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近年來，光伏產業發展迅猛，提高效率和降低成本成為整個行業的目標。在晶體Si太陽電池的薄片化發展過程中，出現了許多嚴重的問題，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化效率和使用壽命。同時，由于沒有完善的行業標準，Si片原材料質量也是參差不齊，一些缺陷片的存在直接影響到組件乃至光伏系統的穩定性。因此，太陽能行業需要有快速有效和準確的定位檢驗方法來檢驗生產環節可能出現的問題。
發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，這種檢測技術使用方便，類似透視的二維化面檢測。
光致發光(photoluminescence，PL)檢測過程大致包括激光被樣品吸收、能量傳遞、光發射及CCD成像四個階段。通常利用激光作為激發光源，提供一定能量的光子，Si片中處于基態的電子在吸收這些光子后而進入激發態，處于激發態的電子屬于亞穩態，在短時間內會回到基態，并發出以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。發光的強度與本位置的非平衡少數載流子的密度成正比，而缺陷處會成為少數載流子的強復合中心，因此該區域的少數載流子密度變小導致熒光效應減弱，在圖像上表現出來就成為暗色的點、線，或一定的區域，而在電池片內復合較少的區域則表現為比較亮的區域。因此，通過觀察光致發光成像能夠判斷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測試設備性能參數
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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