第三章、 檢測系統與流程
3.1 實驗設備
檢測機台之硬體設備示意圖如圖 24 所示，主要包括近紅外線攝影機、鏡頭、
電源供應器及導電平台。在取像設備方面，攝影機的最佳選擇是對波長900~1300nm 有較高感應之「高解析度近紅外線攝影機」。近紅外線攝影機能擷取通電後太陽能 電池所激發出之微弱螢光，以便取得清晰之EL 影像；鏡頭則是調整焦距與光圈大 小；電源供應器是提供適當的電壓與電流，對太陽能電池通電以激發矽基材發光。
整個系統以機殼密封形成一個暗房，目的是要遮擋外在光源，避免取像結果受到外 在光源的影響。近紅外線攝影機擷取太陽能電池所激發出的光子影像，然後將影像 傳送到電腦進行處理與分析。透過本研究所開發的檢測軟體可以有效偵測太陽能電 池存在的瑕疵，如汙跡、電極缺陷、裂痕、破片與微裂紋等，這套電致發光檢測系 統可進一步修改，以便用於生產線上對太陽能電池的品質進行控管。
圖24、EL 檢測設備示意圖。
3.1.1 攝影機選用
本研究使用德國ProgRes CCD 攝影機（圖 25），其感測器大小為 2/3 英吋，最 高解析度為1360(H) × 1024(V)，曝光時間可長達 180s，光譜範圍為 370nm~1000nm。
其優點為可以接收到近紅外線光譜，並透過長時間的曝光才能擷取到太陽能電池發 出的微弱螢光，有瑕疵之區域發的光會比較微弱，藉由獲得螢光亮暗的區域將瑕疵 凸顯出來。其詳細規格如表6。
圖25、ProgRes CCD 攝影機實體圖。
表6、攝影機規格 像素 140 萬(最高分辨率:1360×1024)
感光元件 SONY 超級 HAD 循序逐行掃瞄 2/3”(8.8×6.6mm2)CCD 像素大小 6.45×6.45um2
動態範圍 67~69dB
讀出速度 12MHz and 24.5MHz
數位輸出 (AD converter)：3×12 bit RGB 色彩深度 36bit
曝光時間 最高180 秒
介面 1394a 火線，支援標準 TWAIN
3.1.2 導電平台
本研究選用多點接觸式探針與太陽能電池的陽極電極線與陰極電極線作連結。
把太陽能電池放置於如圖 26 所示之導電平台上，將正極接到太陽電池背面的陽極 電極線，負極則接到太陽能電池正面的陰極電極線進行導電。連接時必需讓每根探 針確實接觸到電極線，避免通電後發生太陽能電池發光不足的現象。其詳細規格如 表7。
圖26、導電平台實體圖。
表7、導電平台規格
3.1.3 鏡頭選用
本研究將取像系統架設於導電平台上方，必須能擷取整片6 吋多晶矽太陽能電 池，所以選用圖 27 所示 SCHNEIDER 的鏡頭，其影像清晰並且影像較不易扭曲。
其詳細規格如表8。
圖27、SCHNEIDER 鏡頭實體圖。
表8、鏡頭規格
原廠 SCHNEIDER 型號 XNP1.4/17 工作距離 MOD 70mm
焦距 17mm
光圈值 F1.4
3.1.4 電源供應器
圖28 所示的電源供應器可提供 0~4V 電壓和 0~6A 電流給太陽能電池，使太陽 能電池發出微弱的螢光。如果發出的光太過微弱可提高電流增加太陽能電池的發光 強度，但必須注意電流的供應不可過高，否則可能會導致太陽能電池的燒壞。其詳 細規格如表9。
圖28、電源供應器實體圖。
表9、電源供應器規格
Topward 托福雙組直流電源供應器規格 輸出電壓 0-30V×2 組可調輸出 輸出電流 0-3A×2 組可調輸出
固定電壓
負載穩定度 ±0.01%＋2mV 輸入穩定度 ±0.01＋2mV
固定電流 負載穩定度
(≦200W)
≦10mA
輸入穩定度 ±0.01＋2mV 作業模式
獨立 只獨立輸出與5V/5A 固定輸出，輸出由 零至額定電壓與零至額定電流。
串聯 輸出由零至±額定電壓與額定電流，輸
出由零至兩倍額定電壓與額定電流。
並聯 輸出由零至兩倍額定電流與額定電壓