CN202259209U - 一种晶硅电池片检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶硅电池片检测装置，该装置包括透明载台、第一光源和第一成像探头，其中：所述透明载台的上平面承载待检测的晶硅电池片；所述第一光源安装在所述透明载台的下平面的下方，该第一光源发出的检测光透过所述透明载台完全照亮所述晶硅电池片的底面，该底面正对所述透明载台的上平面；所述第一成像探头安装在所述透明载台的下平面的下方，该第一成像探头获取所述晶硅电池片的底面的图像。实施本实用新型，可以保证晶硅电池片印刷的合格率，有助于维持产线的高效率生产。相比人工实时检测铝浆漏浆，本实用新型提供的装置其准确性和可靠性更高。

Description

一种晶硅电池片检测装置

技术领域

本实用新型涉及晶硅电池片的生产技术，尤其涉及一种晶硅电池片检测装置。

背景技术

在晶硅电池片生产工艺中，在经过制绒、扩散、刻蚀、镀减反膜后会用电子浆料按网版图形设计印刷于硅片的正反面，最终通过烧结实现电极的金属化。印刷工艺一般分三道印刷实现：印刷背电极——印刷背电场——最后印刷正电极。

上述三道工艺中，背电极及正电极均为银浆料，而背电场为铝浆料。而在线生产中经常会有铝浆漏浆的现象，很可能在晶硅电池片的边缘部分形成铝浆溅点。由于硅与铝较硅与银易于形成合金，正面沾污了铝浆的电池片在烧结时容易烧穿p-n结，从而导致低效片的产生，所以印刷过程中铝浆漏浆对电池片的性能及外观是致命性的，通常存在上述铝浆溅点的晶硅电池片视为报废。所以在产线批量生产晶硅电池片的过程中，在第二道印刷工序时对铝浆漏浆情况的检测和正常生产及品质监控是紧密相关的。

由于硅片的减薄及工艺机台更新，目前在产业界常用的为软式印刷机台，并无在线监控铝浆漏浆的监控装置，一旦出现铝浆漏浆，将造成生产的中断及晶硅电池片的电性能低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶硅电池片检测装置，可以实现在线检测晶硅电池片生产过程中的铝浆漏浆。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶硅电池片检测装置，该装置包括透明载台、第一光源和第一成像探头，其中：

所述透明载台的上平面承载待检测的晶硅电池片；

所述第一光源安装在所述透明载台的下平面的下方，该第一光源发出的检测光透过所述透明载台完全照亮所述晶硅电池片的底面，该底面正对所述透明载台的上平面；

所述第一成像探头安装在所述透明载台的下平面的下方，该第一成像探头获取所述晶硅电池片的底面的图像。

根据本发明的一个方面，上述晶硅电池片检测装置还包括反光结构，其中：

该反光结构安装在所述透明载台的上平面的上方，所述晶硅电池片置于该反光结构与所述透明载台之间；

所述第一光源发出的检测光透过所述透明载台和所述晶硅电池片照射到该反光结构上，并被该反光结构漫反射。

根据本发明的另一个方面，上述晶硅电池片检测装置还包括第二光源和第二成像探头，其中：

所述第二光源安装在所述透明载台的下平面的下方，该第二光源发出的检测光透过所述透明载台完全照亮所述晶硅电池片的底面；

所述第二成像探头安装在所述透明载台的上平面的上方，所述晶硅电池片置于该第二成像探头与所述透明载台之间，该第二成像探头获取所述晶硅电池片的顶面的图像。

本实用新型提供的晶硅电池片检测装置，可以对上述背铝印刷工艺完成后的晶硅电池片进行铝浆漏浆的在线检测，避免因铝浆的漏浆未及时发现引起的晶硅电池片及产线污染，其优点是保证了晶硅电池片印刷的合格率，有助于维持产线的高效率生产。相比人工实时检测铝浆漏浆，本实用新型提供的装置的准确性和可靠性更高。根据本发明的一个方面，还可以实现对铝浆漏浆和隐裂碎片的同时检测，以提高晶硅电池片在线检测的效率，保证产出的晶硅电池片的品质。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本实用新型的晶硅电池片检测装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2是根据本实用新型的晶硅电池片检测装置的一种优选具体实施方式的结构示意图；

图3是根据本实用新型的晶硅电池片检测装置的另一种优选具体实施方式的结构示意图；

图4是图1、图2或图3中的晶硅电池片检测出铝浆漏浆时的示意图；

图5是图2或图3中的晶硅电池片检测出隐裂碎片时的示意图；

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施例作详细描述。

首先请参考图1，图1是根据本实用新型的晶硅电池片检测装置的一种具体实施方式的结构示意图，其中该晶硅电池片检测装置包括透明载台20、第一光源30和第一成像探头40，其中：

透明载台20的上平面承载待检测的晶硅电池片10；

第一光源30安装在透明载台20的下平面的下方，该第一光源30发出的检测光透过透明载台20完全照亮晶硅电池片10的底面，该底面正对透明载台20的上平面；

第一成像探头40安装在透明载台20的下平面的下方，该第一成像探头40获取晶硅电池片10的底面的图像。

具体地，透明载台20是板状结构，当该透明载台20安装在流水线上后，其板状结构便于在流水线上稳定地承载晶硅电池片10。在一个实施例中，透明载台20固定，待检测的晶硅电池片10移动至透明载台20的上平面上，便于第一光源30和第一成像探头40对晶硅电池片10进行铝浆漏浆检测。

在生产过程中，晶硅电池片10经过背铝印刷工序后有可能发生铝浆漏浆情况，这种情况下铝浆会粘附在晶硅电池片10的表面。由于晶硅电池片10的表面微观结构，晶硅电池片10的表面对入射光线呈漫反射，但是沾染了铝浆的晶硅电池片10的表面则具有强反光性，对入射光线呈镜面反射，因此铝浆漏浆情况发生后，光线照射下晶硅电池片10的表面沾染铝浆之处会显现为亮点。利用这一特性，晶硅电池片10移动到透明载台20的上平面上时，第一光源30发出的检测光透过透明载台20后完全照亮晶硅电池片10的底面，此时第一成像探头40获取该晶硅电池片10的底面的图像，将该图像传输至图像分析设备50(通常是安装图像分析软件的计算机)中进行识别，以判断晶硅电池片10的底面是否存在亮点，即通过判断是否存在所述亮点来判断该晶硅电池片10是否存在铝浆漏浆现象。在实际生产中，铝浆漏浆现象多出现在晶硅电池片10的边缘部分，因此图像分析设备50重点分析晶硅电池片10的边缘部分是否存在亮点。一旦图像分析设备50判断出该晶硅电池片10存在铝浆漏浆缺陷，即发出次品警报，通知操作人员从流水线中取出该存在缺陷的晶硅电池片10，或进行对该存在铝浆漏浆缺陷的晶硅电池片10进行标记跟踪，在不影响流水线正常运行的情况下将其撤出流水线。

为了让第一光源30发出的探测光清晰地照亮晶硅电池片10的底面，透明载台20应选用高透光的材料制成，例如选用透明玻璃或透明有机玻璃制成。优选地，透明载台20是透明玻璃平板或透明有机玻璃平板，上述透明玻璃或透明有机玻璃的透光率大于85％，较高透光率的透明载台20可以较好地透过检测光，使该检测光更容易照亮晶硅电池片10底部，便于下一步第一成像探头40对晶硅电池片10的底部进行取景拍摄后获得图像进行分析，同时较高透光率的透明载台20对所述检测光的反射率相对较小，不易影响第一成像探头40的取景拍摄后获得晶硅电池片10底部的图像的成像效果。

优选地，为了让图像分析设备50的分析结果更为准确，第一光源30可以选用光学成像识别性较好的红光LED光源(或偏红光的LED光源)。第一光源30发出的检测光需要完全照亮晶硅电池片10的底部，调整第一光源30使检测光入射透明载台20的入射角在30度至80之间，即能取得较好的照射效果。此外，第一光源30可以设计为可自由活动的结构，便于操作人员根据检测需要调整检测光的入射参数。

图1示出的具体实施方式中的检测装置仅具有在线检测铝浆漏浆的功能，在实际生产过程中，希望可以实现更多的在线检测缺陷功能，例如在线检测晶硅电池片的隐裂碎片缺陷。

请参考图2，图2是根据本实用新型的晶硅电池片检测装置的一种优选具体实施方式的结构示意图，在该优选具体实施方式中，所述检测装置包括如图1示出的具体实施方式中的检测装置所包括的透明载台20、第一光源30和第一成像探头40，上述各部分的说明均可参考图1示出的具体实施方式中给出的描述。本具体实施方式中的检测装置相对于图1示出的检测装置的改进之处在于，本具体实施方式中的检测装置还包括反光结构60，其中：

该反光结构60安装在透明载台20的上平面的上方，晶硅电池片10置于反光结构60与透明载台20之间；

第一光源30发出的检测光透过透明载台20和晶硅电池片10照射到反光结构60上，并被反光结构60漫反射。

具体地，第一光源30发出的检测光透过透明载台20照射到晶硅电池片10上之后，由于晶硅电池片10具有较薄的厚度(晶硅电池片10的厚度不超过500微米，典型地晶硅电池片10的厚度大约为200微米)，该检测光会穿透晶硅电池片10到达其上方的反光结构60，并被该反光结构60均匀漫反射后形成折返光线并返回照射至晶硅电池片10的顶面，此时该折返光线是漫反射形成的光线，因此强度较低，容易被晶硅电池片10的遮挡衰减。如果晶硅电池片10上存在隐裂碎片现象，即晶硅电池片10上存在细微裂纹，该折返光线即会通过上述细微裂纹继续前行，比起直接照射至晶硅电池片10的顶面所述折返光线相比，通过所述细微裂纹前行的这部分折返光线衰减较小，从晶硅电池片10的底面看过去，由于所述折返光线的存在，晶硅电池片10上存在细微裂纹的位置会显现出亮线，并易于与晶硅电池片10底面较暗的区域区分开来。此时第一成像探头40取景拍摄晶硅电池片10底面的图像，并将该图像输送至图像分析设备50进行分析，发现晶硅电池片10的底面存在上述亮线，即可判定出该晶硅电池片10存在隐裂碎片缺陷，然后发出次品警报，通知操作人员从流水线中取出该存在缺陷的晶硅电池片10，或进行对该存在隐裂碎片缺陷的晶硅电池片10进行标记跟踪，在不影响流水线正常运行的情况下将其撤出流水线。

为了使第一光源30发出的检测光更好地经过漫反射形成所述折返光线，反光结构60优选地实施为具有漫反射反光面的平板结构，例如反光结构60可以是使用白色聚合材料(例如特氟龙)、乳白玻璃或白色纸板制成的反光板。上述几种材料的反光板对第一光源30发出的检测光均有较好的漫反射效果，形成的所述折返光线强度可以满足后续检测隐裂碎片缺陷时的成像要求。如果晶硅电池片10存在隐裂碎片缺陷，第一成像探头40获得的图像中所述亮线可能出现在晶硅电池片10上的各个位置。而铝浆漏浆缺陷检测中所述亮点多出现在晶硅电池片10的边缘区域，因此图像分析设备50可以同时进行上述两种缺陷的在线检测而互不干扰。

图1示出的检测装置使用了单光源进行在线检测铝浆漏浆缺陷，对图1示出的检测装置进行改进后，图2示出的检测装置也使用了单光源进行在线检测铝浆漏浆缺陷和隐裂碎片缺陷。

在另一优选具体实施方式中，对图1示出的检测装置进行改进，可以使用双光源同时进行在线检测铝浆漏浆缺陷和隐裂碎片缺陷，请参考图3，图3是根据本实用新型的晶硅电池片检测装置的另一种优选具体实施方式的结构示意图，在该优选具体实施方式中，所述检测装置包括如图1示出的具体实施方式中的检测装置所包括的透明载台20、第一光源30和第一成像探头40，上述各部分的说明均可参考图1示出的具体实施方式中给出的描述。本具体实施方式中的检测装置相对于图1示出的检测装置的改进之处在于，本具体实施方式中的检测装置还包括第二光源31和第二成像探头41，其中：

第二光源31安装在透明载台20的下平面的下方，该第二光源31发出的检测光透过透明载台20完全照亮晶硅电池片10的底面；

第二成像探头41安装在透明载台20的上平面的上方，晶硅电池片10置于该第二成像探头41与透明载台20之间，第二成像探头41获取晶硅电池10片的顶面的图像。

具体地，第二光源31发出的检测光透过透明载台20后首先照射至晶硅电池片10的底面，如果晶硅电池片10上存在隐裂碎片现象，即晶硅电池片10上存在细微裂纹，该检测光即会通过上述细微裂纹继续前行，通过所述细微裂纹前行的所述检测光衰减较小，从晶硅电池片10的顶面看过去，受该检测光照射影响，晶硅电池片10上存在细微裂纹的位置会显现出亮线，并易于与晶硅电池片10顶面其他较暗的区域区分开来。此时第二成像探头41取景拍摄晶硅电池片10顶面的图像，并将该图像输送至图像分析设备50进行分析，发现晶硅电池片10的顶面存在上述亮线，即可判定出该晶硅电池片10存在隐裂碎片缺陷，然后发出次品警报，通知操作人员从流水线中取出该存在缺陷的晶硅电池片10，或进行对该存在隐裂碎片缺陷的晶硅电池片10进行标记跟踪，在不影响流水线正常运行的情况下将其撤出流水线。

类似地，为了让图像分析设备50的分析结果更为准确，第二光源31可以选用光学成像识别性较好的红光LED光源(或偏红光的LED光源)。优选地，调整第二光源31的位置，使其产生的检测光垂直照射晶硅电池片10可达到较佳的检测效果。在一些实施例中，可以简化第二成像探头41，只使用一个第一成像探头40获取图像即可，也能满足同时检测隐裂碎片缺陷和铝浆漏浆缺陷的需要。

图1、图2或图3示出的检测装置均具有对晶硅电池片检测铝浆漏浆缺陷的功能，请参考图4，图4是图1、图2或图3中的晶硅电池片检测出铝浆漏浆时的示意图。如果晶硅电池片10上存在铝浆漏浆缺陷，在检测光的照射下，从晶硅电池片10的底面看过去，通常在该晶硅电池片10的边缘会存在亮点或亮斑，例如图4中的亮点11。

图2或图3示出的检测装置还具有对晶硅电池片检测隐裂碎片缺陷的功能，请参考图5，图5是图2或图3中的晶硅电池片检测出隐裂碎片时的示意图。如果晶硅电池片10上存在隐裂碎片缺陷，在检测光的照射下，晶硅电池片10的与上述检测光入射面不同的另一面上看过去，会显现出亮线(即检测光透过晶硅电池片10的细微裂纹传输所造成)，例如图5中虚线框图12内包括的亮线。

需要说明的是，图4中示出的亮点11和图5中示出的亮线均是示意作用，并未按照真实情况中的比例和形状绘制。上述两者在晶硅电池片10上所处的具体位置也是一种示例情况。

本实用新型提供的晶硅电池片检测装置，可以对上述背铝印刷工艺完成后的晶硅电池片进行铝浆漏浆的在线检测，避免因铝浆的漏浆未及时发现引起的晶硅电池片及产线污染，其优点是保证了晶硅电池片印刷的合格率，有助于维持产线的高效率生产。相比人工实时检测铝浆漏浆，本是实用新型提供的装置的准确性和可靠性更高。根据本发明的一个方面，还可以实现对铝浆漏浆和隐裂碎片的同时检测，以提高晶硅电池片在线检测的效率，保证产出的晶硅电池片的品质。

以上所揭露的仅为本实用新型的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种晶硅电池片检测装置，其特征在于，该装置包括透明载台、第一光源和第一成像探头，其中：

所述透明载台的上平面承载待检测的晶硅电池片；

所述第一光源安装在所述透明载台的下平面的下方，该第一光源发出的检测光透过所述透明载台完全照亮所述晶硅电池片的底面，该底面正对所述透明载台的上平面；

所述第一成像探头安装在所述透明载台的下平面的下方，该第一成像探头获取所述晶硅电池片的底面的图像。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括反光结构，其中：

该反光结构安装在所述透明载台的上平面的上方，所述晶硅电池片置于该反光结构与所述透明载台之间；

所述第一光源发出的检测光透过所述透明载台和所述晶硅电池片照射到该反光结构上，并被该反光结构漫反射。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括第二光源和第二成像探头，其中：

所述第二光源安装在所述透明载台的下平面的下方，该第二光源发出的检测光透过所述透明载台完全照亮所述晶硅电池片的底面；

所述第二成像探头安装在所述透明载台的上平面的上方，所述晶硅电池片置于该第二成像探头与所述透明载台之间，该第二成像探头获取所述晶硅电池片的顶面的图像。

4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于：

所述透明载台是透明玻璃平板或透明有机玻璃平板。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

所述透明玻璃或透明有机玻璃的透光率大于85％。

6.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于：

所述第一光源是红光LED光源。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：

所述反光结构是具有漫反射反光面的反光板。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述反光板是白色聚合材料平板、乳白玻璃平板或白色纸板。

9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：

所述第二光源是红光LED光源。

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