Neue Infrarot-Temperatursensoren für die Photovoltaik- und Halbleiter-Industrie

Die Optris GmbH stellt neue innovative Infrarotsensoren und Infrarotkameras für die Photovoltaik-Industrie zur berührungslosen Temperaturmessung bei Wafer,-Zell und Modul-Herstellungspro-zessen vor. Ziele der Anwendung dieser Messtechniken sind die Prozessoptimierung, eine Kostenreduktion und die Qualitätserhöhung. Dabei ist der Einsatz dieser Infrarot-Temperatursensoren sowohl für die Anwender in schon bestehenden Produktionslinien als auch für die Maschinenbauer selbst interessant. Dies gilt sowohl für die Herstellung von Solarzellen auf Siliziumbasis als auch für die Herstellung mittels III/V-, II/VI- oder I/III/VI-Halbleitern.

Hochtemperatursensoren der Serien Optris CT1M, CT2M und CT3M ermöglichen mit Messwellenlängen von 1,0 µm , 1,6 µm oder auch 2,3 µm berührungslose Temperaturmessungen bei ausgewählten Schritten der Wafer- bzw. Vorproduktherstellung mit Messtemperaturen in Bereichen schon ab 50°C bis hin zu 1800°C. Diese Sensoren zeichnen sich besonders durch ihre kleinen Abmessungen von 14 mm Durchmesser bei 28 mm Länge und einen sehr niedrigen Preis pro Messstelle aus. Wünscht man eine zusätzliche Messfeldmarkierung, so sind Sensoren der Serien CTlaser 1M, CTlaser 2M und CTlaser 3M eine gute Wahl. Das Doppel-Laservisier mit 2 Strahlen folgt dem infrarotoptischen Messstrahlengang und markiert in jeder Entfernung die Messfeldgröße, verbunden mit der Realisierung kleinster Messfelder ab 0,45 mm bzw. 0,7 mm Durchmesser, und das zu einem von Optris schon bekannten sehr guten Preis/Leistungsverhältnis. Die meisten handelsüblichen Sensoren verwenden nur einen Mittelpunkts-Laserstrahl oder ein Durchblick- bzw. Videovisier und markieren nur die Mitte oder/und die ungefähre, aber nicht die exakte Größe des Messspots.

In der Zellen- bzw. Modulfertigung ist die optimale und homogene Beschichtung von Oberflächen durch eine sehr hohe Genauigkeit und Temperaturauflösung der berührungslosen Temperaturmessung zu gewährleisten. Der Infrarot-Temperatursensor Optris CSm hs setzt einen neuen Meilenstein in der Infrarotthermometrie. Er ermöglicht die Messung feinster Temperaturunterschiede von 0,025°C. Durch das thermische und elektronische Design wird außerdem eine äußerst geringe Umgebungstemperaturdrift gewährleistet. Er benötigt keine mechanisch bewegten Teile wie Chopper und ähnliches, und das bei sehr geringen Abmessungen von 30mm Durchmesser und 55mm Länge. Vakuumdichte Messköpfe und kundenspezifische Vakuumdurchführungen ermöglichen die Adaption an und in die Prozesskammern.

Der Sensor Optris CSm hs eignet sich auch sehr gut zur Überwachung der Homogenität bei der Produktion von hochqualitativem Glas für moderne Applikationen. Bei der Produktion von Glas für die oben genannten Solarpaneele als auch von Glas für Flachbildschirme wird eine hohe Homogenität von speziellen Coatings über die gesamte Ausdehnung der Oberfläche verlangt.

Beim Verbinden von Zellen zu Solarmodulen wird z. B. beim String-Löten eine schonende Behandlung der Zellen verlangt. Gleichzeitig soll aber der Prozess in möglichst hoher Geschwindigkeit ablaufen. Deshalb ist eine Optimierung des Wärmeeintrages sowohl beim Induktionslöten, Heissluftlöten als auch beim modernen Laserlöten nötig. Dies kann mit der neuen miniaturisierten Infrarotkamera Optris PI erreicht werden.

Die Optris PI ist sehr leicht und eine der kleinsten Infrarot-Prozesskameras der Welt. Mit Abmessungen von 45 mm x 45 mm x 62 mm und einem Gewicht von ca. 200 g lässt sie sich problemlos auch unter beengten Platzverhältnissen montieren und ist damit auch ideal in Maschinen und Teststationen integrierbar. Die Infrarotkamera Optris PI ist ein voll radiometrisch messendes Infrarotkamerasystem zur Erfassung und Darstellung von Temperaturbildern und Temperaturprofilen eines zu beobachtenden Objektes. Dabei ermöglicht das integrierte USB 2.0-Interface eine Echtzeit-Thermographie mit 100 Bildern pro Sekunde. Umschaltbare Messbereiche von -20...100°C, 0...250°C und optional 120...900°C ermöglichen eine optimale Anpassung an die Messaufgabe.

Neben der am Markt etablierten Solarzellen-Technologie auf Siliziumbasis ist die Technologie auf Basis von III/V-, II/VI- oder I/III/VI-Halbleitern stark im Wachsen begriffen. Durch moderne und im Vergleich zu den aufwendigeren Technologieschritten der siliziumbasierten Fertigung wesentlich einfacheren und kostengünstigeren Produktion, lassen sich die Preise pro Watt installierter Leistung mehr als halbieren und unter 1 $ pro Watt bringen. Dabei werden zum Beispiel I/III/VI-Mischhalbleiter mit nahezu standardmässiger Druckmaschinentechnologie auf Metallfolien gedruckt. Bei Prozessschritten innerhalb dieser Herstellungstechnologie kommen die oben genannten Sensoren Optris CSm hs, die Infrarotkamera Optris PI und auch Standardsensoren der Optris CT- bzw. Optris CTlaser – Serie mit Temperaturmessbereichen von -50 bis 975°C zum Einsatz.

Optris bietet für alle Infrarot-Thermometer der CT Serie eine integrierbare Profibus DP Schnittstelle (optional) oder andere Plug-In Digitalschnittstellen (optional) wie USB, RS232, RS485 oder Ethernet sowie frei skalierbare Analogausgänge, wie 0/4-20mA, 0-5/10V, Thermoelement Typ K oder J an.

Die Software PI Connect zur Infrarot-Prozesskamera beinhaltet eine Aufnahmefunktion für radiometrische Videos, Schnappschüsse und die Analyse und Signalnachverarbeitung von Infrarotbildern und Infrarotvideosequenzen. Außerdem ist ein vollständiges Geräte-Setup und eine Fernsteuerung möglich.

Die Firma Optris GmbH ist spezialisiert auf die Entwicklung, Produktion und den Vertrieb von berührungslosen Infrarot-Thermometern. Die Produktpalette umfasst portable Infrarot-Temperaturmessgeräte, stationäre Infrarot-Industriethermometer, Infrarot-Wärmebildkame-ras und Kalibrierquellen.

Download der Pressemitteilung als Word-Dokument
Download des Produktbildes (290kB, JPG)