王金周 楊寶玥 盧新志 保定流云精密機械制造有限公司

李姍姍 逯小慶 劉子隆 英利能源（中國）有限公司

紅外線用于檢測硅片隱裂的方法

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隱裂是太陽能電池片的隱形殺手。前期硅片隱裂可造成后期電池碎片甚至是組件的不合格品，如不能進行及時檢測，對加大的增加產(chǎn)成品的成本。利用某波段的紅外線不可被硅材料吸收或者直接穿透硅材料，只能在硅片表面進行全反射的原理來檢測硅片的隱裂，控制生產(chǎn)制造成本。

隱裂；紅外光

硅片隱裂是太陽能電池制造過程中造成電池片碎裂的直接因素。因為用于制作太陽能光伏電池片的硅片很薄，只有200um，甚至180um，因此在生產(chǎn)電池的過程中很容易造成隱裂，如果不能及時發(fā)現(xiàn)會增加后續(xù)工序的碎片率。尤其電池制造環(huán)節(jié)所消耗的原材料價格都很昂貴，越早發(fā)現(xiàn)隱裂對于成本的控制越有利，一旦完成電池片生產(chǎn)才發(fā)現(xiàn)隱裂或者未及時發(fā)現(xiàn)隱裂而流入下工序繼續(xù)生產(chǎn)造成碎片，則將是極大的浪費。有效的檢測出硅片的隱裂可以使電池片的生產(chǎn)成本大幅的降低。

紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，又稱為紅外熱輻射,太陽光譜上紅外線的波長大于可見光線，波長為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為0.75～1.50μm之間；中紅外線，波長為1.50～6.0μm之間；遠紅外線，波長為6.0～l000μm之間。在波長700nm-2500nm的不可見光，不可被硅材料吸收也不能穿透硅材料，只能被硅材料反射。

硅片隱裂的檢測利用的正是700nm-2500nm波段紅外線的該種特性。介于穿透硅片的臨界波長的光源對硅片進行照射，從硅片側面平行射入硅片，由于硅材料的特殊晶鍵結構，會使得光線在每個完整的晶鍵之間進行全反射，從現(xiàn)像上看上去就是光被硅片吸收了。但是如果硅片上出現(xiàn)有隱裂，那么這個位置的晶鍵是斷裂的，光線就會從這個隱裂的位置透出來被上方相機補捉到，報警器報警，設備自動暫停。

該技術的安裝在傳輸硅片裝置的測面，因為硅片是一直進行傳輸?shù)?，所以兩側各需一個紅外發(fā)射裝置即可做到全面且精確的檢測，不會出現(xiàn)漏檢。每個工序都安裝具有此功能的裝置的話，可以很大程度上減少材料的浪費。

當前對硅片隱裂的檢測是手動進行，用手指對每一舟的硅片進行劃撥，借此使帶隱裂的硅片自行碎裂。此種方式對操作手法的力度要求很高，雖一定程度上可檢測出帶隱裂的硅片，但是也增加了無隱裂硅片碎裂的風險。所以，利用紅外檢測的方式可完全避免人工檢測造成正常硅片碎裂的風險。

可在太陽能制造過程中電池環(huán)節(jié)的每一道工序之前都進行該裝置的安裝，來全面檢測硅片隱裂。因為電池環(huán)節(jié)的各個工序的之間的流轉(zhuǎn)都是人工操作，有極大的隱裂風險。

[1]福斯特《太陽能：可再生能源與環(huán)境》北京：人民郵電出版社 2010.7

[2]王東，楊冠東，劉富德《光伏電池原理及應用》北京：化學工業(yè)出版社 2014.01

[3]柴彭頤《項目管理》北京：中國人民大學出版社 2009.10

[4]（（美）普羅克斯，（美）馬諾拉可斯《數(shù)字信號處理》北京：電子工業(yè)出版社 2013.06

[5]譚秋林《紅外光學氣體傳感器及檢測系統(tǒng)》北京：機械工業(yè) 2013.12

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