硅太阳能电池因具有光电转换效率高、绿色环保等优势而备受关注，其采用的单晶硅是光伏领域中的重要原材料之一。单晶硅及太阳能电池在生产和使用过程中，可能产生各种类型的损伤，为了减少缺陷对单晶硅及电池片性能的不利影响，需要通过适当的手段对其进行质量检测。空气耦合超声检测技术因具有非接触、检测方便等特点，被广泛的应用于材料的在线检测。本文从我国光伏晶硅产品的实际检测需要出发，针对空气耦合超声检测过程中声阻抗匹配等问题，设计并制作一种气体基1-3型压电复合材料空气耦合传感器，使其能够很好的与空气进行耦合，实现空气耦合超声检测。针对单晶硅片及太阳能电池片，结合空气耦合超声Lamb波技术，进行了快速检测与质量评估研究，主要内容包括:　　(1)气体基1-3型压电复合材料传感器仿真研究　　简要介绍了气体基1-3型压电复合材料的结构，构建其有限元仿真模型，仿真分析了材料中压电相体积分数，压电柱横截面积、厚度对压电复合材料传感器性能的影响，根据仿真结果确定了最优参数。并对传感器匹配层和阻尼层进行了研究。　　(2)气体基空气耦合传感器制备及性能检测　　根据数值计算的最优结果，引入新型制造技术—3D打印，制作空气耦合传感器，对传感器的阻抗特性和激励接收性能进行测试，并与商用空耦传感器进行对比分析。并使用所研制的传感器对单晶硅片中的裂纹缺陷进行检测，采用相关系数法对缺陷的位置和大小进行表征。　　(3)单晶硅片及晶体硅电池片的检测实验研究　　仿真研究单晶硅片中裂纹缺陷和断裂裂缝缺陷对Lamb波A0模态传播的影响，通过实验验证了断裂裂缝对Lamb波传播的影响。采用空气耦合超声检测技术，对Lamb波在晶体硅太阳能电池片中的传播特性进行研究。