[发明专利]一种太阳能电池及光伏组件的串联电阻成像检测方法与系统

权利要求书

1.一种太阳能电池及光伏组件的串联电阻成像检测系统，其特征在于所述检测系统包括近红外相机、数据采集卡、计算机、三维移动台、带通滤波片、激光器、光束整形扩束装置、可调阻值无感电阻和继电器，其中：

所述三维移动台上固定有被测样件，调节三维移动台使被测样件在近红外相机视野内清晰可见；

所述继电器与被测样件的正负极相连；

所述可调阻值无感电阻与继电器并联；

所述带通滤波片设置在近红外相机镜头前；

所述激光器和光束整形扩束装置的个数均为两个，一个激光器连接一个光束整形装置；

所述计算机控制数据采集卡一路产生直流信号激励两个激光器输出直流激光，调节光束整形装置使激光器扩束光斑均匀照射被测样件表面进行载流子注入；另一路产生调制信号激励继电器，从而实现继电器开关功能；

所述继电器与近红外相机同步触发，在激励继电器的同时用近红外相机对图像序列进行同步采集；

所述近红外相机将采集的图像序列传送至计算机进行同步锁相处理，进而实现高信噪比的光致锁相发光成像。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池及光伏组件的串联电阻成像检测系统，其特征在于所述被测样件为太阳能电池或者光伏组件。

3.一种利用权利要求1或2所述检测系统进行太阳能电池及光伏组件的串联电阻成像检测的方法，其特征在于所述方法步骤如下：

（1）确定要测量的被测样件，将继电器与被测样件的正负极相连；将被测样件固定在三维移动台上，调节三维移动台使被测样件处于近红外相机的有效焦距和视野范围内；

（2）开启太阳能电池及组件的光致锁相发光成像检测系统；

（3）计算机控制软件发出直流信号，通过数据采集卡一模拟输出口控制两个激光器输出激光，设置激光光强强度为0.2sun，调节光束整形装置使激光器扩束光斑均匀照射被测样件表面，调整近红外相机的焦距，使被测样件在近红外相机内清晰可见，测量被测样件两端电压V₁；

（4）计算机控制软件发出调制信号，通过数据采集卡另一模拟输出口触发继电器，同时触发近红外相机采集图像序列，计算机对近红外相机采集的图像序列进行同步锁相运算，得到0.2sun下的光致锁相发光图像A，停止激光器输出激光；通过发光强度与电压的公式A_i=C_iexp(V₁/V_t) 得到图像校正系数C_i，其中i为图像像素点位置，C为图像校正系数，V_t为热电压，A_i为第i个像素点的发光强度值；

（5）计算机控制软件发出直流信号，通过数据采集卡一模拟输出口控制两个激光器输出激光，设置激光光强强度为1sun，测量开路电压V_oc及短路电流密度J_sc，通过二极管模型J_sc=J₀exp(V_oc/V_t)计算得到暗饱和电流密度J₀；

（6）将可调阻值无感电阻与继电器并联，调节阻值使回路处于最大功率点位置，测量两端电压V_a；

步骤（7）：计算机控制软件发出调制信号，通过数据采集卡另一模拟输出口触发继电器，同时触发近红外相机采集图像序列，计算机对近红外相机采集的图像序列进行同步锁相运算，得到1sun下的光致锁相发光图像B，停止激光器输出激光；通过步骤（4）得到的图像校正系数C_i得到该电路状态下的局部电压V_i图像；

步骤（8）：由公式J_i=J_sc-J₀exp(V_i/V_t)，得到电流密度J_i；根据欧姆定律R_i=(V_i-V_a)/J_i，得到串联电阻图像R_i。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池及光伏组件的串联电阻成像检测方法，其特征在于所述V_t常温下为0.026V。