研究人員開發(fā)出一種新型成像系統(tǒng)，它可以在任何天氣條件下，在完全和部分陽光下檢測硅太陽能電池板的缺陷。由于目前的缺陷檢測方法不能在日光條件下使用，而新系統(tǒng)可以使保持太陽能電池板最佳工作狀態(tài)變得更加容易。

硅太陽能電池板占全球太陽能電池板的90%左右，在其制造、處理或安裝過程中經(jīng)常出現(xiàn)缺陷。這些缺陷可以大大降低太陽能電池板的效率，因此，迅速和輕松地檢測出這些缺陷是很重要的。

研究人員使用了一個(gè)幀率非常高的InGaAs檢測器，在施加調(diào)制電流時(shí)獲取太陽能電池板的一系列圖像。這種檢測器提供的非�？斓某上袼俣仁沟眯蛄兄械膱D像之間的更多變化得以區(qū)分。 

在Optica出版集團(tuán)的《應(yīng)用光學(xué)》雜志上，來自中國南京理工大學(xué)的研究人員描述了新硬件和軟件的獨(dú)特組合如何使太陽能電池板的缺陷即使在強(qiáng)光下也能清晰成像和分析。

"今天的缺陷檢測系統(tǒng)只能用于在夜間或在已被拆除并移入室內(nèi)或陰暗環(huán)境的太陽能電池板模塊上尋找缺陷，"領(lǐng)導(dǎo)該研究小組的錢蕓生說。"我們希望這個(gè)系統(tǒng)可以用來幫助光伏發(fā)電站的檢查人員定位缺陷，并更快地識(shí)別它們，以便這些系統(tǒng)能夠以最大水平發(fā)電。"

在新的工作中，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)全天候的成像系統(tǒng)，可以在任何照明條件下工作。為了使缺陷清晰可見，他們開發(fā)了一個(gè)軟件，對(duì)太陽能電池板施加調(diào)制電流，使其發(fā)出非�？斓仃P(guān)閉和開啟的光。一個(gè)具有非常高幀率的InGaAs檢測器被用來在施加電流時(shí)獲取太陽能電池板的一系列圖像。研究人員還添加了一個(gè)過濾器，將檢測到的波長限制在1150納米左右，以去除圖像中的一些雜散的陽光。

研究人員開發(fā)了一個(gè)新系統(tǒng)，可以在完全和部分陽光下檢測硅太陽能電池板的缺陷。顯示的是在低（左）、中（中）和高（右）太陽光照射下獲得的圖像。上排（a、b、c）是使用在陽光下無法工作的傳統(tǒng)系統(tǒng)獲得的，下排（d、e、f）是使用新系統(tǒng)和缺陷顯示算法獲得的。

"非�？斓某上袼俣仍试S收集更多的圖像，這樣就可以區(qū)分圖像之間更多的變化，"論文的第一作者吳晟說。"關(guān)鍵的發(fā)展是一種新的算法，它可以區(qū)分圖像序列中的調(diào)制和未調(diào)制部分，然后放大這種差異。這使得太陽能電池板的缺陷能夠在高輻照度下被清晰地成像。"

為了測試該系統(tǒng)，研究人員將其應(yīng)用于單晶硅和多晶硅太陽能板。結(jié)果顯示，該系統(tǒng)可以在每平方米0至1300瓦的輻照度下檢測硅基太陽能電池板的缺陷，這相當(dāng)于從完全黑暗到完全陽光的光照條件。

研究人員現(xiàn)在正在研究幫助減少數(shù)字噪音的軟件，以進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量，從而使探測器能夠更準(zhǔn)確地收集圖像變化。他們還想看看是否可以將人工智能應(yīng)用于采集的圖像，以自動(dòng)識(shí)別缺陷類型并進(jìn)一步簡化檢查過程。

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