電致發(fā)光（EL）使太陽能電池發(fā)光

電致發(fā)光（EL）是一種光學現(xiàn)象，其中包括硅在內的某些材料通過反轉光電效應而用電壓激發(fā)時發(fā)光。當施加到太陽能電池時，該電壓將電子復合到光子的放電，使得細胞在近紅外（NIR）內部發(fā)光，約為1150nm。因為在硅中的影響只會導致弱輻射，因此需要高靈敏度的近紅外攝像機和高級圖像處理軟件。

在右下角顯示微裂紋的太陽能電池的光致發(fā)光圖像

在所獲得的圖像中，導電良好的有源區(qū)域是明亮的，但是不活躍的區(qū)域和接觸不良的區(qū)域出現(xiàn)黑暗。由于EL效應發(fā)生在材料的內部，因此允許完全透視樣品。因此，太陽能電池的整體發(fā)光圖像是其光伏效率的快速測量。詳細分析，它揭示了各種電池缺陷，包括微裂紋，電池金屬網(wǎng)格內的中斷，基極和發(fā)射極之間的分流以及電氣互連器的中斷。這些都是人眼不可見的，否則在制造過程中會導致破裂，破壞生產(chǎn)線，甚至在最終檢查之前仍未被發(fā)現(xiàn)。

弱發(fā)光使圖像中黑暗區(qū)域的分析復雜化，因為黑暗區(qū)域有很多原因。特別是多晶硅太陽能電池顯示出顆粒狀的邊界和材料雜質，這些雜質在發(fā)光圖像中作為暗區(qū)域變得可見，盡管它們不對應于可以排除細胞的缺陷。沒有系統(tǒng)的進一步發(fā)展，基本的EL檢測單元因此將拒絕許多實際上是良好的單元。

解決方案的錯誤檢測問題

幾家公司，包括ATMvision AG，Laytec在線有限公司，Greateyes有限公司和Isra Solar Vision AG決定開發(fā)另一種物理效應：光致發(fā)光（PL）來解決瑕疵檢測問題。 ATMvision營銷總監(jiān)Markus Reithebuch表示：“在PLTS市場營銷總監(jiān)Markus Reithebuch表示，高性能激光束在硅材料中激發(fā)電子，達到更高的能量狀態(tài)取決于電導率的光子發(fā)射的較低狀態(tài)。 Isra Solar Vision開發(fā)了基于PL的Yield Master系統(tǒng)，采用新的成像技術，從黑暗區(qū)域收集更多信息，從而顯著降低檢測到的假陰性率。

光致發(fā)光（PL）檢查線

根據(jù)Isra Vision，新的成像過程精確地區(qū)分了減少模塊性能的真實缺陷和多晶硅中的晶界和雜質等虛假缺陷。能夠從這些較暗的結構中獲得更多信息，以表征晶界，變化和異物等物質缺陷，污染以及材料缺陷。只有檢測到裂紋，斷裂，分流，手指中斷，電力泄漏，串聯(lián)電阻，黑色邊緣，燒灼缺陷，簇，熱點，劃痕，斷裂片和焊接缺陷等真實缺陷時，電池才會被降級。 Isra Vision報告說，這種新的檢測技術將誤檢率降低了六倍以上，低于0.5％，而目前市面上常規(guī)的EL / PL系統(tǒng)至少為3％。

硅片、硅錠、硅塊和薄膜的發(fā)光

EL有一個缺點，需要電觸點來施加所需的電壓。除了將這些觸點焊接到硅晶片上還有額外的損壞風險，還使EL作為不適合太陽能電池生產(chǎn)的早期階段的檢查技術。對于硅錠、硅塊和硅片的檢查，需要非接觸式光致發(fā)光。

因此，根據(jù)Reithebuch的說法，PL可以在生產(chǎn)線的早期進行檢查，這有助于節(jié)省成本，提高質量和效率。 ATMvision最近推出了其Generation Black Label光致發(fā)光檢測系統(tǒng)，可作為獨立單元和內聯(lián)模塊使用。

由相同太陽能電池制成的PL和EL圖像顯示缺陷

Greateyes的方法略有不同。由LumiSolarCell系統(tǒng)與Laytec聯(lián)合銷售，可輕松切換電致發(fā)光和光致發(fā)光。對于PL，它正在使用強大的LED光源。基本上，PL用于錠塊和晶片，其中EL更好地檢查電池和面板，因為它直接顯示電氣缺陷。 Laytec還提供光譜PL在線模塊。據(jù)LayTec線上營銷服務經(jīng)理Mirja Schwarz介紹，其PearL系統(tǒng)現(xiàn)在可以將sPL作為在線工具中得到應用，可以連續(xù)記錄太陽能電池制造中CIGS和CdTe薄膜層的PL光譜。

由于現(xiàn)在幾家公司的物理原理和圖像分析軟件已經(jīng)很好的發(fā)展，使得這項技術對太陽能電池制造業(yè)更感興趣的下一步就是從更快的計算機和數(shù)據(jù)通信中提高檢測速度。這顯然為降低生產(chǎn)成本和提高太陽能電池效率和質量做出了重要貢獻。