[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

本發(fā)明提供一種多結太陽電池隱性紅外缺陷無損測試方法，針對被測多結太陽電池中各子電池的材料類型，選擇對應的激光光源；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)出對應一定波長的光信號，這些光信號均在分別濾光后由紅外傳感器接收，并分別轉換為電信號；控制系統(tǒng)接收所述的電信號，通過各激光光源的頻率作為鎖相信號放大的輸入?yún)?shù)，提取各子電池的紅外缺陷分布圖。本發(fā)明利用不同子電池在不同激光下激發(fā)的光信號不同的特點，快速、非接觸地測試出多結太陽電池中，每個子電池上分布的隱性缺陷。

技術領域

本發(fā)明屬于太陽電池缺陷測試領域，具體涉及一種多結太陽電池隱性缺陷無損測試方法及系統(tǒng)。

背景技術

為了提升光電轉換效率，空間太陽電池對太陽光譜進行劃分，采用與不同光譜區(qū)匹配的不同禁帶寬度半導體材料制成的子電池進行串聯(lián)，達到充分利用太陽光的目的。如目前研究較成熟的體系是晶格匹配生長的GaInP/GaAs/Ge三結太陽電池。

多結空間太陽電池在研制、生產、發(fā)射及在軌運行階段，受工藝、外力、振動、高低溫交變等因素的影響，在各層子電池上，會產生各類隱性缺陷并持續(xù)擴展，不僅降低發(fā)電效率，而且存在斷路風險，使航天器無法工作，造成巨大的經(jīng)濟損失和負面社會影響。為了提升空間太陽電池陣的長期可靠性，采用高效的測試方法盡早的感知缺陷、指導生產工藝改進與提升非常必要。

中國專利CN104713883A提出了一種基于電致發(fā)光原理的空間太陽電池陣列缺陷快速檢測及自動識別方法，給太陽電池通電流激發(fā)出微弱紅外光，將紅外探頭安裝在二維移動機構上進行局部區(qū)域檢測，再用圖像拼接算法拼出整個方陣的缺陷圖。該方法能夠將多結太陽電池中每個子電池的缺陷綜合在一起轉換成數(shù)字圖像，無法表征每個子電池的缺陷，適用于工藝缺陷的感知，無法定位缺陷位于哪一層。

中國專利CN106248645A提出了一種多結太陽電池中各吸收層材料熒光壽命無損測量方法，針對不同禁帶寬度吸收材料制成的子電池，采用不同的單色光源進行熒光激發(fā)，并定量測算出該吸收材料的熒光壽命，用于反映吸收材料的微觀結構質量（如本征缺陷能級、雜質能級、晶格散射作用等），該方法適用于定量分析局部器件的特性，無法快速感知各子電池的整體缺陷分布。

中國專利CN205986780U提出了一種多結太陽電池特性參數(shù)測試系統(tǒng)，可測試出空間太陽電池常規(guī)電性能參數(shù)（開路電壓、短路電流、填充因子、最大功率點、轉換效率等）以外的特性參數(shù)（如：電容C-頻率f、電容C-電壓V、電容C-溫度T等特性），屬于太陽電池常規(guī)電性能測試，無法感知各層子電池的缺陷。

申請?zhí)?01610598963.5專利提出了一種測試多結太陽電池各子電池電流匹配度的裝置和檢測方法，在不使用量子效率測試儀這樣高端的儀器的情況下，僅使用太陽模擬器和多功能樣品加載臺，快速評估子電池電流匹配度，指導子電池的電流匹配設計，是多結太陽電池量子效率的簡化方法，無法感知各層子電池的缺陷。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種多結太陽電池隱性缺陷無損測試方法及系統(tǒng)，能夠快速、非接觸地測試出空間多結太陽電池中，每個子電池上分布的隱性缺陷。

本發(fā)明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：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；