【摘要】：隨著能源短缺和環(huán)境惡劣的情況日益嚴(yán)重,太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等新能源的研發(fā)工作也在不斷推進(jìn),其中,太陽(yáng)能的利用主要是太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)。太陽(yáng)能電池板作為太陽(yáng)能發(fā)電的主要載體,其質(zhì)量的好壞直接決定光電轉(zhuǎn)換效率的高低。太陽(yáng)能電池板的質(zhì)量檢測(cè)常檢測(cè)電池板的表面缺陷,傳統(tǒng)缺陷檢測(cè)技術(shù)以檢測(cè)尺寸缺陷和柵線缺陷為主,晶界缺陷較少被關(guān)注。本文針對(duì)太陽(yáng)能電池板晶界缺陷的特點(diǎn)及工業(yè)生產(chǎn)線的要求,將太陽(yáng)能電池板圖像分為三類(lèi):“強(qiáng)晶花”、“弱晶花”、“無(wú)晶花”,實(shí)現(xiàn)了晶界缺陷的自動(dòng)化識(shí)別。本文主要完成了以下的研究工作:(1)分類(lèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。針對(duì)太陽(yáng)能電池板的晶界特點(diǎn),采用兩級(jí)串聯(lián)分類(lèi)器,兩級(jí)分類(lèi)器均為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。第一級(jí)分類(lèi)器使用U2LBP特征,將“有晶花”樣本和“無(wú)晶花”樣本分開(kāi),第二級(jí)分類(lèi)使用對(duì)比度特征,將“有晶花”樣本再細(xì)分為“強(qiáng)晶花”樣本和“弱晶花”樣本。(2)樣本圖像的預(yù)處理。首先利用霍夫變換進(jìn)行圖像角度矯正,然后對(duì)圖像作規(guī)格化處理,解決樣本傾斜的問(wèn)題,最后針對(duì)不同類(lèi)型的樣本實(shí)施相應(yīng)的柵線消除和弱化操作,減小柵線對(duì)識(shí)別樣本的干擾。(3)樣本圖像的特征提取。介紹了U2LBP特征的提取方法和優(yōu)勢(shì),將U2LBP特征用于樣本分類(lèi);利用假設(shè)檢驗(yàn)方法對(duì)U2LBP計(jì)算得出的特征進(jìn)行甄選,保留了差異性顯著的8個(gè)特征作為第一級(jí)分類(lèi)器的分類(lèi)特征,完成“有”、“無(wú)”晶花的分類(lèi)。再將“有晶花”的樣本圖像分割為32塊,計(jì)算每一塊的對(duì)比度,構(gòu)成32維特征,作為第二級(jí)分類(lèi)器的分類(lèi)特征,完成“強(qiáng)”、“弱”晶花的分類(lèi)。(4)分類(lèi)系統(tǒng)的性能分析。設(shè)計(jì)了3組對(duì)照實(shí)驗(yàn),分析了分類(lèi)系統(tǒng)在不同樣本數(shù)、不同特征數(shù)中運(yùn)行的識(shí)別率的變化情況,以及分類(lèi)系統(tǒng)在不同系統(tǒng)中運(yùn)行時(shí)間的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,分類(lèi)系統(tǒng)的識(shí)別率在90%以上,識(shí)別時(shí)間每片不超過(guò)900毫秒,滿足工業(yè)生產(chǎn)線每小時(shí)檢測(cè)4000片的速度要求。
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4
【圖文】：

圖 1.1 太陽(yáng)能電池板自動(dòng)分揀設(shè)備分。本文將針對(duì)多晶硅太陽(yáng)能電池板表面的晶界花紋對(duì)晶界花紋進(jìn)行分析，并設(shè)計(jì)一套根據(jù)晶界花紋強(qiáng)弱板的軟件系統(tǒng)，以完善太陽(yáng)能電池板表面缺陷檢測(cè)池板表面缺陷檢測(cè)工作的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀池板制作完成后，太陽(yáng)能電池板的表面組成大致為：和較粗的主柵線電極，如圖 1.2 所示，這類(lèi)樣本就是的主要研究對(duì)象。

圖 1.1 太陽(yáng)能電池板自動(dòng)分揀設(shè)備分。本文將針對(duì)多晶硅太陽(yáng)能電池板表面的晶界花紋對(duì)晶界花紋進(jìn)行分析，并設(shè)計(jì)一套根據(jù)晶界花紋強(qiáng)弱板的軟件系統(tǒng)，以完善太陽(yáng)能電池板表面缺陷檢測(cè)池板表面缺陷檢測(cè)工作的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀池板制作完成后，太陽(yáng)能電池板的表面組成大致為和較粗的主柵線電極，如圖 1.2 所示，這類(lèi)樣本就是的主要研究對(duì)象。

太陽(yáng)能電池和化合物太陽(yáng)能電池，其中晶硅太陽(yáng)能電池還可以再細(xì)分為單晶硅太陽(yáng)能電池和多晶硅太陽(yáng)能電池。2.1.1 單晶硅太陽(yáng)能電池單晶硅太陽(yáng)能電池是以高純度單晶硅為原材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)研制的太陽(yáng)能電池。相比多晶硅電池和非晶硅電池，單晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率最高，一般情況下至少為 15%以上[22]。經(jīng)過(guò)工業(yè)處理，單晶硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率較易維持在 20%以上。1990 年澳大利亞南威爾士大學(xué)研究的單晶硅太陽(yáng)能電池 PERL，經(jīng) 2000 年再次改良后光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了 24.5%，接近單晶硅光電轉(zhuǎn)換效率的理論值，創(chuàng)造了光電轉(zhuǎn)換效率的最高世界記錄[23]。在太陽(yáng)能電池中，單片太陽(yáng)能電池稱(chēng)為太陽(yáng)能電池板，多片太陽(yáng)能電池板的組合稱(chēng)為太陽(yáng)能電池組件，也稱(chēng)作太陽(yáng)能光伏組件。圖 2.1 為基于單晶硅的太陽(yáng)能電池板和太陽(yáng)能電池組件。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2756014