專利名稱：太陽能電池缺陷檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能電池檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種太陽能電池缺陷檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池的缺陷表現(xiàn)為電池表面的壞點(diǎn)和裂紋，目前對(duì)太陽能電池的缺陷檢測(cè) 方法為電致發(fā)光檢測(cè)方法，其基本原理為半導(dǎo)體材料中處于激發(fā)態(tài)的電子可以向較低的能 級(jí)躍遷，并以光輻射的形式放出能量，電池發(fā)光檢測(cè)方法具體操作為對(duì)太陽能電池通以一 定的電流，利用電池的電致發(fā)光原理使電池發(fā)光，然后利用成像單元對(duì)發(fā)光的電池進(jìn)行拍 照，最后利用發(fā)光圖像判斷電池是否存在缺陷，有壞點(diǎn)缺陷的電池的發(fā)光圖像表現(xiàn)為圖像 表面存在黑點(diǎn)，有裂紋缺陷的電池的發(fā)光圖像表現(xiàn)為圖像表面存在無規(guī)律的放射性紋路。 電致發(fā)光檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)裝置容易得到，成本低。缺點(diǎn)是該方法屬于接觸式檢測(cè)，即 檢測(cè)夾具夾在電池上進(jìn)行電池檢測(cè)，會(huì)對(duì)電池造成機(jī)械損傷，并且加電電流大小隨電池溫 度變化會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)造成電池發(fā)光亮度變化從而影響檢測(cè)結(jié)果，對(duì)于禁止接觸檢測(cè)的場(chǎng)合， 該方法無法使用。經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?00910046715. X，公開號(hào)為CN101487802A，專利名稱為 太陽能電池板裂紋檢測(cè)儀的發(fā)明專利申請(qǐng)，內(nèi)容包括激光控制器、轉(zhuǎn)動(dòng)鏡控制器、激光源、 反射鏡、轉(zhuǎn)動(dòng)鏡、成像透鏡、線陣CCD、推掃驅(qū)動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)和載物臺(tái)。激光源、反射鏡、轉(zhuǎn) 動(dòng)鏡、成像透鏡、線陣CCD依次成光路連接；激光源發(fā)射的激光束經(jīng)過反射鏡反射后，照射 到轉(zhuǎn)動(dòng)鏡上，轉(zhuǎn)動(dòng)鏡按照一定的頻率旋轉(zhuǎn)，將激光束反射到被測(cè)太陽能電池板表面，并實(shí)現(xiàn) 對(duì)其表面的行掃描，被電池板反射的激光能量經(jīng)過成像透鏡后成像于線陣CXD上，CXD將圖 象數(shù)據(jù)采集到計(jì)算機(jī)中。上述技術(shù)無需檢測(cè)夾具，解決了接觸檢測(cè)對(duì)電池造成機(jī)械損傷的 問題，無外加電流施放于太陽電池，避免了電致發(fā)光造成的電池?zé)釗舸﹩栴}，既可有效保護(hù) 被檢電池，還能夠用于禁止接觸電池檢測(cè)的場(chǎng)合。但是該檢測(cè)儀由于采用了多次反射，使得 整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜；采用逐行掃描的方式，電池只有在移動(dòng)狀態(tài)才能得到整體缺陷檢測(cè)，若電池 已安裝到電池陣基板上，還會(huì)給電池檢測(cè)帶來更大的不便，且該裝置不具備激光擴(kuò)束器，故 無法自由調(diào)節(jié)激光光斑大小，所以該裝置所測(cè)電池面積不能超過激光器發(fā)射的激光光斑大 小，若使用該裝置進(jìn)行太陽電池裂紋檢測(cè)則需要根據(jù)電池板電池大小配備專用激光器，這 就使得設(shè)備可操作性降低，另外該裝置不具備激光濾波功能，所以從電池片上反射的高亮 度激光也會(huì)被CCD相機(jī)采集，這樣就造成過曝光問題使得設(shè)備成像質(zhì)量下降。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種太陽能電池缺陷檢測(cè)方法。無 論被檢電池是否安裝到電池陣基板上，無需移動(dòng)電池，該方法都可以方便檢測(cè)到整片電池， 具有簡(jiǎn)單、高效和高檢測(cè)精度的特點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種太陽能電池缺陷檢測(cè)方法，包括以下步驟(1)用控制線將半導(dǎo)體激光光源輸入端與激光控制器連接，半導(dǎo)體激光光源的輸出端用光纖與激光擴(kuò)束器連接；用數(shù)據(jù)線將工業(yè)黑白CCD相機(jī)連接到計(jì)算機(jī)上，并在含有 紅外拍照功能的工業(yè)黑白C⑶相機(jī)鏡頭前安裝一濾光片；(2)檢測(cè)時(shí)，將激光擴(kuò)束器對(duì)準(zhǔn)太陽能電池，用激光擴(kuò)束器調(diào)節(jié)激光光斑大小，使 激光光斑能夠覆蓋整片電池；用激光控制器調(diào)節(jié)激光束波長(zhǎng)，使太陽能電池發(fā)光；(3)將⑴中相機(jī)對(duì)準(zhǔn)太陽能電池，對(duì)發(fā)光電池進(jìn)行拍照，通過數(shù)據(jù)線將⑴中相 機(jī)拍照的圖像傳至計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)程序判別電池是否存在缺陷。而且，(2)中所述的太陽能電池為硅太陽能電池，激光控制器將激光束波長(zhǎng)調(diào)至 0-900nm,使硅太陽能電池發(fā)出中紅外波段的紅外光斑。而且，(2)中所述的太陽能電池為砷化鎵太陽能電池，激光控制器將激光束波長(zhǎng)調(diào) 至0-876nm，使砷化鎵太陽能電池發(fā)出近紅外波段的紅外光斑。而且，⑵中所述的太陽能電池為三結(jié)砷化鎵太陽能電池時(shí)，激光控制器將激光束 波長(zhǎng)調(diào)至0-666nm，使三結(jié)砷化鎵太陽能電池發(fā)出紅色可見光斑。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為1.本發(fā)明通過激光擴(kuò)束器，將半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的激光束直接擴(kuò)散到整片電池 表面，無論被檢電池是否安裝到電池陣基板上，也無需移動(dòng)電池，都可以方便檢測(cè)到整片電 池，通過激光控制器控制激光束的波長(zhǎng)，使電池發(fā)出的光處于最佳狀態(tài)，提高檢測(cè)精度，本 發(fā)明操作方便、快捷。適用于所有與太陽能電池缺陷檢測(cè)有關(guān)的場(chǎng)合。2.本發(fā)明通過CCD相機(jī)對(duì)發(fā)光電池進(jìn)行拍照，減少了光束反射后傳遞到計(jì)算機(jī)產(chǎn) 生的誤差，進(jìn)一步提高了電池檢測(cè)的精度。
圖1為本發(fā)明使用的檢測(cè)裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性 的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。首先用控制線9將GKD-0450FMS-2T型號(hào)半導(dǎo)體激光光源8輸入端與 AmberRed-IOOOO型號(hào)激光控制器10連接，半導(dǎo)體激光光源的輸出端用光纖7與GKD-ZX-03 型號(hào)激光擴(kuò)束器6連接；用數(shù)據(jù)線2將含有紅外拍照功能的POint-Grey-GRAS-50S5M/C型 號(hào)工業(yè)黑白CXD相機(jī)3連接到計(jì)算機(jī)1上，并在所述CXD相機(jī)鏡頭前安裝一 VIS-LPF550型 號(hào)濾光片4，激光控制器通過控制線控制半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的激光束，半導(dǎo)體激光光源作 為太陽能電池5發(fā)光激發(fā)源。檢測(cè)硅太陽能電池時(shí)，AmberRed-IOOOO型號(hào)激光控制器將GKD-0450FMS-2T型號(hào) 半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的激光束波長(zhǎng)調(diào)至0-900nm，經(jīng)光纖傳遞至GKD-ZX-03型號(hào)的激光擴(kuò) 束器，將激光束擴(kuò)散到整片電池表面，電池發(fā)出中紅外波段的紅外光斑。檢測(cè)單結(jié)砷化鎵太陽能電池時(shí)，AmberYellow-IOOOO型號(hào)激光控制器將 GKD-0450FMS-2T型號(hào)半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的激光束波長(zhǎng)調(diào)至0-876nm，經(jīng)光纖傳遞至GKD-ZX-03型號(hào)的激光擴(kuò)束器，將激光束擴(kuò)散到整片電池表面，電池發(fā)出近紅外波段的紅外光斑。 檢測(cè)三結(jié)砷化鎵太陽能電池時(shí)，AmberGreen-IOOOO型號(hào)激光控制器將 GKD-0450FMS-2T型號(hào)半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的激光束波長(zhǎng)調(diào)至0-666nm，經(jīng)光纖傳遞至 GKD-ZX-03型號(hào)的激光擴(kuò)束器，將激光束擴(kuò)散到整片電池表面，電池發(fā)出紅色可見光斑。在具有紅外拍照功能Point-Grey-GRAS-50S5M/C型號(hào)的工業(yè)黑白CCD相機(jī)鏡頭上 安裝VIS-LPF550型號(hào)濾光片，通過濾光片將激光照射到電池表面后產(chǎn)生的反射光濾除后，對(duì)發(fā)光電池進(jìn)行拍照；通過數(shù)據(jù)線將工業(yè)黑白CCD相機(jī)拍照的圖像傳至計(jì)算機(jī)。利用計(jì)算機(jī)程序判別電池是否存在缺陷，如果計(jì)算機(jī)顯示的圖像存在黑點(diǎn)，說明 電池存在壞點(diǎn)缺陷；如果電池表面有不規(guī)則的發(fā)射狀條紋，說明電池存在裂紋缺陷。本發(fā)明的工作原理利用太陽能電池光致發(fā)光原理，采用激光照射太陽能電池，使 電池發(fā)光，然后利用成像單元對(duì)發(fā)光圖像進(jìn)行拍照，并利用智能處理軟件自動(dòng)分析電池是 否存在缺陷。當(dāng)太陽能電池受光照后，入射光子激發(fā)電池中的電子向較低能級(jí)躍遷，并以光 輻射的形式放出能量，使得完好的電池經(jīng)照射后會(huì)發(fā)出一定強(qiáng)度一定波長(zhǎng)的光，而有壞點(diǎn) 缺陷或裂紋缺陷的電池，由于損壞位置局部電池被破壞不具備光之發(fā)光效應(yīng)，這樣缺陷部位在電池光之發(fā)光圖像上表現(xiàn)為黑點(diǎn)或發(fā)射狀條紋。
本發(fā)明采用光之發(fā)光技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，采用激光擴(kuò)束器，將半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的 激光束擴(kuò)散到整片電池表面，無論被檢電池是否安裝到電池陣基板上，無需移動(dòng)電池，都可 以方便檢測(cè)到整片電池，本發(fā)明操作方便、快捷、檢測(cè)精度高。
權(quán)利要求
一種太陽能電池缺陷檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟(1)用控制線將半導(dǎo)體激光光源輸入端與激光控制器連接，半導(dǎo)體激光光源的輸出端用光纖與激光擴(kuò)束器連接；用數(shù)據(jù)線將工業(yè)黑白CCD相機(jī)連接到計(jì)算機(jī)上，并在含有紅外拍照功能的工業(yè)黑白CCD相機(jī)鏡頭前安裝一濾光片；(2)檢測(cè)時(shí)，將激光擴(kuò)束器對(duì)準(zhǔn)太陽能電池，用激光擴(kuò)束器調(diào)節(jié)激光光斑大小，使激光光斑能夠覆蓋整片電池；用激光控制器調(diào)節(jié)激光束波長(zhǎng)，使太陽能電池發(fā)光；(3)將(1)中相機(jī)對(duì)準(zhǔn)太陽能電池，對(duì)發(fā)光電池進(jìn)行拍照，通過數(shù)據(jù)線將(1)中相機(jī)拍照的圖像傳至計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)程序判別電池是否存在缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池缺陷檢測(cè)方法，其特征在于(2)中所述的太陽能 電池為硅太陽能電池，激光控制器將激光束波長(zhǎng)調(diào)至0-900nm，使硅太陽能電池發(fā)出中紅外 波段的紅外光斑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池缺陷檢測(cè)方法，其特征在于(2)中所述的太陽能 電池為砷化鎵太陽能電池，激光控制器將激光束波長(zhǎng)調(diào)至0-876nm，使砷化鎵太陽能電池發(fā) 出近紅外波段的紅外光斑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池缺陷檢測(cè)方法，其特征在于(2)中所述的太陽能 電池為三結(jié)砷化鎵太陽能電池時(shí)，激光控制器將激光束波長(zhǎng)調(diào)至0-666nm，使三結(jié)砷化鎵太 陽能電池發(fā)出紅色可見光斑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池缺陷檢測(cè)方法，將激光擴(kuò)束器對(duì)準(zhǔn)太陽能電池，用激光擴(kuò)束器調(diào)節(jié)激光光斑大小，使激光光斑能夠覆蓋整片電池；用激光控制器調(diào)節(jié)激光束波長(zhǎng)，使太陽能電池發(fā)光；用相機(jī)對(duì)準(zhǔn)太陽能電池，對(duì)發(fā)光電池進(jìn)行拍照，通過數(shù)據(jù)線將相機(jī)拍照的圖像傳至計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)程序判別電池是否存在缺陷。本發(fā)明通過激光擴(kuò)束器，將半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的激光束直接擴(kuò)散到整片電池表面，無論被檢電池是否安裝到電池陣基板上，也無需移動(dòng)電池，都可以方便檢測(cè)到整片電池，通過激光控制器控制激光束的波長(zhǎng)，使電池發(fā)出的光處于最佳狀態(tài)，提高檢測(cè)精度，本發(fā)明操作方便、快捷。適用于所有與太陽能電池缺陷檢測(cè)有關(guān)的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G01N21/64GK101988904SQ201010510730
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者呼文韜, 程保義 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所