-
Die
Erfindung betrifft eine Sonde zum temporären elektrischen
Kontaktieren einer Solarzelle zu Prüfzwecken.
-
Im
Verlauf der Herstellung von Solarzellen und aus Solarzellen bestehenden
Solarmodulen ist die elektrische Kontaktierung der vorder- und/oder rückseitigen
Elektrodenanschlüsse der Solarzelle zu deren Funktionsprüfung
erforderlich. Hierbei sind sowohl ein sicherer elektrischer Kontakt
als auch die mechanische Empfindlichkeit der Solarzellen zu berücksichtigen.
Zum einen erfordert die mechanische Empfindlichkeit eine Minimierung
der Kraft, mit welcher ein mechanischer und damit elektrischer Kontakt
durch Sonden hergestellt wird. Zum anderen ist eine definierte Kraft
erforderlich, um den Kontakt sicher herzustellen und im Verlauf
der Messung zu gewährleisten. Insbesondere bei der gleichzeitigen Kontaktierung
mehrerer Elektrodenanschlüsse einer Solarzelle treten solche
hohen Kräfte auf, die eine Schädigung der Solarzelle
aufgrund mechanischer Belastungen oder Spannungen bewirken können, insbesondere,
wenn die Solarzelle während der Prüfung für
eine minimale Beschattung oder für die Möglichkeit
der beidseitigen Kontaktierung nur punktuell von einer Halterung
getragen wird.
-
So
wird zum Beispiel in der
US 2007/0068567 A1 Stand der Technik zur
temporären elektrischen Kontaktierung beschrieben, in der
eine Solarzelle aus kristallinem Silizium, deren als „Finger” bezeichnete
Leiterbahnen direkt oder über jene die Leiterbahnen kontaktierenden
Sammelschienen, den so genannten Bus-Bars durch mehrere Sonden in
Form von Kontakt-Köpfen kontaktiert werden, die jeweils
einen Durchmesser von wenigen Millimetern haben und einzeln mittels
Federn auf die Solarzelle gepresst werden. Um Beschädigungen
durch die Kontakt-Köpfe zu vermeiden werden in der
US 2007/0068567 A1 auf
die Kontakte der Solarzelle einseitig oder beidseitig Sonden gepresst,
die als flexible, langgestreckte Leiter ausgebildet sind. Bei dieser Kontaktierung
der Solarzelle wird eine relativ hohe und mitunter auch lokal stark
differenzierte Kraft auf die Solarzelle gebracht, um auch bei Unebenheiten oder
bei verkanteter Solarzelle oder nicht parallel verlaufenden Sonden
mit Sicherheit auf allem Fingern und auf dem gesamten Bus-Bar einen
elektrischen Kontakt herzustellen.
-
Darüber
hinaus verursacht auch die Handhabung der dünnen und spröden
Solarzellen zur Übergabe in eine Prüfstation oder
in der
US 2007/0068567
A1 zur Positionierung zwischen zwei gegenüber
liegenden Sonden und zur Entnahme nach der Prüfung Stressbelastungen,
die zur Schädigung der Solarzelle führen können.
Letzteres ist insbesondere für die Herstellung von Solarzellen
in einer Durchlaufanlage von Bedeutung, da dort die Handhabung häufig
mittels Roboter erfolgt und aus Zeit- und Kostengründen
eine Korrektur eingeprägter Bewegungsabläufe z.
B. bei Abweichungen und Gestalt und Position der Solarzellen nur
bedingt möglich ist.
-
Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Sonde anzugeben,
mit welcher eine Solarzelle bei minimalem mechanischem Stress und
bei Gewährleistung eines sicheren elektrischen Kontakts in
einer Prüfstation kontaktiert werden kann, wobei die Sonde
auch zur Verwendung in einem industriellen Durchlaufverfahren geeignet
sein soll.
-
Die
Aufgabenstellung wird durch eine Sonde gelöst, deren Zustellbewegung
zur Solarzelle anhand einer Distanzmessung von der Sonde zu einer
Referenzfläche, die nicht Teil der Sonde ist und im Folgenden
als externe Referenzfläche bezeichnet sein soll, steuerbar
ist. Infolge dessen können die mit der Sonde in eine Solarzelle
eingebrachte Kraft präzise dosiert werden und den jeweiligen
Gegebenheiten angepasst werden. Regelmäßig wird
diese Referenzfläche eine Fläche der zu kontaktierenden
Solarzelle sein, alternativ sind aber auch andere Referenzflächen
nutzbar, die einen geometrischen Bezug zur Solarzelle aufweisen.
Die Steuerung wird mithilfe eines Referenzsensors der Sonde realisiert,
indem bekannte geometrische Beziehungen zwischen dem Referenzsensor
und dem einen oder auch mehreren Kontaktelementen der Sonde mithilfe
der Distanzmessung durch den Referenzsensor zur Solarzelle in Bezug
gesetzt werden können. Die Steuerung der Zustellbewegung
der Sonde wird ermöglicht durch ein elektrisches Signal,
ein Referenzsignal, welches durch den Referenzsensor erzeugt wird.
-
Eine
bekannte geometrische Beziehung zwischen dem Referenzsensor und
einem Kontaktelement ist sowohl durch die Anordnung beider in unmittelbarer
Nachbarschaft zum als auch mit einem seitlichen und/oder Höhenversatz
zueinander herstellbar. Indem der Referenzsensor Bestandteil der
Sonde ist, wird er in jedem Fall mit dieser gemeinsam bewegt, so
dass sich die Geometrie nicht ändert. Ein geometrischer
Bezug der Sonde zur Kontaktierungsvorrichtung und speziell zu deren
Positionierungs- und Bewegungssystem wird regelmäßig
durch die Montage der Sonde hergestellt, so dass eine oder mehrere
Kontaktelemente und von diesen insbesondere die Spitzen zu einer
Montageebene ausgerichtet sind. Eine Ebene als Bezug zu verwenden
ermöglicht es, mehrere Kontaktelemente zu dieser Ebene auszurichten,
z. B. so dass die Spitzen der Kontaktelemente in einer Ebene liegen,
die parallel zur Montageebene liegt.
-
Als
Zustellbewegung soll hier die Bewegung der Sonde verstanden sein,
die durch die Sonde nach Herstellung einer Relativposition zwischen
Sonde und Solarzelle in einer Richtung bis zur endgültigen
Herstellung des Kontakts ausgeführt wird. Sie umfasst somit
die Zustellbewegung bis zum Erreichen der durch den Referenzsensor
signalisierten Referenzposition, die sich daran anschließende
Fortsetzung dieser Bewegung in derselben Richtung bis zur Berührung
eines Elektrodenanschlusses durch ein Kontaktelement und darüber
hinaus die allgemein als Overtravel bezeichnete Fortsetzung dieser
Zustellbewegung zur Herstellung eines sicheren, von z. B. mechanischen
oder thermischen Belastungen unabhängigen Kontakts. Die
nachgiebige Ausführung des Kontaktelements gestattet den
Overtravel, der aufgrund der mittels des Referenzsensors möglichen Steuerung
der präzise ausführbar ist.
-
Der
Overtravel ist eine Größe, die hauptsächlich
von den verwendeten Materialien der miteinander in Kontakt zu bringenden
Komponenten, von der Größe der Anschlussflächen,
von der die Bewegung ausführenden Maschinentechnik und
von den Toleranzen dieser Parameter abhängt. Sie wird meist experimentell
ermittelt, um sicherzustellen, dass während des Overtravels
die Sonde nicht plastisch verformt wird, eine zu kontaktierende
Flächen nicht von die Sonde durchstochen oder anderweitig
beschädigt wird und die Sonde diese Fläche, z.
B. durch eine Verschiebung der Komponenten zueinander nicht verlässt.
Mit Kenntnis des Overtravels aus einer Versuchsreihe an der jeweils
verwendeten Kontaktierungsvorrichtung kann die Zustellbewegung bis
zur Herstellung eines sicheren Kontakts gesteuert werden.
-
Die
Ausführung des Overtravels ermöglicht es, mit
der Zustellbewegung einen so genannten „Scrub” auszuführen.
Dabei schaben die Kontaktspitzen aufgrund deren Verschiebung während
des Overtravels über den Elektrodenanschluss und beseitigen damit
mögliche Verunreinigungen oder Passivierungsschichten.
Auf diese Weise ist es möglich, die Kon taktsicherheit allein
durch die Ausführung der Zustellbewegung zu erhöhen.
Insbesondere eine Ausgestaltung der Kontaktelemente als Biegefedern
ermöglicht schon einen Scrub. Bei einer Anordnung der Biegefedern
mit einem spitzen Winkel zur Kontaktebene führt bereits
ein geringer Overtravel zum ausreichenden Scrub. Darüber
hinaus wird durch die Verschiebung der Kontaktelemente auf dem Elektrodenanschluss
einer Solarzelle bei einer solchen Anordnung der Biegefedern die
in die Solarzelle eingebrachte Belastung minimiert.
-
Sofern
in einer Ausgestaltung der Sonde anstelle der Biegefedern ein elastisch
verformbarerer, elektrisch leitfähiger Kunststoffkörper
als Kontaktelement verwendet wird, ist durch eine Strukturierung der
Oberfläche des Kunststoffkörpers und eine Seitliche
Bewegung der Sonde ebenfalls ein Scrub ausführbar.
-
Sofern
bisher und im Folgenden nur ein Kontaktelement einer Sonde beschrieben
ist, trifft das ebenso auf eine Mehrzahl davon zu, da auch in diesen
Fällen aufgrund der bekannten Anordnung der Kontaktelemente
zueinander stets eine genaue geometrische Zuordnung zwischen jedem
Kontaktelement, Bezugsebenen der Sonde und dem Referenzsensor möglich
ist. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Elektrodenanschlüsse
zu kontaktieren. So ist das Aufsetzen auf einer einzelnen Kontaktinsel ebenso
möglich, wie die gleichzeitige Kontaktierung einer komplexen
Anschlussstruktur oder einer als „Bus Bar” bezeichneten
Sammelschiene von mono- oder polykristallinen Solarzellen. Auch
deren parallele verlaufende so genannte Finger sind mit der beschriebenen
Sonde kontaktierbar.
-
Als
Referenzsensor sind verschiedene Bauelemente verwendbar, die Einfluss
auf die Lage des Referenzsensors relativ zu den Kontaktelementen und
damit auf die Distanzmessung haben. Bei der Verwendung eines Tastsensors
wird dessen Tastspitze in einer Ebene mit der Spitzen des einen
oder mehrerer Kontaktelemente liegen, nachfolgend als Kontaktebene
bezeichnet, so dass das Kontaktelement der Sonde bereits auf dem
Elektrodenanschluss aufliegt, wenn das Referenzsignal erzeugt wird
und die sich daran anschließende finale Zustellbewegung
lediglich dem Overtravel dient. Bei Sensoren, die einen Abstand
messen, wie z. B. optischen Sensoren setzt sich die finale Zustellbewegung
wie oben beschrieben zusammen.
-
Alternativ
können auch mehrere Referenzsensoren zur Distanzmessung
und damit zur Steuerung der Zustellbewegung verwendet werden. Z.
B. kann bei zweidimensional ausgedehnten Sonden mit linear oder
flächig verteilten Kontaktelementen durch geeignete Anzahl
und Positionen von Referenzsensoren ein Kippen der Sonde während
der Zustellbewegung verhindert werden, indem die mit den einzelnen
Referenzsensoren erzeugten Referenzsignale zur lokal differenzierten
Bewegung der Sonde verwendet werden. Dies wird unterstützt,
wenn eine geeignete Halterung einer Sonde deren Kippen über eine
oder zwei Achsen ermöglicht. Zu diesem Zweck weist eine
Sonde die sich entlang einer Ausdehnungsrichtung oder in einer Ebene
erstreckt, eine Halterung mit zwei oder mehr Gelenken auf, so dass das
System statisch bestimmt ist, d. h. dass die Anzahl der Reaktionen
in diesen Lagern gleich ist der Anzahl der Freiheitsgrade der Sonde.
Auf diese Weise wird verhindert, dass weder in der Sonde noch in den
Solarzellen während des Kontakts Spannungen auftreten,
die Schädigungen an einem oder beiden hervorrufen können.
-
In
einer Ausgestaltung weist eine Sonde eine dreifingrige Struktur
auf, die so eng beieinander liegen, dass sie nebeneinander selbst
auf einer Elektrodenanschlussfläche von kleiner einem Millimeter
aufgelegt werden können. Der mittlere Finger einer solchen
Struktur stellt das Kontaktelement dar, während die beiden äußeren
Finger Referenzelemente sind, die zur Erzeugung des Referenzsignals
mit einem definierten, die Messung nicht beeinträchtigenden Referenzpotential,
z. B. Groundpotential, beaufschlagt sind. Alle drei Finger sind
federelastisch und auslegerartig derart an einer Konsole montiert,
dass deren Spitze bei der kurzzeitigen Fortsetzung der Zustellbewegung
nach deren Berührung auf dem Elektrodenanschluss, dem Overtravel;
eine Auslenkung erfahren, die eine Richtungskomponente in Zustellbewegung
und eine Richtungskomponente rechtwinklig dazu aufweist. Auf diese
Weise wird mit der Zustellbewegung der oben beschriebene „Scrub” möglich,
denn die Richtungskomponente der Auslenkung der Spitze des Kontaktelements,
die senkrecht zur Zustellbewegung verläuft, verursacht
das Schaben der Spitze über den Elektrodenanschluss.
-
Aufgrund
eines beim Aufsetzen der Referenzelemente oder eines Tastsensors
meist auftretenden zeitlichen Verzögerung zwischen dem
Kontaktsignal und dem tatsächlichen Ende der Zustellbewegung
erfolgt ein ausreichender Overtravel häufig bereits aufgrund
dieser messtechnisch bedingten Verzögerung.
-
In
vergleichbarer Weise können eine Reihe von Kontaktelementen
nebeneinander angeordnet werden, die zum gemeinsamen Aufsetzen auf
einen hochohmigen Elektrodenanschluss, wie einem gedruckten Bus
Bar, parallel geschalten sind. Um bei einer solchen linearen oder
flächigen Ausdehnung einer Sonde deren Kippen zur Elektrodenanschlussfläche
und damit eine Verfälschung der Prüfung zu vermeiden,
können wie oben beschrieben zwei oder mehr Referenzsensoren
an der Sonde angeordnet sein, die einen gleichmäßigen
Abstand verschiedener Punkte der Sonde zur externen Referenzfläche und
damit zur Solarzelle signalisieren können. Hierbei würde
ein größtmöglicher Abstand zwischen den Referenzsensoren
die beste Nivellierung der Sonde erzielen. Die Referenzsensoren
können dabei zwei, mit einem Referenzpotential beaufschlagte
Finger zur Erzeugung eines Kontaktsignals als Referenzsignal oder
anderer geeignete Tast oder Abstandssensoren sein.
-
Die
Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden. In der zugehörigen
Zeichnung zeigt
-
1A, 1B Ausgestaltungen
von Sonden zur elektrischen Funktionsprüfung von Solarzellen
mit einer Mehrzahl von Kontaktelementen,
-
2 eine
Draufsicht einer Sonde gemäß 1B,
-
3 eine
Ausgestaltung eine Sonde mit einer Mehrzahl von Biegefedern,
-
4A, 4B zwei
Ausgestaltungen von Sonden mit einer Mehrzahl von Biegefedern und
einem zumindest abschnittsweise trapezförmigem Sondenquerschnitt,
-
5, 6, 7 verschiedene
Schaltungsanordnungen der Kontaktelemente und Referenzsensoren von
Sonden.
-
Mit
den im Folgenden beschriebenen Sonden können verschiedene
Ausgestaltungen von Solarzellen zu Prüfzwecken in verschiedenen
Fertigungsstufen elektrisch kontaktiert werden, soweit die Anordnung
der Kontaktelemente 31 der Lage und die Größe
der Elektrodenanschlüsse 2 der Solarzellen 1 anpassbar
ist. Zur Prüfung einer Solarzelle 1 wird diese
temporär, d. h. nur über den definierten Zeitabschnitt
der Prüfung und lösbar, durch Sonden kontaktiert
und einem auf die Vorderseite gerichteten und diese fast vollständig
treffenden Lichtblitz ausgesetzt. Ein durch die Lichteinwirkung
erzeugter Strom und eine Spannung werden als Messsignal wird über die
Sonden 30 abgegriffen und einer Auswertung zugeführt.
Die Kontaktierung erfolgt nur durch Auflegen der Sonden 30 auf
den Elektrodenanschlüsse 2 der Solarzelle 1,
die Unterbrechung des Kontakts durch Abheben der Sonden 30.
Auf diese Weise kann fortlaufend hintereinander eine Reihe von Solarzellen 1 temporär
kontaktiert, geprüft und weiter transportiert werden.
-
Die
im Folgenden beschriebene Sonde soll zur Kontaktierung einer polykristallinen
Solarzelle verwendbar sein, welche auf ihrer nach oben weisenden
Vorderseite 5 eine Vielzahl Strom sammelnder Finger aufweist,
welche von zwei Bus Bars miteinander verbunden sind. Die Ausgestaltungen
der Sonden gestatten es sowohl die einzelnen Finger als Elekt rodenanschlüsse
zu kontaktiert, indem ein gemeinsames Kontaktelement 31 über
alle Finger gelegt wird oder indem auf jedem Finger ein separates Kontaktelement 31 aufgesetzt
wird. Die Kontaktierung der einzelnen Finger einer mono- oder polykristallinen
Solarzelle ist infolge der sehr präzisen und damit engen
Anordnung der einzelnen Kontaktelemente und darüber hinaus
durch eine Positioniergenauigkeit der Sonde von bis zu 50 μm
möglich. Diese hohe Auflösung gestattet es auch,
dass Kontaktinseln, die z. B. in einem Raster mit einem Rasterabstand
zueinander in solchen Größenordnungen angeordnet
sind, einzeln durch einzelne Kontaktelemente kontaktierbar sind.
-
Die
Sonden 30 gemäß der 1A und 1B bestehen
jeweils aus einer Schiene 34, die im Querschnitt eine rechteckige
Form aufweist, deren schmalere Seiten parallel zur Kontaktebene 5 liegen.
Aufgrund dieser hochkantigen Anordnung weist die Sonde 30 eine
für die Zustellbewegung 8 senkrecht zur Kontaktebene 5 höhere
Stabilität auf. Darüber hinaus gewährleistet
dieser Querschnitt eine in der Draufsicht schmale Grundfläche,
so dass bei einer Belichtung der Solarzelle 1 in Richtung
der Zustellbewegung keine oder nur eine minimale Beschattung der
optisch aktiven Fläche der Solarzelle erfolgt (2).
Beide Sonden der 1A und 1B weisen
eine Mehrzahl von Kontaktelementen 31 auf, deren untere,
auf die Elektrodenanschlüsse 2 einer Solarzelle 1 aufzulegender
Abschlüsse, nachfolgende unabhängig von der tatsächlichen
Form als Spitzen bezeichnet, in einer Ebene, der Kontaktebene 5 liegen.
-
Die
als Biegefedern ausgeführten Kontaktelemente 31 in 1A sind
kammartig an der Schiene 34 nebeneinander derart angeordnet,
dass sie über den unteren Rand der Schiene 34 hinausragen
und einen spitzen Winkel mit der Kontaktebene 5 einschließen.
Die Kontaktebene 5 entspricht regelmäßig der
Oberfläche jener Solarzelle 1, in welcher die
zu kontaktierenden Elektrodenanschlüsse 2 (nicht
dargestellt) liegen. Die winklige Anordnung der Kontaktelemente 31 der
Sonde ermöglicht deren Verformung (gestrichelt dargestellt),
wenn nach dem senkrechten, durch den Pfeil der Zustellbewegung 8 dargestellten
Aufsetzen auf dem Elektrodenanschluss 2 diese Zustellbewegung
kurzzeitig fortgesetzt wird. Wie oben ausführlich dargelegt
wird auf diese Weise gewährleistet, dass alle Kontaktelemente 31 auf
dem Elektrodenanschluss 2 aufsitzen.
-
Gleichzeitig
erfahren die Kontaktelemente 31 nach deren Aufsetzen infolge
der winkligen Anordnung und infolge der senkrecht zur Oberfläche
der Solarzelle 1 ausgeführten Zustellbewegung 8 bei Fortsetzung
der Zustellbewegung 8 eine solche Auslenkung 9,
die nahezu parallel zur Oberfläche der Solarzelle 1 verläuft.
Infolge dieser Auslenkung 9 kratzen die Spitzen der Kontaktelemente 31 eine
kurze Strecke über die Elektrodenanschluss 2,
wodurch deren oberste Schicht, meist eine Passivierungsschicht,
abgeschabt und wie oben ausführlich als „Scrub” beschrieben
ein guter elektrischer Kontakt hergestellt wird.
-
Die
beiden äußeren Biegefedern in 1A sind
die Referenzelemente 32 eines Referenzsensors. Sie setzen
gleichzeitig mit den Kontaktelementen 31 auf dem Bus Bar
auf, der sich unter allen Biegefedern erstreckt, und erzeugen so über
die hochohmige Verbindung des Bus Bars das Referenzsignal, welches
anzeigt, dass sich der Referenzsensor mit der Distanz von Null zur
Referenzfläche, dem Bus Bar befindet. Der mit dem Referenzsignal
ausgelöste Overtravel lenkt alle Biegefedern gleichermaßen
aus und stellt wie oben beschrieben einen sicheren Klontakt zwischen
den Kontaktelementen 31 und dem Bus Bar her.
-
Alternativ
können anstelle der Referenzelemente 32 auch separate
Referenzsensoren 31 an den Enden der Sonden 30 oder
an anderer Stelle der Sonden 30 angeordnet sein. Diese
liefern separate Referenzsignale zu Anzeige der Distanz des jeweiligen
Endes der Sonde 30 zu einer externen Referenzfläche
(nicht dargestellt).
-
Die
Schiene 34 der Sonde 30 weist in einer Ebene,
der Montageebene 6 zwei Löcher auf, die der Montage
der Sonde 30 in einer Kontaktierungsvorrichtung dienen.
Die durch die sehr genau herzustellenden Löcher, einem
Rund- und einem Langloch, speziell deren Mittelpunkt definierte
Montageebene 6 ist geeignet, die geometrisch definierte
Beziehung der Spitzen der Kontaktelemente 31 zur Montageebene
in eine Kontaktierungsvorrichtung zu integrieren, so dass darüber
eine definierte geometrische Beziehung zu deren Bewegungs- und Positionierungseinrichtungen
herstellbar ist, welche der Zustellbewegung der Sonde 30 zur
Solarzelle 1 zugrunde liegen. Je nach Montage der verschiedenen
möglichen Ausgestaltungen Sonden 34 können
verschiedene Ebenen als Montageebenen dienen, sofern sie als Bezugsebene
sowohl für die Sonde als auch für die Kontaktierungsvorrichtung
dienen können.
-
Die
Sonde gemäß 1B wird
z. B. mit ihrer oberen Abschlussfläche an eine Fläche
der Kontaktierungsvorrichtung montiert, so dass diese obere Abschlussfläche
als Montageebene 6 fungiert. Die Kontaktebene stellt der
untere Abschluss der als Dichtungslippe ausgeführten Kontaktelemente 31 dar.
-
Diese
Sonde 30 ist eine weitere mögliche Ausgestaltung
zur längserstreckten Kontaktie rung z. B. eines Bus Bars 3 oder
einer Reihe parallel angeordneten Finger 4 einer Solarzelle 1.
Die Kontaktelemente 31 und gleichermaßen die am
Rand der Sonde angeordneten zwei Referenzelemente, 32 sind hier
durch eine elastisch verformbare Lippe 39 aus Kunststoff
ausgeführt, deren Oberfläche abschnittsweise durch
Beschichtung elektrisch leitfähig ist. Jeder Abschnitt
stellt ein Element 31, 32 dar. Durch die Anordnung
der Referenzelemente 32 an beiden Enden der Sonde 30 kann
eine Kontaktierung nur einer Seite dieser längserstreckten
Sonde 30 infolge deren Kippen über die Längsausdehnung
vermieden werden, da das Kontaktsignal nur erzeugt wird, wenn beide
Enden auf dem Bus Bar 3 aufsitzen. Durch geeignete flexible
Halterung der Sonde 30 oder alternativ durch zwei getrennte
Antriebe (nicht dargestellt), je einen für ein Ende der
Sonde 30, kann eine einseitige mechanische Belastung der
Solarzelle 1 durch eine Verkippen der Sonde 30 vermieden
werden.
-
Alternativ
zur leitfähigen Oberfläche kann der Kunststoff
auch selbst leitfähig sein, beispielsweise durch elektrisch
leitfähige Partikel. In diesem Fall ist die Unterteilung
der Lippe 39 in einzelne Elemente 31, 32 durch
eine sich wiederholende Unterbrechung der Lippe 39 selbst
oder deren elektrischer Leitfähigkeit realisierbar. Die
Kontaktierung mit der Elektrodenanschluss 2 der Solarzelle 1 erfolgt
durch flächiges Aufpressen der Lippe 39 über
ihre gesamte Länge. Hinsichtlich der Ausgestaltung und
Anordnung des oder der Referenzsensoren wird auf die Darlegungen
zu 1A verwiesen.
-
Die
Sonde 30 gemäß 1A in
der Draufsicht ist in 2 dargestellt. Hier ist ersichtlich,
dass die Sonde 30 in Belichtungsrichtung, die mit der Blickrichtung
zusammenfällt sehr schmal ist, um die Beschattung zu minimieren.
Darüber hinaus sind die Sonderhalterungen 11 so
weit nach außen gerückt, dass sie keinen Schatten
auf die Solarzelle werfen. Auch der elektrische Anschluss 33 der
Sonde 30, hier ein Steckverbinder ist seitlich der Solarzelle
angeordnet.
-
In
einer anderen Ausgestaltung (3) sind die
Kontaktelemente 31 gleichmäßig verteilt
auf beiden Seiten der Schiene 34 und mit entgegengesetzter
Richtung angeordnet, um ein auf die Schiene 34 infolge
der Auslenkung 9 der Kontaktelemente 31 wirkendes
Moment auszugleichen. Weitere Anordnungen zum Ausgleich eines Moments
oder einer in die Solarzelle 1 durch den Overtravel eingebrachten Spannung
sind möglich. So können die Kontaktelemente 31 auf
einer Seite der Schiene 34 angeordnet sein, aber dennoch
in beide Richtungen winklig angeordnet sein. Dies ist z. B. entweder
mit zur Mitte der Schiene zulaufende oder von der Mitte weggerichtete Kontaktelementen 31 möglich.
Auf diese Weise ist die in der Seitenansicht erkennbare, scheinbare Kreuzung
von Kontaktelementen zu verhindern. Eine einseitige Prozessierung
der Sonden vereinfacht darüber hinaus deren Herstellung.
-
Die 4A und 4B stellen
weitere mögliche Anordnungen der Kontaktelemente 31 an
einer Schiene 34 mit gleichschenkligem trapezförmigem Querschnitt
dar. Der trapezförmige Querschnitt ermöglicht
eine sehr eng liegende zweireihige oder auch eine einreihige Anordnung
der Spitzen der Kontaktelemente 31. Die Kontaktelemente 31 können entweder
auf der Seitenfläche des Trapezes durch Löten,
Kleben oder Klemmen oder andere geeignete Montagemittel befestigt
sein (4) oder in Schlitzen versenkt
sein, welche in die Schiene 34 eingebracht sind und die
Lage der Kontaktelemente 31 definieren. Dabei weist die
Schiene 34 nur im Bereich der Schlitze den trapezförmigen
Querschnitt auf.
-
Der
elektrische Anschluss der Kontaktelemente 31 und Referenzelemente 32 in
den 1A und 1B (nicht
dargestellt) erfolgt über Kontaktleiter und Referenzleiter
entlang oder im Inneren der Schiene 34. Die Kontaktelemente 31 und
gegebenenfalls auch die Referenzelemente 32 sind durch Lötstellen
elektrisch und mechanisch mit den Leiterbahnen verbunden, können
aber auch auf andere Weise, z. B. durch Klemmen oder Stecken verbunden
sein. Weitere mögliche elektrische Anschlüsse von
Kontaktelementen 31 und einem oder zwei Referenzsensoren 32 oder
den jeweiligen Referenzelementen 32 dieser Referenzsensoren 32 sind
in den 5 bis 7 dargestellt.
-
5 stellt
schematisch in einem Schaltplan die beiden Kontaktleiter 35 (Force
und Sense) zur elektrischen Verbindung der Kontaktelemente 31 und die
beiden Referenzleiter zur elektrischen Verbindung der beiden an
jedem Ende der Sonde 30 angeordnete Referenzelement 32 mit
einem nicht dargestellten Messinstrument oder einer Steuereinheit
dar.
-
Die
Sonde 30 in 6 weist an beiden Enden jeweils
einen Referenzsensor, gebildet aus jeweils zwei Referenzelementen 32 auf,
deren Spitze in einer Ebene, der Kontaktebene 5, mit den
Spitzen der Kontaktelemente 31 angeordnet sind. Aufgrund dieser
Nivellierung der Sonde 30 mittels zweier Referenzsensoren
umfasst die Sonde eine schwenkbare Halterung 7 zur Montage
der Sonde 30 in einer Kontaktierungsvorrichtung (nicht
dargestellt). Die elektrische Verbindung der Kontaktelemente 31 und
der Referenzelemente 32 erfolgt wie zu 5 beschrieben.
-
Die
Sonde 30 gemäß 7 weist
anstelle der aus Referenzelementen 32 gebildeten Referenzsensoren
zwei optische Referenzsensoren 32 auf, die einen Abstand
zur Kontakt ebene 5 anzeigen. Zur Herstellung der oben ausführlich
beschriebenen geometrischen Beziehung zwischen den Referenzsensoren 32 und
den Kontaktelementen 31 weisen die Referenzsensoren 32 in 7 einen
geometrischen Bezug (schematisch dargestellt) auf. Zu den elektrischen
Verbindungen wird wiederum auf die obigen Darlegungen verwiesen.
-
- 1
- Solarzelle
- 2
- Elektrodenanschluss
- 3
- Bus
Bar
- 4
- Finger
- 5
- Kontaktebene
- 6
- Montageebene
- 7
- schwenkbare
Halterung
- 8
- Zustellbewegung
- 9
- Auslenkung
- 11
- Sondenhalterung
- 30
- Sonde
- 31
- Kontaktelement
- 32
- Referenzsensor,
Referenzelement
- 33
- elektrischer
Anschluss
- 34
- Schiene
- 35
- Kontaktleiter
- 36
- Referenzleiter
- 37
- geometrischer
Bezug eines Referenzsensors
- b
- Breite
der Sonde in Belichtungsrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 2007/0068567
A1 [0003, 0003, 0004]