新的成像系统即使在明亮的阳光下也能揭示太阳能电池板的缺陷

华盛顿——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，在完全和部分阳光下检测硅太阳能电池板的缺陷。由于目前的缺陷检测方法无法在日光条件下使用，因此新系统可以更轻松地保持太阳能电池板的最佳工作状态。

硅太阳能电池板约占世界太阳能电池板的 90%，通常在制造、处理或安装过程中出现缺陷。这些缺陷会大大降低太阳能电池板的效率，因此快速、轻松地检测它们很重要。

在Optica 出版集团期刊《应用光学》中，中国南京理工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太阳能电池板模块上发现缺陷，这些模块已被移除并移动到内部或阴影环境中，”领导研究团队的钱云生说。“我们希望该系统能够帮助光伏电站的检查人员更快地定位和识别缺陷，从而使这些系统能够以最大水平发电。”

透过光看

在这项新工作中，研究人员创建了一个全天候成像系统，可在任何光照条件下工作。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，使其发出快速关闭和打开的光。当施加电流时，使用具有非常高帧速率的 InGaAs 探测器来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。

“非常快的成像速度允许收集更多图像，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算法，可以区分图像序列的调制部分和未调制部分，然后放大这种差异。这使得太阳能电池板中的缺陷能够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，该系统可以检测硅基太阳能电池板上的缺陷，辐照度为每平方米 0 到 1300 瓦，这相当于从完全黑暗到完全阳光的光照条件。

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