專利名稱：非接觸式太陽能電池缺陷檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
非接觸式太陽能電池缺陷檢測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于太陽能電池檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種非接觸式太陽能電 池缺陷檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
[0002]太陽能電池的缺陷表現(xiàn)為電池表面的壞點(diǎn)和裂紋，目前對(duì)太陽能電池的缺陷檢 測(cè)方法為電致發(fā)光檢測(cè)方法，其基本原理為半導(dǎo)體材料中處于激發(fā)態(tài)的電子可以向較低 的能級(jí)躍遷，并以光輻射的形式放出能量，電池發(fā)光檢測(cè)方法具體操作為對(duì)太陽能電池 通以一定的電流，利用電池的電致發(fā)光原理使電池發(fā)光，然后利用成像單元對(duì)發(fā)光的電 池進(jìn)行拍照，最后利用發(fā)光圖像判斷電池是否存在缺陷，有壞點(diǎn)缺陷的電池的發(fā)光圖像 表現(xiàn)為圖像表面存在黑點(diǎn)，有裂紋缺陷的電池的發(fā)光圖像表現(xiàn)為圖像表面存在無規(guī)律的 放射性紋路。電致發(fā)光檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)裝置容易得到，成本低。缺點(diǎn)是該方法屬 于接觸式檢測(cè)，即檢測(cè)夾具夾在電池上進(jìn)行電池檢測(cè)，會(huì)對(duì)電池造成機(jī)械損傷，并且加 電電流大小隨電池溫度變化會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)造成電池發(fā)光亮度變化從而影響檢測(cè)結(jié)果，對(duì)于 禁止接觸檢測(cè)的場(chǎng)合，該方法無法使用。[0003]經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?00910046715.X，公開號(hào)為CN101487802A，專利名稱為太陽能電池板裂紋檢測(cè)儀的發(fā)明專利申請(qǐng)，內(nèi)容包括激光控制器、轉(zhuǎn)動(dòng)鏡控制器、 激光源、反射鏡、轉(zhuǎn)動(dòng)鏡、成像透鏡、線陣CCD、推掃驅(qū)動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)和載物臺(tái)。激 光源、反射鏡、轉(zhuǎn)動(dòng)鏡、成像透鏡、線陣CCD依次成光路連接；激光源發(fā)射的激光束經(jīng) 過反射鏡反射后，照射到轉(zhuǎn)動(dòng)鏡上，轉(zhuǎn)動(dòng)鏡按照一定的頻率旋轉(zhuǎn)，將激光束反射到被測(cè) 太陽能電池板表面，并實(shí)現(xiàn)對(duì)其表面的行掃描，被電池板反射的激光能量經(jīng)過成像透鏡 后成像于線陣CCD上，CCD將圖象數(shù)據(jù)采集到計(jì)算機(jī)中。上述技術(shù)無需檢測(cè)夾具，解 決了接觸檢測(cè)對(duì)電池造成機(jī)械損傷的問題，無外加電流施放于太陽電池，避免了電致發(fā) 光造成的電池?zé)釗舸﹩栴}，既可有效保護(hù)被檢電池，還能夠用于禁止接觸電池檢測(cè)的場(chǎng) 合。但是該檢測(cè)儀由于采用了多次反射，使得整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜；采用逐行掃描的方式，電 池只有在移動(dòng)狀態(tài)才能得到整體缺陷檢測(cè)，若電池已安裝到電池陣基板上，還會(huì)給電池 檢測(cè)帶來更大的不便，且該裝置不具備激光擴(kuò)束器，故無法自由調(diào)節(jié)激光光斑大小，所 以該裝置所測(cè)電池面積不能超過激光器發(fā)射的激光光斑大小，若使用該裝置進(jìn)行太陽電 池裂紋檢測(cè)則需要根據(jù)電池板電池大小配備專用激光器，這就使得設(shè)備可操作性降低， 另外該裝置不具備激光濾波功能，所以從電池片上反射的高亮度激光也會(huì)被CCD相機(jī)采 集，這樣就造成過曝光問題使得設(shè)備成像質(zhì)量下降。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種非接觸式太陽能電池缺 陷檢測(cè)裝置。無論被檢電池是否安裝到電池陣基板上，無需移動(dòng)電池，該裝置都可以方 便檢測(cè)到整片電池，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)效率和檢測(cè)精度高的特點(diǎn)。[0005]本實(shí)用 新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種非接觸式太陽能電池缺陷檢測(cè)裝置，包括連接半導(dǎo)體激光光源輸入端的激 光控制器和顯示圖像用計(jì)算機(jī)，其特征在于半導(dǎo)體激光光源的輸出端通過光纖連接有 激光擴(kuò)束器；所述計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線連接有工業(yè)黑白CCD相機(jī)。而且，所述激光控制器與半導(dǎo)體激光光源由控制線連接。而且，所述CCD相機(jī)鏡頭前設(shè)置有濾光片。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為1.本實(shí)用新型采用激光擴(kuò)束器，將半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的激光束直接擴(kuò)散到整 片電池表面，無論被檢電池是否安裝到電池陣基板上，也無需移動(dòng)電池，都可以方便檢 測(cè)到整片電池，簡(jiǎn)化了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，提高了檢測(cè)效率。適用于所有與太陽能電池 缺陷檢測(cè)有關(guān)的場(chǎng)合。2.本實(shí)用新型采用具有紅外拍照功能Point-Grey-GRAS-50S5M/C型號(hào)的工業(yè)黑 白CCD相機(jī)對(duì)發(fā)光電池進(jìn)行拍照，減少了光束反射后傳遞到計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的誤差，進(jìn)一步 提高了電池檢測(cè)的精度。

圖1為本實(shí)用新型裝置示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是 描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。非接觸式太陽能電池缺陷檢測(cè)裝置，包括連接半導(dǎo)體激光光源8輸入端的激光 控制器10和顯示圖像用計(jì)算機(jī)1。本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在于半導(dǎo)體激光光源的輸出端通過光纖7連接有激光擴(kuò)束器6 ；所述計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù) 線2連接工業(yè)黑白CCD相機(jī)3 ；激光控制器與半導(dǎo)體激光光源由控制線9連接；CCD相 機(jī)鏡頭前設(shè)置有濾光片4。本實(shí)行新型的檢測(cè)過程選用激光控制器通過控制線控制GKD-0450FMS-2T型號(hào)的半導(dǎo)體激光光源 發(fā)出的激光束，半導(dǎo)體激光光源作為太陽能電池5發(fā)光激發(fā)源。檢測(cè)硅太陽能電池 時(shí)，AmberRed-IOOOO型號(hào)激光控制器將激光束波長(zhǎng)調(diào)至0_900nm，經(jīng)光纖傳遞至 GKD-ZX-03型號(hào)的激光擴(kuò)束器對(duì)太陽電池進(jìn)行照射，電池發(fā)出中紅外波段的紅外光斑； 檢測(cè)單結(jié)砷化鎵太陽能電池時(shí)，AmberYellow-10000型號(hào)激光控制器將激光束波長(zhǎng)調(diào)至 0-876nm,經(jīng)光纖傳遞至激光擴(kuò)束器對(duì)太陽電池進(jìn)行照射，電池發(fā)出近紅外波段的紅外 光斑；檢測(cè)三結(jié)砷化鎵太陽能電池時(shí)，AmberGreen-10000型號(hào)的激光控制器將激光束波 長(zhǎng)調(diào)至0-666nm，經(jīng)光纖傳遞至激光擴(kuò)束器對(duì)太陽電池進(jìn)行照射，電池發(fā)出紅色可見光 斑。通過激光擴(kuò)束器調(diào)節(jié)激光光斑大小，使激光光斑能夠覆蓋整片電池；通過激光控制 器調(diào)節(jié)激光束波長(zhǎng)，使太陽能電池發(fā)光。在具有紅外拍照功能Point-Grey-GRAS_50S5M/C型號(hào)的工業(yè)黑白CCD相機(jī)鏡頭前安裝VIS-LPF550型號(hào)濾光片，通過濾光片將激光照射到電池表面后產(chǎn)生的反射光濾 除后，對(duì)發(fā)光電池進(jìn)行拍照；通過數(shù)據(jù)線將工業(yè)黑白CCD相機(jī)拍照的圖像傳至計(jì)算機(jī)。[0020]利用計(jì)算機(jī)程序判別電池是否存在缺陷，如果計(jì)算機(jī)顯示的圖像存在黑點(diǎn)，說 明電池存在壞點(diǎn)缺陷；如果電池表面有不規(guī)則的發(fā)射狀條紋，說明電池存在裂紋缺陷。[0021]本實(shí)用新型的工作原理利用太陽能電池光致發(fā)光原理，采用激光照射太陽能 電池，使電池發(fā)光，然后利用成像單元對(duì)發(fā)光圖像進(jìn)行拍照，并利用智能處理軟件自動(dòng) 分析電池是否存在缺陷。當(dāng)太陽能電池受光照后，入射光子激發(fā)電池中的電子向較低能 級(jí)躍遷，并以光輻射的形式放出能量，使得完好的電池經(jīng)照射后會(huì)發(fā)出一定強(qiáng)度一定波 長(zhǎng)的光，而有壞點(diǎn)缺陷或裂紋缺陷的電池，由于損壞位置局部電池被破壞不具備光之發(fā) 光效應(yīng)，這樣缺陷部位在電池光之發(fā)光圖像上表現(xiàn)為黑點(diǎn)或發(fā)射狀條紋。[0022]本實(shí)用新型采用光之發(fā)光技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，采用激光擴(kuò)束器，將半導(dǎo)體激光光源 發(fā)出的激光束直接擴(kuò)散到整片電池表面，無論被檢電池是否安裝到電池陣基板上，無需 移動(dòng)電池，都可以方便檢測(cè)到整片電池，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了電池的檢測(cè)效率和檢測(cè)精 度。
權(quán)利要求1.一種非接觸式太陽能電池缺陷檢測(cè)裝置，包括連接半導(dǎo)體激光光源輸入端的激光 控制器和顯示圖像用計(jì)算機(jī)，其特征在于半導(dǎo)體激光光源的輸出端通過光纖連接有激 光擴(kuò)束器；所述計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線連接有工業(yè)黑白CCD相機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式太陽能電池缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于所述激 光控制器與半導(dǎo)體激光光源由控制線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式太陽能電池缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于所述 CCD相機(jī)鏡頭前設(shè)置有濾光片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種非接觸式太陽能電池缺陷檢測(cè)裝置，包括連接半導(dǎo)體激光光源輸入端的激光控制器和顯示圖像用計(jì)算機(jī)，其特征在于半導(dǎo)體激光光源的輸出端通過光纖連接有激光擴(kuò)束器；所述計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線連接有工業(yè)黑白CCD相機(jī)。本實(shí)用新型采用激光擴(kuò)束器，將半導(dǎo)體激光光源發(fā)出的激光束直接擴(kuò)散到整片電池表面，無論被檢電池是否安裝到電池陣基板上，也無需移動(dòng)電池，都可以方便檢測(cè)到整片電池，簡(jiǎn)化了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，提高了檢測(cè)效率；采用具有紅外拍照功能Point-Grey-GRAS-50S5M/C型號(hào)的工業(yè)黑白CCD相機(jī)對(duì)發(fā)光電池進(jìn)行拍照，減少了光束反射后傳遞到計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的誤差，進(jìn)一步提高了電池檢測(cè)的精度。適用于所有與太陽能電池缺陷檢測(cè)有關(guān)的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G01N21/63GK201803957SQ20102056581
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者呼文韜, 程保義 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所