[发明专利]太阳能电池伏安特性的自动检测方法、设备、计算机可读存储介质

说明书

本发明公开了一种太阳能电池伏安特性的自动检测方法，利用太阳能电池的绝对电致发光图像，自动检测太阳能电池的伏安特性，且检测结果不受额外接触电阻、寄生电阻等因素的影响。相对于传统利用CCD照相机获取太阳能电池相对电致发光图像的检测方法，本发明的检测方法能够直接获取太阳能电池的绝对电致发光强度分布信息；另一方面，本发明的检测方法主要利用电池的绝对电致发光特性来直接定量的获取电池的内部电压信息，由于电致发光特性不受电池内部串联电阻、外部电极接触电阻以及检测装置寄生电阻的影响，克服了传统检测方法受电池内部串联电阻、外部电极接触电阻以及检测装置寄生电阻影响较大的缺陷，本发明检测方法更加可靠。

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伏安特性的自动检测方法、设备、计算机可读存储介质。

背景技术

传统的太阳能电池伏安特性检测方法，是利用太阳光模拟器发出的模拟太阳光照射在电池片上，检测电池片两端电流信号随电压信号的变化关系即伏安特性曲线，经过数据采集和处理，评估太阳能电池的短路电流、开路电压、填充因子、转换效率及串并联电阻等重要的光伏性能参数。然而，检测时需要用探针接触太阳能电池的正负电极，因此不可避免会产生串联接触电阻；此外，检测装置及线缆亦会引入串联寄生电阻。这些额外的因素都会影响太阳能电池真实伏安特性的检测，进而影响对太阳能电池的评价。

电致发光成像检测方法是一种广泛运用于太阳能电池领域的评估技术，能够解决传统太阳能电池光伏性能检测方法受串联寄生电阻影响大的问题。通过给太阳能电池注入正向电流使之发光，可以借助光电探测器或者结合CCD照相机和遮光板采集太阳能电池的电致发光强度，从而进一步得到太阳能电池的光伏性能。然而，对于较大面积的太阳能电池片或组件，其表面的电致发光强度并不均匀，无论利用光电探测器还是利用CCD照相机结合遮光板，都只能获取电池局部的电致发光强度并将其视为电池整体的电致发光强度，降低了太阳能电池光伏性能检测的可靠性和结果的可用性，利用照相机只能采集太阳能电池的相对电致发光强度，并不能获取绝对的强度分布信息。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的是一种太阳能电池伏安特性的自动检测检测方法，利用太阳能电池的绝对电致发光图像，自动检测太阳能电池的伏安特性，且检测结果不受额外接触电阻、寄生电阻等因素的影响。

本发明提供了一种太阳能电池伏安特性自动检测方法，包括如下步骤：

步骤一：向太阳能电池片的电极施加任意正向注入电流；

步骤二：将光谱仪探头置于所述太阳能电池片的表面且不与太阳能电池片相接触处，测量所述太阳能电池片的电致发光光谱，以确认发光波段；

步骤三：测量所述太阳能电池片的外量子效率及其随波长的变化关系；

步骤四：将CCD照相机置于所述太阳能电池片的正上方，使得太阳能电池片的表面区域能够被CCD照相机完整捕获；

步骤五：输出从小到大的一系列正向注入电流，并控制所述CCD照相机，在每个注入电流密度下分别测量所述太阳能电池片表面区域的电致发光图像；

步骤六：读取获得的太阳能电池片的电致发光图像、电致发光光谱和外量子效率；

步骤七：通过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，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有效区域；

步骤八：根据步骤七中获得的太阳能电池的有效区域，对太阳能电池有效区域的电致发光图像进行绝对电致发光强度校准，获得不同注入电流下电池有效区域的绝对电致发光图像；

步骤九：遍历每个注入电流密度下的太阳能电池绝对电致发光图像，根据太阳能电池绝对电致发光强度与内部电压的互易关系，计算太阳能电池在不同注入电流密度下的内部电压，并获得光照工作条件下注入电流密度与内部电压的变化关系，输出太阳能电池的伏安特性。