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走進(jìn)光伏龍頭:一塊電池片的「AI」智檢之旅

2025-04-27


在長(cháng)達數百米的自動(dòng)產(chǎn)線(xiàn)上,機械臂精準抓起一顆單晶硅片,經(jīng)過(guò)制絨、擴散、刻蝕、鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結等數十道關(guān)鍵工藝及層層檢測,一個(gè)薄如紙片的光伏電池片便下線(xiàn)了。

光伏組件效率每提高1%,度電成本可節省6%,而電池片正是組件的核心。電池片越薄越能降低成本,卻更易產(chǎn)生隱裂、斷柵及漏漿等缺陷,一旦漏檢將在EL終檢環(huán)節造成高達15%電池片報廢、年損超千萬(wàn);嚴防之下,傳統檢測方案頻繁出現誤報警,人力成本攀升制約生產(chǎn)效能。

近期,凌云光為某光伏頭部客戶(hù)構建了“AOI+F.Brain+GMQM”整體解決方案,對電池片生產(chǎn)工藝過(guò)程中產(chǎn)生的隱裂、斷柵及漏漿等20余類(lèi)缺陷精準檢出和剔除,缺陷實(shí)時(shí)準確分類(lèi)率≥98%。方案打造的云-邊-端質(zhì)量管理平臺,實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)生產(chǎn)數據和質(zhì)量分析數據,建立了質(zhì)量工藝追溯體系,實(shí)現從單機臺到跨設備、再到跨數十條產(chǎn)線(xiàn)一致可靠的產(chǎn)品質(zhì)量管理,推動(dòng)產(chǎn)品良率提升1%,部分工藝人力節省75%,并大幅縮短了電池片換型迭代時(shí)間,已在多家頭部客戶(hù)落地。

誤判停機銳減 μm級隱裂"0"漏檢
「視覺(jué)+算法」高精度、低成本的質(zhì)量突圍
絲網(wǎng)印刷AOI:AI二次分類(lèi),降低誤報誤判

數十條產(chǎn)線(xiàn)上,絲網(wǎng)印刷機正高速為硅片“織網(wǎng)”,經(jīng)多道印刷工序后,縱橫交錯銀柵線(xiàn)如毛細血管般鋪展,導電性能決定發(fā)電效率極限。為提高組件效率,客戶(hù)創(chuàng )新采用特殊導電漿料制作銀柵。然而,漿料由于反光成像對比度低引發(fā)設備誤判率高,“設備一報警,質(zhì)檢人員就得跑斷腿去查,但實(shí)際是良品虛驚一場(chǎng)”。
凌云光項目團隊扎根生產(chǎn)一線(xiàn)對工藝拆解分析,兩周內提出檢測方案,首月AOI設備即上線(xiàn):方案通過(guò)光學(xué)成像優(yōu)化,并結合F.Brain深度學(xué)習算法進(jìn)行缺陷標注、模型訓練與調優(yōu),實(shí)現對破片、漏漿及主柵缺失等缺陷精確分類(lèi)分級,誤判率極大降低,關(guān)鍵缺陷零漏檢。同時(shí)該設備還與產(chǎn)線(xiàn)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng),當批量報廢缺陷發(fā)生時(shí)能迅速報警停機,生產(chǎn)效能顯著(zhù)提升,目前該AOI設備已批量部署。

 單相機隱裂檢測:行業(yè)首創(chuàng ),低硬件成本

隱裂是光伏電池片最隱蔽的“致命傷”,是光伏電池片優(yōu)先級最高的視覺(jué)檢測工藝之一。一根頭發(fā)絲寬(≥20μm)的裂紋可能引發(fā)碎片卡堵導致產(chǎn)線(xiàn)停止,碎片沾水還將污染整爐工藝環(huán)境造成數千片報廢,單次損失超數萬(wàn)元。

行業(yè)早期一般采用雙相機方案(銦鎵砷+CMOS),硬件成本高,且無(wú)法拍攝硅片底部崩邊缺陷。凌云光在業(yè)界率先采用單相機方案,結合定制近紅外LED光源,優(yōu)化光學(xué)及圖像處理算法對正反面隱裂及崩邊缺角等缺陷高速成像,成為行業(yè)新的主流方案。 

PL檢測系統:早發(fā)現早處理,高速無(wú)損

凌云光PL檢測系統基于光致發(fā)光原理,支持每小時(shí)8000片高速無(wú)損檢測,隱裂、霧狀發(fā)黑、吸盤(pán)印、皮帶印等缺陷識別準確率98%,零接觸避免二次隱裂(頭部客戶(hù)復購率100%)。項目團隊創(chuàng )新集成GMQM模塊,貫通擴散、刻蝕、LECO、燒結、成品等多工藝段在線(xiàn)過(guò)程監控,將終檢問(wèn)題前置攔截與質(zhì)量追溯,推動(dòng)質(zhì)量管理從“事后堵漏”轉向“主動(dòng)檢測”。

數十產(chǎn)線(xiàn)隨時(shí)換型 從周級縮短至小時(shí)級?
「AI+數據」從AOI質(zhì)檢向全流程的效率突圍

光伏行業(yè)對效率有著(zhù)極致追求,慢走等于退步,效率決定效益。為快速響應產(chǎn)品技術(shù)迭代需求,產(chǎn)線(xiàn)平均每2-3個(gè)月就需更換一次網(wǎng)版,每次換型柵線(xiàn)背景均會(huì )發(fā)生變化,傳統的算法模型檢測效果下降明顯。此外,客戶(hù)在缺陷樣本采集導入以及模型部署更新上耗費了大量人力,由于缺乏統一的模型管理,整個(gè)迭代穩定過(guò)程耗時(shí)耗力需要近一周時(shí)間。
為此,凌云光引入雙輸入模板比對算法,通過(guò)同時(shí)輸入“正?!保∣K品)和“異?!保ㄈ毕荩┠0?,模型真正學(xué)習到缺陷本身的特征實(shí)時(shí)準確檢出缺陷,而不受背景變化影響,能夠隨時(shí)應對任意網(wǎng)版換型。
同時(shí),將AOI設備和AI算法平臺直接連通,從缺陷樣本采集到模型訓練、封裝、部署全程在線(xiàn)打通,從而實(shí)現模型在線(xiàn)迭代/部署,無(wú)需人工采集/拷貝/傳遞,電池片換型時(shí)間大大縮短:常規缺陷迭代穩定僅需12h;突發(fā)缺陷或者缺陷漏檢等應急情況下,也僅需2h即可敏捷響應。同時(shí),樣本收集時(shí)間減少80%,模型部署效率提升90%,模型管理效率提升95%。整個(gè)模型迭代效率大大提升,而且數據不出廠(chǎng)、安全有保障。
未來(lái),凌云光將持續深化“視覺(jué)+AI”融合,以AI缺陷分析、質(zhì)量檢測及質(zhì)量預警等質(zhì)量管理方案,驅動(dòng)光伏行業(yè)持續提質(zhì)降本增效,服務(wù)好行業(yè)智能制造訴求。

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