監(jiān)視光伏電池的質(zhì)量的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】描述了光伏電池的質(zhì)量監(jiān)視的方法和系統(tǒng)，對于每個(gè)電池，該方法包括：激發(fā)步驟，在此期間要被監(jiān)視的電池經(jīng)受在既定激發(fā)水平下的激發(fā)；在激發(fā)后獲取要被監(jiān)視的電池的至少一個(gè)發(fā)光圖像的步驟；以及處理所獲取的圖像的步驟。本發(fā)明的特征在于，對于每個(gè)電池，提供了確定被調(diào)整以適應(yīng)該電池的激發(fā)水平的預(yù)備步驟，要被監(jiān)視的不同電池的相應(yīng)經(jīng)調(diào)整的激發(fā)水平被修改，使得由不同電池發(fā)射的信號的發(fā)光強(qiáng)度等于相同的參照發(fā)光強(qiáng)度。
【專利說明】
監(jiān)視光伏電池的質(zhì)量的方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及監(jiān)視例如通過光致發(fā)光或電致發(fā)光的光伏電池的質(zhì)量的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光伏電池被光照束激發(fā)后所獲取的該電池的光致發(fā)光圖像使得有可能定位可 能損害電池的性能的缺陷。運(yùn)些缺陷作為比圖像背景更暗的區(qū)域出現(xiàn)在圖像中。不同的方 法建議使用光致發(fā)光圖像來確定電池的參數(shù)，尤其是識別和/或量化存在于電池中的缺陷。
[0003] 由Auga;rten Y.'Trupke T.、Lenio M.'Bauer J.'Weber J.W.、Juhl M.Kasemann M.、Breitenstein 0.(Prog.Photovolt.:Res.Appli.,21:933-941.Doi:10.1002/pip.2180 (2013))所寫的文檔"Calculation of quantitative shunt values using photoluminescence imaging"建議根據(jù)電池的光致發(fā)光圖像對由于電池中存在的缺陷造 成的電流損耗的量化方法。Mchl B.、Impera D.、Bivour M.、Wa;rta W. ,Schubert M.C.所寫 的文檔('Suns-PLI 曰S 曰 powerful tool for spatially resolved fill factor analysis of solar cells''(Prog.Photovolt.:Res.Appl.Doi 10.1002/pip.2293(2012)) 描述了根據(jù)對電池的光致發(fā)光圖像的像素測出的光致發(fā)光強(qiáng)度確定娃電池的開路電壓 (VOC)圖和偽形狀因子(PFF)圖的方法。最后，Johnston S.等人所寫的文檔乂orrelations of Cu(In,Ga)Se2imaging with device performance , defects and microstructural propedies"(J.Vac.Sci.Technol.A 30,040111(2012))研究 了根據(jù)電池的光致發(fā)光圖像 確定的Cu (In, Ga) Se2電池的均值光致發(fā)光強(qiáng)度與一方面電池的開路電壓和另一方面電池 的形狀因子之間的相關(guān)性。
[0004] 在現(xiàn)有方法中，被監(jiān)視的光伏電池的光致發(fā)光圖像是通過由具有固定光照功率密 度的單色(激光）照射激發(fā)電池并激發(fā)預(yù)定義的持續(xù)時(shí)間來獲得的。但是，所獲得的結(jié)果并 不完全令人滿意，因?yàn)椋蕾囉诒环治龅碾姵?，其缺陷在光致發(fā)光圖像中是或多或少可檢測 的。
[0005] 本發(fā)明意在改善運(yùn)種狀況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 相應(yīng)地，本發(fā)明設(shè)及監(jiān)視多個(gè)光伏電池的質(zhì)量的方法，包括對每個(gè)電池：
[0007] ?激發(fā)步驟，在此期間要被監(jiān)視的電池經(jīng)受具有既定激發(fā)水平的激發(fā)；
[000引 ?在激發(fā)后獲取要被監(jiān)視的電池的至少一個(gè)發(fā)光圖像的步驟；
[0009] ?處理所獲取的圖像的步驟；
[0010] 其特征在于，對于每個(gè)電池，提供確定被調(diào)整W適應(yīng)該電池的激發(fā)水平的預(yù)備步 驟，要被監(jiān)視的不同電池的相應(yīng)經(jīng)調(diào)整的激發(fā)水平被修改為使得由不同電池發(fā)射的信號的 發(fā)光強(qiáng)度等于相同的參照發(fā)光強(qiáng)度。
[0011] 因此本發(fā)明包括修改施加到要被監(jiān)視的不同光伏電池的激發(fā)水平，使得，就其發(fā) 光響應(yīng)而言，所有電池都被放在相同的水平。由于運(yùn)一點(diǎn)，大大限制了不同電池之間的缺陷 被低估或高估的風(fēng)險(xiǎn)。在調(diào)整后的激發(fā)水平下對要被監(jiān)視的電池進(jìn)行激發(fā)之后所獲得的發(fā) 光圖像的處理使得有可能實(shí)現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)視，運(yùn)在不同的電池之間是一致的、可靠的和精確的。
[0012] 在一種特定的實(shí)施例中，在確定被調(diào)整W適應(yīng)電池的激發(fā)水平的預(yù)備步驟期間：
[0013] ?響應(yīng)于初始選定的激發(fā)水平而測量由電池發(fā)射的發(fā)光強(qiáng)度；
[0014] ?根據(jù)測得的發(fā)光強(qiáng)度、參照發(fā)光強(qiáng)度W及取決于施加到該電池的激發(fā)水平的電 池發(fā)光響應(yīng)的變化數(shù)據(jù)確定被調(diào)整W適應(yīng)電池的激發(fā)水平。
[0015] 要被監(jiān)視的電池最初利用初始選定的激發(fā)水平被激發(fā)。響應(yīng)于運(yùn)個(gè)初始激發(fā)而由 電池發(fā)射的光子信號的發(fā)光強(qiáng)度被測量，W便計(jì)算測得的強(qiáng)度與參照強(qiáng)度之間的比。根據(jù) 運(yùn)個(gè)比，并且考慮初始施加的激發(fā)水平和取決于激發(fā)水平的發(fā)光強(qiáng)度的已知變化，確定要 被施加到電池的經(jīng)調(diào)整的激發(fā)水平，使得其發(fā)光響應(yīng)等于參照強(qiáng)度。
[0016] 有利地，計(jì)算參照發(fā)光強(qiáng)度與測得的發(fā)光強(qiáng)度之間的強(qiáng)度比W及取決于針對初始 選定的激發(fā)水平歸一化的所施加激發(fā)水平的發(fā)光響應(yīng)的變化數(shù)據(jù)，根據(jù)被取作發(fā)光強(qiáng)度的 強(qiáng)度的所述比，借助于所述變化數(shù)據(jù)，直接獲得被調(diào)整W適應(yīng)該電池的激發(fā)水平。
[0017] W運(yùn)種方式，W簡單快捷的方式確定調(diào)整后的激發(fā)水平，無需補(bǔ)充的計(jì)算。
[0018] 再次有利地，如果要被監(jiān)視的電池由生產(chǎn)線制造，則指定學(xué)習(xí)階段，在此期間：
[0019] ?測量在所述生產(chǎn)線上制造的多個(gè)學(xué)習(xí)電池的開路電壓；
[0020] ?確定參照開路電壓，包含在由所測得的開路電壓的均值加上或減去測得的開路 電壓的分布的標(biāo)準(zhǔn)差的兩倍定義的范圍內(nèi)；
[0021] ?根據(jù)所確定的并用于初始選定的激發(fā)水平的參照開路電壓確定參照發(fā)光強(qiáng)度。
[0022] W運(yùn)種方式，參照發(fā)光強(qiáng)度適于被監(jiān)視的電池的生產(chǎn)線。
[0023] 在一種特定的實(shí)施例中，在學(xué)習(xí)階段期間
[0024] ?使學(xué)習(xí)電池經(jīng)受初始選定的激發(fā)水平并響應(yīng)于激發(fā)而測量學(xué)習(xí)電池的發(fā)光強(qiáng) 度；
[0025] ?依據(jù)所述學(xué)習(xí)電池的開路電壓，確定經(jīng)受初始選定的激發(fā)水平的學(xué)習(xí)電池的發(fā) 光強(qiáng)度的變化數(shù)據(jù)。
[0026] 通過學(xué)習(xí)，由此可W確定取決于其開路電壓的電池的發(fā)光強(qiáng)度的變化數(shù)據(jù)，并根 據(jù)運(yùn)個(gè)數(shù)據(jù)選擇參照發(fā)光強(qiáng)度。
[0027] 有利地，對于要被監(jiān)視的每個(gè)電池，該電池的發(fā)光圖像由一組向其分配了相應(yīng)發(fā) 光強(qiáng)度值的像素組成，在處理步驟期間：
[0028] ?將要被監(jiān)視的電池的發(fā)光圖像分解成對應(yīng)于該電池在無缺陷情況下的第一圖 像和對應(yīng)于該電池的缺陷的第二圖像，
[0029] ?計(jì)算與第二圖像的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光強(qiáng)度值的均值，W便確定該電池的缺陷的量 化參數(shù)。
[0030] 在要被監(jiān)視的電池的經(jīng)調(diào)整的激發(fā)之后，該電池的發(fā)光響應(yīng)圖像被獲取，然后被 分解成分別對應(yīng)于圖像背景和電池的缺陷的兩個(gè)輔助圖像。根據(jù)包含電池的缺陷的輔助圖 像，可W構(gòu)建像素的發(fā)光強(qiáng)度的均值并由此確定缺陷的量化參數(shù)。
[0031] 再次有利地，缺陷的量化參數(shù)通過從第一圖像的像素的值的均值確定的校正因子 被校正。
[0032] 由于施加到要被監(jiān)視的電池的激發(fā)水平的調(diào)整，圖像背景應(yīng)當(dāng)理想地全都相同。 但是，特別是由于調(diào)整誤差，輕微的偏差是可能的。其結(jié)果是對缺陷的低估或高估。為了校 正運(yùn)種情況，缺陷的量化參數(shù)通過從背景圖像的發(fā)光強(qiáng)度的均值確定的校正因子被加權(quán)。
[0033] 在一種特定的實(shí)施例中，在學(xué)習(xí)階段期間，為學(xué)習(xí)電池確定形狀因子的損失的參 數(shù)與缺陷的量化參數(shù)之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)。
[0034] 在運(yùn)種情況下，有利地，對于要被監(jiān)視的每個(gè)電池，根據(jù)已確定的缺陷量化參數(shù)和 所述相關(guān)性數(shù)據(jù)評估該電池的形狀因子的損失的參數(shù)。
[0035] 因此，基于要被監(jiān)視的電池的缺陷量化參數(shù)，可W估計(jì)缺陷對形狀因子的影響。更 精確地說，借助由學(xué)習(xí)過程獲得的缺陷量化參數(shù)與形狀因子的損失之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)，并 根據(jù)要被監(jiān)視的電池的確定的缺陷量化參數(shù)，可W評估由缺陷產(chǎn)生的電池的形狀因子的損 失。
[0036] 再次有利地，對于要被監(jiān)視的每個(gè)電池，前述步驟是在制造過程期間在該電池的 金屬化的步驟之前或之后被執(zhí)行的。
[0037] W運(yùn)種方式，可W暫停有缺陷的電池的制造，尤其是在金屬化之前，并因此節(jié)約金 屬。
[0038] 要被監(jiān)視的電池的激發(fā)模式可W是光束或電流。
[0039] 本發(fā)明還設(shè)及監(jiān)視多個(gè)光伏電池的質(zhì)量的系統(tǒng)，包括用于實(shí)現(xiàn)剛才定義的方法的 步驟的硬件和軟件裝置。
[0040] 在一種特定的實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括：
[0041] ?激發(fā)設(shè)備，適于向要被監(jiān)視的電池施加具有既定的激發(fā)水平的激發(fā)；
[0042] ?用于在激發(fā)后獲取電池的發(fā)光圖像的設(shè)備；
[0043] ?圖像處理模塊；
[0044] 并且其特征在于，該系統(tǒng)包括確定被調(diào)整W適應(yīng)要被監(jiān)視的電池的激發(fā)水平的模 塊，所述模塊適于調(diào)整要被監(jiān)視的電池的相應(yīng)激發(fā)水平，使得由所述電池發(fā)射的發(fā)光強(qiáng)度 等于相同的參照發(fā)光強(qiáng)度。
[0045] 該系統(tǒng)可W包括下列附加特征當(dāng)中全部或一些：
[0046] -確定被調(diào)整W適應(yīng)要被監(jiān)視的電池的激發(fā)水平的模塊，該模塊被布置為，響應(yīng)于 初始選定的激發(fā)水平、參照發(fā)光強(qiáng)度W及取決于施加到電池的激發(fā)水平的電池發(fā)光響應(yīng)的 變化數(shù)據(jù)，根據(jù)所述電池的測得的發(fā)光強(qiáng)度確定被調(diào)整W適應(yīng)要被監(jiān)視的電池的激發(fā)水 平；
[0047] -它包括被適于確定W下的學(xué)習(xí)模塊
[0048] ?根據(jù)測得的學(xué)習(xí)電池的開路電壓，確定參照開路電壓，所述參照開路電壓被包 含在由所測得的開路電壓的均值加上或減去測得的開路電壓的分布的標(biāo)準(zhǔn)差的兩倍定義 的范圍內(nèi)，及
[0049] ?根據(jù)所確定的并用于初始選定的激發(fā)水平的參照開路電壓確定參照發(fā)光強(qiáng)度；
[0050] -圖像處理模塊適于將在要被監(jiān)視的電池在經(jīng)調(diào)整的激發(fā)水平下被激發(fā)之后所獲 取的所述電池的發(fā)光圖像分解成對應(yīng)于該電池在無缺陷情況下的第一圖像和對應(yīng)于該電 池的缺陷的第二圖像，并且它包括確定要被監(jiān)視的電池的缺陷的量化參數(shù)的模塊，該模塊 被布置為計(jì)算與第二圖像的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光強(qiáng)度值的均值；
[0051] -它包括根據(jù)既定的所述電池的缺陷的量化參數(shù)和形狀因子的損失的參數(shù)與缺陷 量化參數(shù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)來評估要被監(jiān)視的電池的形狀因子的損失的參數(shù)的模塊。
[0052] 本發(fā)明還設(shè)及監(jiān)視多個(gè)光伏電池的質(zhì)量的方法，該方法對于每個(gè)電池包括：
[0053] ?激發(fā)步驟，在此期間要被監(jiān)視的電池經(jīng)受激發(fā)；
[0054] ?在激發(fā)后獲取要被監(jiān)視的電池的至少一個(gè)發(fā)光圖像的步驟；
[0055] ?處理所獲取的圖像的步驟；
[0056] 其特征在于，對于要被監(jiān)視的每個(gè)電池，在處理步驟期間，將要被監(jiān)視的電池的發(fā) 光圖像分解成對應(yīng)于該電池在無缺陷情況下的第一圖像和對應(yīng)于該電池的缺陷的第二圖 像。
[0057] 有利地，為了分解要被監(jiān)視的電池的發(fā)光圖像，該電池的發(fā)光圖像由一組為其分 配了相應(yīng)發(fā)光強(qiáng)度值的像素組成：
[0058] ?選擇所述發(fā)光圖像的多個(gè)像素；
[0059] ?向選定的像素當(dāng)中每一個(gè)分配表示所述像素的局部環(huán)境的值；
[0060] ?根據(jù)被選像素的值向圖像的每個(gè)像素分配新的值，W便獲得對應(yīng)于該電池在無 缺陷情況下的第一圖像；
[0061 ] ?根據(jù)發(fā)光圖像和第一圖像確定對應(yīng)于所述電池的缺陷的第二圖像。
[0062] 再次有利地，計(jì)算與第二圖像的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光強(qiáng)度值的均值，W便確定電池的 缺陷的量化參數(shù)。
[0063] 該方法有利地設(shè)及下列附加特征當(dāng)中一些或全部：
[0064] -通過形成電池的發(fā)光圖像與第一圖像之間的比值或差集來獲得所述第二圖像；
[0065] -通過被選像素的值的內(nèi)插向圖像的每個(gè)像素分配新的值；
[0066] -缺陷量化參數(shù)通過根據(jù)第一圖像的像素的值的均值確定的校正因子被校正；
[0067] -發(fā)光圖像的被選像素位于周期性隔開的位置。
[0068] 最后，本發(fā)明設(shè)及監(jiān)視多個(gè)光伏電池的質(zhì)量的系統(tǒng)，包括：
[0069] ?激發(fā)設(shè)備，適于對要被監(jiān)視的電池施加激發(fā)；
[0070] ?用于在激發(fā)后獲取電池的發(fā)光圖像的設(shè)備；
[0071] ?圖像處理模塊；
[0072] 其特征在于圖像處理模塊適于將要被監(jiān)視的每個(gè)電池的發(fā)光圖像分解成對應(yīng)于 該電池在無缺陷情況下的第一圖像和對應(yīng)于該電池的缺陷的第二圖像。
[0073] 圖像處理模塊有利地被設(shè)計(jì)為選擇所述發(fā)光圖像的多個(gè)像素，向選定的每個(gè)像素 分配表示所述像素的局部環(huán)境的值，根據(jù)被選像素的值向圖像的每個(gè)像素分配新的值W便 獲得第一圖像，根據(jù)發(fā)光圖像和第一圖像確定第二圖像。
[0074] 而且，圖像處理模塊有利地適于計(jì)算與第二圖像的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光強(qiáng)度值的均 值，W便確定該電池的缺陷的量化參數(shù)。
【附圖說明】
[0075] 參照附圖，借助W下對本發(fā)明監(jiān)視多個(gè)光伏電池的質(zhì)量的方法和系統(tǒng)的特定實(shí)施 例的描述，本發(fā)明將被更好地理解，其中：
[0076] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種特定實(shí)施例的質(zhì)量監(jiān)視系統(tǒng)；
[0077] 圖2示出了取決于所施加的激發(fā)水平的光伏電池的發(fā)光響應(yīng)的變化數(shù)據(jù)，其中激 發(fā)水平的強(qiáng)度相對于選定的激發(fā)水平歸一化；
[0078] 圖3示出了取決于光伏學(xué)習(xí)電池的開路電壓的運(yùn)些電池的發(fā)光強(qiáng)度的變化數(shù)據(jù)；
[0079] 圖4A示出了相對于要被監(jiān)視的光伏電池的發(fā)光圖像；
[0080] 圖4B和4C示出了通過圖4A的圖像的分解而獲得的兩個(gè)圖像；
[0081] 圖5A和5B示出了根據(jù)一種特定實(shí)施例的方法的學(xué)習(xí)階段的步驟；
[0082] 圖6A和6B示出了根據(jù)一種特定實(shí)施例的本發(fā)明方法的質(zhì)量監(jiān)視階段的步驟；
[0083] 圖7示出了光伏電池的電流/電壓和功率/電壓的特性；
[0084] 圖8示出了形狀因子的損失的參數(shù)與電池的缺陷量化參數(shù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)。
【具體實(shí)施方式】
[0085] 本發(fā)明的質(zhì)量監(jiān)視方法使得有可能監(jiān)視在生產(chǎn)線L上被制造的光伏電池的質(zhì)量， W便，如果合適的話，檢測與期望的性能相比具有不足性能的一個(gè)或多個(gè)電池。
[0086] 質(zhì)量監(jiān)視由一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括：
[0087] -激發(fā)設(shè)備1，意在激發(fā)光伏電池通過發(fā)光發(fā)射光子，
[0088] -獲取發(fā)光圖像的設(shè)備2,諸如相機(jī)，意在獲取表示響應(yīng)于激發(fā)而由光伏電池發(fā)射 的光子的數(shù)字圖像，換句話說，在激發(fā)后電池的發(fā)光響應(yīng)的圖像，
[0089] -測量發(fā)光強(qiáng)度的傳感器3,適于測量在激發(fā)后由光伏電池發(fā)射的光子的信號的發(fā) 光強(qiáng)度，
[0090] -控制設(shè)備4。
[0091 ]質(zhì)量監(jiān)視系統(tǒng)包括硬件和軟件裝置，W實(shí)現(xiàn)下面描述的方法的步驟。
[0092] 控制設(shè)備4特別包括中央單元(未示出），在本例中是微處理器，W及各種軟件模 塊：
[0093] -學(xué)習(xí)模塊40，能夠控制學(xué)習(xí)階段的步驟的執(zhí)行，
[0094] -確定被調(diào)整為適應(yīng)光伏電池的激發(fā)水平的模塊41，
[00M]-圖像處理和光伏電池的缺陷量化參數(shù)的確定的模塊42，
[0096] -評估形狀因子的損失的參數(shù)的模塊43，
[0097] -電池選擇的模塊44。
[0098] 控制設(shè)備4還包括儲存存儲器45,尤其是保存在學(xué)習(xí)階段期間獲得的數(shù)據(jù)，W及人 機(jī)接口 46(屏幕、鍵盤，等等）。
[0099] 在運(yùn)里描述的示例實(shí)施例中，光伏電池的激發(fā)模式是激光束。激發(fā)設(shè)備1是激光發(fā) 射源。在一個(gè)變體中，可W使用另一種類型的光束或通過電流的激發(fā)。
[0100] 光伏電池是，例如，娃異質(zhì)結(jié)(S町)電池或太陽能電池。但是，可W預(yù)期本發(fā)明對任 何其它類型的光伏電池的應(yīng)用。例如，可W提及娃同質(zhì)結(jié)電池、基于無定形娃或其它半導(dǎo)體 的薄層電池，諸如CdTe(蹄化儒）、CuInGaSe (銅銅嫁砸）或GaAs(神化嫁）電池或者甚至多結(jié) 電池。
[0101] 該方法包括在下文中描述的生產(chǎn)線L的初始學(xué)習(xí)階段。 帥]學(xué)習(xí)階段:
[0103] 學(xué)習(xí)階段使得有可能確定關(guān)于由生產(chǎn)線L生產(chǎn)的光伏電池的不同參數(shù)，即：
[0104] -取決于開路電壓的、由生產(chǎn)線L生產(chǎn)的光伏電池的發(fā)光強(qiáng)度的變化數(shù)據(jù)（曲線 Cl);
[0105] -用于要被監(jiān)視的光伏電池的發(fā)光強(qiáng)度的參照值，或目標(biāo)，被標(biāo)記為Ipl,ref;
[0106] -取決于施加到光伏電池的激發(fā)水平的、光伏電池的發(fā)光響應(yīng)的變化數(shù)據(jù)（曲線 C2);
[0107] -光伏電池的缺陷的量化參數(shù)化與該電池的形狀因子的損失的參數(shù)之間的相關(guān)性 的數(shù)據(jù)；
[010引-缺陷量化參數(shù)的闊值TS陸L。
[0109] 學(xué)習(xí)階段包括由生產(chǎn)線L制造一批N個(gè)被稱為"學(xué)習(xí)電池"的光伏電池的第一步 EOO，電池被標(biāo)記為化Al、^A2.....CLAi.....化An。例如，按照期望的精度程度(代表性樣 本），數(shù)字N可W是幾百乃至幾千個(gè)電池。
[0110] 步驟EOl至E06使得有可能確定曲線Cl和參照發(fā)光強(qiáng)度Ipl,ref。
[0111] W已知的方式，光伏電池的特征在于開路電壓"V。。"，其對應(yīng)于當(dāng)沒有電流I流動(dòng)時(shí) (I = O)電池的端子上的電壓。生產(chǎn)線一般生產(chǎn)其相應(yīng)電壓V。。可能從一個(gè)電池到另一個(gè)略有 不同的電池。通常，由生產(chǎn)線生產(chǎn)的一個(gè)批次的光伏電池的電壓V。。關(guān)于均值高斯分布 分布并具有給定的標(biāo)準(zhǔn)偏差0。
[0112] 在步驟EOl期間，每個(gè)學(xué)習(xí)電池 CLAi的開路電壓Vw_i W已知的方式被測量。
[011引在步驟E02期間，根據(jù)為電池 CLA翊CLAn測得的電壓Vw_i計(jì)算開路電壓均值:
[0114] 然后，當(dāng)學(xué)習(xí)電池借助于激光發(fā)射設(shè)備1經(jīng)受具有選定照度水平的激發(fā)激光束時(shí)， 測量學(xué)習(xí)電池 CLAi至化LAn當(dāng)中每一個(gè)的光致發(fā)光響應(yīng)。在運(yùn)里描述的例子中，選擇等于激光 發(fā)射設(shè)備1的最大激光發(fā)射功率的40 %的照度水平，最大激光功率密度是大約120mW/cm2， 并且激光束的發(fā)射持續(xù)時(shí)間為大約10ms。可W選擇不同的照度水平，但在任何情況下該照 度水平都適于使得光伏電池的光致發(fā)光響應(yīng)不令獲取設(shè)備2飽和。我們把運(yùn)個(gè)初始選定的 照度水平標(biāo)記為Pinit。在一個(gè)變體中，為了獲得期望的照度水平，可W選擇固定的激光功率 密度(諸如，最大功率的40%)并且通過改變電池的激發(fā)時(shí)間的持續(xù)時(shí)間，即，激光束發(fā)射的 持續(xù)時(shí)間，來調(diào)整照度水平。
[0115] 為了測量電池在初始選定的照度水平Pinit的光致發(fā)光響應(yīng)，在步驟E03期間，讓每 個(gè)學(xué)習(xí)電池 CLAi經(jīng)受激光束，其中索引i初始等于1，激光設(shè)備1被調(diào)整到其最大發(fā)射功率的 40%的選定功率。
[0116] 在步驟E04期間，測量響應(yīng)于在步驟E03期間所施加的激光激發(fā)而由學(xué)習(xí)電池 CLAi 發(fā)射的信號的光致發(fā)光強(qiáng)度IPL_i。
[0117] 對于給定的照度水平，已知光伏電池的光致發(fā)光強(qiáng)度WL依賴于該電池的開路電 壓V。。。更精確地說，強(qiáng)度
巧正比。換句話說，得到W下關(guān)系：
[0118]
(1)
[0119] 其中；
[0120] -e表示基本電荷；
[0121] -k表示玻耳茲曼常數(shù)，及
[0122] -T表示溫度。
[0123] 步驟E03和E04對每個(gè)學(xué)習(xí)電池化Ai重復(fù)，索引i的范圍從巧陽。測試步驟E05被提 供，使得如果索引i小于N則該方法返回到步驟E03(在圖4中的分支N)。當(dāng)所有電池 CLAi的光 致發(fā)光響應(yīng)都已經(jīng)測出，其中i的范圍從1到N，該方法移動(dòng)到步驟E06(圖5A中的分支Y)。
[0124] 在步驟E05結(jié)束時(shí)，對每個(gè)學(xué)習(xí)電池化Ai(其中i在1和N之間）都具有一對測量值 (￥。。_1，虹_1)，每一個(gè)都包含測得的開路電壓￥。。_1，從及響應(yīng)于等于設(shè)備1的最大激光發(fā)射功 率的40%的選定照度而測得的電池 CLAi的光致發(fā)光強(qiáng)度。
[012引在步驟E06期間，根據(jù)對(Vdc_i，Ipl_i)并且考慮已知的比例關(guān)系（1)，控制設(shè)備4確定 取決于學(xué)習(xí)電池的開路電壓Voc的光致發(fā)光強(qiáng)度Ipl的第一變化數(shù)據(jù)。運(yùn)些第一變化數(shù)據(jù)形 成如圖3所示的曲線Cl。因此運(yùn)個(gè)曲線Cl是根據(jù)由對(V0c_i，Ipl_i)和關(guān)系（1)構(gòu)成的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù) 確定的。
[0126]在步驟E07期間，控制設(shè)備4根據(jù)參照開路電壓值Vocref并借助曲線Cl確定光致發(fā) 光強(qiáng)度Ipl,ref的參照值。在運(yùn)里描述的示例實(shí)施例中，參照開路電壓Vowef被選擇為等于開 路電壓的均值因此參照強(qiáng)度等于與參照電壓V。。,ref關(guān)聯(lián)的（或禪合到其的)光致發(fā)光強(qiáng) 度，在運(yùn)里等于曲線Cl上的礙。在一個(gè)變體中，參照電壓Vocref可W是均值駿增加兩倍的標(biāo) 準(zhǔn)差O和均值驚：減去兩倍的標(biāo)準(zhǔn)差〇之間的任何一個(gè)電壓值V。。，即，在區(qū)間
么內(nèi)。 …127」然后該萬法轉(zhuǎn)到步驟E08至EOll，運(yùn)些步驟使得能夠確定取決于施加到光伏電池 的照度水平的、由生產(chǎn)線L生產(chǎn)的該電池的光致發(fā)光響應(yīng)的第二變化數(shù)據(jù)。"光致發(fā)光響應(yīng)" 在運(yùn)里意味著響應(yīng)于激發(fā)而由電池發(fā)射的光子信號的光致發(fā)光強(qiáng)度。運(yùn)些第二變化數(shù)據(jù)形 成標(biāo)記為C2的第二曲線，諸如在圖2中表示的。注意，變化曲線C2可W從單個(gè)學(xué)習(xí)電池或甚至 幾個(gè)學(xué)習(xí)電池確定。事實(shí)上，取決于照度水平的、由生產(chǎn)線L生產(chǎn)的電池的光致發(fā)光響應(yīng)的 變化從一個(gè)電池到另一個(gè)電池，特別是電池的開路電壓，是類似或基本上類似的。在運(yùn)里描 述的特定示例實(shí)施例中，步驟E08至El 1在運(yùn)里對諸如電池 CLAi的學(xué)習(xí)電池執(zhí)行。在變體中， 可W對有限數(shù)量的學(xué)習(xí)電池重復(fù)運(yùn)些步驟E08至EOl 1。
[012引參照圖5B，在步驟E08期間，使電池 CLAi經(jīng)受激光功率電平門，索引j初始等于1。例 如，所施加的第一激光功率電平Pi對應(yīng)于激光設(shè)備1的最大激光功率發(fā)射的10%。
[0129] 在步驟E09期間，現(xiàn)慢電池 CLAi響應(yīng)于功率為Pj的激光激發(fā)的光致發(fā)光響應(yīng)，即，由 它發(fā)射的光子信號的發(fā)光強(qiáng)度，標(biāo)記為Ipl_i[Pj]。
[0130] 步驟E08和E09對多個(gè)激光功率電平重復(fù)，其中j = l，2,3,. . .，M，例如從激光器1的 最大激光功率的10 %至80 %左右。例如，對對應(yīng)的多個(gè)不同激光功率電平執(zhí)行發(fā)光強(qiáng)度 Ipl_i化]的數(shù)十個(gè)測量。
[0131] 提供了測試步驟E010,使得，如果索引j小于M(在圖5B中的分支N)，則該方法返回 步驟E08。當(dāng)電池 CLAi的光致發(fā)光響應(yīng)已對M個(gè)照度水平Pj測量之后，其中j = 1，2，3，...，M， 該方法移動(dòng)到步驟EOl I (圖5B中的分支Y)。
[0132] 在步驟EO10結(jié)束時(shí)，一旦步驟EO8和EO9已經(jīng)重復(fù)M次，就獲得M個(gè)值對(Pj，IPL_i [Pj])，其中 j = l，2,3，...，M。
[01削在步驟EOl 1期間，根據(jù)M個(gè)值對化，Ipl_i化])，控制設(shè)備軸角定取決于照度水平的、由生 產(chǎn)線L生產(chǎn)的光伏電池的光致發(fā)光強(qiáng)度的第二變化數(shù)據(jù)。運(yùn)些第二變化數(shù)據(jù)形成曲線C2,如圖2 中所表示的。運(yùn)個(gè)曲線C2對于由生產(chǎn)線L生產(chǎn)的所有電池是相同的，或基本上相同，而不考 慮其各自的值V。。。在圖2所示的情況下，曲線C2可通過
類型的多項(xiàng)式法來調(diào)整。
[0134] 因此，學(xué)習(xí)階段使得有可能基于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)（即，關(guān)于學(xué)習(xí)電池的測量數(shù)據(jù))確定變 化曲線Cl和C2,并且可在生產(chǎn)線L被置于服務(wù)的第一時(shí)間執(zhí)行。
[0135] 學(xué)習(xí)階段還包括步驟EO12和EO13，使得有可能確定缺陷量化參數(shù)的臨界闊值 TSHgl。運(yùn)些步驟E012和E013將在下面進(jìn)一步描述。
[0側(cè)質(zhì)量監(jiān)視
[0137] 我們現(xiàn)在將描述由生產(chǎn)線L生產(chǎn)的光伏電池的質(zhì)量監(jiān)視的階段，運(yùn)是在學(xué)習(xí)階段 之后被執(zhí)行的。我們將要被監(jiān)視的一組光伏電池標(biāo)記為化Ck,其中k=l，2, ...。
[0138] 在運(yùn)里描述的特定實(shí)施例中，在電池的制造過程結(jié)束之前，并且更精確地是在其 金屬化之前，質(zhì)量監(jiān)視對要被監(jiān)視的每個(gè)電池化Ck執(zhí)行。
[0139] 質(zhì)量監(jiān)視包括對于要被監(jiān)視的每個(gè)電池化Ck:
[0140] ?預(yù)備步驟E2,確定被調(diào)整為適應(yīng)要被監(jiān)視的每個(gè)電池化Ck的激發(fā)水平；
[0141] ?激發(fā)步驟E3,在此期間，所述電池化Ck經(jīng)受在調(diào)整后的激發(fā)水平下的激發(fā)；
[0142] ?在激發(fā)后獲取電池化Ck的至少一個(gè)發(fā)光圖像的步驟E4;
[0143] ?處理所獲取的圖像的步驟E5。
[0144] 激發(fā)水平的調(diào)整:
[0145] 預(yù)備步驟E2包括確定被調(diào)整W適應(yīng)所述電池化Ck的激發(fā)水平，在目前的情況下是 照度水平。根據(jù)定義，"被調(diào)整W適應(yīng)"光伏電池的激發(fā)水平是適于使得響應(yīng)于所施加的激 發(fā)水平而由所討論的電池發(fā)射的光子信號的發(fā)光強(qiáng)度Ipl,k等于參照強(qiáng)度Ipl,ref。我們將被 調(diào)整W適應(yīng)電池化Ck的激發(fā)水平標(biāo)記為PKLCk]，在運(yùn)里對應(yīng)于通過激光發(fā)射設(shè)備1的最大 發(fā)射功率的百分比定義的照度水平。
[0146] 步驟E2包括W下參照圖6A描述的子步驟E20至E23。
[0147] 子步驟E20包括借助激光發(fā)射設(shè)備1讓要被監(jiān)視的電池化Ck經(jīng)受初始選定的激發(fā) 水平Pinit。初始激發(fā)水平Pinit對應(yīng)于照度水平，在運(yùn)里等于激光設(shè)備1的最大激光發(fā)射功率 的 40 %。
[0148] 傳感器2在子步驟E21期間測量響應(yīng)于激發(fā)Pinit而由電池化Ck發(fā)射的光子信號的光 致發(fā)光強(qiáng)度IPL,k[Pinit]。
[0149] 在子步驟E22期間，控制設(shè)備4計(jì)算發(fā)光強(qiáng)度的參照值與發(fā)光強(qiáng)度的測定值之間的 強(qiáng)度比，即，在IPL.ref和IPL,k[Pinit]之間。我們把運(yùn)個(gè)強(qiáng)度比標(biāo)記為RIk:
[0150]
[0151] 在步驟E23期同，巧制設(shè)備4根據(jù)強(qiáng)度比RIk并借助曲線C2確定被調(diào)整W適應(yīng)電池 化Ck的激發(fā)水平P [化Ck]。
[0152] 運(yùn)個(gè)強(qiáng)度比RIk對應(yīng)于構(gòu)成要應(yīng)用到初始激發(fā)水平Pinit的調(diào)整因子Qk的照度水平 的比，W獲得被調(diào)整W適應(yīng)電池化Ck的激發(fā)水平。
[0153] 在運(yùn)里描述的特定實(shí)施例中，曲線C2是針對初始選定的照度水平Pinit歸一化的。運(yùn) 意味著在由Pinit定義的照度水平(在此為40%)下的光致發(fā)光響應(yīng)升至I并且曲線C2的所有 點(diǎn)W類似的方式被修改。由于運(yùn)一點(diǎn)，根據(jù)取作光致發(fā)光響應(yīng)的比RIk,經(jīng)調(diào)整的照度水平P [化Ck]直接由曲線C2給出。換句話說，被調(diào)整W適應(yīng)電池化Ck的照度水平是曲線C2上與等于 強(qiáng)度比RIk的光致發(fā)光響應(yīng)關(guān)聯(lián)的照度水平。
[0154] W要被監(jiān)視的電池，例如化Cl,作為例子，對其施加等于激光發(fā)射設(shè)備1的最大功 率的40 %的初始選定的照度水平Pinit。參照圖2，響應(yīng)于在Pinit的照度(40 % )而由電池化Cl 發(fā)射的光子信號的光致發(fā)光強(qiáng)度IPL,l[Pinit]是大約40000個(gè)光子。如果圖2中的參照強(qiáng)度 Ipl,ref等于20000個(gè)光子，則強(qiáng)度比等于0.5。在曲線C2上，0.5的光致發(fā)光響應(yīng)(RIi)的歸一化 值對應(yīng)于為最大激光功率的25%的照度水平。由此確定被調(diào)整W適應(yīng)電池化Cl的照度水平 等于最大激光功率的25%。
[01巧]邀簽
[0156] 在激發(fā)步驟E3期間，要被監(jiān)視的電池化Ck經(jīng)受處于如在步驟E2期間確定的調(diào)整后 的激發(fā)水平的激發(fā)。在運(yùn)里描述的特定例子中，要被監(jiān)視的電池化Ck因此經(jīng)受調(diào)整后的照 度，其水平由先前在步驟E2中確定的功率P [ &Ck]定義。
[0157] 莖莖
[0158] 在步驟E4期間，獲取設(shè)備2在處于照度水平PKLCk]下的激發(fā)后取得電池化Ck的光 致發(fā)光響應(yīng)的光致發(fā)光圖像，標(biāo)記為IMpl,k。要被監(jiān)視的所述電池化Ck的光致發(fā)光圖像IMpl,k 由與相應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度值(標(biāo)記為IMpl,k,i)關(guān)聯(lián)的一組像素 Pi組成，其中i在運(yùn)里表示像素索 引。換句話說，發(fā)光強(qiáng)度IMPL,k,i被分配給每個(gè)圖像像素 pi。我們把所獲取的光致發(fā)光圖像的 像素 Pi的總數(shù)標(biāo)記為n。
[0159] 圖像處理
[0160] 然后控制設(shè)備4執(zhí)行設(shè)及下文參照圖6B描述的子步驟E50至E53中的圖像處理步驟 E5。圖像處理E5使得有可能根據(jù)光致發(fā)光圖像IMpla確定要被監(jiān)視的電池化Ck的缺陷的量化 參數(shù)化K。
[0161] 在子步驟E50期間，控制設(shè)備4將要被監(jiān)視的電池化Ck的光致發(fā)光圖像IMpla分解成 對應(yīng)于該電池在無缺陷情況下的第一圖像IM化L,k和對應(yīng)于該電池的缺陷的第二圖像 IM d P L, k。因此，解禪電池化C K的光致發(fā)光響應(yīng)與電池中缺陷的存在而產(chǎn)生的效果。圖像 IMOpl, k表示原始圖像IMpl, k的背景并且對應(yīng)于電池化CK在無缺陷情況下的光致發(fā)光響應(yīng)。
[0162] 為了獲得第一圖像BTOpl,k，可W例如通過選擇運(yùn)個(gè)原始圖像的N個(gè)像素來分解原 始圖像IMpl,k。運(yùn)N個(gè)像素可W有利地位于周期性隔開的位置。它們形成像素的矩陣。
[0163] 然后向運(yùn)N個(gè)像素中每一個(gè)分配表示其直接局部環(huán)境的值。給定像素的局部環(huán)境 是由包含那個(gè)像素的空間區(qū)域定義的，例如其中屯、為被選像素的正方形區(qū)域。運(yùn)個(gè)局部環(huán) 境區(qū)域的尺寸被修改為大于易于設(shè)及該電池的當(dāng)前缺陷，運(yùn)一般是眾所周知的。
[0164] 分配給N個(gè)被選像素當(dāng)中每一個(gè)的值是圍繞那個(gè)像素并構(gòu)成其局部環(huán)境的區(qū)域的 最高像素值。
[0165] 接下來，根據(jù)分配給N個(gè)被選像素的值向圖像的每個(gè)像素分配新的值，W便獲得對 應(yīng)于電池在無缺陷情況下的第一圖像。有利地，圖像像素的新值通過分配給N個(gè)被選像素的 值的內(nèi)插來確定。換句話說，除了最初被選的N個(gè)像素(其具有它們的環(huán)境的最高值），通過 內(nèi)插計(jì)算，向圖像的每個(gè)像素重新分配新的值。因此獲得對應(yīng)于該電池在無缺陷情況下的 第一圖像。
[0166] 代替向N個(gè)被選像素當(dāng)中每一個(gè)分配其局部環(huán)境的最高像素值，可W向其分配表 示其局部環(huán)境的不同的值，例如運(yùn)個(gè)局部環(huán)境的像素值的均值。
[0167] 接下來，根據(jù)發(fā)光圖像(或原始圖像HMpl,謝第一圖像IMOPL.k確定對應(yīng)于該電池的 缺陷的第二圖像IMdPL,k。電池的缺陷的第二圖像IMdPLk是通過形成原始圖像IMpla與無缺陷 情況下的圖像IM化L,k之間的比值或者通過執(zhí)行原始圖像IMpl,k與無缺陷情況下的圖像 IMOpl, k之間的差集來獲得的。
[0168] 運(yùn)種方法使得有可能通過消除其中光致發(fā)光響應(yīng)弱的區(qū)域，即，被認(rèn)為是缺陷的 區(qū)域，來重建圖像，從而獲得對應(yīng)于電池在無缺陷情況下的圖像的第一圖像IMOpl,k。
[0169] 每個(gè)圖像（IMPL,k JMOpl,k，IMdPL,k)包含索引為i的n個(gè)相應(yīng)像素并且所述像素被分 配發(fā)光強(qiáng)度的相應(yīng)值（Ipl,k,i, IOpl,k,i, IdpL,k,i)。
[0170] 在子步驟E51期間，借助于W下等式，控制設(shè)備4計(jì)算分配給缺陷的圖像IMdPL,k的 像素的發(fā)光強(qiáng)度的均値：
[0171](2)
[0172] 其中
[0173] -IdPL,k,i表示與圖像IMdPLk的索引i的像素關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光強(qiáng)度；
[0174] -n表示所考慮的圖像中的像素的總數(shù)。
[0175] 等式(2)的結(jié)果構(gòu)成用于要被監(jiān)視的電池化Ck的缺陷的量化的第一參數(shù)。
[0176] 在子步驟E52期間，借助于W下等式，控制設(shè)備4計(jì)算與無缺陷情況下的圖像 IMOpla的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光強(qiáng)度的均值：
[0177]
(3)
[017引其中
[0179] -IOpl,k,康示與圖像IMOpla的索引i的像素關(guān)聯(lián)的光致發(fā)光強(qiáng)度；
[0180] -n表示所考慮的圖像中像素的總數(shù)。
[0181] 在子步驟E53期間，控制設(shè)備4根據(jù)W下等式借助均值GdA校正缺陷的量化的第一 參數(shù)Gd,k:
[0182]
)
[0183] 運(yùn)個(gè)等式GLk的結(jié)果構(gòu)成電池化Ck的缺陷的量化的校正參數(shù)。
[0184] 參數(shù)Gd,k通過元素的加權(quán)使得有可能校正由于施加到不同電池的經(jīng)調(diào)整 的照度水平的精度缺乏所造成的可能偏差。理想的是，在照度水平已被調(diào)節(jié)或調(diào)整的情況 下，該參數(shù)GdA對于要被監(jiān)視的所有電池都是相同的，因此光致發(fā)光強(qiáng)度都相同（等于參照 發(fā)光強(qiáng)度）。但是，在實(shí)踐中，響應(yīng)于經(jīng)調(diào)整的照度水平而由要被監(jiān)視的電池化Ck發(fā)射的發(fā) 光強(qiáng)度Ipl,k會相對于預(yù)期的參照發(fā)光強(qiáng)度Ipl,ref稍微偏離，例如，由于激光發(fā)射設(shè)備1的調(diào) 節(jié)的微小誤差。運(yùn)導(dǎo)致缺陷量化參數(shù)Gd,k的高估或低估，分別在Ipl,k大于或小于Ipl,ref的情 況下。元！
自成參數(shù)Gd,k的校正因子，從而使得有可能補(bǔ)償要被監(jiān)視的電池化Ck的 發(fā)光強(qiáng)度的可能偏差。
[01化]參數(shù)化和A FF之間的相關(guān)性
[0186] 圖7示出了光伏電池的電流/電壓（曲線Ci_v)和功率/電壓（曲線Cp)特性。在運(yùn)個(gè)圖 7中：
[0187] -Isc表示電池的短路電流，即，當(dāng)其端子上的電壓為零時(shí)(V = O)流過電池的電流；
[0188] -Voc表示電池的開路電壓，即，當(dāng)流動(dòng)的電流為零時(shí)（I = 0)在電池的端子上的電 壓；
[0189] -Imp和Vmp分別表示由電池提供的功率處于最大值時(shí)電池的工作點(diǎn)的電流和電壓。
[0190] 根據(jù)定義，光伏電池的形狀因子等于
[0191]
[0192] 形式因子FF是由電池提供的最大功率與如果它無缺陷/是完美的話將提供的理想 功率之間的比。運(yùn)個(gè)因子FF最終表示電池的理想程度并且它構(gòu)成指示電池的性能的參數(shù)。 某些缺陷（例如，化學(xué)雜質(zhì)、微裂紋、位錯(cuò)，等等）易于在其制造過程中在電池中發(fā)生并造成 形狀因子FF的減小。我們把形狀因子的損失的參數(shù)標(biāo)記為A FF，表示形狀因子的減小幅度。
[0193] 如前面所指出的，該方法的學(xué)習(xí)階段包括對于學(xué)習(xí)電池化AiQ的范圍從1到N)確 定用于缺陷量化參數(shù)GLi與形狀因子的損失的參數(shù)A FFi之間的相關(guān)性的步驟E012。運(yùn)個(gè)步 驟EO12設(shè)及，對于每個(gè)學(xué)習(xí)電池 CLAi:
[0194] -第一子步驟E0120,包括為電池 CLAi測量形狀因子的損失，即AFFi;
[01巧]-第二子步驟E0121，包括為學(xué)習(xí)電池 CLAi計(jì)算參數(shù)化i。
[0196] 步驟E0120和E0121對每個(gè)學(xué)習(xí)電池重復(fù)(測試E0122)。
[0197] 在步驟E0120期間，形狀因子的損失A FFi對金屬化后完成的學(xué)習(xí)電池進(jìn)行評估。 例如，形狀因子的損失A FFi可W被定義為如對電池 CLAi測量的實(shí)際形狀因子與用于電池 CLAi的參照形狀因子之間的差。作為變體，可W使用考慮影響形狀因子的不同的物理現(xiàn)象 (串聯(lián)電阻、并聯(lián)電阻、重組，等等）的A F F i量化的更精確方法，如在2 013年10月IE E E Jou;rnalofphotovoltaics,Vol.3,No.4上發(fā)表的、數(shù)字對象標(biāo)識符10.1109/ JPH0T0V. 2013.2270348 的文章 "A Fill Factor Loss Analysis Method for Silicon Wafer Solar Cells"中所描述的。
[0198] 子步驟E0121包括在執(zhí)行步驟E2至E4之后執(zhí)行對學(xué)習(xí)電池 CLAi計(jì)算缺陷量化參數(shù) 的步驟E5,其中步驟E2至E4包括確定被調(diào)整為適應(yīng)電池 CLAi的照度水平、利用最初選定 的照度水平Pinit激發(fā)電池 CLAi,并且響應(yīng)于調(diào)整后的照度獲取電池 CLAi的光致發(fā)光圖像。
[0199] 在步驟E012結(jié)束時(shí)，設(shè)備4保存取決于缺陷量化參數(shù)化的、形狀因子的損失的參數(shù) AFF的變化數(shù)據(jù)，如圖8所示。
[0200] 在步驟E013期間，設(shè)備4確定缺陷量化參數(shù)的臨界闊值，標(biāo)記為T甜GL，超出該闊值 的形狀因子的損失被估計(jì)為非常重要，因?yàn)樵撾姵氐男阅苁橇钊藵M意的。例如，參照圖8,運(yùn) 個(gè)闊值TS此L被設(shè)定在4.75。當(dāng)然，運(yùn)個(gè)闊值可W對另一電池生產(chǎn)線不同。
[0201] 被監(jiān)視的電池化Ck的選擇
[0202] 要被監(jiān)視的每個(gè)電池化Ck的質(zhì)量監(jiān)視階段包括，在確定電池的參數(shù)化K的步驟(步 驟E5)之后，測試步驟E6包括確定電池化Ck的性能是否令人滿意。測試E6包括確定缺陷量化 參數(shù)GLk是大于還是等于臨界闊值TS此L。
[0203] 如果測試是否定的，則電池化Ck的質(zhì)量被判斷為令人滿意的并且電池化Ck可W移 動(dòng)到其制造過程中的下一步，在目前的情況下是金屬化步驟E7。
[0204] 如果測試是肯定的，則電池化Ck的性能被認(rèn)為是不令人滿意的并且電池化Ck從生 產(chǎn)線L中被除去(步驟E8)。
[0205] 在運(yùn)里剛描述的示例實(shí)施例中，質(zhì)量監(jiān)視方法在電池的金屬化步驟之前執(zhí)行，金 屬化步驟是在制造結(jié)束時(shí)執(zhí)行的。由于運(yùn)一點(diǎn)，有缺陷的電池可W在金屬化之前從生產(chǎn)線 被去除，運(yùn)使得有可能節(jié)省金屬。但是，可W預(yù)期質(zhì)量監(jiān)視方法在電池制造結(jié)束時(shí)執(zhí)行。
[0206] 該方法的不同步驟是由控制設(shè)備4的對應(yīng)模塊執(zhí)行或者在其控制下執(zhí)行的，特別 是：
[0207] -學(xué)習(xí)模塊40能夠執(zhí)行學(xué)習(xí)階段的步驟；
[0208] -確定激發(fā)的模塊41能夠執(zhí)行確定激發(fā)水平的步驟E2;
[0209] -圖像處理模塊42能夠執(zhí)行圖像處理步驟E5;
[0210] -電池選擇模塊44能夠執(zhí)行步驟E6至E8。
[0211] 在剛描述的特定實(shí)施例中，提供了學(xué)習(xí)階段(步驟EOO至EOll)，使得有可能確定變 化曲線Cl和C2，然后，對每個(gè)電池化Ck，確定被調(diào)整W適應(yīng)所討論的電池化Ck的激發(fā)水平P [化Ck]步驟E2。
[0212] 在另一個(gè)特定實(shí)施例中，電池化Ck在預(yù)定義的、非自適應(yīng)的激發(fā)水平被激發(fā)，運(yùn)可 W對所有的電池都相同。要被監(jiān)視的電池化Ck的激發(fā)水平在運(yùn)種情況下沒有被調(diào)整W適應(yīng) 所討論的電池。典型的激發(fā)水平為大約1個(gè)太陽。但是，運(yùn)個(gè)激發(fā)水平可W更低或更高，特別 地，在0.1和10個(gè)太陽之間。在運(yùn)種情況下，監(jiān)視電池化Ck的質(zhì)量的方法類似于剛剛描述的 方法，區(qū)別在于它不包括學(xué)習(xí)階段(步驟EOO至EOll)或確定被調(diào)整為適應(yīng)每個(gè)電池的激發(fā) 水平的步驟化2)。根據(jù)運(yùn)另一實(shí)施例的方法包括，對于每個(gè)電池：
[0213] ?激發(fā)步驟E3,在此其間，要被監(jiān)視的電池化Ck經(jīng)受處于預(yù)定義激發(fā)水平的激發(fā) (未具體被調(diào)整W適應(yīng)該電池）；
[0214] ?在激發(fā)后獲取要被監(jiān)視的電池化Ck的至少一個(gè)發(fā)光圖像IMpla的步驟E4;
[0215] ?處理所獲取的圖像IMpl,k的步驟E5。
[0216] 在處理步驟E5期間，要被監(jiān)視的每個(gè)電池化Ck的發(fā)光圖像被分解成對應(yīng)于電池在 無缺陷情況下的第一圖像和對應(yīng)于所述電池的缺陷的第二圖像(步驟E50)。電池的發(fā)光圖 像由向其分配相應(yīng)發(fā)光強(qiáng)度值的一組像素組成，W便分解圖像IMpl,k:
[0217] ?選擇所述發(fā)光圖像IMpla的N個(gè)像素；
[0218] ?向每個(gè)被選像素分配表示所述像素的局部環(huán)境的值；
[0219] ?根據(jù)被選像素的值向圖像的每個(gè)像素分配新的值，W便獲得第一圖像IMOPL.k;
[0。0] 參確定第二圖像IMdPL,k，例如，通過形成電池 IMpl,k的發(fā)光圖像與第一圖像IMOpl,k 之間的比值或差集。
[0221] 發(fā)光圖像的被選像素可位于周期性隔開的位置。被選像素的局部環(huán)境是包含被選 像素的區(qū)域，例如，中屯、在該被選像素的正方形。獲得分配給圖像的每個(gè)像素的新的值，例 如，通過被選像素的值的內(nèi)插。
[0222] 然后計(jì)算(步驟E51)與第二圖像的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光強(qiáng)度值的均值，W便確定電池 的缺陷量化參數(shù)，如先前所解釋的。
[0223]對于運(yùn)個(gè)另一實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)，監(jiān)視系統(tǒng)類似于先前所描述的，區(qū)別在于控制設(shè)備4 不包括學(xué)習(xí)模塊40或確定經(jīng)調(diào)整的激發(fā)水平的模塊41。因此，該系統(tǒng)包括適于對要被監(jiān)視 的電池施加激發(fā)的激發(fā)設(shè)備、在激發(fā)后獲取電池的發(fā)光圖像的設(shè)備和包括圖像處理模塊42 的控制設(shè)備、評估形狀因子的損失的參數(shù)的模塊43, W及電池選擇模塊44。圖像處理模塊42 適于將每個(gè)要被監(jiān)視的電池的發(fā)光圖像分解成對應(yīng)于電池在無缺陷情況下的第一圖像和 對應(yīng)于電池的缺陷的第二圖像，尤其是適于選擇所述發(fā)光圖像的N個(gè)像素，向每個(gè)被選像素 分配表示所述像素的局部環(huán)境的值，根據(jù)被選像素的值向圖像的每個(gè)像素分配新的值W便 獲得第一圖像、根據(jù)發(fā)光圖像和第一圖像確定第二圖像。而且，圖像處理模塊可W適于計(jì)算 與第二圖像的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光強(qiáng)度值的均值，W便確定電池的缺陷的量化參數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種監(jiān)視多個(gè)光伏電池(CLCk)的質(zhì)量的方法，涉及對每個(gè)電池： ?激發(fā)步驟(E3)，在所述激發(fā)步驟期間要被監(jiān)視的電池(CLCk)經(jīng)受激發(fā)； ?在激發(fā)后獲取要被監(jiān)視的電池(CLCk)的至少一個(gè)發(fā)光圖像(M^k)的步驟(E4); ?處理所獲取的圖像aMpL,k)的步驟(E5); 其特征在于，對于要被監(jiān)視的每個(gè)電池，在處理步驟期間，將要被監(jiān)視的電池(CLCk)的 發(fā)光圖像分解(E50)成對應(yīng)于該電池在無缺陷情況下的第一圖像和對應(yīng)于該電池的缺陷的 第二圖像。2. 如前一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，為了分解要被監(jiān)視的電池(CLCk)的發(fā)光圖 像，其中該電池的發(fā)光圖像由向其分配相應(yīng)發(fā)光強(qiáng)度值的一組像素組成： ?選擇所述發(fā)光圖像的多個(gè)(N個(gè))像素； ?向被選的每個(gè)像素分配表示所述像素的局部環(huán)境的值； ?根據(jù)被選像素的值向圖像的每個(gè)像素分配新的值，以便獲得對應(yīng)于電池在無缺陷情 況下的第一圖像； ?基于發(fā)光圖像和第一圖像確定對應(yīng)于所述電池的缺陷的第二圖像。3. 如前一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于計(jì)算(E51)與第二圖像的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光 強(qiáng)度值的均值，以便確定電池的缺陷的量化參數(shù)。4. 如前面權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于通過形成電池的發(fā)光圖像與第一圖像 之間的比值或差集而獲得所述第二圖像。5. 如前面權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于通過被選像素的值的內(nèi)插來向圖像的 每個(gè)像素分配新的值。6. 如權(quán)利要求3至5之一所述的方法，特征在于所述缺陷的量化參數(shù)是通過從第一圖像 的像素的值的均值確定的校正因子來校正(E53)的。7. 如前面權(quán)利要求之一所述的方法，特征在于發(fā)光圖像的被選像素位于周期性隔開的 位置。8. -種監(jiān)視多個(gè)光伏電池(CLCk)的質(zhì)量的方法，涉及對每個(gè)電池： ?激發(fā)步驟(E3)，在所述激發(fā)步驟期間要被監(jiān)視的電池(CLCk)經(jīng)受具有既定激發(fā)水平 的激發(fā)； ?在激發(fā)后獲取要被監(jiān)視的電池(CLCk)的至少一個(gè)發(fā)光圖像(M^k)的步驟(E4); ?處理所獲取的圖像aMpL,k)的步驟(E5); 其特征在于，對于每個(gè)電池(CLCk)，提供了確定被調(diào)整以適應(yīng)該電池(CLCk)的激發(fā)水平 (P[CLCk])的預(yù)備步驟(E2)，要被監(jiān)視的不同電池的相應(yīng)經(jīng)調(diào)整的激發(fā)水平被修改為使得 由不同電池發(fā)射的信號的發(fā)光強(qiáng)度(IpL,k)等于相同的參照發(fā)光強(qiáng)度(IpL,rrf)。9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在確定被調(diào)整以適應(yīng)該電池的激發(fā)水平的預(yù) 備步驟(E2)期間： ?響應(yīng)于初始選定的激發(fā)水平（Pinit)而測量（E20)由電池發(fā)射的發(fā)光強(qiáng)度（IPL, k [Pinit])； ?根據(jù)測得的發(fā)光強(qiáng)度、參照發(fā)光強(qiáng)度（IPL,ref)以及取決于施加到該電池的激發(fā)水平 的電池發(fā)光響應(yīng)的變化數(shù)據(jù)(C2)確定(E23)被調(diào)整以適應(yīng)該電池的激發(fā)水平(P [ CLCk])。10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于計(jì)算(E22)參照發(fā)光強(qiáng)度與測得的發(fā)光強(qiáng)度 之間的強(qiáng)度比，并且取決于針對初始選定的激發(fā)水平歸一化的所施加的激發(fā)水平的發(fā)光響 應(yīng)的變化數(shù)據(jù)，基于被取作發(fā)光強(qiáng)度的所述強(qiáng)度比，借助于所述變化數(shù)據(jù)，直接獲得被調(diào)整 以適應(yīng)該電池的激發(fā)水平。11. 如權(quán)利要求8至10之一所述的方法，特征在于，被要監(jiān)視的電池由生產(chǎn)線制造，該方 法包括學(xué)習(xí)階段，在所述學(xué)習(xí)階段期間： #測量(EOl)在所述生產(chǎn)線上制造的多個(gè)學(xué)習(xí)電池的開路電壓； ?確定(E02)參照開路電壓，所述參照開路電壓包含在由所測得的開路電壓的均值加 上或減去測得的開路電壓的分布的標(biāo)準(zhǔn)差的兩倍定義的范圍內(nèi)； ?根據(jù)所確定的并用于初始選定的激發(fā)水平的參照開路電壓確定(E07)參照發(fā)光強(qiáng) 度。12. 如前一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在所述學(xué)習(xí)階段期間： ?使學(xué)習(xí)電池經(jīng)受(E03)初始選定的激發(fā)水平并響應(yīng)于激發(fā)而測量(E04)學(xué)習(xí)電池的 發(fā)光強(qiáng)度； ?根據(jù)所述學(xué)習(xí)電池的開路電壓，確定(E06)經(jīng)受初始選定的激發(fā)水平的學(xué)習(xí)電池的 發(fā)光強(qiáng)度的變化數(shù)據(jù)。13. 如權(quán)利要求8至12之一所述的方法，其特征在于，對于要被監(jiān)視的每個(gè)電池，該電池 的發(fā)光圖像由一組向其分配了相應(yīng)發(fā)光強(qiáng)度值的像素組成，在處理步驟期間： ?將要被監(jiān)視的電池的發(fā)光圖像分解(E50)成對應(yīng)于該電池在無缺陷情況下的第一圖 像和對應(yīng)于該電池的缺陷的第二圖像， ?計(jì)算(E51)與第二圖像的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光強(qiáng)度值的均值，以便確定電池的缺陷的量 化參數(shù)。14. 如前一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，為了分解要被監(jiān)視的電池的發(fā)光圖像： ?選擇所述發(fā)光圖像的多個(gè)(N個(gè))像素； ?向被選的每個(gè)像素分配表示所述像素的局部環(huán)境的值； ?根據(jù)被選像素的值向圖像的每個(gè)像素分配新的值，以便獲得第一圖像； ?基于發(fā)光圖像和第一圖像確定第二圖像。15. 如權(quán)利要求13或14所述的方法，特征在于缺陷的量化參數(shù)是通過從第一圖像的像 素的值的均值確定的校正因子來校正(E53)的。16. 如權(quán)利要求13至15之一所述的方法，特征在于，在學(xué)習(xí)階段期間，對于學(xué)習(xí)電池，確 定(E012)形狀因子的損失的參數(shù)與缺陷的量化參數(shù)之間的相關(guān)性數(shù)據(jù)。17. 如前一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，對于要被監(jiān)視的每個(gè)電池，基于已確定 的缺陷的量化參數(shù)和所述相關(guān)性數(shù)據(jù)評估(E0120)該電池的形狀因子的損失的參數(shù)。18. 如權(quán)利要求8至17之一所述的方法，其特征在于，對于要被監(jiān)視的每個(gè)電池，在制造 過程期間，所述方法在該電池的金屬化步驟之前或之后被執(zhí)行。19. 如權(quán)利要求8至18之一所述的方法，其特征在于，在激發(fā)步驟期間，電池經(jīng)受激發(fā) 光。20. 如權(quán)利要求8至19之一所述的方法，特征在于，在激發(fā)步驟期間，電池經(jīng)受激發(fā)電 流。21. -種監(jiān)視多個(gè)光伏電池的質(zhì)量的系統(tǒng)，包括用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至20之一所述的 方法的步驟的硬件和軟件裝置。22. -種監(jiān)視多個(gè)光伏電池的質(zhì)量的系統(tǒng)，包括： ?激發(fā)設(shè)備（1 )，適于向要被監(jiān)視的電池施加激發(fā)； ?在激發(fā)后獲取電池的發(fā)光圖像的設(shè)備(2); ?圖像處理模塊(42); 其特征在于圖像處理模塊（42)適于將要被監(jiān)視的每個(gè)電池（CLCk)的發(fā)光圖像分解 (E50)成對應(yīng)于該電池在無缺陷情況下的第一圖像和對應(yīng)于該電池的缺陷的第二圖像。23. 如前一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，特征在于圖像處理模塊(42)被布置為選擇所述發(fā)光 圖像的多個(gè)(N個(gè))像素、向被選的每個(gè)像素分配表示所述像素的局部環(huán)境的值、根據(jù)被選像 素的值向圖像的每個(gè)像素分配新的值以便獲得第一圖像，基于發(fā)光圖像和第一圖像確定第 二圖像。24. 如前一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，特征在于圖像處理模塊(42)適于計(jì)算(E51)與第二圖 像的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光強(qiáng)度值的均值，以便確定該電池的缺陷的量化參數(shù)。25. -種監(jiān)視多個(gè)光伏電池的質(zhì)量的系統(tǒng)，包括： ?激發(fā)設(shè)備（1)，適于向要被監(jiān)視的電池施加具有既定的激發(fā)水平的激發(fā)； ?在激發(fā)后獲取電池的發(fā)光圖像的設(shè)備(2); ?圖像處理模塊(42); 其特征在于所述系統(tǒng)包括確定被調(diào)整以適應(yīng)要被監(jiān)視的電池的激發(fā)水平的模塊(41)， 所述模塊適于調(diào)整要被監(jiān)視的電池的相應(yīng)激發(fā)水平，使得由所述電池發(fā)射的發(fā)光強(qiáng)度等于 相同的參照發(fā)光強(qiáng)度。26. 如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，特征在于確定被調(diào)整以適應(yīng)要被監(jiān)視的電池的激發(fā)水 平的模塊被布置為，根據(jù)響應(yīng)于初始選定的激發(fā)水平而測得的所述電池的發(fā)光強(qiáng)度、參照 發(fā)光強(qiáng)度以及取決于施加到電池的激發(fā)水平的電池發(fā)光響應(yīng)的變化數(shù)據(jù)確定被調(diào)整以適 應(yīng)被監(jiān)視的電池的激發(fā)水平。27. 如權(quán)利要求25和26之一所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括適于確定以下的學(xué) 習(xí)模塊(40): ?根據(jù)測得的學(xué)習(xí)電池的開路電壓，確定參照開路電壓，所述參照開路電壓被包含在 由所測得的開路電壓的均值加上或減去測得的開路電壓的分布的標(biāo)準(zhǔn)差的兩倍而定義的 范圍內(nèi)，及 ?根據(jù)所確定的并用于初始選定的激發(fā)水平的參照開路電壓確定參照發(fā)光強(qiáng)度。28. 如權(quán)利要求25至27之一所述的系統(tǒng)，其特征在于圖像處理模塊(42)適于在要被監(jiān) 視的電池被在經(jīng)調(diào)整的激發(fā)水平下激發(fā)之后將所獲取的所述電池的發(fā)光圖像分解成對應(yīng) 于該電池在無缺陷情況下的第一圖像和對應(yīng)于該電池的缺陷的第二圖像，并且其特征在于 所述系統(tǒng)包括確定要被監(jiān)視的電池的缺陷的量化參數(shù)的模塊，所述模塊被布置為計(jì)算與第 二圖像的像素關(guān)聯(lián)的發(fā)光強(qiáng)度值的均值。29. 如前一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，特征在于圖像處理模塊(42)適于選擇所述發(fā)光圖像 的多個(gè)(N個(gè))像素、向被選的每個(gè)像素分配表示所述像素的局部環(huán)境的值、根據(jù)被選像素的 值向圖像的每個(gè)像素分配新的值以便獲得第一圖像，和基于發(fā)光圖像和第一圖像確定第二 圖像。30.如權(quán)利要求25至29之一所述的系統(tǒng)，特征在于所述系統(tǒng)包括根據(jù)所述電池的缺陷 的既定的量化參數(shù)和形狀因子的損失的參數(shù)與缺陷的量化參數(shù)之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)來評 估要被監(jiān)視的電池的形狀因子的損失的參數(shù)的模塊(43)。
【文檔編號】G01N21/95GK105960587SQ201480074466
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2014年12月19日
【發(fā)明人】O·N·阿吉拉, W·法夫爾, F·奧贊尼, P-J·里貝龍
【申請人】原子能及能源替代委員會