本發(fā)明是有關于太陽能電池的檢驗，特別是關于一種具有缺陷的太陽能電池的檢出方法。

背景技術：

目前全球太陽能光電市場的應用，是以硅晶太陽能電池為主流。硅晶太陽能電池用的芯片可根據(jù)制程區(qū)分為單晶硅太陽能芯片及多晶硅太陽能芯片。單晶硅太陽能芯片的制造是將純化后的硅砂在拉晶機中熔融，再抽拉成為晶棒；多晶硅太陽能芯片的制造則是將純化后的硅砂熔融在方向性長晶爐的坩堝中，再冷卻鑄成晶塊，前述晶棒與晶塊必須經(jīng)過線鋸(wire saw)的切割，才能得到硅晶太陽能電池用的芯片。

在太陽能電池的生產(chǎn)過程中，最終產(chǎn)品需經(jīng)過檢驗方能確保其質量。需檢測的缺陷項目，包括材料缺陷(Material defect)、燒結(Sintering wave)、制程污染(Contamination)及線路斷路(Broken finger)等。前述多個缺陷會不同程度地影響太陽能電池的轉換效率(Conversion efficiency)，因此通常是利用外觀檢測的方式，將具有缺陷的太陽能電池檢測出來，并剔除之。

電致發(fā)光(Electro-luminescence,EL)檢測是太陽能電池的外觀檢測的最佳方法之一，通過分析電致發(fā)光的光譜或影像，能夠檢出太陽能電池上的缺陷，從而判定太陽能電池的品質。

由于單晶硅太陽能芯片的制造方式為旋轉抽拉成晶棒，故以電致發(fā)光檢測可知以單晶硅太陽能芯片制成的太陽能電池的缺陷多發(fā)生于其中間區(qū)域(稱之為黑心片)。另外，由于多晶硅太陽能芯片的制造方式為將硅砂熔融在 方向性長晶爐的坩堝中(接觸坩堝內壁)，故以電致發(fā)光檢測可知以多晶硅太陽能芯片制成的太陽能電池的缺陷多發(fā)生于其邊緣區(qū)域(稱之為黑邊片)。

然而，在生產(chǎn)線末端加裝電致發(fā)光檢測機臺會有成本增加的問題，此外，還有由于多晶硅太陽能電池的背景雜訊過大，而無法通過電致發(fā)光檢測來檢出其線路斷路的缺陷的問題。

因此，有必要提供一種成本低廉且適用于單晶硅及多晶硅檢測的具有缺陷的太陽能電池的檢出方法，以解決上述的問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種具有缺陷的太陽能電池的檢出方法，其是通過計算出每一太陽能電池中經(jīng)常發(fā)生缺陷的區(qū)塊與另一區(qū)塊的電性數(shù)據(jù)的相關性并設定適當范圍，來判斷多個太陽能電池的其中之一是否為一具有缺陷的太陽能電池。本發(fā)明能適用于單晶硅太陽能電池及多晶硅太陽能電池的缺陷檢驗。

用于實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種具有缺陷的太陽能電池的檢出方法，其包括如下步驟：

提供多個太陽能電池，在每一太陽能電池上定義一第一區(qū)域及一第二區(qū)域，前述第二區(qū)域為經(jīng)常發(fā)生缺陷的區(qū)塊；

分別對所述多個太陽能電池的前述第一區(qū)域及前述第二區(qū)域進行電性測量，而相應地得到多個第一數(shù)值及多個第二數(shù)值；

以所述多個第一數(shù)值及所述多個第二數(shù)值分別作為X坐標及Y坐標，而通過一計算器建立一回歸趨勢線，前述回歸趨勢線呈現(xiàn)正相關，其包括線性正相關或非線性正相關；

通過前述計算器計算前述回歸趨勢線的標準差，再以前述回歸趨勢線的預定倍數(shù)標準差建立前述回歸趨勢線的管制范圍的上下界線；以及

判斷各太陽能電池的第一數(shù)值與第二數(shù)值所組成的坐標值是否超出前述管制范圍的上下界線，若超出，則為具有缺陷的太陽能電池。

在本發(fā)明的一實施例中，前述檢出方法還包括如下步驟：

若存在具有缺陷的太陽能電池，移除前述具有缺陷的太陽能電池的第一數(shù)值及第二數(shù)值，并由前述計算器重新計算以更新前述回歸趨勢線；

提供另一太陽能電池，對前述太陽能電池的第一區(qū)域及第二區(qū)域進行電性測量，而相應地得到一第一數(shù)值及一第二數(shù)值；

將前述第一數(shù)值作為X坐標代入更新后的前述回歸趨勢線的方程式中，得到一Y坐標的理論值；以及

將對前述太陽能電池的前述第二區(qū)域進行電性測量而得到的前述第二數(shù)值(亦即實際值)除以前述Y坐標的理論值，得到一比值，前述比值若落在一預定范圍外，則判定為具有缺陷的太陽能電池。

在本發(fā)明的一實施例中，前述預定范圍為0.5至1.5。

在本發(fā)明的一實施例中，前述預定范圍為0.8至1.2。

在本發(fā)明的一實施例中，所述多個太陽能電池的數(shù)量減掉前述具有缺陷的太陽能電池之后，剩下的數(shù)量為三片以上。

在本發(fā)明的一實施例中，所述多個太陽能電池的數(shù)量為三十片以上。

在本發(fā)明的一實施例中，前述第一區(qū)域為全區(qū)域。

在本發(fā)明的一實施例中，前述第一區(qū)域為不會發(fā)生缺陷的區(qū)塊。

在本發(fā)明的一實施例中，前述預定倍數(shù)標準差為正負二倍標準差。

在本發(fā)明的一實施例中，前述預定倍數(shù)標準差為正負三倍標準差。

在本發(fā)明的一實施例中，所述多個太陽能電池是單晶硅太陽能電池。

在本發(fā)明的一實施例中，前述第二區(qū)域是前述單晶硅太陽能電池的中間區(qū)域，且前述中間區(qū)域是一圓形。

在本發(fā)明的一實施例中，前述中間區(qū)域所占的面積是前述單晶硅太陽能 電池全區(qū)域的50％。

在本發(fā)明的一實施例中，前述中間區(qū)域所占的面積是前述單晶硅太陽能電池全區(qū)域的20％。

在本發(fā)明的一實施例中，所述多個太陽能電池是多晶硅太陽能電池。

在本發(fā)明的一實施例中，前述第二區(qū)域是前述多晶硅太陽能電池的邊緣區(qū)域，前述邊緣區(qū)域圍繞前述多晶硅太陽能電池的中間區(qū)域。

在本發(fā)明的一實施例中，前述邊緣區(qū)域為前述多晶硅太陽能電池的邊緣向內縮40％的區(qū)域。

在本發(fā)明的一實施例中，前述邊緣區(qū)域為前述多晶硅太陽能電池的邊緣向內縮15％的區(qū)域。

在本發(fā)明的一實施例中，前述電性測量是通過對前述第一區(qū)域及前述第二區(qū)域照射光源所量測的電性的數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一實施例中，前述第一區(qū)域及前述第二區(qū)域是以相同光強度的光源來進行前述電性測量。

在本發(fā)明的一實施例中，前述第一區(qū)域及前述第二區(qū)域是以不同光強度的光源來進行前述電性測量。

在本發(fā)明的一實施例中，前述第一區(qū)域及前述第二區(qū)域是以相同波長的光源來進行前述電性測量。

在本發(fā)明的一實施例中，前述第一區(qū)域及前述第二區(qū)域是以不同波長的光源來進行前述電性測量。

在本發(fā)明的一實施例中，前述電性包括短路電流、開路電壓、填充因子、串聯(lián)電阻或功率轉換效率。

相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明是提供一種新的具有缺陷的太陽能電池的檢出方法，其是通過計算出每一太陽能電池中經(jīng)常發(fā)生缺陷的區(qū)塊與另一區(qū)塊(亦即，全區(qū)域或不會發(fā)生缺陷的區(qū)塊)的電性數(shù)據(jù)的相關性并設定適當范圍， 來判斷多個太陽能電池的其中之一是否為一具有缺陷的太陽能電池。由于本發(fā)明不需額外增加設備，只需以原有的電性量測設備分析所述多個太陽能電池的不同區(qū)域，并透過計算其相關性來判斷前述太陽能電池是否為一具有缺陷的太陽能電池，因此分析成本低廉。此外，本發(fā)明還能夠適用于單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池的檢驗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中具有缺陷的太陽能電池的檢出方法的第一階段的步驟流程圖。

圖2是本發(fā)明實施例中具有缺陷的太陽能電池的檢出方法的第二階段的步驟流程圖。

圖3是本發(fā)明實施例中單晶硅太陽能電池及多晶硅太陽能電池中經(jīng)常發(fā)生缺陷的區(qū)塊的示意圖。

具體實施方式

請參見圖1，其是本發(fā)明實施例中具有缺陷的太陽能電池的檢出方法的第一階段的步驟流程圖，前述檢出方法包括下列步驟(步驟S11-S15)：

在步驟S11中，提供多個太陽能電池，所提供的所述多個太陽能電池的數(shù)量優(yōu)選為三十片以上。在每一太陽能電池上定義一第一區(qū)域及一第二區(qū)域，前述第二區(qū)域為經(jīng)常發(fā)生缺陷的區(qū)塊。在本實施例中，每一太陽能電池上所定義的第一區(qū)域(或第二區(qū)域)皆是相同位置。前述第一區(qū)域可以為每一太陽能電池的全區(qū)域，或可以為每一太陽能電池中不會發(fā)生缺陷的區(qū)塊。所述多個太陽能電池可以是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池，但所提供的所述多個太陽能電池須為同類型的太陽能電池。當所述多個太陽能電池為單晶硅太陽能電池1時(請參照圖3(A))，前述第二區(qū)域是前述單晶硅太陽能 電池1的中間區(qū)域1a，且前述中間區(qū)域1a為一圓形，前述中間區(qū)域1a所占的面積是前述單晶硅太陽能電池1全區(qū)域的20％至50％，但本發(fā)明不受限于此；前述第一區(qū)域可以是剩余區(qū)域1b或前述單晶硅太陽能電池1的全區(qū)域(亦即，1a+1b)。當所述多個太陽能電池為多晶硅太陽能電池2時(請參照圖3(B))，前述第二區(qū)域是前述多晶硅太陽能電池2的邊緣區(qū)域2a，前述邊緣區(qū)域2a圍繞前述多晶硅太陽能電池2的中間區(qū)域2b，前述邊緣區(qū)域2a是前述多晶硅太陽能電池2的邊緣向內縮15％至40％的區(qū)域，但本發(fā)明不受限于此；前述第一區(qū)域可以是中間區(qū)域2b或前述多晶硅太陽能電池2的全區(qū)域(亦即，2a+2b)。

在步驟S12中，分別對所述多個太陽能電池的前述第一區(qū)域及前述第二區(qū)域進行電性測量，而相應地得到多個第一數(shù)值及多個第二數(shù)值。前述電性測量是通過對前述第一區(qū)域及前述第二區(qū)域照射光源(比如為一可見光源)所量測的電性的數(shù)據(jù)，前述電性包括短路電流(Short-circuit current)、開路電壓(Open-circuit voltage)、填充因子(Fill factor,FF)、串聯(lián)電阻(Series resistance)或功率轉換效率(Power conversion efficiency,PCE)等，但本發(fā)明不受限于此。前述第一區(qū)域及前述第二區(qū)域能夠依所需而以相同或不相同的光強度(Light intensity)的光源來進行前述電性測量。另外，前述第一區(qū)域及前述第二區(qū)域亦能夠依所需而以相同或不相同的波長的光源來進行前述電性測量。

在步驟S13中，以所述多個第一數(shù)值及所述多個第二數(shù)值分別作為X坐標及Y坐標的值，而通過一計算器建立一回歸趨勢線，前述回歸趨勢線呈現(xiàn)正相關，其可由一方程式表示，由于第一區(qū)域與第二區(qū)域的電性通常為線性正相關，因此前述回歸趨勢線應可由一線性方程式(Y＝aX+b)表示。

在步驟S14中，通過前述計算器計算前述回歸趨勢線的標準差，再以前述回歸趨勢線的預定倍數(shù)標準差建立前述回歸趨勢線的管制范圍的上下界 線。前述預定倍數(shù)標準差可為正負二倍標準差，優(yōu)選為正負三倍標準差，但本發(fā)明不受限于此。

在步驟S15中，判斷所述多個太陽能電池的其中之一的第一區(qū)域與第二區(qū)域所測得的第一數(shù)值與第二數(shù)值所組成的坐標值是否超出前述管制范圍的上下界線，若超出，則為具有缺陷的太陽能電池。

上述具有缺陷的太陽能電池的檢出方法的步驟S11-S15可適用于太陽能電池的批次檢驗。如需對太陽能電池做連續(xù)式的檢驗，可以步驟S11-S15作為基礎而后進行下述步驟(步驟S16-S19，請參見圖2)：

在步驟S16中，若存在具有缺陷的太陽能電池，移除前述具有缺陷的太陽能電池的第一數(shù)值及第二數(shù)值，并由前述計算器重新計算以更新前述回歸趨勢線，亦即更新表示前述回歸趨勢線的線性方程式。

在步驟S17中，提供一待檢太陽能電池，對前述待檢太陽能電池的第一區(qū)域及第二區(qū)域進行電性測量，而相應地得到一第一數(shù)值及一第二數(shù)值。

在步驟S18中，將前述待檢太陽能電池的前述第一數(shù)值作為X坐標代入更新后的前述回歸趨勢線的線性方程式中，得到一Y坐標的理論值。

在步驟S19中，將前述待檢太陽能電池的第二區(qū)域進行電性測量所得的第二數(shù)值(亦即實際值)除以前述Y坐標的理論值，得到一比值，前述比值若落在一預定范圍外，則判定為具有缺陷的太陽能電池。于本實施例中，前述預定范圍優(yōu)選比如為0.5至1.5，更優(yōu)選而言，為0.8至1.2。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，對于太陽能電池的檢驗而言，先進行現(xiàn)有的太陽能電池的全區(qū)域(亦即第一區(qū)域)電性測量的篩分，再對篩分后的太陽能電池中的經(jīng)常發(fā)生缺陷的區(qū)塊(亦即第二區(qū)域)進行電性測量，接續(xù)進行上述步驟S13-S15(或S13-S19)，而完成本發(fā)明的具有缺陷的太陽能電池的檢出方法。

如上所述，本發(fā)明具有缺陷的太陽能電池的檢出方法是提供一種新的檢 出方法，其是通過計算出每一太陽能電池中經(jīng)常發(fā)生缺陷的區(qū)塊與另一區(qū)塊(亦即，全區(qū)域或不會發(fā)生缺陷的區(qū)塊)的電性數(shù)據(jù)的相關性并設定適當范圍，來判斷多個太陽能電池的其中之一是否為一具有缺陷的太陽能電池。由于本發(fā)明不需額外增加設備，只需以原有的電性量測設備分析所述多個太陽能電池的不同區(qū)域，并透過計算其相關性來判斷前述太陽能電池是否為一具有缺陷的太陽能電池，因此分析成本低廉。除此之外，本發(fā)明還能夠適用于單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池的檢驗。

本發(fā)明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已公開的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于權利要求書的精神及范圍的修改及均等設置均包括于本發(fā)明的范圍內。