近红外相机在光伏模块检测中洞察秋毫

 Allied Vision为光伏(PV)模块检查系统提供在量子效率和灵敏度方面表现优异的近红外(NIR)相机。这类产品广泛应用于市场上的各类检查系统中，以便能在弱红外光环境下，对太阳能面板进行缺陷检测和质量检查。

项目简介

太阳能是清洁能源，其在替代传统能源方面颇具吸引力。人们不断要求光伏模块降低价格、并提高太阳能转换效率。

太阳能电池是太阳能发电系统中的基础组件，普遍由晶体硅制成。在晶体硅设备中，微裂纹产生的电池破损、电池上的恶化和分流区域，将会导致重大问题，并显著影响模块的性能。这些结构性缺陷，可能源于硅处理中遇到的挑战、晶格的质量或其他外部影响。为了解决这些问题，一批基于相机探测系统的光放射

诊断和质量控制工具，近年来正在迅速发展。

Allied Vision公司在韩国的合作伙伴DISSEM公司，基于电致发光原理，为太阳能电池检查系统供应商开发出了一套工作于近红外光谱范围的高效成像系统。

对于很多缺陷，使用传统的成像系统是检测不到的。解决这类可能影响模块性能问题的一种方法是：采用名为电致发光成像(EL)的测量方法。

EL成像是检查晶体和薄膜太阳能模块的强力质量评估工具。该方法的具体方式是对太阳能模块施加直接电流，并通过红外敏感的相机来测量光电效应。经过适当调校和配置，该系统能够在非常短的时间内，准确检测各种缺陷和老化情况。电池在施加给定的电流时产生的发光量，也可以用于测量该太阳能电池的转换效率。

图1：利用红外相机检测光伏模块上的缺陷。

光伏模块缺陷检测的困难

在检测光伏模块缺陷的过程中，面临的主要挑战有以下两点：

(1)、由于光伏效应的电致发光量非常微弱，需要使用极其灵敏的相机。

(2)、需要一套优秀的软件，用于研究电池的暗色缺陷、均匀性和整体效率。

一套电致发光系统，在箱体内组装多个相机以免受环境光影响。将太阳能电池放入该箱体，系统连接到恒定的电源。相机在电池通电的时候捕获图像。借助可靠检测软件的协助，随后对图像进行分析，检查电池的暗色缺陷、均匀性和整体效率。根据缺陷的严重程度，判断电池为合格或不合格。

光伏模块检测的过程充满挑战，需要在特定的950~1250nm波长范围内，能够拍摄清晰图像的相机。由于光伏效应的电致发光量非常微弱，需要使用极其灵敏的相机。相机必须能够在单次拍摄中精确呈现整个面板，且具有足够的分辨率，以便轻松检测损坏的触点、不同的光强度、微裂纹，以及通过视觉检查不能发现的电子激发的光子均匀性。

图2：光伏模块在线检测。

Allied Vision提供的解决方案

Allied Vision公司能在所需要的波长范围内，提供具有高灵敏度的高品质相机，同时软件易于使用，兼容性好，可快速配置。此外在产品价格方面也具有一定优势。

Manta G-145B近红外相机，专为在近红外光谱区域提供优秀响应而设计，其可在900nm波长处提供20%~30% 的量子效率(QE)。配备电荷耦合器件(CCD)成像传感器，Manta G-145B 近红外相机是工业太阳能电池质量控制流程的理想之选。二维阵列传感器CCD，因其具备高量子效率、低读取噪音和低于秒级的读帧速度，成为大批量检测工业光伏电池和大型面板的极佳工具。

客户评价Manta G-145B灵敏度高，可充分利用从太阳能模块诱发的电致发光，从而使用近红外光谱的微弱发光，在层压处理前后检测分流区域、晶体缺陷和破损的指型电极。相比规格类似的其他CCD相机，Manta相机的价格优势也是客户选择的一个重要因素。最后，Allied Vision提供的VIMBA软件开发包(SDK)直观易用，使得整个搭建过程便捷高效。

小结

客户对Allied Vision的Manta G-145B NIR相机给出了积极的正面反馈，它将帮助我们的合作伙伴为其客户提供低成本、高品质产品和服务。

“我们很高兴和Allied Vision的高效团队合作。在功能性、价格和客户售后服务方面，Allied Vision提供的产品和服务都远远超出了我们地预期。”在谈及与Allied Vision的伙伴关系时，DISSEM公司经理Yang Hyuk Jun先生这样说。

对于需求特殊的光伏检查应用，Allied Vision的Goldeye相机系列还能提供更为先进的解决方案。Goldeye是一款短波红外相机，最高灵敏度位于900~1700nm之间，是检测比Manta NIR相机工作波长更长的、电致发光辐射更弱的辐射的理想解决方案。