CN105355578A - 一种太阳能硅片线痕检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能硅片线痕检测装置，包括硅片传送带、固定支架以及安装在固定支架上的激光器组件和相机组件，激光器组件和相机组件位于硅片传送带上方且分设于硅片传送带的两侧，激光器组件包括激光发生器和特殊透镜组，激光发生器用于向硅片发射激光，特殊透镜组用于将激光发生器发射的激光分成三束激光，三束激光在硅片上形成三条不同角度的水平激光，水平激光与所述硅片上线痕的方向垂直；相机组件包括CCD相机，CCD相机用于接收激光发生器发射的激光在硅片上反射后形成的反射光。本发明具有检测工作效率高、检测结构精确、误判与漏判的概率低的优点。

Description

一种太阳能硅片线痕检测装置

技术领域

本发明涉及太阳能硅片检测技术领域，尤其涉及一种太阳能硅片线痕检测装置。

背景技术

太阳能电池的硅片制造过程中，主要是通过多线切割机将硅锭切割成硅片，然而由于硅锭内可能存在杂质、砂浆中的碳化硅大颗粒或者砂浆结块、砂浆磨削能力不够或切片机砂浆回路系统存在问题、切片机液压夹紧装置表面有砂浆异物或托板、硅块倒角余胶没清洗干净等。硅片容易产生线痕，而线痕对后道电池片制造过程会产生色差、虚印、增加碎片等不良影响，线痕产生原因复杂多变又无法从根本上解决，因此，在硅片出厂之前需要对其线痕进行检测，通过检测的参数淘汰劣质的硅片，或对硅片进行等级分级，检测合格的硅片经进一步处理，如在其表面形成导电电栅，最终形成用来发电的电池片。

传统的线痕检测方法是采用人工肉眼观察以及用手触摸，根据目测和触感来判断线痕等级，对人的依赖性大，工作人员工作时间长，不同的硅片检验人员检测同一个硅片结果有差异，同一个硅片检验人员在不同时刻检验同一个硅片也会有差异。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、经济节约、检测工作效率高、检测结构精确的太阳能硅片线痕检测装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种太阳能硅片线痕检测装置，包括硅片传送带、固定支架以及安装在固定支架上的激光器组件和相机组件，所述激光器组件和相机组件位于硅片传送带上方且分设于硅片传送带的两侧，所述激光器组件包括激光发生器和特殊透镜组，所述激光发生器用于向所述硅片发射激光，所述特殊透镜组用于将激光发生器发射的激光分成三束激光，所述三束激光在所述硅片上形成三条不同角度的水平激光，所述水平激光与所述硅片上的线痕的方向垂直；所述相机组件包括CCD相机，所述CCD相机用于接收激光发生器发射的激光在硅片上反射后形成的反射光。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述相机组件还包括聚光透镜，所述聚光透镜用于将硅片表面反射过来的反射光聚集在CCD相机的视场内。

所述激光器组件还包括准直镜，所述准直镜设于激光发生器和特殊透镜组之间。

所述激光器组件和相机组件分别设置为两组，一组激光器组件和相机组件位于硅片传送带上方，另一组激光器组件和相机组件位于硅片传送带下方。

所述硅片传送带上设有用于控制CCD相机启动拍摄的拍照触发传感器。

所述激光器组件和相机组件通过安装架可调节的安装在固定支架上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的太阳能硅片线痕检测装置，通过特殊透镜组将激光发生器发出的激光生成不同角度的三束激光，打在硅片表面左中右三个位置上，形成三条水平线激光，三条水平线激光在硅片表面反射的激光通过CCD相机进行捕捉，通过对采集反射的激光图像处理，计算硅片上的最大线痕值，并将该线痕值与线痕等级线做比较，采用本发明的线痕检测装置，无需人工检测，检测精度高，提高工作效率，减轻工作人员工作强度以及人工干预造成的污染和碎片，有效节约成本，为太阳能电池片降低成本化打下基础。

（2）本发明的太阳能硅片线痕检测装置，低成本，整个测试2套相机加激光发生器即可；覆盖面大，每个硅片表面能测试3条线；误判与漏判的概率非常低，以反射光而计算相对值可靠性高。

附图说明

图1是本发明太阳能硅片线痕检测装置的结构示意图。

图2是本发明太阳能硅片线痕检测装置中激光的光路示意图。

图中各标号表示：

1、CCD相机；2、聚光透镜；3、激光器组件；4、通过安装架；5、固定支架；6、硅片传送带；7、硅片；8、激光发生器；9、准直镜；10、特殊透镜组；11、拍照触发传感器；12、水平线激光；13、线痕。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1至图2示出了本发明太阳能硅片线痕检测装置的一种实施例，该太阳能硅片线痕检测装置包括硅片传送带6、固定支架5以及安装在固定支架5上的激光器组件3和相机组件，激光器组件3和相机组件位于硅片传送带6上方且分设于硅片传送带6的两侧，激光器组件3包括激光发生器8和特殊透镜组10，激光发生器8用于向硅片7发射激光，特殊透镜组10用于将激光发生器8发射的激光分成三束激光，三束激光在硅片7上形成三条不同角度的水平线激光12，水平线激光12与硅片7上的线痕13的方向垂直；相机组件包括CCD相机1，CCD相机1用于接收激光发生器8发射的激光在硅片7上反射后形成的反射光。

本实施例中CCD相机1，其CCD是指，电荷耦合件，使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变为电荷，通过模数转换器芯片转化成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速储存器或内置硬盘保存，因而可以轻易的把数据传输给计算机，当CCD表面收到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有感光单位所产生的信号加在一起，就构成一幅完整的画面。

本实施例中，相机组件还包括聚光透镜2，聚光透镜2用于将硅片7表面反射过来的反射光聚集在CCD相机1的视场内。激光器组件3还包括准直镜9，准直镜9设于激光发生器8和特殊透镜组10之间，准直镜9用于保证激光发生器8发出的激光的准直性。

本实施例中，激光器组件3和相机组件分别设置为两组，一组激光器组件3和相机组件位于硅片传送带6上方，另一组激光器组件3和相机组件位于硅片传送带6下方，位于硅片传送带6上方的激光器组件3和相机组件对硅片7的上表面的线痕13进行检测，位于硅片传送带6下方的激光器组件3和相机组件对硅片7的下表面的线痕13进行检测，从而保证可以检测出硅片7两面的线痕13，提高检测准确度。

本实施例中，硅片传送带6下方设有用于控制CCD相机1启动拍摄的拍照触发传感器11，当硅片7随硅片传送带6移动时，经过拍照触发传感器11时，拍照触发传感器11检测到硅片7并将该信号反馈给CCD相机1，CCD相机1根据该信号进行启动拍摄。

本实施例中，激光器组件3和相机组件通过安装架4可调节的安装在固定支架5上，方便调节激光发生器8和CCD相机1的位置。

如图2所示，当硅片7随硅片传送带6前进时，经过拍照触发传感器11后，然后根据拍照触发传感器11设定的触发延时时间，激光发生器8发出的波长为650纳米的激光经过准直镜9的引导，通过特殊透镜组10生成不同角度的三束激光，打在硅片7表面左中右三个位置上，形成三条水平线激光12；激光在硅片7表面反射的激光通过聚光透镜2聚集在CCD相机1视场范围内（图2所示），所选CCD相机1具有滤波功能，只捕捉同样波段的激光。整个测试过程中，硅片传送带6的皮带速度必须恒定，硅片7线痕13方向必须与硅片传送带6前进方向垂直，也就是说硅片7上的凹凸线痕13必须与水平线激光12垂直，其目的在于，使得水平线激光12横跨在一整条或者多条线痕13上，可以确保一整条线痕13都在检测范围内；反射的激光因为凹凸线痕13的存在改变了反射角度，与没有线痕折射的激光形成的图像不在一条直线上，将捕捉的激光图像进行图像识别以及滤波处理，每个CCD相机1采集三条激光线型图像，每张图像取硅片7的16.8毫米长，以156毫米的硅片7为例，取相10次，可以扫描完整硅片7的三条线。每张图像的计算以每条线为独立的对象，根据每条激光线的反射角经过图像处理将16.8毫米的图像生成硅片表面轮廓，以0.1毫米作为移动量，以1毫米作为线痕13计算长度，即取相邻1毫米里面的最大线痕值作为硅片7上线痕计算结果，16.8毫米的轮廓需计算158次，然后取158次里面的最大值作为该次图像的线痕值，最后结合10次图像的线痕值，取取最大线痕值作为硅片7的线痕结果。

本实施例的太阳能硅片线痕检测装置，低成本，整个测试2套相机加激光发生器8即可；覆盖面大，每个硅片7表面能测试3条线；误判与漏判的概率非常低，以反射光而计算相对值可靠性高；工作效率高，减轻工作人员工作强度以及人工干预造成的污染和碎片，有效节约成本，为太阳能电池片降低成本化打下基础。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种太阳能硅片线痕检测装置，包括硅片传送带(6)、固定支架(5)以及安装在固定支架(5)上的激光器组件(3)和相机组件，所述激光器组件(3)和相机组件位于硅片传送带(6)上方且分设于硅片传送带(6)的两侧，其特征在于，所述激光器组件(3)包括激光发生器(8)和特殊透镜组(10)，所述激光发生器(8)用于向所述硅片(7)发射激光，所述特殊透镜组(10)用于将激光发生器(8)发射的激光分成三束激光，所述三束激光在所述硅片(7)上形成三条不同角度的水平线激光(12)，所述水平线激光(12)与所述硅片(7)上的线痕(13)的方向垂直；所述相机组件包括CCD相机(1)，所述CCD相机(1)用于接收激光发生器(8)发射的激光在硅片(7)上反射后形成的反射光。

2.根据权利要求1所述的太阳能硅片线痕检测装置，其特征在于：所述相机组件还包括聚光透镜(2)，所述聚光透镜(2)用于将硅片(7)表面反射过来的反射光聚集在CCD相机(1)的视场内。

3.根据权利要求1所述的太阳能硅片线痕检测装置，其特征在于：所述激光器组件(3)还包括准直镜(9)，所述准直镜(9)设于激光发生器(8)和特殊透镜组(10)之间。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的太阳能硅片线痕检测装置，其特征在于：所述激光器组件(3)和相机组件分别设置为两组，一组激光器组件(3)和相机组件位于硅片传送带(6)上方，另一组激光器组件(3)和相机组件位于硅片传送带(6)下方。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的太阳能硅片线痕检测装置，其特征在于：所述硅片传送带(6)下方设有用于控制CCD相机(1)启动拍摄的拍照触发传感器(11)。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的太阳能硅片线痕检测装置，其特征在于：所述激光器组件(3)和相机组件通过安装架(4)可调节的安装在固定支架(5)上。