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近年來，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，提高效率和降低成本成為整個行業(yè)的目標(biāo)。在晶體Si太陽電池的薄片化發(fā)展過程中，出現(xiàn)了許多嚴(yán)重的問題，如碎片、電池片隱裂、表面污染、電極不良等，正是這些缺陷限制了電池的光電轉(zhuǎn)化效率和使用壽命。同時，由于沒有完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，Si片原材料質(zhì)量也是參差不齊，一些缺陷片的存在直接影響到組件乃至光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，太陽能行業(yè)需要有快速有效和準(zhǔn)確的定位檢驗方法來檢驗生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題。
發(fā)光成像方法為太陽電池缺陷檢測提供了一種非常好的解決方案，這種檢測技術(shù)使用方便，類似透視的二維化面檢測。
光致發(fā)光(photoluminescence，PL)檢測過程大致包括激光被樣品吸收、能量傳遞、光發(fā)射及CCD成像四個階段。通常利用激光作為激發(fā)光源，提供一定能量的光子，Si片中處于基態(tài)的電子在吸收這些光子后而進入激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的電子屬于亞穩(wěn)態(tài)，在短時間內(nèi)會回到基態(tài)，并發(fā)出以1150 nm的紅外光為波峰的熒光。利用冷卻的照相機鏡頭進行感光，將圖像通過計算機顯示出來。發(fā)光的強度與本位置的非平衡少數(shù)載流子的密度成正比，而缺陷處會成為少數(shù)載流子的強復(fù)合中心，因此該區(qū)域的少數(shù)載流子密度變小導(dǎo)致熒光效應(yīng)減弱，在圖像上表現(xiàn)出來就成為暗色的點、線，或一定的區(qū)域，而在電池片內(nèi)復(fù)合較少的區(qū)域則表現(xiàn)為比較亮的區(qū)域。因此，通過觀察光致發(fā)光成像能夠判斷Si片或電池片是否存在缺陷 。
操作界面如下圖
測試樣本實例如下圖：
PL測試設(shè)備性能參數(shù)
Parameter | Specification | |
General | ||
Measurement System: | ||
Sample Type | ||
Solar Cells: | 6” solar (5” configuration available too; specify with order) | |
Busbar Configurations: | 2 busbars and 3 busbars and Back-Contact (BC-) cells | |
Defect Types Found: (for both mono- and poly-cell material) | Micro Cracks / Large Cracks / Dark Areas / Low efficiency areas / Whole Cell defect | |
Max. Throughput: | ||
Inspection Cycle Time: | 3000 cells / h | |
Operation: | Stop & Go measurement | |
Optics | ||
Camera: | 1 x 1 Megapixel Camera (Black & White sensor) à 0.15 mm/pixel resolution | |
Lens: | NIR optimized lens + cut-off filters for PL | |
Camera specifications | ||
Image device: | 1MP Deep depletion cooled CCD sensor | |
Picture size: | 1024 H x 1024 V | |
Pixel size: | 13 μm x 13 μm (large pixel for best SNR) | |
Resolution depth: | 16 bit | |
Lens mount: | C-Mount | |
Frame rates: | 2，25 fps (full resolution) | |
Illumination | ||
PL excitation source: | Laser | |
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