短波紅外相機(jī)在光伏檢測(cè)中的應(yīng)用

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(zhuǎn)化成電能的裝置，目前光伏系統(tǒng)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(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量問題檢測(cè)識(shí)別和控制，很大程度上影響著成品的性能。

短波紅外相機(jī)因其在工作響應(yīng)和檢測(cè)波段具有高靈敏度、高分辨率及高識(shí)別度的特點(diǎn)，因此非常適用于太陽能光伏電池的生產(chǎn)檢測(cè)，可以將硅材料和電池板中的缺陷快速準(zhǔn)確檢測(cè)出來，從而優(yōu)化太陽能電池的質(zhì)量控制和生產(chǎn)進(jìn)程，提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能。

太陽能生產(chǎn)工藝中，第一道成品就是硅錠。硅錠經(jīng)線鋸切割后形成太陽能硅片，而由于硅錠本身雜質(zhì)和氣泡等影響，會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量較差，并影響設(shè)備壽命。

通過短波紅外相機(jī)對(duì)太陽能硅錠進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，可以提前避免以上狀況的發(fā)生，是非常有價(jià)值的機(jī)器視覺應(yīng)用。其原理是根據(jù)硅錠中碳元素含量或其他雜質(zhì)對(duì)短波紅外波段光的吸收率不同，通過短波紅外相對(duì)硅錠進(jìn)行成像，從而挑選純度更高的硅錠，達(dá)到提升產(chǎn)品質(zhì)量的目的。硅錠在短波紅外相機(jī)下成像的效果如圖1所示：

這樣利用短波相機(jī)檢測(cè)出硅錠雜質(zhì)和孔洞，并通過各種工藝預(yù)處理，就可以提升硅錠品質(zhì)，從而對(duì)最終的硅片產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行提高。

而對(duì)于生產(chǎn)出的太陽能電池板，也可以使用短波紅外相機(jī)來進(jìn)行檢測(cè)，其原理是通過電致發(fā)光（EL）成像來實(shí)現(xiàn)。

圖2 太陽能電池發(fā)射光譜（來源于網(wǎng)絡(luò)）

圖3 太陽能電池檢測(cè)原理示意圖（來源于網(wǎng)絡(luò)）

通常的太陽能電池片都不可避免地會(huì)具有的一些缺陷，而這些缺陷往往是限制其光電轉(zhuǎn)換率和壽命的重要因素。

如圖4所示，所測(cè)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(xiàn)：