專利名稱：用于電氣測量平面的、可單側接通的測量結構的測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于電氣測量可單側在測量面上電接通的測量結構，尤其是一種電氣測量光電元件如太陽能電池的測量裝置以及方法。
背景技術：
在光電元件并且尤其是太陽能電池中，已知所有用于電接通的觸點都位于測量結構的一個測量面上的結構。因此，出于測試的目的，需要在測量裝置中單側在預規定的接通觸點上電接通測量結構，以便校準或測量。尤其是在測量結構被設置在與測量面相對的一側以用于發出或轉換電磁輻射的情況下，產生如下問題一方面，測量面上應進行接通；另一方面，與測量面相對的一側于電磁輻射的穿透性方面應在測量或校準過程期間僅受極小影響，因為在測量或者說校準期間，需要對測量結構加載電磁輻射，并且/或者應測量其在測量過程期間發出的電磁輻射。尤其在測量可單側接通的太陽能電池和大平面的LED或者說OLED元件時，就是這種情況。已知用于可單側接通的太陽能電池的測量裝置，在這些測量裝置中，太陽能電池以測量面平鋪于支承元件上，并且借助玻璃板，壓緊到支承元件上。在支承元件側，接觸銷被壓緊到太陽能電池的接通觸點上，以便實現電接通。在這種測量裝置中不利的是，一方面，太陽能電池平鋪在支承元件上，并且借助玻璃板壓緊，構成了復雜的過程，尤其當在生產線中測量多個太陽能電池時，該過程需要耗費大量時間。另一方面，使用的玻璃板具有吸收和反射特性，這些特性使測量結果失真，或者說其在測量結果中須經過相應的校準，才能被考慮。此外，玻璃板在使用期間會受到污染或損壞，從而在測量過程中產生附加的失真。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于，提供一種用于測量可單側在測量面上電接通的測量結構的測量裝置和方法，其中，測量結構的與測量面相對的一側在測量過程中，于進入或離開測量裝置的電磁輻射方面受到極小影響，并且，與測量面相對的一側承受較小的機械負荷。此外與目前已知的測量裝置相比，此測量結構的電接通可在較短的時間間隔上進行，并且，測量裝置在對污染或損壞的敏感度方面得到改善。該任務通過根據權利要求1所述的測量裝置以及根據權利要求12所述的方法來解決。測量裝置的有利構型由權利要求2至11得出，方法的有利構型則由權利要求13至 15得出。本發明的用于電氣測量可單側在測量面上電接通的測量結構，尤其是光電元件如太陽能電池的測量裝置，具有至少兩個用于電接通測量結構的接通單元和至少一個用于使測量結構以測量面平鋪在支承元件上的支承元件。這樣設置支承元件和接通單元，使得平鋪在支承元件上的測量結構可通過接通單元在測量面上導電接通。此外，所述兩個接通單元彼此電絕緣，因為這兩個接通單元通常與測量結構的相反的電極接通。
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本發明的測量裝置具有至少一個用于連接吸氣單元的吸氣管道和至少一個與吸氣管道導流連接、至少導氣連接的吸氣孔，吸氣孔這樣設置在支承元件中和/或上，使得測量結構可通過吸氣孔的吸引，壓緊在支承元件上。此外，接通單元可相對于支承元件移動設置，使得當測量結構平鋪于支承元件上時，接通單元可壓緊在測量結構的測量面上，以便電接通測量結構。為了接通單元的壓緊， 測量裝置具有主動的運動單元，其與接通單元作用連接，使得接通單元可借助運動單元，有選擇地壓緊到平鋪在支承元件上的測量結構上，以便接通測量結構。在此這樣設計測量裝置，使得接通單元壓緊到測量結構上時，測量結構僅通過吸引和必要時測量結構的重力壓緊到支承元件上。因此與已知的現有技術相反，測量結構并不通過玻璃板或類似輔助物被機械地壓緊在支承元件上。相反，在本發明的測量裝置中，測量結構僅通過至少一個吸氣孔的吸引壓緊在支承元件上。通常情況下，測量通過水平放置的測量結構來進行，其中測量面朝下，因此，測量結構的重力稍微構成在支承元件上的壓緊力。然而由于典型的測量結構，尤其是太陽能電池，僅具有極小的自重，其重力與一方面通過吸引產生的力和另一方面通過接通單元壓緊到測量結構上所產生的力相比，通常可以忽略不計。因此，本發明的測量裝置與已知測量裝置的主要區別在于由接通單元施加到測量結構上的力僅通過對測量結構的吸引和必要時測量結構的重力來平衡，相反，已知的測量裝置則需要機械輔助裝置，如上述玻璃板。由此，本發明的測量裝置具有如下優點測量結構在支承元件上的壓緊僅通過接通或者說中斷吸氣孔的吸引來進行。因而無需機械輔助裝置，如設置在測量結構上的玻璃板，因此與現有技術中的測量裝置相比，這大大加快了接通的速度。此外，在測量結構的與測量面相對的一側上不存在任何測量裝置的元件，所以電磁輻射可不受阻礙地射入和射出測量結構。尤其是無需因為電磁輻射通過測量結構的元件的可能發生的反射或吸收，而對測量進行校正或校準。此外，在本發明的方法中，測量結構的與測量面相對的一側不承受例如現有技術中公開的壓緊元件所施加的機械負荷。由此，可避免這類壓緊元件損壞與測量面相對的一側。因此，優選測量裝置具有控制單元，該控制單元既控制運動單元，又控制上述真空控制單元，從而在接通真空和測量結構由此被吸引到支承元件上的過程開始之后，接通單元借助運動單元壓緊到測量結構上，但要協調接通單元壓緊的時間過程，使得測量結構不會從支承元件上抬起。優選接通單元延時地在吸引過程開始之后，借助運動單元壓緊到測量結構上，從而首先形成足夠的用于將測量結構壓緊到支承元件上的負壓，接著接通單元才壓緊到測量結構上。優選測量結構具有真空控制單元，其連接在吸氣單元和吸氣管道之間，以便有選擇地接通和中斷吸引。在測量結構平鋪到支承元件上之后，由此通過吸氣管道和吸氣孔來進行吸引，也就是說，在吸氣管道中產生相對于環境壓力的負壓，該負壓導致在吸氣孔的區域中將測量結構壓緊到支承元件上的壓緊力。由于負壓并非瞬間建立，所以測量結構在支承元件上的壓緊力也并非瞬間產生。因此，測量裝置的一個重要的元件是主動的運動單元，接通單元可借助該運動單元，有選擇地壓緊到平鋪于支承元件上的測量結構上。因此可通過運動單元，
5控制接通單元在何時以何種時間過程以電接通所需的力壓緊到測量結構的測量面上。因此有利的是，這樣構造吸氣孔和運動單元，使得在吸引測量結構到支承元件上， 并且在壓緊接通銷到測量結構上以便電接通測量結構時，將測量結構壓緊到支承元件上的吸引力之和總是大于將接通單元壓緊到測量結構的測量面上的接通力之和。由此防止測量結構通過壓緊到測量結構上的接通力從支承元件上抬起。尤其可這樣構造運動單元，使得在吸引期間，當接通單元靠近測量結構并且在接通單元相應地壓緊到測量結構的測量面上時，將測量結構壓緊到支承元件上的吸引力之和總是大于將接通單元壓緊到測量結構的測量面上的接通力之和。由此尤其是避免了在接通單元壓緊到測量結構上的過程中，測量結構從支承元件上抬起。優選這樣構造運動單元，使得接通單元可借助運動單元有選擇地移動到靜止位置和接通位置中。在靜止位置中，不電接通平鋪在支承元件上的測量結構，在接通位置中，通過接通單元電接通平鋪在支承元件上的測量結構。由此，接通單元可在測量過程之前和之后移動到靜止位置中，從而避免測量結構在平鋪和取下測量結構時被接通單元刮壞。此外，可優選通過安裝在測量裝置上的止擋來調整測量結構，而無需將測量結構通過接通單元與支承元件間隔開——這可能導致測量結構處于不穩定的位置。有利的是，測量裝置具有監控單元，借助該監控單元，可監測接通單元是否完全移動到接通位置中。通過公知的電觸頭，即可在技術上特別簡單地實現。其中這樣設置電觸頭，使得其電路僅在接通元件完全進入接通位置中時才閉合。由此可以以簡單的方式，例如通過監控燈，由使用者來監控是否達到接通位置。附加或替換方案是，觸頭優選與控制單元的輸入部分連接，使得測量過程的控制、尤其是接通單元上升進入接通位置和測量過程的開始根據觸頭的狀態來控制，由此，測量過程只有在接通元件完全進入接通位置時，才通過控制單元開始進行。在另一種優選的實施方式中，測量裝置具有至少兩個吸氣孔，。尤其有利的是，接通單元與所配置的接通單元的間隔小于1cm、進一步優選小于5mm。由此確保，測量結構中在吸氣孔和接通單元之間的橫向張力由于吸氣孔和接通單元上的反向作用力，僅覆蓋了測量結構的極小的區域，并從而減少了測量結構由于出現的剪切力而損壞的風險。此外，有利的是，支承元件具有至少一個缺口，接通單元在電接通測量結構時穿過支承元件的一個或多個缺口。另外，在該優選的實施方式中，至少一個接通單元在接通測量結構時穿過的至少一個缺口構造為吸氣孔。由此確保吸引力和接通單元對測量結構的壓緊力之間的最小距離，因為在吸氣孔中同時通過壓緊接通單元對測量結構加載壓緊力。從而進一步減少了損壞測量結構的風險。此外，該實施方式可以使測量裝置的制造成本低廉且簡單，因為僅需既可用來吸引又可使接通單元穿過的缺口。尤其有利的是，多個接通單元穿過一個吸氣孔。優選這樣構造測量結構，使得在接通測量結構時，多個接通單元，尤其優選兩個、三個或四個接通單元，穿過該構造為吸氣孔的缺口。由此可根據公知的四線測量方法來分別測量電壓和電流。此外，有利的是，支承元件的兩個位置分開的吸氣孔分別被至少一個接通單元穿過，并且借助支承元件中的通道導流連接。由此，一個吸氣孔上負壓的產生也會引起導流連接的另一吸氣孔上負壓的產生。優選導流通道朝向測量結構開口或者至少部分地開口，因
6此在負壓產生時，測量結構不僅壓緊到吸氣孔本身上，而且也在導流通道的朝向測量結構開口的區域上，壓緊到支承元件上，從而擴大了將測量結構吸引到支承元件上的面積，并由此減小了測量結構的機械負荷。通常支承元件構造為冷卻元件，該冷卻元件優選連接到冷卻單元上，并且尤其是具有由冷卻劑流經的冷卻蛇管。由此可通過相應調節支承元件的溫度，根據預規定的測量條件來調節測量結構的溫度。在這種情況下，有望在測量結構和支承元件之間形成盡可能大的熱接觸面積，使得在接通單元穿過吸氣孔時，基于接觸面積擴大，產生另一優點。主動的運動單元優選具有用于移動接通單元的運動裝置，接通單元可借助運動裝置，壓緊到平鋪在支承元件上的測量結構的測量面上。運動裝置可具有例如用于移動接通單元的電動機。在一種有利的實施方式中，運動單元具有至少一個真空室，所述真空室在一側與吸氣管道連接，在另一側與至少一個吸氣孔導流連接。真空室的體積可通過在真空室中形成負壓時進行壓縮。另外，這樣在真空室中設置至少一個接通單元，并且優選所有的接通單元，使得在真空室壓縮時，接通單元被壓緊到平鋪在支承元件上的測量結構的測量面上。因此，在這種有利的實施方式中，接通單元的移動是通過連接到吸氣單元上的吸氣管道產生的負壓來進行的。該負壓將測量結構吸引到支承元件上，同時真空室體積壓縮，這種壓縮又引起接通單元壓緊到測量結構的測量面上。因此，在這種有利的實施方式中，無需其它的馬達或其它主動的運動裝置。接通單元的主動運動借助吸氣單元，通過真空室壓縮來實現。由此尤其以特別簡單的方式，一方面吸引測量結構到支承元件上，另一方面也實現了壓緊接通單元到測量結構的測量面上的時間同步。優選真空室具有大致平行于支承元件定向的底部，接通單元安裝在底部上，并且這樣設計真空室，使得真空室壓縮時其底部朝向支承元件運動，底部始終大致平行于支承元件。這優選通過支承元件和真空室的底部之間的相應的導軌來保證。在一種優選的實施方式中，運動單元具有至少兩個真空室。每個真空室具有至少一個用于接通單元的可移動的固定元件，并且優選可移動的活塞，其可移入和移出地支承在真空室中。在每個固定元件上設置至少一個接通單元，使得固定元件移入真空室中時，接通單元壓緊到平鋪在支承元件上的測量結構的測量面上。在本發明的范疇中，固定元件是接通單元的一個元件，例如其殼體。每個真空室都通過所述吸氣管道或通過自身的吸氣管道與吸氣單元連接。因此在該有利的實施方式中，通過在真空室中形成的負壓壓縮真空室，使得可移動的運動元件進入真空室中，引起真空室體積減小。該有利的實施方式的優點在于通過選擇可移動固定元件的橫截面積和真空室垂直于固定元件的運動方向的基面之間的比值，可以選擇用于吸引測量結構到支承元件上的吸引力和壓緊接通單元到測量結構上的壓緊力之間的力比值。因此，為了預規定的力比值，可以以簡單的方式選擇確定待試驗真空室的開口面積和固定元件的橫截面積之間相應的尺寸，該尺寸在負壓形成時產生預規定的力比值。因而無須昂貴的調節裝置，例如用于通過電動機而實現真空產生和移動接觸銷之間同步的調節裝置。優選銷柱這樣設置在真空室中，使得銷柱可大致垂直于支承元件地移入和移出真空室。尤其有利的是，在上述兩個優選的實施例中，接通單元分別通過真空室的吸氣孔壓緊
7在測量結構上。優選在上述有利的實施方式中，支承元件構造有足夠的厚度，使得真空室構造為支承元件中的缺口，并且固定元件由此可移動地設置在支承元件上，因而固定元件可移入和移出地構造在支承元件中的真空室中。有利的是，這樣構造和設置吸氣孔，使得測量結構平鋪在支承元件上時，吸氣孔基本上流體密封地靠置在測量結構上。接通單元優選構造為公知的彈簧觸點。這類彈簧觸點通常具有圓柱形的銷柱，該銷柱受彈簧加載地設置在圓柱形殼體中，使得接通銷柱在力加載時，可移入圓柱形殼體中， 彈簧力反作用于該移入過程。商業上常用的彈簧接觸銷在接通頭的形狀(如圓形或設有尖部)和彈簧力方面有多種實施形式，由此可通過相應地選擇商業上常用的彈簧接觸銷，來實現接通時有利于當前測量情況的壓緊力。在此有利的是，運動單元具有至少一個止擋，其限定接通單元在測量結構方向上的最大移動路程。由此，當接通單元最大程度地移動至所述止擋時產生預選定的行程，彈簧接觸銷的銷柱以該行程壓入圓柱形殼體中。從而可通過設置止擋來預選定壓緊力，彈簧接觸銷的銷柱則借助該壓緊力，壓緊到測量結構的測量面上。因此，通過接通單元在測量結構上不變的壓緊力，便尤其可在連續的測量中實現不變的測量條件。如上所述，吸引測量結構時的負壓并非瞬間產生，而是通過吸引，逐漸建立測量結構在支承元件上的壓緊力。因此，在一種優選的實施方式中，運動單元具有至少一個延遲元件，該延遲元件與接通單元共同作用，使得在接通單元借助運動單元移動時，接通單元的移動速度通過延遲單元減小。由此防止在負壓建立和因此吸引力產生時，接通單元對測量結構的壓緊力之和大于建立的吸引力，從而通過延遲元件，避免測量結構從支承元件上抬起。有利的是，延遲單元設計為阻尼元件、尤其是液壓阻尼元件，該阻尼元件與運動單元共同作用，以延遲接通單元為壓緊到測量結構的測量面上而進行的移動。在本發明的范疇中，延遲元件也可構造為氣動缸，優選通過過壓閥被動地控制該氣動缸，從而產生預規定的延遲作用。在另一種實施方式中，延遲元件構造為預壓緊的螺旋彈簧，其反作用于接通單元為接通測量結構的測量面而借助彈簧力所進行的移動。在上述具有真空室的測量裝置的優選的實施方式中，特別有利的是，延遲元件構造為延遲真空室，該延遲真空室與第一真空室共同作用，使得第一真空室的壓縮通過第二真空室中的負壓延遲。延遲真空室因而引起反作用于第一真空室的壓縮的力，從而使壓縮延遲，并且由此也延遲接通單元向測量結構靠近。有利的是，測量裝置具有第二吸氣管道， 該吸氣管道與延遲真空室導流連接，由此可通過第二吸氣管道借助吸氣單元，預規定延遲真空室中的負壓。在此特別有利的是，在第一和第二真空室之間安裝可調節的過壓閥，該過壓閥從一個預先調出的壓差起，釋放從延遲真空室到第一真空室中的氣流，但在反方向上阻斷。通過預規定壓差——氣流自該壓差起從延遲真空室流入第一真空室——可預規定延遲真空室的延遲作用。預規定的壓差越大，延遲作用則越強。本申請人的研究表明為了適用于工業制造的背面接通的太陽能電池的典型應用，優選預規定0. 02至0. 03巴、優選0. 05至 0. 1巴、尤其是0. 1巴的壓差范圍，以便使通常在這種應用中采用的彈簧接觸銷獲得足夠的
8延遲。在上述具有真空室和構造為延遲真空室的延遲元件的測量裝置的優選的實施方式中，優選這樣進行測量首先將測量結構平鋪在測量裝置上，接通單元位于靜止位置中， 并且真空室中存在環境壓力。在平鋪測量結構之后，真空室中的壓力相對于環境壓力減小， 但延遲真空室中的壓力始終小于真空室中的壓力，由此接通單元通過真空室的壓縮移動到接通位置中，但該運動通過延遲真空室中存在的與真空室相比更小的壓力受延遲。真空室中的壓力進一步減小直至該壓力等于或優選小于延遲真空室中的壓力，并且接通單元完全移動到接通位置中。現在，接通測量結構并進行測量。接著，真空室中的壓力再次被平衡為環境壓力，即對真空室進行“通風”，由此測量結構不再被吸引到測量裝置上，并且接通元件移動到靜止位置中。在此優選延遲真空室中的壓力始終小于環境壓力，從而接通元件由接通位置到靜止位置中的移動通過延遲真空室中與環境壓力相比較小的壓力加速，在該步驟中可以說延遲真空室吸引接通元件進入靜止位置，以致接通元件更快地移動到靜止位置中——與延遲真空室具有環境壓力的同一步驟相比。在另一種優選的實施方式中，如上所述，測量裝置具有一個真空室和一個第二真空室，第二真空室構造得與延遲真空室相同，但用處不同在該優選的實施方式中，如上所述，首先將測量結構平鋪在測量裝置上，并且緊接著通過減小真空室中的壓力使接通元件移動到接通位置中，與上述操作過程相反，在此情況下第二真空室始終具有環境壓力，由此第二真空室并不延遲接通元件到接通位置中的移動。在接通元件完全進入接通位置之后， 測量結構接通并進行測量。接著，真空室進行“通風”，即真空室中的壓力平衡為環境壓力， 同時第二真空室中的壓力減小，由此，如上所述，接通元件基于第二真空室中較小的壓力被 “吸引”到靜止位置中，并且因此接通元件由接通位置到靜止位置中的移動通過第二真空室中減小的壓力加速。在這種情況下，第二真空室中的負壓只加速從接通位置到靜止位置的移動，而并不延遲接通元件從靜止位置進入接通位置的移動。所述兩個室構造為共同作用，使得一個室的體積減少可引起另一個室的體積增大，反之亦然。這與第二室是用于延遲從靜止位置進入接通位置的移動還是用于加速從接通位置進入靜止位置的移動，或是用于兩者無關。在本發明的測量裝置的另一種有利的構型中，支承元件構造成可更換的，并且測量裝置具有多個用于測量結構的不同接通觸點的支承元件，每個支承元件具有相應于預規定的接通觸點的缺口。由此測量裝置可以以簡單的方式通過更換支承元件，匹配各種具有不同接通觸點的測量結構。有利的是，接通單元可設置在運動單元的多個位置上，由此，接通單元可根據各個接通觸點來移動設置，以針對不同的測量結構。在另一種有利的實施方式中，運動單元也構造為可更換的，并且測量裝置具有多個運動單元，運動單元則相應于支承元件，分別根據不同的測量結構的接通觸點的布置來構造。此外有利的是，本發明測量裝置的支承元件構造為可更換的，并且測量裝置具有多個設有用于不同吸引力的吸氣孔的支承元件，支承元件的吸氣孔的總面積不同。另外，本發明還包括一種用于接通可單側在測量面上電接通的測量結構，尤其是光電元件如太陽能電池的方法，該方法優選借助本發明的測量結構或者說上述有利的實施方式來實施。
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該方法包括下述方法步驟A將測量結構以測量面平鋪在支承元件上，并且，B通過將至少兩個彼此電絕緣的接通單元壓緊到測量結構的測量面上，電接通測
量結構。重要的是，在步驟B中為了接通，測量結構將借助負壓通過支承元件上和/或里的吸氣孔被吸引到支承元件上，并且在接通測量結構時，測量結構僅通過吸引和必要時測量結構的重力壓緊在支承元件上。如上所述，由此避免了在測量結構的與測量面相對的一側上，射入或射出的電磁輻射受到附加的元件例如玻璃板的影響。此外，可更快地更換測量結構和由此更快地依次測量不同的測量結構。優選在接通單元到測量結構的測量面的壓緊過程期間和借助壓緊到測量結構上的接通單元的測量過程期間，將測量結構壓緊到支承元件上的吸引力總是大于將接通單元壓緊到測量結構的測量面上的接通力之和。從而避免了測量結構從支承元件上抬起。在本發明方法的另一種有利的構型中，在步驟B中接通單元延遲地上升到測量結構的測量面上。由此避免了在接通單元靠近時，測量結構從支承元件上抬起，因為通過該延遲，可產生足夠的用于建立相應的負壓和由此將測量結構吸引到支承元件上的相應的吸引力的時間。優選本發明的方法借助具有至少一個真空室的測量裝置來實施，如上所述，該真空室的體積可通過形成負壓進行壓縮，并且在該真空室中或上設置至少一個接通單元，通過在真空室中形成負壓，將接通單元壓緊到測量結構上。接下來借助實施例和附圖來說明本發明的其它特征和有利構型。附圖如下
圖1為本發明的具有兩個真空室的測量裝置的一種實施例，第二真空室為延遲真
空室；圖2為本發明的具有兩個真空室的測量裝置的一種實施例，每個真空室具有設計為可移動活塞的可移動的固定元件，其可移入和移出地支承在真空室中；圖3為本發明的測量裝置的另一種實施例的俯視圖，多個真空室借助構造在支承元件中的通道導流連接；圖4為圖3中沿A線的并且垂直于圖3的圖平面的橫截面圖，圖4中的顯示與圖 3的比例不同。
具體實施例方式圖1示出本發明的測量裝置1的一種實施例的剖面圖，該剖面圖垂直于支承元件2
延伸。支承元件2 —件式地構成并且具有兩個缺口，圖1中所示的剖面圖延伸通過所述缺□。測量裝置具有多個接通單元3，在圖1所示的剖面圖中顯示出其中兩個(3、3')。 接通單元3設計為具有銷柱3a的彈簧接觸銷，圖1中的銷柱可向上和向下移動地支承在圓柱形殼體北中。銷柱3a通過彈簧加載，使得銷柱在未受加載的狀態中向上移出。
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接通單元3設置在第一真空室4的底部元件上。該真空室向上通過支承元件2，并且向下通過所述底部元件限定。真空室在側面通過波紋管狀的元件密封。此外，第一真空室的底部通過滑動導向裝置fe和恥與測量裝置的殼體連接，由此當第一真空室4的體積壓縮時，真空室的底部向支承元件2靠近，底部始終平行于支承元件。測量裝置還具有吸氣管道6，該吸氣管道與未示出的、用于在第一真空室4中形成負壓的吸氣單元導流(fluidleitend)連接。測量裝置還具有延遲真空室7，其設置在第一真空室4下方。為了進行測量，將一測量結構8，在此是將可在背面接通的硅太陽能電池平鋪在支承元件2上。在平鋪太陽能電池之前，第一真空室4中存在環境壓力，并且，基于第一真空室的底部的重量，其沿滑動導向裝置如和恥最大程度地向下移動。這樣選擇該位置，使得接通單元3在接觸銷最大程度移出時，雖然穿過支承元件2的缺口，但并未與平鋪在支承元件2上的太陽能電池進行接觸。支承元件2具有未示出的止擋銷，由此其在平鋪太陽能電池后，借助止擋銷將太陽能電池按預先規定定位在支承元件上。這樣選擇該定位，使得太陽能電池的接通觸點位于支承元件2的缺口上，并且由此可與穿過缺口的接通單元3電接通。所以在將太陽能電池平鋪到支承元件2上后，支承元件的缺口通過太陽能電池基本達到相對于環境的氣密封閉，從而可在第一真空室中形成相對于環境的負壓。現在，借助吸氣單元通過吸氣管道6在第一真空室中形成負壓。該負壓一方面導致太陽能電池通過支承元件2的缺口基于負壓被吸引到支承元件2上。另一方面，第一真空室4的體積基于負壓進行壓縮，使得圖1中第一真空室4的底部向上運動，接通單元則相應地被壓到太陽能電池上，從而進行電接通。在接通單元通過第一真空室的底部的升高向太陽能電池靠近時，接觸銷柱3a被壓入圓柱形殼體北中，隨著接觸銷柱逐漸被壓入到圓柱形殼體中，上述彈簧使得接觸銷柱以增加的壓緊力作用于太陽能電池。因而測量裝置1具有兩個止擋9a和％，所述止擋限定真空室4的最大壓縮和由此第一真空室的底部在支承元件2和位于其上的太陽能電池方向上的最大移動路程。這樣選擇該移動路程，使得能夠達到接通單元3的接通銷柱3a的預規定的壓緊力。如上所述，第一真空室中的負壓并非瞬間建立，因此，將太陽能電池吸引到支承元件2上的吸引力也是逐漸才建立的。因而圖1中所示的測量裝置具有延遲真空室7，該延遲真空室用作延遲元件，并且延遲第一真空室的底部的上升延遲真空室7氣密地封閉，并且僅通過可調節的過壓閥10與第一真空室4連接。 這樣構造該過壓閥，使得從第一和第二真空室之間某一預規定的壓差起，氣流能夠從延遲真空室流入第一真空室。在達到預規定的壓差之前則無氣流，也就是說，兩個真空室彼此氣密地封閉。在測量過程中，首先通過與延遲真空室7連接的第二吸氣通道11在延遲真空室中形成預規定的0. 3巴至0. 4巴的壓力(即與1巴的環境壓力相比0. 7至0. 6巴的負壓)。接著，如上所述，將太陽能電池平鋪到支承元件上，并且借助吸氣管道6在第一真空室4中形成負壓。有利的是，在第一真空室中產生0. 2至0. 3巴的壓力(即與1巴的環境壓力相比0. 8至0. 7巴的負壓)。如果第一和第二真空室之間的壓差尚未超過在過壓閥
1110上預規定的0. 1巴的壓差，則沒有氣流從延遲真空室流入第一真空室，并且，第二真空室中的負壓反作用于第一真空室的壓縮。由此延遲真空室延遲第一真空室的體積的壓縮，從而以此延遲第一真空室的底部的上升以及接通單元向太陽能電池的壓緊。然而并不延遲吸引力的建立。當壓差超過預規定的值時，氣體從延遲真空室流入第一真空室。從而確保一旦延遲真空室由于輕微漏氣而導致最初預規定的負壓下降，則在測量過程期間通過使氣流從延遲真空室流入第一真空室，從而再次提高延遲真空室中的負壓。在測量進行后，第一真空室再次回到環境壓力，第一真空室由此再次膨脹，圖1中的接通單元3，3'則相應地向下移動，并且以此中斷太陽能電池的電接通。通過延遲真空室 7的負壓，額外加速了第一真空室4的膨脹和接通單元的下移。圖2示出本發明的具有支承元件22的測量裝置21的另一種實施例，支承元件也具有缺口，所述缺口構造為吸氣口，并同時可被接通單元23穿過，以接通平鋪在支承元件 22上的測量結構。接通單元如圖1所述的實施例那樣構造為彈簧接觸銷。和圖1相同，圖2為垂直于支承元件22的示意性剖面圖。與圖1中的實施例相反，在圖2所示的實施例中，為每個接通單元配置一個真空室 24。真空室向上與支承元件22的缺口連接。在真空室的底部上設置可移入和移出的活塞05、25')，在活塞的上側分別設置接通單元03、23')。測量裝置也具有吸氣管道沈，該吸氣管道與未示出的吸氣單元連接。吸氣管道與每個真空室導流連接。在圖2的左側顯示吸氣管道通過真空室的底部。但作為替換方案， 吸氣管道也可如圖2右側所示那樣通過活塞。為了進行測量，如在圖1中所述，首先將構造為太陽能電池的測量結構8平鋪在支承元件22上，在此，支承元件也具有未示出的止擋，用來精確定位太陽能電池，使得太陽能電池的接通觸點位于支承元件的缺口上，并且可借助接通單元電接通。接著，借助吸氣管道沈在兩個真空室中形成負壓，使得一方面將太陽能電池吸引到支承元件上，另一方面活塞基于負壓伸入真空室中，并且由此將接通單元壓緊在太陽能電池上。活塞25、25'在上側和下側上均具有止擋，以便在移入和移出時限定最大移動路程。這樣選擇移入時的最大移動路程，即當活塞最大程度伸入真空室時達到接通單元的預規定的工作高度，也就是說，如圖1所述，接通單元的銷柱被壓入所配置的圓柱形殼體中預規定的路程，以便達到接通單元對太陽能電池的預規定的壓緊力。圖2中定義了將太陽能電池壓緊到支承元件上的吸引力和接通單元的壓緊力，或者說圖2中接通單元向上移動的速度的比值與真空室的橫截面積(圖2中的水平面)和活塞的橫截面積的比值的關系真空室的橫截面積相對于活塞的橫截面積越大，則吸引力相對于接通單元對太陽能電池的壓緊力就越大。通過相應地確定尺寸，從而可避免在接通太陽能電池時，太陽能電池從支承元件上抬起。所以在圖2所示的實施例中無須其它的延遲元件。圖3示出本發明測量裝置的另一種實施例的俯視圖。
12
在支承元件32中設置四個真空室，其中以附圖標記34和34'來表示例如兩個下真空室。所述真空室通過通道38彼此導流連接。所述通道在支承元件中向上開口，使得測量結構在平鋪到支承元件32上時使通道在測量結構方向上密封，并且使真空室之間形成導流連接。因此，測量結構不僅通過真空室，而且還附加地通過通道38壓緊到支承元件32 上。圖3的測量裝置具有四個接通單元，其分別設置在一個真空室中。圖4示出圖3中沿A線的并且垂直于圖3的圖平面的剖面圖，圖4未按比例顯示， 為清楚起見，支承元件32的厚度相比于真空室34和34'的距離被放大。通道38導流連接真空室34、34'并且在真空室上方延伸直至接近支承元件32的邊緣，以便附加地增大吸引測量結構的面積。在真空室；34、34'中分別設置一個接通單元(33、33')。所述接通單元分別具有構造為可移動的活塞35、35'的可移動的固定元件，所述固定元件可移動地支承在支承元件32中，致使圖4中的固定元件可上下移動，并由此可移入或移出真空室。活塞35和35'在此可移動地支承在支承元件32中，致使真空室34和 34'根據圖4向下流體密封。現在，如果將測量結構平鋪在支承元件32上，則真空室34和34'以及通道38通過該測量結構流體密封。接著，在一個、優選多個的真空室中借助一個(未示出的)吸氣管道形成負壓。由于真空室通過通道38導流連接，在所有真空室中產生大小相同的負壓，并且由此測量結構在整個吸引面上通過相同的力，被吸引到支承元件32上。基于真空室34和34'中的負壓，圖4中的接通單元33和33'的活塞35和35' 向上移動，也就是說進入真空室，由此接通單元的受彈簧加載的接觸銷被壓緊到測量結構的測量面上，并與之構成電接通。活塞35、35'具有(未示出的)止擋，其限定移入和移出時的最大位置。接通單元在圖1至4中未以剖面圖示出，也就是說，在圖4中尤其是未示出用于加載接通單元的接觸銷的彈簧。在所述實施例中，接通單元均具有未示出的接通電線，其通向測量裝置的相應的連接插座，因而通過連接插座能夠與測量儀器如電流表/電壓表電接通。
1權利要求
1.一種用于電氣測量可單側在測量面上電接通的測量結構(8)尤其是光電元件如太陽能電池的測量裝置(1、21)，具有至少兩個用于電接通測量結構(8)的接通單元(3、3'、 23,23'、33、33')和至少一個用于使測量結構(8)以測量面平鋪在支承元件0、22、32) 上的支承元件(2、22、3幻，這樣設置支承元件(2、22、32)和接通單元(3,3' ,23,23'、33、 33')，使得平鋪在支承元件(2、22、3幻上的測量結構(8)可通過接通單元在測量面上導電接通，所述兩個接通單元彼此電絕緣，其特征在于所述測量裝置(1、21)具有至少一個用于連接吸氣單元的吸氣管道(6、26)和至少一個與吸氣管道(6、26)導流連接的吸氣孔，吸氣孔這樣設置在支承元件0、22、32)中和/或上，使得測量結構(8)可通過吸氣孔的吸引壓緊在支承元件(2、22、3幻上，所述接通單元(3、3' ,23,23' ,33,33')可相對于支承元件(2、22、3幻移動設置，所述測量裝置(1、21)還具有運動單元，運動單元與接通單元(3、 3'、23、23'、33、33')作用連接，使得在測量結構(8)平鋪到支承元件0、22、32)上時， 接通單元借助運動單元有選擇地壓緊到平鋪在支承元件(2、22、3幻上的測量結構上，以便電接通測量結構，并且，這樣設計測量裝置(1、21)，使得接通單元(3、3'、23、23'、33、 33')壓緊到測量結構(8)上時，測量結構(8)僅通過吸引和必要時測量結構(8)的重力壓緊到支承元件(2、22、3 上。
2.根據權利要求1所述的測量裝置(1、21)，其特征在于這樣構造吸氣孔和運動單元， 使得在吸引測量結構(8)到支承元件(2、22、32)上和壓緊接通銷到測量結構(8)上，以便電接通測量結構時，將測量結構(8)壓緊到支承元件0、22、32)上的吸引力之和總是大于將接通單元(3,3'、23、23'、33、33')壓緊到測量結構(8)的測量面上的接通力之和。
3.根據上述權利要求至少之一的測量裝置(1、21)，其特征在于這樣構造所述運動單元，使得接通單元(3、3'、23、23'、33、33')可借助運動單元有選擇地移動到靜止位置和接通位置中，在靜止位置中，不接通平鋪在支承元件(2、22、3幻上的測量結構(8)；在接通位置中，通過接通單元電接通平鋪在支承元件(2、22、3幻上的測量結構(8)。
4.根據上述權利要求至少之一的測量裝置(1、21)，其特征在于所述測量裝置(1、21) 具有至少兩個吸氣孔，為每個接通單元(3、3'、23、23'、33、33')在接通單元的區域中設置一個吸氣孔，尤其是以小于1cm、進一步優選小于5mm的間隔。
5.根據上述權利要求至少之一的測量裝置(1、21)，其特征在于所述支承元件0、22、 32)具有至少一個缺口，接通單元(3、3'、23、23'、33、33')在電接通測量結構(8)時穿過支承元件的一個或多個缺口，并且，至少一個接通單元在接通測量結構(8)時穿過的至少一個缺口構造為吸氣孔。
6.根據上述權利要求至少之一的測量裝置(1、21)，其特征在于所述運動單元具有至少一個真空室G、24、M'、34)，所述真空室在一側與吸氣管道(6、26)連接，在另一側與至少一個吸氣孔導流連接，真空室G、24、M'、34)的體積可通過在真空室G、24、M'、34) 中形成負壓而進行壓縮，并且，這樣在真空室G、24、M'、34)中設置至少一個接通單元， 使得真空室G、24、M'、34)壓縮引起接通單元壓緊到平鋪在支承元件(2、22、3幻上的測量結構(8)的測量面上。
7.根據權利要求6所述的測量裝置(1、21)，其特征在于所述運動單元具有至少兩個真空室(24、對'、34)，每個真空室04、對'、34)具有至少一個用于接通單元的可移動的固定元件，優選至少一個可移動的活塞05、25'、35、35')，其可移入和移出地支承在真空室04、對'、34)中，在固定元件05、25' ,35,35')上設置至少一個接通單元03、 23')，使得固定元件移入真空室04、M'、34)中時，接通單元壓緊到平鋪在支承元件 (22)上的測量結構的測量面上，尤其是接通單元具有可移動的固定元件。
8.根據上述權利要求至少之一的測量裝置(1、21)，其特征在于所述運動單元具有至少一個延遲元件，該延遲元件與接通單元(3、3'、23、23'、33、33')共同作用，使得在接通單元借助運動單元移動時，接通單元的移動速度通過延遲單元減小。
9.至少根據權利要求8和根據權利要求6至7中至少之一的測量裝置(1、21)，其特征在于所述延遲元件構造為延遲真空室(7、34')，該延遲真空室與第一真空室(4)共同作用，使得第一真空室的壓縮通過第二真空室(7)中的負壓延遲。
10.根據上述權利要求至少之一的測量裝置(1、21)，其特征在于所述支承元件(2、 22,32)構造成可更換的，并且，所述測量裝置(1、21)具有多個用于測量結構(8)的不同接通觸點的支承元件，每個支承元件(2、22、3幻具有相應于各預規定的接通觸點的缺口。
11.根據上述權利要求至少之一的測量裝置(1、21)，其特征在于所述支承元件(2、 22,32)構造成可更換的，并且，所述測量裝置(1、21)具有多個設有用于不同吸引力的吸氣孔的支承元件，所述支承元件的吸氣孔的總面積不同。
12.一種用于接通可單側在測量面上電接通的測量結構(8)尤其是光電元件如太陽能電池的方法，所述方法包括下述方法步驟A將測量結構(8)以測量面平鋪在支承元件(2、22、32)上，并且，B通過將至少兩個彼此電絕緣的接通單元(3、3'、23、23'、33、33')壓緊到測量結構 (8)的測量面上，電接通測量結構(8)，其特征在于在步驟B中為了接通測量結構(8)，將其借助負壓通過支承元件(2、22、32)上和/或里的吸氣孔，吸引到支承元件(2、22、32)上，并且，在接通測量結構(8)時，測量結構僅通過吸引和必要時測量結構(8)的重力，壓緊在支承元件(2、22、32)上。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于在接通單元(3、3'、23、23'、33、 33')到測量結構(8)的測量面的壓緊過程期間和借助壓緊到測量結構(8)上的接通單元的測量過程期間，將測量結構(8)壓緊到支承元件(2、22、32)上的吸引力總是大于將接通單元壓緊到測量結構(8)的測量面上的接通力之和。
14.根據權利要求12至13至少之一的方法，其特征在于在步驟B中接通單元(3、3'、 23,23' ,33,33')延遲地上升到測量結構(8)的測量面上。
15.根據權利要求12至14至少之一的方法，其特征在于至少一個接通單元設置在其體積可通過形成負壓進行壓縮的真空室G、24、M'、34)中或上，并且，通過在真空室中形成負壓，將接通單元壓緊到測量結構上。
全文摘要
本發明涉及一種用于電氣測量可單側在測量面上電接通的測量結構、尤其是光電元件如太陽能電池的測量裝置，具有至少兩個用于電接通測量結構的接通單元和至少一個用于使測量結構以測量面平鋪在支承元件上的支承元件。重要的是，測量裝置具有至少一個用于連接吸氣單元的吸氣管道和至少一個與吸氣管道導流連接的吸氣孔，吸氣孔這樣設置在支承元件中和/或上，使得測量結構可通過吸氣孔的吸引壓緊在支承元件上，并且，在測量結構平鋪到支承元件上時，接通單元可壓緊到測量結構的測量面上，以便電接通測量結構。
文檔編號G01R1/073GK102365557SQ201080013854
公開日2012年2月29日 申請日期2010年3月10日 優先權日2009年3月10日
發明者F·克萊芒, M·格拉特哈爾, S·瑞恩, 丹尼爾·畢羅, 亞歷山大·克里格, 邁克·曼克 申請人:弗勞恩霍弗實用研究促進協會