太阳能电池片PL检测方案

发布时间：2022-06-13 09:32:03

一、方案背景

•  太阳能电池片制程及其检测过程

      硅片→清洗→扩散→刻蚀→PEC  VD→丝网印刷→烧结→测试分选→EL检测

•  太阳能电池片检测现状

      1. 光伏硅片环节大型化，薄片化趋势明确，电池片生产加工过程中更加容易产生碎片和隐裂。而EL检测方式为电池接触式检测，可能会在检测过程中造成隐裂或者碎片；
      2. 电池片在工艺生产过程（扩散、刻蚀、退火、镀蓝膜等）中，隐裂、虚印、黑斑、皮带印、扩散异常等缺陷无法在工艺过程中监控；
      3. 目前大部分通过EL设备进行成品终检，然后再逆向排查各个工艺可能的造作或参数问题，存在较大的滞后性，同时造成物料和人力浪费。

二、方案简介 

       51camera推出的PL(光致发光)检测方案 -- ZQLB一体式机器视觉组件，能有效避免和解决EL检测中存在的问题。
      PL(光致发光)检测方案为无接触式检测，具有不易产生隐裂或碎片等二次缺陷、检测效率高（300ms内）、覆盖工艺段多、过程可监控等优点。可用于硅片、工艺过程片、太阳能电池片、组件产品等多种产品检测。

• EL检测原理

      电致发光：给电池片施加正向偏压后，电池片内部由于带间辐射复合而发出近红外波长（850-1200nm，1150波峰）的光子，电池缺陷区域，少数载流浓度低，发光较弱。

• PL检测原理

      光致发光：利用特定波长的激光作为激发光源，提供一定能量的光子，使用样片中处于基态的电子在吸收这些光子后而进去激发态，发出1150nm左右的红外光为波峰的荧光，然后利用高灵敏高分辨率的相机进行感光、成像。
      发光的强度与本位置的非平衡少数载流子的浓度成正比，对于有缺陷会导致区域的少数载流子浓度变小导致荧光效应减弱，在图像上表现出来就成为暗色的点，线或一定区域，故可通过光致发光来判断样片是否存在缺陷，杂质等等，最终影响电池效率的因素。

• PL和EL检测方案的优劣势对比

​

	EL（电致发光）	PL(光致发光）
检测范围	成品电池片、组件产品	硅片、工艺过程片、太阳能电池片、组件产品
优点	传统用较成熟检测方案	无接触，不易产生二次缺陷；检测效率高（300ms内）；覆盖工艺段多、过程可监控
缺点	接触式，会产生二次隐裂；效率相对慢（1-2秒）；适合工艺段少	发展中的检测技术，接受过程需要时间

三、检测效果

      由于不同工艺段的电池片对特定波段激光的激发效率不同，不同工艺电池片检测出的效果不同，参数设置也会有区别；且经过某些工艺段加工后会导致硅片不同区域激发效率也不同，具体效果参考如下：

成品片检测效果                                                     镀膜片检测效果   

由图像效果可以看出成品电池片、镀膜及后端段检测效果较好，可以达到非常好的图像效果。

四、检测及安装方式

  

 

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