太阳能电池质量的分类检测，是品质管控的最重要环节，也是产品质量的最后保障。该环节集成了众多检测项目，如：外观、印刷、颜色及各种表面缺陷等问题。检测缺陷的多样性及复杂性，也对检测系统提出了极高的要求。同时，随着太阳能电池工艺技术的不断进步和革新，出现了许多新的检测要求，如：双面电池、激光结合印刷工艺、GW级大规模产线检测系统的高效管理，如何保证质量标准及配方的统一化……这些都对检测系统提出了新的要求。

   在太阳能电池的制造过程中，丝网印刷是一个非常重要的环节；该过程需要将金属浆料按照预定的图形方式，印刷在电池基板的正面和背面。

   印刷品质决定着电池片的质量，关系到电池生产线的良率和效率。任何断线、虚印、漏浆、粗线、偏移等印刷缺陷，都将严重影响电池片的质量等级。优良的印刷品质，可以提供更高的发电效率、更高的良品率，从而实现最优化生产；而不良印刷缺陷导致的质量降级是不可逆的，最终将导致电性能下降，大大降低单片电池片的收益。

   太阳能电池正面的印刷，对质量的要求更加严苛，例如要求更严格的质量公差窗口、外观良好、不能有色差、不能有污点或肉眼可见的印刷缺陷等。

   此外，随着印刷工艺的提高，印刷细栅的数量越来越多，宽度也越来越细，这些都对电池片的正面印刷提出了更严格的品质控制要求。以烧结后正面40µm宽度的细栅为例，为了更好地提升发电效率，通常细栅和主栅之间、细栅和细栅之间的断线不能>0.5mm，同时对于小断栅及微小断栅的数量，也有严格的要求。

ISRA VISION / GP SOLAR方案

   ISRA VISION / GP SOLAR提供的在线检测系统，在保证精准印刷检测的同时，还能够检测“未连接到主栅的细栅长度”的功能，能准确计算出断线导致的细栅失效长度，从而为可靠的品质提供检测保证。

   另一个重要的方面是对漏浆的控制，按照漏浆出现区域的不同，控制要求也不同；例如中间漏浆和边缘漏浆有着不同的控制要求。中间漏浆一般要求面积<1mm²或更低，而边缘漏浆则不允许出现。

   ISRA VISION / GP SOLAR提供的检测方案，可以根据不同的检测要求，对印刷区域进行定义，以便于执行不同的检测标准；例如，对于边缘漏浆执行一种严格的检测标准，而对中间区域则执行另一种检测标准。

CELL-Q在线检测系统

   在单一系统中，检测颜色和印刷的要求都非常高，既要满足不同工艺及不同印刷图形的检测要求，如正面、背面、双面、IBC和异质结太阳能电池；还需要针对正背面镀膜进行检测，检测内容包含：检测单层、双层或多层镀膜是否存在色差、镀膜不均等缺陷；同时还要对外观、颜色、印刷等表面检测结果进行等级判定，从而实现对太阳能电池整体进行质量分级。最终，做到100%检测每个太阳能电池表面的缺陷。

   为了更好地进行质量分级，ISRA VISION / GP SOLAR推出了CELL-Q在线检测系统，改系统能有效地对太阳能成品电池质量进行分类等级检测。

   CELL-Q在线检测系统实现的检测稳定可靠，其通过光学质量等详细的生产统计来优化工艺，在满足产量最大化的同时，还能保持对缺陷的零容忍（99.9%)。同时匹配任何自动化的安装条件及通讯，与自动化做到无缝对接。

    CELL-Q系统基于ISRA VISION / GP SOLAR的自主研发平台，持续不断对新技术进行研发，以满足各种产品及缺陷的检测要求。其创新的PV4.0中央控制系统，能够满足大规模产线、统一质量控制的要求。

图1 CELL-Q设备外观尺寸

   CELL-Q设备外观紧凑（见图1），能够对检测项目做到尽可能细化。在印刷方面，能够检测位置/偏移、细栅/主栅印刷宽度、细栅缺陷、主栅缺陷、浆料污染（浆料污点、缺浆料、刮伤等)；在镀膜质量方面，能够检测色差、镀膜不均、绕镀等缺陷；在表面质量方面，能够检测低对比度表面缺陷，如污点、指纹、刮伤、斑点以及各种制程印迹等；在硅片几何形状和轮廓方面，不仅能够检测缺口、缺角和破片，同时还能提供几何尺寸的测量，如边缘长度、边角角度、相位长度、相位角度及对角线等。

检测案例

  对于表面不均、色差、色斑、铝背场及背电极等各类缺陷（见图2），CELL-Q都有着出色的检出性能。

   这些缺陷产生于制程、镀膜或印刷等工序中，形成外观、印刷等不良产品，最终会导致电池片等级降级，影响产线良率和收益。

图2 CELL-Q检测系统对表面不均、色差、色斑、铝背场及背电极等各类缺陷，均有着出色的检出性能

   微断栅检测是监控印刷工艺中的重要项目。严格控制图形回路内的断栅及微断栅的数量，是保障电池片效率的重要因素。CELL-Q结合亚像素级图像处理技术、图形AI识别等新技术，能够准确计算出栅线失效区域的大小，从而找到影响电池片效率的问题点（见图3）。

图3 利用CELL-Q进行微断栅检测

   随着新工艺的出现，也会带来新的检测需求，例如，PERC电池背面激光图形偏移及变形检测、双面电池铝浆电极和银浆电极的各类缺陷问题、镀膜绕镀检测，以及激光和印刷偏移缺陷等。针对这些问题，CELL-Q系统均能提供成熟的解决方案（见图4）。

图4 双面电池检测、PERC电池检测及激光检测

   利用CELL-Q产品进行在线检测，按照统一稳定的检测标准，能使所有的检测过程及结果数据化。每天、每周、每年都能在各个不同的产品配方中，实现稳定可靠的检测质量。

   以PERC电池检测方案为例，使用CELL-Q FS矩阵相机技术实现最佳测量，分辨率高达 25μm，每片检测周期小于1s，既能满足156mm、158mm、166mm等常规电池尺寸的检测需求，也能兼容更大尺寸的电池。

   ISRA VISION / GP SOLAR独有的Light Dome技术以及多图像处理，可以实现在最高产量的条件下，检测低对比度缺陷，轻松应对各种复杂工艺及复杂的缺陷检测，实现最高的缺陷检出率和最低的错误率。

   CHROME 4.0平台能够满足不同产品的检测要求，以及出现的新工艺的技术储备。互联光伏4.0是GW级产线上，快速质量反馈、高效配方优化及全厂自动控制的不二之选。精巧的设计，可轻松集成到所有自动化设备上。这些都是实现高性能和快速投资回报 (ROI)的可靠保证。

   ISRA VISION / GP SOLAR系统确保只有无缺陷的太阳能电池才能进入下一道生产工序。确保整个企业和生产设施符合质量标准。

图5 CELL-Q系统集印刷、镀膜外观、颜色分类于一体

   使用CELL-Q系统进行电池质量分级，能够实现更高的分选精度，并且保证低过检率和低漏检率。即使在生产过程中，也要检查每一片电池片，在小于1s的循环时间内能实现极好的缺陷检出率。根据太阳能电池的光学特性对其背面进行分类，最高检测速度可达3800片电池/小时。

   ISRA VISION / GP SOLAR独有的互联光伏 4.0中央控制系统，可将所有ISRA VISION / GP SOLAR检测系统集成到这个中央控制系统中。

   利用中央控制软件，统一优化配方参数，并一键更新到所有检测系统，更加快速、高效。同种产品配方的统一性，即保证了各产线检测系统检验标准的一致性，通过中控良率监控系统，快速找到良率缺失的原因，及时改善和优化工艺，从而提升产线良率。中央控制系统还能监控所有检测系统的运行状态，对于接近校准期限及系统异常给出预警提示。

图6 中央良率分析与控制系统

   ISRA VISION / GP SOLAR的CELL-Q产品既能满足当下常规工艺基本的缺陷检测要求，也能满足新产品、新工艺、新问题的解决方案，为现在、更为新的太阳能电池工艺提供全面的解决方案。CPV 4.0平台服务于智能制造、智能生产的GW级工厂，能提高检测系统工程师的工作效率，轻松管理产线间，系统间的大数据，快速发现问题，及时优化工艺，促进电池片质量的进一步提升。