電致發(fā)光成像測試晶體硅光伏組件缺陷方法

ICS27.160

K83

CPIA

中國光伏行業(yè)協(xié)會標準

CPIAXXX—201X

電致發(fā)光成像測試晶體硅光伏組件缺陷方法

TestMethodforCellDefectsinCrystallineSiliconPVModulesby

Electroluminescence(EL)Imaging

（征求意見稿）

（本稿完成日期:2017-7-31）

（在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。）

201X-XX-XX發(fā)布201X-XX-XX實施

中國光伏行業(yè)協(xié)會發(fā)布

CPIAXXX—201X

前言

本標準編寫規(guī)則遵循了GB/T1.1-2009《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫》和GB/T

1.2-2002《標準化工作導則第2部分：標準中規(guī)范性技術要素內容的確定》的規(guī)定。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。

本標準由中國光伏行業(yè)協(xié)會標準化技術委員會提出并歸口。

本標準起草單位：

本標準主要起草人:…

本標準首次發(fā)布時間:...

II

CPIAXXX—201X

電致發(fā)光成像測試晶體硅光伏組件缺陷方法

1范圍

本標準適用于晶體硅光伏組件中電池缺陷的檢測，包含術語與定義、樣品準備、測試設備、安全準

則、環(huán)境要求、儀器校準、測試流程、缺陷分類和報告等。

本標準適用于室內晶體硅光伏組件中電池缺陷的測試，室外測試可參照執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）適用于本文件。

IEC61215-1:2016Terrestrialphotovoltaic(PV)modules-Designqualificationandtypeapproval-Part1:

Requirementsfortesting（地面用光伏組件—設計鑒定與定型—第1部分：測試要求）

GB/T2297太陽光伏能源系統(tǒng)術語

3術語和定義

GB/T2297確立的以及下列術語和定義適用于本標準。

3.1

電致發(fā)光electroluminescence(EL)

電致發(fā)光，簡稱EL，是指由于電場作用而產生的發(fā)光現(xiàn)象。

EL分為兩種類型：一種是半導體p-n結的注入式電致發(fā)光；另一種是本征型電致發(fā)光。目前光伏產業(yè)

使用較多的是太陽電池正向偏置下少子注入式的電致發(fā)光。

3.2

缺陷defect

太陽電池組件在電致發(fā)光作用下所觀察到的影響太陽電池性能的特征，通常有黑心、黑邊、亮斑、

裂紋、斷柵、暗片等。

3.3

曝光時間exposuretime

缺陷檢測儀成像傳感器接收太陽電池組件電致發(fā)光信號所用的時間。

3.4

成像時間imagingtime

將太陽電池組件放置在缺陷檢測儀上之后，缺陷檢測儀獲取并輸出一個太陽電池組件的電致發(fā)光圖

像到顯示器所用的時間。

3.5

1

CPIAXXX—201X

像素pixel

圖像傳感器上能單獨感光的物理單元。

3.6

雜散光straylight

圖像傳感器對太陽電池組件進行缺陷檢測時接收到的除電致發(fā)光之外的影響成像圖像的光。

3.7

灰度值graylevel

指黑白圖像中點的顏色深度。范圍一般從0到255，白色為255，黑色為0，故黑白圖片也稱灰度圖像。

3.8

灰度峰值peakofgrayscalehistogram

指黑白圖像的灰度直方圖中最多像素數(shù)的點所對應的灰度值。

4樣品準備

4.1測試樣品定義：用于測試的單片組件。

4.2測試樣品組件外觀應符合IEC61215-1:2016中第8章的規(guī)定。

4.3測試樣品表面需保持清潔，無明顯的裂痕或異物等。

5測試設備

5.1EL檢測設備示意圖如圖1所示，設備分類類型可參考附錄A。

1—直流電源；2—測試樣品(晶體硅組件)；3—成像系統(tǒng)；4—暗室；5—圖像處理系統(tǒng)。

圖1EL檢測設備示意圖

5.1.1直流電源：也稱為恒流電源。能為太陽電池組件提供正向直流電流的裝置。

5.1.2成像系統(tǒng)：由成像探測器、成像鏡頭和操作軟件等部分組成。

2

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5.1.2.1成像探測器：應使用Si、Ge、InGaAs等材料制成，需對光伏組件的電致發(fā)光波段有響應。

5.1.2.2成像鏡頭：EL成像鏡頭必須允許光伏組件產生的電致發(fā)光透過。為了得到高質量的圖像，通常

可以采用850nm作為允許成像波段的下限波，同時利用濾光片或涂層來消除雜散光。

5.1.2.3操作軟件：用于控制太陽電池組件檢測所需的操作軟件，例如可操作并控制直流電源的通電和

斷開、成像系統(tǒng)（包含成像鏡頭、成像探測器、暗室等）的曝光控制、被檢測組件的移動、成像系統(tǒng)的

移動。

5.1.3暗室：可為太陽電池組件的缺陷檢測提供合適的檢測環(huán)境，同時可抑制雜散光?？梢允窃O備自身

的箱體結構、遮光布簾或者設備外部的暗檢測環(huán)境。

5.1.4圖像處理系統(tǒng)：由圖像處理軟件和圖像顯示系統(tǒng)組成。

5.1.4.1圖像處理軟件：用于對成像探測器采集到的圖像信息進行處理,如可進行圖像拼接、圖形取向等

編輯，以得到被檢測太陽電池組件的圖像。通常采用灰度來表示檢測圖像的明暗，對于成像探測器采集

到的具有較高電致發(fā)光信號的圖像應使用高亮度（趨向白色）表示，對于成像探測器采集到的具有較低

電致發(fā)光信號的圖像應使用低亮度（趨向黑色）表示。

—圖像拼接：太陽電池組件EL檢測圖片可以通過拼接得到，但是不允許有影響缺陷識別的從電池片內部

穿過的拼縫。

—圖像取向：為了更容易比較，建議EL圖像的方向與人體觀察一致，并且還應指示接線盒的位置。

5.1.4.2圖像顯示系統(tǒng)：應具有支持圖像處理軟件進行圖像顯示、局部放大、裁剪、旋轉、調節(jié)灰度等

功能，并可進行圖像像素、曝光時間等圖像信息的查詢。

—圖像信息：為了便于進行EL圖像比較，圖像應提供測試時的正向電流、環(huán)境溫度、組件序列號以及其

他備注信息。

5.2EL檢測設備性能主要應體現(xiàn)在光學、電學、檢測效率以及圖像顯示等方面。

5.2.1光學性能是指空間分辨率（分辨力）、失真、噪聲、雜散光、缺陷識別等內容。

5.2.1.1空間分辨率：是指區(qū)分細節(jié)的能力。對于相同的視野，可識別的最小尺寸對應的是最高的空間

分辨率。有許多方法來表征空間分辨率。為了更容易比較，可以使用具有相同寬度并且黑白相間的線對

（lp）條紋圖案。因此，空間分辨率可以以每毫米的線對（lp/mm）表示。該測試方法的細節(jié)在附錄B

中介紹。一般來說，由于成像系統(tǒng)和光學設計的差異，空間分辨率不對應于像素分辨率。為了比較EL

圖像，EL圖像的空間分辨率應該是類似的?？臻g分辨率的等級劃分如表1所示。

表1空間分辨率的等級劃分

等級空間分辨率(Rs)（對于2.0m*1.0m視場）

A+Rs≥1.0lp/mm

A0.5lp/mm≤Rs＜1.0lp/mm

B0.25lp/mm≤Rs＜0.5lp/mm

C0.1lp/mm＜Rs＜0.25lp/mm

注1：不同缺陷的電致發(fā)光特性差異很大，因此缺陷的實際幾何形狀與EL成像的幾何形狀并不直接對應。

注2：通過在不同的位置應用更多的測試可以減少不確定性。

3

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注3：EL設備等級判定以空間分辨率（分辨力）作為基本要求，光伏組件生產線中EL系統(tǒng)的空間分辨率應至少為B級。

當進行覆蓋面積較大的快速測試時，C級空間分辨率也可滿足使用要求。

5.2.1.2失真：表示太陽能模組圖像的變形程度。失真不得干擾識別缺陷。

5.2.1.3噪聲：表示成像探測器在成像平面中的光學圖像響應的變化。噪聲不應影響缺陷的正確識別。

5.2.1.4雜散光：是指干擾成像的光。EL檢測設備必須具有抑制雜散光的能力。

5.2.1.5缺陷識別：表示對太陽電池組件電致發(fā)光圖像中的缺陷特征進行區(qū)分和標記。為了提高檢測效

率，EL檢測設備可以采用圖像處理軟件對缺陷特征進行標記，但是這些標記不應該影響檢測人員對圖像

的辨識以及原始圖像的保存。

5.2.2電學性能是指直流電源的電流輸出范圍和準確性。

5.2.2.1正向電流：也稱為偏置電流。通常為恒流運行模式。正向電流可分為高電流和低電流。通常，

高正向電流意味著連接的光伏組件的偏置電流等于STC下的短路電流。低正向電流是指連接的光伏組件

的偏置電流等于STC短路電流的0.1至0.3倍。根據(jù)被測光伏組件的參數(shù)，電源必須能夠設置短路電流

（Isc）的0.1倍至1.0倍。

5.2.3檢測效率：太陽電池組件單次檢測時間的長短,主要由曝光時間和成像時間來控制。

5.2.3.1曝光時間：可調節(jié)，以滿足檢測成像質量和檢測效率的要求。

5.2.3.2成像時間：應滿足太陽電池組件檢測效率的要求。對于量產的EL檢測設備，通常應小于30s。

5.2.4圖像顯示：圖像的輸出、查看等內容。為了提高太陽電池組件檢測圖像的成像質量和圖像像素分

辨率，應可根據(jù)成像鏡頭的光學參數(shù)、成像探測器的像素排布以及檢測設備的工作模式來合理設計檢測

設備的結構。

5.2.4.1像素分辨率：也稱為像素值，表示像素的數(shù)量。對于圖像傳感器，其像素值表示其包含的像素

總數(shù)量。對于最終輸出的圖像，像素值表示該圖像中的像素總數(shù)量。產品輸出的圖像應可查看像素值信

息。圖像像素分辨率可用M*N表示，M是指圖像的高度，列數(shù)N是指圖像的寬度對于同一個太陽電池

組件的EL檢測圖像比較，應當采用具有相當像素分辨率的圖像進行。5.2.4.2灰度峰值：必須適當?shù)恼{

整EL檢測設備的參數(shù)（如正向電流、曝光時間、照相機孔徑），以獲得具有合理亮度的光伏組件EL圖像。

通常，EL圖像的灰度峰值應在成像探測器飽和度的30％~70％之間。

6安全準則

6.1機械安全：對于有獨立閉合箱蓋的EL檢測設備在打開和關閉箱蓋時，應避免傷害到人員。在打開和

關閉箱蓋時同時要注意避免碰到手和頭。

6.2電氣安全：當設備不工作時，斷開測試組件和測試設備的連接。當樣品需要測試時，才可以對光伏

組件進行通電。

7環(huán)境要求

由于EL檢測設備的靈敏度高，測試環(huán)境應滿足以下要求：

7.1環(huán)境溫度：5℃?45℃。

7.2環(huán)境濕度：≤80％RH。

7.3測試環(huán)境應保持清潔、無振動；樣品和相機鏡頭不要有灰塵，測試平臺干凈、整潔、光滑無劃痕。

8儀器校準

8.1.1EL檢測設備中所有需要校準的儀器必須在首次安裝時進行校準，在使用過程中應根據(jù)使用頻次、

4

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使用情況及儀器供應商的建議定期進行校準并給出校準等級。

8.1.2日常點檢：找到具有相對一致的發(fā)光亮度區(qū)域的模組角和中間電池片作為基準。

8.1.3使用比對樣板的，對應于刻度的四個角和中間的試樣應貼附在表面上；校準樣板參考附錄C。

9測試流程

9.1測試前確認EL檢測設備運行正常的檢查及測試參數(shù)設置：

9.1.1暗室：在室內可保證測試環(huán)境黑暗，而且暗室的門或者窗戶可正常開關。

9.1.2電源可提供0.1倍以上的短路電流（以下簡寫為Isc）。

9.1.3根據(jù)樣品信息設置測試參數(shù)，通常電流參數(shù)設置不小于0.6倍的Isc。

9.1.4根據(jù)客戶要求也可以進行低電流測試，測試電流不大于0.2倍的Isc。

9.2連接電源，并按以下流程操作：

9.2.1打開暗室，將樣品放入測試區(qū)域，使其表面與成像鏡頭垂直。

9.2.2接通電源與試驗樣品，將測試樣品正極與恒流電源正極相連，負極與恒流電源負極相連。

9.2.3輸入樣品序列號，關閉暗室，開始拍照。

9.2.4確認測試樣品在測試區(qū)域可以成像。

9.2.5進行圖像測試分析，最大分辨率需符合圖案編號范圍，而測試系統(tǒng)應與分辨率相對應。

9.2.6在室內測試中，清潔樣品表面，測量時焦距處在客戶定義的中間區(qū)域。

9.2.7圖像拍攝清楚后，保存圖像；打開暗室，取出樣品。

9.2.8檢查測試圖片缺陷，并按照缺陷分類判定缺陷類型。

注：樣品內的溫度偏差應控制在10℃以內。

10缺陷分類

根據(jù)缺陷種類可將晶體硅光伏組件缺陷歸納為形狀類、亮度類、位置類三大類。

10.1形狀類缺陷包括微裂紋、裂片、黑斑、絨絲、網(wǎng)絡片、刮傷、同心圓。

10.1.1微裂紋：電池片表面的微裂紋，主要由于制造，運輸，安裝等過程中的彎曲和撞擊導致，包括微

裂紋（平行于焊帶）、微裂紋（垂直于焊帶）、微裂紋（非貫穿性）、微裂紋（45°）、微裂紋（交叉）。

微裂紋（脈狀）/Micro-crack(vein-like)。

10.1.1.1微裂紋（平行于焊帶）—通常裂紋方向與焊帶保持平行，由電池片的一邊邊緣到另一邊邊緣

（圖2）。

2-a2-b2-c

圖2平行于焊帶的微裂紋圖像

10.1.1.2微裂紋（垂直于焊帶）—垂直于焊帶的貫穿性裂紋（圖3）。

5

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3-a3-b

圖3垂直于焊帶的微裂紋圖像

10.1.1.3微裂紋（非貫穿性）—從電池片邊緣延伸到電池片內部的非貫穿性裂紋（圖4）。

4-a4-b4-c

圖4非貫穿的微裂紋圖像

10.1.1.4微裂紋（45°）—從電池片一端延伸到另一端的斜裂紋（圖5）。

5-a5-b

圖5與焊帶成45°的微裂紋圖像

10.1.1.5微裂紋（交叉）—2條或多條交叉的裂紋（圖6）。

6

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6-a6-b6-c

圖6交叉的微裂紋圖像

10.1.1.6微裂紋（脈狀）—脈狀的多條裂紋，且延伸到多個電池片邊界（圖7）。

7-a7-b7-c

圖7脈狀的微裂紋圖像

10.1.2裂片

10.1.2.1圖像中呈現(xiàn)黑色或暗色電池片裂片區(qū)域，這些區(qū)域已從電路中部分或全部分離，主要由于制造、

運輸、安裝過程中的彎曲和撞擊導致（圖8）。

8-a8-b8-c

圖8裂片的圖像

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10.1.3黑斑

10.1.3.1分布在電池片上的不規(guī)則黑色斑狀區(qū)域，主要由于電池片污染或燒結不良所致（圖9）。

9-a9-b9-c

圖9黑斑的圖像

10.1.4絨絲

10.1.4.1分布在電池上的絨狀或云狀暗色區(qū)域，主要由于硅片缺陷區(qū)域制絨腐蝕程度加重所致（圖10）。

10-a10-b10-c

圖10絨絲的圖像

10.1.5網(wǎng)絡片

10.1.5.1分布在電池上的黑色網(wǎng)狀區(qū)域，主要由于燒結不良所致（圖11）。

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11-a11-b11-c

圖11網(wǎng)絡片的圖像

10.1.6刮傷

10.1.6.1電池表面不連續(xù)的線痕，主要由于刮擦產生，通常不會影響組件性能（圖12）。

12-a12-b12-c

圖12刮傷的圖像

10.1.7同心圓

10.1.7.1位于電池片中心的同心圓環(huán)狀暗色區(qū)域，主要由于單晶拉制過程中氧缺陷造成（圖13）。

13-a13-b13-c

圖13同心圓的圖像

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10.2亮度類缺陷包括失配、短路、虛焊（暗斑）、過焊、亮斑。

10.2.1失配

10.2.1.1同一組件中不同電池呈現(xiàn)不同的亮度，主要由于電池片失配所致（圖14）。

14-a14-b14-c

圖14失配的圖像

10.2.2短路

10.2.2.1整個電池片或電池串成全黑色，為電池或電池串不正確的連接所致；或者較其它電池片偏暗的

電池片，且其上焊帶兩側分布有暗色區(qū)域（圖15）。

15-a15-b

圖15短路的圖像

10.2.3虛焊（暗斑）

10.2.3.1分布在焊帶兩側的黑色區(qū)域，主要由于不正確的焊接所致（圖16）。

10

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16-a16-b16-c

圖16虛焊（暗斑）的圖像

10.2.4過焊

10.2.4.1分布在焊帶單側的黑色區(qū)域，從焊帶邊緣延柵線方向整齊延伸，主要由于不正確的焊接所致（圖

17）。

17-a17-b17-c

圖17過焊的圖像

10.2.5亮斑

10.2.5.1分布在焊帶兩邊的明亮區(qū)域，電流分布不均的表現(xiàn)，主要產生于焊接過程或電池制造過程（圖

18）。

18-a18-b

11

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圖18亮斑的圖像

10.3位置類缺陷包括斷柵、黑邊、黑角。

10.3.1斷柵

10.3.1.1焊帶之間或焊帶與電池片邊緣間的黑色條狀區(qū)域，主要由于不良印刷或不正確焊接導致

（圖19）。

19-a19-b19-c

圖19斷柵的圖像

10.3.2黑邊

10.3.2.1一條或兩條電池片邊緣黑色區(qū)域，主要由于多晶硅片鑄錠過程中，靠近坩堝區(qū)域受到雜質污染

所致（圖20）。

20-a20-b20-c

圖20黑邊的圖像

10.3.3黑角

10.3.3.1位于電池片角的一個或多個黑色區(qū)域，主要由于拉制晶體過程中雜質擴散至晶體內部所致（圖

21）。

12

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21-a21-b

圖21黑角的圖像

11報告

報告至少應包括以下內容：

a)樣品來源、名稱及規(guī)格；

b)儀器名稱及型號；

c)試驗環(huán)境溫度和相對濕度；

d)參數(shù)設定（電流、電壓、曝光時間等）；

e)樣品的描述、狀態(tài)和明確的標識；

f)試驗結果（包括缺陷類型、數(shù)量和圖像）；

g)試驗操作者、審核、批準、報告編號；

h)本標準編號和標準；

i)檢測機構、名稱、地址；

j)試驗日期。

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附錄A

AEL檢測設備有以下三種類型分類方法

A.1按成像方式可分為固定式與掃描式：

A．1.1固定式結構指的是成像鏡頭以及被檢測組件在進行太陽電池組件的一次缺陷檢測時都處于固定位

置，不發(fā)生移動。

A.1.2掃描式結構指的是成像鏡頭或者被檢測組件在進行太陽電池組件的一次缺陷檢測時有發(fā)生移動。

A.2按成像光學系統(tǒng)結構可分為直接式與間接式。

A.2.1直接式結構指的是EL檢測系統(tǒng)的成像鏡頭與太陽電池組件之間無反射鏡等光學元件，所成圖像與

光伏組件的正面目視圖像布局方向相同。

A.2.2間接式結構指的是EL檢測系統(tǒng)的成像鏡頭與太陽電池組件之間有反射鏡等光學元件，且所成圖像

與光伏組件的正面目視圖像為鏡像關系。

A.3根據(jù)鏡頭數(shù)量可分為單鏡頭與多鏡頭。

A.3.1單鏡頭結構指的是EL缺陷檢測系統(tǒng)只有一個成像鏡頭。

A.3.2多鏡頭結構指的是EL檢測系統(tǒng)有多個成像鏡頭。

14

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附錄B

B參數(shù)測試方法

B.1成像時間測試方法：光伏組件的電氣連接成功后，使用已校準的計時器記錄從測試開始到完成光伏

組件圖像顯示的時間。

B.2空間分辨率測試方法：目前有很多方法來表示圖像系統(tǒng)的空間分辨率，比如調制傳遞函數(shù)（MTF）、

線對數(shù)分辨能力等。對于EL缺陷測試系統(tǒng)，識別裂紋至關重要。為了便于對比，具有相同的寬度并且黑

白相間的線對條紋圖案可被用于測試（如圖B.1）。

圖B.1空間分辨率測試板

15

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附錄C

C.1校準樣板示例

16

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目次

前言................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術語和定義........................................................錯誤！未定義書簽。

4樣品準備...........................................................................2

5測試設備...........................................................................2

6安全準則...........................................................................4

7環(huán)境要求...........................................................................4

8儀器校準...........................................................................4

9測試流程...........................................................................5

10缺陷分類..........................................................................5

11報告.............................................................................13

附錄A...............................................................................14

附錄B...............................................................................15

附錄C...............................................................................16

I

CPIAXXX—201X

電致發(fā)光成像測試晶體硅光伏組件缺陷方法

1范圍

本標準適用于晶體硅光伏組件中電池缺陷的檢測，包含術語與定義、樣品準備、測試設備、安全準

則、環(huán)境要求、儀器校準、測試流程、缺陷分類和報告等。

本標準適用于室內晶體硅光伏組件中電池缺陷的測試，室外測試可參照執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）適用于本文件。

IEC61215-1:2016Terrestrialphotovoltaic(PV)modules-Designqualificationandtypeapproval-Part1:

Requirementsfortesting（地面用光伏組件—設計鑒定與定型—第1部分：測試要求）

GB/T2297太陽光伏能源系統(tǒng)術語

3術語和定義

GB/T2297確立的以及下列術語和定義適用于本標準。

3.1

電致發(fā)光electroluminescence(EL)

電致發(fā)光，簡稱EL，是指由于電場作用而產生的發(fā)光現(xiàn)象。

EL分為兩種類型：一種是半導體p-n結的注入式電致發(fā)光；另一種是本征型電致發(fā)光。目前光伏產業(yè)

使用較多的是太陽電池正向偏置下少子注入式的電致發(fā)光。

3.2

缺陷defect

太陽電池組件在電致發(fā)光作用下所觀察到的影響太陽電池性能的特征，通常有黑心、黑邊、亮斑、

裂紋、斷柵、暗片等。

3.3

曝光時間exposuretime

缺陷檢測儀成像傳感器接收太陽電池組件電致發(fā)光信號所用的時間。

3.4

成像時間imagingtime

將太陽電池組件放置在缺陷檢測儀上之后，缺陷檢測儀獲取并輸出一個太陽電池組件的電致發(fā)光圖

像到顯示器所用的時間。

3.5

1

CPIAXXX—201X

像素pixel

圖像傳感器上能單獨感光的物理單元。

3.6

雜散光straylight

圖像傳感器對太陽電池組件進行缺陷檢測時接收到的除電致發(fā)光之外的影響成像圖像的光。

3.7

灰度值graylevel

指黑白圖像中點的顏色深度。范圍一般從0到255，白色為255，黑色為0，故黑白圖片也稱灰度圖像。

3.8

灰度峰值peakofgrayscalehistogram

指黑白圖像的灰度直方圖中最多像素數(shù)的點所對應的灰度值。

4樣品準備

4.1測試樣品定義：用于測試的單片組件。

4.2測試樣品組件外觀應符合IEC61215-1:2016中第8章的規(guī)定。

4.3測試樣品表面需保持清潔，無明顯的裂痕或異物等。

5測試設備

5.1EL檢測設備示意圖如圖1所示，設備分類類型可參考附錄A。

1—直流電源；2—測試樣品(晶體硅組件)；3—成像系統(tǒng)；4—暗室；5—圖像處理系統(tǒng)。

圖1EL檢測設備示意圖

5.1.1直流電源：也稱為恒流電源。能為太陽電池組件提供正向直流電流的裝置。

5.1.2成像系統(tǒng)：由成像探測器、成像鏡頭和操作軟件等部分組成。

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5.1.2.1成像探測器：應使用Si、Ge、InGaAs等材料制成，需對光伏組件的電致發(fā)光波段有響應。

5.1.2.2成像鏡頭：EL成像鏡頭必須允許光伏組件產生的電致發(fā)光透過。為了得到高質量的圖像，通常

可以采用850nm作為允許成像波段的下限波，同時利用濾光片或涂層來消除雜散光。

5.1.2.3操作軟件：用于控制太陽電池組件檢測所需的操作軟件，例如可操作并控制直流電源的通電和

斷開、成像系統(tǒng)（包含成像鏡頭、成像探測器、暗室等）的曝光控制、被檢測組件的移動、成像系統(tǒng)的

移動。

5.1.3暗室：可為太陽電池組件的缺陷檢測提供合適的檢測環(huán)境，同時可抑制雜散光。可以是設備自身

的箱體結構、遮光布簾或者設備外部的暗檢測環(huán)境。

5.1.4圖像處理系統(tǒng)：由圖像處理軟件和圖像顯示系統(tǒng)組成。

5.1.4.1圖像處理軟件：用于對成像探測器采集到的圖像信息進行處理,如可進行圖像拼接、圖形取向等

編輯，以得到被檢測太陽電池組件的圖像。通常采用灰度來表示檢測圖像的明暗，對于成像探測器采集

到的具有較高電致發(fā)光信號的圖像應使用高亮度（趨向白色）表示，對于成像探測器采集到的具有較低

電致發(fā)光信號的圖像應使用低亮度（趨向黑色）表示。

—圖像拼接：太陽電池組件EL檢測圖片可以通過拼接得到，但是不允許有影響缺陷識別的從電池片內部

穿過的拼縫。

—圖像取向：為了更容易比較，建議EL圖像的方向與人體觀察一致，并且還應指示接線盒的位置。

5.1.4.2圖像顯示系統(tǒng)：應具有支持圖像處理軟件進行圖像顯示、局部放大、裁剪、旋轉、調節(jié)灰度等

功能，并可進行圖像像素、曝光時間等圖像信息的查詢。

—圖像信息：為了便于進行EL圖像比較，圖像應提供測試時的正向電流、環(huán)境溫度、組件序列號以及其

他備注信息。

5.2EL檢測設備性能主要應體現(xiàn)在光學、電學、檢測效率以及圖像顯示等方面。

5.2.1光學性能是指空間分辨率（分辨力）、失真、噪聲、雜散光、缺陷識別等內容。

5.2.1.1空間分辨率：是指區(qū)分細節(jié)的能力。對于相同的視野，可識別的最小尺寸對應的是最高的空間

分辨率。有許多方法來表征空間分辨率。為了更容易比較，可以使用具有相同寬度并且黑白相間的線對

（lp）條紋圖案。因此，空間分辨率可以以每毫米的線對（lp/mm）表示。該測試方法的細節(jié)在附錄B

中介紹。一般來說，由于成像系統(tǒng)和光學設計的差異，空間分辨率不對應于像素分辨率。為了比較EL

圖像，EL圖像的空間分辨率應該是類似的?？臻g分辨率的等級劃分如表1所示。

表1空間分辨率的等級劃分

等級空間分辨率(Rs)（對于2.0m*1.0m視場）

A+Rs≥1.0lp/mm

A0.5lp/mm≤Rs＜1.0lp/mm

B0.25lp/mm≤Rs＜0.5lp/mm

C0.1lp/mm＜Rs＜0.25lp/mm

注1：不同缺陷的電致發(fā)光特性差異很大，因此缺陷的實際幾何形狀與EL成像的幾何形狀并不直接對應。

注2：通過在不同的位置應用更多的測試可以減少不確定性。

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注3：EL設備等級判定以空間分辨率（分辨力）作為基本要求，光伏組件生產線中EL系統(tǒng)的空間分辨率應至少為B級。

當進行覆蓋面積較大的快速測試時，C級空間分辨率也可滿足使用要求。

5.2.1.2失真：表示太陽能模組圖像的變形程度。失真不得干擾識別缺陷。

5.2.1.3噪聲：表示成像探測器在成像平面中的光學圖像響應的變化。噪聲不應影響缺陷的正確識別。

5.2.1.4雜散光：是指干擾成像的光。EL檢測設備必須具有抑制雜散光的能力。

5.2.1.5缺陷識別：表示對太陽電池組件電致發(fā)光圖像中的缺陷特征進行區(qū)分和標記。為了提高檢測效

率，EL檢測設備可以采用圖像處理軟件對缺陷特征進行標記，但是這些標記不應該影響檢測人員對圖像

的辨識以及原始圖像的保存。

5.2.2電學性能是指直流電源的電流輸出范圍和準確性。

5.2.2.1正向電流：也稱為偏置電流。通常為恒流運行模式。正向電流可分為高電流和低電流。通常，

高正向電流意味著連接的光伏組件的偏置電流等