[發明專利]太陽能電池伏安特性的自動檢測方法、設備、計算機可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202210067518.1
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114598263A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 陳少強;王酉楊;李麗穎;胡小波;翁國恩;羅顯佳
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H02S50/15
• 分類號: H02S50/15;H04N5/232;G06T5/00;G06T5/20;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/194
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(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方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：向太陽能電池片(2)的電極施加任意正向注入電流；

步驟二：將光譜儀探頭(5)置于所述太陽能電池片(2)的表面且不與太陽能電池片(2)相接觸處；測量所述太陽能電池片(2)的電致發光光譜，以確認發光波段；

步驟三：測量所述太陽能電池片(2)的外量子效率及其隨波長的變化關系；

步驟四：將CCD照相機(4)置于所述太陽能電池片(2)的正上方，使得太陽能電池片(2)的表面區域能夠被CCD照相機(4)完整捕獲；

步驟五：輸出從小到大的一系列正向注入電流，并控制所述CCD照相機(4)，在每個注入電流密度下分別測量所述太陽能電池片(2)表面區域的電致發光圖像；

步驟六：讀取獲得的太陽能電池片(2)的電致發光圖像、電致發光光譜和外量子效率；

步驟七：通過高斯濾波和大津算法對輸入電致發光圖像進行閾值化處理后，獲得閾值化圖像中白色輪廓所對應的外接矩形區域即為太陽能電池在電致發光圖像中的有效區域；

步驟八：根據步驟七中獲得的太陽能電池的有效區域，對太陽能電池有效區域的電致發光圖像進行絕對電致發光強度校準，獲得不同注入電流下電池有效區域的絕對電致發光圖像；

步驟九：遍歷每個注入電流密度下的太陽能電池絕對電致發光圖像，根據太陽能電池絕對電致發光強度與內部電壓的互易關系，計算太陽能電池在不同注入電流密度下的內部電壓，并獲得光照工作條件下注入電流密度與內部電壓的變化關系，輸出太陽能電池的伏安特性。

2.如權利要求1所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測方法，其特征在于，所述方法采用太陽能電池伏安特性的自動檢測系統，所述系統包括：信號采集裝置、信號輸入模塊、電池定位校準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光圖像、電致發光光譜和外量子效率；

所述電池定位校準模塊，用于定位太陽能電池片電致發光圖像的有效區域，并進行絕對電致發光強度校準；

所述伏安特性輸出模塊，用于根據絕對電致發光強度與太陽能電池內部電壓的關系，輸出伏安特性。

3.如權利要求2所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測方法，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據讀取。

4.如權利要求2所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測方法，其特征在于，所述光譜儀(6)的波長檢測范圍覆蓋所述太陽能電池片(2)的光譜響應范圍；其測量光譜的方式為利用光譜儀探頭(5)的探測。

5.如權利要求1所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測方法，其特征在于，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)的光譜響應范圍。

6.如權利要求2所述的太陽能電池伏安特性的自動檢測方法，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)的光譜響應范圍。