得益于成熟技術(shù)與高成本效益比，太陽能安裝量逐年高升、電價更是持續(xù)下跌，太陽能技術(shù)正在成為世上數(shù)一數(shù)二高效能源。

而挪威科技工業(yè)研究院（SINTEF）的研究人員目前打算利用機器人來提高產(chǎn)品質(zhì)量，進一步提升太陽能應(yīng)用效率。

最佳化單晶硅制程一直以來都是 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(shè)備是單晶鑄造制程的重要耗材，為盛裝晶材并進行加熱的容器，得承載材料重量、耐高溫，并在長晶結(jié)束并降溫后，坩堝會破裂且必須要可輕易與硅棒分離；假如坩堝質(zhì)量不好，石英結(jié)晶片在加熱過程中會脫落，并黏著到單晶硅上從而降低成晶率。

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制造對環(huán)境影響，因此石英坩堝質(zhì)量居關(guān)鍵地位，然而目前坩堝質(zhì)量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(fā)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。也由于石英坩堝由不同層次結(jié)構(gòu)組成、結(jié)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(fā)之初團隊已仔細研究坩堝，確定坩堝質(zhì)量與單晶硅關(guān)系。為得知兩者關(guān)系，團隊可說是非常粗暴、采用破壞性方法，研究員把材料粉碎、研磨并溶解，不過之后的分析也讓團隊確認坩堝擁有多層性質(zhì)，并且與硅材質(zhì)量息息相關(guān)。

目前研究人員已經(jīng)成功讓機器人識別坩堝缺陷，SINTEF 新型機器人可快速且可精確掃描坩堝質(zhì)量與狀態(tài)，不讓質(zhì)量不佳的坩堝進火爐。

不過打造什么都會的傳感器是個天方夜譚，因此他們結(jié)合一系列檢測儀器，讓儀器能夠相互溝通與串聯(lián)，Bones 指出，其中共焦式（confocal）白光傳感器是最重要的機器之一，其可響應(yīng)白光光譜中不同顏色和相對應(yīng)波長。

該機器也包括高解析數(shù)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(shè)備，系統(tǒng)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(shè)有多個距離傳感器，運用軌道計算讓機器能連續(xù)校正檢測位置。

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