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太陽(yáng)能是一種綠色、清潔可再生的能源，現(xiàn)在中國(guó)已經(jīng)成為主要的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)國(guó)。而在太陽(yáng)能電池的整個(gè)制作過程中，有兩個(gè)重要的控制點(diǎn)通過普通的光學(xué)顯微鏡是無法分辨的，只能借助共聚焦顯微鏡來發(fā)揮作用。

制作太陽(yáng)能電池首先需要在硅片的表面形成陷光結(jié)構(gòu)，常用的方法有酸制絨、堿制絨、激光燒蝕和RIE（等離子轟擊）等。目前工業(yè)生產(chǎn)中主要使用單晶堿制絨，多晶酸制絨等方式。通過共聚焦顯微鏡我們就可以評(píng)判制絨的效果以及硅片在酸性或者堿性溶液中到底發(fā)生了什么樣的變化。

太陽(yáng)能電池片需要怎樣檢測(cè)呢？

NS3500 Solar 是專門為半導(dǎo)體晶圓和太陽(yáng)能行業(yè)所設(shè)計(jì)的一款檢測(cè)設(shè)備。由于采用405納米的激光以及非接觸檢測(cè)的方式，因此不會(huì)在太陽(yáng)能電池板的表面留下任何痕跡，而且NS3500 Solar可以對(duì)太陽(yáng)能電池片進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于單晶、多晶和薄膜太陽(yáng)能電池片的質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)。 針孔成像技術(shù)，可以有效隔絕焦點(diǎn)外所有的信號(hào)，從而提高了圖像的分辨率。Z軸方向采用超高精度的PZT模塊，可以實(shí)現(xiàn)再Z軸方向的自動(dòng)對(duì)焦。垂直移動(dòng)物鏡，獲得一張張連續(xù)的斷層切片，再通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)擬合成一張三維圖像?？梢詫?duì)太陽(yáng)能電池片柵線的3D表征，高寬比檢測(cè)，制絨后3D形貌表征（單晶金字塔大小、數(shù)量、角度。表面積。多晶腐蝕坑形貌。密度），減反射層腐蝕表面、粗糙度等的分析。

應(yīng)用案例

案例一.

1.    電池表面形貌觀測(cè)-金字塔型絨面

制絨是太陽(yáng)能電池制作過程中最重要的工藝之一，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)金字塔形貌較小的時(shí)候用普通的金相顯微鏡很難分辨表面的金字塔形貌，更不用說精準(zhǔn)測(cè)量其尺寸大小。而激光共聚焦顯微鏡通過共聚焦針孔過濾掉了非焦平面對(duì)成像質(zhì)量的影響，大大優(yōu)化了圖像質(zhì)量，所以更適合對(duì)金字塔絨面均勻性的定性檢測(cè)。

案例二.

1.太陽(yáng)能電池板柵線的檢測(cè)

在太陽(yáng)能電池金屬化的過程中，正面電極的高寬比直接影響這太陽(yáng)能電池的性能，所有在絲網(wǎng)印刷或者電鍍等工藝中，對(duì)柵線高度的測(cè)量就顯得尤為重要。

NS3500測(cè)量柵線高度，如圖所示測(cè)量點(diǎn)柵線高度為26.444um, 寬度為19.173um

案例三.

1.    Solar Cell Pattern ---Flexible Panel (太陽(yáng)能電池板圖案)

檢測(cè)柔性太陽(yáng)能電池板上的凹槽，如圖所示劃線位置凹槽的深度為47.0um, 上部寬度為104.0 um, 下底部寬為85.8um

2.    Solar Cell Pattern ---Hard Panel (太陽(yáng)能電池板圖案)

檢測(cè)硬性太陽(yáng)能電池板上的凹陷部分，如下如圖所示劃線部分凹槽的深度為50.6 um

結(jié)論

本文借助NS3500 Solar激光共聚焦顯微鏡對(duì)太陽(yáng)能電池板表面的柵線以及柔性、硬性太陽(yáng)能電池板表面的花紋進(jìn)行檢測(cè)，可以獲得較好的三維表面形貌數(shù)據(jù)。激光共聚焦顯微鏡將會(huì)是太陽(yáng)能電池行業(yè)質(zhì)量把控的重要檢測(cè)設(shè)備。