光伏电池片技术N型迭代,机器视觉检测助力光伏实现“智能”制造

工业视觉侃爷 2023-06-06
2979 字丨阅读本文需 8 分钟

在全球碳中和背景下,光伏产业发展迅猛,扩产态势一如既往的火热。从上游的硅料、硅片,到中游的电池片,再到制造端下游组件,几乎每周都有项目签约、融资的消息传出,“扩产”无疑成为2023年光伏行业最热门的高频词之一。

随着光伏行业的发展,如何提升生产效率和产品质量成为了生产企业关注的焦点。一般而言,太阳能电池板的生产任务会受到许多因素的影响,如尺寸、电阻、电气参数等。过去,对于这些参数的检查是通过人工进行的,这不仅增加了生产周期,而且由于其主观性而可能产生错误。同时,由于太阳能电池板的外观玻璃表面、边缘斜角等地方都有潜在的隐蔽缺陷,故需要高精度的检测方法来操作。

机器视觉检测在光伏行业的应用

相比于传统检测,机器视觉可以利用计算机视觉技术和图像处理技术,同时结合深度学习进行数据分析,以达到实现高准确度识别,并自动分类和校准误差的目的。例如,采用机器视觉检测技术对太阳能电池板进行尺寸、电气参数、裂纹和质量等相关指标的检测,可以大大提高生产效率及产品质量。

硅片生产:硅片是光伏系统中重要的结构组建部分,其质量和产量的控制直接影响到光伏电池片和组件的质量和成本。机器视觉检测技术可以准确地检测硅片表面的瑕疵、裂痕、杂质等,避免了人工检测的不足之处,同时大幅度提高了检测效率,减少了退货率和废品量,最终提高了硅片生产的效率和质量。

电池片生产:电池片生产过程中,机器视觉检测技术的应用主要集中在染料敏化太阳能电池(DSSC)和有机太阳能电池(OSC)等非硅电池产业中。在 DSSC 生产过程中,机器视觉系统可以通过图像识别和分析,准确地判断染料的渗透情况和电池片的电流输出等参数。这些信息可以有效地预测电池片的性能和寿命,提高产品的质量和稳定性。

组件检验:机器视觉检测技术在组件检验方面的应用是非常广泛的。通过对组件的质量进行全面的检查和分析,可以有效地减少组件在运输和安装过程中因为质量问题带来的损失和风险。在组件的离线检验中,机器视觉系统可以利用高分辨率 CCD 摄像头拍摄出组件所有细节,判断组件外观缺陷和电池片热斑等问题。在组件的在线检验中,机器视觉系统可以实时监测组件的电流、电压、温度等参数,从而及时发现和纠正组件的故障。

电池片是光伏发电的核心部件,其技术路线和工艺水平直接影响光伏组件的发电效率和使用寿命。随着硅料、硅片技术逐渐接近其升级迭代空间的瓶颈,电池片环节正处于技术变革期,是光伏产业链中迭代最快的部分。P型中PERC电池片是现阶段市场的主流产品,平均转换效率可达23.5%左右。N型电池片主要路线为TOPCon、HJT。随着P型的普及和逐渐接近光电转换效率极限,更优秀的N型选手将成为新增产能的主要方向。 其中TOPCon的产能渗透率将在近三年冲击100GW量级。

主流的电池片生产工艺流程分为清洗、扩散、刻蚀、PEC VD、丝网印刷、烧结等环节。过程中常出现崩边、缺角、硅落、短栅、主栅缺失、主栅角度异常、表面脏污、细栅加粗等缺陷,且无法在工艺过程中监控。然而即便是微小的瑕疵,也会极大地降低太阳能电池片的光电转化效率及使用寿命,造成较大的经济损失。因此,在大规模生产中对太阳能电池片进行准确、灵敏、快速、高效的检测至关重要。

深耕20年,从“单一产品”晋级整体解决方案提供商

成立于2003年的维视智造,近20年来,乘着国内机器视觉崛起的浪潮,也一路从单一的视觉部件供应商发展成为如今的AI工业视觉整体解决方案提供商。“公司的发展离不开客户对我们的信任。”在向索比介绍公司时,王波提到了一次公司历程中的重要事件。2010年,苹果公司研发的iPhone4横空出世,这部无论在外观设计、功能开发还是用户体验上都具有划时代意义的手机很快在全球范围内掀起了一场智能手机革命。热潮之下,也为众多生产智能手机关键零部件的企业带来了机遇,其中,就包括维视智造。

“2012年,拿到苹果手机生产的视觉检测业务订单时,我们就知道这是一场硬仗。苹果公司对技术要求十分严苛,为了满足客户的要求,维视智造打破了之前工业相机、常规工业镜头的研发路线和功能定制型视觉软件的产品路线,加快了双远心镜头和通用型视觉软件开发平台研发,最终,国内首家自主研发的双远心镜头搭载维视智造整套的视觉检测系统,成功应用于苹果项目。”

王波自豪地表示,当时郑州富士康的iPhone5产线上(富士康是苹果在中国地区的最大代工厂),跑的几乎全都是维视智造的产品。

2014年,维视智造以视觉硬件产品切入光伏产业,2016年,针对光伏行业的细分场景,维视智造再次开发了专门的光伏视觉检测算法模块,目前为止,维视智造已经构建了从硬件解决方案到软件系统,以及整个光机电一体的综合视觉解决方案,为众多自动化设备厂商、智能化设备厂以及终端用户提供端到端的服务,伴随着越来越多的产品应用落地,维视智造的市占率也稳步提升。

深耕行业多年,维视智造始终坚持稳定性至上的产品基座,不断创新,简单易用,维护成本低的产品理念,从客户视角出发,洞察客户需求,围绕客户需求为中心,以客户为中心,将产品和技术做到极致,帮助企业实现效益最大化。

立足场景痛点,构建企业核心竞争力

为提高合格率、提升生产效率、降低生产成本,避免有缺陷的电池片进入太阳能光伏组件,维视智造基于机器视觉以及深度学习的电池片外观检测解决方案,可大幅提升电池片生产设备的生产能力。

维视智造作为国内领先的AI工业视觉解决方案提供商,公司专注于机器视觉与人工智能算法核心技术,拥有行业内全面的产品生态链,面向制造业设备商、系统集成商及终端用户,提供机器视觉部件、智能视觉传感器、智能视觉系统等产品,提供基于视觉的数字化及智能化一站式服务。目前产品及解决方案已广泛应用于新能源(光伏、锂电)、电子、汽车、医药、教育等诸多行业。

维视智造针对光伏产品生产场景推出了2大检测系统和4大核心场景解决方案,以及多个广泛应用于光伏视觉检测系统中的明星视觉部件,其中,工业部件产品包含了图像采集单元常见的工业相机、工业镜头、光源以及维视智造的重点视觉部件产品远心镜头等;光伏行业视觉检测解决方案重点展示了串焊机EL检测系统、串焊机外观检测系统以及首次发布的接线盒激光焊接机视觉检测系统和接线盒自动安装机视觉检测系统。

维视智造总经理王波介绍到,光伏行业生产已呈现出多场景、多目标、复杂度越来越高的趋势,为适应变化,满足生产需求,维视智造现有的视觉检测系统技术能力已可以支持16相机并行检测,完成多项不同检测任务多线程并行处理,大幅提升检测效率。同时,面对光伏产品的大尺寸发展和高精度检测需求,维视智造也已具备成熟的LCS线扫技术,可为客户进行快速的视觉部署。

公司的接线盒激光焊接机视觉检测系统以及接线盒自动安装机视觉检测系统,更是公司耗费两年之久,基于对客户需求的深刻把握和深入客户现场对整体工艺的全盘了解,投入大量人力、物力,克服重重难关所打造出来的拳头产品,代表着维视智造最核心的技术力。

目前已成功规模化量产。维视智造致力于成为光伏组件视觉检测系统领先者,接线盒激光焊接机视觉检测系统以及接线盒自动安装机视觉检测系统亦是维视智造光伏组件视觉检测解决方案产品中的最新代表,属于国内首发。两项产品落地产线后的各项指标均超越了最初的工艺设计要求,给客户和行业都带来了不少惊喜。

王波表示,普遍而言,任何一个系统,伴随其节点的增加,产生问题和风险的概率就会增加,如果每个环节都差上一点,叠加在一起,最终呈现出来的产品很可能就会“差之毫厘,谬以千里”,就像一个企业如果只交付出一套不稳定的产品,对企业来说可能影响甚微,但若交付的体量以成百上千计,不仅会给客户带来不可估量的损失和灾难,也可能洞穿企业自身生存的根基。

所以,在维视智造内部,无论是对于研发团队还是交付团队,甚至于营销团队,都必须坚持一个“稳定性原则”,也正是在这一原则的指导下,维视智造锻造了自身坚不可摧的质量体系。成就客户即成就自己,面向未来,维视智造将瞄准行业细分赛道领军企业这一目标,积极开拓创新,步履不停,为更多客户提供极致服务。

文章来源: 苏州研讯电子科技有限公司 ,维视智造官微 ,索比光伏网

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