本實(shí)用新型涉及光伏電池的電致發(fā)光測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種基于電致發(fā)光原理檢測(cè)光伏電池缺陷的裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，提高效率和降低成本成為整個(gè)行業(yè)的目標(biāo)。在太陽(yáng)能電池的薄片化發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)了許多嚴(yán)重的問(wèn)題，如碎片、電池片隱裂、表面污染、電極不良等,正是這些缺陷限制了電池的光電轉(zhuǎn)化效率和使用壽命。同時(shí)，由于沒(méi)有完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，太陽(yáng)能電池原材料質(zhì)量也是參差不齊，一些缺陷片的存在直接影響到組件乃至光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，太陽(yáng)能行業(yè)需要有快速有效和準(zhǔn)確的定位檢驗(yàn)方法來(lái)檢驗(yàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

發(fā)光成像方法為太陽(yáng)能電池缺陷檢測(cè)提供了一種非常好的解決方案,這種檢測(cè)技術(shù)使用方便,類似透視的二維化面檢測(cè)。由于太陽(yáng)能電池在加工生產(chǎn)過(guò)程中，采用兩三百微米的單晶硅片作為載體，極易產(chǎn)生隱裂、黑心片、暗片、斷柵、破片、低效片、污垢片和過(guò)刻等肉眼難以直接看到的缺陷，只有通過(guò)對(duì)單片電池片、層壓敷設(shè)件和組件使用電致發(fā)光（簡(jiǎn)稱EL）測(cè)試，利用EL圖像的亮度正比于電池片中少子擴(kuò)散長(zhǎng)度與電流密度的原理，即有缺陷的地方，少子擴(kuò)散長(zhǎng)度較低，顯示出來(lái)的圖像亮度較暗，可以有效地發(fā)現(xiàn)硅材料、擴(kuò)散、刻蝕、印刷、燒結(jié)等工藝過(guò)程存在的不足，方便分析解決問(wèn)題，能夠有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率，有助于完善工藝和穩(wěn)定產(chǎn)量。所以為了保證太陽(yáng)能電池高效工作，專門設(shè)計(jì)一種高效快速檢測(cè)電池結(jié)構(gòu)缺陷的檢測(cè)裝置對(duì)實(shí)際生產(chǎn)是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于電致發(fā)光原理檢測(cè)光伏電池缺陷的裝置，該裝置能夠快速檢測(cè)硅或砷化鎵太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)缺陷，方便分析解決問(wèn)題，能夠有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：

一種基于電致發(fā)光原理檢測(cè)光伏電池缺陷的裝置，其特征在于：它包括底座、電池檢測(cè)平臺(tái)和暗箱，所述電池檢測(cè)平臺(tái)和暗箱并列安裝在底座上；

所述底座上設(shè)有一對(duì)平行布置的導(dǎo)軌，所述電池檢測(cè)平臺(tái)下部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)軌輪，導(dǎo)軌輪落在導(dǎo)軌上，所述電池檢測(cè)平臺(tái)與底座之間通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)連接；

所述電池檢測(cè)平臺(tái)上部設(shè)有十六個(gè)電池槽，十六個(gè)電池槽按照四行四列的方式均勻分布；其中每列電池槽的一側(cè)都設(shè)有一根通電導(dǎo)桿，通電導(dǎo)桿與電池檢測(cè)平臺(tái)之間通過(guò)軸承座連接；每根通電導(dǎo)桿上都設(shè)有四對(duì)電極觸頭，四對(duì)電極觸頭分別與一列的四個(gè)電池槽相對(duì)應(yīng)；所述每根通電導(dǎo)桿的一端都設(shè)有旋轉(zhuǎn)臂，所述底座上還設(shè)有液壓升降裝置，每個(gè)旋轉(zhuǎn)臂都與液壓升降裝置通過(guò)彈簧連接；

所述暗箱的頂部設(shè)有十六個(gè)紅外線攝像機(jī)，十六個(gè)紅外線攝像機(jī)的排列方式與十六個(gè)電池槽的排列方式相同，其中每個(gè)紅外線攝像機(jī)的鏡頭下面都安裝有帶通濾光片。

所述紅外線攝像機(jī)的鏡頭處設(shè)置有帶通濾光片半自動(dòng)裝換器；所述帶通濾光片半自動(dòng)裝換器包括電機(jī)、齒輪減速機(jī)構(gòu)和可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片；所述可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片由三塊正方形的帶通濾光片拼接而成，三塊帶通濾光片拼接成L型；所述電機(jī)與紅外線攝像機(jī)固定連接，電機(jī)與可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片之間通過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：該裝置能夠快速檢測(cè)硅或砷化鎵太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)缺陷，方便分析解決問(wèn)題，能夠有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率。該裝置一次可測(cè)試十六個(gè)光伏電池。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的立面示意圖。

圖2是圖1的左視示意圖。

圖3是圖1的俯視示意圖。

圖4是本實(shí)用新型中的紅外線攝像機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)立面示意圖。

圖5是本實(shí)用新型中的紅外線攝像機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)仰視示意圖。

圖中：1、底座，2、電池檢測(cè)平臺(tái)，3、暗箱，4、導(dǎo)軌，5、液壓升降裝置，6、紅外線攝像機(jī)，7、通電導(dǎo)桿，8、電極觸頭，9、旋轉(zhuǎn)臂，10、彈簧，11、齒輪齒條機(jī)構(gòu)，12、電池槽，13、軸承座，14、電機(jī)，15、齒輪減速機(jī)構(gòu)，16、可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片，17、鏡頭，18、限位開(kāi)關(guān)。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明（如圖1-5所示）。

一種基于電致發(fā)光原理檢測(cè)光伏電池缺陷的裝置，它包括底座1、電池檢測(cè)平臺(tái)2和暗箱3，所述電池檢測(cè)平臺(tái)2和暗箱3并列安裝在底座1上（如圖1所示）；

所述底座1上設(shè)有一對(duì)平行布置的導(dǎo)軌4（如圖2所示，所述導(dǎo)軌4是沿電池檢測(cè)平臺(tái)2和暗箱3并列的方向布置），所述電池檢測(cè)平臺(tái)2下部設(shè)有多個(gè)導(dǎo)軌輪，導(dǎo)軌輪落在（對(duì)應(yīng)的）導(dǎo)軌4上，所述電池檢測(cè)平臺(tái)2與底座1之間通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)11連接（所述齒輪齒條機(jī)構(gòu)11的齒輪安裝在底座1上，齒條則安裝在電池檢測(cè)平臺(tái)2底部，且與導(dǎo)軌4平行，所述齒輪由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)11電池檢測(cè)平臺(tái)2可以在導(dǎo)軌4上來(lái)回移動(dòng)，并且可以移動(dòng)到暗箱3底部，由PLC控制來(lái)回移動(dòng)）；

所述電池檢測(cè)平臺(tái)2上部設(shè)有十六個(gè)（用于安放光伏電池的）電池槽12（如圖3所示），十六個(gè)電池槽12按照四行四列的方式均勻分布；其中每列電池槽12的一側(cè)都設(shè)有一根通電導(dǎo)桿7，通電導(dǎo)桿7與電池檢測(cè)平臺(tái)2之間通過(guò)（三個(gè)）軸承座13連接；每根通電導(dǎo)桿7上都設(shè)有四對(duì)（用于與對(duì)應(yīng)電池槽12內(nèi)的光伏電池的正負(fù)電極相連的）電極觸頭8（所有電極觸頭8之間通過(guò)導(dǎo)線連接，將十六塊光伏電池串聯(lián)起來(lái)），四對(duì)電極觸頭8分別與一列的四個(gè)電池槽12相對(duì)應(yīng)；所述每根通電導(dǎo)桿7的一端都設(shè)有旋轉(zhuǎn)臂9，所述底座1上還設(shè)有液壓升降裝置5，每個(gè)旋轉(zhuǎn)臂9都與液壓升降裝置5通過(guò)彈簧10連接（液壓升降裝置5包括液壓油缸和連接板，連接板安裝在液壓油缸頂端，旋轉(zhuǎn)臂9與連接板之間通過(guò)彈簧10連接；所述液壓升降裝置5的升降可以帶動(dòng)通電導(dǎo)桿7轉(zhuǎn)動(dòng)）；

所述暗箱3（內(nèi)部）的頂部設(shè)有十六個(gè)紅外線攝像機(jī)6，十六個(gè)紅外線攝像機(jī)6的排列方式與十六個(gè)電池槽12的排列方式相同（當(dāng)電池檢測(cè)平臺(tái)2移動(dòng)到暗箱3內(nèi)時(shí)，十六個(gè)紅外線攝像機(jī)6與十六個(gè)電池槽12一一對(duì)應(yīng)檢測(cè)），其中每個(gè)紅外線攝像機(jī)6的鏡頭17下面都安裝有帶通濾光片。

如圖4和5所示，所述紅外線攝像機(jī)6的鏡頭17處設(shè)置有帶通濾光片半自動(dòng)裝換器；所述帶通濾光片半自動(dòng)裝換器包括電機(jī)14、齒輪減速機(jī)構(gòu)15和可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片16；所述可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片16由三塊正方形的帶通濾光片拼接而成，三塊帶通濾光片拼接成L型；所述電機(jī)14與紅外線攝像機(jī)6固定連接，電機(jī)14與可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片16之間通過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)15連接（所述三塊帶通濾光片分別用于拍攝光伏電池三層不同的圖像；通過(guò)電機(jī)14的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)L型可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片16轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)三塊帶通濾光片分別置于紅外線攝像機(jī)6鏡頭17下面拍攝，L型可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片16的轉(zhuǎn)動(dòng)由PLC控制）。

所述帶通濾光片半自動(dòng)裝換器還包括限位開(kāi)關(guān)18，用于限制可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片16的位置；每當(dāng)正方形帶通濾光片邊角碰到限位開(kāi)關(guān)18時(shí)，電機(jī)14會(huì)停止，然后紅外線攝像機(jī)6拍攝發(fā)光圖像，5秒后可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片16開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)直到另一塊帶通濾光片的邊角和限位開(kāi)關(guān)接觸；在三次拍攝完成后，可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片16旋轉(zhuǎn)90°，每個(gè)帶通濾光片的邊角未和限位開(kāi)關(guān)18接觸，此時(shí)電機(jī)14停止拍攝。

本實(shí)用新型的使用原理：本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的裝置是針對(duì)光伏電池的結(jié)構(gòu)缺陷利用光伏電池的電致發(fā)光的原理來(lái)拍攝光伏電池的發(fā)光圖像，將圖像信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上來(lái)判斷電池的好壞。所述液壓升降裝置5上升使旋轉(zhuǎn)臂9轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)通電導(dǎo)桿7轉(zhuǎn)動(dòng)使通電導(dǎo)桿7上的電極觸頭8與光伏電池的兩極分離；當(dāng)液壓升降裝置5下降時(shí)，旋轉(zhuǎn)臂9轉(zhuǎn)動(dòng)使通電導(dǎo)桿7上的電極觸頭與光伏電池的兩極接觸，十六個(gè)電池就可以串聯(lián)在一起。

檢測(cè)光伏電池的步驟是：先將十六個(gè)光伏電池放入電池槽12，然后啟動(dòng)液壓升降裝置5，液壓升降裝置5下降，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂9轉(zhuǎn)動(dòng)，通電導(dǎo)桿7轉(zhuǎn)動(dòng)使通電導(dǎo)桿7上的電極觸頭8與光伏電池的兩極接觸。將十六個(gè)光伏電池串聯(lián)在一起后，通過(guò)電池檢測(cè)平臺(tái)2下方的導(dǎo)軌4和齒輪齒條機(jī)構(gòu)11，由PLC控制電池檢測(cè)平臺(tái)2輸送到暗箱3內(nèi)，然后用恒流電源跟光伏電池通電，電池發(fā)光。電池檢測(cè)平臺(tái)2進(jìn)入暗箱3后，啟動(dòng)紅外線攝像機(jī)6開(kāi)始工作，因?yàn)樯榛夒姵赜腥龑咏Y(jié)構(gòu)，每層結(jié)構(gòu)發(fā)出不同的光，因此通過(guò)紅外線攝像機(jī)6鏡頭17下方的帶通濾光片半自動(dòng)裝換器來(lái)拍攝每層的發(fā)光現(xiàn)象；由PLC控制電機(jī)14和齒輪減速機(jī)構(gòu)15，帶動(dòng)可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片16旋轉(zhuǎn)，每當(dāng)一個(gè)正方形帶通濾光片置于鏡頭17下方時(shí)，電機(jī)14停止轉(zhuǎn)動(dòng)，然后紅外線攝像機(jī)6拍攝發(fā)光圖像，5秒后旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)帶通濾光片16直至下一個(gè)正方形帶通濾光片置于鏡頭17下方，以此類推在三次拍攝完成后，電機(jī)14停止拍攝；把三次拍攝采集的信號(hào)發(fā)送到計(jì)算機(jī)上，計(jì)算機(jī)進(jìn)一步對(duì)信號(hào)分析處理，在人機(jī)界面上顯示出拍攝的電池每層發(fā)光的圖像，以此判斷光伏電池的好壞。

以上說(shuō)明僅為本實(shí)用新型的應(yīng)用實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的等效變化，仍屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。