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Los avances tecnológicos han impulsado la utilización de la Visión Artificial como herramienta básica para la determinación de calidad en la fabricación de placas solares. Uno de los factores más importantes para determinar la calidad de una célula solar es su eficiencia energética. La eficiencia de la conversión de energía de las placas solares puede ser afectada por factores como longitudes de difusión a nivel local reducido, entre otros defectos.
La utilización de la electroluminiscencia puede ser un método muy eficaz para categorizar el rendimiento de una placa solar.
Las células solares convierten la energía solar en electricidad, sin embargo tienen también la característica de poder emitir luz si se conectan a una corriente eléctrica. A este proceso, digamos inverso, se le denomina electroluminiscencia. Mediante esta tecnología se puede evaluar de forma rápida y precisa la eficiencia de la célula en cada uno de sus puntos. Al inducir una corriente eléctrica sobre la célula, ésta emite luz en un espectro centrado en los 1.150nm. Cuanta más radiación emite más eficiente es, y la radiación se emite en toda la célula, de forma que si existe una grieta o una deficiencia en las capas conductivas se ve reflejado en la imagen capturada con cámaras especialmente sensibles a esta longitud de onda.
Por las características intrínsecas de los sensores CCD y CMOS basados en silicio, las cámaras que utilizan esta tecnología sólo pueden llegar a capturar imágenes con longitudes de onda hasta los 1.100nm, éstas son justamente las longitudes de onda en las que empiezan a emitir las células solares cuando se exponen al proceso de electroluminiscencia. Es por este motivo que si se utilizan las cámaras convencionales basadas en sensores en silicio, deben ser cámaras especialmente refrigeradas y que permitan realizar largos tiempos de exposición, si su eficiencia quántica es muy baja, o bien cámaras especialmente diseñadas con sensores que tengan una eficiencia cuántica muy elevada en esas longitudes de onda. Éste es el caso de la cámara de Photonfocus con sensor especialmente diseñado para espectro infrarrojo cercano.
Para este sistema, INFAIMON utilizará una cámara CMOS Photonfocus diseñada específicamente para aplicaciones basadas en la electroluminiscencia: la EL1-D1312-160-CL-12. Esta cámara CMOS no-refrigerada tiene una resolución de 1.4 megapíxeles y está basada en la más avanzada tecnología CMOS imager A1312. El sensor A1312 ha sido optimizado para aplicaciones en el rango visible y también para el infrarrojo cercano (NIR hasta 1000 nm). Esta cámara también ofrece cortos tiempos de exposición alrededor de 400 ms y salida CameraLink para una mayor flexibilidad en su utilización. La sensibilidad de esta cámara permite obtener imágenes precisas de la distribuición de la recombinación radioativa en la célula proporcionando información sobre:
• Detección de grietas, límites de grano, contactos rotos y derivaciones
• Mapeamento de resistencias
• Distribuición de la longitud de difusión de portadores minoritarios que indica la calidad del material de la célula solar
Esta información es importante no sólo en la investigación y el desarrollo, sino también en la producción de células solares, ya que permite la clasificación según su eficiencia energética.