T_CPIA 00202320 晶体硅光伏电池电致发光测试方法.docx

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1、ICS27.160F12团体标准T/CPIA00202023晶体硅光伏电池电致发光测试方法TestmethodofeIectroIuminescence(E1)imagingforcrysta1IinesiIiconphotovo1taicce11s2023-03-10发布2023-03-20实施中国光伏行业协会发布本标准按照GB/T112009给出的规则编写.请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任.本标准由中国光伏行业协会标准化技术委员会归口本标准起草小位：隆基乐叶光伏科技市限公司、中国电子技术标准化研究院、泰州隆基乐叶光伏科技行限公司、浙江隆基乐叶光伏

2、科技有限公司.莱茵技术（上海）有限公司、天合光能股份有PR公司、浙江晶科能源有限公司、常州亿品光电科技有限公司、英利能源（中国）有限公司、国家太阳能光伏产品腹址监督椅验中心、上海船澳太用能科技有限公司本标准主要起草人：李华、张松、孟夏杰，裴会川、王赶强、任改改、田耀武、ChristosMonokroussos.闫萍、张昕宇、李宇、张飞、汤欢、李英叶、宋昊、徐德生.晶体硅光伏电池电致发光测试方法1范围本标准规定了IWI体硅光伏电池的电致发光测试方法，包括定址采集电致发光图像、处理图像以获得相关的肽化指标等.本标准提供导则以定性解拜电致发光图像中观察到的特征.本标准适用于实验室未封装和小片封装的晶

3、体硅光伏电池的测试生产线可参考使用.2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注口期的引用文件,其最新版本（包括所仃的修改小）适用于本文件.GB/T2297太阳光伏能源系统术语GB/T29195地面用晶体桂太阳电池总规葩GB/T29298-2012数字（码）照相机通用规范T/CPIA0009-2019电致发光成像测试晶体硅光伏ff1件缺陷的方法IECTS60904-13光伏器件第13部分：光伏组件的电致发光（E1ectro1uniinescencpofphtovo1tnicIBCdU1eS）3术语和定义GB/T2297.GB/T

4、29298-2012.TCPIOOO9-2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件.正向注入电流forwardinjectioncurrent通过施加正向偏汽电东而产生的注入电流.注：偏过分为两触类型；I1向帕巴是指电池在泅试时,电源引出捱，电池的相同极性电极相连.反向偏置是指电池在测试时.电源引出线，电池的相反极性电极相连.渐晕vignetting图像边缘强度相比于图像中心强度盛小的现象灰度值gray1eve1将热臼图像中点的颜色深度鼠困一般从0255白色为255.黑色为0,故用白图片也称灰度图像.清晰度sharpness清晰度是指宏观看到的图像的清晰程度,是由系统和设备的客观性能的综合结

5、果造成的人们对最终图像的主观感觉.空间分辨率reso1ution空间分辨率足指区分细节的能力.3.6视场fie1dofview相机到恃测平面的两束入射光线之间的最大夹角,可描述相机所拍摄场景的角度他用.4样品准备测试样品的准备应满足以下要求：H）测试样品为小片晶体畦电池片：b）测试晶体硅电池外观应符合GB/T29195-2012中4.1.5的规定；O测试电池样品表面需保持清洁，无明显的裂痕或异物等.5测试设备5.1总则泅试设备由成像系统、暗室、电源、图像处理系统等组成,如图1所示.接线方式参见3.1的注.应结合电池类型（例如所,IBC等特殊电极结构进行有效连接）及后续电池应用过程中的实际受光而

6、进行消试.图1测试设备52成像系统5. 2.1相机相机的探测器应对波长他图为900nm-1200nm的光敏感,对应于晶体硅电池电致发光的波氏尼国.相机位置相对于电池平面的视角，立与恃测电池表面正交.相机相对于电池平面法线的最大视角应小于50,拍摄E1图像时应从电池受光面进行.如果是双面电池，也可从电池的反面拍盘.6. 2.2镜头应根据设备几何尺寸选择合适的陵头,宜使川高分辨相机搭配广加假头以获得更大的视场。他头上不应有对900m-1200n红外知射波段强吸收的涂层或潴光片。枝头上需要设置可选除恃测波长以外的光线的波光片.注：A,冷汝K的摘头引起的图片崎变较少,拍摄的图像更精确.无雷后处理修正部

7、分光网2大的偷头会产生渐用.部分J角债头公产生图像崎殳.需变后处理修正.6.3 暗室可通过利用设备箱体结构设计、甯子、挡板等制造腑室环境,消除测试设备拍摄环境的杂散光对拍掇结果的影响.6.4 电源使用直流电源.并能够提供大干恃测电池的短路电流(人)的电流强度.当给恃源电池通彳”的正向电流时,恃测电池两端电压应约等于其开路电压(K)宜使用西线法单独提供电流并滉，爪待测电池的电压.6.5 图像处理系统图像处理系统通过图像处理软件给图像赋（ft黑色表示加弱的E1信号，白色表示破强的E1信号.赋值遵守线性规则。使用假彩色标尺，给年个信号冰平分配颜色.电池有效区域的图像数据不应超过相机探溺器上以值，避免

8、探测落他和。图像处理软件应具有如下功能,包括：赋值值域调整、图像裁剪、口示图像任一点的E1强度、去除杂散光及噪声、图像后处理修正图像后处理修正包括去除坏像素点，崎变修正、渐於修正、棘向差分、平行修正等,修正方法参考IECTS60901-13.6.6 图像分辨能力图像的分辨能力反映了E1设备成像的州级水平其中清晰收根据像索距离和灰度值分布进行现场设备等级的计算，要求清晰度SWo.5D以达到E1图像采集的用本要求,图像清晰度的计簿方法和分类可参照IECTS60901-13,清晰度的定fit计舞参考附汕U空间分辨率可以使用其行相同宽度并口惠白相间的线对（/）条纹图案进行对标,要求对于濯试实脸室用的电

9、裂检泅仪.空间分辨率应至少为A级R体髭化方式可参照标准T/CPIAOoO9-2019中5.2.1.1.6测试步骤6.1E1测试设备校准E1测试设备的校准应满足以下要求：a）闹认EU测设备供电正常.成像的正常;亍业协会b）南认E1检溯设备的探针持符合待测电池的电极结构：O峋认E1检测设备哨室的门能蜴正常关田，确保测试过理没有影响成像的杂散光：d）样品表面清洁.确认无明显的干扰测试结果判断的赃物、异物或裂制等：O结合图像清晰度或空何分游率的量化方式对图像分册率进行量化确认.6.2参数设置6.2.1相机设Jt6.2.1.1图像强度调整相机的聚焦以及焦点设置应能清晰的反映被拍摄对象的特征.图像强度与电

10、流强度相关：电流强度越大,图像强度越高.若电流强度固定，可以通过增加曝光时间或谶小光阍值来调整图像强度.若固定电流强度和光1值,可以通过调整曝光时间来优化图像强度.图像强度调整后应满足图像信噪比和清晰度要求,6.2.12视场优化在优化后的视场中,电池周围不产生E1部分的面枳比例应小于20%.6.2.1.3曝光时间可通过增加瞅光时间以增加图像强度和信噪比,但嗯光时间不可无果大，以邈免像素点饱和.在定性解择图像时,图像信咪比要求为：跖，56.2.1.4图像分辨率图像分辨率以图像清晰度或空间分料率为核心参数，拉化E1测试设备的信号分册能力.对于最终的输出图像,其量化分辨能力应达到图像清晰度90.5（

11、画或测试晶硅电池的EUW试仪空间分辨率至少为A级的婴求。6.2.2环境设J1实验室溺试环境要求：a）环境温度：20t30Cb）环境相对涅度:75Wjc）溺试环境保持清洁、无振动；样品和相机僚头不应有灰尘,漓试平台干净、整洁、光滑无划痕.6.3连接电路将电源的正负引线连接到电池测试平台上，电源的正引线与样丛的正电极匹配探针的布置应匹配ttf5*J*r，4*TVJZMKZJZ.电池的主栅线图形设计,以便获得均匀分布的电池输出.对于多生栅纹电池,宜给每个主栅线匹配一个电流探针扑.每个探计排上设汽多个电流探计.以确保电流均匀分对于无主棚、IBC、M1T等类型的太阳电池，立使用合适的导电系统,保证探针和

12、电池电极的有效接触,达到电流均匀分布的要求.6.4正向注入电流和成像应在以下正向注入电流下获取图像：）高电流泅试：正向注入电流宜采用（0.6-1.2）x/“b）低电流测试根据客户要求设JI潮试电流.低电流测试注入电流宜采用0.1X/“0应根据6.2.1的要求，优化每个正向注入电流下的曝光时间以获得满足清晰度或空间分辨率要求的图像.注：局荒统陷的存在会影响该区域的E1强仪.因此E1.可以反应电池的局部统防信息.定性解”晶体硅光伏电池电致发光图像的示例参考附录也企高正向注入电源3分流成赤几发光更合区域公族定位,例如斯线的高巾联电川区域：低正向注入电源卜，申联电阳差升会引起对比度降低.分流会引起整体

13、E1强度的降低6.5图像处理采集图像后,对图像进行修正，显示和优化,以达到期里的图像砥心处理后的图像不应失真，应直实反映所测电池片不同部位的电致发光特性。图像处理可参考附录B中E1测试结果示例,以最大限度呈现不同E1测试信号的形貌为原则,完成图像处理07报告测试报告由泅试实验室或机构编制,每份测试报告至少应包括以下内容，a）标IS：b）潴试图像：c）整备图像清晰度或设备空间分断率：d）濯试实脸室的名称和地址：c）客户的姓名及地址；D样品来源和取样过程，样品的型号和规格；g）沼试项目的接收口期及测试口期：h）测量设备型号和标识,包括相机探测器种类：i）测试的环境温度和湿度，潮试正向注入电流、电压

14、和相机设H：j）如果图像经过修正，需提供图像修正信息Ik）报告内容操作人和仇资人的签名和口期,附录A（规痘性附录）定计算晶体硅光伏电池电致发光图像清晰度清晰度是E1果集图像中可分辨对象大小的参数，与表征位头解像能力的调制传递函数（MTF）呈线性关系,但消晰度的N化方式.相比于空间领域相关的概念更易于操作旦直观二本附录引川IECTS60901-13中表述的EI.图像清晰度的计。方法VCUT要求达到仍可提供50、对比度的最小图像尺寸.图像清晰度S（单位mm）取决于像素尺寸和电池表面上结构（例：栅线轮廓）的线性扪岗.同时还受两个光学效应影响：位头弓I起的像差和光的衍射.通过采用E1图像表面拈贴或固定

15、不透光档条1和1（如图A.1）来创建两个边绛.荷化后（如图A.2）,P,和P分别为档条的端点,改制长带夹向为（39）（例如,档条尺寸为IOC1,则末战开口处为05n1.6cm）.中线1从p0f*JP-，Jt,t,PU是1.和I的交点，P是p和P,的中点，r是沿着1.的E1.强度衰M到50%时候的距卷（如图A.3）,可以人工也可以编写m1hbi!1行读I.基于上述设比,图像清晰度的计舞方法见公式（A1）和（A2）为了M少不确定度,测试需要至少在不同位置和角度求攵五次.$=1.35r50（A.1）S(t)图A.1使用将带引入两个边绛的E1图像图A.2档条夹角Q和线段定义示意图图A.3E1强度值延中线12的强度分布示意图附录B（资料性附录）定性解释晶体睢光伏电池电致发光图像表B.1给出了结合电致发光测试城理定性解环晶体瑾光伏电池电致发光图像缺陷特征示例.并对共中缺陷位置进行了标识.就要注意的是电致发光测试是定性测试,具体图像产生的根本睨因应结合电