太陽能電池板缺陷EL檢測(cè)原理

時(shí)間：2024-11-05作者：蘇州亮艾斯智能科技有限公司瀏覽：1725

  較近幾年．隨著綠色能源需求量的急速增長(zhǎng)，中國(guó)的太陽能電池板產(chǎn)量正以迅猛之勢(shì)持續(xù)擴(kuò)大。目前我國(guó)有500余家企業(yè)在生產(chǎn)太陽能電池板和組件。其中。許多大型企業(yè)都已經(jīng)具備了硅材料的生產(chǎn)能力。目前硅材料太陽能電池板通常由單晶體棒材切片而成．但由于單晶硅成本價(jià)格高．為了節(jié)省硅材料，通常會(huì)把切片切的很薄．大多廠家硅片厚度在200txm左右。英利集團(tuán)已做到了厚度在180txm左右。自動(dòng)化生產(chǎn)線對(duì)電池片的多次加工會(huì)使電池片破損率增 大，在生產(chǎn)過程中就會(huì)產(chǎn)生隱裂、碎片、崩邊、虛焊、斷柵等缺陷，這樣會(huì)使太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率較低。如果能在各個(gè)生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)．便可以相應(yīng)調(diào)整生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)．從而提高成品的合格率及成品等級(jí)．這樣就需要大量的在線缺陷檢測(cè)設(shè)備。出于成本考慮，目前的生產(chǎn)線多數(shù)只是在層壓之前和層壓之后各做一次EL測(cè)試 因此開發(fā)研制成本低、掃描速度快、成像清晰度高的在線缺陷檢測(cè)設(shè)備就成為了太陽能電池板生產(chǎn)過程中的一個(gè)關(guān)鍵性問題．該設(shè)備的研制將對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。




     硅太陽能電池發(fā)光時(shí)帶有激發(fā)光或電壓 硅**的光的峰值出現(xiàn)在950 1 250nm的大約1 150nm處．這種**是由于過渡帶受激發(fā)形成的 主要有兩種激發(fā)的方法。PLfPhotO1uminescence1光致發(fā)光和EL FElectroluminescence1電致發(fā)光。光致發(fā)光是 

將一個(gè)物體的較高的能量光F波長(zhǎng)較短1吸收后再**的光．一般用來自閃光燈或脈沖激光／LED的可見光激發(fā)硅的電子 大多數(shù)的光產(chǎn)生的電子將他們的能量轉(zhuǎn)化為熱量。一小部分的電子再去一個(gè)孔．**一個(gè)光子F輻射復(fù)合) 硅中的較多缺陷將導(dǎo)致更多的能量以熱量的形式散失．僅有較少的發(fā)出光子 硅中的較少的缺陷將導(dǎo)致更多的輻射復(fù)合和更多的**光子。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要外置電源．但通常需要脈沖光源和門檢測(cè)．熱拍的重現(xiàn)性通常較差于電致發(fā)光。電致發(fā)光是由電壓所產(chǎn)生的發(fā)光。當(dāng)硅太陽能電池是正向偏置時(shí)．它將作為一個(gè)發(fā)光 二級(jí)管 發(fā)光強(qiáng)度取決于硅中缺陷密度的．較少的缺陷產(chǎn)生更多個(gè)**光子 這種方法僅需要一個(gè)簡(jiǎn)單的直流電流源供電．且具有良好的重復(fù)性舊




     EL電致發(fā)光成像檢測(cè)方法可以表述為：當(dāng)對(duì)太陽能電池板PN結(jié)正向通電時(shí)，電子與空穴復(fù)合以出射光子的形式釋放能量。電致發(fā)光的光譜在700～1 200 Nm范圍內(nèi)具有一定光強(qiáng)度．選取CCD成像器件可以捕獲這一圖像 破損部分無電子與空穴復(fù)合現(xiàn)象．也就無能量釋放，捕獲的圖像中電池板缺陷部分將會(huì)呈現(xiàn)出明顯的暗斑。利用硅太陽能電池在通電時(shí)發(fā)出波長(zhǎng)為1 150nm的近紅外線，故可以利用近紅外攝像方法拍攝得到單晶硅太陽能電池的電致發(fā)光圖像系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體思路。




     本系統(tǒng)主要包括太陽能電池板暗箱、計(jì)算機(jī)和恒流源三大部分 首先設(shè)計(jì)用于紅外圖像采集的暗室．通過可控制的啟閉窗口來裝載檢測(cè)電池板．同時(shí)屏蔽可見光源 暗室中利用光學(xué)反射原理。延長(zhǎng)光路．減少圖像畸變．同時(shí)縮小設(shè)備尺寸。然后對(duì)其通入恒定電流F電流大小應(yīng)根據(jù)電池板大小而進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整1．使電池板發(fā)出紅外光 系統(tǒng)使用軟通斷可控恒流源．減少加電和斷電對(duì)電源的沖擊．提高設(shè)備壽命．同時(shí)也減少了測(cè)試電流引起的組件過流損壞 最后在暗箱中放置一個(gè)紅外工業(yè)照相機(jī)．可對(duì)電池板既進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)又實(shí)現(xiàn)單幀采集 工業(yè)相機(jī)通過USB接口與計(jì)算機(jī)連接起來．用戶可通過顯示屏直接觀察電池板的好壞。成像后的圖像經(jīng)軟件處理．減少溫度、背景等因素對(duì)成像的影響．有效地提高了缺陷成像的清晰度．同時(shí)縮短了檢測(cè)時(shí)間 。




    本檢測(cè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要包括CCD相機(jī)，屏蔽可見光的暗箱及光學(xué)反射鏡．連接太陽能電池板的恒流源．處理圖像進(jìn)而識(shí)別太陽能電池板缺陷的計(jì)算機(jī)。根據(jù)用戶需要我們選用了兩種CCD相機(jī) 一種是采用SONY285芯片144萬像素的相機(jī)．像素尺寸為6．45~M'6．45 M，光學(xué)尺寸為2／3”，此款為經(jīng)濟(jì)型 另一種是采用SONY413芯片帶制冷的610萬像素的相機(jī)，像素尺寸為7．8 M 7．8 M，光學(xué)尺寸大約是144萬像素相機(jī)的兩倍 與之對(duì)應(yīng)鏡頭的選取則與檢測(cè)設(shè)備的規(guī)模、暗箱中光路的距離和待檢測(cè)電池板的尺寸有關(guān)。當(dāng)檢測(cè)電池組件的尺寸太大時(shí)．可以考慮使用魚眼鏡頭．后期圖像經(jīng)過相應(yīng)圖像處理來進(jìn)行桶形畸變的校正可見光的波長(zhǎng)范圍為380～645nm．硅太陽能電池在通電時(shí)發(fā)出的近紅外線的波長(zhǎng)為1 150n13．此波長(zhǎng)的光不在視力可視范圍內(nèi) 因此我們?cè)O(shè)計(jì)了用于檢測(cè)的暗箱，并使暗箱能夠通過可控制的啟閉窗口來裝載檢測(cè)電池板。在實(shí)際應(yīng)用中．暗箱尺寸是有限的．為了適應(yīng)較大的檢測(cè)尺寸 我們需要延長(zhǎng)光路 光學(xué)中，反射定律與光的頻率無關(guān)．因此使用光學(xué)反射鏡來延長(zhǎng)紅外光路 可達(dá)到擴(kuò)大檢測(cè)尺寸的目的 值得注意的是，紅外光與可見光的折射角、反射角不同．在檢測(cè)不同尺寸的電池板之前，需要通過計(jì)算對(duì)相機(jī)鏡頭的焦距做相應(yīng)的調(diào)整太陽能電池電致發(fā)光采用電池板接人恒定電 流的驅(qū)動(dòng)方式，接入電流的大小可根據(jù)待檢測(cè)電池板的規(guī)格作相對(duì)應(yīng)調(diào)整。恒流源是輸出電流保持恒定的電源，本檢測(cè)系統(tǒng)采用的恒流源具有高可靠、可頻繁操作的軟起停、脈沖式限流限壓電源。滿足太陽能電池生產(chǎn)線高產(chǎn)能的需要．同時(shí)也縮短了檢測(cè)時(shí)間。其電壓的范圍為0～60V．電流的范圍為0～10A。


蘇州亮艾斯智能科技有限公司專注于蘇州視覺檢測(cè),CCD機(jī)器視覺,行星減速機(jī)等

• 詞條

  詞條說明

• 電池串外觀自動(dòng)檢測(cè)

  電池方向檢測(cè)： 監(jiān)測(cè)太陽能電池，以確保在摻雜應(yīng)用階段前其為正確的豎直方向。 電池缺陷檢測(cè)： 檢測(cè)電池是否有缺口和破裂，以保證在加工**除掉所有有缺陷的電池。 反面印刷注冊(cè)檢測(cè)： 測(cè)量匯流條之間的位置、寬度和距離，并檢查引腳線。 激光分割邊緣： 校準(zhǔn)電池并檢測(cè)晶圓邊緣的溝槽切口，以便從電池的背面分離**較。 彩色電池分類： 通過輕微的顏色差異對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè)和分類，并根據(jù)顏色的不一致給電池分級(jí)別。

• 視覺在線式點(diǎn)膠缺陷檢測(cè)機(jī)

  應(yīng)用行業(yè)： 電子行業(yè) 應(yīng)用結(jié)果： 通過可靠的檢測(cè)工具（涂膠缺陷檢測(cè)）檢測(cè)膠水的輪廓、面積、有無、斷膠、溢膠等。幫助國(guó)內(nèi)某大型手機(jī)配件生產(chǎn)企業(yè)，提高了工作效率，降低了生產(chǎn)成本

• CCD視覺配合機(jī)器人做定位引導(dǎo)電池串排版

  1.電池串CCD定位引導(dǎo)流程概述 具體流程： 1.如上圖中CCD3拍照位置處，當(dāng)玻璃到達(dá)檢測(cè)位置停穩(wěn)后，觸發(fā)CCD3拍照，獲取玻璃的坐標(biāo)及角度（x1，y1，r1），與基準(zhǔn)比較，得到偏移量（△x1，△y1，△r1） 2.如上圖CCD1和CCD2拍照位置處，電池串在流水線上到達(dá)機(jī)器人抓取位置，觸發(fā)CCD1和CCD2拍照，CCD1和CCD2分別獲取電池串**(x2,y2)和后端的坐標(biāo)(x3,y3)，由

• 缺陷檢測(cè)-銀行卡芯片檢測(cè)系統(tǒng)

  ? ? ?通過自主算法，檢測(cè)銀行卡芯片短路、斷路等問題，速度達(dá)到每秒12個(gè)，幫助某外資生產(chǎn)企業(yè)，降低了人工成本，提高了生產(chǎn)效率? ? 目前應(yīng)用于某外資企業(yè)效率比原來提高了很多倍