本發(fā)明涉及太陽能電池的檢測方法技術領域，尤其涉及一種光伏組件焊接質(zhì)量測量裝置及使用該裝置進行質(zhì)量檢測的方法。

背景技術：

目前，光伏組件及接線盒特點是：通常的光伏組件是用光伏焊帶和匯流帶將太陽電池串聯(lián)焊接后，再用玻璃、EVA 、背板、邊框等材料封裝起來，之后通過接線盒、連接器將電池正負極引出。在電池焊接過程中，存在虛焊、漏焊的現(xiàn)象。由于太陽電池本身特性“在見光的情況下本身輸出帶有一定的電壓、電流，且隨著光強增大而增大”，這樣內(nèi)部焊接質(zhì)量的好壞不能萬用表等儀表直接檢測。

目前對于應用灌封膠接線盒生產(chǎn)的組件，由于接線盒越來越小，加上需要用灌封硅膠將焊帶與接線盒的端子密封起來，不管是手工焊接和自動焊接，均存在虛焊、漏焊的現(xiàn)象。漏焊斷路時，組件沒有輸出，可以檢測，但虛焊及局部漏焊現(xiàn)象是生產(chǎn)控制的一個難題，往往通過過程監(jiān)控，作為生產(chǎn)的一個特殊質(zhì)量點加以控制；對成品組件只能測量輸出的性能，不能測量虛焊及局部漏焊的現(xiàn)象。

存在虛焊及局部漏焊的組件如果不能在安裝前檢查出來，那么在實際運行中，隨著運行時間的增加，虛焊及局部漏焊部位會不斷發(fā)熱，甚至使接線盒燒毀，組件不能正常工作，影響發(fā)電效果。

組件的焊接不良，一直是組件生產(chǎn)過程的一個難題。制造企業(yè)按照質(zhì)量體系的要求通常將焊接過程作為特殊工序，通過質(zhì)量跟蹤單、焊接監(jiān)控等手段進行過程控制。對于組件的焊接質(zhì)量一般通過以下三種手段進行評估：

一、拉力評估：

對于太陽電池的焊接，通過控制焊接溫度，抽樣測量焊帶與電池的焊接拉力進行評估。

對于接線盒的焊接，通過控制焊接時間，用鑷子跳動焊點是否連接，并抽樣測量連接力評估焊接質(zhì)量。

二、紅外測試評估：

利用電池的電致發(fā)光原理，給組件加一定反向電壓，通過紅外照相機進行拍照，依據(jù)圖像的明暗程度進行測試評估。

三、熱成像評估

在強烈陽光照射的情況下，用熱成像的方式檢查，根據(jù)溫度的相對高低，評估組件是否存在質(zhì)量問題，其中焊接質(zhì)量不好是其中的一個原因。

現(xiàn)有技術中與組件焊接測試有關的專利如下：

一、專利號：201210192248.3一種測試太陽能電池組件接線盒虛焊的方法

內(nèi)容是：①利用加熱裝置將焊接部位加熱5～30分鐘，利用“虛焊位置的熱穩(wěn)定性差，在高溫的作用下，焊點斷開，導致組件失效；而焊接良好的組件熱穩(wěn)定性相對比較好，在正常組件使用時達到的溫度下焊點不會斷開”的性質(zhì)實現(xiàn)的。②通過輸出端有無電壓定性判定。

二、專利號：200510108131.2測試管腳虛焊的裝置及測試方法

內(nèi)容是：一種測試管腳虛焊的裝置。①由三個表筆和二個電源、一個參考電阻串聯(lián)組成。②見第7頁第二行，所述虛焊為斷路，即漏焊；③測試原理是通過接入兩個不同電路，同時表筆接觸焊點，通過是否有變化定性指示是否漏焊。

三、專利號：02122318.1萬用表測試虛焊和短路故障

內(nèi)容是：①在電路板斷電情況下用萬用表電阻示值形式體現(xiàn)出來的檢測技術；②操作中需要接觸焊點；③同時是一種定性指示。

但是，測量組件焊接質(zhì)量的技術缺點是：

一、拉力測試：拉力不足只是焊接不良的一種常見表象，實際上拉力足夠大也不一定焊接良好（有可能外部機械力造成），拉力不足也不一定焊接不好（有可能電池電極或焊帶特性造成），接觸阻抗才是表示焊接質(zhì)量的參數(shù)。一個是電學、一個是力學，沒有嚴格的對應關系，只能定性或大致判定。

二、紅外測試和熱成像評估：這是評估組件中太陽電池和接線盒是否工作正常的一種方法，引起組件不能正常工作的原因多種多樣。

三、《專利號：201210192248.3一種測試太陽能電池組件接線盒虛焊的方法》是一種破壞性試驗，將虛焊點提前老化成為斷路，試驗加熱時間較長，實際上是一種定性判定，不是焊接性能的測試。

四、《專利號：200510108131.2測試管腳虛焊的裝置及測試方法》、《專利號：02122318.1萬用表測試虛焊和短路故障》不能應用組件測試。核心都是在電路板斷電情況下，用表筆直接接觸焊點，進行定性指示；實際上是漏焊的一種測試，不是虛焊的測試。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種光伏組件焊接質(zhì)量測量裝置及使用該裝置進行質(zhì)量檢測的方法，所述方法不會破壞所述光伏組件，操作簡單、使用方便、安全可靠。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：一種光伏組件焊接質(zhì)量測量裝置，其特征在于：包括模擬電源及采樣操作單元和數(shù)據(jù)處理及顯示單元，所述模擬電源及采樣操作單元負極輸出接線端cs2分為四路，第一路經(jīng)電壓表Ux與所述模擬采樣操作單元的正極輸出接線端cs1連接；第二路依次經(jīng)電位器Rt1和電流表I0后與雙刀雙擲開關K中一個單刀開關的一端連接，雙刀雙擲開關K中兩個單刀開關的一端連接后構成雙刀雙擲開關K的公共端，所述公共端與所述采樣操作單元的正極輸出接線端cs1連接；第三路經(jīng)模擬接線盒二極管D1后與所述雙刀雙擲開關K中另一個單刀開關的自由端連接；第四路依次經(jīng)電位器Rt0、變送器B0后又分為三路，第一路經(jīng)電壓表U0與所述雙刀雙擲開關K中另一個單刀開關的自由端連接；第二路依次經(jīng)電位器Rv2以及模擬太陽電池二極管組D0后與所述雙刀雙擲開關K中另一個單刀開關的自由端連接；第三路依次經(jīng)電位器Rv1以及電流源Ax后與所述雙刀雙擲開關K中另一個單刀開關的自由端連接；其中所述變送器B0的上的兩個電流采樣輸出端為a和b，所述變送器B0與電位器Rv1的結點C為一個電壓采樣點，所述電流源Ax與所述雙刀雙擲開關K的結點d為另一個電壓采樣點，電流采樣點和電壓采樣點經(jīng)過導線與所述數(shù)據(jù)處理及顯示單元相應的采樣端連接。

本發(fā)明還公開了一種使用光伏組件焊接質(zhì)量測量裝置進行質(zhì)量檢測的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

將所述測量裝置中雙刀雙擲開關K打開，所述測量裝置的正極輸出接線端cs1與被測試組件的負極連接，負極輸出接線端cs2與組件的正極連接；

觀察電壓表U0，并調(diào)節(jié)一次調(diào)節(jié)用電位器Rv1和Rv2，使電壓表U0的讀數(shù)與組件輸出電壓表Ux的讀數(shù)值相同；

將所述裝置中二次調(diào)節(jié)用電位器Rt1調(diào)節(jié)到最大阻值后，將裝置中的雙刀雙擲開關K閉合；

觀察電流表I0，并調(diào)節(jié)二次調(diào)節(jié)用電位器Rt0和Rt1，使I0=0；

調(diào)節(jié)完后，連接端a、b、c、d將Rt0兩端電壓、電流輸入到數(shù)據(jù)處理及顯示單元進行處理，數(shù)據(jù)處理及顯示單元根據(jù)電位器Rt0兩端電壓值以及流過電位器Rt0的電流值，計算出電位器Rt0的阻抗值；

根據(jù)電位器Rt0的阻值，判定組件焊接質(zhì)量，是否存在虛焊。

進一步的技術方案在于：當所述電流表I0讀數(shù)為零時，電壓表Ux與電壓表U0的差值為所述電位器Rt0兩端的電壓值，變送器B0采集的電流值為流過所述電位器Rt0的電流值。

進一步的技術方案在于：當計算出的電位器Rt0阻抗值大于50mΩ時，表示組件存在虛焊。

采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于： 所述方法通過對組件外加電流源，并對所述裝置的多步調(diào)節(jié)和采樣元件，等效組件虛焊處的電壓、電流值，將組件焊接阻抗等效在外接電路中，采樣對應的等效電壓、電流，計算得出組件的虛焊阻抗值，從而判定組件焊接質(zhì)量，得出組件是否存在虛焊。

其優(yōu)點在于：不需要組件避光，可以在工作現(xiàn)場、使用現(xiàn)場進行測試；不需要施加拉力外部動作，可以定量指示阻抗大小。不需要加熱等提前老化的破壞性試驗，可以減少測試成本。不需要接觸焊點，特別是對于太陽電池的焊接、灌封膠密封接線盒的焊接均能測試?？朔思t外評估不充分的定性缺陷。

總之，所述方法操作簡單、使用方便、安全可靠，方便組件成品入庫前的檢測，避免組件帶有虛焊及局部漏焊隱患出廠，從而提前維護，延長組件運行壽命，降低維護成本；也可用于組件驗收以及現(xiàn)場組件安裝前的檢查；可廣泛推廣到所有光伏組件生產(chǎn)和應用領域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例所述組件測試時的連接結構原理框圖；

圖2是本發(fā)明實施例所述裝置中模擬電源及采樣操作單元的原理圖；

圖3是太陽能組件的等效電路原理圖；

圖4是本發(fā)明實施例所述組件測試時的連接結構原理圖。

具體實施方式

下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。

本發(fā)明實施例公開了一種光伏組件焊接質(zhì)量測量裝置，如圖1所示，所述測量裝置包括模擬電源及采樣操作單元和數(shù)據(jù)處理及顯示單元。如圖2和4所示，所述模擬電源及采樣操作單元負極輸出接線端cs2分為四路，第一路經(jīng)電壓表Ux與所述模擬采樣操作單元的正極輸出接線端cs1連接；第二路依次經(jīng)電位器Rt1和電流表I0后與雙刀雙擲開關K中一個單刀開關的一端連接，雙刀雙擲開關K中兩個單刀開關的一端連接后構成雙刀雙擲開關K的公共端，所述公共端與所述采樣操作單元的正極輸出接線端cs1連接；第三路經(jīng)模擬接線盒二極管D1后與所述雙刀雙擲開關K中另一個單刀開關的自由端連接；第四路依次經(jīng)電位器Rt0、變送器B0后又分為三路，第一路經(jīng)電壓表U0與所述雙刀雙擲開關K中另一個單刀開關的自由端連接；第二路依次經(jīng)電位器Rv2以及模擬太陽電池二極管組D0后與所述雙刀雙擲開關K中另一個單刀開關的自由端連接；第三路依次經(jīng)電位器Rv1以及電流源Ax后與所述雙刀雙擲開關K中另一個單刀開關的自由端連接；其中所述變送器B0的上的兩個電流采樣輸出端為a和b，所述變送器B0與電位器Rv1的結點C為一個電壓采樣點，所述電流源Ax與所述雙刀雙擲開關K的結點d為另一個電壓采樣點，電流采樣點和電壓采樣點經(jīng)過導線與所述數(shù)據(jù)處理及顯示單元相應的采樣端連接。

開始時電流源與組件在形式上是串聯(lián)連接，但通過雙刀雙擲開關K的打開，使電流源Ax與電壓表U0、組件與電壓表Ux形成兩個獨立回路；再通過第一次調(diào)節(jié)，對比兩個電壓表，使兩電源相同。

當?shù)谝淮握{(diào)節(jié)完成后，通過雙刀雙擲開關K閉合，將電流源Ax、組件及電流表I0形成雙電源電橋結構。在雙電源電橋結構基礎上，通過二次調(diào)節(jié)，使得電流表I0讀數(shù)為0，這樣就將焊接電阻Rx1+Rx2等效為裝置上的Rt0，也就是Rt0= Rx1+Rx2。此外裝置中設計了保護電路包括模擬接線盒二極管D1與 電位器Rt1。

模擬電源及采樣操作單元中器件的作用如下：

電流源Ax：電路工作電源的提供，同時模擬組件輸出；模擬太陽電池二極管組D0：模擬太陽電池二極管組；一次調(diào)節(jié)與二次調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換用雙刀雙擲開關K：一次調(diào)節(jié)與二次調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換；一次調(diào)節(jié)用電位器組Rv，Rv包含兩個電位器Rv1、Rv2，用于調(diào)節(jié)電阻大小，使電流源與組件等效；一次調(diào)節(jié)用電壓表U0：一次調(diào)節(jié)用電壓指示；組件輸出電壓表Ux：組件輸出電壓指示；模擬接線盒二極管D1：模擬接線盒二極管電路，同時起保護電路表作用；二次調(diào)節(jié)用電流表I0：二次調(diào)節(jié)用，起電橋電流指示作用；二次調(diào)節(jié)用電位器組Rt，Rt包含兩個電位器Rt0、Rt1，Rt0等效組件焊接阻抗，Rt1保護電路表作用；輸出用電流變送器B0：采集組件焊接阻抗的輸出電流；接線端cs1、cs2：連接作用；連接端a、b、c、d：連接作用；圖3是太陽能組件的等效電路原理圖，其中，Rx1和Rx2為模擬焊接電阻。

本發(fā)明還公開了一種使用光伏組件焊接質(zhì)量測量裝置進行質(zhì)量檢測的方法，包括如下步驟：

將所述測量裝置中雙刀雙擲開關K打開，所述測量裝置的正極輸出接線端cs1與被測試組件的負極連接，負極輸出接線端cs2與組件的正極連接；

觀察電壓表U0，并調(diào)節(jié)一次調(diào)節(jié)用電位器Rv1和Rv2，使電壓表U0的讀數(shù)與組件輸出電壓表Ux的讀數(shù)值相同，其中電位器Rv1為粗調(diào)節(jié)，優(yōu)先調(diào)節(jié)；電位器Rv2為細調(diào)節(jié)，起輔助作用；

將所述裝置中二次調(diào)節(jié)用電位器Rt1調(diào)節(jié)到最大阻值后，將裝置中的雙刀雙擲開關K閉合；

觀察電流表I0，并調(diào)節(jié)二次調(diào)節(jié)用電位器Rt0和Rt1，使I0=0，其中，電位器Rt0為主調(diào)，電位器Rt1為細調(diào)節(jié)，起輔助作用；

調(diào)節(jié)完后，連接端a、b、c、d將Rt0兩端電壓、電流輸入到數(shù)據(jù)處理及顯示單元進行處理，數(shù)據(jù)處理及顯示單元根據(jù)電位器Rt0兩端電壓值以及流過電位器Rt0的電流值，計算出電位器Rt0的阻抗值；

根據(jù)電位器Rt0的阻抗值，判定組件焊接質(zhì)量，是否存在虛焊。

此外，當所述電流表I0讀數(shù)為零時，電壓表Ux與電壓表U0的差值為所述電位器Rt0兩端的電壓值，變送器B0采集的電流值為流過所述電位器Rt0的電流值。當計算出的電位器Rt0阻抗值大于50mΩ時，表示組件存在虛焊。

所述方法通過對組件外加電流源，并對所述裝置的多步調(diào)節(jié)和采樣元件，等效組件虛焊處的電壓、電流值，將組件焊接阻抗等效在外接電路中，采樣對應的等效電壓、電流，計算得出組件的虛焊阻抗值，從而判定組件焊接質(zhì)量，得出組件是否存在虛焊。

其優(yōu)點在于：不需要組件避光，可以在工作現(xiàn)場、使用現(xiàn)場進行測試；不需要施加拉力外部動作，可以定量指示阻抗大小。不需要加熱等提前老化的破壞性試驗，可以減少測試成本。不需要接觸焊點，特別是對于太陽電池的焊接、灌封膠密封接線盒的焊接均能測試?？朔思t外評估不充分的定性缺陷。

總之，所述方法操作簡單、使用方便、安全可靠，方便組件成品入庫前的檢測，避免組件帶有虛焊及局部漏焊隱患出廠，從而提前維護，延長組件運行壽命，降低維護成本；也可用于組件驗收以及現(xiàn)場組件安裝前的檢查；可廣泛推廣到所有光伏組件生產(chǎn)和應用領域。