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Bei der Photovoltaik-Produktion tun Vision-Sensoren ebenso ihren Dienst wie PC-Systeme

Für jede Anwendung die passende BV-Technik

4. Dezember 2012, 11:09 Uhr | Andreas Knoll

Peter Handschack, Isra Vision Graphikon: »Für einfache Positionieraufgaben und Positionskontrollen reichen Vision-Sensoren oftmals aus.«

Bei der Produktion von Solarwafern, -zellen und -modulen kommt an verschiedenen Stellen Bildverarbeitungstechnik zum Einsatz. Für welche Inspektionsaufgaben in der Photovoltaik-Produktion eignen sich nun welche Arten von Bildverarbeitungstechnik und warum? Experten aus der Bildverarbeitungsbranche geben Auskunft.

Industrielle Bildverarbeitungstechnik für Inspektionsaufgaben tut nicht nur bei der Produktion von Automobilen oder der Verpackung von Lebensmitteln ihren Dienst, sondern auch in der Solarbranche, genauer gesagt: bei der Herstellung von Solarwafern, -zellen und -modulen. »Auf ihrem Weg zur fertigen Solarzelle durchlaufen die Wafer verschiedene Arbeitsschritte«, erläutert Mirko Benz, Produkt-Manager bei Baumer Optronic. »Für eine kostenoptimierte Fertigung ist es dabei entscheidend, fehlerhafte Produkte so früh wie möglich zu erkennen, um sie vor weiteren Verarbeitungsschritten, die Kosten verursachen, auszuschleusen.« Dieser Prozess beginne schon bei der Überprüfung der Wafer-Rohlinge: Gibt es Fehler an der Kontur, sind Kanten ausgebrochen oder ist der Wafer verunreinigt?

Einen entscheidenden und direkten Einfluss auf den späteren Wirkungsgrad und die Nutzungsdauer hat laut Benz auch die Qualität der Kristallstruktur: »Es ist deshalb umso wichtiger, bereits im Herstellprozess fehlerbehaftete Elemente zu erkennen«, führt er aus. »Brüche oder Strukturstörungen lassen sich beispielsweise mittels Elektro- und Photolumineszenz-Messung detektieren. Angeregt durch Strom (Elektrolumineszenz) oder die Bestrahlung des Halbleiters mit kurzwelligem Licht (Photolumineszenz) sendet das Silizium Licht im nahen Infrarotlichtspektrum aus. Materialfehler wie Mikrobrüche oder -risse leuchten in der Bildaufnahme stärker, fehlerhafte Kontaktierungen zwischen den Zellen leuchten dagegen gar nicht. Bei der Auswertung können dann Rückschlüsse auf die Integrität und Effektivität der einzelnen Wafer gezogen werden.« Neben den Solarzellen selbst haben Benz zufolge das Glas und die Beschichtungen einen erheblichen Einfluss auf die Effizienz der Solarmodule: »Schichtdicke, Kratzer oder Fremdstoffe auf der Oberfläche und Sägeriefen - auch das sind Fehler, die vermieden werden müssen«, sagt er.

Sven Klette-Matzat, Vertriebsleiter/OEM-Lösungen bei Vision Components, bringt es auf den Punkt: »Innerhalb der Produktionskette zur Herstellung von Solarmodulen vom Ingot bis zum Modul fallen diverse Inspektionskontrollen der 2D/3D-Bildverarbeitung an«, sagt er. »Im Wesentlichen handelt es sich um geometrische Vermessungen (Bruch bis Positionierung) sowie Oberflächenkontrollen (beispielweise Bedruckung).