得益于成熟技術(shù)與高成本效益比，太陽能設(shè)備量逐年高升、電價更是持續(xù)下跌，該技術(shù)正在成為世上數(shù)一數(shù)二高效能源，而挪威科學(xué)與業(yè)研究院(SINTEF)研究人員打算利用機(jī)器人來提高產(chǎn)品品質(zhì)，進(jìn)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)備是晶鑄造制程的重要耗材，為盛裝晶材并進(jìn)行加熱的容器，得承載材料重量、耐高溫，長晶結(jié)束并降溫后，坩堝會破裂且必須要可輕易與矽棒分離;假如坩堝品質(zhì)不好，石英結(jié)芯片在加熱過程中會脫落，并黏著到單晶硅上進(jìn)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，因此石英坩堝品質(zhì)居關(guān)鍵地位，然而目前坩堝品質(zhì)大多只有肉眼檢查擔(dān)保，局限性非常大。

因此研究員打算用機(jī)器人取代人工檢查，SINTEF 與挪威科技大學(xué)(NTNU)學(xué)生開發(fā)搭載眾多光學(xué)檢測儀器的機(jī)器人，讓機(jī)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(tuán)隊已仔細(xì)研究坩堝，確定坩堝品質(zhì)與單晶硅關(guān)系。為得知兩者關(guān)系，團(tuán)隊可說是非常粗暴的采用破壞性方法，研究員把材料粉碎、研磨并溶解，不過之后的分析也讓團(tuán)隊確認(rèn)坩堝擁有多層性質(zhì)，并且與矽材品質(zhì)息息相關(guān)。

目前研究人員已經(jīng)成功讓機(jī)器人辨識坩堝缺陷，SINTEF 新型機(jī)器人可快速且可精確掃描坩堝品質(zhì)與狀態(tài)，不讓品質(zhì)不佳的坩堝進(jìn)火爐。

不過打造什么都會的感測器是個天方夜譚，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)白光感測器是最重要的機(jī)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(jī)器也包括高解析數(shù)碼 CCD 相機(jī)，可聚焦在非常細(xì)微的點上，只要再連接到機(jī)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(jī)器人也設(shè)有多個距離感測器，運(yùn)用軌道計算讓機(jī)器能連續(xù)校正檢測位置。