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短波紅外相機在光伏檢測中的應用
發布時間： 2022-10-31 點擊次數： 1571次太陽能光伏電池（太陽能電池、光伏電池）是一種把太陽光能轉化成電能的裝置，目前光伏系統使用較多的是以硅為基底的硅光伏電池。而硅基光伏電池生產過程中的產品質量問題檢測識別和控制，很大程度上影響著成品的性能。
短波紅外相機因其在工作響應和檢測波段具有高靈敏度、高分辨率及高識別度的特點，因此非常適用于太陽能光伏電池的生產檢測，可以將硅材料和電池板中的缺陷快速準確檢測出來，從而優化太陽能電池的質量控制和生產進程，提高產品質量和性能。
太陽能生產工藝中，第一道成品就是硅錠。硅錠經線鋸切割后形成太陽能硅片，而由于硅錠本身雜質和氣泡等影響，會造成產品質量較差，并影響設備壽命。
通過短波紅外相機對太陽能硅錠進行質量檢測，可以提前避免以上狀況的發生，是非常有價值的機器視覺應用。其原理是根據硅錠中碳元素含量或其他雜質對短波紅外波段光的吸收率不同，通過短波紅外相對硅錠進行成像，從而挑選純度更高的硅錠，達到提升產品質量的目的。硅錠在短波紅外相機下成像的效果如圖1所示：
圖1 短波紅外相機對硅錠成像的照片
這樣利用短波相機檢測出硅錠雜質和孔洞，并通過各種工藝預處理，就可以提升硅錠品質，從而對最終的硅片產品質量進行提高。
而對于生產出的太陽能電池板，也可以使用短波紅外相機來進行檢測，其原理是通過電致發光（EL）成像來實現。
圖2 太陽能電池發射光譜（來源于網絡）
太陽能電池的電致發光是通過對太陽能電池加上正向偏置電壓，從而激發出光子。當電子注入到太陽能電池后，與存在的空穴相結合，并把所產生的能量以光子的形式釋放出來，從而激發出短波紅外波段的光。利用短波紅外相機對太陽能電池板檢測主要就是因為電致發光成像可以提供重要的信息特征，如隱裂、斷柵、燒結、漏電等問題（有缺陷的地方，顯示出的圖像一般較暗），從而分析樣品缺陷。
圖3 太陽能電池檢測原理示意圖（來源于網絡）
通常的太陽能電池片都不可避免地會具有的一些缺陷，而這些缺陷往往是限制其光電轉換率和壽命的重要因素。
如圖4所示，所測太陽能電池板均為有缺陷或不良電池板，其信息可清晰地在圖像中呈現：
圖4 短波紅外相機對（缺陷/不良）電池板成像圖片
除了缺陷檢測，短波紅外相機還可以用來檢測光伏太陽能電池板的光電轉換效率。
立鼎光電可為太陽能光伏電池檢測系統提供高效率、高性價比的短波紅外相機，如LD-SW640171550-UC-G/CL相機：
其結構緊湊、易于集成、靈敏度高、采用640×512的分辨率，非常適用于太陽能光伏電池的缺陷檢測和質量檢查。除此之外，立鼎光電還有多款高性能短波紅外相機，可廣泛應用于工業檢測、高校和科學研究等領域。
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