一种基于电致发光原理检测光伏电池缺陷的装置的制作方法

本实用新型涉及光伏电池的电致发光测试领域，具体涉及一种基于电致发光原理检测光伏电池缺陷的装置。

背景技术：

近年来，光伏产业发展迅猛，提高效率和降低成本成为整个行业的目标。在太阳能电池的薄片化发展过程中，出现了许多严重的问题，如碎片、电池片隐裂、表面污染、电极不良等,正是这些缺陷限制了电池的光电转化效率和使用寿命。同时，由于没有完善的行业标准，太阳能电池原材料质量也是参差不齐，一些缺陷片的存在直接影响到组件乃至光伏系统的稳定性。因此，太阳能行业需要有快速有效和准确的定位检验方法来检验生产环节可能出现的问题。

发光成像方法为太阳能电池缺陷检测提供了一种非常好的解决方案,这种检测技术使用方便,类似透视的二维化面检测。由于太阳能电池在加工生产过程中，采用两三百微米的单晶硅片作为载体，极易产生隐裂、黑心片、暗片、断栅、破片、低效片、污垢片和过刻等肉眼难以直接看到的缺陷，只有通过对单片电池片、层压敷设件和组件使用电致发光（简称EL）测试，利用EL图像的亮度正比于电池片中少子扩散长度与电流密度的原理，即有缺陷的地方，少子扩散长度较低，显示出来的图像亮度较暗，可以有效地发现硅材料、扩散、刻蚀、印刷、烧结等工艺过程存在的不足，方便分析解决问题，能够有助于提高产品质量和效率，有助于完善工艺和稳定产量。所以为了保证太阳能电池高效工作，专门设计一种高效快速检测电池结构缺陷的检测装置对实际生产是非常必要的。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于电致发光原理检测光伏电池缺陷的装置，该装置能够快速检测硅或砷化镓太阳能电池结构缺陷，方便分析解决问题，能够有助于提高产品质量和效率。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

一种基于电致发光原理检测光伏电池缺陷的装置，其特征在于：它包括底座、电池检测平台和暗箱，所述电池检测平台和暗箱并列安装在底座上；

所述底座上设有一对平行布置的导轨，所述电池检测平台下部设有多个导轨轮，导轨轮落在导轨上，所述电池检测平台与底座之间通过齿轮齿条机构连接；

所述电池检测平台上部设有十六个电池槽，十六个电池槽按照四行四列的方式均匀分布；其中每列电池槽的一侧都设有一根通电导杆，通电导杆与电池检测平台之间通过轴承座连接；每根通电导杆上都设有四对电极触头，四对电极触头分别与一列的四个电池槽相对应；所述每根通电导杆的一端都设有旋转臂，所述底座上还设有液压升降装置，每个旋转臂都与液压升降装置通过弹簧连接；

所述暗箱的顶部设有十六个红外线摄像机，十六个红外线摄像机的排列方式与十六个电池槽的排列方式相同，其中每个红外线摄像机的镜头下面都安装有带通滤光片。

所述红外线摄像机的镜头处设置有带通滤光片半自动装换器；所述带通滤光片半自动装换器包括电机、齿轮减速机构和可旋转带通滤光片；所述可旋转带通滤光片由三块正方形的带通滤光片拼接而成，三块带通滤光片拼接成L型；所述电机与红外线摄像机固定连接，电机与可旋转带通滤光片之间通过齿轮减速机构连接。

本实用新型的有益效果是：该装置能够快速检测硅或砷化镓太阳能电池结构缺陷，方便分析解决问题，能够有助于提高产品质量和效率。该装置一次可测试十六个光伏电池。

附图说明

图1是本实用新型的立面示意图。

图2是图1的左视示意图。

图3是图1的俯视示意图。

图4是本实用新型中的红外线摄像机内部结构立面示意图。

图5是本实用新型中的红外线摄像机内部结构仰视示意图。

图中：1、底座，2、电池检测平台，3、暗箱，4、导轨，5、液压升降装置，6、红外线摄像机，7、通电导杆，8、电极触头，9、旋转臂，10、弹簧，11、齿轮齿条机构，12、电池槽，13、轴承座，14、电机，15、齿轮减速机构，16、可旋转带通滤光片，17、镜头，18、限位开关。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例和附图对本实用新型的技术方案做进一步的说明（如图1-5所示）。

一种基于电致发光原理检测光伏电池缺陷的装置，它包括底座1、电池检测平台2和暗箱3，所述电池检测平台2和暗箱3并列安装在底座1上（如图1所示）；

所述底座1上设有一对平行布置的导轨4（如图2所示，所述导轨4是沿电池检测平台2和暗箱3并列的方向布置），所述电池检测平台2下部设有多个导轨轮，导轨轮落在（对应的）导轨4上，所述电池检测平台2与底座1之间通过齿轮齿条机构11连接（所述齿轮齿条机构11的齿轮安装在底座1上，齿条则安装在电池检测平台2底部，且与导轨4平行，所述齿轮由驱动机构驱动转动，通过齿轮齿条机构11电池检测平台2可以在导轨4上来回移动，并且可以移动到暗箱3底部，由PLC控制来回移动）；

所述电池检测平台2上部设有十六个（用于安放光伏电池的）电池槽12（如图3所示），十六个电池槽12按照四行四列的方式均匀分布；其中每列电池槽12的一侧都设有一根通电导杆7，通电导杆7与电池检测平台2之间通过（三个）轴承座13连接；每根通电导杆7上都设有四对（用于与对应电池槽12内的光伏电池的正负电极相连的）电极触头8（所有电极触头8之间通过导线连接，将十六块光伏电池串联起来），四对电极触头8分别与一列的四个电池槽12相对应；所述每根通电导杆7的一端都设有旋转臂9，所述底座1上还设有液压升降装置5，每个旋转臂9都与液压升降装置5通过弹簧10连接（液压升降装置5包括液压油缸和连接板，连接板安装在液压油缸顶端，旋转臂9与连接板之间通过弹簧10连接；所述液压升降装置5的升降可以带动通电导杆7转动）；

所述暗箱3（内部）的顶部设有十六个红外线摄像机6，十六个红外线摄像机6的排列方式与十六个电池槽12的排列方式相同（当电池检测平台2移动到暗箱3内时，十六个红外线摄像机6与十六个电池槽12一一对应检测），其中每个红外线摄像机6的镜头17下面都安装有带通滤光片。

如图4和5所示，所述红外线摄像机6的镜头17处设置有带通滤光片半自动装换器；所述带通滤光片半自动装换器包括电机14、齿轮减速机构15和可旋转带通滤光片16；所述可旋转带通滤光片16由三块正方形的带通滤光片拼接而成，三块带通滤光片拼接成L型；所述电机14与红外线摄像机6固定连接，电机14与可旋转带通滤光片16之间通过齿轮减速机构15连接（所述三块带通滤光片分别用于拍摄光伏电池三层不同的图像；通过电机14的转动带动L型可旋转带通滤光片16转动，从而实现三块带通滤光片分别置于红外线摄像机6镜头17下面拍摄，L型可旋转带通滤光片16的转动由PLC控制）。

所述带通滤光片半自动装换器还包括限位开关18，用于限制可旋转带通滤光片16的位置；每当正方形带通滤光片边角碰到限位开关18时，电机14会停止，然后红外线摄像机6拍摄发光图像，5秒后可旋转带通滤光片16开始转动直到另一块带通滤光片的边角和限位开关接触；在三次拍摄完成后，可旋转带通滤光片16旋转90°，每个带通滤光片的边角未和限位开关18接触，此时电机14停止拍摄。

本实用新型的使用原理：本实用新型所设计的装置是针对光伏电池的结构缺陷利用光伏电池的电致发光的原理来拍摄光伏电池的发光图像，将图像信息传输到计算机上来判断电池的好坏。所述液压升降装置5上升使旋转臂9转动，带动通电导杆7转动使通电导杆7上的电极触头8与光伏电池的两极分离；当液压升降装置5下降时，旋转臂9转动使通电导杆7上的电极触头与光伏电池的两极接触，十六个电池就可以串联在一起。

检测光伏电池的步骤是：先将十六个光伏电池放入电池槽12，然后启动液压升降装置5，液压升降装置5下降，推动旋转臂9转动，通电导杆7转动使通电导杆7上的电极触头8与光伏电池的两极接触。将十六个光伏电池串联在一起后，通过电池检测平台2下方的导轨4和齿轮齿条机构11，由PLC控制电池检测平台2输送到暗箱3内，然后用恒流电源跟光伏电池通电，电池发光。电池检测平台2进入暗箱3后，启动红外线摄像机6开始工作，因为砷化镓电池有三层结构，每层结构发出不同的光，因此通过红外线摄像机6镜头17下方的带通滤光片半自动装换器来拍摄每层的发光现象；由PLC控制电机14和齿轮减速机构15，带动可旋转带通滤光片16旋转，每当一个正方形带通滤光片置于镜头17下方时，电机14停止转动，然后红外线摄像机6拍摄发光图像，5秒后旋转可旋转带通滤光片16直至下一个正方形带通滤光片置于镜头17下方，以此类推在三次拍摄完成后，电机14停止拍摄；把三次拍摄采集的信号发送到计算机上，计算机进一步对信号分析处理，在人机界面上显示出拍摄的电池每层发光的图像，以此判断光伏电池的好坏。

以上说明仅为本实用新型的应用实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。