크랙을 통해 보다
자료제공 : Allied Vision
Allied Vision은 태양 광(PV) 모듈 검사를 위해 감도가 뛰어나고 시스템의 양자 효율 측면에서 우수한 성능을 갖춘 근적외선(NIR) 카메라를 제공한다. Allied Vision의 Manta와 Goldeye 시리즈 카메라는 약한 적외선에서도 결함을 감지할 수 있으며 태양 전지판의 품질을 확인하기 위한 시장의 검사 시스템에 사용된다. 이 글을 통해 Allied Vision의 카메라가 태양 전지판 검사에 어떻게 활용되고 있는지 알아보자.
차세대 대체 에너지인 태양 에너지
태양 에너지는 깨끗하고 매력적인 대체 에너지원으로 각광받고 있다. 광전지 모듈이 저렴해지는 추세이고 태양 에너지 변환 효율이 개선됨에 따라 수요가 증가하고 있다. 태양 광 발전 시스템의 기초가 되는 태양 전지는 주로 결정질 실리콘으로 구성되어 있다. 결정질 실리콘 소자에서 셀의 미세 균열 및 분해로 인한 셀 파손이 주요 문제를 일으키고 모듈 성능에 현저한 영향을 미치는 것으로 입증되었다. 이와 같은 구조적 결함은 실리콘 처리의 어려움, 결정격자의 품질 또는 기타 외부 영향으로부터 비롯될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 카메라 감지 시스템을 기반으로 한 광 방출 진단 및 품질 제어 툴이 최근 몇 년 동안 급속하게 발전해왔다.
태양 에너지 검사 방법
기존 영상 시스템으로는 태양 전지판의 다양한 미세 결점들을 관찰 할 수 없었다. 모듈 성능에 영향을 줄 수 있는 이러한 모든 문제를 감지하는 한 가지 방법은 전계발광(EL, Electroluminescence Imaging)이라 불리는 측정 방법이다. 전계발광 이미징은 결정질 및 박막 태양 전지 모듈 모두를 위한 강력한 품질 평가 도구이다. 전계발광 측정법은 태양 광 모듈에 직류를 인가하고 적외선에 민감한 카메라로 광전자 방출을 측정하는 것으로 구성되어있다. 적절하게 조정하고 구성하면 시스템은 매우 짧은 시간 내에 수많은 고장과 노화 현상을 정확하게 감지 할 수 있다. 주어진 적용 전류에 대해 셀이 생성하는 빛의 양은 태양 전지의 변환 효율을 측정하는 척도가 될 수 있다.
광전지 모듈의 결함 탐지 문제
1.광전자지의 전자 발광이 매우 약하기 때문에 매우 민감한 카메라가 필요하다.
2.어두운 결함, 균일성 및 전지의 전반적인 효율에 대한 이미지를 학습 할 수 있는 우수한 소프트웨어가 필요하다.
전계발광 시스템은 주변에 빛이 없는 밀폐된 공간에서 여러 대의 카메라를 사용하여 측정한다. 이 밀폐된 공간 안에 태양 전지를 놓으면 시스템은 정전류원에 연결된다. 태양 전지에 전류가 흐르는 동안 카메라가 이미지를 포착한다. 신뢰할 수 있는 검사 소프트웨어의 도움으로 이 이미지는 전지의 어두운 결함, 균일성 및 전체 효율에 대해 학습하게 된다. 결함의 심각도에 따라 셀의 합격 혹은 불합격 여부가 결정된다.
태양 광 모듈 검사는 950-1250㎚의 특정 파장 범위에서 선명한 이미지를 찍을 수 있는 카메라가 필요한 까다로운 과정이다. 광전지의 전계발광이 매우 약하기 때문에 매우 민감한 카메라가 필요한 것이다. 카메라는 전류 끊김, 다른 빛의 강도, 미세한 균열 및 다른 육안 검사로는 측정 불가능한 전자에 방사된 광자의 균일성을 쉽게 감지 할 수 있는 단일 스냅과 적절한 해상도로 전체 패널을 정확하게 렌더링 할 수 있어야한다.
Alled Vision이 제공하는 솔루션
1.필요한 범위에서 매우 우수한 감도를 가진 고품질 카메라
2.다른 경쟁사의 CCD 카메라 대비 유리한 가격
3.신속한 구성을 위해 편리하고, 호환이 가능하며 사용하기 쉬운 소프트웨어
Manta G-145B 근적외선(NIR) 모델은 NIR 범위에서 우수한 응답성을 제공하도록 설계되었으며 900㎚ 대역에서 20~30%의 QE(Quantum Efficiency)를 제공한다. Manta G-145B NIR 카메라는 CCD(charge-coupled device) 이미지 센서가 장착되어있어 산업용 및 인라인 태양 전지 품질 관리 프로세스에 매우 적합하다. CCD는 2차원 배열 센서로서 높은 QE, 낮은 판독 잡음 및 1초미만의 프레임 판독으로 인해 개별 태양 광 전지 및 대형 패널의 높은 처리량 테스트에 적합한 장비이다.
시장에 나와 있는 다른 근적외선 제품과 비교해보면, 적층 공정 전후에 션트, 결정 결함 및 파손 된 핑거 전극을 탐지하기 위해 NIR의 약한 방출을 사용하여 태양 광 모듈로부터 유도된 EL을 활용하는데 높은 감도를 가지고 있다.
Manta 카메라와 유사한 스펙의 다른 CCD 카메라와 비교하여도 만타 카메라의 여러 기술적 특징과 저렴한 가격은 사용자가 PV 모듈 검사 시스템을 위해 Manta를 선택할 수밖에 없게 만드는 요소이다. 마지막으로, Allied Vision에서 제공하는 VIMBA 소프트웨어 개발 키트(SDK)는 사용하기 쉽고 직관적이어서 전체 설정 중에 효율적이고 편리하게 사용할 수 있다.
Allied Vision과 디쌤
Allied Vision의 한국 파트너인 디쌤은 태양 전지 검사 시스템의 선도적 제공 업체가 근적외선 스펙트럼의 전장발광에 기반을 둔 비용 효율적인 이미징 솔루션을 개발할 수 있도록 도움을 줬다.
디쌤의 양혁준 이사는 Allied Vision과의 파트너십에 대해 “Allied Vision 팀과 함께 일하게 되어 기쁘다. 기능성, 가격 및 애프터서비스 측면에서 카메라의 전체적인 패키지를 살펴보면, Allied Vision은 우리의 기대치를 훨씬 초과 달성했다.”고 이야기했다.
Allied Vision의 Manta G-145B NIR 카메라를 통해 디쌤은 합리적인 가격으로 양질의 제품과 서비스를 제공 할 수 있게 되었다. Allied Vision의 Goldeye 카메라 시리즈는 특히 까다로운 광전지 검사 어플리케이션을 위해보다 진보된 솔루션을 제공한다. Goldeye는 900~1,700㎚ 사이의 범위에서 최대 감도를 가진 단파 적외선 카메라로 Manta NIR보다 높은 파장에서 더 약한 전계발광을 감지하는 이상적인 솔루션이다.
