隨著(zhù)太陽(yáng)能光伏行業(yè)近幾年的飛速發(fā)展，太陽(yáng)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、清潔以及可持續發(fā)展性吸引了眾多企業(yè)涉足太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)，新能源工業(yè)加速調整，企業(yè)并購重組加劇，其中絕大多數是太陽(yáng)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(yáng)能光伏產(chǎn)品是尤為重要。
隱裂是存在于太陽(yáng)能電池中較大的隱患，并且隱裂無(wú)法修復，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(wú)成熟的技術(shù)。通過(guò)紅外光在硅片檢測的反復試驗，機器視覺(jué)公司創(chuàng )視新科技通過(guò)紅外線(xiàn)在硅分子上的全反射并加棱鏡進(jìn)行聚焦的檢測方式來(lái)對太陽(yáng)能電池以及硅片隱裂進(jìn)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)穩定，一旦達到高溫性質(zhì)變得活潑，是一種重要的半導體材料，也是生產(chǎn)太陽(yáng)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(yáng)能電池片的生產(chǎn)工藝復雜，且現行太陽(yáng)能電池所用的硅片厚度通常在180um左右，非常薄。在復雜的生產(chǎn)過(guò)程以及各工序間的互相傳送中，接觸碰撞過(guò)程極易破碎和產(chǎn)生隱裂。
碎片用肉眼清晰可見(jiàn)，可及時(shí)挑選出來(lái)不會(huì )流入下一個(gè)工序造成更大的浪費。但是如果是隱裂，通過(guò)肉眼很難辨別，一旦流入下一個(gè)工序進(jìn)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(huì )對其他合格硅片構成威脅，要么咯片，要么粘附在其他硅片上影響印刷效果。無(wú)論那種情況較終生產(chǎn)出來(lái)的電池都是廢品。如果碎片進(jìn)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(jiàn)隱裂的硅片危害相當大。較終可能導致人工、機器設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(xiàn)的特性及硅片隱裂檢測原理
紅外線(xiàn)是波長(cháng)范圍介于0.78-100um之間的電磁波，不為人眼所見(jiàn)，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用極其廣泛，可用于安防監控領(lǐng)域、汽車(chē)夜視系統、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(xiàn)也占有一席之地。紅外線(xiàn)的用途如此之廣泛，根據理論推測，在太陽(yáng)能光伏行業(yè)中用于對硅片隱裂的檢測技術(shù)中紅外線(xiàn)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(shí)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(cháng)的光源對硅片進(jìn)行照射，從硅片側面平行射入硅片，由于硅材料的特殊晶鍵結構，會(huì )使得光纖在每個(gè)完整的晶鍵之間進(jìn)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(gè)位置的晶鍵是斷裂的，光纖就會(huì )從這個(gè)晶鍵斷裂的位置透射出來(lái)被上方相機捕捉到，啟動(dòng)緊急信號器啟動(dòng)緊急信號，設備自動(dòng)停止。
三、紅外檢測在硅片隱裂檢測中的應用
目前在硅片隱裂檢測中尚無(wú)其他成熟關(guān)技術(shù)，紅外檢測技術(shù)在隱裂檢測中的應用為解決太陽(yáng)能光伏企業(yè)長(cháng)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備的側面，因為太陽(yáng)能電池片各環(huán)節的生產(chǎn)設備對硅片的傳輸均是連續的，所以?xún)蓚雀餍枰粋�(gè)紅外發(fā)射裝置即可做到一體且準確的檢測，不會(huì )有漏檢。發(fā)射裝置后安裝棱鏡對發(fā)射的光束進(jìn)行聚焦。聚焦后的紅外線(xiàn)平行攝入硅片側面，從而實(shí)現對斷裂處的檢測。每個(gè)工序都可安裝具有此功能的裝置，從較早的工序即開(kāi)始進(jìn)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(yáng)能電池片的硅片極薄，只有180um，且光線(xiàn)是從硅片較薄的側面射入，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(huì )達到檢測的效果。
機器視覺(jué)紅外隱裂檢測實(shí)現了硅片檢測系統不能檢測隱裂的難題，也為太陽(yáng)能電池片分選機檢測隱裂提供了解決方案。紅外隱裂檢測的應用，必將為整個(gè)光伏行業(yè)的分選檢測技術(shù)發(fā)展提供動(dòng)力，從而打破硅片隱裂檢測技術(shù)空白的局面。
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