红外线用于检测硅片隐裂的方法

2016-04-18王金周杨宝玥卢新志保定流云精密机械制造有限公司

电子制作 2016年24期

关键词：硅片红外线波长

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李姗姗逯小庆刘子隆英利能源（中国）有限公司

红外线用于检测硅片隐裂的方法

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隐裂是太阳能电池片的隐形杀手。前期硅片隐裂可造成后期电池碎片甚至是组件的不合格品，如不能进行及时检测，对加大的增加产成品的成本。利用某波段的红外线不可被硅材料吸收或者直接穿透硅材料，只能在硅片表面进行全反射的原理来检测硅片的隐裂，控制生产制造成本。

隐裂；红外光

硅片隐裂是太阳能电池制造过程中造成电池片碎裂的直接因素。因为用于制作太阳能光伏电池片的硅片很薄，只有200um，甚至180um，因此在生产电池的过程中很容易造成隐裂，如果不能及时发现会增加后续工序的碎片率。尤其电池制造环节所消耗的原材料价格都很昂贵，越早发现隐裂对于成本的控制越有利，一旦完成电池片生产才发现隐裂或者未及时发现隐裂而流入下工序继续生产造成碎片，则将是极大的浪费。有效的检测出硅片的隐裂可以使电池片的生产成本大幅的降低。

红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，又称为红外热辐射,太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm之间。在波长700nm-2500nm的不可见光，不可被硅材料吸收也不能穿透硅材料，只能被硅材料反射。

硅片隐裂的检测利用的正是700nm-2500nm波段红外线的该种特性。介于穿透硅片的临界波长的光源对硅片进行照射，从硅片侧面平行射入硅片，由于硅材料的特殊晶键结构，会使得光线在每个完整的晶键之间进行全反射，从现像上看上去就是光被硅片吸收了。但是如果硅片上出现有隐裂，那么这个位置的晶键是断裂的，光线就会从这个隐裂的位置透出来被上方相机补捉到，报警器报警，设备自动暂停。

该技术的安装在传输硅片装置的测面，因为硅片是一直进行传输的，所以两侧各需一个红外发射装置即可做到全面且精确的检测，不会出现漏检。每个工序都安装具有此功能的装置的话，可以很大程度上减少材料的浪费。

当前对硅片隐裂的检测是手动进行，用手指对每一舟的硅片进行划拨，借此使带隐裂的硅片自行碎裂。此种方式对操作手法的力度要求很高，虽一定程度上可检测出带隐裂的硅片，但是也增加了无隐裂硅片碎裂的风险。所以，利用红外检测的方式可完全避免人工检测造成正常硅片碎裂的风险。

可在太阳能制造过程中电池环节的每一道工序之前都进行该装置的安装，来全面检测硅片隐裂。因为电池环节的各个工序的之间的流转都是人工操作，有极大的隐裂风险。