CN102539390A - 用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备。光束辐射器发射激光束。准直透镜对从激光束辐射器发射来的激光束进行准直。光束扩展器对经准直透镜准直的激光束的大小进行扩展。探测器具有光接收部分，该光接收部分接收经光束扩展器扩展之后穿过图案化的玻璃基板的激光束。测量部分利用探测器接收的激光束来测量图案化的玻璃基板的透射率。

Description

用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年12月30日提交的申请号为10-2010-0139257的韩国专利申请的权益，出于所有目的通过引用将其全部内容合并于此。

技术领域

本发明涉及用于测量透射率的设备，更具体地，涉及用于测量透射率的相对较简单的设备，该设备可测量图案化的玻璃基板的透射率。

背景技术

近来，为应对能源短缺和环境污染，正在大规模的开发高效的光伏模块。对于光伏模块，覆盖基板例如玻璃基板的透射率，对光伏模块的效率产生影响。因此，正在进行大量研究和开发，例如通过使用玻璃基板使内部吸收最小化或通过使用镀膜改善透射率，以提高透射率。另外，还进行了二维(2D)阵列图案化，以在光所入射到的玻璃基板的表面中形成图案，从而提高玻璃基板的透射率。

目前，图案化的玻璃基板不仅广泛应用于光伏模块，而且还应用于平板显示器(PDP)。玻璃基板制造商在制造图案化的玻璃基板的过程中通过将光照射到图案化的玻璃基板上，来实时地对连续生产的图案化的玻璃基板的透射率进行精确检查。

相关技术中使用分光计作为用于测量图案化的玻璃基板的透射率的装置。不过，ISO 9050国际标准规定玻璃基板对太阳光的透射率是通过将测量标准光源D65和测量装置的与波长相关的透射率乘以与波长相关的敏感性权重因子而计算得到。因此，相关技术的分光计被配置为使其通过接收从380nm到780nm范围内的所有可见波长的光并对它们进行处理而呈现出与波长相关的透射率。也就是说，为了利用相关技术的分光计测量玻璃基板的透射率，必须测量相关玻璃基板的所有与波长相关的透射率。

图1是描述入射光被分光计接收的过程的示例图，其中相关技术的图案化的玻璃基板的透射率被测量，图2是描述当激光束穿过玻璃基板后，在图案化的玻璃基板和没有图案的玻璃基板上的激光束分布的视图。这里，附图标记“20”为累计球，“21”为接收光的探测器。图2(a)示出激光束穿过图案化的玻璃基板后扩散的激光束分布，图2(b)示出激光束穿过没有图案的玻璃基板后扩散的激光束分布。

如图1中所示，因为入射光在穿过图案化的玻璃基板后被严重扩散，因此相关技术的分光计不能够精确测量图案化的玻璃基板的透射率。这是因为如果入射光在穿过图案化的玻璃基板后被严重扩散，则累计球20的探测器21就可能接收不到光，这从图2(a)可以看出。因此，存在一个问题，即利用相关技术的分光计测量图案化的玻璃基板的透射率时，结果是不可靠的。还存在另一个问题，即低估了图案化的玻璃基板的透射率。

在本发明背景部分中公开的信息仅仅是为了增强对本发明的背景的了解，不应当被看作是承认或以任何形式暗示该信息形成了已为本领域技术人员所知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供了用于测量透射率的设备，其可测量被图案化的玻璃基板的高可靠性的透射率。

还提供了一种用于测量透射率的设备，其能够防止图案化的、使穿过其的光很大程度扩散的玻璃基板的透射率被低估。

在本发明的一个方面，用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备包括发射激光束的光束辐射器；对激光束进行准直的准直透镜；对经所述准直透镜准直的激光束的大小进行扩展的光束扩展器；具有光接收部分的探测器，该光接收部分接收经所述光束扩展器扩展之后穿过所述图案化的玻璃基板的激光束；以及利用所述探测器接收的激光束对所述图案化的玻璃基板的透射率进行测量的测量部分。

在本发明的示例性实施例中，光束扩展器对激光束进行扩展，使得经所述光束扩展器扩展之后入射到所述图案化的玻璃基板上的激光束具有这样的大小，即入射到所述图案化的玻璃基板的至少10个图案单元上。

根据本发明的实施例，用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备被实现为包括激光束辐射器、反射镜、准直透镜、光束扩展器、探测器以及测量部分，其中经所述光束扩展器扩展之后入射到所述图案化的玻璃基板上的激光束具有使其入射到所述图案化的玻璃基板的至少10个图案单元上的大小。因此，即使入射光很大程度地被所述图案化的玻璃基板扩散，该设备也可有利地测量图案化的玻璃基板的具有高可靠性的透射率。

另外，根据本发明的实施例，用于测量图案化的玻璃的透射率的设备被实现为，使其利用波长权重因子为最大值的单一波长来测量代表性的透射率，而不必使用复杂的波长分离光学装置。作为有益效果，可相对较简单地制造该设备，从而降低其制造成本。

此外，根据本发明的实施例，可有利地将用于测量图案化的玻璃的透射率的设备微型化，使其可应用于制造玻璃基板的实际过程中的检验透射率的过程。

另外，根据本发明的实施例，用于测量图案化的玻璃的透射率的设备可用于测量光电池的覆盖玻璃的透射率的设备。

本发明的方法和设备具有其它的特点和优点，根据合并于此的附图，这些将是明显的或被更具体地阐述，且在下述具体实施方式中，与附图一起用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1是描述相关技术中入射光被对图案化的玻璃基板进行测量的分光计接收的过程的示例图；

图2是描述当激光束穿过玻璃基板后在图案化的玻璃基板和没有图案的玻璃基板上的激光束分布的视图；

图3是描述在ISO 9050国际标准中规定的与波长相关的权重因子的曲线图；

图4是根据本发明示例性实施例的用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备的配置的视图；以及

图5是描述在根据本发明示例性实施例的用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备中使用的探测器的特征的曲线图。

具体实施方式

现在将具体描述本发明的各种实施例、在附图中被图示的且在下面被描述的示例，从而使具有本发明涉及的领域的普通技术的人能够容易将本发明投入实践。虽然将结合其示例性实施例来描述本发明，但应当理解的是，该描述并不旨在将本发明限于那些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅包含示例性实施例，而且还包含各种替代、修改、等同和其它可包括于所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的实施例。

图3是描述在ISO 9050国际标准中规定的与波长相关的权重因子的曲线图。

ISO 9050国际标准规定玻璃基板对太阳光的透射率是通过将测量标准光源D65和测量装置的与波长相关的透射率乘以与波长相关的敏感性权重因子而计算得到。那么，相关技术的分光计被实现为使其通过接收从380nm到780nm范围内的所有可见波长的光然后对它们进行处理从而产生与波长相关的透射率。然而，如果根据在ISO 9050国际标准中规定的方法来计算透射率，那么在具有低权重因子的波长处透射率几乎为0，因此没有被充分加到总透射率中。

下面的表1列出了通过根据ISO 9050国际标准的规定测量没有图案的平面玻璃基板的透射率而得到的数据和通过测量最大权重因子波长例如550nm的透射率所得到的数据。

表1

分类	透射率(％)
		ISO 9050国际标准	91.39
最大权重因子波长(550nm)	91.34
		偏差	0.05

从上述表1明显可以理解的是，当将通过接收从380nm到780nm范围内的所有可见波长的光而计算出的ISO 9050透射率与仅通过接收最大的权重因子波长而计算出的透射率相比时，两个值之间的差大约为0.05％，为非常小的值。

因此，根据本发明的示例性实施例的用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备实现为相对较简单的设备，其测量玻璃基板处于每波长的权重因子是最大值的波长例如550nm的透射率。

图4是根据本发明的示例性实施例的用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备的配置视图。

如图4中所示，用于测量该实施例的图案化的玻璃基板的透射率的设备包括激光束辐射器41、反射镜42、准直透镜44、光束扩展器45、探测器47以及测量部分48。

激光束辐射器41发射激光束。在示例中，激光束辐射器41可实现为包括产生激光束的激光振荡器、将激光束引至反射镜42的辐射部分以及控制激光振荡器的控制器。作为示例，激光束辐射器可实现为选自YAG激光器、YLF激光器和YVO4激光器中的一个。优选地，从激光束辐射器41发射的激光束的波长为处于每波长的权重因子是最大值的波长，例如为单一的波长550nm。

反射镜42将从激光束辐射器41发射的激光束反射。准直透镜44将从反射镜42反射来的激光束准直。

光束扩展器45是对被准直透镜44准直的激光束的大小进行扩展的装置。光束扩展器45允许工作者测量可能具有各种大小和图案形状的图案化的玻璃基板46的透射率。

优选地，经光束扩展器扩展之后入射到图案化的玻璃基板46上的激光束具有这样的大小，即使其入射到图案化的玻璃基板46的至少10个图案单元(参见图1中三角形部分)，从而可以通过忽略透射率的测量中的变量来精确测量透射率。

这里，图案化的玻璃基板46在大部分情况中是由玻璃制成。虽然在一些情况中使用例如丙烯、聚碳酸酯或碳氟树脂等的合成树脂，但其使用仅限于室外或家庭应用。图案化的玻璃基板46通常是由具有低表面反射率的低铁钢化玻璃制成，以使自身反射损失最小化。

探测器47接收被光束扩展器45扩展之后穿过图案化的玻璃基板46的激光束。探测器47包括光接收部分和信号处理部分。优选地，探测器47的光接收部分的大小为经光束扩展器45扩展之后入射到图案化的玻璃基板46上的激光束的大小的至少两倍，以防止接收损失。

优选地，探测器47被布置为使其尽可能的接近图案化的玻璃基板46的后面，以防止穿过图案化的玻璃基板46的激光束的损失。在示例中，可通过仿真使探测器47的大小和探测器47与玻璃基板46之间的最佳位置最优化。

测量部分48利用探测器47接收的激光束来测量图案化的玻璃基板的透射率。

在另一个实施例中，可以将用于测量本发明的图案化的玻璃基板的透射率的设备实现为包括噪声滤波器43。噪声滤波器43从反射镜42反射来的激光束中去除噪声。从而可降低在由测量部分48测量的透射率中可能由信号噪声引起的误差。

图5是描述在根据本发明示例性实施例的用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备中使用的探测器的特征的曲线图。这里，将光束扩展器调节为，使图案化的玻璃基板的一个图案单元的长度为0.5mm，且经光束扩展器扩展之后入射到图案化的玻璃基板上的激光束入射到图案化的玻璃基板的至少10个图案单元上。

首先，图5(a)是描述探测器大小与透射率之间的关系的曲线图。其示出如果探测器的光接收部分的大小为10mm以上，则图案化的玻璃基板的透射率为90％以上。因此，可理解的是，根据本发明的实施例，探测器的光接收部分的大小优选地至少为经光束扩展器扩展之后入射到图案化的玻璃基板上的5mm大小的激光束的两倍。

图5(b)为描述从探测器到图案化的玻璃基板的距离与透射率之间的关系的曲线图。其示出如果从探测器到图案化的玻璃基板的距离为5mm以内，则图案化的玻璃基板的透射率为92.5％以上。根据这显然地，根据本发明的实施例的探测器优选地被布置为使其尽可能地靠近图案化的玻璃基板的后面，以防止穿过图案化的玻璃基板的激光束的损失。

为了图示和说明的目的，进行了本发明的具体示例性实施例的上述描述。它们不旨在是详尽的或将本发明限于所公开的精确形式，且显然根据上面的教义，许多修改和变化是可能的。选择和描述示例性实施例以解释本发明的某些原理和它们的实际应用，从而使本领域其它技术人员可进行和使用本发明的各种示例性实施例，以及其各种替代和修改。本发明的范围旨在由在此所附的权利要求和它们的等同限定。

Claims (6)

1.一种用于测量图案化的玻璃基板的透射率的设备，包括：

发射激光束的光束辐射器；

对从激光束辐射器发射来的激光束进行准直的准直透镜；

对经所述准直透镜准直的激光束的大小进行扩展的光束扩展器；

具有光接收部分的探测器，接收经所述光束扩展器扩展之后穿过所述图案化的玻璃基板的激光束；以及

利用所述探测器接收的激光束对所述图案化的玻璃基板的透射率进行测量的测量部分。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，从所述激光束辐射器发射的激光束具有550nm的单一波长。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光束扩展器将激光束扩展到使激光束能入射到所述图案化的玻璃基板的至少10个图案单元上的大小。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述探测器的光接收部分的大小为经所述光束扩展器扩展之后入射到所述图案化的玻璃基板上的激光束的大小的至少两倍。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括将从所述激光束辐射器发射的激光束反射到所述准直透镜的反射镜。

6.根据权利要求5所述的设备，还包括从所述反射镜反射的激光束中去除噪声的噪声滤波器。

Images