O processo de fabricação das células solares baseadas no silício inicia-se a partir de lingotes ou barras de silício, que se cortam em wafers, posteriormente dopadas para criar uniões activas. Em seguida, aplica-se um revestimento e acrescentam-se os condutores metálicos na wafer. Na parte posterior são adicionadas as lâminas de alumínio. Assim que a célula solar é testada, começa a produção do painel solar onde se combinam múltiplas células através de um processo de soldadura. Por último é sobreposto um cristal nos painéis que são emoldurados para a instalação.

 

Devido ao constante aumento de preço do silício, procura-se laminar os lingotes em wafers cada vez mais finas, para poder atingir um máximo aproveitamento. Isto implica que o surgimento de defeitos seja praticamente inevitável, tanto no processo de separação como na manipulação do material. A partir do lingote já se inicia o processo de controlo e produção.

 

A própria formação dos lingotes não está isenta de erros e durante o crescimento cristalino costumam aparecer fendas interiores, que se podem visualizar e separar, fazendo que o corte das wafers somente aconteça nas partes do lingote onde não tenham surgido estas fracturas.

 

Uma das metodologias utilizadas para determinar a presença de brechas ou fendas nas barras consiste em iluminar os lingotes com luz infravermelha e localizar os defeitos a partir de câmaras térmicas baseadas na tecnologia InGaAs, que permitem observar o espectro infravermelho entre os 900 e os 1700nm. É conhecido que um dos comprimentos de onda que melhor permite identificar o aspecto das fendas de silício policristalino é o que está em torno dos 1200nm. A tecnologia moderna permite utilizar câmaras com este tipo de sensores, capazes de detectar as fendas de menor tamanho.

 

As câmaras infravermelhas da Xenics, como a XS-1.7-320 incorporam estes sensores InGaAs e proporcionam imagens de alta qualidade além de oferecer a flexibilidade de trabalhar com ópticas do tipo zoom, o que torna estas câmaras ideais para a inspecção de células solares.

 

Dependendo do processo de fabricação, é muito importante conhecer o volume e a forma exacta dos lingotes, tanto para a sua separação em lingotes de menor tamanho, como para cortar as wafers. O melhor método para a determinação do volume também requer uma tecnologia baseada na visão artificial. Trata-se da medição do volume a partir de múltiplas câmaras e lasers lineares, que trabalhando conjuntamente criam uma imagem 3D do lingote.

 

Para isso é utilizado um sistema com três câmaras situadas à volta do lingote, cada uma delas cobrindo um ângulo de 120° o que proporciona a visualização da circunferência total. Utilizam-se também três lasers que projectam uma linha visível por cada uma das câmaras. A medida que as câmaras se deslocam ao longo do lingote, se constrói uma representação em 3D da barra de silício no PC. Uma vez obtida esta representação, determina-se o melhor método de corte das wafers, para obter o mínimo possível de perdas.

 

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