[实用新型]硅太阳能电池的断面分层缺陷探伤检测装置

说明书

本实用新型涉及一种缺陷探伤检测装置，尤其是一种硅太阳能电池的断面分层缺陷探伤检测装置，属于硅太阳能电池缺陷检测的技术领域。其通过图像采集器采集检测光源发射的每个波段光线的光致发光图像，且将所采集的光致发光图像传输至检测操作平台，检测操作平台将所需光致发光图像处理后得到硅太阳能电池不同断面的检测图像，以根据所得到的断面检测图像能对所述硅太阳能电池的断面缺陷检测，能有效实现对硅太阳能电池的断面探测，对于存在缺陷的硅太阳能电池，能明确所述缺陷所在的断面位置，提高硅太阳能电池生产的效率，降低生产成本，安全可靠。

技术领域

本实用新型涉及一种缺陷探伤检测装置，尤其是一种硅太阳能电池的断面分层缺陷探伤检测装置，属于硅太阳能电池缺陷检测的技术领域。

背景技术

由于硅太阳能电池表面钝化技术的不断完善，晶体硅太阳能电池的转换效率不断得到提升。目前，含有正面、背面双层钝化膜的晶体硅太阳能电池（PERC）已经得到商业化量产，而单晶PERC电池的平均量产转换效率已经突破22%，多晶PERC电池的量产效率也接近或超过20%。

由于表面钝化技术的日趋完善，同时晶体硅太阳能电池体材料性质日益提高，使得器件的光电转换效率不断提高。但是在各方面技术和性能不断完善的情况下，稍有某一个方面漏洞就会严重影响器件性能。因此，对于器件各方面的检测技术要求就不断提高，一旦出现问题就希望能够非常精确快速地找到问题点并妥善解决。

当对硅太阳能电池施加适当的外部能量时，硅太阳能电池中处于基态的电子会吸收光子能量跃迁到处于亚稳态的激发态，因而在短时间内电子就会回到基态的同时释放出能量，而这部分释放的能量主要表现为以1150nm为波峰的红外光。因此，可以利用红外相机捕获硅太阳能电池的图像，而图像的亮度和电池片或硅片的质量有关。如果某个区域存在缺陷，那么被激发的电子就会被缺陷捕获，因此，将无法发出波长为1150nm的红外光。从图像上看，即是缺陷区域相对其他区域偏暗，呈现灰或黑色的点、线、斑。由此，通过图像的明暗可以判别电池性能的好坏。

对硅片能量的注入可以施加电压，也可以施以光照。施加电压的情况称之为电致发光，但是必须在器件完全制备完成具备电极后，因此，电致发光的方式无法在硅太阳能电池的制备过程中进行检测。

利用光提供能量的方式称之为光致发光，由于是非接触式的，因此，可以适用于太阳能电池制备过程中的各个阶段。当太阳能电池或者硅片受到一定光辐照后，基底吸收光子，由于与外界无电学接触，经过短暂时间（通常为微秒级别）最终基底（所述基底即为太阳能电池或硅片，下同）将会把能量放出，能量将以某一个波长光子（视基底材料而定，如晶体硅为1050nm的光）的形式放出。如果基底材料缺陷少的话，释放出的光子相对就多，利用相机拍摄，未有缺陷的位置显示的亮度就高。如果基底材料缺陷多的话，释放出的光子相对就少，利用相机拍摄，有缺陷显示的亮度就低。由此通过图像的明暗程度就可以定性地知道基底内部缺陷情况。

目前，无论是电致发光还是光致发光检测，给出的电池的红外图像都是整体的。如果出现黑斑、黑点、黑线等缺陷，无法很快确定缺陷所在断面，如前表面、PN结附近、硅片体内，还是电池背表面。这些缺陷位置的判定还需要通过经验或者大量排查实验进行确认，从而无法为生产或研发的异常问题的快速解决提供大致方向。特别是PERC太阳能电池的推广，由于太阳能电池的前、背面都存在介质钝化层，因而就更加希望能够快速判别光致发光的黑斑是出现在前面钝化还是背面钝化。

综上，市场急需能实现对硅太阳能电池的断面分层探测的技术。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种硅太阳能电池的断面分层缺陷探伤检测装置，其能有效实现对硅太阳能电池的断面探测，对于存在缺陷的硅太阳能电池，能明确所述缺陷所在的断面位置，提高硅太阳能电池生产的效率，降低生产成本，安全可靠。