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。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)標準，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)載流子的強復合中心，因此該區(qū)域的少數(shù)載流子密度變小導致熒光效應(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)復合較少的區(qū)域則表現(xiàn)為比較亮的區(qū)域。Si片或電池片是否存在缺陷 。
因此，通過觀察光致發(fā)光成像能夠判斷
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)
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Parameter
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Specification
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General
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Measurement System:
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Op-tection OSIS-Cell-PL-Inline
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Sample Type
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Solar Cells:
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6” solar (5” configuration available too; specify with order)
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Busbar Configurations:
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2 busbars and 3 busbars and Back-Contact (BC-) cells
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Defect Types Found:
(for both mono- and poly-cell material)
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Micro Cracks / Large Cracks / Dark Areas / Low efficiency areas / Whole Cell defect
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Max. Throughput:
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Inspection Cycle Time:
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3000 cells / h
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Operation:
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Stop & Go measurement
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Optics
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Camera:
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1 x 1 Megapixel Camera (Black & White sensor)
à 0.15 mm/pixel resolution
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Lens:
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NIR optimized lens + cut-off filters for PL
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Camera specifications
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Image device:
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1MP Deep depletion cooled CCD sensor
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Picture size:
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1024 H x 1024 V
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Pixel size:
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13 µm x 13 µm (large pixel for best SNR)
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Resolution depth:
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16 bit
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Lens mount:
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C-Mount
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Frame rates:
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2,25 fps (full resolution)
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Illumination
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PL excitation source:
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Laser
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