[发明专利]一种太阳能电池缺陷导致性能损耗的自动评估系统

说明书

本发明公开了一种太阳能电池缺陷导致性能损耗的自动评估系统，其中，输入模块，用于读取太阳能电池片的电致发光光谱、外量子效率和不同正向注入电流密度下采集的一组电致发光图像；电池边缘检测模块，用于确定太阳能电池在电致发光图像中的准确位置；电池缺陷恢复模块，用于识别太阳能电池表面的缺陷区，计算各个缺陷区的预测发光强度并对缺陷进行恢复；电池伏安特性计算模块，根据实际或者预测电致发光强度与电池内部电压的关系，得到太阳能电池实际或者预测的伏安特性曲线；电池性能损耗评估模块，根据实际或者预测的伏安特性曲线，获得电池实际或者预测的性能参数并进行对比，定量评估由于缺陷导致的太阳能电池性能损耗。

技术领域

本发明属于电池检测技术领域，涉及一种太阳能电池缺陷导致性能损耗的自动评估系统。

背景技术

为了获得更高转换效率的太阳能电池，在实际生产中需要不断改变工艺参数，以对比采用不同制造工艺生产的样品性能。然而，太阳能电池材料本身以及在生产和制造的过程中，会不可避免的产生或引入一些缺陷，导致转换效率的异常降低，影响了不同样品性能对比的可靠性。因此，设法人为地消除缺陷对太阳能电池的影响，量化缺陷所导致的太阳能电池性能损耗情况，有利于制造人员对工艺的针对性改进，降低高效太阳能电池的研发成本。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明基于电致发光成像检测技术及图像恢复技术，提出了一种太阳能电池缺陷导致性能损耗的自动评估系统。

本发明提出了一种太阳能电池缺陷导致性能损耗的自动评估系统，包括：输入模块、电池边缘检测模块、电池缺陷恢复模块、电池伏安特性计算模块和电池性能损耗评估模块。

其中，所述输入模块，用于读取太阳能电池片的电致发光光谱、外量子效率和不同正向注入电流密度下采集的一组电致发光图像。

所述读取的太阳能电池电致发光图像用CCD照相机或CMOS照相机拍摄得到，所述电致发光光谱由光谱仪获得，所述外量子效率由太阳能电池外量子效率测试仪获得。

所述电池边缘检测模块，用于确定太阳能电池在电致发光图像中的准确位置。

所述太阳能电池在电致发光图像中的位置定义为：使用高斯滤波和大津算法对输入电致发光图像进行阈值化处理后，阈值化图像中白色轮廓所对应的外接矩形区域。

所述电池缺陷恢复模块，用于识别太阳能电池表面的缺陷区，计算各个缺陷区的预测发光强度并对缺陷进行恢复，得到不同注入电流密度下的预测电致发光图像；

所述电池伏安特性计算模块，根据实际或者预测电致发光强度与电池内部电压的关系，得到太阳能电池实际或者预测的伏安特性曲线。

所述电池性能损耗评估模块，根据实际或者预测的伏安特性曲线，获得电池实际或者预测的性能参数并进行对比，定量评估由于缺陷导致的太阳能电池性能损耗。

所述输入模块读取太阳能电池片的电致发光光谱、外量子效率和在不同注入电流密度下的电致发光图像，并将上述数据信息传输给电池边缘检测模块。

所述太阳能电池电致发光图像用CCD照相机或CMOS照相机拍摄得到，所述电致发光光谱由光谱仪获得，所述外量子效率由太阳能电池外量子效率测试仪获得；所述注入电流密度的范围为0到太阳能电池的短路电流密度；所述太阳能电池的短路电流密度与太阳能电池的材料类型、制造工艺有关。

所述电池边缘检测模块通过高斯滤波和大津算法对输入的电致发光图像进行阈值化处理后，获得阈值化图像中白色轮廓所对应的外接矩形区域即为太阳能电池在电致发光图像中的准确位置；