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利用SWIR成像对光伏的光致发光检测
2024/05/24 17:31
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方案摘要：
产品配置单：
SWIR相机SU640HSX-1.7RT-天津瑞利-Sensors Unlimited
型号： SU640HSX-1.7RT
产地： 美国
品牌： Sensors Unlimited
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方案详情：
利用SWIR成像对光伏的光致发光检测
使用短波红外（SWIR）相机的光致发光（PL）成像进行非接触式机器视觉检测可以帮助太阳能电池生产商提高其光伏产品的效率和质量。通过SWIR成像，可以对硅大块铸锭、切片晶圆、加工层和完整的光伏电池进行检查。PL发射发生在与半导体带隙相关的波长处，即使在以视频帧速率成像的情况下，半导体带隙对于高灵敏度、未冷却的砷化铟镓（InGaAs）相机也是可见的。这种检测技术以一个波长的高光功率照射感兴趣的物体，光子被吸收在大块材料中。在与分子结构的相互作用中，一些能量由于热量而损失，剩余的能量导致光子以更长的波长重新发射。所产生的辉光的均匀性和强度对材料的许多参数以及随后的处理步骤是敏感的。在许多情况下，材料的特性，如少数载流子寿命，可以从PL图像中映射出来，这些映射将直接关系到最终产品作为太阳能电池的性能。
与电致发光（EL）的可见光和SWIR成像相比，SWIR光致发光成像在机器视觉检测中具有几个主要优势。
• 非接触式–PL检查是在不接触被检查材料的情况下进行的。
• 无需或最少的样品制备——可以在室温下，在制造过程的各个点进行100%的在线检查，而不会干扰生产流程。
• SWIR PL成像适用于未加工、部分加工和完全加工的晶圆——或者，EL需要接触电极，主要用于制造商的成品质量控制和系统集成商的进货检查。
• SWIR PL适用于背面金属化晶圆——金属阻挡SWIR通过晶圆成像，但SWIR PL检查检测到的缺陷会损害少数载流子的寿命，而不会发生接触。当可能发生电接触时，SWIR-EL会主动揭示其他损害效率的缺陷，包括裂纹。
• 视频帧率采集高达30帧/秒–SWIR相机在主要硅发射波长下具有高量子效率（QE），允许以每秒30 VGS帧或601/4BFA帧/秒的速度成像，而用于PL的硅相机在类似分辨率下每张图像需要1到30秒的帧曝光时间。
下面的图片库演示了使用PL在硅片中找不到均匀性和缺陷。
PL图像是用四个半导体二极管激光器在810nm处提供的照明采集的，具有重叠的散射光束以实现均匀照明，每侧一个光源。所示L图像中的图1和图3使用了大约30W的照明，图4使用了60W的照明。使用相同的16mm f/1.8透镜在不同时间拍摄图像，810nm激发在透镜处通过RG-1000长通滤波器进行滤波（截止波长为1000nm）；一个滤波器与InGaAs相机一起使用，当与硅相机一起使用时，它们是堆叠的。测试站、硅相机图像和晶片由位于科罗拉多州戈尔登的国家伦斯瓦伯能源实验室（NREL）提供。
Sensors Unlimited Linecan和区域相机都可以用于光伏太阳能电池的光致发光检测。
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