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最佳化單晶矽製程一直以來都是 SINTEF 研究重點，目前研究員則將焦點放在檢測石英坩堝（quartz crucible）上。該設備是晶鑄造製程的重要耗材，為盛裝晶材並進行加熱的容器，得承載材料重量、耐高溫，長晶結束並降溫後，坩堝會破裂且必須要可輕易與矽棒分離；假如坩堝品質不好，石英結晶片在加熱過程中會脫落，並黏著到單晶矽上進而降低成晶率。
SINTEF 太陽能電池研究員 John Atle Bones 表示，原料越好、太陽能電池效率就越高，這也可以同時減少太陽能製造對環境影響，因此石英坩堝品質居關鍵地位，然而目前坩堝品質大多只有肉眼檢查擔保，局限性非常大。
因此研究員打算用機器人取代人工檢查，SINTEF 與挪威科技大學（NTNU）學生開發搭載眾多光學檢測儀器的機器人，讓機器擁有超視覺和檢測特性。也由於石英坩堝由不同層次結構組成、結合各種反射率和透明度，因此為檢測出坩堝故障和缺陷，得深入檢查、不能只靠肉眼。
Bones 表示，研發之初團隊已仔細研究坩堝，確定坩堝品質與單晶矽關係。為得知兩者關係，團隊可說是非常粗暴的採用破壞性方法，研究員把材料粉碎、研磨並溶解，不過之後的分析也讓團隊確認坩堝擁有多層性質，並且與矽材品質息息相關。
目前研究人員已經成功讓機器人辨識坩堝缺陷，SINTEF 新型機器人可快速且可精確掃描坩堝品質與狀態，不讓品質不佳的坩堝進火爐。
不過打造什麼都會的感測器是個天方夜譚，因此他們結合一系列檢測儀器，讓儀器能夠相互溝通與串聯，Bones 指出，其中共焦式（confocal）白光感測器是最重要的機器之一，其可響應白光光譜中不同顏色和相對應波長。
該機器也包括高解析數位 CCD 相機，可聚焦在非常細微的點上，只要再連接到機器視覺設備，系統就能夠識別材料的變化與缺陷。Bones 表示，研究目的是測量石英坩堝的曲率（curvature）和厚度。為了精確檢查每一點，機器人也設有多個距離感測器，運用軌道計算讓機器能連續校正檢測位置。
Robot vision makes solar cell manufacture more efficient
科技新知
提升太陽能製造品質，以機器視覺取代人工檢測坩堝
- 發佈日期:2018/6/20
- 資料來源：科技新報
- 點閱次數：687次
發布日期 2018 年 06 月 19 日 14:30 | 作者 EnergyTrend
最佳化單晶矽製程一直以來都是 SINTEF 研究重點，目前研究員則將焦點放在檢測石英坩堝（quartz crucible）上。該設備是晶鑄造製程的重要耗材，為盛裝晶材並進行加熱的容器，得承載材料重量、耐高溫，長晶結束並降溫後，坩堝會破裂且必須要可輕易與矽棒分離；假如坩堝品質不好，石英結晶片在加熱過程中會脫落，並黏著到單晶矽上進而降低成晶率。
SINTEF 太陽能電池研究員 John Atle Bones 表示，原料越好、太陽能電池效率就越高，這也可以同時減少太陽能製造對環境影響，因此石英坩堝品質居關鍵地位，然而目前坩堝品質大多只有肉眼檢查擔保，局限性非常大。
因此研究員打算用機器人取代人工檢查，SINTEF 與挪威科技大學（NTNU）學生開發搭載眾多光學檢測儀器的機器人，讓機器擁有超視覺和檢測特性。也由於石英坩堝由不同層次結構組成、結合各種反射率和透明度，因此為檢測出坩堝故障和缺陷，得深入檢查、不能只靠肉眼。
Bones 表示，研發之初團隊已仔細研究坩堝，確定坩堝品質與單晶矽關係。為得知兩者關係，團隊可說是非常粗暴的採用破壞性方法，研究員把材料粉碎、研磨並溶解，不過之後的分析也讓團隊確認坩堝擁有多層性質，並且與矽材品質息息相關。
目前研究人員已經成功讓機器人辨識坩堝缺陷，SINTEF 新型機器人可快速且可精確掃描坩堝品質與狀態，不讓品質不佳的坩堝進火爐。
不過打造什麼都會的感測器是個天方夜譚，因此他們結合一系列檢測儀器，讓儀器能夠相互溝通與串聯，Bones 指出，其中共焦式（confocal）白光感測器是最重要的機器之一，其可響應白光光譜中不同顏色和相對應波長。
該機器也包括高解析數位 CCD 相機，可聚焦在非常細微的點上，只要再連接到機器視覺設備，系統就能夠識別材料的變化與缺陷。Bones 表示，研究目的是測量石英坩堝的曲率（curvature）和厚度。為了精確檢查每一點，機器人也設有多個距離感測器，運用軌道計算讓機器能連續校正檢測位置。
Robot vision makes solar cell manufacture more efficient
（本文由 EnergyTrend 授權轉載；首圖來源：shutterstock）
