CN102279188B - 太阳能晶圆倍速光电检测系统、检测方法及检测机台 - Google Patents

Abstract

本发明适用于太阳能晶圆检测技术领域，提供了一种太阳能晶圆倍速光电检测系统、检测方法及检测机台，用以检测复数待测太阳能晶圆，机台包含一个基座，于基座上设置复数道输送带，用以同时承载及移动多个待测太阳能晶圆进行检测，机台上还设有光学检测系统及倍速光电检测系统，由光学检测系统同时进行各输送带承载的晶圆表面及颜色的检测作业后，再由倍速光电检测系统通过同一个光源进行光电检测，使得各个晶圆于光电检测后所得数据具有相同的比较值，并规划检测时的程序，以增加其检测的效率，最后将各个检测数据传至分类系统做为分类的依据。

Description

太阳能晶圆倍速光电检测系统、检测方法及检测机台

技术领域

本发明涉及一种太阳能晶圆倍速光电检测系统、检测方法及检测机台，尤其是一种在进行检测时透过时序切换检测的倍速光电检测系统。

背景技术

洁净能源如太阳能等的需求日增，目前太阳能的主要转换方式是通过太阳能电池将太阳能转换成电能以供使用，随着太阳能电池的普及，在封装成太阳能电池模块前，必须先进行严格的质量检测，太阳能电池的检测也成为业界的重要课题。

太阳能电池的缺陷一般可分为内部缺陷与外部瑕疵，内部缺陷主要是指由于结构些微断裂造成的微裂（Micro - crake），虽然此种微裂的裂缝宽度可能甚小，甚至仅存在于部分高度范围，但由于微裂会阻断太阳能电池内部光电子的传递，因此会明显降低太阳能电池所生电能的传输效率，即使内部缺陷尺寸很微小，仍然可能影响输出电能，尤其在安装使用一段时间后，因为太阳光的照射以及温度的变化，微隙将可能会继续扩大，对于输出电能的影响也会增大，若是外部的污染如水(H₂O)及氢(H₂)的侵入，对于整体而言将造成更大的损坏。

因此太阳能电池的微裂问题，将成为业界检测的困扰，而较早期的检测方法如图1所示，以有经验的操作人员手持太阳能晶圆11轻微摇晃，利用有内裂的太阳能电池在摇晃时会产生异样声音，纯凭操作人员的耳朵听声辨别。当然，此种检测受限于摇晃的力度并非一致，异常声音也欠缺统一标准，而且人的听力非常有限，一旦摇晃的力度过大，更可能直接损坏受测的太阳能晶圆11导致破裂，因此检测的可信度相当受到质疑。

如图2所示，太阳能晶圆11之收光面111上具有一组供将所接收光转换为电能输出的导电总线112，为提供快速自动化检测，一种太阳能晶圆检测机台将迭放有复数个待测太阳能晶圆11的入料匣，通过移载装置取出待测太阳能晶圆11，并放置在输送带上，凭借一组摄影装置，撷取待测太阳能晶圆11表面形状的影像，以辨识是否存在表面瑕疵；再由光电检测系统以探针接触导电总线112，并以强光源模拟日光照射待测太阳能晶圆11的收光面111而进行检测，并依检测数据作为对太阳能晶圆11进行分类的依据。

由于光学检测系统只需对待测太阳能晶圆的外观进行影像摄取，速度甚快；而光电检测系统则是需增加将探针导接抵置于待测太阳能晶圆的导电总线处的机构动作，并将光源发光照射至收光面上，再由探针测量待测太阳能晶圆受光后所发的电量，最后还要等候探针脱离待测太阳能晶圆，才能移开受测晶圆。因此，在光电检测系统部分需要额外增添探针下压与上提的两个机械动作，与光学检测部分仅单纯摄取影像的电子信号的动作比较，无疑占用较长时间，若在同一条检测路径上进行检测时，检测时间较慢的光电检测系统必然会迟滞检测时间较快的光学检测系统，使整体作业效率无法提升。

另一方面，若单纯为提升检测速度而设置两套完整的光电检测系统，将光学检测完毕的待测太阳能晶圆分流受测，不仅会使成本提高，且在进行光电检测时，更会因为使用两组不同的光源，随着使用时间的增加，作为光源的灯泡因老化而造成发光的亮度有所差异，在进行光电检测时便无法得到一个统一的比较标准，造成检测上的困难与不便。因此，如何改进太阳能检测机台而提升效率，便成为了需要解决的问题。

发明内容

本发明之一目的在于提供一种通过多组检测装置分别对多个待测太阳能晶圆进行检测的倍速检测机台。

本发明之又一目的在于提供一种利用各个检测项目的检测时间差规划出具有流畅性的检测流程的倍速检测机台。

本发明之另一目的在于提供一种共享同一个光源进行所有待测太阳能晶圆的光电检测作业、使光电检测出的数据有统一标准的倍速光电检测系统。

本发明之再一目的在于提供一种利用各检测项目的检测时间差，规划出具有效率的检测流程，进行其中一个待测太阳能晶圆的光电检测时预先使其它晶圆移动至其它的检测位置的检测方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种太阳能晶圆倍速光电检测系统，用于太阳能晶圆检测机台，用以检测至少一片待测太阳能晶圆，其中该待测太阳能晶圆具有一个收光面及一组用来将所接收光转换为电能输出的导电总线，且该检测机台具有一个基座，该检测系统包括：

一组设置于该基座上的移动装置，该组移动装置包括复数道输送件，且每一输送件分别对应有一个供该待测太阳能晶圆受测的检测位置；

一组光照切换装置，包括：

一个光源；及

一个切换该光源所发光能至该等检测位置的切换器；及

一组驱动导接装置，包括：

复数组分别对应各该检测位置的导接电极；及

复数组分别驱动该等导接电极导接该待测太阳能晶圆的导电总线的驱动件。

更具体的，其还包括控制装置，当该复数组导接电极之一导接该待测太阳能晶圆时，该控制装置用来驱动该切换器将该光源所发光能对应切换至该待测太阳能晶圆所在的检测位置；当该待测太阳能晶圆所转换电能被感测时，该控制装置还用来驱动该等输送件中的另一输送件，输送次一片待测太阳能晶圆至另一检测位置。

更具体的，该切换器是一个将该光源在复数个分别对应该等检测位置的光照位置间搬移的载具。

更具体的，该切换器为一个将该光源发出的光轮流照射至该等检测位置的光学镜组。

更具体的，该等导接电极为复数探针组。

更具体的，该驱动件为复数组分别用来驱动该等探针组升降的机械臂。

本发明还提供了一种具有太阳能晶圆倍速光电检测系统的检测机台，用来检测复数待测太阳能晶圆，其中该等待测太阳能晶圆分别具有一个收光面及一组用来将所接收光转换为电能输出的导电总线，该检测机台包括：

一个基座；

一组设置于该基座的入料系统；

一组光学检测系统；

一组倍速光电检测系统，包括：

一组设置于该基座上的移动装置，该组移动装置包括复数道输送件，且每一该等输送件分别对应有一个供该等待测太阳能晶圆受测的检测位置；

一组光照切换装置，该光照切换装置包括一个光源以及一个切换该光源所发光能至该等检测位置的切换器；及

一组驱动导接装置，具有复数组分别对应各该检测位置的导接电极；及复数组分别驱动该等导接电极导接该等待测太阳能晶圆导电总线的驱动件；及

一组依照该光学检测系统及该倍速光电检测系统检测结果将该等测毕太阳能晶圆分类的分类系统。

更具体的，该光学检测系统具体包括：

一组太阳能晶圆收光面影像摄取装置；及

一组太阳能晶圆色彩摄取装置。

更具体的，该倍速光电检测系统还包括控制装置，当该复数组导接电极之一导接该待测太阳能晶圆时，该控制装置用来驱动该切换器将该光源所发光能对应切换至该待测太阳能晶圆所在的检测位置；当该待测太阳能晶圆所转换电能被感测时，该控制装置还用来驱动该等输送件中的另一输送件，输送次一片待测太阳能晶圆至另一检测位置。

本发明还提供了一种太阳能晶圆检测方法，用于检测机台检测复数待测太阳能晶圆，其中该等待测太阳能晶圆分别具有一个收光面及一组用来将所接收光转换为电能输出的导电总线，且该检测机台包含一个基座、一组设置于该基座的入料系统、一组光学检测系统、一组倍速光电检测系统、及一组依照该光学检测系统及该倍速光电检测系统检测结果进行分类的分类系统，且该倍速光电检测系统包括一组设置于该基座上、并具有复数道输送件的移动装置，每一输送件分别对应一检测位置，一组具有一个光源及一个切换器的光照切换装置，一组具有复数组导接电极及复数组驱动件的驱动导接装置，及一组控制装置，该方法包括：

a)由该入料系统将该等待测太阳能晶圆输入该组光学检测系统进行光学检测；

b)以该移动装置的该等输送件之一，将该待测太阳能晶圆输送至该等检测位置中的对应检测位置；

c)以该等驱动件中的对应驱动件驱动对应该检测位置的该组导接电极导接该待测太阳能晶圆的导电总线，并驱动该光照切换装置使得该光源所发之光对应该检测位置；

d)点亮该光源并以该组导接电极接收待测太阳能晶圆的检测结果，并由该控制装置驱动该等输送件中的另一输送件，输送次一片待测太阳能晶圆至该等检测位置中的另一检测位置；

e)以该等驱动件中的对应驱动件驱动对应该另一检测位置的该组导接电极去导接该次一片待测太阳能晶圆的导电总线，并驱动该光照切换装置使得该光源所发之光将对应该另一检测位置；及

f)将该测毕太阳能晶圆依照该光学检测系统及该倍速光电检测系统检测结果进行分类。

本发明提供的太阳能晶圆倍速光电检测系统、检测方法及检测机台与现有技术相互比较时，因为预先考虑光学检测与光电检测的先天速度差异，并且在进行光电检测时，检测时所发的光能为同一水平，更不需设置双倍的光源而增加成本压力，不仅可使各太阳能晶圆受光电检测的数据更统一而易于比较筛选，而且进行光学检测及光电检测项目时，突破光电检测花费较长时间的限制，有效利用检测的时间差完成前置作业，规划出有效率的检测程序，加速整体机台的检测效率。

附图说明

图1是现有的以操作人员听取摇晃声音的检测方式示意图。

图2是现有太阳能晶圆受光面俯视示意图。

图3是本发明第一较佳实施例的机台俯视示意图。

图4是图3实施例的侧视示意图。

图5是本发明检测方法第一较佳实施例的流程图。

图6是图3实施例的倍速光电检测系统的结构方块示意图。

图7是图4实施例的俯视示意图，说明待测太阳能晶圆被交错输入及输出。

图8是光照切换装置82中的机械臂832驱动对应探针831导接接触至待测太阳能晶圆的导电总线112的立体示意图。

图9是本发明第一较佳实施例的光照切换装置前视示意图；

图10是是本发明第二较佳实施例的光照切换装置前视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图3及图4所示本发明第一较佳实施例的检测机台，同样是用来检测具有收光面111、且在收光面111上形成有输出电能用的导电总线112的待测太阳能晶圆11的特性，而本实施例中的检测机台主要包含基座5、及设置于基座5上的一系列自动化作业的入料系统6、光学检测系统7、倍速光电检测系统8以及分类系统9。入料系统6在本例中包括有复数取放装置62及至少两处置放位置，每一置放位置分别供一组迭置有复数待测太阳能晶圆11的入料匣61置放，取放装置62则负责从入料匣61中逐一取出待测太阳能晶圆11。

请一并参考图5所示的流程图，步骤101时，先由各组取放装置62分别从各入料匣61内将待测太阳能晶圆11取出，放置于输送皮带70上输送至光学检测系统7所对应的影像摄取位置，由例如作为第一组影像摄取装置71的摄影机摄取太阳能晶圆的收光面影像，确认待测太阳能晶圆11是否有表面瑕疵或布局不良问题；随后由作为第二组色彩摄取装置72 摄影机，针对待测太阳能晶圆11进行颜色的判别检测，并将检测结果之数据传输至一组控制系统，并驱动后续的分类系统9进行分类。

倍速光电检测系统8则如图6所示，包含一组移动装置80、光照切换装置82、驱动导接装置83及控制装置84，移动装置80在本例中主要包括两组分别位于图中上下两侧，用以承接来自光学检测系统7中的皮带70处的太阳能晶圆11，将上游输送来的待测太阳能晶圆11分流到下游的输送皮带801和输送皮带802。因此在步骤102时，分别由这两组输送皮带801和输送皮带802轮流将待测太阳能晶圆11输送至倍速光电检测系统8中，如图7所示的两个光电检测位置。如图8所示，每一个光电检测位置对应设置有驱动导接装置83中的例如两组作为导接电极的探针831，且两组探针831同时由一组驱动件所驱动，本实施例中为机械臂832的。请回顾图7，于步骤103时，当图式上方的待测太阳能晶圆11抵达上方光电检测位置时，该处的探针831随即下压，并稳固地导接至该片待测太阳能晶圆11的导电总线112。

由于本实施例中如图9所示，将模拟太阳光的高亮度光源821以载具822在两个光电检测位置间移动，且为便于说明起见，在此定义该组装置为光照切换装置82，因此于步骤104时，由控制装置84驱动载具822将光源821移动至该待测太阳能晶圆11正上方，并步骤105于由控制装置84驱动光源821发光；此时，待测太阳能晶圆11的收光面12恰受光源821所发光的照射，并将光能转换为电能而经由导电总线112与探针831输出供检测。此时，图式下方侧的皮带802则可以利用空档，将下一片待测太阳能晶圆送至其光电检测位置处。

随后于步骤106，当欲将完测的太阳能晶圆由皮带801输送往下游的分类系统9时，须先驱动机械臂832将尚抵压于该片太阳能晶圆导电总线112上的探针831上移，才能容许皮带801依图式的粗箭头方向，将完测的晶圆送至对应分类系统9的分类位置；此时，另一道的输送皮带802既已交错地将次一片尚未完测的待测太阳能晶圆11送至对应的光电检测位置，则同样地由另一组对应的机械臂832将该组对应探针831接触导接至该片太阳能晶圆的导电总线112，且光照切换装置82的载具822亦可趁此空档将光源821移动至如图7下方位置的皮带802所对应的光电检测位置。

由此，检测作业流程不断重复，两道输送皮带801和输送皮带802则循序交错输入待测太阳能晶圆，当各组对应的机械臂驱动该组探针下移时，光源821也持续受到载具822的驱动前来配合作业，至该处的光电检测结束，光源与载具则会趁探针脱离完测太阳能晶圆，移至另一组光电检测位置进行同样检测程序；因此，各检测位置均可利用相同的检测光源，可避免使用非同一组光源造成的亮度差异问题，令检测数值具有相同的比较标准，降低检测时的不必要误差。另方面，光源等昂贵且高发热的装置可不必双倍设置，亦使整体检测系统及机台的价格与性能更容易被市场接受。最后，于步骤107根据对光学检测系统7及倍速光电检测系统8的检测结果的分析，交由分类系统9作为完测太阳能晶圆12分类的依据，并由多组取放器91之一将太阳能晶圆12放至对应的分类料匣92内。

当然，如熟悉本技术领域者所能轻易理解，本实施例中光源的切换模式并非限制，亦可如图10本发明第二较佳实施例所示，通过例如设置一组光学镜组，以一个沿切换轴822’旋转的反射镜823’，轮流将光源821’所发的光束折向两片分别对应两处光电检测位置而固设的反射镜824’，以轮流切换照射至各光电检测位置，作为两道分别进行光电检测时的检测光，亦可达成相同的目的。

本发明提供的太阳能晶圆倍速光电检测系统、检测方法及检测机台与现有技术相互比较时，因为预先考虑光学检测与光电检测的先天速度差异，并且在进行光电检测时，检测时所发的光能确实为同一水平，更不需设置双倍的光源而增加成本压力，不仅可使各太阳能晶圆受光电检测的数据更统一而易于比较筛选，而且进行光学检测及光电检测项目时，突破光电检测花费较长时间的限制，有效利用检测的时间差完成前置作业，规划出有效率的检测程序，加速整体机台的检测效率，从而达成上述所有目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能晶圆倍速光电检测系统，用于太阳能晶圆检测机台，用以检测至少一片待测太阳能晶圆，其中该待测太阳能晶圆具有一个收光面及一组用来将所接收光转换为电能输出的导电总线，且该检测机台具有一个基座，其特征在于，该检测系统包括：

一组设置于该基座上的移动装置，该组移动装置包括复数道输送件，且每一输送件分别对应有一个供该待测太阳能晶圆受测的检测位置；

一组光照切换装置，包括：

一个光源；及

一个切换该光源所发光能至该等检测位置的切换器；及

一组驱动导接装置，包括：

复数组分别对应各该检测位置的导接电极；及

复数组分别驱动该等导接电极导接该待测太阳能晶圆的导电总线的驱动件。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，其还包括控制装置，当该复数组导接电极之一导接该待测太阳能晶圆时，该控制装置用来驱动该切换器将该光源所发光能对应切换至该待测太阳能晶圆所在的检测位置；当该待测太阳能晶圆所转换电能被感测时，该控制装置还用来驱动该等输送件中的另一输送件，输送次一片待测太阳能晶圆至另一检测位置。

3.根据权利要求1或者2所述的检测系统，其特征在于，该切换器是一个将该光源在复数个分别对应该等检测位置的光照位置间搬移的载具。

4.根据权利要求1或者2所述的检测系统，其特征在于，该切换器为一个将该光源发出的光轮流照射至该等检测位置的光学镜组。

5.根据权利要求1或者2所述的检测系统，其特征在于，该等导接电极为复数探针组。

6.根据权利要求5所述的检测系统，其特征在于，该驱动件为复数组分别用来驱动该等探针组升降的机械臂。

7.一种具有太阳能晶圆倍速光电检测系统的检测机台，用来检测复数待测太阳能晶圆，其中该等待测太阳能晶圆分别具有一个收光面及一组用来将所接收光转换为电能输出的导电总线，其特征在于，该检测机台包括：

一个基座；

一组设置于该基座的入料系统；

一组光学检测系统；

一组倍速光电检测系统，包括：

一组设置于该基座上的移动装置，该组移动装置包括复数道输送件，且每一该等输送件分别对应有一个供该等待测太阳能晶圆受测的检测位置；

一组光照切换装置，该光照切换装置包括一个光源以及一个切换该光源所发光能至该等检测位置的切换器；及

一组驱动导接装置，具有复数组分别对应各该检测位置的导接电极；及复数组分别驱动该等导接电极导接该等待测太阳能晶圆导电总线的驱动件；及

一组依照该光学检测系统及该倍速光电检测系统检测结果将该等测毕太阳能晶圆分类的分类系统。

8.根据权利要求7所述的检测机台，其特征在于，该光学检测系统具体包括：

一组太阳能晶圆收光面影像摄取装置；及

一组太阳能晶圆色彩摄取装置。

9.根据权利要求7所述的检测机台，其特征在于，该倍速光电检测系统还包括控制装置，当该复数组导接电极之一导接该待测太阳能晶圆时，该控制装置用来驱动该切换器将该光源所发光能对应切换至该待测太阳能晶圆所在的检测位置；当该待测太阳能晶圆所转换电能被感测时，该控制装置还用来驱动该等输送件中的另一输送件，输送次一片待测太阳能晶圆至另一检测位置。

10.一种太阳能晶圆检测方法，用于检测机台检测复数待测太阳能晶圆，其中该等待测太阳能晶圆分别具有一个收光面及一组用来将所接收光转换为电能输出的导电总线，且该检测机台包含一个基座、一组设置于该基座的入料系统、一组光学检测系统、一组倍速光电检测系统、及一组依照该光学检测系统及该倍速光电检测系统检测结果进行分类的分类系统，且该倍速光电检测系统包括一组设置于该基座上、并具有复数道输送件的移动装置，每一输送件分别对应一检测位置，一组具有一个光源及一个切换器的光照切换装置，一组具有复数组导接电极及复数组驱动件的驱动导接装置，及一组控制装置，该方法包括：

a)由该入料系统将该等待测太阳能晶圆输入该组光学检测系统进行光学检测；

b)以该移动装置的该等输送件之一，将该待测太阳能晶圆输送至该等检测位置中的对应检测位置；

c)以该等驱动件中的对应驱动件驱动对应该检测位置的该组导接电极导接该待测太阳能晶圆的导电总线，并驱动该光照切换装置使得该光源所发之光对应该检测位置；

d)点亮该光源并以该组导接电极接收待测太阳能晶圆的检测结果，并由该控制装置驱动该等输送件中的另一输送件，输送次一片待测太阳能晶圆至该等检测位置中的另一检测位置；

e)以该等驱动件中的对应驱动件驱动对应该另一检测位置的该组导接电极去导接该次一片待测太阳能晶圆的导电总线，并驱动该光照切换装置使得该光源所发之光将对应该另一检测位置；及

f)将该测毕太阳能晶圆依照该光学检测系统及该倍速光电检测系统检测结果进行分类。

Images