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背接觸(BC)電池憑借正面無柵線帶來的高轉換效率和美學優(yōu)勢,正成為光伏產業(yè)技術升級的重要方向。然而,其獨特的“背接觸”結構——將所有電極與互聯(lián)點精密排布于電池背面,也對生產工藝提出了更高要求。在這一精密制造過程中,高效、精準、多層次的檢測技術如同“火眼金睛”,成為保障BC電池性能與可靠性的關鍵防線。
一、 原材料與基礎工藝:品質的基石
硅片質量監(jiān)控: 作為電池起點,硅片的少子壽命、電阻率均勻性、晶體缺陷(如位錯、氧碳含量)是核心檢測指標。高精度少子壽命測試儀、電阻率分選儀等設備進行嚴格分選,從源頭杜絕隱患。
制絨效果檢測: 背面的絨面結構直接影響光吸收與后續(xù)工藝。掃描電子顯微鏡(SEM)觀測絨面微觀形貌,反射率測試儀評估減反射效果,確保絨面均勻、尺寸達標。
摻雜與鈍化層評估: 發(fā)射極與背場的摻雜濃度、結深直接影響電性能。四探針測試儀測量方阻,少子壽命測試儀評估鈍化效果(如iVoc值),結合橢偏儀測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電池背面的復雜電極圖形(如交叉指式)要求極高的對準精度與線寬控制。高分辨率自動光學檢測(AOI)系統(tǒng)進行圖形尺寸(線寬、間距)、邊緣清晰度、套刻精度的快速、全檢,識別圖形缺陷、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量至關重要。微歐姆計精確測量接觸電阻率;結合特定測試結構,評估接觸區(qū)域的填充因子與歐姆接觸特性。
金屬化質量與互聯(lián): 絲網印刷或電鍍形成的金屬柵線需檢測寬度、高度、高寬比、電阻率及附著力。AOI檢查斷線、結節(jié)、偏移;拉力測試評估焊接強度?;ヂ?lián)點(用于串接)的形貌與導電性需額外重點監(jiān)控,防止成為效率損失點或失效源頭。
三、 成品檢驗與性能把關:最后的防線
外觀缺陷檢測: 由于正面無柵線,正面外觀(臟污、劃傷、崩邊、色差)要求更嚴苛。高精度視覺系統(tǒng)進行360°全方位自動檢測。背面則重點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、燒結問題、局部短路等隱蔽缺陷。PL則在光照下工作,有效評估體少子壽命分布、雜質濃度及擴散均勻性。
最終電性能測試: 在標準測試條件(STC)下測量開路電壓(Voc)、短路電流(Isc)、填充因子(FF)、最大功率(Pmax)及轉換效率(η),繪制I-V曲線。分檔儀根據測試結果進行精確分檔。此外,電性能分布圖可幫助分析工藝一致性。
BC檢測的挑戰(zhàn)與趨勢
BC結構的復雜性帶來獨特挑戰(zhàn):
背面高密度圖形檢測: 需更高分辨率AOI與更智能的算法識別微小缺陷。
交叉指式電極的微短路風險: 要求EL/PL檢測具有更高靈敏度和分辨率。
接觸可靠性: 需更精準的接觸電阻和焊接強度測試方法。
未來檢測技術將持續(xù)向更高精度、更快速度、更強智能化與在線化發(fā)展:
更高分辨率、多光譜成像技術應用。
人工智能(AI)深度融入缺陷識別與分類,提升檢出率與準確性。
在線檢測系統(tǒng)深度集成到生產線中,實現(xiàn)實時監(jiān)控與工藝閉環(huán)控制。
結語
在BC電池走向大規(guī)模產業(yè)化的道路上,先進、嚴苛的檢測技術是保障其高性能、高良率與高可靠性的“幕后功臣”。從硅片到成品,層層遞進、多維度的檢測體系,如同為BC電池的生產穿上了堅實的“品質鎧甲”。持續(xù)創(chuàng)新的檢測手段,不僅是工藝優(yōu)化的“眼睛”,更是推動BC技術不斷突破效率極限、降低成本的關鍵支撐,為光伏產業(yè)的持續(xù)進步照亮前路。