[发明专利]一种硅太阳能电池转换效率检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体材料应用领域。

背景技术

硅太阳能电池是一种通过光电效应直接把光能转化成电能的装置。如今，许多太阳能电池制造企业的生产能力已经达到GW的规模，企业之间的竞争也已经达到白热化的程度。太阳能电池的质量检测和控制已成为决定太阳能电池制造企业生存和发展的关键因素之一。在太阳能电池制造加工的各个环节，都对无损、非接触的光电检测技术有着迫切的需求。

硅太阳电池的主要性能参数包括开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子和转换效率。这些参数是衡量硅太阳能电池性能好坏的标志。传统上，太阳能电池的转换效率是通过给光源辐射下的太阳能电池附加负载电阻或外接电源的方式测得的。这些接触式检测方法操作复杂、耗时，无法满足大规模生产的需要。

半导体的光致发光成像技术是用一定能量的光子激发半导体材料，由其产生的特征发光谱线来分析半导体材料性能的一种光学半导体材料测量方法。由于具有快速、无损和非接触的特点，已成功应用于硅太阳能电池的晶体缺陷检测和质量控制中。

发明内容

本发明为了解决现有硅太阳能电池转换效率检测装置结构复杂且检测方法多为接触式检测方法，检测步骤繁琐，导致在检测过程中操作不便，进而影响检测效率的问题，提出了一种硅太阳能电池转换效率检测装置及检测方法。

一种硅太阳能电池转换效率检测装置包括照明系统、红外相机和计算机，所述照明系统用于对硅太阳能电池进行光激励，红外相机用于拍摄照明系统照射在硅太阳能电池的红外图像，红外相机的图像信号输出端与计算机的图像信号输入端连接，红外相机的相机控制信号输入端与计算机的相机控制信号输出端连接。

所述照明系统包括红外激光器、耦合光纤和微型透镜组，红外激光器作为光源发射单色红外光，该单色红外光经过耦合光纤传导后入射至微型透镜组，微型透镜组对该单色红外光进行均匀扩束后入射至硅太阳能电池所在区域形成照明区域。

所述计算机包括：

用于控制红外相机拍摄方向和拍摄焦距的相机控制模块；

用于接收红外相机发送的红外图像，并将该红外图像发送至图像分析计算模块的图像接收模块；

用于接收图像接收模块发送的红外图像，并对该红外图像进行分析并计算出该红外图像的平均幅值，并将分析结果发送至数据存储模块、将该平均幅值发送至转换效率计算模块的图像分析计算模块；

用于接收图像分析计算模块发送的红外图像的平均幅值，根据该平均幅值计算出硅太阳能电池转换效率，并将该转换效率发送至数据存储模块的转换效率计算模块；

用于接收和存储图像分析计算模块发送的红外图像的分析结果和转换效率计算模块发送的硅太阳能电池转换效率，并将所述红外图像的分析结果和硅太阳能电池转换效率发送至显示模块进行显示的数据存储模块；

用于接收并显示数据存储模块发送的红外图像的分析结果和硅太阳能电池转换效率的显示模块。

一种硅太阳能电池转换效率检测方法，它是基于下述装置实现的，所述装置包括照明系统、红外相机和计算机，所述照明系统用于对硅太阳能电池进行光激励，红外相机用于拍摄照明系统照射在硅太阳能电池的红外图像，红外相机的图像信号输出端与计算机的图像信号输入端连接，红外相机的相机控制信号输入端与计算机的相机控制信号输出端连接，所述检测方法是由嵌入在计算机内的软件实现的，所述检测方法为：

用于控制红外相机拍摄方向和拍摄焦距的相机控制步骤；

用于接收红外相机发送的红外图像，并将该红外图像发送至图像分析计算模块的图像接收步骤；

用于接收图像接收模块发送的红外图像，并对该红外图像进行分析并计算出该红外图像的平均幅值，并将分析结果发送至数据存储模块、将该平均幅值发送至转换效率计算模块的图像分析计算步骤；

用于接收图像分析计算模块发送的红外图像的平均幅值，根据该平均幅值计算出硅太阳能电池转换效率，并将该转换效率发送至数据存储模块的转换效率计算步骤；

用于接收和存储图像分析计算模块发送的红外图像的分析结果和转换效率计算模块发送的硅太阳能电池转换效率，并将所述红外图像的分析结果和硅太阳能电池转换效率发送至显示模块进行显示的数据存储步骤；

用于接收并显示数据存储模块发送的红外图像的分析结果和硅太阳能电池转换效率的显示步骤。