[發(fā)明專利]一種太陽能電池伏安特性的自動檢測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210065756.9
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114584070A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳少強;王酉楊;李麗穎;胡小波;翁國恩;羅顯佳
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號: H02S50/15
• 分類號: H02S50/15
• 代理公司: 上海麥其知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

1.一種太陽能電池伏安特性的自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：信號采集裝置、信號輸入模塊、電池定位校準(zhǔn)模塊和伏安特性輸出模塊；其中，

所述信號采集裝置，包括：基板(1)、太陽能電池片(2)、電流電壓源(3)、CCD照相機(4)、光譜儀探頭(5)、光譜儀(6)、太陽能電池量子效率檢測儀(7)和計算機(8)；

所述信號輸入模塊，用于讀取信號采集裝置獲取的太陽能電池片的電致發(fā)光圖像、電致發(fā)光光譜和外量子效率；

所述電池定位校準(zhǔn)模塊，用于定位太陽能電池片電致發(fā)光圖像的有效區(qū)域，并進行絕對電致發(fā)光強度校準(zhǔn)；

所述伏安特性輸出模塊，用于根據(jù)絕對電致發(fā)光強度與太陽能電池內(nèi)部電壓的關(guān)系，輸出伏安特性。

2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集裝置中，各個組件的連接方式為：所述基板(1)設(shè)置于所述太陽能電池片(2)的底部，用于固定太陽能電池片(2)，并與電池的背面電極實現(xiàn)接觸；所述電流電壓源(3)的輸出端與所述太陽能電池片(2)的正面電極和基板相連接，基板與太陽能電池片(2)背部電極連接，形成閉合回路，用于向太陽能電池片(2)輸出不同密度的注入電流；所述CCD照相機(4)置于所述太陽能電池片(2)的正上方，CCD照相機(4)和太陽能電池板(2)的距離設(shè)置為太陽能電池片(2)的范圍能夠被CCD照相機(4)完全捕獲，用于獲得太陽能電池片(2)的電致發(fā)光圖像；所述光譜儀探頭(5)與所述光譜儀(6)相連，置于靠近太陽能電池片(2)的表面且不與太陽能電池片(2)相接觸處，用于探測太陽能電池片(2)的電致發(fā)光光譜；所述太陽能電池量子效率檢測儀(7)用于測量太陽能電池片(2)的外量子效率；所述CCD照相機(4)、光譜儀(6)和太陽能電池量子效率檢測儀(7)的輸出端與計算機(8)連接，用于所述信號輸入模塊的數(shù)據(jù)讀取。

3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集裝置中，所述光譜儀(6)的波長檢測范圍覆蓋所述太陽能電池片(2)的光譜響應(yīng)范圍；其測量光譜的方式為利用光譜儀探頭(5)的探測。

4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集裝置中，所述CCD照相機(4)的波長靈敏范圍覆蓋所述太陽能電池片(2)的光譜響應(yīng)范圍。

5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號采集裝置中，所述太陽能電池量子效率檢測儀(7)測量外部量子效率波長檢測范圍覆蓋所述太陽能電池片(2)的光譜響應(yīng)范圍。

6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電池定位校準(zhǔn)模塊中，電池片電致發(fā)光圖像的有效區(qū)域定義為：使用高斯濾波和大津算法對輸入的電致發(fā)光圖像進行閾值化處理后，閾值化圖像中白色區(qū)域的輪廓所在外接矩形區(qū)域；所述高斯濾波是指一種線性平滑算法，用于圖像處理的降噪過程，從而改善太陽能電池邊緣的毛刺，獲得信噪比更高的電致發(fā)光圖像；所述高斯濾波的窗口大小為S，S為正整數(shù)；所述大津算法是一種自適應(yīng)選擇閾值的算法，使用該方法可以使程序自動給電致發(fā)光圖像設(shè)定閾值，從而獲得閾值化的圖像。

7.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電池定位校準(zhǔn)模塊中，有效區(qū)域內(nèi)任一像素點的絕對電致發(fā)光強度校準(zhǔn)方法為：任一像素點的絕對電致發(fā)光強度＝衰減片倍數(shù)×校準(zhǔn)因子×(該像素點灰度值-該圖像最低灰度值)/曝光時間；其中，所述衰減倍數(shù)、曝光時間和校準(zhǔn)因子通過計算機(8)鍵入所述檢測系統(tǒng)；所述電致發(fā)光圖像各像素點的灰度值及最低灰度值通過計算機視覺軟件讀取。