機(jī)器視覺在光伏行業(yè)的應(yīng)用

太陽能是一種清潔和有吸引力的替代電力來源。對光伏組件的需求不斷增加，在太陽能轉(zhuǎn)換方面，光伏組件更便宜、效率更高。太陽能電池是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通常由晶體硅組成。在晶體硅器件中，由微裂紋引起的太陽能電池板破裂可導(dǎo)致重大問題，并極大影響模塊性能。這些結(jié)構(gòu)缺陷可能源于硅加工方面的挑戰(zhàn)、晶體晶格的質(zhì)量或其他外部影響。為了解決這些問題，近年來，一系列基于相機(jī)檢測系統(tǒng)的光發(fā)射診斷和質(zhì)量控制工具發(fā)展迅速。

近年來，隨著廠家對產(chǎn)品質(zhì)量的重視。對產(chǎn)品的分檔有了越來越高的要求，尤其是在光伏工藝的前段，如果不合格的硅片如尺寸不合格、崩邊等流入后道工序?qū)⒃斐删薮蟮睦速M(fèi)。人工檢測的話因?yàn)橘M(fèi)時費(fèi)力，所以只能抽檢。仍有大量的不合格片流入后道工序，對成品的品質(zhì)造成了影響。因此光伏行業(yè)對硅片的自動檢測有了巨大的需求。

光伏企業(yè)如何保障高效可靠的太陽能產(chǎn)品，光伏材料源頭-硅片生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制至關(guān)重要。一方面，硅片的內(nèi)部缺陷和雜質(zhì)會直接影響電池的效率和穩(wěn)定性，另一方面，硅片的外觀缺陷和表面質(zhì)量對電池的制造和外觀也有直接的影響。

• 電致發(fā)光-電池片檢測

傳統(tǒng)成像系統(tǒng)無法直觀地觀察到許多缺陷。檢測其缺陷的一個方法是采用稱為電致發(fā)光成像（EL）的測量方法。

電致發(fā)光（Electroluminescence），又可稱電場發(fā)光，簡稱EL，是通過加在兩極的電壓產(chǎn)生電場，被電場激發(fā)的電子碰擊發(fā)光中心，而引致電子在能級間的躍遷、變化、復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的一種物理現(xiàn)象。

發(fā)光二極管就是典型的注入電致發(fā)光顯示器件的代表

EL成像是晶體和薄膜太陽能模塊的強(qiáng)大質(zhì)量評估工具。

包括將直流電施加在太陽能模塊中，以及通過紅外相機(jī)來檢測光發(fā)射。當(dāng)正確調(diào)整和配置時，系統(tǒng)能夠在很短的時間內(nèi)準(zhǔn)確檢測出許多故障和老化影響。

電致發(fā)光系統(tǒng)是，將太陽能電池置于無環(huán)境光的情況下，系統(tǒng)連接到恒定電流源，當(dāng)電流進(jìn)入單元格時，相機(jī)會捕捉圖像。在可靠的檢測軟件的協(xié)助下，研究該圖像的暗缺陷、均勻性和整體效率。

• 光致發(fā)光-電池片、硅片

光致發(fā)光（Photoluminescence），簡稱PL，是指物體依賴外界光源進(jìn)行照射，從而獲得能量，產(chǎn)生激發(fā)導(dǎo)致發(fā)光的現(xiàn)象，它大致經(jīng)過吸收、能量傳遞及光發(fā)射三個主要階段，光的吸收及發(fā)射都發(fā)生于能級之間的躍遷，都經(jīng)過激發(fā)態(tài)。

而能量傳遞則是由于激發(fā)態(tài)的運(yùn)動。紫外輻射、可見光及紅外輻射均可引起光致發(fā)光。

光致發(fā)光可以提供有關(guān)材料的結(jié)構(gòu)、成分及環(huán)境原子排列的信息，是一種非破壞性的、靈敏度高的分析方法。激光的應(yīng)用更使這類分析方法深入到微區(qū)、選擇激發(fā)及瞬態(tài)過程的領(lǐng)域，使它又進(jìn)一步成為重要的研究手段，應(yīng)用到物理學(xué)、材料科學(xué)、化學(xué)及分子生物學(xué)等領(lǐng)域，逐步出現(xiàn)新的邊緣學(xué)科。