基于數(shù)字圖像處理的多晶硅襯底晶疇輪廓檢測與優(yōu)化.pdf

1、太陽能電池組件是光伏發(fā)電技術(shù)的核心器件，它的質(zhì)量直接影響著整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。由于多晶硅兼具單晶硅和非晶硅太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)，故多晶硅硅片在太陽能電池產(chǎn)業(yè)中被廣泛作為襯底使用。多晶硅襯底的結(jié)晶度直接影響太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，因此硅片的結(jié)晶度是衡量襯底質(zhì)量的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的多晶硅襯底結(jié)晶度檢測采用抽樣進(jìn)行人工目測的方法，該方法必然會因?yàn)楣ぷ髡唛L期用眼疲勞、個人經(jīng)驗(yàn)等人為因素的干擾而導(dǎo)致檢測過程中出現(xiàn)錯誤，且抽檢僅可以檢測一部分

2、產(chǎn)品，無法對所有襯底進(jìn)行常規(guī)檢測。為了避免人工抽檢的不足，我們嘗試一種基于圖像識別的多晶硅結(jié)晶度機(jī)器自動檢測技術(shù)。
　　在本文中，我們通過多次實(shí)驗(yàn)，確定了采用圖像分塊、提取邊緣、邊緣拼接的技術(shù)路線，最終統(tǒng)計出硅片晶疇區(qū)域的數(shù)量和面積，結(jié)合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)完成結(jié)晶度的檢測。我們根據(jù)硅片晶疇區(qū)域的大小將原始圖像分成大小相等的若干子塊，有利于克服光照不均對后期圖像處理的影響；在每一個子塊內(nèi)利用改進(jìn)的雙峰法結(jié)合最大類間方差法（Otsu法）進(jìn)行圖

3、像分割，此方法可自動確定分割閾值的個數(shù)，并自動確定分割閾值的準(zhǔn)確取值，是機(jī)器自動檢測技術(shù)的基礎(chǔ)；再利用Sobel算子對分割后的圖像進(jìn)行邊緣提取并細(xì)化，通過嘗試數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法和蟻群算法等邊緣拼接方法后，采用改進(jìn)的邊緣拼接算法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)地尋找端點(diǎn)和邊緣點(diǎn)，將圖像中邊緣斷開部分拼接起來，形成連續(xù)的閉合區(qū)域，為統(tǒng)計圖像中的晶疇區(qū)域數(shù)量和面積提供保證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計的整體算法框架可以滿足自適應(yīng)檢測的要求，方法的簡潔性和自適應(yīng)特性為整幅圖像