近年来，光伏产业发展迅猛，提高效率和降低成本成为整个行业的目标。在晶体Si太阳电池的薄片化发展过程中，出现了许多严重的问题，如碎片、电池片隐裂、表面污染、电极不良等，正是这些缺陷限制了电池的光电转化效率和使用寿命。同时，由于没有完善的行业标准，Si片原材料质量也是参差不齐，一些缺陷片的存在直接影响到组件乃至光伏系统的稳定性。因此，太阳能行业需要有快速有效和准确的定位检验方法来检验生产环节可能出现的问题。发光成像方法为太阳电池缺陷检测提供了一种非常好的解决方案，这种检测技术使用方便，类似透视的二维化面检测。
光致发光(photoluminescence，PL)检测过程大致包括激光被样品吸收、能量传递、光发射及CCD成像四个阶段。通常利用激光作为激发光源，提供一定能量的光子，Si片中处于基态的电子在吸收这些光子后而进入激发态，处于激发态的电子属于亚稳态，在短时间内会回到基态，并发出以1150 nm的红外光为波峰的荧光。利用冷却的照相机镜头进行感光，将图像通过计算机显示出来。发光的强度与本位置的非平衡少数载流子的密度成正比，而缺陷处会成为少数载流子的强复合中心，因此该区域的少数载流子密度变小导致荧光效应减弱，在图像上表现出来就成为暗色的点、线，或一定的区域，而在电池片内复合较少的区域则表现为比较亮的区域。
因此，通过观察光致发光成像能够判断Si片或电池片是否存在缺陷 。
操作界面如下图
测试样本实例如下图：
PL测试设备性能参数
Parameter
Specification
General
Measurement System:
Sample Type
Solar Cells:
6” solar (5” configuration available too; specify with order)
Busbar Configurations:
2 busbars and 3 busbars and Back-Contact (BC-) cells
Defect Types Found:
(for both mono- and poly-cell material)
Micro Cracks / Large Cracks / Dark Areas / Low efficiency areas / Whole Cell defect
Max. Throughput:
Inspection Cycle Time:
3000 cells / h
Operation:
Stop & Go measurement
Optics
Camera:
1 x 1 Megapixel Camera (Black & White sensor)
à 0.15 mm/pixel resolution
Lens:
NIR optimized lens + cut-off filters for PL
Camera specifications
Image device:
1MP Deep depletion cooled CCD sensor
Picture size:
1024 H x 1024 V
Pixel size:
13 µm x 13 µm (large pixel for best SNR)
Resolution depth:
16 bit
Lens mount:
C-Mount
Frame rates:
2,25 fps (full resolution)
Illumination
PL excitation source:
Laser
