CN209151105U - 太阳能电池模组的检测装置及系统 - Google Patents

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王志鹤
刘云龙
车星光
刘晓琴
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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池模组的检测装置及系统，检测装置包括：光致发光检测模组，用于对待测太阳能电池模组中的电池芯片进行检测，并输出第一检测结果；电致发光检测模组，用于待测太阳能电池模组中的电池芯片之间的连接进行检测，并输出第二检测结果；判断模块，用于根据第一检测结果和第二检测结果确定太阳能电池模组的质量。本实用新型提供的太阳能电池模组的检测装置及检测系统，集成光致发电和电致发电为一体，利用光致发电检测模组检测电池芯片，利用电致发电检测模组检测电池芯片之间的连接，从而相对于现有技术能通过电脑结合两个测试结果自动判定提高了检测的效率及准确率。

Description

太阳能电池模组的检测装置及系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池模组的检测技术，尤其涉及一种太阳能电池模组的检测装置及系统。
背景技术
随着煤、石油、天然气等能源日益枯竭和环境污染日益加剧，人们迫切需要寻找可再生新能源。作为地球无限可再生的无污染能源—太阳能的应用日益引起人们的关注，将太阳能转化为电能的太阳能电池的研制得到了迅速发展。近年来，随着太阳能电池的研发、生产不断发展，相应的检测技术也在不断进步。
现有技术中通常会对太阳能电池进行检测，可以采用光致发光(PL) 检测装置或电致发光(EL)检测装置。对于PL检测装置，仅能判断出太阳能电池片本身的缺陷；而对于EL检测装置，则仅能判断出太阳能电池模组中各电池片之间的串、并联问题；并且无论是哪种检测，均需要人工进行判断，因此导致了电池检测的过程繁琐、精度不高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种太阳能电池模组的检测装置及系统，以解决上述检测过程繁琐、精度不高的问题，简化检测过程，提高检测精度。
本实用新型提供了一种太阳能电池模组的检测装置，其中，包括：
光致发光检测模组，用于对待测太阳能电池模组中的电池芯片进行检测，并输出第一检测结果；
电致发光检测模组，用于待测太阳能电池模组中的电池芯片之间的连接进行检测，并输出第二检测结果；
判断模块，用于获取所述光致发光检测模组和所述电致发光检测模组所检测的所述第一检测结果和所述第二检测结果，根据所述第一检测结果和所述第二检测结果确定太阳能电池模组的质量。
优选地，所述判断模块，用于根据所述第一检测结果和所述第二检测结果自动判定太阳能电池模组的质量，包括：
当所述第一检测结果为光致发光达到设定的第一亮度并且所述第二检测结果为电致发光达到设定的第二亮度或第三亮度，确定太阳能电池模组的质量为合格；
当所述第一检测结果为光致发光达到设定的第四亮度并且所述第二检测结果为电致发光达到设定的第三亮度，确定太阳能电池模组的质量为合格；
当所述第二检测结果为电致发光未达到设定的第三亮度，确定太阳能电池模组的质量为不合格；
其中，所述第三亮度低于所述第二亮度；所述第四亮度低于所述第一亮度。
优选地，所述光致发光检测模组包括光源矩阵、图像采集单元和第一识别单元；
所述光源矩阵用于向待测太阳能电池模组的表面发射激光；
所述图像采集单元用于获取所述待测太阳能电池模组成像后的图像；
所述第一识别单元用于根据所述图像输出所述第一检测结果。
优选地，所述光致发光检测模组还包括匀光器，用于调整所述光源矩阵发出的激光的均匀性。
优选地，所述图像采集单元包括带通滤光片的镜头和CCD相机。
优选地，所述电致发光检测模组包括电源、图像采集单元和第二识别单元；
所述电源用于向待测太阳能电池模组供电；
所述图像采集单元用于获取所述待测太阳能成像后的图像；
所述第二识别单元用于根据所述图像输出所述第二检测结果。
本实用新型还提供了一种太阳能电池模组的检测系统，其中，包括本实用新型提供的检测装置；所述检测系统还包括机架和传送带；
所述光致发光检测模组和所述电致发光检测模组均设置在所述机架上；
所述传送带用于传送待测太阳能电池模组至所述光致发光检测模组和所述电致发光检测模组的检测位置。
优选地，还包括用于检测成像的暗室。
优选地，还包括显示装置，用于显示太阳能电池模组的质量结果。
本实用新型提供的太阳能电池模组的检测装置及检测系统，集成光致发电和电致发电为一体，利用光致发电检测模组检测电池芯片，利用电致发电检测模组检测电池芯片之间的连接，从而相对于现有技术提高了检测的准确率。另外，通过设置判断模块，根据第一检测结果和第二检测结果，判断模块能够一次直接输出对太阳能电池模组质量的判断结果，相对于现有技术使测试过程更加简化直观。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的太阳能电池模组的检测装置的结构框图；
图2为本实用新型实施例提供的太阳能电池模组的检测系统的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的太阳能电池模组的检测系统中暗室打开后的状态图。
附图标记说明：
1-显示装置 2-电柜 3-暗室 4-太阳能电池模组 5-传送带 6-机架 7-光源矩阵8-匀光器 9-CCD相机
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种太阳能电池模组的检测装置，包括光致发光检测模组、电致发光检测模组和判断模块。其中，光致发光检测模组用于对待测太阳能电池模组中的电池芯片进行检测，并输出第一检测结果，电致发光检测模组用于待测太阳能电池模组中的电池芯片之间的连接进行检测，并输出第二检测结果。判断模块用于获取光致发光检测模组和电致发光检测模组所检测的第一检测结果和第二检测结果，根据第一检测结果和第二检测结果自动判定太阳能电池模组的质量。
本实用新型实施例提供的太阳能电池模组的检测装置集成光致发电和电致发电为一体，利用光致发电检测模组检测电池芯片，利用电致发电检测模组检测电池芯片之间的连接，从而相对于现有技术提高了检测的准确率。另外，通过设置判断模块，根据第一检测结果和第二检测结果，判断模块能够一次直接输出对太阳能电池模组质量的判断结果，相对于现有技术使测试过程更加简化直观。
判断模块根据第一检测结果和第二检测结果确定太阳能电池模组的质量具体可以包括：
如果第一检测结果为光致发光达到设定的第一亮度并且第二检测结果为电致发光达到设定的第二亮度或第三亮度，则确定太阳能电池模组的质量为合格；如果第一检测结果为光致发光达到设定的第四亮度并且第二检测结果为电致发光达到设定的第三亮度，则确定太阳能电池模组的质量为合格；如果第二检测结果为电致发光未达到设定的第三亮度，则确定太阳能电池模组的质量为不合格；其中，第三亮度低于第二亮度；第四亮度低于第一亮度。
参考表1，如下：
表1
具体为，如果PL亮(即达到第一亮度)且EL亮(即达到第二亮度)，则判断太阳能电池模组为通过(pass)。
如果PL亮且EL低亮(即达到第三亮度)，则判断太阳能电池模组的接触电阻大，但是仍然为质量合格(pass)。
如果PL低亮(即达到第四亮度)且EL低亮(即达到第三亮度)，则判断太阳能电池模组为低效片，但是仍然为质量合格(pass)。
而PL低亮且EL亮的情况、PL暗(即低于第五亮度)且EL亮以及 PL暗且EL低亮的现象不会发生。第五亮度低于第四亮度。
EL暗(即低于第六亮度)且PL亮，则判断太阳能电池模组为开路，质量不合格(NG)。
EL暗(即低于第六亮度)且PL低亮，则判断太阳能电池模组为开路，质量不合格(NG)。
EL暗(即低于第六亮度)且PL暗，则判断太阳能电池模组为模组坏死，质量不合格(NG)。
优选地，上述光致发光检测模组可以包括光源矩阵、图像采集单元和第一识别单元。其中，光源矩阵用于向待测太阳能电池模组的表面发射激光，图像采集单元用于获取待测太阳能电池模组成像后的图像，第一识别单元用于根据该图像输出第一检测结果。
在进行光致发光检测时，利用光源矩阵大面积发射的激光照射到太阳能电池模组的表面，太阳能电池模组内的电池芯片表面被激发出荧光，使图像采集单元获取到成像后的图像，通过该图像识别获得缺陷的位置和大小。该图像采集单元可以包括带通滤光片(840nm±20nm)的镜头和CCD 相机。电池芯片被激发出荧光后，带通滤光片的镜头获得去除杂质光的成像，再通过CCD相机获得灰度图像，灰度图像上灰度值较小(即荧光少或无)的部分为缺陷，通过该图像识别获得缺陷的位置和大小。
优选地，上述光致发光检测模组还包括匀光器，用于调整上述光源矩阵发出的激光的均匀性。匀光器的使用，能够保证在大的辐照面积内的光照均匀性。
电致发光检测模组可以包括电源、图像采集单元和第二识别单元。其中，电源用于向待测太阳能电池模组供电，图像采集单元用于获取待测太阳能成像后的图像，第二识别单元用于根据图像输出第二检测结果。
电致发光检测时，可以通过电柜的电源给太阳能电池模组供电，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子在能级间的跃迁、变化、复合导致发光，太阳能电池模组的电池芯片表面被激发出荧光，荧光中心波长约为870nm，使图像采集单元获取到成像后的图像，通过该图像识别获得缺陷的位置和大小。上述图像采集单元可以与光致发光检测模组共用同一个图像采集单元，即共用带通滤光片的镜头和CCD相机，从而节约设备成本。电池芯片被激发出荧光后，带通滤光片(870nm±20nm)的镜头获得去除杂质光的成像，再通过CCD相机获得灰度图像，灰度图像上灰度值较小(即荧光少或无)的部分为缺陷，通过该图像识别获得缺陷的位置和大小。
通过将第一检测结果和第二检测结果进行交叉判断，如果是电池芯片的缺陷，会导致光致发光检测模组和电致发光检测模组均不发光，如果仅是因为电池片之间的连接关系没有被接入电路，则光致发光检测模组发光，而电致检测模组不发光，判断模块综合了第一检测结果和第二检测结果后，直接得到了更加精准的缺陷种类，从而提高了检测精度。
如图2和图3所示，本实用新型实施例提供了一种太阳能电池模组的检测系统，其中包括本实用新型任意实施例提供的太阳能电池模组的检测装置，该检测系统还包括机架6和传送带5。
其中，光致发光检测模组和电致发光检测模组均设置在机架6上，传送带5用于传送待测太阳能电池模组4至光致发光检测模组和电致发光检测模组的检测位置。
优选地，该检测系统还包括用于成像的暗室3。上述光源矩阵7、图像采集单元和匀光器8均可以设置在该暗室3内。
优选地，该检测系统还包括显示装置1，用于显示太阳能电池模组4 的质量结果。
具体地，待测太阳能电池模组4通过传送带5输入至暗室3，检测系统发出开始检测的指令，光源矩阵7发射出所需的激光，通过匀光器8照射在待测太阳能电池模组4的表面，待测太阳能电池模组4的表面受激发射出相应波长的荧光到达CCD相机9，CCD相机9可获得灰度图像，第一识别单元输出第一检测结果。系统可循环进入下一样品的检测，也可暂停或结束检测，即可进行电致发光检测。
在电致发光检测时，控制电柜2连接太阳能电池模组4，系统发出开始检测信号，电源给太阳能电池模组4供电，太阳能电池模组4的电池芯片的表面受电激发发射出相应波长的荧光，到达CCD相机9，CCD相机9可获得灰度图像，第二识别单元输出第二检测结果，该样品的电致发光检测结束。
光致发光的荧光成像只包括少子寿命，不包括串并联影响，而电致发光的荧光成像既包括少子寿命，又包括串并联影响，通过判断模块对光致发光检测模组和电致发光检测模组的数据图片共同分析，得出太阳能电池模组4的缺陷种类，最终得到质量结果。
随着传送带5的连续运动，太阳能电池模组4不断通过检测区域，连续重复上述检测过程，从而实现检测动作在传送过程中连续进行，除系统故障外不会出现任何停滞的情况，实现了在线实时检测，生产效率得到极大提高，同时可与前端工序集成，实现对前端工序的闭环控制，能够实时反映前端工序的工作状态。
另外，由于测试大面积的太阳能电池模组4，光源离待测太阳能电池模组4比较远，且单个激光功率达不辐照功率要求，所以设置了上述光源矩阵 7，光源矩阵7通过匀光器8后到达样品表面，使得样品表面辐照强度达到一定均匀性要求。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种太阳能电池模组的检测装置，其特征在于，包括：
光致发光检测模组，用于对待测太阳能电池模组中的电池芯片进行检测，并输出第一检测结果；
电致发光检测模组，用于待测太阳能电池模组中的电池芯片之间的连接进行检测，并输出第二检测结果；
判断模块，用于获取所述光致发光检测模组和所述电致发光检测模组所检测的所述第一检测结果和所述第二检测结果，根据所述第一检测结果和所述第二检测结果自动判定太阳能电池模组的质量。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述判断模块，用于根据所述第一检测结果和所述第二检测结果确定太阳能电池模组的质量，包括：
当所述第一检测结果为光致发光达到设定的第一亮度并且所述第二检测结果为电致发光达到设定的第二亮度或第三亮度时，确定太阳能电池模组的质量为合格；
当所述第一检测结果为光致发光达到设定的第四亮度并且所述第二检测结果为电致发光达到设定的第三亮度时，确定太阳能电池模组的质量为合格；
当所述第二检测结果为电致发光未达到设定的第三亮度，确定太阳能电池模组的质量为不合格；
其中，所述第三亮度低于所述第二亮度；所述第四亮度低于所述第一亮度。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光致发光检测模组包括光源矩阵、图像采集单元和第一识别单元；
所述光源矩阵用于向待测太阳能电池模组的表面发射激光；
所述图像采集单元用于获取所述待测太阳能电池模组成像后的图像；
所述第一识别单元用于根据所述图像输出所述第一检测结果。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述光致发光检测模组还包括匀光器，用于调整所述光源矩阵发出的激光的均匀性。
5.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述图像采集单元包括带通滤光片的镜头和CCD相机。
6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述电致发光检测模组包括电源、图像采集单元和第二识别单元；
所述电源用于向待测太阳能电池模组供电；
所述图像采集单元用于获取所述待测太阳能成像后的图像；
所述第二识别单元用于根据所述图像输出所述第二检测结果。
7.一种太阳能电池模组的检测系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的检测装置；所述检测系统还包括机架和传送带；
所述光致发光检测模组和所述电致发光检测模组均设置在所述机架上；
所述传送带用于传送待测太阳能电池模组至所述光致发光检测模组和所述电致发光检测模组的检测位置。
8.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，还包括用于检测成像的暗室。
9.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，还包括显示装置，用于显示太阳能电池模组的质量结果。
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