隨著太陽能光伏行業(yè)近幾年的飛速發(fā)展，太陽能已成為繼水能、風(fēng)能之后第三大可更新能源。因其綠色、環(huán)保、清潔以及可持續(xù)發(fā)展性吸引了眾多企業(yè)涉足太陽能光伏產(chǎn)業(yè)，新能源工業(yè)加速調(diào)整，企業(yè)并購重組加劇，其中絕大多數(shù)是太陽能電池板制造企業(yè)。如何在競爭中求發(fā)展，就企業(yè)而言需要不斷提高生產(chǎn)工藝水平，生產(chǎn)高質(zhì)量的太陽能光伏產(chǎn)品是尤為重要。
隱裂是存在于太陽能電池中較大的隱患，并且隱裂無法修復(fù)，終將變成碎片造成損失，甚至對其他合格硅片形成威脅。目前行業(yè)中對于硅片隱裂的檢測尚無成熟的技術(shù)。通過紅外光在硅片檢測的反復(fù)試驗，機器視覺公司創(chuàng)視新科技通過紅外線在硅分子上的全反射并加棱鏡進行聚焦的檢測方式來對太陽能電池以及硅片隱裂進行檢測分選。
一、硅片隱裂的形成和危害
晶體硅常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一旦達到高溫性質(zhì)變得活潑，是一種重要的半導(dǎo)體材料，也是生產(chǎn)太陽能電池片的主要原材料。但是晶體硅質(zhì)地非常脆且易碎。而太陽能電池片的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，且現(xiàn)行太陽能電池所用的硅片厚度通常在180um左右，非常薄。在復(fù)雜的生產(chǎn)過程以及各工序間的互相傳送中，接觸碰撞過程極易破碎和產(chǎn)生隱裂。
碎片用肉眼清晰可見，可及時挑選出來不會流入下一個工序造成更大的浪費。但是如果是隱裂，通過肉眼很難辨別，一旦流入下一個工序進行生產(chǎn)，浪費便更大。甚至有隱裂的硅片在生產(chǎn)傳輸中產(chǎn)生碰撞顛簸極易變成碎片，而碎片的存在會對其他合格硅片構(gòu)成威脅，要么咯片，要么粘附在其他硅片上影響印刷效果。無論那種情況較終生產(chǎn)出來的電池都是廢品。如果碎片進入到硅片盒，那么緊挨碎片的兩片電池片都將收到影響。由此可見隱裂的硅片危害相當大。較終可能導(dǎo)致人工、機器設(shè)備等資源的大量浪費，產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量隱患風(fēng)險。所以越早的發(fā)現(xiàn)隱裂硅片原材料的浪費就越少，電池制作成本就越低，企業(yè)才相對更有競爭力。
二、紅外線的特性及硅片隱裂檢測原理
紅外線是波長范圍介于0.78-100um之間的電磁波，不為人眼所見，其較重要的物理特性是熱作用強，穿透能力強，正因為紅外的這種特殊特性才使之應(yīng)用極其廣泛，可用于安防監(jiān)控領(lǐng)域、汽車夜視系統(tǒng)、健康器械行業(yè)、家庭電子行業(yè)、通訊領(lǐng)域，且在各領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)相當成熟，甚至在新興的3D技術(shù)中紅外線也占有一席之地。紅外線的用途如此之廣泛，根據(jù)理論推測，在太陽能光伏行業(yè)中用于對硅片隱裂的檢測技術(shù)中紅外線仍可一展身手。
硅片行業(yè)中的硅片檢測技術(shù)中的光纖不能被硅材料吸收同時不能穿透硅材料，該技術(shù)利用的是紅外在硅分子上的全反射。本技術(shù)正是利用紅外光的這種特性，介于穿透硅片的臨界波長的光源對硅片進行照射，從硅片側(cè)面平行射入硅片，由于硅材料的特殊晶鍵結(jié)構(gòu)，會使得光纖在每個完整的晶鍵之間進行全反射，表面上看去就是光被硅片吸收了。但是如果硅片上有隱裂，那么這個位置的晶鍵是斷裂的，光纖就會從這個晶鍵斷裂的位置透射出來被上方相機捕捉到，啟動緊急信號器啟動緊急信號，設(shè)備自動停止。
三、紅外檢測在硅片隱裂檢測中的應(yīng)用
目前在硅片隱裂檢測中尚無其他成熟關(guān)技術(shù)，紅外檢測技術(shù)在隱裂檢測中的應(yīng)用為解決太陽能光伏企業(yè)長期困擾的難題提供了很好的解決方案。
整套技術(shù)采用紅外發(fā)射裝置發(fā)射激光，發(fā)射裝置安裝在傳輸硅片設(shè)備的側(cè)面，因為太陽能電池片各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)設(shè)備對硅片的傳輸均是連續(xù)的，所以兩側(cè)各需一個紅外發(fā)射裝置即可做到一體且準確的檢測，不會有漏檢。發(fā)射裝置后安裝棱鏡對發(fā)射的光束進行聚焦。聚焦后的紅外線平行攝入硅片側(cè)面，從而實現(xiàn)對斷裂處的檢測。每個工序都可安裝具有此功能的裝置，從較早的工序即開始進行硅片隱裂的檢測，這樣就很大程度上做到了減少材料的浪費。
由于生產(chǎn)太陽能電池片的硅片極薄，只有180um，且光線是從硅片較薄的側(cè)面射入，所以對紅外發(fā)射裝置、聚焦棱鏡、硅片三者的對準要求非常高，相差幾微米都不會達到檢測的效果。
機器視覺紅外隱裂檢測實現(xiàn)了硅片檢測系統(tǒng)不能檢測隱裂的難題，也為太陽能電池片分選機檢測隱裂提供了解決方案。紅外隱裂檢測的應(yīng)用，必將為整個光伏行業(yè)的分選檢測技術(shù)發(fā)展提供動力，從而打破硅片隱裂檢測技術(shù)空白的局面。
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