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一、 光致發光的概念與用途
光致發光（Photoluminescence,簡稱PL）是半導體材料的一種發光現象。是指半導體中的電子吸收外界光子后被激發，處于激發態的電子是不穩定的，可以向較低的能級躍遷，以光輻射的形式釋放出能量的過程。
發光的頻率、相位、振幅、方向、偏振態等，攜帶了材料的大量基本信息，是一種探測材料電子結構的非常重要的方法。另外它與材料無接觸，不損壞材料，并且靈敏度高且信息準確，被廣泛應用于材料的帶隙檢測，雜質等級與缺陷分析，及材料的復合機制研究和材料的品質鑒定等各個領域。
二、 PL檢測在光伏產業中的應用是必然趨勢
近年來，光伏產業發展迅猛，特別是中國大陸，太陽能電池投資異常巨大，上千家光伏企業，產能已明顯過剩，另外歐美經濟危機也極大影響了企業的銷售額與發展，合并和淘汰是這個行業必然的趨勢。因此，要想在這個關鍵的時期立于不敗之地，提高產品的效率和降低生產成本就成為了整個行業的目標。
在太陽能電池的生產過程中，會出現許多嚴重的問題，如雜質、碎片、隱裂、黑心表面污染、擴散不均、電極不良等等，正是這些缺陷限制了電池的光電轉化效率和使用壽命。同時，由于沒有完善的行業標準，Si片原材料質量也是參差不齊，一些缺陷片的存在直接影響到組件乃至光伏系統的穩定性。因此，太陽能行業需要有快速有效和準確的定位檢驗方法來檢驗生產環節可能出現的問題。
基于以上國內外行情及生產線上的問題訴求，PL光致發光檢測系統在光伏產業中的應用就至關重要，這是由PL可對整個生產線檢測及具有極高的檢測速度所決定的。PL能夠在線和離線對硅片、絨面、擴散、刻蝕、PECVD、電極印刷、燒結、電池片等各個工藝環節進行檢測和分析；是分析工藝問題，提高成品率，降低成本必不可少的關鍵設備，為產品質量和公司品質提供了完全可靠的保障。
三、 光伏電池PL檢測的基本原理
PL光致發光為光伏電池缺陷檢測提供了不可取代的解決方案。既然如此重要，那必然要了解一下它的原理。
通常利用特定波長的激光作為激發光源，提供一定能量的光子，樣片中處于基態的電子在吸收這些光子后而進入激發態，處于激發態的電子屬于亞穩態，在短時間內會回到基態，并發出1150 nm（SI電池為例）左右的紅外光為波峰的熒光。利用高靈敏高分辨率的照相機進行感光，然后將圖像通過通過軟件進行分析。
發光的強度與本位置的非平衡少數載流子的濃度成正比，而缺陷將是少數載流子的強復合中心，因此該區域的少數載流子濃度變小導致熒光效應減弱，在圖像上表現出來就成為暗色的點、線，或一定的區域，而在樣片內復合較少的區域則表現為比較亮的區域。因此，可通過觀察光致發光成像，來判斷樣片是否存在缺陷，雜質等等最終影響電池效率的因素。
圖1是PL檢測系統的簡單示意圖，圖2是合能陽光公司的對晶體硅PL發光波峰檢測的結果，與理論一致，并且信號很強。
四、 PL系統的分析結果
1． 完整的在線檢測分析。
PL光致發光檢測系統可對電池生產過程中各個工藝進行檢測，進行問題的精準分析。是獨一無二的可整體檢測的系統，并且可以真正實現在線檢測，檢測速度非常快，每片檢測時間小于1秒。
實例：Bare wafer-Textured-Diffused-PSG-ARC-Cell
通過PL系統分析，可精確定位到diffusion這一步有問題，diffusion厚度不均，滾輪damage等；后續的工藝乃至最后的電池片結果說明，厚度不均的問題在之后的環節對wafer進行了優化，最后不會明顯減低cell效率，而滾輪的damage影響到之后所有的環節，并最終影響到cell效率。
2． 少子壽命的分析
PL系統可以分析整個面及內部指定位置的少子壽命，并可以分析不同壽命的原因。
PL光致發光系統可以對電池進行I-V曲線測試，在需要的情況下，PL的I-V經過標準電池的校準后，可以代替專門市場上的I-V曲線測試儀。
4． EL檢測分析
PL光致發光的系統中的EL模塊，可以清楚檢測到電池片中包括隱裂在內的各種缺陷，可以完全取代專門的offline EL檢測設備。
5． PL系統檢測結果與其他設備對比
合能陽光的PL檢測系統不僅可準確計算出少子，并且可通過各種結果來分析少子壽命降低的原因。這是其他設備無法實現的。
五、 總結
合能陽光的PL檢測系統能夠適用于單晶硅片及電池、多晶硅片及電池、薄膜電池、化合物電池等幾乎所用的太陽能電池。能夠檢測少子壽命、串聯電阻、進行硅片分類、檢測各種缺陷、暗條件I-V 曲線、光照條件I-V 曲線等完整的一系列參數。檢測速度快，時間小于1秒，精度高，能實時找到每個致效率降低的缺陷和原因，真正實現了在線的準確快速檢測，是減低生產成本，提高電池品質，產品競爭力革命性增長的必不可少的檢測設備。
