Como é crucial medir a temperatura dos objetos processados em fornos inline, aqui apresentamos a termografia inline como uma alternativa promissora às medições clássicas de temperatura por termopares. Os termopares danificam o objeto, medem a temperatura localmente e requerem uma interrupção da produção. Nossa câmera de termografia inline, no entanto, mede a temperatura do objeto de uma maneira sem contato, em tempo real, espacialmente resolvida.
Usamos fornos inline para disparar de células solares de silício. Por isso, instalamos uma câmera de termografia em nossa fornalha para investigar essas vantagens. Selecione uma câmera com uma faixa de comprimento de onda de detecção que corresponda à faixa de comprimento de onda da maior emissão do objeto de interesse na faixa de temperatura de interesse tanto quanto possível.
Para instalar a câmera fora da câmara do forno, remova a parede do forno e o isolamento no local onde o caminho óptico deve ser localizado, evitando objetos perturbadores, como lâmpadas infravermelhas, no caminho óptico. Feche o orifício com uma janela que isola a câmara do forno termicamente, sendo o mais transparente possível para o alcance do comprimento de onda de detecção da câmera. Em seguida, coloque a câmera acima das janelas para que a câmera tenha um visual no cinto móvel.
Evite o máximo possível de detecção de radiação parasitária pela câmera, evitando objetos próximos que emitem ou refletem radiação no alcance de comprimento de onda de detecção da câmera. Em seguida, examine a imagem da termografia através do software da câmera infravermelha para verificar o campo de visão resultante da câmera. Para uma correção de temperatura do cliente para células solares de Silício, primeiro verifique a célula solar em busca de artefatos ópticos locais.
Como a correção da temperatura é baseada em termopares, para verificar a validade do termopar, monte o termopar no lado de alumínio traseiro do wafer e meça o perfil de temperatura do tempo para um processo de disparo padrão. Se o perfil de temperatura do tempo mostrar uma interrupção na forma de uma curva mais plana na temperatura eutectica de silício de alumínio de 577 graus Celsius, o termopar é provavelmente corretamente calibrado. Realize medições termopares com o termopar validado montado na parte traseira da célula solar e grave o wafer com a câmera infravermelha.
Realize múltiplas medições termopares na faixa de temperatura de interesse no mesmo ponto do objeto e em pontos de objetos aleatórios espacialmente para obter perfis de temperatura de tempo estatisticamente significativos. Para determinar a temperatura das células solares termográficas locais sob o termopar, extraia a temperatura local na posição do termopar. Registre as temperaturas medidas através de termoscopes contra as temperaturas determinadas através da termografia infravermelha não corrigida, e obtenha uma curva fit como uma fórmula geral uniforme de correção global para a imagem termografia não corrigida.
Em seguida, use esses dados de ajuste de curva para corrigir a imagem termografia não corrigida globalmente. Para criar um mapa de distribuição de temperatura máxima bidimensional, escreva um script em uma linguagem de programação apropriada para rastrear a temperatura da superfície para o ponto de superfície de cada objeto ao longo de todo o campo de visão da câmera para agir como um termopar virtual colocado em todos os pontos de wafer simultaneamente. Em seguida, extrair o valor de temperatura máxima para cada ponto e traçar essas temperaturas em um mapa de distribuição 2D correspondente.
Para realizar uma distribuição média de temperatura na direção de rendimento, a média é a distribuição de temperatura 2D na dimensão perpendicular à direção de throughput. Para realizar uma distribuição média de temperatura perpendicular à direção de rendimento, a média é a distribuição de temperatura 2D na dimensão na direção de throughput. Como demonstrado nesta figura, a temperatura corrigida desta célula solar de Silício pode ser claramente detectada pela câmera infravermelha em diferentes configurações.
Amostras de vantagens monofacialmente metalizadas, bifacialmente metalizadas e não metalizadas. Nestas análises, a faixa de temperatura de interesse assemelhava-se à faixa de temperatura máxima típica do processo de disparo. Como observado nesta imagem, o termopar de contato na parte traseira da célula solar faz com que uma queda de temperatura em torno de si mesma, provavelmente devido à dissipação de calor e sombreamento.
Esta última gota é importante para estimar a temperatura da célula durante o disparo sem termoscouples, em comparação com a temperatura medida pelo termopar, como para esta célula posicionada em um quadro quando contatada por um termopar. Se colocada diretamente na correia, a câmera infravermelha permite a observação da dissipação de calor local das células pela correia transportadora. Esta imagem mostra uma distribuição representativa de temperatura máxima de células solares espaciais bidimensionais, e a distribuição média deduzida na direção de transporte e perpendicular à direção do transporte.
Como usamos fornos inline para disparar contato de células solares de silício, instalamos uma câmera infravermelha em nosso forno para criar uma aplicação de termografia inovadora. A obtenção de distribuições de temperatura máxima espacialmente resolvidas durante o processo de disparo permite a investigação de correlações de distribuição de temperatura aos parâmetros espacialmente resolvidos das células solares que são significativamente efetuados pelo disparo.
