CN108674026A - 太阳能电池片印刷品质检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能电池片印刷品质检测方法，为：对丝网印刷后的太阳能电池片的正面和背面分别拍摄分辨率为微米等级的照片，对所拍摄的照片进行处理，基于边缘检测结果判断太阳能电池片是否出现印刷品质问题，并在出现印刷品质问题时报警或向丝网印刷机反馈对应的反馈信号，当丝网印刷机接收到反馈信号时根据反馈信号进行闭环控制，从而停机或调整丝网印刷参数。实现上述方法的太阳能电池片印刷品质检测系统包括依次相连接的相机、处理器、报警装置，处理器还与丝网印刷机的控制系统相连接。本发明能够对太阳能电池板的丝网印刷质量进行高精度的检测并做出明确判断，还能够与丝网印刷机形成闭环控制，实时调控印刷过程，提高印刷质量。

Description

太阳能电池片印刷品质检测方法和系统

技术领域

本发明属于机器视觉自动化技术领域，具体涉及一种应用于太阳能电池片丝网印刷行业中的印刷品质检测方法及装置。

背景技术

传统的丝网印刷机通常在出片位置加装一个二百万像素级别的低分辨率相机。当硅片完成丝网印刷后，通过相机对其拍摄照片，并简单检测一下硅片是否有缺角、是否漏浆爆版等明显缺陷。一方面，这种检测方式对印刷过程中产生的细微印刷不良无法做出判断，如针对宽度在50微米以内的栅线，对其印刷精度要求较高，而其印刷出现不良无法判断；另一方面，现有这种检测方式只能够产生是否不良的判断结果，却无法及时根据所出现的不良调节丝网印刷机来避免再次出现不良。

发明内容

本发明的目的是一种能够满足对丝网印刷品质的高精度检测和监控，并能够与丝网印刷机相配合而进一步提高丝网印刷品质的太阳能电池片印刷品质检测方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种太阳能电池片印刷品质检测方法，用于检测太阳能电池片的丝网印刷质量，所述太阳能电池片印刷品质检测方法为：对丝网印刷后的所述太阳能电池片的正面和背面分别拍摄分辨率为微米等级的照片，对所拍摄的照片进行处理，通过边缘检测分辨出所述太阳能电池片的硅片轮廓以及由丝网印刷形成的栅线轮廓、背电场轮廓、背电极轮廓，基于所述边缘检测结果判断所述太阳能电池片是否出现印刷品质问题，并在出现印刷品质问题时报警或向丝网印刷机反馈所出现印刷品质问题对应的反馈信号，当所述丝网印刷机接收到所述反馈信号时根据所述反馈信号进行闭环控制，从而停机或调整丝网印刷参数。

优选的，在所述丝网印刷机的出片工位对所述太阳能电池片拍摄照片。

优选的，所述太阳能电池片的正面印刷有若干栅线，所述栅线包括主栅和副栅，所述太阳能电池片的背面印刷有背电场和若干背电极；

当对所述太阳能电池片的正面进行印刷品质检测时，先对所述太阳能电池片的正面拍摄正面照片，再对所述正面照片进行处理，依次通过定位硅片轮廓和印刷区域轮廓、抽取主栅轮廓、判断主栅缺陷、抽取副栅轮廓、判断副栅断栅、判断副栅虚印、判定漏浆爆版来判断所述太阳能电池片的正面是否出现印刷品质问题；

当对所述太阳能电池片的背面进行印刷品质检测时，先对所述太阳能电池片的背面拍摄背面照片，再对所述背面照片进行处理，依次通过抽取背电场轮廓、判断背电场偏移、判断背电极偏移、判断背电极缺损、判断背电场露硅来判断所述太阳能电池片的背面是否出现印刷品质问题。

优选的，设置偏振光源由所述太阳能电池片的正面一侧照射所述太阳能电池片并拍摄所述背面照片。

优选的，所述偏振光源为LED灯源。

优选的，判断所述太阳能电池片出现印刷品质问题后，对所出现的印刷品质问题判断等级。

本发明还提供一种实现上述太阳能电池片印刷品质检测方法的太阳能电池片印刷品质检测系统，它包括：

相机，所述相机用于对丝网印刷后的所述太阳能电池片的正面和背面分别拍摄分辨率为微米等级的照片；

处理器，所述处理器与所述相机相连接，所述处理器用于对所拍摄的照片进行处理，通过边缘检测分辨出所述太阳能电池片的硅片轮廓以及由丝网印刷形成的栅线轮廓、背电场轮廓、背电极轮廓，基于所述边缘检测结果判断所述太阳能电池片是否出现印刷品质问题，并在出现印刷品质问题时输出报警信号或所出现印刷品质问题对应的反馈信号；

报警装置，所述报警装置与所述处理器相连接，所述报警装置在接收到所述报警信号时进行报警；

用于丝网印刷的丝网印刷机与所述处理器相连接，所述丝网印刷机在接收到所述反馈信号时根据所述反馈信号进行闭环控制，从而停机或调整丝网印刷参数。

优选的，所述相机由若干子相机拼接组合而成并具有千万级别像素。

优选的，所述相机设置于所述丝网印刷机的出片工位处。

优选的，所述太阳能电池片印刷品质检测系统还包括设置于所述太阳能电池片的正面一侧的偏振光源。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够对太阳能电池板的丝网印刷质量进行高精度的检测并做出明确判断，还能够与丝网印刷机形成闭环控制，实时调控印刷过程，提高印刷质量。

附图说明

附图1为本发明的太阳能电池片印刷品质检测系统的框图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：太阳能电池片的丝网印刷工艺是指在硅片的正面和背面上进行丝网印刷而形成太阳能电池片，硅片的正面在印刷区域内印刷栅线而形成正电极，硅片的背面印刷铝质背电场（或称铝背场）和若干背电极。太阳能电池片的正面印刷的若干栅线包括主栅和副栅，主栅的宽度和副栅的宽度均为微米等级，且主栅的宽度大于副栅的宽度，副栅与主栅相连接，通常构成网格状。硅片的正面即形成太阳能电池片的正面，硅片的背面即形成太阳能电池片的背面。上述丝网印刷工艺在丝网印刷机中完成，印刷后形成的太阳能电池片由丝网印刷机的出片工位输出。

如附图1所示，一种用于检测太阳能电池片的丝网印刷质量的太阳能电池片印刷品质检测系统，与丝网印刷机相连接，它主要包括相机、处理器、报警装置。

相机设置于丝网印刷机的出片工位处，它由若干子相机拼接组合而成，该相机具有千万级别像素并能够拍摄分辨率为微米等级的照片。在本实施例中，多台子相机拼接组合而成的相机总共具有6600万像素，从而为精确检测提供保障。该相机的功能在于：用于对丝网印刷后的太阳能电池片的正面和背面分别拍摄分辨率为微米等级的照片。由于需要对太阳能电池片的正面和背面均拍摄照片，因此即可以设置两台相机分别从太阳能电池片的两侧拍摄，也可以设置一台相机并配备能够带动太阳能电池片翻转的翻转装置来实现双面拍摄。

拍摄获得的照片送入与相机相信号连接的处理器中进行处理。在处理器中，通过边缘检测分辨出太阳能电池片的硅片轮廓以及由丝网印刷形成的栅线轮廓、背电场轮廓、背电极轮廓，进而基于边缘检测结果判断太阳能电池片是否出现印刷品质问题，且处理器在出现印刷品质问题时输出报警信号或所出现印刷品质问题对应的反馈信号。处理器可以集成在丝网印刷机的控制系统中，通过程序实现相应功能。还可以配备与处理器相连接的显示器来实时显示检测结果。

报警装置与处理器相信号连接，可以采用声、光报警装置。报警装置在接收到报警信号时进行报警。

此外，处理器还与丝网印刷机的控制系统相信号连接，使得丝网印刷机在接收到反馈信号时根据反馈信号进行闭环控制，从而停机或调整丝网印刷参数。

为了获得效果更好的照片，该太阳能电池片印刷品质检测系统还包括一偏振光源，该偏振光源设置于太阳能电池片的正面一侧，并照向太阳能电池片。偏振光源可以采用能够发出所需偏振光的LED灯源。

上述太阳能电池片印刷品质检测系统所采用的太阳能电池片印刷品质检测方法为：对丝网印刷后的太阳能电池片的正面和背面分别拍摄分辨率为微米等级的照片，对所拍摄的照片进行处理，通过边缘检测分辨出太阳能电池片的硅片轮廓以及由丝网印刷形成的栅线轮廓、背电场轮廓、背电极轮廓，基于边缘检测结果判断太阳能电池片是否出现印刷品质问题，并在出现印刷品质问题时报警或向丝网印刷机反馈所出现印刷品质问题对应的反馈信号，当丝网印刷机接收到反馈信号时根据反馈信号进行闭环控制，从而停机或调整丝网印刷参数。

该阳能电池片印刷品质检测方法通过以下步骤实施：

1、利用相机在丝网印刷机的出片工位对太阳能电池片拍摄照片，包括对太阳能电池片的正面拍摄正面照片和对太阳能电池片的背面拍摄背面照片；

2、当对太阳能电池片的正面进行印刷品质检测时，在对太阳能电池片的正面拍摄正面照片后，在处理器中对正面照片进行处理，具体的处理流程依次包括：定位硅片轮廓和印刷区域轮廓、抽取主栅轮廓、判断主栅缺陷、抽取副栅轮廓、判断副栅断栅、判断副栅虚印、判定漏浆爆版，从而判断太阳能电池片的正面是否出现印刷品质问题。太阳能电池片的正面可能出现的印刷品质问题主要包括印刷区域偏移或缺角、主栅缺陷（包括主栅部分缺损或多出）、副栅缺陷（包括副栅断栅、虚印）、栅线节点以及漏浆爆版。以上这些缺陷均可以通过边缘轮廓识别而进行判断。所拍摄的正面照片以及判断是否出现印刷质量问题的结果可以在显示器上进行显示。

3、当对太阳能电池片的背面进行印刷品质检测时，在对太阳能电池片的背面拍摄背面照片后，在对背面照片进行处理，具体的处理流程依次包括：抽取背电场轮廓、判断背电场偏移、判断背电极偏移、判断背电极缺损、判断背电场露硅来判断太阳能电池片的背面是否出现印刷品质问题。太阳能电池片的背面可能出现的印刷质量问题主要包括背电场印刷位置偏移、背电极印刷位置偏移、背电场缺损而露出硅片、背电极缺损，这些问题也均可以通过边缘轮廓识别而进行判断。所拍摄的背面照片以及判断是否出现印刷质量问题的结果可以在显示器上进行显示。

当对太阳能电池片的背面拍照时，可以由设置在太阳能电池片的正面一侧的偏振光源，即LED灯源来照射太阳能电池片，从而拍摄照片，使得背电场与硅片本体能够清晰分辨，更加精准定位硅片及背电场的位置。

4、当判断出太阳能电池片出现印刷品质问题后，对所出现的印刷品质问题判断等级。

5、当判断出太阳能电池片出现印刷品质问题后，处理器输出对应的报警信号或反馈信号。报警信号输出给报警装置使其进行报警。反馈信号输出给丝网印刷机的控制系统使其根据该反馈信号进行闭环控制，控制丝网印刷机停机或调整丝网印刷参数（主要针对印刷位置偏移问题，调整印刷位置）。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池片印刷品质检测方法，用于检测太阳能电池片的丝网印刷质量，其特征在于：所述太阳能电池片印刷品质检测方法为：对丝网印刷后的所述太阳能电池片的正面和背面分别拍摄分辨率为微米等级的照片，对所拍摄的照片进行处理，通过边缘检测分辨出所述太阳能电池片的硅片轮廓以及由丝网印刷形成的栅线轮廓、背电场轮廓、背电极轮廓，基于所述边缘检测结果判断所述太阳能电池片是否出现印刷品质问题，并在出现印刷品质问题时报警或向丝网印刷机反馈所出现印刷品质问题对应的反馈信号，当所述丝网印刷机接收到所述反馈信号时根据所述反馈信号进行闭环控制，从而停机或调整丝网印刷参数。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池片印刷品质检测方法，其特征在于：在所述丝网印刷机的出片工位对所述太阳能电池片拍摄照片。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池片印刷品质检测方法，其特征在于：所述太阳能电池片的正面印刷有若干栅线，所述栅线包括主栅和副栅，所述太阳能电池片的背面印刷有背电场和若干背电极；

当对所述太阳能电池片的正面进行印刷品质检测时，先对所述太阳能电池片的正面拍摄正面照片，再对所述正面照片进行处理，依次通过定位硅片轮廓和印刷区域轮廓、抽取主栅轮廓、判断主栅缺陷、抽取副栅轮廓、判断副栅断栅、判断副栅虚印、判定漏浆爆版来判断所述太阳能电池片的正面是否出现印刷品质问题；

当对所述太阳能电池片的背面进行印刷品质检测时，先对所述太阳能电池片的背面拍摄背面照片，再对所述背面照片进行处理，依次通过抽取背电场轮廓、判断背电场偏移、判断背电极偏移、判断背电极缺损、判断背电场露硅来判断所述太阳能电池片的背面是否出现印刷品质问题。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池片印刷品质检测方法，其特征在于：设置偏振光源由所述太阳能电池片的正面一侧照射所述太阳能电池片并拍摄所述背面照片。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池片印刷品质检测方法，其特征在于：所述偏振光源为LED灯源。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池片印刷品质检测方法，其特征在于：判断所述太阳能电池片出现印刷品质问题后，对所出现的印刷品质问题判断等级。

7.一种太阳能电池片印刷品质检测系统，用于检测太阳能电池片的丝网印刷质量，其特征在于：所述太阳能电池片印刷品质检测系统包括：

相机，所述相机用于对丝网印刷后的所述太阳能电池片的正面和背面分别拍摄分辨率为微米等级的照片；

处理器，所述处理器与所述相机相连接，所述处理器用于对所拍摄的照片进行处理，通过边缘检测分辨出所述太阳能电池片的硅片轮廓以及由丝网印刷形成的栅线轮廓、背电场轮廓、背电极轮廓，基于所述边缘检测结果判断所述太阳能电池片是否出现印刷品质问题，并在出现印刷品质问题时输出报警信号或所出现印刷品质问题对应的反馈信号；

报警装置，所述报警装置与所述处理器相连接，所述报警装置在接收到所述报警信号时进行报警；

用于丝网印刷的丝网印刷机与所述处理器相连接，所述丝网印刷机在接收到所述反馈信号时根据所述反馈信号进行闭环控制，从而停机或调整丝网印刷参数。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池片印刷品质检测系统，其特征在于：所述相机由若干子相机拼接组合而成并具有千万级别像素。

9.根据权利要求7所述的太阳能电池片印刷品质检测系统，其特征在于：所述相机设置于所述丝网印刷机的出片工位处。

10.根据权利要求7所述的太阳能电池片印刷品质检测系统，其特征在于：所述太阳能电池片印刷品质检测系统还包括设置于所述太阳能电池片的正面一侧的偏振光源。