Da es entscheidend ist, die Temperatur der in Inlineöfen verarbeiteten Objekte zu messen, präsentieren wir hier die Inline-Thermographie als vielversprechende Alternative zu klassischen Temperaturmessungen durch Thermoelemente. Thermoelemente beschädigen das Objekt, messen die Temperatur lokal und erfordern eine Produktionsunterbrechung. Unsere Inline-Thermografiekamera misst jedoch die Objekttemperatur berührungslos, in Echtzeit, räumlich aufgelöst.
Wir verwenden Inlineöfen für das Kontaktabfeuern von Silizium-Solarzellen. Deshalb haben wir eine Thermografiekamera inline in unseren Ofen eingebaut, um diese Vorteile zu untersuchen. Wählen Sie eine Kamera mit einem Erfassungswellenlängenbereich aus, der dem Wellenlängenbereich der höchsten Emission des Objekts entspricht, der im Betreffenden Temperaturbereich so weit wie möglich liegt.
Um die Kamera außerhalb der Ofenkammer zu installieren, entfernen Sie die Ofenwand und die Isolierung an der Stelle, an der sich der optische Pfad befinden sollte, um störende Objekte wie Infrarotlampen im optischen Pfad zu vermeiden. Schließen Sie das Loch mit einem Fenster, das die Ofenkammer thermisch isoliert und gleichzeitig so transparent wie möglich für den Erfassungswellenlängenbereich der Kamera ist. Platzieren Sie dann die Kamera über den Fenstern, damit die Kamera ein visuelles Bild auf dem beweglichen Gürtel hat.
Vermeiden Sie so viel parasitäre Strahlungserkennung durch die Kamera wie möglich, indem Sie Objekte in der Nähe vermeiden, die Strahlung im Erfassungswellenlängenbereich der Kamera aussenden oder reflektieren. Untersuchen Sie dann das Thermografiebild über die Infrarotkamera-Software, um das resultierende Sichtfeld der Kamera zu überprüfen. Für eine Kundentemperaturkorrektur für Silizium-Solarzellen überprüfen Sie zunächst die Solarzelle auf lokale optische Artefakte.
Da die Temperaturkorrektur auf Thermoelementen basiert, um die Gültigkeit des Thermoelements zu überprüfen, montieren Sie das Thermoelement auf der hinteren Aluminiumseite des Wafers und messen Sie das Zeittemperaturprofil für einen Standardbrennprozess. Wenn das Zeittemperaturprofil eine Störung in Form einer flacheren Kurve bei der Aluminiumsilizium-Eutektiktemperatur von 577 Grad Celsius zeigt, wird das Thermoelement höchstwahrscheinlich korrekt kalibriert. Führen Sie Thermoelementmessungen mit dem validierten Thermoelement auf der Rückseite der Solarzelle durch und zeichnen Sie den Wafer mit der Infrarotkamera auf.
Führen Sie mehrere Thermoelementmessungen im Temperaturbereich von Interesse am gleichen Objektpunkt und an räumlich verschiedenen zufälligen Objektflecken durch, um statistisch signifikante Zeittemperaturprofile zu erhalten. Um die lokale unkorrigierte Thermographie-Solarzellentemperatur unter dem Thermoelement zu bestimmen, extrahieren Sie die lokale Temperatur an der Position des Thermoelements. Protokollieren Sie die gemessenen Temperaturen über Thermoelemente gegen die ermittelten Temperaturen über eine unkorrigierte Infrarot-Thermographie und erhalten Sie eine Kurvenanpassung als allgemeine einheitliche globale Korrekturformel für das unkorrigierte Thermografiebild.
Verwenden Sie dann diese Kurvenanpassungsdaten, um das nicht korrigierte Thermografiebild global zu korrigieren. Um eine zweidimensionale Spitzentemperaturverteilungskarte zu erstellen, schreiben Sie ein Skript in einer geeigneten Programmiersprache, um die Oberflächentemperatur für den Oberflächenfleck jedes Objekts entlang des gesamten Kamerasichtfeldes zu verfolgen, um als virtuelles Thermoelement zu fungieren, das an allen Wafer-Spots gleichzeitig platziert wird. Extrahieren Sie dann den Spitzentemperaturwert für jeden Punkt, und zeichnen Sie diese Temperaturen in einer entsprechenden 2D-Verteilungskarte.
Um eine durchschnittliche Temperaturverteilung in Durchsatzrichtung durchzuführen, durchschnittlich die 2D-Temperaturverteilung in der Dimension senkrecht zur Durchsatzrichtung. Um eine durchschnittliche Temperaturverteilung senkrecht zur Durchsatzrichtung durchzuführen, durchschnittlich die 2D-Temperaturverteilung in der Bemaßung in der Durchsatzrichtung. Wie in dieser Abbildung dargestellt, kann die korrigierte Temperatur dieser Silizium-Solarzelle von der Infrarotkamera in verschiedenen Konfigurationen deutlich erfasst werden.
Monofacially metalized, bifacially metalized, and non-metalized perk samples. Bei diesen Analysen ähnelte der Temperaturbereich dem typischen Spitzentemperaturbereich des Brennvorgangs. Wie in diesem Bild beobachtet, verursacht das kontaktierende Thermoelement auf der Rückseite der Solarzelle einen Temperaturabfall um sich selbst herum, wahrscheinlich aufgrund von Wärmeableitung und Schattierung.
Der letztgenannte Tropfen ist wichtig für die Schätzung der Zelltemperatur beim Brennen ohne Thermoelemente, im Vergleich zu der vom Thermoelement gemessenen Temperatur, wie bei dieser Zelle, die auf einem Rahmen positioniert ist, wenn sie von einem Thermoelement kontaktiert wird. Wenn sie direkt auf dem Band platziert wird, ermöglicht die Infrarotkamera die Beobachtung der lokalen Wärmeableitung der Zellen durch das Förderband. Dieses Bild zeigt eine repräsentative zweidimensionale räumliche Solarzellen-Spitzentemperaturverteilung und die abgeleitete durchschnittliche Verteilung in und senkrecht zur Transportrichtung.
Da wir Inlineöfen für das Kontaktabfeuern von Silizium-Solarzellen verwenden, haben wir eine Infrarotkamera in unseren Ofen eingebaut, um eine innovative Thermografie-Anwendung zu erstellen. Das Abrufen räumlich aufgelöster Spitzentemperaturverteilungen während des Brennvorgangs ermöglicht die Untersuchung von Temperaturverteilungskorrelationen zu den räumlich aufgelösten Solarzellenparametern, die durch das Abfeuern erheblich bewirkt werden.
