随着太阳能这一清洁能源的快速发展,对高光电转化效率的太阳能电池需求逐渐增大。然而,太阳能电池生产过程复杂,且为多层结构,不同结构中的缺陷产生原因也不尽相同。暗场锁相热成像技术(Dark Lock-in Thermography,DLIT)目前已经成功实现对微电子器件表层底层缺陷的分离,研究DLIT方法分辨太阳能电池不同深度缺陷,对于明确缺陷产生的物理机制,改进制造工艺有着重要意义。本文首先分析了硅太阳能电池热损耗机制,将太阳能电池内部缺陷等效为周期性振荡的热源,结合太阳能电池结构,根据热传导方程及各种边界条件及组合建立了缺陷热波源数学模型,计算了缺陷热波源热转换函数以及点、线扩散函数,明确了内部缺陷对电池表面温度信号的作用。利用该模型对太阳能电池缺陷热波扩散行为进行研究,对相关现象进行了阐述和总结。基于以上研究,提出了缺陷深度分辨反卷积策略,通过仿真分析验证了该方法的可行性。其次,基于暗场锁相热成像原理以及深度分辨反卷积方法,研制了硅太阳能电池缺陷深度分辨DLIT试验系统,开发DLIT成像软件和缺陷深度分辨软件,实现了软件系统与硬件系统的协调控制。为后续实验奠定了基础。最后,制备不同尺度(形状、尺寸、深度)缺陷的单晶硅太阳能电池刻划样件和质子辐照样件。试验分析了相关实验参数对DLIT成像信噪比的影响规律,为后续试验选择最优的参数,保证试验的准确性。对以上样件进行DLIT深度分辨成像试验,结果表明,深度分辨反卷积策略可实现对不同深度缺陷的准确分离,获取缺陷深度信息,分辨率达到了1μm。