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近紅外增強型CCD相機在太陽能電池EL檢測中的国产成人在线观看免费网站

發布時間:2020-05-28 10:02:24 瀏覽量:6942

摘要

電致熒光法(EL)被廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 光伏缺陷檢測,而德國greateyes国产黄色在线观看近紅外增強型CCD相機,在近紅外波段靈敏度很高,量子效率高

達50%左右,非常適合国产成人在线观看免费网站於(yu) 光伏EL檢測。這款近紅外增強型CCD相機靈敏度高、噪聲低,結構緊湊,被廣泛用於(yu) EL/PL檢測、天文觀

測、光譜分析、活體(ti) 生物熒光成像等領域。

正文


21世紀能源危機是全世界都麵臨(lin) 的問題,尋找清潔能源就顯得格外重要,太陽能就是優(you) 選項之一。太陽能電池是一種光電半導體(ti) 製成

的裝置,利用光生伏特效應能夠將光能轉化成電能。


目前市場上較普遍的是晶體(ti) 矽太陽能電池,主要的結構為(wei) PN結,在P型矽上麵構建N型半導體(ti) 層,就形成了一個(ge) N+/P型的PN結。當太

陽光照射到PN結時,能量大於(yu) 等於(yu) 矽半導體(ti) 禁帶寬度的光能,被半導體(ti) 吸收,產(chan) 生電子-空穴對。在空間電荷區,產(chan) 生的電子-空穴對

在自建電場的作用下漂移,在外電路產(chan) 生光電流(太陽能電池結構和原理如下圖)。


矽太陽能電池結構示意圖


太陽能電池工作原理圖

 

除了半導體(ti) PN結材料本身,太陽能電池的製備工藝是極其複雜的,有許許多多道工序(如下圖),為(wei) 了保證製備的太陽能電池的性

能,減少缺陷,必須嚴(yan) 格把控每一個(ge) 步驟(下圖是矽太陽能電池製備工藝流程圖)。


矽太陽能電池製備工藝流程圖

 

通過太陽能電池製造工藝的流程可以發現,太陽能電池的製備和生產(chan) 是一個(ge) 非常複雜的過程,很容易產(chan) 生缺陷。缺陷可以分為(wei) 固有缺

陷、外部缺陷和內(nei) 部缺陷。根據太陽能電池片缺陷的幾何特征可以分為(wei) :破碎、裂痕、壞斑、柵線斷裂、焊點不實、缺孔等。為(wei) 了滿足

客戶對太陽能電池組件性能的更高要求,能夠合理的控製由於(yu) 工藝參數設置不當和人為(wei) 因素造成的組件不良缺陷,需要在出廠前對太陽

能電池組件進行缺陷檢測,同時也有助於(yu) 完善生產(chan) 工藝,提高電池組件性能。

光伏器件在一定的激發條件下具有發光特性,而不同的部位由於(yu) 能級和導電率與(yu) 周圍良好的區域存在差異,因此會(hui) 有不同的發光特性。

基於(yu) 此原理,就發展出了三種常見的缺陷檢測技術:光致熒光法(PL)、鎖相熱圖法(LIT)、電致熒光法(EL)。


光致發光法(PL):當發光材料被光源照射時,它可以從(cong) 中獲得能量,當獲得的能量達到一定數量時就可以被激發,這樣就會(hui) 發出熒

光,這種現象就叫做光致熒光。PL法利用了晶體(ti) 矽片的激發能級的差異性來實現的,當太陽能電池中的材料受到激發光源照射一段時

間後,能級就會(hui) 發生躍遷,同時也伴隨著散發出一定量的紅外光。由於(yu) 缺陷部位與(yu) 正常部位的激發能級和導電率都不相同,因此激發出

的熒光強度也不同,缺陷部位輻射的熒光強度要弱一些,隻要利用圖像采集設備對發出的熒光進行采集就可以根據亮度差異找出缺陷。


鎖相熱圖法(LIT):當對處於(yu) 暗盒中的太陽能電池施加一個(ge) 脈衝(chong) 電壓時,分路電流就會(hui) 對太陽能電池的溫度分布造成一定的影響,隻

要對太陽能電池放射出的溫度場進行成像就可以找出缺陷部位,這種檢測方法就叫做暗鎖相熱圖法(DLIT);利用一個(ge) 具有周期特性

的脈衝(chong) 光源對正負極斷路的太陽能電池進行照射,之後對其散發出的熒光進行成像,就可以根據熒光的強弱找出缺陷部位,這種方法就

是開路照明鎖相熱圖法(Voc-ILIT)。


電致熒光法(EL):給太陽能電池加一個(ge) 合適的電壓,它可以發出很弱的紅外光,缺陷區域發射出來的熒光的強度與(yu) 正常的區域有明

顯的不同,而且不同缺陷之間光的性質也不一樣,使用ccd相機對熒光圖像進行采集,通過圖像就可發現缺陷特性。


電致熒光法(EL):的優(you) 點是不需要複雜的工藝器材,而且可以快速準確的進行測試,這種檢測方法不但能夠檢測外部的缺陷,而且能夠檢測電池內(nei) 部的缺陷因此被廣泛用於(yu) 太陽能缺陷檢測。


EL測試原理圖


由於(yu) 本征矽的帶隙約為(wei) 1.12 eV,可以計算出晶體(ti) 矽太陽能電池的帶間直接輻射複合的 EL光譜的峰值應該在1 150 nm 附近,屬於(yu) 近紅

外波段。這些電致熒光很微弱,隻有在不受外光(即太陽光、可見光、紅外線、紫外線等)幹擾下才能被CCD相機捕捉到,這就要求

整個(ge) 組件發光隻有在暗箱狀態下才能被相機捕捉才能到,因而,整個(ge) EL測試過程是在一個(ge) 不會(hui) 被外光幹擾的暗箱中進行的,隻有這樣

才可以準確地判別電池片或組件是否存在缺陷,否則將會(hui) 對国产欧美在线的性能產(chan) 生重大影響。


但是EL檢測麵臨(lin) 的兩(liang) 個(ge) 主要問題是:(1)太陽能電池發射出的電致熒光通常很弱;(2)市麵上絕大多數的CCD相機在近紅外波段的

靈敏度不高(近紅外探測到1000nm,量子效率不超過10%,甚至更低)。


針對這個(ge) 兩(liang) 個(ge) 問題,我們(men) 的解決(jue) 辦法就是采用近紅外增強型CCD相機。近紅外增強型CCD相機在950nm附近量子效率高達約50%,在

1000nm附近量子效率超過20%,紅外探測能力遠遠超過普通的CCD相機,適合用於(yu) 太陽能電池EL檢測。

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熒光成像等領域。

Greateyes相機示意圖


近紅外增強型CCD相機量子效率圖


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