تشخیص ریزترک در سلول های خورشیدی سیلیکونی با استفاده از الگوریتم تشخیص لبه Otsu-Canny


توسعه انرژی خورشیدی یکی از مهم ترین راه ها برای رسیدگی به تقاضای انرژی در جهان است. در نتیجه، افزایش تقاضا برای پنل های خورشیدی وجود دارد، زیرا آنها به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. استانداردها و استانداردهای صنعتی و ملی کیفیت و عمر خدمات پنل خورشیدی را به ارتفاعات جدیدی می رساند. پنل های خورشیدی رایج ترین ماژول های فتوولتائیک هستند و عمدتاً برای تبدیل تشعشعات خورشیدی به برق استفاده می شوند. به دلیل افزایش تقاضا برای انرژی الکتریکی خورشیدی، نیاز به آرایه های فتوولتائیک (PV) گسترش یافته است. تقاضا برای سلول های خورشیدی افزایش یافته است زیرا آنها جزء کلیدی آرایه PV هستند. در سال های اخیر در نتیجه این تقاضا شاهد افزایش تولید سلول های خورشیدی بوده ایم. سلول های خورشیدی را می توان بر اساس موادی که در تولید آنها استفاده می شود به دو دسته اصلی دسته بندی کرد. آنها سیلیکون هایی هستند که یا تک کریستالی یا چند کریستالی هستند. سیلیکون چند کریستالی معمولاً در ساخت ویفرهای خورشیدی یا ماژول‌های PV به دلیل هزینه‌های پایین پردازش و ساخت ترجیح داده می‌شود. با توجه به تولید روزانه میلیون ها سلول خورشیدی در جهان، اتوماسیون صنعت سلول های خورشیدی پتانسیل بسیار زیادی دارد. داده‌های اخیر نشان می‌دهد که نرخ رشد ماژول PV خورشیدی در سال 2011 به بالاترین حد خود رسید و بیش از 93 میلیارد دلار درآمد کسب کرد و سلول‌های چند کریستالی بیش از 50 درصد از تولید جهانی را به خود اختصاص دادند. بر اساس نحوه ایجاد آنها، ریزترک ها در یک پنل خورشیدی ممکن است در واقع اندازه ها و شکل های متفاوتی داشته باشند. به عنوان مثال، خراشیدگی می تواند منجر به یک ریز ترک خطی شود که معمولاً در طول تولید سلول ها اتفاق می افتد. این نوع نقص همچنین ممکن است از طریق اره کردن ویفر یا برش لیزری ایجاد شود که گسترش می یابد و منجر به شکستگی داخلی یا جدا شدن اجزای دانه ای در سلول های خورشیدی می شود. در مقابل، یک ضربه نقطه قوی منجر به بسیاری از ترک‌های خطی می‌شود که تمایل به عبور از یکدیگر دارند و یک میکروترک ستاره‌شکل را تشکیل می‌دهند. اگرچه انواع دیگری از ایرادات ریز ترک وجود دارد، اما این 2 مورد بیشتر در طول ساخت سلول های خورشیدی مشاهده می شوند.

نقص های جزئی در پانل های سیلیکونی می تواند طول عمر و عملکرد را کاهش دهد، به همین دلیل است که شناسایی دقیق و ظریف سلول های PV در تولید انبوه بسیار مهم است. پنل های خورشیدی سیلیکونی نازک با ضخامت های بین 170 تا 220 میکرومتر احتمالاً ترک خواهند خورد. اگر ریزترک‌ها در پانل‌های سیلیکونی در طول فرآیند تولید سلول‌های خورشیدی شناسایی نشوند، منابع و هزینه‌های ساخت هدر خواهند رفت.

با استفاده از تکنیک تشخیص لبه می توان عیوب پانل های سیلیکونی را شناسایی کرد. بسیاری از روش های مختلف تشخیص لبه در گذشته استفاده شده است. از جمله اپراتورهای تشخیص لبه Laplace، Roberts، Sobel، Canny و Prewitt. هر روش تشخیص لبه مجموعه ای از مزایا و معایب خاص خود را دارد. تشخیص لبه می تواند دقت تشخیص عیب را بهبود بخشد و از ثبات کیفیت محصول اطمینان حاصل کند. هیچ اپراتور تشخیص لبه ای وجود ندارد که جلوه تشخیص لبه پیشرفته را برای همه تصاویر پانل ایجاد کند. اثر ایده آل را می توان با ترکیب روش آستانه گذاری Otsu با عملگرهای canny بدست آورد.


ترجمه و ارائه توسط: ttmnews