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背接觸(BC)電池憑借正面無柵線帶來的高轉(zhuǎn)換效率和美學(xué)優(yōu)勢(shì),正成為光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)的重要方向。然而,其獨(dú)特的“背接觸”結(jié)構(gòu)——將所有電極與互聯(lián)點(diǎn)精密排布于電池背面,也對(duì)生產(chǎn)工藝提出了更高要求。在這一精密制造過程中,高效、精準(zhǔn)、多層次的檢測(cè)技術(shù)如同“火眼金睛”,成為保障BC電池性能與可靠性的關(guān)鍵防線。
一、 原材料與基礎(chǔ)工藝:品質(zhì)的基石
硅片質(zhì)量監(jiān)控: 作為電池起點(diǎn),硅片的少子壽命、電阻率均勻性、晶體缺陷(如位錯(cuò)、氧碳含量)是核心檢測(cè)指標(biāo)。高精度少子壽命測(cè)試儀、電阻率分選儀等設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格分選,從源頭杜絕隱患。
制絨效果檢測(cè): 背面的絨面結(jié)構(gòu)直接影響光吸收與后續(xù)工藝。掃描電子顯微鏡(SEM)觀測(cè)絨面微觀形貌,反射率測(cè)試儀評(píng)估減反射效果,確保絨面均勻、尺寸達(dá)標(biāo)。
摻雜與鈍化層評(píng)估: 發(fā)射極與背場(chǎng)的摻雜濃度、結(jié)深直接影響電性能。四探針測(cè)試儀測(cè)量方阻,少子壽命測(cè)試儀評(píng)估鈍化效果(如iVoc值),結(jié)合橢偏儀測(cè)量鈍化層厚度與折射率,確保優(yōu)異的表面鈍化與載流子選擇性。
二、 核心圖形化與金屬化:精度的較量
光刻/激光圖形化精度: BC電池背面的復(fù)雜電極圖形(如交叉指式)要求極高的對(duì)準(zhǔn)精度與線寬控制。高分辨率自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)系統(tǒng)進(jìn)行圖形尺寸(線寬、間距)、邊緣清晰度、套刻精度的快速、全檢,識(shí)別圖形缺陷、偏移或殘留。
接觸孔與電極形成: 金屬電極與硅基體間的接觸質(zhì)量至關(guān)重要。微歐姆計(jì)精確測(cè)量接觸電阻率;結(jié)合特定測(cè)試結(jié)構(gòu),評(píng)估接觸區(qū)域的填充因子與歐姆接觸特性。
金屬化質(zhì)量與互聯(lián): 絲網(wǎng)印刷或電鍍形成的金屬柵線需檢測(cè)寬度、高度、高寬比、電阻率及附著力。AOI檢查斷線、結(jié)節(jié)、偏移;拉力測(cè)試評(píng)估焊接強(qiáng)度。互聯(lián)點(diǎn)(用于串接)的形貌與導(dǎo)電性需額外重點(diǎn)監(jiān)控,防止成為效率損失點(diǎn)或失效源頭。
三、 成品檢驗(yàn)與性能把關(guān):最后的防線
外觀缺陷檢測(cè): 由于正面無柵線,正面外觀(臟污、劃傷、崩邊、色差)要求更嚴(yán)苛。高精度視覺系統(tǒng)進(jìn)行360°全方位自動(dòng)檢測(cè)。背面則重點(diǎn)檢查電極圖形完整性、污染、氧化等。
電致發(fā)光(EL)與光致發(fā)光(PL)成像: 這是BC電池檢測(cè)的核心利器。EL在通電下成像,清晰揭示微裂紋、斷柵、隱裂、并聯(lián)電阻異常、燒結(jié)問題、局部短路等隱蔽缺陷。PL則在光照下工作,有效評(píng)估體少子壽命分布、雜質(zhì)濃度及擴(kuò)散均勻性。
最終電性能測(cè)試: 在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC)下測(cè)量開路電壓(Voc)、短路電流(Isc)、填充因子(FF)、最大功率(Pmax)及轉(zhuǎn)換效率(η),繪制I-V曲線。分檔儀根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行精確分檔。此外,電性能分布圖可幫助分析工藝一致性。
BC檢測(cè)的挑戰(zhàn)與趨勢(shì)
BC結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性帶來獨(dú)特挑戰(zhàn):
背面高密度圖形檢測(cè): 需更高分辨率AOI與更智能的算法識(shí)別微小缺陷。
交叉指式電極的微短路風(fēng)險(xiǎn): 要求EL/PL檢測(cè)具有更高靈敏度和分辨率。
接觸可靠性: 需更精準(zhǔn)的接觸電阻和焊接強(qiáng)度測(cè)試方法。
未來檢測(cè)技術(shù)將持續(xù)向更高精度、更快速度、更強(qiáng)智能化與在線化發(fā)展:
更高分辨率、多光譜成像技術(shù)應(yīng)用。
人工智能(AI)深度融入缺陷識(shí)別與分類,提升檢出率與準(zhǔn)確性。
在線檢測(cè)系統(tǒng)深度集成到生產(chǎn)線中,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控與工藝閉環(huán)控制。
結(jié)語
在BC電池走向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的道路上,先進(jìn)、嚴(yán)苛的檢測(cè)技術(shù)是保障其高性能、高良率與高可靠性的“幕后功臣”。從硅片到成品,層層遞進(jìn)、多維度的檢測(cè)體系,如同為BC電池的生產(chǎn)穿上了堅(jiān)實(shí)的“品質(zhì)鎧甲”。持續(xù)創(chuàng)新的檢測(cè)手段,不僅是工藝優(yōu)化的“眼睛”,更是推動(dòng)BC技術(shù)不斷突破效率極限、降低成本的關(guān)鍵支撐,為光伏產(chǎn)業(yè)的持續(xù)進(jìn)步照亮前路。