太阳能电池缺陷检测系统的软件设计

【摘要】： 为了满足工业上和实验室中对太阳能电池内部缺陷检测的需要,本文首先介绍了太阳能电池、电池组件的结构和与缺陷有关的电池光电特性,从材料机理和工艺过程的角度对缺陷进行了详细描述和分类,总结了光致荧光法、电致荧光法、暗锁相热图法和开路照明锁相热图法这四种常用电池缺陷检测方法的原理、特点和优缺点,设计了一种基于电致荧光法的太阳能电池缺陷检测系统。 利用Visual C++6.0编写了检测系统中PC端的检测软件。检测软件利用USB接口实现采集控制参数的上传和图像数据的下载,实现了对缺陷图像的显示、预处理、识别处理和分类保存功能。检测软件先对图像进行滤波除噪、锐化、直方图均衡、伪彩色化等预处理,然后对预处理后的电池图像进行分类识别处理,将所有种类内部缺陷归结为缺孔、裂纹和坏斑三种类型,对缺孔采用了孤立点检测方法、Sobel算子、Roberts算子和拉普拉斯算子等边缘检测方法;对裂纹检测则采取了竖直和±45°三个方向上的增强处理;对不同类型的大面积坏斑分别采取了直方图分割算法、Ostu分割算法和根据所采集电池片缺陷的统计特征的扫描阈值分割算法。 通过比较各种算法,发现基于实验统计的扫描阈值分割算法对大面积坏斑的分割效果最好,用此算法和点统计判决实现了对劣质和无用电池片的自动化检测;而Roberts算子对缺孔的边缘提取效果最好,用此算法和提出的圆环识别算法实现了对孔状缺陷的自动化检测。 【关键词】：太阳能电池 缺陷 预处理 Roberts算子 阈值分割
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 太阳能电池简介9-10
• 1.2 太阳能电池检测方法10-11
• 1.3 国内外研究概况11-12
• 1.4 本论文的内容及意义12-13
• 2 太阳能电池缺陷检测系统13-23
• 2.1 晶体硅太阳能电池的结构及光电特性13-14
• 2.2 晶体硅太阳能电池的制造工艺14-15
• 2.3 晶体硅太阳能电池的缺陷及分类15-17
• 2.4 电池缺陷的ＥＬ检测方法17-18
• 2.5 EL 缺陷检测系统18-21
• 2.6 本章小结21-23
• 3 EL 检测系统PC 端软件系统设计23-33
• 3.1 检测系统软件开发环境23
• 3.2 需求分析23-24
• 3.3 软件功能及图像处理流程24-28
• 3.4 软件系统类结构28-29
• 3.5 用户界面29-30
• 3.6 数据收发接口30-31
• 3.7 检测结果存储31-32
• 3.8 本章小结32-33
• 4 EL 检测软件的图像处理方法33-55
• 4.1 图像数据格式33-34
• 4.2 图像预处理34-36
• 4.3 图像边缘提取36-39
• 4.4 图像分割39-40
• 4.5 图像的形态学处理40-41
• 4.6 EL 检测图像预处理的实验结果41-44
• 4.7 对大面积坏斑的检测结果44-47
• 4.8 对缺孔的检测结果47-52
• 4.9 对裂纹的检测结果52-53
• 4.10 人工识别检测53-54
• 4.11 本章小结54-55
• 5 EL 检测结果分析55-57
• 5.1 三种缺陷的成因及统计规律55
• 5.2 隐性缺陷的初步检测结果55-56
• 5.3 检测结果总结56-57
• 6 总结及展望57-58
• 6.1 本论文的主要工作57
• 6.2 后续工作57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-61

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