太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統的製作方法

2023-10-09 14:48:04

太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，光致螢光檢測平臺上設有能夠傳信於處理器的少子壽命探測器，電致螢光檢測平臺上設有能夠給樣品施加直流電源的加電裝置，且該加電裝置、樣品和電致螢光檢測平臺能夠形成一個導電迴路，少子壽命檢測模塊能夠朝光致螢光檢測平臺發射閃光，雷射照明系統能夠朝光致螢光檢測平臺和電致螢光檢測平臺之一發射雷射，圖像採集系統能夠採集樣品發出的螢光圖像並傳信給處理器，本發明一臺設備可以分別進行光致螢光檢測、電致螢光檢測、少子壽命測試和串聯電阻測試，樣品缺陷檢測分析全面、準確，且無需反覆更換設備，操作方便，有效提高工作效率，節約了生產成本。
【專利說明】太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種太陽能矽片及電池片檢測系統，特別涉及一種太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統。
【背景技術】
[0002]國內外光伏產業發展迅猛，提高光電轉化效率和降低成本成為整個行業的目標。太陽能電池生產流程中出現的黑芯、黑邊、隱裂、擴散問題、汙染、崩邊及少子壽命等等缺陷嚴重限制了電池的光電轉化效率和使用壽命。因此，太陽能行業亟需相關製程檢測分選出影響光電轉化效率的各類缺陷，提高轉化效率。隨著光伏行業逐步趨於成熟，對於檢測設備的依賴將會越來越大。太陽能電池檢測及分選設備的重要性日漸凸顯，並將成為太陽能光伏產業的關鍵設備，同時也正面臨更高的檢測精度、更快的檢測速度、滿足在線和離線檢測以及更全面的檢測方法等一系列挑戰。
[0003]光致螢光圖像、電致螢光圖像的檢測是通過加電機構或高功率雷射照明對樣品進行激勵，使其輻射出螢光，再利用高清晰近紅外成像系統對螢光圖像進行捕捉，可以檢測的缺陷包括黑芯、黑邊、隱裂、斷線、黑角等。
[0004]由於晶體矽太陽電池的性能主要決定於在電池體內和表面的電子-空穴對的複合，因此能夠準確地獲得少子壽命數據對分析提高產品轉換效率是十分中重要的。
[0005]串聯電阻的分布同樣可以反映產品的質量情況，通過對串聯電阻的測試，可以對擴散制結、電極印刷等工藝進行管控。
[0006]目前陽能矽片及電池片缺陷監測都是採用上述方法中的一中，其只能分析某一工藝階段可能出現的部分缺陷，不能全面反映陽能矽片及電池片的缺陷情況，且目前各種檢測都是通過各自的檢測設備分別進行，要進行兩種以上的檢測需要更換不同的檢測設備，檢測效率低，檢測程序繁瑣。

【發明內容】

[0007]為了彌補以上不足，本發明提供了一種太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，該太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統可以更全面的、準確的分析樣品的缺陷，同時也避免了重複的繁冗的操作，提高工作效率，節約生產成本。
[0008]本發明為了解決其技術問題所採用的技術方案是:一種太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，包括機架、樣品放置平臺、處理器、少子壽命檢測模塊、圖像採集系統和雷射照明系統，所述少子壽命檢測模塊、圖像採集系統和雷射照明系統分別固設於機架上，樣品放置平臺包括固定於機架上的導軌和能夠沿導軌滑動的光致螢光檢測平臺及電致螢光檢測平臺，所述光致螢光檢測平臺上設有少子壽命探測器，該少子壽命探測器傳信於處理器，所述電致螢光檢測平臺上設有能夠給樣品施加直流電源的加電裝置，且該加電裝置、樣品和電致螢光檢測平臺能夠形成一個導電迴路，少子壽命檢測模塊能夠朝位於設定位置的光致螢光檢測平臺上的樣品發射閃光，雷射照明系統能夠朝光致螢光檢測平臺和電致螢光檢測平臺之一上的樣品發射雷射，圖像採集系統能夠採集處於設定位置的樣品發出的螢光圖像並傳信給處理器進行分析和處理。
[0009]作為本發明的進一步改進，所述光致螢光檢測平臺和電致螢光檢測平臺採用聯動定位的機械結構。
[0010]作為本發明的進一步改進，所述導軌上設有可調節限位環，該可調節限位環與光致螢光檢測平臺和電致螢光檢測平臺能夠拆卸固定連接，並將光致螢光檢測平臺和電致螢光檢測平臺之一固定於設定位置。
[0011]作為本發明的進一步改進，所述電致螢光檢測平臺與真空發生器連接，真空發生器能夠使電致螢光檢測平臺與樣品之間產生真空。
[0012]作為本發明的進一步改進，所述電致螢光檢測平臺上的加電裝置為三條探針條，該三條探針能夠與樣品緊密接觸。
[0013]作為本發明的進一步改進，所述三條探針能夠拆卸固定於探針架上，探針架與電致螢光檢測平臺鉸接連接，還設有一鎖緊機構，該鎖緊機構能夠將蓋板與電致螢光檢測平臺鎖緊固定。
[0014]作為本發明的進一步改進，還設有氣壓彈簧，氣壓彈簧的兩端分別與電致螢光檢測平臺和探針架側壁固定連接。
[0015]作為本發明的進一步改進，所述雷射照明系統包括控制雷射器和雷射照明鏡頭，所述控制雷射器能夠接收處理器命令發射雷射給雷射照明鏡頭，雷射照明鏡頭內依次設有光束整形光管、聚焦鏡頭和光斑調整裝置。
[0016]作為本發明的進一步改進，所述圖像採集系統為CXD相機。
[0017]作為本發明的進一步改進，所述加電裝置施加的直流電源為二象限可編程直流電源。
[0018]本發明的有益技術效果是:本發明通過將光致螢光檢測平臺及電致螢光檢測平臺機械式聯動設計，使其在導軌上滑動擇一的位於檢測的設定位置，一臺設備可以分別進行光致螢光檢測、電致螢光檢測、少子壽命測試和串聯電阻測試，一臺設備就可以將太陽能矽片及電池片缺陷進行全面檢測，樣品缺陷檢測分析全面、準確，且無需反覆更換設備，操作方便，有效提高工作效率，節約了生產成本。
[0019]【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的第一種檢測狀態主視圖；
[0021]圖2為本發明的第二種檢測狀態主視圖；
[0022]圖3為樣品放置平臺主視圖；
[0023]圖4為樣品放置平臺俯視圖；
[0024]圖5為電致螢光檢測平臺立體圖；
[0025]圖6為光致螢光缺陷檢測原理示意圖；
[0026]圖7為電致螢光缺陷檢測原理示意圖；
[0027]圖8為少子壽命檢測原理示意圖。【具體實施方式】
[0028]實施例:一種太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，包括機架、樣品放置平臺、處理器12、少子壽命檢測模塊1、圖像採集系統4和雷射照明系統5，所述少子壽命檢測模塊1、圖像採集系統4和雷射照明系統5分別固設於機架上，樣品放置平臺包括固定於機架上的導軌3和能夠沿導軌3滑動的光致螢光檢測平臺2及電致螢光檢測平臺7，所述光致螢光檢測平臺2上設有少子壽命探測器10，該少子壽命探測器10傳信於處理器12，所述電致螢光檢測平臺7上設有能夠給樣品11施加直流電源的加電裝置16，且該加電裝置16、樣品11和電致螢光檢測平臺7能夠形成一個導電迴路，少子壽命檢測模塊I能夠朝位於設定位置的光致螢光檢測平臺2上的樣品11發射閃光，雷射照明系統5能夠朝光致螢光檢測平臺2和電致螢光檢測平臺7之一上的樣品11發射雷射，圖像採集系統4能夠採集處於設定位置的樣品11發出的螢光圖像並傳信給處理器12進行分析和處理，進行光致螢光檢測時，將樣品放置平臺的光致螢光檢測平臺2滑動到設定位置，處理器12控制雷射照明系統5向樣品11輸出雷射15，雷射15的光斑照射在樣品11上，樣品11發出螢光圖像13，圖像採集系統4對該螢光圖像13進行採集後將數據輸出給處理器12，處理器12經分析後輸出檢測樣品11的光致螢光圖像13的相關信息；
[0029]進行電致螢光檢測時，將樣品11放置於電致螢光檢測平臺7上並將其移動到設定位置，處理器12控制加電裝置16對樣品11施加直流電，樣品11通電後產生螢光圖像採集系統4對該螢光圖像進行採集後將數據輸出給處理器12，處理器12經分析後輸出檢測樣品11的電致螢光圖像的相關信息；
[0030]少子壽命測試，將樣品11放置在光致螢光檢測平臺2上，並將其移動到設定位置，處理器12控制少子壽命檢測模塊I發出閃光17照射樣品11，少子壽命探測器10將收集的數據傳輸給處理器12 ；
[0031]當進行串聯電阻測試時，將樣品11放置於電致螢光檢測平臺7上並將其移動到設定位置，處理器12控制加電裝置16對樣品11施加直流電，圖像採集系統4對樣品11進行螢光圖像的採集並將數據傳輸給處理器12，處理器12控制雷射照明系統5向樣品11輸出雷射，光斑照射到樣品11上，圖像採集系統4再進行螢光圖像的採集並將數據傳輸給處理器12，最後處理器12對採集到兩組數據進行自動分析處理，最後顯示檢測到的樣品11串聯電阻分布圖像的相關信息。
[0032]所述光致螢光檢測平臺2和電致螢光檢測平臺7採用聯動定位的機械結構。
[0033]所述導軌3上設有可調節限位環9，該可調節限位環9與光致螢光檢測平臺2和電致螢光檢測平臺7能夠拆卸固定連接，並將光致螢光檢測平臺2和電致螢光檢測平臺7之一固定於設定位置，可調節限位環9可以將光致螢光檢測平臺2和電致螢光檢測平臺7快速固定，確保在檢測時樣品11位置不會發生變動，保證檢測的精確度，可調節限位環9可以是位於設定位置的一個，其選擇性的與需要進行檢測的光致螢光檢測平臺2和電致螢光檢測平臺7之一固定連接，也可以是平行間隔排列的三組，其中相鄰的兩組同時與光致螢光檢測平臺2和電致螢光檢測平臺7固定，並使光致螢光檢測平臺2和電致螢光檢測平臺7之一位於設定位置，該設定位置為三組可調節限位環9的中間位置，可調節限位環9與光致螢光檢測平臺2和電致螢光檢測平臺7通過卡扣的方式定連接為比較好的方案，當然還可以是其它可以拆卸的連接方式，如頂緊固定連接方式，夾持的連接方式等等，此為本領域技術人員根據本專利很容易想到的結構，屬於本專利的等同替換。
[0034]所述電致螢光檢測平臺7與真空發生器連接，真空發生器能夠使電致螢光檢測平臺7與樣品11之間產生真空，電致螢光檢測平臺7上通過電極與樣品11接觸形成導電迴路，電致螢光檢測平臺7與樣品11之間產生真空後，可以使待測樣品11與電致螢光檢測平臺7上的電極良好接觸。
[0035]所述電致螢光檢測平臺7上的加電裝置16為三條探針條，該三條探針能夠與樣品11緊密接觸。
[0036]還設有探針架6，三條探針能夠拆卸固定於探針架6上，探針架6與電致螢光檢測平臺7鉸接連接，還設有一鎖緊機構8，該鎖緊機構8能夠將蓋板與電致螢光檢測平臺7鎖緊固定，可以替換使用5、6inch的探針固定於探針架6上對不同規格的太陽能電池片進行加電，使用時，探針架6與電致螢光檢測平臺7扣合，探針架6上的探針就與樣品11接觸，然後將鎖緊機構8鎖緊，就可以保證探針與樣品11保持穩定的連接狀態。
[0037]還設有氣壓彈簧，氣壓彈簧的兩端分別與電致螢光檢測平臺7和探針架6側壁固定連接。
[0038]所述雷射照明系統5包括控制雷射器14和雷射照明鏡頭，所述控制雷射器14能夠接收處理器12命令發射雷射給雷射照明鏡頭，雷射照明鏡頭內依次設有光束整形光管、聚焦鏡頭和光斑調整裝置。
[0039]所述圖像採集系統4為(XD相機。
[0040]所述加電裝置16施加的直流電源為二象限可編程直流電源。
【權利要求】
1.一種太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，其特徵是:包括機架、樣品放置平臺、處理器(12)、少子壽命檢測模塊(I)、圖像採集系統(4)和雷射照明系統(5)，所述少子壽命檢測模塊(I)、圖像採集系統(4)和雷射照明系統(5)分別固設於機架上，樣品放置平臺包括固定於機架上的導軌(3)和能夠沿導軌(3)滑動的光致螢光檢測平臺(2)及電致螢光檢測平臺(7 )，所述光致螢光檢測平臺(2 )上設有少子壽命探測器(10 )，該少子壽命探測器(10 )傳信於處理器(12)，所述電致螢光檢測平臺(7)上設有能夠給樣品(11)施加直流電源的加電裝置(16)，且該加電裝置(16)、樣品(11)和電致螢光檢測平臺(7)能夠形成一個導電迴路，少子壽命檢測模塊(I)能夠朝位於設定位置的光致螢光檢測平臺(2)上的樣品(11)發射閃光，雷射照明系統(5)能夠朝光致螢光檢測平臺(2)和電致螢光檢測平臺(7)之一上的樣品(11)發射雷射，圖像採集系統(4)能夠採集處於設定位置的樣品(11)發出的螢光圖像並傳信給處理器(12)進行分析和處理。
2.如權利要求1所述的太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，其特徵是:所述光致螢光檢測平臺(2)和電致螢光檢測平臺(7)採用聯動定位的機械結構。
3.如權利要求2所述的太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，其特徵是:所述導軌(3)上設有可調節限位環(9)，該可調節限位環(9)與光致螢光檢測平臺(2)和電致螢光檢測平臺(7)能夠拆卸固定連接，並將光致螢光檢測平臺(2)和電致螢光檢測平臺(7)之一固定於設定位置。
4.如權利要求1所述的太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，其特徵是:所述電致螢光檢測平臺(7 )與真空發生器連接，真空發生器能夠使電致螢光檢測平臺(7 )與樣品(11)之間產生真空。
5.如權利要求1所述的太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，其特徵是:所述電致螢光檢測平臺(7 )上的加電裝置(16 )為三條探針條，該三條探針能夠與樣品(11)緊密接觸。
6.如權利要求5所述的太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，其特徵是:還設有探針架(6)，三條探針能夠拆卸固定於探針架(6)上，探針架(6)與電致螢光檢測平臺(7)鉸接連接，還設有一鎖緊機構(8)，該鎖緊機構(8)能夠將蓋板與電致螢光檢測平臺(7)鎖緊固定。
7.如權利要求6所述的太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，其特徵是:還設有氣壓彈簧，氣壓彈簧的兩端分別與電致螢光檢測平臺(7)和探針架(6)側壁固定連接。
8.如權利要求1所述的太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，其特徵是:所述雷射照明系統(5)包括控制雷射器(14)和雷射照明鏡頭，所述控制雷射器(14)能夠接收處理器(12)命令發射雷射給雷射照明鏡頭，雷射照明鏡頭內依次設有光束整形光管、聚焦鏡頭和光斑調整裝置。
9.如權利要求1所述的太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，其特徵是:所述圖像採集系統(4)為CXD相機。
10.如權利要求1所述的太陽能矽片及電池片缺陷檢測系統，其特徵是:所述加電裝置(16 )施加的直流電源為二象限可編程直流電源。
【文檔編號】H01L21/66GK103871919SQ201210539390
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月13日 優先權日:2012年12月13日
【發明者】王利順, 陳利平, 裴世鈾, 李波 申請人:蘇州中導光電設備有限公司