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提升太阳能制造品质,以机械视觉取代人工检测坩埚

  • 时间:2018-06-29
  • 泉源: EnergyTrend

得益于成熟手艺与高本钱效益比,太阳能装备量逐年高升、电价更是一连下跌,该手艺正在成为世上数一数二高效能源,而挪威科学与业研究院(SINTEF)研究职员妄想使用机械人来提高产品品质,进一步提升太阳能应用效率。

最佳化单晶硅制程一直以来都是 SINTEF 研究重点,现在研究员则将焦点放在检测石英坩埚(quartz crucible)上。该装备是晶铸造制程的主要耗材,为艳服晶材并举行加热的容器,得承载质料重量、耐高温,长晶竣事并降温后,坩埚会破碎且必需要可容易与矽棒疏散;若是坩埚品质欠好,石英结芯片在加热历程中会脱落,并黏着到单晶硅上进而降低成晶率。

SINTEF 太阳能电池研究员 John Atle Bones 体现,质料越好、太阳能电池效率就越高,这也可以同时镌汰太阳能制造对情形影响,因此石英坩埚品质居要害职位,然而现在坩埚品质大多只有肉眼检查担保,局限性很是大。

因此研究员妄想用机械人取代人工检查,SINTEF 与挪威科技大学(NTNU)学生开发搭载众多光学检测仪器的机械人,让机械拥有超视觉和检测特征。也由于石英坩埚由差别条理结构组成、团结种种反射率和透明度,因此为检测出坩埚故障和缺陷,得深入检查、不可只靠肉眼。

Bones 体现,研发之初团队已仔细研究坩埚,确定坩埚品质与单晶硅关系。为得知两者关系,团队可说是很是粗暴的接纳破损性要领,研究员把质料破损、研磨并消融,不过之后的剖析也让团队确认坩埚拥有多层性子,并且与矽材品质息息相关。

现在研究职员已经乐成让机械人辨识坩埚缺陷,SINTEF 新型机械人可快速且可准确扫描坩埚品质与状态,不让品质不佳的坩埚进火炉。

不过打造什么都会的感测器是个天方夜谭,因此他们团结一系列检测仪器,让仪器能够相相互同与串联,Bones 指出,其中共焦式(confocal)白光感测器是最主要的机械之一,其可响应白光光谱中差别颜色和相对应波长。

该机械也包括高剖析数码 CCD 相机,可聚焦在很是细微的点上,只要再毗连到机械视觉装备,系统就能够识别质料的转变与缺陷。Bones 体现,研究目的是丈量石英坩埚的曲率(curvature)和厚度。为了准确检查每一点,机械人也设有多个距离感测器,运用轨道盘算让机械能一连校正检测位置。




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