CN103759678A - 硅块表面质量的检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅块表面质量的检测装置，用于对硅块表面质量进行检测，所述硅块表面质量的检测装置包括检测器及处理器，所述检测器用于检测所述硅块表面以得到硅块表面的图像信号，所述处理器与所述检测器相互信号连接，所述处理器包括图像处理模块及计算模块，所述图像处理模块用于通过图像处理的方法取得所述检测器检测到的图像的灰度值，所述计算模块分析计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积，并计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积占所述检测器检测到的整个图像面积的比例，得到亮斑比。本发明还提供一种硅块表面质量的检测方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种磨面后的硅块表面质量的检测装置及检测方法。
背景技术
目前，光伏行业中多晶硅块磨面后的表面质量检测没有标准，仅采用表面粗糙度测试仪抽样检测硅块的表面粗糙度。即采用触针法沿磨面后的硅块表面缓慢滑行，检测硅片磨面后表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。表面粗糙度参数通常有3种：轮廓算术平均偏差Ra：在取样长度内，沿测量方向(Y方向）的轮廓线上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均值。微观不平度十点高度Rz：指在取样长度内5个最大轮廓峰高的平均值和5个最大轮廓谷深的平均值之和。轮廓最大高度Ry：在取样长度内，轮廓最高峰顶线和最低谷底线之间的距离。
采用上述的检测方法对磨面后的多晶硅块表面进行检测耗时较长，每检测一次耗时30秒以上。采用上述的检测方法对磨面后的多晶硅块表面进行检测检测方法仅检测硅块磨面后的表面微观几何形状特性，检测到的形状特性对后续切片良品率和硅片碎片率没有指导意义，在大规模硅片生产制造过程中起不到实质作用，故该检测方法不能适应光伏行业中的硅片大规模生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅块表面质量的检测装置及检测方法，能够有效的检测出磨面后硅块的表面质量，能够适应于大规模硅片的生产制造，提高硅块磨面质量和硅片的生产效率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硅块表面质量的检测装置，用于对硅块表面质量进行检测，所述硅块表面质量的检测装置包括检测器及处理器，所述检测器用于感测所述硅块表面以得到硅块表面的图像信号，所述处理器与所述检测器相互信号连接，所述处理器包括图像处理模块及计算模块，所述图像处理模块用于通过图像处理的方法取得所述检测器检测到的图像的灰度值，所述计算模块分析计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积，并计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积占所述检测器检测到的整个图像面积的比例，得到亮斑比。
其中，所述检测器为数码显微镜，所述检测器的放大倍数在100-200倍之间。
其中，所述硅块表面质量的检测装置还包括显示器，所述显示器与所述处理器信号连通，用于显示所述硅块表面的图像。
本发明还对应提供一种硅块表面质量的检测方法，包括步骤:提供所述硅块表面质量的检测装置；将磨面后的硅块放置于工作台；以及采用检测器对硅块的表面进行检测，所述处理器通过处理及计算得到所述硅块表面的亮斑比。
其中，在进行检测时，所述检测器直接放置于待检测的硅块表面，所述检测器与处理器信号连通，所述检测器将检测到的图像信号传送至处理器，所述处理器的图像处理模块通过图像处理的方法取得所述检测器检测到的图像的灰度值，所述计算模块计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积，并计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积占所述检测器检测到的整个图像面积的比例，得到亮斑比。
其中，所述预定灰度值介于120-200之间。
其中，所述硅块表面质量的检测装置还包括显示器，所述显示器与所述控制器信号连通，在对硅块表面进行检测时，还包括采用所述显示器检测所述检测器检测到的图像。
本技术方案提供的硅块表面质量的检测装置及检测方法，通过采用检测器及处理器对硅块的表面进行检测而得到硅块表面图像的亮斑比，以判定硅块的表面质量。本技术方案检测到的硅块表面的亮斑比对硅块的后续切片的良品率及得到的硅片的碎片率具有指导意义，本技术方案提供的硅块表面质量的检测装置及检测方法能够适用于大规模的硅片生产制造，对提高硅块磨面质量和硅片生产效率，降低生产成本具有显著的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明较佳实施方式提供的硅块表面质量的检测装置的框图；
图2是本技术方案提供的硅块表面质量的检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1，本发明一较佳实施方式提供一种硅块表面质量的检测装置100。所述硅块表面质量的检测装置100可以用于对磨面的硅块表面质量进行检测。所述硅块表面质量的检测装置100包括检测器110、处理器120及显示器130。所述检测器110及显示器130均与所述处理器120相互信号连通。所述检测器110用于对磨面的硅块表面进行检测，并将检测得到的图象信号传送至处理器120，所述处理器120用于对所述图像进行处理及分析。所述显示器130可以用于显示所述图像。可以理解的是，当所述处理器120具有显示功能时，所述硅块表面质量的检测装置100也可以不包括显示器130。
所述检测器110可以为数码显微镜。为了便于操作，所述数码显微镜可以为手持式数码显微镜。所述检测器110的放大倍数在100-200倍之间。
所述处理器120用于对所述检测器110检测到的图像进行处理及分析，以得到所述检测区域内的亮斑比。所述处理器120包括图像处理模块121及计算模块122。所述图像处理模块121用于通过图像处理的方法取得所述检测器110检测到的图像的灰度值。所述计算模块122分析计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积，最后计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积占所述检测器120检测到的整个图像面积的比例，即得到亮斑比。本实施方式中，预定灰度值通常介于120-200之间。
所述显示器130用于显示所述检测器110检测到的图像。
请参阅图2，本技术方案还对应提供一种硅块表面质量的检测方法，用于对磨面后的硅片表面质量进行检测，所述硅块表面质量的检测方法包括步骤：
步骤S101，提供所述硅块表面质量的检测装置100。
步骤S102，将磨面后的硅块放置于工作台。
待检测的硅块为经过磨面的硅块。对硅块表面进行磨面可以采用如下方法：先采用磨面机对硅块的表面进行磨面。在磨面时，可以包括粗磨及精磨。粗磨可以采用砂轮，精磨采用毛刷。经过磨面之后，还可以对硅块的表面进行擦拭，具体的，可以采用5%的酒精对硅块表面进行擦拭。
步骤S103，采用检测器110对硅块的表面进行检测，所述处理器120通过处理及计算得到所述硅块表面的亮斑比。
在进行检测时，所述检测器110直接放置于待检测的硅块表面，使得处理器110的物镜与所述硅块的表面正对。所述检测器110与处理器120信号连通，所述检测器110将检测到的图像信号传送至处理器120。所述处理器120的图像处理模块121通过图像处理的方法取得所述检测器110检测到的图像的灰度值。所述计算模块122分析计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积，最后计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积占所述检测器120检测到的整个图像面积的比例，即得到亮斑比。具体的，所述预定灰度值可以介于120-200之间。
在此过程中，检测者可以采用显示器130对所述检测器110检测到的图像进行观察。
通过本实施方式提供的硅块表面质量的检测方法对硅块表面进行检测后，对若干个硅块进行检测之后，将其中亮斑比大于11的分为第一组，将其中亮斑比小于7%的分为第二组。分别对第一组和第二组的硅块进行切割、清洗及分拣，已得到硅片。最后经过统计可以得出，亮斑比小于7%的第二组硅块切割后的硅片比亮斑比大于11%的第一组硅块切割后的硅片良品率高1%以上。将这两组硅片通过电池生产工艺后比较碎片率，第二组碎片率比第一组低约0.6%。由上述统计结构可以看出，亮斑比较小的硅块切割后具有更好的硅片良品率，且具有更低的碎片率。
因此，本技术方案提供的硅块表面质量的检测装置及检测方法，通过采用检测器110及处理器120对硅块的表面进行检测而得到硅块表面图像的亮斑比，以判定硅块的表面质量。本技术方案检测到的硅块表面的亮斑比对硅块的后续切片的良品率及得到的硅片的碎片率具有指导意义，本技术方案提供的硅块表面质量的检测装置及检测方法能够适用于大规模的硅片生产制造，对提高硅块磨面质量和硅片生产效率，降低生产成本具有显著的作用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种硅块表面质量的检测装置，用于对硅块表面质量进行检测，所述硅块表面质量的检测装置包括检测器及处理器，所述检测器用于感测所述硅块表面以得到硅块表面的图像信号，所述处理器与所述检测器相互信号连接，所述处理器包括图像处理模块及计算模块，所述图像处理模块用于通过图像处理的方法取得所述检测器检测到的图像的灰度值，所述计算模块分析计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积，并计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积占所述检测器检测到的整个图像面积的比例，得到亮斑比。
2.如权利要求1所述的硅块表面质量的检测装置，其特征在于，所述检测器为数码显微镜，所述检测器的放大倍数在100-200倍之间。
3.如权利要求1所述的硅块表面质量的检测装置，其特征在于，所述硅块表面质量的检测装置还包括显示器，所述显示器与所述处理器信号连通，用于显示所述硅块表面的图像。
4.一种硅块表面质量的检测方法，包括步骤:
提供如权利要求1至3任一项所述的硅块表面质量的检测装置；
将磨面后的硅块放置于工作台；以及
采用检测器对硅块的表面进行检测，所述处理器通过处理及计算得到所述硅块表面的亮斑比。
5.如权利要求4所述的硅块表面质量的检测方法，其特征在于，在进行检测时，所述检测器直接放置于待检测的硅块表面，所述检测器与处理器信号连通，所述检测器将检测到的图像信号传送至处理器，所述处理器的图像处理模块通过图像处理的方法取得所述检测器检测到的图像的灰度值，所述计算模块计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积，并计算得出灰度值大于预定灰度值的区域面积占所述检测器检测到的整个图像面积的比例，得到亮斑比。
6.如权利要求5所述的硅块表面质量的检测方法，其特征在于，所述预定灰度值介于120-200之间。
7.如权利要求4所述的硅块表面质量的检测方法，其特征在于，所述硅块表面质量的检测装置还包括显示器，所述显示器与所述控制器信号连通，在对硅块表面进行检测时，还包括采用所述显示器检测所述检测器检测到的图像。
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