用于检查光电模块的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检查光电模块的方法，具有下列步骤:将交流电压调制加载到光电模块上；利用摄影机对光电模块进行扫描；以及对由摄影机产生的摄影机信号加以评估，以便获得光电模块的发光图像。
[0002]本发明还涉及一种用于检查光电模块的设备，具有:用于将交流电压信号调制加载到光电模块上的装置；用于扫描光电模块的摄影机，该摄影机输出摄影机信号；以及用来基于摄影机信号计算发光图像的评估装置。
【背景技术】
[0003]此类方法以及此类设备由EP 2421052A2公知。
[0004]根据公知的方法以及公知的设备，将交流电压信号加载到光电模块的两个连接部上并且调制既在光电模块的正向上实施，又在光电模块的负向上实施，并且对所产生的电致发光加以评估。在此，对在正向上以及负向上的发光图像加以检测并且将其相互叠加。
[0005]公知的方法用于在制造光电模块时进行质量监控。这种方法如同所有现今公知的基于发光设计的方法一样，必须在暗室中在排除任何光源(除光电模块本身外)的情况下实施。另外，这种方法不能在构造有旁路二极管的光电模块中使用。
[0006]由J.Coello在2011年的“第二十六届欧洲光电太阳能会议与展览(26thEuropean Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibit1n)，，的第 3469-3472页发表的“电致发光技术用作大型太阳能电站的质量监控的简介(IntroducingElectroluminescence Technique as a Quality Control of Large PV Plants)，，，公知一种在大规模制造光电模块时通过电致发光进行的质量监控。在此情况下，光电电池被以沿正向的直流电压加载，从而该光电电池在近红外区域内发光。在此情况下，也要在暗室中进行测试，而不让日光射入。
[0007]这种测试方法虽然原则上适合于在制造光伏电池时确保良好的质量监控，但前提是使用已经存在的光电模块，相关的模块被拆卸并且在暗室中接受检查。
[0008]这意味着非常高昂的花费以及在检查阶段期间相应的损失。
【发明内容】
[0009]基于上述背景，本发明的目的在于，提出用于检查光电模块的、改善的方法和改善的设备，由此，能够尽可能在无需暗室的情况下执行简化的检查。
[0010]所述目的根据本发明通过一种用于检查光电模块的方法来实现，所述方法具有下列步骤:将由光电模块获取或输出的功率以至少一个调制频率加以调制；利用摄影机来扫描光电模块；以及对由摄影机产生的摄影机信号加以评估，以便获得光电模块的发光图像；其中，光电模块仅在其正向上运行，以及在应用滤波器的情况下对摄影机信号加以评估。
[0011]在设备方面，本发明的目的还通过一种用于检查光电模块的设备来实现，其具有:用于将交流电压信号以至少一个调制频率调制到由光电模块获取或输出的功率上的装置；用于扫描光电模块的摄影机；以及用来基于摄影机信号计算发光图像的评估装置，其中，光电模块仅在其正向上运行，以及在应用滤波器的情况下对摄影机信号加以评估。
[0012]本发明的目的以上述方式完美实现。
[0013]根据本发明，实现了对电致发光进行选择性评估以及在滤波器辅助下对在光电模块运行期间存在的干扰光源(例如太阳光或环境的反射)进行分离，而与此同时模块的功率得到调制。
[0014]对于“正向”在本申请中被理解为是如下的电压范围，在该电压范围中，加在模块上的电压具有相同的极性，如在空载中照明的情况下在模块处下降的电压。
[0015]在本发明的优选的改进方案中，在摄影机前面接有滤波系统，滤波系统在光电模块的发光信号所处的波长范围内是可通过的，例如对于由晶体硅制成的光电模块特别是在近红外区域(NIR)中是可通过的，为此例如能够应用这种滤波器。由此，获得了在电致发光的波长范围中最佳的敏感度和对于其余干扰信号良好的分离。
[0016]根据本发明，能够甚至在日光或其他光线照射下，优选甚至在光电模块运行期间来执行对光电模块的检查。
[0017]在本发明的优选构造方案中，摄影机信号借助数字滤波器来评估。
[0018]在本申请中，对于“数字滤波器”被理解为用于操作信号(例如阻止一定的频率范围或使其通过)的算术滤波器。数字滤波器不处理连续的信号，而是仅处理在时间和数值上离散的信号。时间上离散的信号按照时间上周期性的顺序仅由表现为时间上的信号分布的各脉冲(这里为图像)、各数值(在这里为像点的亮度值)构成。扫描数值在数值上是离散的，因为数字式的计数表达仅给出最终的分辨能力。
[0019]借助数字滤波器能够在尽管存在很强的背景噪声的情况下(例如在日光下在光电模块处出现的那样)干净地获取出发光图像并加以评估。
[0020]当应用数字滤波器时，仅当没有宽频干扰与宽频有效信号同时存在时，将(光学的)滤波器附加地接在摄影机前面才是有意义的。但当a)宽频干扰和窄频有效信号(例如日光发光)存在时，则在正确选用滤波器的情况下能够使信噪比(SNR)以10至100的因数得到提高。当在情形b)中，干扰信号和有效信号的光谱范围完全分开(例如暗室中的光致发光)的情况下，则信噪比(SNR)甚至以16或更高的因数得到提高。
[0021]因为一般存在的是情形a)，所以除了应用数字滤波器还将光学滤波系统接在摄影机前面是有意义的。
[0022]根据本发明的另一优选构造方案，摄影机信号依照锁相方法来评估。
[0023]锁相方法原则上在现有技术中公知并且在放大信号并且必须在统计学噪声的背景下评估信号时，经常用到。如在0.Breitenstein、ff.Warta和M.Langenkamp在“锁相热成像，基本原理与用于评估电学装置及材料的用途(在线发表)(Lock-1nThermography.Basics and Use for Evaluating Electronic Devices and Materials，Online-Ausg)，，(Springer-Verlag Berlin Heidelberg，Berlin，Heidelberg，2010)中详细介绍的那样(其在这里完全参引而包括在内)，锁相方法的前提是:初级信号在检测之前以及在第一放大阶段之前周期性地脉冲或者以某种方式以一定的频率(锁相频率)调制放大。
[0024]锁相方法的目标在于:仅对所检测信号的振荡的交流电压部分加以评估。在锁相方法的模拟变型中，无噪声的AC (交流)-基准信号从信号产生过程中导出并且作为相移信号与混有噪声的测定信号在应用电子开关的情况下交替地要么直接叠加，要么与逆变的混有噪声的信号叠加。按照这种方式，能够尽可能无噪声地获取信号。不言而喻的是:替代前面提到的模拟锁相方法地，也可以数字式地实现锁相方法，如详细地在0.Breitenstein等人的上述内容中所述那样。优选的是锁相方法也同样是数字滤波方法。
[0025]根据本发明的另一构造方案，对于光电模块施加如下的调制频率(fQ)，凭借其周期性地在至少两个工作点(KS、LL、MPP、VR)之间变换。
[0026]在此情况下，用作工作点的是从下述组中选出的两个，所述组由短接(KS)、空载(LL)、最大功率点(MPP)或正向(VR)上的任意点构成。
[0027]在本发明的优选改进方案中，从不同的工作点(KS、LL、MPP、VR)上的发光信号中通过构造差值来获取信息。
[0028]不同的工作点下的发光信号包括关于发光的各种信息，对这些信息根据本发明加以评估。在本文中，例如关注的是:短