[发明专利]一种光伏电池的无损检测系统与设备

说明书

本发明公开了一种光伏电池的无损检测系统与设备，涉及无损检测领域。其包括非接触电磁感应装置，用于在不与被检光伏电池接触的情况下产生作用于被检光伏电池的外电场，所述外电场与所述被检光伏电池的内电场方向平行；短波红外相机或/和可见光相机，用于获取被检光伏电池内的光辐射分布图；热成像装置，用于获取被检光伏电池内的热辐射分布图；图像处理装置，用于对所述光辐射分布图与所述热辐射分布图进行存储与处理。本发明在对光伏电池进行检测时为非接触式检测，不会损伤被检光伏电池；能避免横向热扩散对缺陷检测的影响，提高检测精度与检测效率。

技术领域

本发明涉及无损检测领域，特别是一种光伏电池的无损检测系统与设备。

背景技术

光伏发电已成为我国能源转型的关键。近年来，由光伏电池质量问题引起的停运减产和安全事故屡见不鲜。

为了对光伏电池进行质量评估，目前用于光伏电池的检测技术有几十种，其中，电参数测量法检测较快，但是不能检测缺陷具体位置；电致发光法(Electroluminescence，简称EL)可以快速检测缺陷，并对表面缺陷敏感；电致热成像(Electro-thermography，简称ET)对于光伏电池由于漏电流等故障产生的热现象敏感，可用于检测内部欲击穿缺陷。

然而，电致发光和电致热成像中，电源的电极需要跟光伏电池进行接触，这不仅影响了检测速度，还可能划伤光伏电池。此外，电致发光和电致热成像都在静态条件(成像设备和光伏电池是静止的)下进行，没有做到动态成像，效率较低；电致热成像由于横向热扩散而很难实现缺陷的定量评估，并给缺陷标定造成困难，因此缺陷检测精度较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种光伏电池的无损检测系统与设备，能够在不与光伏电池接触的情况下，检测该光伏电池表面或者内部的损伤。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种光伏电池的无损检测的系统，包括

非接触电磁感应装置，用于在不与被检光伏电池接触的情况下产生作用于被检光伏电池的外电场，所述外电场与所述被检光伏电池的内电场方向平行；

短波红外相机或/和可见光相机，用于获取被检光伏电池内的光辐射分布图；

热成像装置，用于获取被检光伏电池内的热辐射分布图；

图像处理装置，用于对所述光辐射分布图与所述热辐射分布图进行存储与处理。

光伏电池内，N区电子浓度高，P区空穴浓度高，因此电子会从N区扩散至P区，同理，空穴从P区扩散至N区，此时N区内被留下的是带正电的原子核，相反，在P区被留下的是带负电的原子核，于是内部形成了一个N区指向P区的内电场。所述非接触电磁感应装置，用于在不与被检光伏电池接触的情况下产生作用于被检光伏电池的外电场，所述外电场与所述被检光伏电池的内电场方向平行，若所述外电场与所述内电场方向相反，光伏电池内的总电场被减弱，少数载流子的扩散运动被加强；当若所述外电场与所述内电场方向相同，光伏电池内的总电场被增强，少数载流子的漂移运动得到加强。因此无论施加正向偏压还是反向偏压，光伏电池内部的平衡状态都会被打破，非平衡少数载流子遇到原区域的多数载流子会不断发生复合，进而产生光辐射，在恒定温度下，光辐射的强度与少数载流子的浓度以及少子扩散长度成正比，同时，当广发电池内部存在外电场时，PN结边缘过剩的少数载流子浓度也随之增多，电池发光强度随之增强，缺陷处由于具有较低的少子扩散长度，因此发出较弱光，从而形成较暗的影像。同时，该外电场因焦耳效应在光伏电池内部的产生热辐射。当被检光伏电池表面或者内部存在缺陷，缺陷对光流场和热流场将造成扰动，造成光热分布的异常，通过获取被检光伏电池进行光辐射分布图与热辐射分布图，即可进行缺陷的检测。少子扩散长度，即少数载流子扩散长度，其即表征少数载流子一边扩散、一边复合所能够走过的平均距离。