[發(fā)明專利]一種多結太陽電池隱性缺陷無損測試方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910359894.6
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110324003A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設計）人: 彭云峰;丁葉飛;黃川
• 申請（專利權）人: 上海道口材料科技有限公司
• 主分類號: H02S50/15
• 分類號: H02S50/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多結太陽電池隱性缺陷無損測試方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、針對被測多結太陽電池中各子電池的基體材料類型，選擇對應的激光光源；激光光源的選擇原則為：被選激光光源的激光光子能量大于對應子電池基體材料的禁帶寬度；

S2、所有激光光源發(fā)出的激光均照射在被測多結太陽電池上，

S3、被測多結太陽電池在激光照射下，各子電池分別激發(fā)出特定波長的微弱紅外光信號，這些微弱紅外光信號均在分別濾光后由紅外傳感器接收，并分別轉換為數(shù)字信號；

S4、控制與信號處理系統(tǒng)接收所述的數(shù)字信號，通過各激光光源的頻率f作為數(shù)字鎖相信號放大模塊的輸入?yún)?shù)，提取各子電池的隱性缺陷分布圖。

2.根據(jù)權利要求1所述的多結太陽電池隱性紅外缺陷無損測試方法，其特征在于：所述的S4具體包括：從上至下，依次對樣品的各子電池進行下述操作：依據(jù)子電池基體材料類型將對應濾光鏡安裝到紅外傳感器前方，用頻率為f的調制激光光源照射被測樣品，同時用高速紅外傳感器采集紅外圖像序列圖；依次將紅外圖中每個像素點的值按時間順序組成一組時序信號，針對每組時序信號采用數(shù)字鎖相信號處理技術，計算出幅度值和相位值，組合成幅度值二維矩陣和相位二維矩陣，最后通過數(shù)字圖像構成技術合成樣品缺陷圖，包含缺陷的形狀特征。

3.根據(jù)權利要求1所述的多結太陽電池隱性缺陷無損測試方法，其特征在于：所述的S2中，激光光源是被脈沖調制和勻光后的，其中激光光源的頻率不高于紅外傳感器4正常工作幀率的1/4。

4.根據(jù)權利要求1所述的多結太陽電池隱性紅外缺陷無損測試方法，其特征在于：所述的紅外傳感器滿足以下條件：在被測樣品禁帶寬度對應的波長區(qū)間，量子效率＞80%，采樣頻率≥30幀/s。

5.根據(jù)權利要求1所述的多結太陽電池隱性缺陷無損測試方法，其特征在于：所述的濾光由安裝在紅外傳感器鏡頭上的濾光鏡完成，濾光鏡的個數(shù)與子電池個數(shù)相同，由濾光鏡切換裝置進行切換；每個濾光鏡滿足以下條件：在對應子電池基體材料的禁帶寬度對應的波長區(qū)間內(nèi)，帶通截止率99.99%，透過率優(yōu)于80%。

6.一種多結太陽電池隱性缺陷無損測試系統(tǒng)，其特征在于：它包括可調制激光光源組、濾光鏡及濾光鏡切換裝置、紅外傳感器、控制與信號處理系統(tǒng)；其中，

激光光源和濾光鏡的個數(shù)均與被測多結太陽電池的子電池個數(shù)相同；激光光源的選擇原則為：被選激光光源的激光光子能量大于對應子電池基體材料的禁帶寬度；

所有激光光源發(fā)出的激光均照射在被測多結太陽電池上，被測多結太陽電池在激光照射下，各子電池分別激發(fā)出特定波長的微弱紅外光信號，這些光信號均在分別濾光后由紅外傳感器接收，并分別轉換為數(shù)字信號；

控制與信號處理系統(tǒng)接收所述的數(shù)字信號，通過各激光光源的頻率f作為鎖相信號放大的輸入?yún)?shù)，提取各子電池的隱性缺陷分布圖。

7.根據(jù)權利要求6所述的多結太陽電池隱性缺陷無損測試系統(tǒng)，其特征在于：所述的控制與信號處理系統(tǒng)包括：紅外傳感控制模塊、激光光源控制模塊、時序信號提取模塊、數(shù)字低通濾波模塊、數(shù)字鎖相模塊、數(shù)字信號發(fā)生器、數(shù)字圖像合成模塊和數(shù)字圖像存儲模塊；其中，

激光光源控制模塊用于控制激光光源的開關，依次對樣品的各子電池采用對應頻率的激光光源照射；

紅外傳感控制模塊用于控制紅外傳感器的開關，依次采集樣品的各子電池激發(fā)出的微弱紅外光信號，即紅外圖；

時序信號提取模塊用于依次將紅外傳感器采集的紅外圖中每個像素點的值按時間順序組成對應的一組時序信號；

數(shù)字低通濾波模塊用于對所述的時序信號進行濾波處理；

數(shù)字鎖相模塊用于針對每組濾波后的時序信號采用數(shù)字鎖相信號處理技術，計算出幅度值和相位值，組合成幅度值二維矩陣和相位二維矩陣；

數(shù)字圖像合成模塊，用于將幅度值二維矩陣和相位二維矩陣，通過數(shù)字圖像構成技術合成樣品缺陷圖，包含缺陷的形狀特征；

數(shù)字信號發(fā)生器，用于調節(jié)激光光源的頻率，并將激光光源的頻率輸入給數(shù)字鎖相模塊，作為鎖相信號放大的輸入?yún)?shù)。

8.根據(jù)權利要求6所述的多結太陽電池隱性缺陷無損測試系統(tǒng)，其特征在于：本測試系統(tǒng)還包括濾光鏡切換裝置，所述的濾光鏡和濾光鏡切換裝置均設置在一個盒體中，盒體與紅外傳感器的鏡頭連接，濾光鏡切換裝置用于切換所述的濾光鏡工作，用于通過被測自電池發(fā)出的微弱紅外光，濾除其它子電池發(fā)出的微弱紅外光；所述的控制與信號處理系統(tǒng)還包括濾鏡切換控制模塊，用于控制濾光鏡切換裝置的切換動作。