含裂縫矽晶太陽能電池的面內與面外共振模態量測

Abstract

薄紙般的矽晶太陽能電池兼具結構撓性及材料脆性，製造過程中容易產生肉眼不易察覺的細微裂縫，當太陽能電池組成模組時，受熱或壓力等負荷，容易發生結構性破壞。本研究以自行研發的寬頻壓電換能器量測矽晶太陽能電池的振動頻率響應函數，再以共振頻率激發對應之共振模態，應用量測面內及面外位移之電子光斑干涉術(ESPI)，全域檢測矽晶太陽能電池。矽晶太陽能電池面內振動的模態密度低，適宜以ESPI拍攝面內共振模態，檢出貫穿裂縫位置，裂縫附近之光斑干涉條紋呈現不連續。然而，面外振動的模態密度高，不易以ESPI拍攝出共振模態，但仍可以單頻激發的振形清晰檢出表面裂縫的特徵，表面裂縫附近的光斑干涉條紋呈現V形特徵。有限元素分析之共振模態與量測結果驗證了實驗的有效性。