[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

说明书

本发明公开了一种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，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、无感电阻和继电器。为了克服传统光致发光方法检测工序复杂、检测时间长、信噪比低及暗室下操作带来的不足，本发明结合光致发光与锁相原理对太阳能电池及光伏组件进行串联电阻成像检测，不需要单独的短路状态成像，相比传统光致发光方法减少一道检测工序，同时利用锁相算法，具有信噪比高、无损伤、直观、探测面积大及效率高等优势，不受环境影响，白天自然光和夜晚均可对太阳能电池及光伏组件的串联电池成像进行检测，因此，在光伏领域具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及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，适用于自然光及暗室下太阳能电池及光伏组件的串联电阻分布不均检测及定量化评价。

背景技术

近年来随着光伏产业的迅速发展，太阳能电池及其光伏组件需求增加，目前低成本、高效率的太阳能电池和组件是光伏产业追求的最终目标。串联电阻严重影响太阳能电池的填充因子从而限制了光电转化效率，因此串联电阻对评价太阳能电池性能具有重要的意义。传统检测方法包括I-V曲线法，该方法只能得到电池或者组件的整体串联电阻，而太阳能电池由于具有厚度薄、横向尺寸大、生产工序多等特点，串联电阻往往分布不均匀，因此对太阳能电池和光伏组件的串联电阻成像具有实际意义。

目前串联电阻成像检测技术主要有Corescan方法、Cello方法、锁相热成像方法、电致发光方法和光致发光等检测技术。近年来，光致发光方法成为硅太阳能电池性能评价和过程控制的标准成像方法，同时光致发光方法在串联电阻成像方面相比较其他成像方法检测结果更有效。但是，在进行串联电阻及其他参数成像时，光致发光方法由于其本身特点，回路中存在剩余载流子发光，且该部分发光强度与光强有关，因此利用光致发光检测方法对电池进行定量化评价时，需要减去剩余载流子复合发光图像（电池光照时短路状态的图像）用以校正该方法的准确性。该校正过程造成检测工序复杂，整体检测时间长，同时当电池发光强度弱或在自然光下（环境噪声大）时，成像结果信噪比低、稳定性差。

发明内容

为了克服传统光致发光方法检测工序复杂、检测时间长、信噪比低及暗室下操作带来的不足，本发明基于锁相算法和光致发光检测原理，提供了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。本发明结合光致发光与锁相原理对太阳能电池及光伏组件进行串联电阻成像检测，不需要单独的短路状态成像，相比传统光致发光方法减少一道检测工序，同时利用锁相算法，具有信噪比高、无损伤、直观、探测面积大及效率高等优势，不受环境影响，白天自然光和夜晚均可对太阳能电池及光伏组件的串联电池成像进行检测，因此，在光伏领域具有潜在的应用前景。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种太阳能电池及光伏组件的串联电阻成像检测系统，包括近红外相机、数据采集卡（具有多通道模拟信号输出功能）、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；