一种薄膜太阳能电池清边绝缘测试方法、测试装置和应用与流程

本发明涉及太阳能电池，具体涉及一种薄膜太阳能电池清边绝缘测试方法、测试装置和应用。

背景技术：

1、薄膜太阳能电池具有光吸收能力强、制造成本低、可柔性化、发电稳定以及环境友好等优点，是最有可能取代硅电池的材料之一。薄膜太阳能电池一般以玻璃为基底，在基底上镀有前电极、半导体层及背电极。其中，半导体层可以是非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒、钙钛矿等。例如，碲化镉作为一种化合物半导体，在太阳能电池中一般作为吸收层，由于它是直接带隙半导体，禁带宽度为1.45ev，光电转换理论效率在30％左右，具有很高的光吸收系数，仅2μm的膜厚，就可以吸收am1.5条件下99％的太阳光，且碲化镉容易沉积大面积的薄膜，沉积速率也高，因此碲化镉薄膜太阳能电池的制造成本较低，是应用前景较好的一种薄膜光伏电池。

2、传统的薄膜太阳能电池的制作过程是在玻璃基板上沉积前电极，然后使用激光刻蚀分割前电极(p1)，再沉积半导体层，进行激光刻蚀(p2)，再沉积背电极，再进行激光刻蚀分割背电极(p3)，形成多个子电池，上述三道激光工艺即通常所说的p1、p2、p3工艺。其中，p2位于p1和p3之间，通过在p2工艺形成的沟槽内填充镀膜金属实现背电极到前电极的导通，实现子电池之间的串联。镀膜后的电池芯片可以通过封装材料(例如eva、pvb、poe等)与玻璃或pet等压合形成封装保护，并通过芯片膜面特殊的布线方式将电流引出到接线盒，通过接线盒的正负极线缆输出，制成发电组件或发电夹胶玻璃，封装结构如图1所示。在封装前需要对电池芯片的基板边缘进行清边，也就是p4工艺，以确保基板四周满足绝缘性要求，避免短路，并保证封装气密性。因而，扫边工艺是薄膜太阳能电池片基板气密性封装前的一道重要和不可缺少的工序。

3、激光清边是一种常用的清边工艺，原理是利用激光的高能量聚集在基板边缘的镀膜上使之升华，以此达到去除目的。如图2所示，为p4激光清边样品图，其中，黑色区域为芯片区域(镀膜区域)，周边浅色区域为清边区域。激光清边通常采用振镜的方式，即通过输出方形或圆形激光光斑并控制激光移动速度和频率，利用振镜控制激光光斑在清边区域内对镀膜进行有效清除。在量产过程中，为了保证加工效率，一般会采用较快的移动速度，移动速度越快光斑的重叠率会越低，另外基板表面脏污导致的能量折损亦或是粉尘掉落在清边区域等都会造成清边不良，且不容易被检测出来。目前检测清边效果的方法主要有显微镜法、目视法或万用表测试(探头与玻璃面点接触，两个表笔的距离≤10mm，且不接触，扫边电阻≥2gω)，这些方法检测效率低，不能够达到全检的目的，无法充分检测出清边工艺所造成的绝缘不良，限制了产品良率以及生产成本和效率的改善。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种薄膜太阳能电池清边绝缘测试方法，该方法容易实施，检测效率高，准确性好，有利于提高产品良率，降低生产成本，提高生产效率。

2、本发明还提供一种薄膜太阳能电池清边测试装置。

3、本发明还提供一种薄膜太阳能电池生产线。

4、本发明还提供上述的薄膜太阳能电池清边绝缘测试方法或薄膜太阳能电池清边测试装置的应用。

5、具体而言，本发明第一方面实施方式涉及一种薄膜太阳能电池清边绝缘测试方法，包括步骤：

6、将第一导电层贴覆于封装前的薄膜太阳能电池的清边区域，第二导电层贴覆于所述薄膜太阳能电池的芯片区域，且所述第一导电层与所述芯片区域间隔设置；

7、测试所述第一导电层与所述第二导电层之间的电阻，得到所述清边区域的绝缘性能数据。

8、根据本发明第一方面实施方式的薄膜太阳能电池清边绝缘测试方法，至少具有如下有益效果：

9、本方法在封装前对薄膜太阳能电池的清边区域进行绝缘性能测试，利用第一导电层与清边区域之间的面接触，能够快速而全面地测试出清边区域是否存在绝缘不良，提高了检测效率和准确性，通过全面检测清边区域的绝缘性能，避免清边绝缘不良品流入后续封装工艺造成芯片损失，同时检测出的不良品可以再返工，能够提高产品良率，降低生产成本。

10、本方法容易实施，检测效率高，利于降低生产成本，提高生产效率。

11、根据本发明的一些实施方式，所述第一导电层和/或所述第二导电层为柔性导电层。例如材质可以是导电橡胶，柔性导电层贴合性好，能与清边区域之间形成良好的欧姆接触。

12、根据本发明的一些实施方式，所述第一导电层通过真空吸附作用贴覆于所述清边区域。

13、根据本发明的一些实施方式，所述第二导电层通过真空吸附作用贴覆于所述芯片区域。

14、根据本发明的一些实施方式，所述第一导电层与所述芯片区域之间的间隙不超过2mm。

15、在保证第一导电层不接触芯片区域的情况下，减少第一导电层与芯片区域的间隔距离，以更全面地检测出清边区域的绝缘性能。

16、根据本发明的一些实施方式，所述第一导电层沿清边区域的周向呈连续分布，进而，可以一步测试出清边区域的绝缘性能。

17、根据本发明的一些实施方式，所述第二导电层于所述芯片区域的覆盖面积小于所述芯片区域的面积。

18、根据本发明的一些实施方式，所述第二导电层为单一设置，或者间隔设置多个。

19、根据本发明的一些实施方式，所述薄膜太阳能电池选自非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒或钙钛矿类型。

20、根据本发明的一些实施方式，所述电阻采用绝缘电阻仪测试。例如可以使用万用表或摇表等。

21、本发明第二方面实施方式涉及一种薄膜太阳能电池清边绝缘测试装置，包括：

22、底板；

23、第一导电层，所述第一导电层设置于所述底板上，用于与封装前的薄膜太阳能电池的清边区域贴合，且所述第一导电层的尺寸满足：所述第一导电层不接触所述薄膜太阳能电池的芯片区域；

24、第二导电层，所述第二导电层设置于所述底板上，用于与所述薄膜太阳能电池的芯片区域贴合；

25、绝缘电阻仪，与所述第一导电层、第二导电层电连接。

26、根据本发明第二方面实施方式的薄膜太阳能电池清边绝缘测试装置，至少具有如下有益效果：

27、第一导电层与清边区域之间实现面接触，能够快速而全面地测试出接触面区域是否存在绝缘不良，提高了检测效率和准确性。该装置可以实现清边区域绝缘性能的全面检测，避免了清边绝缘不良品流入后续封装工艺造成芯片损失，同时检测出的不良品可以再返工，能够提高产品良率，降低生产成本。

28、该装置结构简单，检测效率高，利于降低生产成本，提高生产效率。该装置还可以与生产线连线使用，实现薄膜太阳能电池封装前的实时检测，以及自动化检测，检测结果还可用于清边工艺优化改进，进一步提高生产效率和良率。

29、根据本发明的一些实施方式，所述第一导电层和/或所述第二导电层为柔性导电层，例如材质可以是导电橡胶。

30、根据本发明的一些实施方式，所述第一导电层与所述芯片区域之间的间隙不超过2mm。

31、根据本发明的一些实施方式，所述第一导电层沿清边区域的周向呈连续分布。

32、根据本发明的一些实施方式，所述第二导电层的尺寸满足：所述第二导电层于所述芯片区域的覆盖面积小于所述芯片区域的面积。

33、根据本发明的一些实施方式，所述第二导电层为单一设置，或者间隔设置多个。

34、根据本发明的一些实施方式，所述底板上设有间隔设置的第一支撑架和第二支撑架，所述第一导电层设置在所述第一支撑架上，所述第二导电层设置在所述第二支撑架上。第一支撑架、第二支撑架之间留有空隙，方便装卸待测薄膜太阳能电池。

35、根据本发明的一些实施方式，所述第一支撑架上设有定位边，用于定位待测薄膜太阳能电池的放置位置。

36、根据本发明的一些实施方式，所述第一支撑架和第二支撑架上用于与待测薄膜太阳能电池接触的表面设有保护层，所述保护层位于所述表面除所述第一导电层和第二导电层所在区域以外的位置，以保护待测产品在测试过程中不受损伤。

37、根据本发明的一些实施方式，所述保护层为特氟龙胶带。

38、根据本发明的一些实施方式，所述第一支撑架和第二支撑架与所述底板一体成型。

39、根据本发明的一些实施方式，所述底板上设有真空吸附通道，所述真空吸附通道与所述第一导电层、第二导电层之间的区域连通。进而，可以通过真空负压作用，使待测薄膜太阳能电池与第一导电层、第二导电层之间紧密贴合，形成良好的欧姆接触。

40、根据本发明的一些实施方式，所述底板上位于所述第一导电层、第二导电层之间的区域设有多个真空引导孔，所述真空吸附通道通过多个所述真空引导孔与所述第一导电层、第二导电层之间的区域连通，以提高吸附均匀性。

41、根据本发明的一些实施方式，还包括与所述真空吸附通道连通的抽真空装置。

42、根据本发明的一些实施方式，还包括机械手。利用机械手实现待测薄膜太阳能电池的自动装卸，实现自动化检测。

43、根据本发明的一些实施方式，所述薄膜太阳能电池选自非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒或钙钛矿类型。

44、根据本发明的一些实施方式，所述绝缘电阻仪测试选自万用表或摇表。

45、本发明第三方面实施方式涉及利用所述薄膜太阳能电池清边绝缘测试装置测试清边区域绝缘性能的方法，包括如下步骤：

46、将封装前的薄膜太阳能电池置于所述薄膜太阳能电池清边绝缘测试装置上，使所述薄膜太阳能电池的清边区域与所述第一导电层贴合，芯片区域与所述第二导电层贴合，读取所述绝缘电阻仪的电阻值，得到所述清边区域与所述芯片区域之间的绝缘电阻。

47、利用所述薄膜太阳能电池清边绝缘测试装置测试清边区域的绝缘性能，能够快速而全面地测试出清边区域是否存在绝缘不良，避免清边绝缘不良品流入后续封装工艺造成芯片损失，同时检测出的不良品可以再返工，能够提高产品良率，降低生产成本。该方法测试效率高，容易操作，样品装卸可以实现自动化，检测结果还可用于清边工艺优化改进，促进了生产效率和良率的提升。

48、本发明第四方面实施方式提供一种薄膜太阳能电池生产线，其配备有上述的薄膜太阳能电池清边测试装置。

49、该生产线可以实现待测薄膜太阳能电池清边区域绝缘性能的在线检测，提高薄膜太阳能电池的生产效率和成品良率，降低生产成本。根据检测结果，还可以对清边工艺进行优化，以更好地满足实际生产需求。

50、根据本发明的一些实施方式，所述薄膜太阳能电池生产线还包括机械手，用于实现待测薄膜太阳能电池在所述薄膜太阳能电池清边测试装置上的自动装卸，实现自动化检测。

51、本发明第五方面实施方式提供上述的薄膜太阳能电池清边绝缘测试方法或薄膜太阳能电池清边测试装置在薄膜太阳能电池生产或质量检测中的应用。

52、鉴于该装置或者方法能够快速而全面地测试出清边区域是否存在绝缘不良，有利于提高薄膜太阳能电池的生产效率和成品良率，降低生产成本。此外，根据检测结果，可以对清边工艺进行优化，以更好地满足实际需求。

53、根据本发明的一些实施方式，所述应用包括用于薄膜太阳能电池的生产工序或者质量检测中。

54、定义

55、本文所述“芯片区域”为薄膜太阳能电池的有效镀膜区域，基板表面除芯片区域以外的周边区域为扫边区域。

56、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。