CN201803957U - 非接触式太阳能电池缺陷检测装置 - Google Patents

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呼文韬
程保义
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TIANJIN HENGDIAN SPACE POWER SOURCE CO., LTD.
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CETC 18 Research Institute
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Abstract

本实用新型涉及一种非接触式太阳能电池缺陷检测装置，包括连接半导体激光光源输入端的激光控制器和显示图像用计算机，其特征在于：半导体激光光源的输出端通过光纤连接有激光扩束器；所述计算机通过数据线连接有工业黑白CCD相机。本实用新型采用激光扩束器，将半导体激光光源发出的激光束直接扩散到整片电池表面，无论被检电池是否安装到电池阵基板上，也无需移动电池，都可以方便检测到整片电池，简化了本实用新型的结构，提高了检测效率；采用具有红外拍照功能Point-Grey-GRAS-50S5M/C型号的工业黑白CCD相机对发光电池进行拍照，减少了光束反射后传递到计算机产生的误差，进一步提高了电池检测的精度。适用于所有与太阳能电池缺陷检测有关的场合。

Description

非接触式太阳能电池缺陷检测装置
技术领域
本实用新型属于太阳能电池检测技术领域，特别是涉及一种非接触式太阳能电池缺陷检测装置。
背景技术
太阳能电池的缺陷表现为电池表面的坏点和裂纹，目前对太阳能电池的缺陷检测方法为电致发光检测方法，其基本原理为半导体材料中处于激发态的电子可以向较低的能级跃迁，并以光辐射的形式放出能量，电池发光检测方法具体操作为对太阳能电池通以一定的电流，利用电池的电致发光原理使电池发光，然后利用成像单元对发光的电池进行拍照，最后利用发光图像判断电池是否存在缺陷，有坏点缺陷的电池的发光图像表现为图像表面存在黑点，有裂纹缺陷的电池的发光图像表现为图像表面存在无规律的放射性纹路。电致发光检测方法的优点是检测装置容易得到，成本低。缺点是该方法属于接触式检测，即检测夹具夹在电池上进行电池检测，会对电池造成机械损伤，并且加电电流大小随电池温度变化会产生波动造成电池发光亮度变化从而影响检测结果，对于禁止接触检测的场合，该方法无法使用。
经过检索发现申请号为200910046715.X，公开号为CN101487802A，专利名称为：太阳能电池板裂纹检测仪的发明专利申请，内容包括激光控制器、转动镜控制器、激光源、反射镜、转动镜、成像透镜、线阵CCD、推扫驱动装置、计算机和载物台。激光源、反射镜、转动镜、成像透镜、线阵CCD依次成光路连接；激光源发射的激光束经过反射镜反射后，照射到转动镜上，转动镜按照一定的频率旋转，将激光束反射到被测太阳能电池板表面，并实现对其表面的行扫描，被电池板反射的激光能量经过成像透镜后成像于线阵CCD上，CCD将图象数据采集到计算机中。上述技术无需检测夹具，解决了接触检测对电池造成机械损伤的问题，无外加电流施放于太阳电池，避免了电致发光造成的电池热击穿问题，既可有效保护被检电池，还能够用于禁止接触电池检测的场合。但是该检测仪由于采用了多次反射，使得整体结构复杂；采用逐行扫描的方式，电池只有在移动状态才能得到整体缺陷检测，若电池已安装到电池阵基板上，还会给电池检测带来更大的不便，且该装置不具备激光扩束器，故无法自由调节激光光斑大小，所以该装置所测电池面积不能超过激光器发射的激光光斑大小，若使用该装置进行太阳电池裂纹检测则需要根据电池板电池大小配备专用激光器，这就使得设备可操作性降低，另外该装置不具备激光滤波功能，所以从电池片上反射的高亮度激光也会被CCD相机采集，这样就造成过曝光问题使得设备成像质量下降。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种非接触式太阳能电池缺陷检测装置。无论被检电池是否安装到电池阵基板上，无需移动电池，该装置都可以方便检测到整片电池，具有结构简单、检测效率和检测精度高的特点。
本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种非接触式太阳能电池缺陷检测装置，包括连接半导体激光光源输入端的激光控制器和显示图像用计算机，其特征在于：半导体激光光源的输出端通过光纤连接有激光扩束器；所述计算机通过数据线连接有工业黑白CCD相机。
而且，所述激光控制器与半导体激光光源由控制线连接。
而且，所述CCD相机镜头前设置有滤光片。
本实用新型的优点和有益效果为：
1.本实用新型采用激光扩束器，将半导体激光光源发出的激光束直接扩散到整片电池表面，无论被检电池是否安装到电池阵基板上，也无需移动电池，都可以方便检测到整片电池，简化了本实用新型的结构，提高了检测效率。适用于所有与太阳能电池缺陷检测有关的场合。
2.本实用新型采用具有红外拍照功能Point-Grey-GRAS-50S5M/C型号的工业黑白CCD相机对发光电池进行拍照，减少了光束反射后传递到计算机产生的误差，进一步提高了电池检测的精度。
附图说明
图1为本实用新型装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
非接触式太阳能电池缺陷检测装置，包括连接半导体激光光源8输入端的激光控制器10和显示图像用计算机1。
本实用新型的创新点在于：
半导体激光光源的输出端通过光纤7连接有激光扩束器6；所述计算机通过数据线2连接工业黑白CCD相机3；激光控制器与半导体激光光源由控制线9连接；CCD相机镜头前设置有滤光片4。
本实行新型的检测过程：
选用激光控制器通过控制线控制GKD-0450FMS-2T型号的半导体激光光源发出的激光束，半导体激光光源作为太阳能电池5发光激发源。检测硅太阳能电池时，AmberRed-10000型号激光控制器将激光束波长调至0-900nm，经光纤传递至GKD-ZX-03型号的激光扩束器对太阳电池进行照射，电池发出中红外波段的红外光斑；检测单结砷化镓太阳能电池时，AmberYellow-10000型号激光控制器将激光束波长调至0-876nm，经光纤传递至激光扩束器对太阳电池进行照射，电池发出近红外波段的红外光斑；检测三结砷化镓太阳能电池时，AmberGreen-10000型号的激光控制器将激光束波长调至0-666nm，经光纤传递至激光扩束器对太阳电池进行照射，电池发出红色可见光斑。通过激光扩束器调节激光光斑大小，使激光光斑能够覆盖整片电池；通过激光控制器调节激光束波长，使太阳能电池发光。
在具有红外拍照功能Point-Grey-GRAS-50S5M/C型号的工业黑白CCD相机镜头前安装VIS-LPF550型号滤光片，通过滤光片将激光照射到电池表面后产生的反射光滤除后，对发光电池进行拍照；通过数据线将工业黑白CCD相机拍照的图像传至计算机。
利用计算机程序判别电池是否存在缺陷，如果计算机显示的图像存在黑点，说明电池存在坏点缺陷；如果电池表面有不规则的发射状条纹，说明电池存在裂纹缺陷。
本实用新型的工作原理：利用太阳能电池光致发光原理，采用激光照射太阳能电池，使电池发光，然后利用成像单元对发光图像进行拍照，并利用智能处理软件自动分析电池是否存在缺陷。当太阳能电池受光照后，入射光子激发电池中的电子向较低能级跃迁，并以光辐射的形式放出能量，使得完好的电池经照射后会发出一定强度一定波长的光，而有坏点缺陷或裂纹缺陷的电池，由于损坏位置局部电池被破坏不具备光之发光效应，这样缺陷部位在电池光之发光图像上表现为黑点或发射状条纹。
本实用新型采用光之发光技术进行检测，采用激光扩束器，将半导体激光光源发出的激光束直接扩散到整片电池表面，无论被检电池是否安装到电池阵基板上，无需移动电池，都可以方便检测到整片电池，简化了结构，提高了电池的检测效率和检测精度。

Claims (3)

1.一种非接触式太阳能电池缺陷检测装置，包括连接半导体激光光源输入端的激光控制器和显示图像用计算机，其特征在于：半导体激光光源的输出端通过光纤连接有激光扩束器；所述计算机通过数据线连接有工业黑白CCD相机。
2.根据权利要求1所述的非接触式太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于：所述激光控制器与半导体激光光源由控制线连接。
3.根据权利要求1所述的非接触式太阳能电池缺陷检测装置，其特征在于：所述CCD相机镜头前设置有滤光片。
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