本發明涉及一種檢測方法，特別是涉及一種太陽能模塊的檢測方法。

背景技術：

太陽能電池是一種將光能轉換成電能以供使用的電池，在使用上，通常在上下間隔的兩塊板材之間設置數片二維陣列式排列的太陽能電池，太陽能電池之間通過焊帶而電連接彼此，并通過封裝材包覆太陽能電池進而封裝成太陽能模塊。之后，會對太陽能模塊進行相關性能的檢測，例如通過光譜響應(Spectral Responsivity,SR)檢測，了解在封裝后太陽能電池的光電轉換能力。

不過，現有的檢測方法，都是對太陽能模塊的每一個太陽能電池一一進行檢測。另一方面，由于現今太陽能模塊的尺寸日益增大，也就是太陽能模塊上所裝設的太陽能電池的數量也日益增加。如此一來，對太陽能模塊進行檢測時，前述對每一個太陽能電池一一進行檢測的作法，檢測效率較差，將會產生費時耗工的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種檢測效率較高的太陽能模塊的檢測方法。

本發明太陽能模塊的檢測方法，用于對一個太陽能模塊的數個太陽能電池進行檢測，該檢測方法包含：

通電步驟：對所述太陽能電池施加電流以使所述太陽能電池發光；

取像步驟：通過一個影像擷取裝置擷取并輸出數個分別對應所述太陽能電池的影像；

發光亮度分析步驟：通過一個資料處理裝置對該影像擷取裝置所輸出的影像進行發光亮度分析，并輸出數個分別對應所述影像的發光亮度數值；

選定檢測對象步驟：通過該資料處理裝置找出較低的發光亮度數值所對應的太陽能電池；及

檢測步驟：通過一個檢測裝置對該資料處理裝置所找出的太陽能電池進行檢測。

本發明所述的太陽能模塊的檢測方法，在該發光亮度分析步驟中，該資料處理裝置對該影像擷取裝置所輸出的影像進行分析后，還輸出數個分別對應所述影像的編號信息；在該選定檢測對象步驟中，輸出較低的發光亮度數值所對應的影像所對應的編號信息；在該檢測步驟中，該檢測裝置對該資料處理裝置所輸出的編號信息所對應的太陽能電池進行檢測。

本發明所述的太陽能模塊的檢測方法，在該發光亮度分析步驟中，將每一個影像中顯示太陽能電池的基板的像素定義為有效影像像素，對每一個影像的有效影像像素的亮度作歸一化處理，計算每一個影像中亮度歸一化數值小于30％的有效影像像素的數量，并輸出每一個影像中亮度歸一化數值小于30％的有效影像像素的數量占有效影像像素的總數量的比例；在該選定檢測對象步驟中，找出前述比例為在0.05％以上的影像所對應的太陽能電池。

本發明所述的太陽能模塊的檢測方法，在該發光亮度分析步驟中，該資料處理裝置對該影像擷取裝置所輸出的影像進行分析后，還輸出數個分別對應所述影像的編號信息；在該選定檢測對象步驟中，輸出前述比例為在0.05％以上的影像所對應的編號信息；在該檢測步驟中，該檢測裝置對該資料處理裝置所輸出的編號信息所對應的太陽能電池進行檢測。

本發明所述的太陽能模塊的檢測方法，在該發光亮度分析步驟中，該資料處理裝置還對每一個影像的有效影像像素的亮度作平均而得到對應該影像的發光亮度數值；在選定檢測對象步驟中，將所有的太陽能電池扣除前述比例為在0.05％以上的影像所對應的太陽能電池后，剩余的太陽能電池的數量均分成一百等份，并找出前述發光亮度數值排序在較低10％內所對應的太陽能電池。

本發明所述的太陽能模塊的檢測方法，在該選定檢測對象步驟中，還輸出前述發光亮度數值排序在較低10％內所對應的影像所對應的編號信息。

本發明所述的太陽能模塊的檢測方法，在該發光亮度分析步驟中，該資料處理裝置對每一個影像的有效影像像素的亮度作平均而得到對應該影像的發光亮度數值；在選定檢測對象步驟中，將所有的太陽能電池的數量均分成一百等份，并找出前述發光亮度數值排序在較低10％內所對應的太陽能電池。

本發明所述的太陽能模塊的檢測方法，在該發光亮度分析步驟中，將每一個影像中顯示太陽能電池的基板的像素定義為有效影像像素，該資料處理裝置對該影像擷取裝置所輸出的影像進行分析后，還輸出數個分別對應所述影像的編號信息；在該選定檢測對象步驟 中，輸出前述發光亮度數值排序在較低10％內所對應的影像所對應的編號信息；在該檢測步驟中，該檢測裝置對該資料處理裝置所輸出的編號信息所對應的太陽能電池進行檢測。

本發明所述的太陽能模塊的檢測方法，在檢測步驟中，通過該檢測裝置對該資料處理裝置所找出的太陽能電池進行光譜響應檢測。

本發明的有益效果在于：由于發光亮度越低者，代表此太陽能電池的光電轉換效率越差，其所能產出的電流量較低。于是，在該檢測步驟中，只針對幾個有決定性的太陽能電池進行檢測，因此本發明檢測方法不需對每一個太陽能電池進行檢測，確實可提高檢測效率，省時又省工，解決費時耗工的問題。

【附圖說明】

圖1是一個太陽能模塊的正面示意圖；

圖2是一個檢測設備的一個功能方塊圖；

圖3是本發明太陽能模塊的檢測方法的一個步驟流程圖。

【具體實施方式】

下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2，本發明檢測方法，是配合一個檢測設備8而對一個太陽能模塊7的數個串聯設置的太陽能電池70進行檢測。

所述太陽能電池70在圖1中是以多晶硅太陽能電池為例，不過在實施上，也可選用單晶、非晶或奈米晶硅太陽能電池、光化學類型太陽能電池(例如dye sensitized染料敏化電池)、薄膜硫族化合物太陽能電池(例如CIGS、CdTe電池)、或者其他類型的太陽能電池， 在此并無特別限制。

該檢測設備8包含一個電連接所述太陽能電池70的電源供應裝置81、一個可擷取所述太陽能電池70的影像的影像擷取裝置82、一個可對該影像擷取裝置82所輸出的影像進行分析并選擇出應該要進行檢驗的太陽能電池70的資料處理裝置83，以及一個對該資料處理裝置83所選出的太陽能電池70進行檢測的檢測裝置84。

在本實施例中，該電源供應裝置81可采用任何已知的電源供應器，并用于提供直流電流給所述太陽能電池70。

在本實施例中，該影像擷取裝置82可為可見光CCD鏡頭，不過在實施上，該影像擷取裝置82也可選用其他種類的CCD鏡頭，例如紅外線CCD鏡頭或有冷卻系統的CCD鏡頭等，但不以前述舉例為限。

在本實施例中，該資料處理裝置83電連接該影像擷取裝置82與該檢測裝置84，該資料處理裝置83可為電腦，或其他能進行數據資料處理及運算的裝置。

在本實施例中，該檢測裝置84是用于進行光譜響應檢測的裝置，具體可包括一個能將光線投射至待檢測的太陽能電池70的光源單元841、一個電連接所述太陽能電池70以檢測所述太陽能電池70的輸出電能的電流量檢測單元842，以及一個電連接該光源單元841與該電流量檢測單元842的控制單元843。

在運作上，該控制單元843控制該光源單元841輸出特定波長的光線，并對應所輸出的波長運算出一個入射光能量數值(即P(λ)，單位：watt)，而該電流量檢測單元842接收到太陽能電池70的輸出電能時會輸出一個電流數值(即I(λ)，單位：Amp)給該控制單元843， 之后該控制單元843運算入射光能量數值除電流數值(即I(λ)/P(λ))，就可以得到在特定波長的光線照射下的光譜響應(即SR(λ))，光譜響應可代表每一個入射的光子能被轉換成輸送至外部電路的電子的能力，又稱量子效率(Quantum Efficiency,QE)。在檢測上，可通過該控制單元843控制該光源單元841依序輸出波長為300nm至700nm的光線，就能得到入射光波長與光譜響應之間的關系圖。

在使用上，該檢測裝置84可采用如中國臺灣專利證書號第I431292號專利所揭示的檢測裝置，或者其他市售的檢測裝置，而且該檢測裝置84進行光譜響應檢測的過程與相關構件之間的結構關系或電路關系，皆非本發明改良的特點，在此不再詳述，圖中也僅簡單示意該檢測裝置84的結構。

參閱圖1、2、3，本發明的檢測方法的一個第一實施例，包含以下步驟：

進行通電步驟11：通過該電源供應裝置81對所述太陽能模塊7施加直流電流以使所述太陽能電池70發光。此作法又稱電致發光(Electroluminescence；EL)。

進行取像步驟12：通過該影像擷取裝置82擷取并輸出數個分別對應所述太陽能電池70的影像。

進行發光亮度分析步驟13：通過一個資料處理裝置83對該影像擷取裝置82所輸出的影像進行發光亮度分析，并輸出數個分別對應所述影像的發光亮度數值，以及數個分別對應所述影像的編號信息。

其中，所述編號信息可以是根據所述太陽能電池70串聯的排列 順序所訂定的序號，例如，001、002、003…等?；蛘?，將二維陣列排列的太陽能電池70以座標的方式編號，例如，0101、0102、0103…等，并且前兩碼為二維陣列的其中一個軸向(如X軸)的排列序號，后兩碼為二維陣列的另一個軸向(如Y軸)的排列序號。在實施上，只要能讓每一個太陽能電池70有對應的編號以利于辨識就好，對所述太陽能電池70的編號方式不限于以上的舉例，也可采用其他編號方式。

進一步說明的是，在本實施例中，將每一個影像中顯示太陽能電池70的基板71的像素定義為有效影像像素。這是因為每一個太陽能電池70的基板71上會設置有電極72、焊帶73等構件好將基板71所產生的電流向外導出，但所述太陽能電池70被施加直流電流時，實際上只有基板71本身會發光，而前述電極72、焊帶73會遮蓋所述基板71，導致該影像擷取裝置82所擷取的影像中，基板71被電極72、焊帶73會遮蓋的部位不會發光，從而無法判斷所述基板71發光的程度。因此，在本實施例中，將每一個影像中顯示對應基板71的像素定義為有效影像像素，對于影像中顯示基板71中被電極72、焊帶73遮蓋處的像素不納入后續的分析。

接著，該資料處理裝置83對每一個影像的有效影像像素的亮度作平均而得到對應該影像的發光亮度數值。

進行選定檢測對象步驟14：通過該資料處理裝置83找出較低的發光亮度數值所對應的影像，并輸出較低的發光亮度數值所對應的影像所對應的編號信息。

在本實施例中，該資料處理裝置83將所有的太陽能電池70的數量均分成一百等份，并找出前述發光亮度數值排序在較低10％內 所對應的影像，并輸前述影像所對應的編號信息。由于每一個編號信息都對應一個太陽能電池70，從而能通過該資料處理裝置83找出發光亮度數值較低的太陽能電池70。

進行檢測步驟15：通過該檢測裝置84對該資料處理裝置83所找出的太陽能電池70進行檢測，也就是根據該資料處理裝置83所輸出的編號信息所對應的太陽能電池70進行檢測。

由于將數個電池串聯后，此串聯的電池所輸出的電流量大小，受限于電流輸出量較低的電池所輸出的電流量。同理，由于該太陽能模塊7的太陽能電池70是以串聯的方式，因此該太陽能模塊7輸出的電流量大小是受限于電流輸出量較低的太陽能電池70。

又，各個太陽能電池70電致發光的程度與其各自的光電轉換效率成正相關，也就是說，施加電流給太陽能電池70后，太陽能電池70的發光亮度越高，代表此太陽能電池70的光電轉換效率越好，光譜響應效果越好；相反地，發光亮度越低者，代表此太陽能電池70的光電轉換效率越差，其所能產出的電流量較低。

因此，本實施例先在該通電步驟11中使所述太陽能電池70電致發光，接著在該取像步驟12中擷取每個太陽能電池70發光的影像，然后在發光亮度分析步驟13中對所述影像進行分析，之后再在選定檢測對象步驟14中找出發光亮度數值較低的太陽能電池70，由于發光亮度越低者，代表此太陽能電池70的光電轉換效率越差，其所能產出的電流量較低。于是，在檢測步驟15中，只需要針對發光亮度數值較低的太陽能電池70進行檢測，所測得的結果即可代表整個太陽能模塊7。

由此可知，本實施例的檢測方法不需對每一個太陽能電池70 一一進行光譜響應檢測，只針對幾個有決定性的太陽能電池70進行檢測，從而確實可提高檢測效率，解決費時耗工的問題。

進一步地，本案選擇找出前述發光亮度數值排序在較低10％內所對應的太陽能電池70。換句話說，假設該太陽能模塊7具有六十個太陽能電池70，則在該檢測步驟15中，只需對至多六個太陽能電池70進行檢驗。當選擇發光亮度數值排序在較低的比例越高，例如超過10％，表示需進行檢驗的太陽能電池70的數量會增加，如此反而會增加檢測時間。

本發明的檢測方法的一個第二實施例，與該第一實施例大致相同，兩者之間的差別在于：該發光亮度分析步驟13與該選定檢測對象步驟14的處理過程。

進行發光亮度分析步驟13：該資料處理裝置83將每一個影像中顯示太陽能電池70的基板71的像素定義為有效影像像素。接著，該資料處理裝置83對每一個影像的有效影像像素的亮度作歸一化(Normalize)處理，也就是將每一個影像的有效影像像素的亮度中，將最高亮度值除以每一個有效影像像素的亮度值而得到每一個有效影像像素的亮度歸一化數值。

然后，該資料處理裝置83計算每一個影像中亮度歸一化數值小于30％的有效影像像素的數量，并輸出每一個影像中亮度歸一化數值小于30％的有效影像像素的數量占有效影像像素的總數量的比例，以及輸出數個分別對應所述影像的編號信息。

進行選定檢測對象步驟14：該資料處理裝置83具體是輸出前述比例為在0.05％以上的影像所對應的編號信息。由于每一個編號信息都對應一個太陽能電池70，從而能通過該資料處理裝置83找 出發光亮度數值較低的太陽能電池70。

本實施例采用另一種找出發光亮度數值較低的太陽能電池70的方式，本實施例的發光亮度分析步驟13與選定檢測對象步驟14，此法可以找出有明確缺陷的太陽能電池70以及該太陽能電池70的缺陷部位。

進一步說明的是，本實施例是計算每一個影像中亮度歸一化數值小于30％的有效影像像素的數量，選定亮度歸一化數值小于30％的原因在于，電致發光所擷取的影像其強度的信噪比為5％左右，而焊帶所造成的反射光強度約為30％左右，因此30％以下可以確保該區域為太陽能電池70的基板71有問題的地方。

此外，本案選擇找出前述比例為在0.05％以上的影像所對應的太陽能電池70，選定前述比例為在0.05％以上的原因在于，以太陽能電池70的基板71為6吋單晶電池為例，其片面積為240cm²左右，而基板71上中電極72寬度約為0.1～0.2mm，而長度至少1cm以上(約總面積之0.05％)，而若僅有一條柵線失效，并不會影響功率，因此選擇有效面積0.05％作為基準。

本發明的檢測方法的一個第三實施例，與該第一實施例大致相同，兩者之間的差別在于：該發光亮度分析步驟13與該選定檢測對象步驟14的處理過程。

進行發光亮度分析步驟13：該資料處理裝置83將每一個影像中顯示太陽能電池70的基板71的像素定義為有效影像像素。接著，該資料處理裝置83對每一個影像的有效影像像素的亮度作歸一化(Normalize)處理，也就是將每一個影像的有效影像像素的亮度中，將最高亮度除以每一個亮度而得到每一個有效影像像素的亮度歸一 化數值。

然后，計算該資料處理裝置83每一個影像中亮度歸一化數值小于30％的有效影像像素的數量，并輸出每一個影像中亮度歸一化數值小于30％的有效影像像素的數量占有效影像像素的總數量的比例，以及輸出數個分別對應所述影像的編號信息。

同時，該資料處理裝置83還對每一個影像的有效影像像素的亮度作平均而得到對應該影像的發光亮度數值。

進行選定檢測對象步驟14：該資料處理裝置83具體是輸出前述比例為在0.05％以上的影像所對應的編號信息。同時，該資料處理裝置83將所有的太陽能電池70扣除前述比例為在0.05％以上的影像所對應的太陽能電池70后，剩余的太陽能電池70的數量均分成一百等份，并找出前述發光亮度數值排序在較低10％內所對應的影像所對應的編號信息。

換句話說，該第三實施例是結合該第一實施例與該第二實施例的作法，是在該第一實施例為基礎上，還獲得該第二實施例的優點，那就是可以找出有明確缺陷的太陽能電池70以及該太陽能電池70的缺陷部位，藉此可有效找出可確保有明顯缺陷的太陽能電池70，同時還找出無缺陷但有可能為限制電流量的太陽能電池70的部分，方便檢測步驟15(也就是組件光譜響應的分析)的進行。

綜上所述，本發明先在該通電步驟11中使所述太陽能電池70電致發光，接著在該取像步驟12中擷取每個太陽能電池70發光的影像，然后在發光亮度分析步驟13中對所述影像進行分析，之后再于選定檢測對象步驟14中找出發光亮度數值較低的太陽能電池70，由于發光亮度越低者，代表此太陽能電池70的光電轉換效率越差， 其所能產出的電流量較低。于是，在檢測步驟15中，只需要針對發光亮度數值較低的太陽能電池70進行檢測，所測得的結果即可代表整個太陽能模塊7。

藉此，本發明檢測方法不需對每一個太陽能電池70一一進行光譜響應檢測，只針對幾個有決定性的太陽能電池70進行檢測，從而確實可提高檢測效率，解決費時耗工的問題。

至于該發光亮度分析步驟13分析太陽能電池70的發光亮度的具體方式，以及該選定檢測對象步驟14選出發光亮度較低的太陽能電池70的方式，不局限于本實施例的舉例，也可為其他作法。

另外，由于本實施例的檢測裝置84選用可進行光譜響應檢測的裝置，不過在實施上，該檢測裝置84也可選用可對該太陽能電池70作其他性能檢測的裝置，此時，在該檢測步驟15中，便依據所使用的該檢測裝置84的檢測功能對發光亮度數值較低的太陽能電池70進行相關的性能檢測。

最后需要說明的是，由于發光亮度越低者，代表此太陽能電池70的光電轉換效率越差，其所能產出的電流量較低。因此，本發明的精神在于，只針對幾個有決定性的太陽能電池70進行檢測，因此本發明檢測方法不需對每一個太陽能電池70進行檢測，從而提高檢測效率，省時又省工。

在這樣的精神下，不論較低的發光亮度數值所對應的太陽能電池70的數量為多少，也不論較低的發光亮度數值應該如何定義，只要在該太陽能模塊7的太陽能電池70中找出部分的太陽能電池70(發光亮度相對較低的太陽能電池70)進行檢測，而非對該太陽能模塊7的全部太陽能電池70進行檢測，就能達成省時又省工的效果。

在該第一實施例中，具體是將所有的太陽能電池70的數量均分成一百等份，前述發光亮度數值排序在較低10％內的太陽能電池70，就是所謂的較低的發光亮度數值所對應的太陽能電池70。

在該第二實施例中，具體是對每一個影像的有效影像像素的亮度作歸一化處理而得到每一個有效影像像素的亮度歸一化數值。每一個影像中，亮度歸一化數值小于30％的有效影像像素的數量占有效影像像素的總數量的比例，前述比例在0.05％以上的太陽能電池70，就是所謂的較低的發光亮度數值所對應的太陽能電池70。在該第三實施例中，除了如同該第二實施例所定義的比例在0.05％以上的太陽能電池70之外，再加上所有的太陽能電池70扣除前述比例為在0.05％以上的影像所對應的太陽能電池70后，剩余的太陽能電池70的數量均分成一百等份，前述發光亮度數值排序在較低10％內的太陽能電池70。這兩種方式所定義出的太陽能電池70，就是所謂的較低的發光亮度數值所對應的太陽能電池70。

當然，定義出較低的發光亮度數值所對應的太陽能電池70的方式還可為其他手段，并不以本發明以上公開的方式為限。