量測表面粗糙、非常微小的變形，且具有非接觸與全域(whole field)量 測的優點，對於量測物尺寸的限制也有很大的彈性。
圖 2.1 所為 ESPI 面外量測系統的示意圖，利用分光鏡 (beam splitter) 將雷射光分成物光及參考光，經過空間濾波器(spatial filter)擴束後成為 球面波，物光垂直照射在待測物體上，參考光則垂直投射在參考物體 上，物光及參考光皆漫射回 CCD 元件(charge-coupled device)。若是待 測物表面發生變形，表面各點的位置產生相對的變化，光源到各點之
Eo與Er為物光與參考光的電場強度，ao與ar為物光與參考光的振幅，
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變化的高頻項，為光斑雜訊 (speckle noise)。如果想消除高頻雜訊，需 要利用傅立葉光學法結合影像處理技術，這樣才不會因為變形前後光
2.2 太陽能電池熱變形
當太陽能電池存在溫度梯度( temperature gradient )時，熱能會由熱 傳導從溫度高的區域傳遞至溫度低的區域，而每單位面積的熱傳遞速 率( heat transfer rate)與法線溫度梯度( normal temperature gradient)成正 比，
素，如圖 2.3 所示，可列出下列能量平衡
q qdxdydz
dE dT
(2-32)式中的為材料之熱擴散率(thermal diffusivity)，的值越大，則 表示材料有越高導熱性，也就是有越高的熱傳導速率。
2.4 太陽能電池熱阻抗分析
熱阻抗( Thermal resistance)代表一物體阻止熱流通過的能力，由傅 立葉熱傳導公式(2.23)可推導出熱阻抗方程式
x
R Ak (2.33)
上式中，R 是各種材料的熱阻抗，單位為 K/W，x是熱流(heat flow)所 經過的路徑長度，單位為公尺(m)，A 是熱流經過的截面積大小，單位 為平方公尺(m2)，k 代表各種材料的熱傳導係數，單位為(W / (K m) 。 如圖所示，太陽能電池結構可視為一複材平板(Composite plate)，則在 厚度方向的總熱阻為矽材料層的熱阻抗加上鋁材料層的熱阻抗，也就 是串聯的概念，套用 2.33 式及表 2.1-2.3 所列之參數，則可得到熱阻抗 為 6.217 10 (K/W) -5 。而在太陽能電池面內方向的總熱阻抗則是矽材 料層熱阻並聯鋁材料層熱阻，套用式 2.33 及表 2.1-2.3 所列之參數可得 到熱阻抗為18.18(K/W)。由以上結果可明顯看出厚度方向的熱阻抗比 面內方向的熱阻抗小，也就是說熱流在厚度方向傳遞明顯的比在面內 本模型上建立表面裂縫( surface crack)與貫穿裂縫( through crack)，說明
模型所使用的元素種類、元素特性，模型的架構與所使用的材料係數， 合( 3-D 20-node coupled-field ) 元素(element) SOLI226 所建立，藉由在 軟體中設定 KEYOPT 值，使得元素有熱-固(structural-thermal)耦合之功 能。如圖 2.5 所示，每個節點皆有 X、Y、Z 三方向自由度，除此之外， 太陽能電池之截面積(cross-sectional area)示意圖如 2.7 所示。由於多晶 矽材料為等向性，晶格排列無特定方向，因此裂縫的方向多呈現出水
平或垂直的直線方向，裂縫依照貫穿深度的不同，可主要分為表面裂 縫(surface crack)與貫穿裂縫(through crack)，表面裂縫的定義為裂縫初 始於矽材料層的上表面，而裂縫深度為貫穿整個矽材料層，最後停止
在進行模擬分析時，選定模型的矽材料最上層面之節點直接給予熱通 定非常重要，設定太陽能電池的初始溫度(initial temperature)以及參考 溫度(reference temperature)，此代表著太陽能電池一開始沒有熱變形、
熱應力的溫度。此外，因為一個暫態分析，是需要在時間區間上作數
2. 由外而內遞減之高斯分佈熱通量 3. 十字形分佈之熱通量
4. 單對角形分佈之熱通量 5. 雙對角形分佈之熱通量 6. 空心大矩形分佈之熱通量 7. 空心小矩形分佈之熱通量 8. 實心矩形分佈之熱通量
因為以上 8 種加熱分佈在太陽能電池模型上所佔的面積大小不盡 相同，而為了在最後的比較結果中，能夠有一個比較的基準點，因此 本研究在設定此八種加熱分佈時，依照加熱分佈所佔模型的面積比例，
給予設定不同的熱通量，熱通量之定義為:單位面積上的熱量(W / m2)，
但是每個加熱分佈的總熱量會是一致的。各加熱分佈之面積與熱通量 如表 2.4 所列。其中，以空心小矩形之加熱面積為最小，因此有最大的 熱通量值。