012(例如，碲化鎘）的雙層。
[0043] 緩沖層1004 (例如，金屬硫族化合物材料）可設置在TC0層1003和半導體窗口層 1011之間，以提供可放置半導體窗口層1001的平滑表面并且降低可在半導體窗口層1011 的形成期間發(fā)生的不規(guī)則行為。另外，阻擋層1002可包含在基底1001和TC0層1003之間， 以降低可導致PV模塊105性能降低的鈉或其他污染物從基底1001擴散到半導體層。阻擋 層1002可以是（例如）Si0 2*Sn0。同時，緩沖層1004、TC0層1003和阻擋層1002可被認 為是TC0堆。
[0044] 光伏模塊105還可包括導電背接觸層1014和封底1016,導電背接觸層1014與吸 收層1012相鄰并且可用作PV模塊105的第二導電電極，封底1016與背接觸層相鄰并可用 作PV模塊105的保護層。上述PV模塊105的每層可由不止一個層或膜依次組成。導電電 極（即，TC0層1003和背接觸層1014)可以是PV模塊105內(nèi)的組件，偏壓工具115 (例如） 經(jīng)由導電引線連接到導電電極，以進行調(diào)節(jié)。
[0045] PV模塊105也可包括封底1016和背接觸層1014之間的夾層1020。夾層1020可 用于層壓PV模塊105的封底層1016和基底1001之間的層；因此密封PV模塊105的層使 其與外界隔離。此外，夾層1020也可用于通過層壓過程將前基底1001結合到背基底1016。 夾層1012可包括任何適合的材料（例如，聚合物）。
[0046] 夾層1020在使用熱源（例如，通過紅外線輻射）對夾層1020進行加熱之前或之 后可被設置為與PV模塊105的其他層（例如，背接觸層1014、封底1016和基底1001)接 觸。在加熱時，夾層1020和其他層（例如，背接觸層1014、封底1016和基底1001)被壓到 一起（例如，使用真空層壓機）。夾層1020的材料可通過加熱而融化并允許其流動并填充 間隙，然后固化變硬。如上所論述的，可在PV模塊105的電偏壓調(diào)節(jié)時使用這樣的加熱步 驟。
[0047] 在此描述的調(diào)節(jié)步驟和設備100可擴展到在生產(chǎn)線上調(diào)節(jié)多個PV模塊（例如， 105 (圖1)和125 (圖7))。例如，不是一次將電偏壓施加到一個加熱的PV模塊105,而是可 同時將電偏壓施加到可被一起加熱的多個加熱的PV模塊（例如，105、125)。這可通過引入 另外的偏壓工具115或通過添加允許多個PV模塊快速地互聯(lián)的另外的接觸板而實現(xiàn)。結 果，可降低需要制造一批PV模塊（例如，105)的時間。
[0048] 如圖10所示，在設置多個偏壓工具115時，專用的電力源113可連接到每個單獨 的偏壓工具115,以允許單獨地控制傳輸?shù)矫總€PV模塊105的偏電壓和電流。可替換地， 如圖9所示，一個電力源113可連接到不止一個偏壓工具115。例如，對于具有五個偏壓工 具115的構造，三個偏壓工具115可連接到第一電力源（如圖9所示），并且剩余的兩個偏 壓工具可連接到第二電力源113(未示出）。在該構造中，相同的偏電壓和電流可被傳輸?shù)?連接到第一電力源113的三個偏壓工具115。結果，在該構造中可能不能獨立地控制傳輸?shù)?每個PV模塊105的電壓和電流。然而，對于每個PV模塊105,被傳輸?shù)碾娖珘旱某掷m(xù)時間 可通過在每個偏壓工具115處設置繼電器117 (圖9)而進行控制。每個繼電器117允許通 過開啟或關閉對應的繼電器117來控制傳輸?shù)矫總€PV模塊105的電力。因此，繼電器117 允許每個PV模塊105獲得各自的電偏壓持續(xù)時間?？商鎿Q地，所有的繼電器117可一致地 開啟和關閉，從而向全部PV模塊105傳輸具有相似持續(xù)時間的電偏壓。
[0049] 如圖6所示，一種用于制造PV模塊（例如，105)的方法可包括以下步驟：（605)將 PV模塊加熱到大約85°c和大約160°C之間的溫度，優(yōu)選地大約110°C以上；（610)向PV模 塊施加電偏壓。所述方法還可包括以下步驟：（612)確認光伏模塊的溫度；（614)至少部分 地基于PV模塊的溫度選擇電偏壓方案（例如，持續(xù)時間）。所述方法還可包括步驟（616): 將PV模塊的溫度傳輸?shù)教幚砥鞑⒅辽俨糠值鼗谒鰷囟冗x擇電偏壓方案?？蓪崟r地確 認溫度、傳輸溫度及選擇電偏壓。
[0050] 如圖8所示，用于制造PV模塊（例如，105)的可替代的實施例包括步驟（702): 在PV模塊105上執(zhí)行測試，以確定其性能特性（例如，V^FF、!?。。和/或Is。）。優(yōu)選地確定 I s。。如果需要，所述方法可進行到步驟（704):將PV模塊加熱到大約85°C和160°C之間的 溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選地ll〇°C以上。這可伴隨產(chǎn)生步驟（706):同時對PV模塊進行電偏壓。如 果步驟704和步驟706不是同時執(zhí)行，那么電偏壓步驟708可跟隨加熱步驟704。這樣的電 偏壓步驟708可與如上所述的PV模塊的光照步驟710 -起執(zhí)行。
[0051] 在這些調(diào)節(jié)步驟完成之后，可執(zhí)行測試步驟714,在測試步驟714期間PV模塊的性 能特性被確定716,以推斷PV模塊是否具有符合要求的性能特性。如果PV模塊的性能特性 被確定為符合要求（例如，如果I s。被確定為在大約1. 22A至大約1. 33A之間（對于第一太 陽能FS系列2PV模塊）或在大約1. 84A至大約1. 98A之間（對于第一太陽能FS系列3PV 模塊）），那么可結束該過程。如果PV模塊的性能特性被確定為不符合要求，那么可使PV模 塊受到進一步的類似于在步驟702或704處開始的過程。
[0052] 在此描述的實施例是示例性的并為優(yōu)選的實施例，并且不應被解釋為限制公開的 發(fā)明。通過說明書、附圖和權利要求，其他特征、目標和優(yōu)勢將是明顯的。雖然描述了本發(fā) 明的多個實施例，但是將理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可作出各種變型。另 夕卜，也應理解的是，附圖不一定按比例繪制，而是示出了本發(fā)明的基本原理和各種特征的某 些簡化的表示。本發(fā)明不限于說明書中公開的內(nèi)容，而僅限于權利要求。
【權利要求】
1. 一種用于形成光伏模塊的設備，包括： 熱源，用于對光伏模塊進行加熱； 電力源； 偏壓工具，連接到所述電力源，用于在通過所述熱源對光伏模塊進行加熱時將電偏壓 施加到光伏模塊的電極。
2. 如權利要求1所述的設備，其中，所述偏壓工具和電力源被構造為將偏壓施加到光 伏模塊的電極，其中，所述偏壓可以是恒定的、變化的或脈沖的電流或電壓、或者他們的組 合。
3. 如權利要求1所述的設備，其中，所述熱源是與所述偏壓工具相關聯(lián)的指定的熱源。
4. 如權利要求1所述的設備，所述設備還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器被構造為 檢測光伏模塊的溫度。
5. 如權利要求4所述的設備，其中，基于由所述溫度傳感器檢測的光伏模塊的溫度而 控制所述電力源。
6. 如權利要求1所述的設備，所述設備還包括光源，用于對光伏模塊的光接收側(cè)進行 光照。
7. 如權利要求1所述的設備，所述設備還包括一種工具，用于測試光伏模塊的從包含 短路電流、開路電壓、填充因子和開路單元電阻的組中選擇的至少一個性能特性。
8. 如權利要求1所述的設備，其中，所述電偏壓基于光伏模塊的確定的性能特性而選 擇。
9. 如權利要求8所述的設備，其中，所述光伏模塊的確定的性能特性是短路電流。
10. -種用于形成光伏模塊的方法，包括： 加熱光伏模塊； 在所述光伏模塊通過所述加熱而處于升高的溫度時，將電偏壓施加到光伏模塊的電 極，其中,加熱和施加電偏壓彼此特定關聯(lián)地執(zhí)行。
11. 如權利要求10所述的方法，其中，所述光伏模塊被加熱到大約85°C和大約160°C之 間的溫度。
12. 如權利要求10所述的方法，其中，施加電偏壓包括施加恒定電流、施加恒定電壓、 施加可變電流、施加可變電壓、施加多個恒定電流的脈沖以及施加多個恒定電壓的脈沖中 的至少一個。
13. 如權利要求10所述的方法，其中，施加電偏壓持續(xù)大約1分鐘和大約30分鐘之間 的時間。
14. 如權利要求10所述的方法，所述方法還包括：與施加電偏壓一起的是將光伏模塊 暴露到光下。
15. 如權利要求14所述的方法，其中，所述光具有0. lkW/m2和10kW/m2之間的強度。
16. 如權利要求10所述的方法，其中，施加電偏壓包括施加可達大約600伏的電壓。
17. 如權利要求10所述的方法，其中，施加電偏壓包括施加大約0. lamp到大約25amp 之間的電流。
18. 如權利要求10所述的方法，其中，基于光伏模塊的至少一個確定的性能特性而選 擇所述電偏壓。
19. 如權利要求18所述的方法，其中，所述光伏模塊的至少一個確定的性能特性是短 路電流。
20. -種形成光伏模塊的方法，包括： 執(zhí)行光伏模塊的至少一個性能特性的第一估計； 如果光伏模塊的所述至少一個性能特性被確認為低于最小水平，則通過加熱和電偏壓 來處理光伏模塊； 執(zhí)行光伏模塊的所述至少一個性能特性的第二估計。
【文檔編號】H01L31/048GK104221163SQ201380006428
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年1月23日 優(yōu)先權日:2012年1月23日
【發(fā)明者】馬克思·格魯克勒爾, 伊姆蘭·卡恩, 吉吉斯·特里維迪, 托馬斯·杜魯門 申請人:第一太陽能有限公司