硅片視覺檢測(cè)的發(fā)展與PL檢測(cè)方案的應(yīng)用

硅片視覺檢測(cè)在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中具有重要地位，它對(duì)于確保硅片質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)起著關(guān)鍵作用。在過去的發(fā)展歷程中，從傳統(tǒng)的EL檢測(cè)到PL檢測(cè)的替代，再到PL檢測(cè)方案的引入，硅片視覺檢測(cè)的技術(shù)不斷進(jìn)步與演變。

近年來，光伏行業(yè)獲得了迅猛發(fā)展，為了追求更高的效率并降低生產(chǎn)成本，光伏行業(yè)生產(chǎn)流程及技術(shù)也在不斷進(jìn)步發(fā)展。在光伏電池板的生產(chǎn)過程中，可能出現(xiàn)隱裂、擴(kuò)散不均、虛印等問題，這些缺陷的存在可能會(huì)影響光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率，降低電池使用壽命，影響光伏系統(tǒng)穩(wěn)定性。

Part1:傳統(tǒng)EL檢測(cè)與PL檢測(cè)的區(qū)別

在硅片視覺檢測(cè)的初期發(fā)展階段，EL檢測(cè)(電致發(fā)光)方案被廣泛采用。該方案通過正向偏壓并觀察硅片的自發(fā)光情況來檢測(cè)缺陷。然而，EL檢測(cè)存在一些隱患，如二次隱裂風(fēng)險(xiǎn)和低檢測(cè)效率。二次隱裂風(fēng)險(xiǎn)指的是傳統(tǒng)EL檢測(cè)需要將探針接鐘到硅片表面，可能引發(fā)硅片的二次隱裂，對(duì)硅片的完整性構(gòu)成潛在威脅。而檢測(cè)效率較低是因?yàn)閭鹘y(tǒng)EL檢測(cè)需要逐片進(jìn)行接觸式檢測(cè)，導(dǎo)致檢測(cè)速度較慢，限制了生產(chǎn)效率的提高。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，PL檢測(cè)(光致發(fā)光)方案應(yīng)運(yùn)而生，成為EL檢測(cè)的替代。PL檢測(cè)利用特定波長(zhǎng)的激光對(duì)樣品進(jìn)行光學(xué)激發(fā)，通過高靈敏的相機(jī)感光和成像，實(shí)現(xiàn)非接觸式檢測(cè)。相比EL檢測(cè)，PL檢測(cè)具有諸多優(yōu)勢(shì)，如消除了二次隱裂風(fēng)險(xiǎn)、提高了檢測(cè)效率，并能準(zhǔn)確判斷硅片內(nèi)部缺陷情況。然而，PL檢測(cè)存在激光器和配套相機(jī)價(jià)格高品的問題，限制了其廣泛應(yīng)用。

Part2:PL檢測(cè)常見問題

Q1、什么是發(fā)射譜?

答:固定激發(fā)光的波長(zhǎng)，改變發(fā)射光的波長(zhǎng)，記錄熒光強(qiáng)度隨發(fā)射波長(zhǎng)的變化。

Q2、什么是激發(fā)譜?

答:固定發(fā)射光的波長(zhǎng)，改變激發(fā)光的波長(zhǎng)，記錄熒光強(qiáng)度隨激發(fā)波長(zhǎng)的變化。

3、穩(wěn)態(tài)熒光和熒光壽命的激發(fā)波長(zhǎng)是一樣的么？

答：不一樣，穩(wěn)態(tài)熒光是固定波長(zhǎng)，熒光壽命做不同波長(zhǎng)來確定最強(qiáng)激發(fā)。

Q4、壽命測(cè)試中，激發(fā)波長(zhǎng)可以大于發(fā)射波長(zhǎng)么？

答：不可以。

Q5、穩(wěn)態(tài)熒光測(cè)試可以測(cè)試量子產(chǎn)率嗎?

答：可以測(cè)試。

Q6、不知道激發(fā)波長(zhǎng)，能進(jìn)行PL測(cè)試嗎？

答：在未知激發(fā)波長(zhǎng)的情況下，需要反復(fù)調(diào)整參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，還很有可能達(dá)不到預(yù)期的測(cè)試要求，導(dǎo)致后面一系列的數(shù)據(jù)問題，所以在測(cè)試之前最好能確定激發(fā)波長(zhǎng)。

Q7、峰比較弱是什么原因？

答：一般測(cè)試時(shí)候都會(huì)調(diào)節(jié)參數(shù)，最后給出的數(shù)據(jù)都是在能力范圍內(nèi)能給出的最佳數(shù)據(jù)；但是有的樣品熒光效應(yīng)本身不強(qiáng)，故而測(cè)出來的結(jié)果不好。

Q8、穩(wěn)態(tài)熒光和瞬態(tài)熒光的區(qū)別是什么？

答：穩(wěn)態(tài)比較熒光強(qiáng)度，一般強(qiáng)度越低說明載流子分離效果越好；瞬態(tài)比較壽命，壽命長(zhǎng)短對(duì)性能的影響要視機(jī)制而定。

Q9、上轉(zhuǎn)換熒光量子產(chǎn)率是如何計(jì)算的？

答：上轉(zhuǎn)換熒光量子產(chǎn)率=（樣品發(fā)射波長(zhǎng)面積-背景發(fā)射波長(zhǎng)面積）/（背景激發(fā)波長(zhǎng)面積-樣品激發(fā)波長(zhǎng)面積）。

Q10、測(cè)光譜光源需要用到激光器的？

答：熒光光譜儀測(cè)常規(guī)發(fā)射譜的光源就是氙燈，測(cè)壽命的激光器光源不適合來測(cè)光譜！有些材料只能在特定激光激發(fā)下才能產(chǎn)生熒光，其發(fā)射光譜需要特定波長(zhǎng)的大功率激光器來測(cè)，即激光誘導(dǎo)的熒光。

像一些光催化、半導(dǎo)體材料等，可以考究下文獻(xiàn)測(cè)穩(wěn)態(tài)譜用的是什么光源，氙燈測(cè)試合不合適。如需要激光光源測(cè)光譜的請(qǐng)搜索拉曼-熒光聯(lián)用測(cè)試，用拉曼設(shè)備測(cè)試激光誘導(dǎo)的熒光。

Q11、樣品一定先測(cè)穩(wěn)態(tài)，再測(cè)量子產(chǎn)率、瞬態(tài)光譜？

答：產(chǎn)率測(cè)試前，樣品要測(cè)過光譜，不要沒有測(cè)過熒光就直接測(cè)產(chǎn)率。可同時(shí)預(yù)約“發(fā)射譜”+“量子產(chǎn)率”測(cè)試；

穩(wěn)態(tài)譜的數(shù)據(jù)是壽命測(cè)試的必要條件，沒有測(cè)過光譜的，不清楚監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)的，務(wù)必選擇發(fā)射譜測(cè)試。一般穩(wěn)態(tài)譜和壽命用的激發(fā)波長(zhǎng)是一樣的，或者是相近波長(zhǎng)的激光器。熒光壽命的監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)通常是光譜峰位或根據(jù)樣品發(fā)射機(jī)制來確定的。

Q12、熒光發(fā)射光譜峰比較弱是什么原因造成的？

答：如果不是最佳激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)的，發(fā)射譜峰就會(huì)比較弱，測(cè)前應(yīng)盡可能提供最佳激發(fā)波長(zhǎng)。最佳激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)時(shí)，會(huì)調(diào)節(jié)參數(shù)，在能力范圍內(nèi)給出最佳數(shù)據(jù)；但如果樣品熒光效應(yīng)本身不強(qiáng)，發(fā)射峰結(jié)果比較弱也是必然的。

Q13、樣品激發(fā)波長(zhǎng)是325mm，如果最大的發(fā)射峰在325或650mm左右，能不能測(cè)出來？

答：通常不能。因?yàn)樵诩ぐl(fā)波長(zhǎng)的整數(shù)倍都會(huì)出現(xiàn)倍頻峰，這個(gè)情況只能通過加濾波片進(jìn)行解決，關(guān)于這個(gè)需要提前溝通咨詢。

Part3:PL檢測(cè)組件的革命性突破

PL（光致發(fā)光）檢測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)硅片、擴(kuò)散、刻蝕、電極印刷、電池片等各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的檢測(cè)分析，可以快速有效的定位生產(chǎn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題，為產(chǎn)品質(zhì)量提供可靠的保證。

51camera依據(jù)PL(光致發(fā)光)檢測(cè)原理，即利用特定波長(zhǎng)的激光作為激發(fā)光源，提供一定能量的光子，樣片中處于基態(tài)的電子在吸收這些光子后而進(jìn)去激發(fā)態(tài)，發(fā)出1150nm左右的紅外光為波峰的熒光，然后利用高靈敏、高分辨率的相機(jī)進(jìn)行感光、成像的原理自主研發(fā)推出了ZQLB一體式機(jī)器視覺組件，該產(chǎn)品方案能有效避免和解決EL檢測(cè)中存在的問題。

方案優(yōu)勢(shì)

◆ 無接觸式檢測(cè)，不易產(chǎn)生隱裂或碎片等二次缺陷

◆ 檢測(cè)效率高（300ms內(nèi)）

◆ 覆蓋工藝段多、過程可監(jiān)控

◆ 一體化組件，安裝方便，易于操作

◆可用于硅片、工藝過程片、太陽(yáng)能電池片、組件產(chǎn)品等多種產(chǎn)品檢測(cè)