制造過程中光學不可見的異常和缺陷降低太陽能電池板的質量，需要采用聲學顯微鏡來進行成像和分析，從而可在量產開始前修改工藝來減少缺陷，或確保在生產中沒有引入缺陷。

    為了達到最高的效率，太陽能電池板制造商下了大力氣。在設備安裝初期，效率必須要高，在安裝好以后，太陽能電池系統即使經受熱應力及其他惡劣環境，也須保持多年的高效率。

    太陽能電池板的質量可能會由于產生于制造過程中的異常和缺陷而降低。在硅太陽能電池板中，典型的缺陷有裂紋、分層或氣孔。起初，缺陷對效率可能只有很小的影響，在制造商進行電學測試或閃光測試時，它們的影響顯得微不足道。然而，在太陽能電池板的使用過程中，這些缺陷可能會長大，一直到效率明顯地降低。

    尋找這些光學不可見的缺陷是非常重要的，因為他們是裝配過程中的缺點的證據。例如，在硅片里面的裂紋，它們很細小以至于不能通過視覺觀察，但是由于硅是硬性的，所以當太陽能電池板正常使用被暴露在太陽底下時，熱循環會使這些缺陷長大。

    在過去的兩年中，采用聲學顯微鏡來成像和分析太陽能電池及面板中的缺陷，這方面的發展相當迅速。聲學顯微鏡在非破壞性成像上具有很長的歷史，它的應用包括封裝的集成電路、粘接晶圓和其他微電子器件，這些樣品在材料和層狀結構上都和太陽能電池及面板很相近。

    聲學成像的目的是在設計階段、樣品階段或早期生產時找到異常和缺陷，從而在量產開始之前修改工藝來減少缺陷。聲學成像在量產中也會被用到，來確保在生產中沒有引入缺陷。通過這種方法就可以獲得設計在產品中的高效率。

    聲學顯微鏡采用了一個超聲波傳感器來掃描感興趣的區域，發送超聲脈沖進入樣品，然后接收從樣品內部返回的回聲。在這些產品材料中，超聲波的速度很快，所以在掃描時傳感器一秒內可以發射數千個脈沖，同時接收數千個回聲。從每個有脈沖的地方得到的聲學數據就是在聲學圖像中成千上萬個像數中的一個。

    感興趣的區域或大或小。掃描時一般只會牽涉到單個電池片，但是最近Sonocan有報道，現有的自動聲學顯微系統可以很容易地完成數米長的面板的掃描。用來產生像數的回聲只來自電池片或面板內的材料界面，例如玻璃封蓋和硅片之間的界面。這個玻璃-硅界面包含了非常薄的光學粘接劑，所以它實際上包括了兩個材料界面。

    到達傳感器的回聲來自于電池片或面板內不同深度。為了只對感興趣的深度進行成像，因此一些回聲會被棄用。如果玻璃-硅界面正好是感興趣的深度，從更深區域（如硅與基底的接觸）返回的回聲將會被排除，也不會在聲學圖像上顯示。在聲學顯微的詞匯中，回聲會在玻璃-硅界面上被選通（gated）。通過選通更深的區域和忽略來自玻璃-硅深度的回聲，更深的區域可以單獨成像。為了實現測試，選通可以非常精確，例如只成像玻璃和光學耦合劑部界面，而不包含光學耦合劑底部和硅界面的圖像。   

圖1.硅電池和玻璃與硅間的粘接劑之間不規則的氣孔的聲學圖像。

    圖1是一個電池片局部區域的高度放大的聲學圖像。為了獲得圖像，回聲被選通在玻璃和硅的界面，包括了玻璃和硅之間的粘接劑。

    三條水平的暗線是導線。不規則的白色區域是分層，可能位于粘接劑底部和硅之間。它們看起來很亮，這是應為反射的超聲波很強，返回的回聲信號有很高的放大倍數。分層似乎有擴張，在擴張過程中，它們被硅上的金屬導線限制。同一個電池片中的其他分層具有同樣的圖形，所以分層很有可能位于光學粘接劑和硅之間。

    這些分層都很小，在目前的狀態下它們對效率和可靠性只有很小的影響。但是測試說明粘接劑-硅界面易受分層的影響。如果更多的電池片或面板也顯示了相似的分層，那么尋找分層的成因就很有意義。在大尺寸上，這樣的分層會降低太陽能電池的效率，因為他們不僅反射超聲波，還反射太陽光，因此會降低到達硅的太陽光的強度。    

圖2.導電條較暗區域與硅之間有粘接；白色區域沒有粘接。

    在圖2中，水平的特征圖像是導電條，或者更精確地說是導電條和硅之間的界面。箭頭指向導電條右端尾部的那部分界面非常暗，表明回聲具有較低的放大倍數，來自于兩種材料間粘接較好的地方。但是大多數導電條和硅之間的接觸區域都很明亮，意味著它們之間根本就沒有接觸。在工作時，這種未連接可能導致導電條過熱而失效。