華盛頓——研究人員已經(jīng)開發(fā)并展示了一種新系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在任何天氣條件下，在完全和部分陽光下檢測硅太陽能電池板的缺陷。由于目前的缺陷檢測方法無法在日光條件下使用，因此新系統(tǒng)可以更輕松地保持太陽能電池板的最佳工作狀態(tài)。
硅太陽能電池板約占世界太陽能電池板的 90%，通常在制造、處理或安裝過程中出現(xiàn)缺陷。這些缺陷會大大降低太陽能電池板的效率，因此快速、輕松地檢測它們很重要。
在Optica 出版集團(tuán)期刊《應(yīng)用光學(xué)》中，中國南京理工大學(xué)的研究人員描述了新硬件和軟件的獨(dú)特組合如何使太陽能電池板的缺陷即使在強(qiáng)光下也能清晰成像和分析。
“今天的缺陷檢測系統(tǒng)只能用于在夜間或太陽能電池板模塊上發(fā)現(xiàn)缺陷，這些模塊已被移除并移動到內(nèi)部或陰影環(huán)境中，”領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊的錢云生說。“我們希望該系統(tǒng)能夠幫助光伏電站的檢查人員更快地定位和識別缺陷，從而使這些系統(tǒng)能夠以最大水平發(fā)電。”
透過光看
在這項新工作中，研究人員創(chuàng)建了一個全天候成像系統(tǒng)，可在任何光照條件下工作。為了使缺陷可見，他們開發(fā)了一種軟件，該軟件將調(diào)制電流施加到太陽能電池板，使其發(fā)出快速關(guān)閉和打開的光。當(dāng)施加電流時，使用具有非常高幀速率的 InGaAs 探測器來獲取太陽能電池板的一系列圖像。研究人員還添加了一個過濾器，將檢測到的波長限制在 1150 nm 附近，以去除圖像中的一些雜散陽光。
“非?？斓某上袼俣仍试S收集更多圖像，從而可以區(qū)分圖像之間的更多變化，”該論文的第一作者吳盛說。“關(guān)鍵的發(fā)展是一種新算法，可以區(qū)分圖像序列的調(diào)制部分和未調(diào)制部分，然后放大這種差異。這使得太陽能電池板中的缺陷能夠在高輻照度下清晰成像。”
為了測試該系統(tǒng)，研究人員將其應(yīng)用于單晶硅和多晶硅太陽能電池板。結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以檢測硅基太陽能電池板上的缺陷，輻照度為每平方米 0 到 1300 瓦，這相當(dāng)于從完全黑暗到完全陽光的光照條件。
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