一种太阳能电池片栅格电阻、探针接触电阻测量用切换盒的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池片栅格电阻、探针接触电阻测量用切换盒。


背景技术：

2.半导体和光伏行业在近两年有着快速的发展，使得大量新型半导体材料流入到市场当中，随着上世纪化石能源的危机，人类面临着有限常规能源和环境严重破坏的双重压力。已经成为越来越值得关注的社会与环境问题。
3.人类对可再生能源的需求不断增加。促使人们致力于开发新型能源。太阳在四十分钟内照射到地球表面的能量可供全世界目前新能源消费的速度使用一年。合理的利用好太阳能将是人类解决能源问题的长期发展攻略，是其中最受瞩目的研究热点之一。
4.目前的市面上大多数产品只能单独地测试太阳能电池片的接触电阻，并不能灵活地打开某些通道来进行测试，并且测试电阻的同时并不能进行别的操作，无法灵活地测试出想要的栅格电阻或者接触电阻，以及想要的两根线之间的电阻，使用不方便。
5.因此，有必要研究一种新的太阳能电池片栅格电阻、探针接触电阻测量用切换盒来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供了一种太阳能电池片栅格电阻、探针接触电阻测量用切换盒，能够通过打开不同的测试单元灵活地切换不同测试模式，适应多种测试需求，能够灵活地测试出想要的栅格电阻或者接触电阻，以及想要的两根线之间的电阻，非常方便，并且不影响机台上进行别的实验。
7.本实用新型提供一种太阳能电池片栅格电阻、探针接触电阻测量用切换盒，其特征在于，所述切换盒包括盒体和设于所述盒体内的测试电路板；
8.所述测试电路板包括供电模块、切换模块、主控模块、显示模块和通讯模块；
9.所述主控模块与所述供电模块、所述切换模块、所述显示模块以及所述通讯模块电性连接；
10.所述切换模块与太阳能电池片上的被测电阻电性连接；
11.所述通讯模块与上位机通信连接。
12.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述切换模块包括红外相机单元、红外热成像单元、电压电流测试单元、栅格电阻测试单元和接触电阻测试单元。
13.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述红外相机单元包括红外相机，所述红外相机与所述主控模块电性连接。
14.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电压电流测试单元的输入端与太阳能电池片的电池材料输出端电性连接，输出端与所述主控模块
电性连接。
15.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述栅格电阻测试单元的输入端与太阳能电池片的栅格电阻电性连接，输出端与所述主控模块电性连接。
16.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述栅格电阻测试单元与所述栅格电阻的连接方式为：用探针压装在太阳能电池片上，引出栅格电阻的正、负电流汇总接口和正、负电压汇总接口；所述正、负电流汇总接口与所述栅格电阻测试单元的正、负电流测试端连接，所述正、负电压汇总接口与所述栅格电阻测试单元的正、负电压测试端连接。此处的接口是指图2和图3中的触点，即为与切换盒的测试电路板进行测试连接的点。
17.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述接触电阻测试单元的输入端与太阳能电池片的接触电阻电性连接，输出端与所述主控模块电性连接。
18.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述接触电阻测试单元与所述接触电阻的连接方式为：用探针压装在太阳能电池片上，引出接触电阻的正负电流接口和正负电压接口，将正负电流接口和正负电压接口连接，最终得到两个接线端，所述两个接线端与所述接触电阻测试单元的两个测试端连接。
19.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述切换模块包括若干mos开关管，所述切换模块通过所述mos开关管与所述主控模块连接。
20.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述显示模块包括若干led灯，所述led灯与所述主控模块电性控制连接。
21.与现有技术相比，本实用新型具有如下优点或有益效果：切换盒通道可以由上位机进行打开和关闭，可以灵活地切换每一个通道，打开所对应的每一个模块，比普通的测试方法来的更为简洁方便；
22.上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：切换盒通道是通过测试主栅格接触电阻两端汇总的电压和电流反馈给上位机计算出来的阻值，比一般毫欧表测试结果要更为精准，误差范围更小；毫欧表测试时虽然也是四线制探针法，但是因为需要手工去测试，接触时不能保证每个地方的接触面积和接触力度一致，另外就是测试的时候是单点测试，因此测量栅格电阻的时候会有一个较大的接触电阻，接触电阻会随着按压力度的增大而减小，因此误差会很大，但是通过切换盒测试的话，是用栅线探针来多点接触太阳能电池片的，可以保证每一块太阳能电池片测试的时候接触电阻都在同一范围之内，从而在测试的时候比一般毫欧表更加精准。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
24.图1是本实用新型一个实施例提供的带有栅格的太阳能电池硅片示意图；
25.图2是本实用新型一个实施例提供的太阳能电池硅片测试栅格电阻的原理示意图；
26.图3是本实用新型一个实施例提供的太阳能电池硅片测试接触电阻的原理示意图；
27.图4是本实用新型一个实施例提供的切换盒内部原理框图；
28.图5是本实用新型一个实施例提供的上位机测量栅格电阻接触电阻时的具体操作流程图；
29.图6是本实用新型一个实施例提供的切换模块中各通道的连接原理示意图。
具体实施方式
30.为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
31.应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。“第一”、“第二”和“第三”仅是为了区别做出的指代描述。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
33.如图1所示，是一个主栅格印刷均匀的太阳能电池片，太阳能电池硅片上面每个栅格之间都设有电阻，正反面都一样有着1,2,3,4,5五个主栅线。选择十个探针按正反面分别压在电池片所对应的1,2,3,4,5五个主栅格上面，再由每个通道(比如每个栅格)分别引出两根汇总的电流线和电压线，插到切换盒内部的测试电路板上，内部电路板每个通道都有mos管实现开关，便于测量不同的栅格电阻或者接触电阻，最终由切换盒连接到上位机。
34.根据本公开实施例的一个具体实现方式，如图2所示，是本公开实施例的太阳能电池硅片栅格电阻的测量原理图，栅格电阻就是电池片主栅之间的丝网印刷电阻。该测量方法通过主栅上的探针排，采用四线制的测量方式来测量主栅间电流和电压，可以精准地测量出栅格电阻两端的电流以及电压，通过切换盒给到上位机进行读取。该测量方法分别有1-2之间，2-3之间，1-3 之间这3种主栅间电阻。电池片正面和背面的接线方式和测量方法是一样的，在背面测得的是电池片的金属化电阻。测量时，先通过上位机给出一个测试电压，范围在
±
0.9之间，通过切换盒打开所需要测试的通道，电压再经过通道给到所测试的栅格电阻或接触电阻上面，反馈给切换盒在电阻两端所测得的电压和电流，通过切换盒内的通讯模块把测试结果反馈给上位机，由上位机内的软件算法进行计算得出测试的栅格电阻或接触电阻阻值，并通过算法拟合成一条对应的曲线。
35.根据本公开实施例的一个具体实现方式，如图3所示，是本公开实施例的太阳能电池硅片接触电阻的测量原理图。该测量方法采用的是把电压和电流两端进行连接，采用两
线制的方法进行测量，再通过切换盒给到上位机进行数据的读取。具体地，使用二线制的测量方法来测量每一根主栅上电流和电压触点之间的串联电阻。这个串联电阻是由下面三种电阻组成的：1.从切换盒连接到电池片的导线电阻；2.电池片主栅和探针排接触点之间的过渡电阻；3.并联连接的电流和电压触点之间的栅线电阻。太阳能电池片上的每条主栅的接触电阻都是单独测量的。如果接触电阻保持再用户指定的上限以下，则认为电池是良好的连接，电流和电压触点正确地接触主栅。在不同的系统中，这个电阻的上限可能是不一样的，因为从切换盒到电池片触点之间的导线电阻会显著的影响测量结果。
36.根据本公开实施例的一个具体实现方式，切换盒内部系统分为大致五个模块：供电模块、切换模块、主控模块、显示模块和通讯模块。如图4所示。供电模块主要是给主控模块以及各个模块的各个芯片进行供电，通讯模块可以用网口连接到上位机实现上位机发送指令给主控模块，再由主控模块中的移位寄存器来控制切换模块中mos管的开关，配合图1中的太阳能电池片来测试其栅格电阻、接触电阻。
37.在该实施例中，切换模块中包含着许多部分：el，ir，iv，gr和cr，如图6所示，这些模块中都是通过mos管电路来控制通断，形成开关。el为相机模块，用来采集电池片的照片；ir为红外热成像相机，用来采集电池片的红外热成像照片，通过切换盒中的主控模块发送一个触发信号来控制红外相机，每次有信号触发时，mos管导通，便可以进行相机红外拍照来采集红外热成像照片；iv为电压电流测试模块，用来测试出太阳能电池片接收光照瞬间产生的电流和电压；gr为栅格电阻测试模块，用来测试太阳能电池硅片的栅格电阻；cr为接触电阻测试模块，用来测试太阳能电池硅片的接触电阻。显示模块为一块led灯板，当通电正常工作后相对应的灯亮起，通过切换模块切换不同的测试模块，每个测试模块被打开时，其对应的灯也会随之亮起。
38.针对上述实施例，图5给出了测试的流程。先通过上位机给出一个测试电压，范围在
±
0.9以内，通过切换盒打开所需要测试的通道，电压再经过通道给到所测试的栅格电阻或接触电阻上面，反馈给切换盒一个电阻两端所测试得到的电压和电流，再把测试结果反馈给上位机，由上位机软件算法进行计算得出测试的栅格电阻或接触电阻。
39.以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。