[发明专利]提高单晶光伏组串虚焊识别率的方法

说明书

本发明公开了提高单面单晶光伏组串虚焊识别率的方法，包括S1、相机及拍摄环境校准：以图像灰度量化为检测依据，在流水线生产开始前，导入标准首件对EL测试相机和测试环境进行检查，达到无明显漏光、无失焦、无过度曝光、无光晕要求；S2、单晶光伏组件虚焊识别：识别待检组件后，先以偏置电流I₁进行EL测试获得EL测试图Φ₁，然后以偏置电流I₂进行EL测试获得EL测试图Φ₂，结合两次测试结果值得到ΔΦ(i)，并定义概念偏离度百分比S(i)，根据判断阈值X与S(i)之间的差值大小与分布关系判断是正面虚焊还是背面虚焊。该改进是基于传统EL测试方法提出的技术改进，无需对EL硬件设备进行大规模更替，改进成本低，易于推广应用。

技术领域

本发明属于单晶光伏图像识别检测技术领域，特别涉及一种提高单面单晶光伏组串虚焊识别率的方法。

背景技术

电致发光(Electrical Luminance,EL)广泛应用于半导体照明领域内，利用该项技术，可对太阳能电池生产缺陷进行检测。在适当的正向偏置电压下，硅片电池的势垒区内建电场减弱，非平衡载流子的复合概率增加，电池片发出800～1300nm波长的近红外光，可以被CCD相机所捕获。通过对EL图像进行判断，可以无损筛查大部分硅片电池所存在的缺陷情况，是光伏组件生产质控的常用手段。

串焊工序是光伏组件制造过程中的第一步，也是核心一步。随着自动化水平的提高，国内的生产车间将串焊叠层工序逐步实现自动化生产，在生产过程中，电池组串背面由于串焊机器的不稳定会发生虚焊等现象。存在虚焊现象的组件在电站服役过程中更容易发生局部发热现象，导致组件在使用期内效率衰减现象严重，应当在生产环节进行质量卡控。

现有操作中，工厂产线通常设置层压前EL测试、层压后目测、层压后EL和IV检测三个工序点检查组件质量，三个环节中均需要安排人工进行判断，在光伏组件生产流程中的位置如图1所示。

由于单块电池片的输出电压有限，为了提高组件的输出电压，需要将电池片用焊条前后串联连接。自动化串焊机能够通过PL技术前期分选电池片，定量控制加热底板的温度梯度与焊接温度值，充分发挥机械化生产的高效化和智能化的特点。串焊完成后，先通过人工目检或摄像机图像识别的方法判定正面串焊质量，对于背面串焊情况的判定，一些工厂会要求敷设工位的工作人员在完成敷设前，对背面焊接情况进行确认，但由于不是专职进行该项监测，且没有奖励措施补充，检出率不尽人意。

为了改进上述缺陷，一般通过抽样进行电池片-焊带拉力测试，实现监控以及层压前EL测试工位进行全检。然而电池片-焊带拉力测试具有破坏性，只能周期性地对焊接质量进行监控，对机器偶发的不稳定引发的虚焊现象不能准确检出。

对于背面虚焊的工艺缺陷，在单面发电组件的制造工序中，只能通过EL测试方法进行筛选，而传统的EL检测方法对大面积组件获得的测试图像由于距离与背景因素的干扰，边缘处电池串的虚焊现象并不显著，人工识别率低。对于组件EL测试而言，由于组件样品尺寸相对于单片电池较大，每片电池到相机镜头的距离不尽相同，导致在EL成像过程中，EL强度与距离平方的倒数成正比，影响最终成图效果，相机所对的中央位置亮，边缘位置暗，影响人工对虚焊现象的判读。

发明内容

本发明是为解决上述技术问题进行的，针对工厂生产线的特点进行设计，通过量化分析电池片在两次不同偏置电压或电流的EL图像灰度差异，提出一种计算识别背面虚焊的方法，提高层压前EL测试岗位的缺陷筛查率，确保最终产品质量稳定。基于上述目标，本发明的技术方案如下：

本发明的第一方面，提供了一种提高单面单晶光伏组串虚焊识别率的方法，主体步骤如下：

S1、相机及拍摄环境校准

以图像亮度量化为检测依据，在流水线生产开始前，导入标准首件对EL测试相机和测试环境进行检查，达到无明显漏光、无失焦、无过度曝光、无光晕要求。