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太阳能光伏产业是国家重点支持的发展领域之一,该产业的核心技术为硅太阳能电池制备技术。硅太阳能电池中任一微小缺陷都会降低电池的光电转换效率和使用寿命,进而影响光伏系统的发电效率。本文基于涡流检测机理,构建出一套涡流扫查成像实验系统,利用两种涡流检测模式,对硅片、硅太阳能电池片的各向电特性分布特性和多类型缺陷进行检测。主要研究内容如下: (1)涡流扫查成像系统构建及其工作参数优化。基于TiePie-HS3信号发生/采集模块,研制了便携式涡流阻抗测量仪。将涡流传感器、便携式涡流阻抗测量仪及四轴运动控制平台进行集成,形成了涡流扫查成像装置。采用对比实验测试方法,对C扫描用涡流传感器的工作频段进行了优化选取。 (2)涡流传感器的缺陷检测能力测试。利用具有优化检测参数的涡流传感器对硅太阳能电池片中的多个宽为0.5mm的平行裂纹缺陷进行扫查检测,从信号的相角分布曲线中,标定出传感器的横向分辨力、最小可检裂纹长度等性能指标。 (3)晶硅电池缺陷的C扫描成像检测。利用C扫描用涡流传感器对硅太阳能电池片中的多类型缺陷(通槽型缺陷、十字型缺陷、边缘分叉裂纹等)进行C扫描检测,从相角成像结果中可以明显确定出缺陷的位置及尺寸信息。 (4)基于电各向异性的晶硅电池缺陷检测方法。采用一发一收旋转检测模式,测试得到了硅片、硅太阳能电池片的各向电特性。对比研究了激励与接收涡流传感器间距不同时,测得的硅太阳能电池片电各向异性。实验分析了十字型缺陷对单/多晶硅电池片电各向异性的影响规律。