即使在明亮的阳光下，新的成像系统也能揭示太阳能电池板的缺陷。
新方法可以简化检查并保持太阳能电池板有效运行。
研究人员已经开发并展示了一种新系统，该系统可以在任何天气条件下在全部和部分阳光下检测硅太阳能电池板的缺陷。 由于当前的缺陷检测方法不能在日光条件下使用，新系统可以更容易地保持太阳能电池板的最佳工作状态。
硅太阳能电池板占世界太阳能电池板的 90% 左右，在制造、处理或安装过程中经常出现缺陷。 这些缺陷会大大降低太阳能电池板的效率，因此快速轻松地检测到它们非常重要。
研究人员使用具有非常高帧速率的 InGaAs 探测器在施加调制电流时获取太阳能电池板的一系列图像。 该检测器提供的非常快的成像速度允许区分序列中图像之间的更多变化。 图片来源：钱云生，南京理工大学
在 Optica Publishing Group 期刊中 应用光学，来自中国南京科技大学的研究人员描述了新硬件和软件的独特组合如何使太阳能电池板中的缺陷即使在强光下也能清晰成像和分析。
“今天的缺陷检测系统只能用于在夜间或已被移除并移动到内部或阴影环境中的太阳能电池板模块上发现缺陷，”领导研究团队的钱云生说。 “我们希望这个系统可以用来帮助光伏电站的检查人员定位缺陷并更快地识别它们，从而使这些系统能够最大程度地发电。”
透过光看
在这项新工作中，研究人员创建了一个可以在任何光照条件下工作的全天候成像系统。 为了使缺陷可见，他们开发了一种软件，该软件将调制电流施加到太阳能电池板上，使其发出快速关闭和打开的光。 具有非常高帧速率的 InGaAs 探测器用于在施加电流时获取太阳能电池板的一系列图像。 研究人员还添加了一个过滤器，将检测到的波长限制在 1150 nm 附近，以去除图像中的一些杂散阳光。
研究人员开发了一种新系统，可以在全部和部分阳光下检测硅太阳能电池板的缺陷。 显示的是在低（左）、中（中）和高（右）日光辐照度下采集的图像。 顶行 (a, b, c) 是使用不能在阳光下工作的传统系统获得的，底行 (d, e, f) 是使用新系统和缺陷显示算法获得的。 图片来源：钱云生，南京理工大学
“非常快的成像速度可以收集更多图像，从而可以区分图像之间的更多变化，”该论文的第一作者吴盛说。 “关键的发展是一种新的算法，可以区分图像序列的调制和未调制部分，然后放大这种差异。 这使得太阳能电池板中的缺陷可以在高辐照度下清晰成像。”
为了测试该系统，研究人员将其应用于单晶硅和多晶硅太阳能电池板。 结果表明，该系统可以检测到辐照度为每平方米 0 至 1300 瓦的硅基太阳能电池板上的缺陷，这相当于从完全黑暗到完全阳光的光照条件。
研究人员现在正在开发有助于降低数字噪声以进一步提高图像质量的软件，从而使探测器能够更准确地收集图像变化。 他们还想看看是否可以将人工智能应用于获取的图像，以自动识别缺陷类型并进一步简化检查过程。
参考：“全天辐照下的硅太阳能电池板缺陷检测系统”，作者：Sheng Wu、Yijun Zhang、Yunsheng Qian、Yizheng Lang、Minjie Yang 和 Mohan Sun，27 年 2021 月 XNUMX 日， 应用光学.
DOI：10.1364/AO.435456
