[发明专利]用于测试光伏电池组件的晶片附接的方法

说明书

本发明涉及一种用于测试光伏电池组件的晶片附接的方法，具体涉及一种用于在制造聚光光伏模块期间对光伏电池晶片附接质量的电在线监测的方法。该方法包括以下步骤：提供包括附接到热沉的至少一个光伏电池的光伏电池组件(100)，光伏电池具体为聚光光伏电池；将电流注入到光伏电池组件中(101)；测量电流注入期间跨光伏电池的电压(102)；以及确定在电流注入的持续时间期间的相对电压降(103)，借此，可以识别并筛选未被充分接合的光伏电池组件。

技术领域

本发明涉及用于测试光伏电池组件的晶片附接(die-attach)的方法，具体涉及用于在制造聚光光伏(CPV)模块期间对CPV电池晶片附接质量的电在线监测的方法。

背景技术

为了提高光伏电池的效率和长期稳定性或寿命通常知道需要低操作温度。由此，需要提取由于未被转换成电能的照射而在电池中生成的额外热量。该提取可以由被动或主动冷却装置来进行，其中，主动冷却例如可以由与冷却流体的动态接触来实现，并且被动冷却可以通过将电池附接到热沉来实现。

晶片附接或晶片接合是将半导体晶片或芯片附接到基板、封装、或另一个晶片或芯片的处理。对于光伏电池组件，这具体对应于将太阳能电池附接到热沉的处理，该热沉可以用于如以上所提及的被动冷却。通常知道该附接可以由钎焊、焊接、粘接剂接合、烧结等来进行，并且由这些方法中的任一个方法获得的附接层的质量对于将来自光伏电池的废热高效传递到热沉是重要的。

晶片附接的质量因此是用于描述光伏电池组件的特征的关键参数，具体是鉴于在包括框架和一个或更多个光伏电池组件的光伏模块的装配之前高效丢弃有缺陷的光伏电池组件，表示晶片附接未能将来自电池的热量高效运输到热沉的组件。这对于还包括用于将光会聚在电池上的相应透镜的聚光光伏模块更加重要，因为这些组件昂贵，并且其中有缺陷的光伏电池组件的更换复杂且昂贵。

通常已知使用热瞬态测试来验证LED到其安装基板的晶片附接。这种方法利用被测试的LED材料的温度系数的线性性质和以下事实：LED的热质量比安装基板的热质量小多个数量级。首先使用小的低加热的测量电流来测量LED的正向电压，该电流被选择为低，以在LED装置中基本上不引入任何可忽略的加热。LED然后经受短的非损害性的加热电流。在去除加热电流后迅速再次施加该测量电流，并且再次测量正向电压并比较该正向电压和在加热脉冲之前测量到的值。然后使用正向电压在施加加热电流之前和之后的差以及LED材料的温度系数来确定LED在安装基板温度以上的温度上升。由外部温度传感器进行的测量点(这些测量点的温度被稳定)上的耗费时间的温度校准允许将这种测量校准到热阻的绝对值。

Plesz,B.等人2011年(2011年9月27日至29日在法国巴黎举行的Characterization of solar cells by thermal transient testing：Proceedings ofthe 17th International Workshop on Thermal investigations of ICs and Systems,THERMINIC 2011)中公开了一种用于在工作条件下描述已经完全装配的太阳能模块的特性的热瞬态测试的方法。该文献具体公开了一种用于测试并描述聚光光伏模块中的晶片附接的质量的方法，该方法用于完全装配的模块的质量管理或在工作条件期间测试模块。

然而，进一步对于仅在完全装配的光伏模块上执行并在工作条件下描述该光伏模块，特别是在聚光光伏模块的情况下，2011年Plesz,B.等人的方法要求测量热阻Rth的绝对值，因此需要温度灵敏校准，温度灵敏校准需要在暗条件下执行，换言之，在太阳能模块未被照射时。具体地，要测量二极管的正向电压的温度依存性，必须对于各被测装置校准温度灵敏参数值。该方法还使用借助二极管驱动的恒定传感器电流，而正向电压值在所选择的温度灵敏点处测量。