CN203055872U - 太阳能硅片及电池片缺陷检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，光致荧光检测平台上设有能够传信于处理器的少子寿命探测器，电致荧光检测平台上设有能够给样品施加直流电源的加电装置，且该加电装置、样品和电致荧光检测平台能够形成一个导电回路，少子寿命检测模块能够朝光致荧光检测平台发射闪光，激光照明系统能够朝光致荧光检测平台和电致荧光检测平台之一发射激光，图像采集系统能够采集样品发出的荧光图像并传信给处理器，本实用新型一台设备可以分别进行光致荧光检测、电致荧光检测、少子寿命测试和串联电阻测试，样品缺陷检测分析全面、准确，且无需反复更换设备，操作方便，有效提高工作效率，节约了生产成本。

Description

太阳能硅片及电池片缺陷检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能硅片及电池片检测系统，特别涉及一种太阳能硅片及电池片缺陷检测系统。

背景技术

国内外光伏产业发展迅猛，提高光电转化效率和降低成本成为整个行业的目标。太阳能电池生产流程中出现的黑芯、黑边、隐裂、扩散问题、污染、崩边及少子寿命等等缺陷严重限制了电池的光电转化效率和使用寿命。因此，太阳能行业亟需相关制程检测分选出影响光电转化效率的各类缺陷，提高转化效率。随着光伏行业逐步趋于成熟，对于检测设备的依赖将会越来越大。太阳能电池检测及分选设备的重要性日渐凸显，并将成为太阳能光伏产业的关键设备，同时也正面临更高的检测精度、更快的检测速度、满足在线和离线检测以及更全面的检测方法等一系列挑战。

光致荧光图像、电致荧光图像的检测是通过加电机构或高功率激光照明对样品进行激励，使其辐射出荧光，再利用高清晰近红外成像系统对荧光图像进行捕捉，可以检测的缺陷包括黑芯、黑边、隐裂、断线、黑角等。

由于晶体硅太阳电池的性能主要决定于在电池体内和表面的电子-空穴对的复合，因此能够准确地获得少子寿命数据对分析提高产品转换效率是十分中重要的。

串联电阻的分布同样可以反映产品的质量情况，通过对串联电阻的测试，可以对扩散制结、电极印刷等工艺进行管控。

目前阳能硅片及电池片缺陷监测都是采用上述方法中的一中，其只能分析某一工艺阶段可能出现的部分缺陷，不能全面反映阳能硅片及电池片的缺陷情况，且目前各种检测都是通过各自的检测设备分别进行，要进行两种以上的检测需要更换不同的检测设备，检测效率低，检测程序繁琐。

实用新型内容

为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，该太阳能硅片及电池片缺陷检测系统可以更全面的、准确的分析样品的缺陷，同时也避免了重复的繁冗的操作，提高工作效率，节约生产成本。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，包括机架、样品放置平台、处理器、少子寿命检测模块、图像采集系统和激光照明系统，所述少子寿命检测模块、图像采集系统和激光照明系统分别固设于机架上，样品放置平台包括固定于机架上的导轨和能够沿导轨滑动的光致荧光检测平台及电致荧光检测平台，所述光致荧光检测平台上设有少子寿命探测器，该少子寿命探测器传信于处理器，所述电致荧光检测平台上设有能够给样品施加直流电源的加电装置，且该加电装置、样品和电致荧光检测平台能够形成一个导电回路，少子寿命检测模块能够朝位于设定位置的光致荧光检测平台上的样品发射闪光，激光照明系统能够朝光致荧光检测平台和电致荧光检测平台之一上的样品发射激光，图像采集系统能够采集处于设定位置的样品发出的荧光图像并传信给处理器进行分析和处理。

作为本实用新型的进一步改进，所述光致荧光检测平台和电致荧光检测平台采用联动定位的机械结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述导轨上设有可调节限位环，该可调节限位环与光致荧光检测平台和电致荧光检测平台能够拆卸固定连接，并将光致荧光检测平台和电致荧光检测平台之一固定于设定位置。

作为本实用新型的进一步改进，所述电致荧光检测平台与真空发生器连接，真空发生器能够使电致荧光检测平台与样品之间产生真空。

作为本实用新型的进一步改进，所述电致荧光检测平台上的加电装置为三条探针条，该三条探针能够与样品紧密接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述三条探针能够拆卸固定于探针架上，探针架与电致荧光检测平台铰接连接，还设有一锁紧机构，该锁紧机构能够将盖板与电致荧光检测平台锁紧固定。

作为本实用新型的进一步改进，还设有气压弹簧，气压弹簧的两端分别与电致荧光检测平台和探针架侧壁固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述激光照明系统包括控制激光器和激光照明镜头，所述控制激光器能够接收处理器命令发射激光给激光照明镜头，激光照明镜头内依次设有光束整形光管、聚焦镜头和光斑调整装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述图像采集系统为CCD相机。

作为本实用新型的进一步改进，所述加电装置施加的直流电源为二象限可编程直流电源。

本实用新型的有益技术效果是：本实用新型通过将光致荧光检测平台及电致荧光检测平台机械式联动设计，使其在导轨上滑动择一的位于检测的设定位置，一台设备可以分别进行光致荧光检测、电致荧光检测、少子寿命测试和串联电阻测试，一台设备就可以将太阳能硅片及电池片缺陷进行全面检测，样品缺陷检测分析全面、准确，且无需反复更换设备，操作方便，有效提高工作效率，节约了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的第一种检测状态主视图；

图2为本实用新型的第二种检测状态主视图；

图3为样品放置平台主视图；

图4为样品放置平台俯视图；

图5为电致荧光检测平台立体图；

图6为光致荧光缺陷检测原理示意图；

图7为电致荧光缺陷检测原理示意图；

图8为少子寿命检测原理示意图。

具体实施方式

实施例：一种太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，包括机架、样品放置平台、处理器12、少子寿命检测模块1、图像采集系统4和激光照明系统5，所述少子寿命检测模块1、图像采集系统4和激光照明系统5分别固设于机架上，样品放置平台包括固定于机架上的导轨3和能够沿导轨3滑动的光致荧光检测平台2及电致荧光检测平台7，所述光致荧光检测平台2上设有少子寿命探测器10，该少子寿命探测器10传信于处理器12，所述电致荧光检测平台7上设有能够给样品11施加直流电源的加电装置16，且该加电装置16、样品11和电致荧光检测平台7能够形成一个导电回路，少子寿命检测模块1能够朝位于设定位置的光致荧光检测平台2上的样品11发射闪光，激光照明系统5能够朝光致荧光检测平台2和电致荧光检测平台7之一上的样品11发射激光，图像采集系统4能够采集处于设定位置的样品11发出的荧光图像并传信给处理器12进行分析和处理，进行光致荧光检测时，将样品放置平台的光致荧光检测平台2滑动到设定位置，处理器12控制激光照明系统5向样品11输出激光15，激光15的光斑照射在样品11上，样品11发出荧光图像13，图像采集系统4对该荧光图像13进行采集后将数据输出给处理器12，处理器12经分析后输出检测样品11的光致荧光图像13的相关信息；

进行电致荧光检测时，将样品11放置于电致荧光检测平台7上并将其移动到设定位置，处理器12控制加电装置16对样品11施加直流电，样品11通电后产生荧光图像采集系统4对该荧光图像进行采集后将数据输出给处理器12，处理器12经分析后输出检测样品11的电致荧光图像的相关信息；

少子寿命测试，将样品11放置在光致荧光检测平台2上，并将其移动到设定位置，处理器12控制少子寿命检测模块1发出闪光17照射样品11，少子寿命探测器10将收集的数据传输给处理器12；

当进行串联电阻测试时，将样品11放置于电致荧光检测平台7上并将其移动到设定位置，处理器12控制加电装置16对样品11施加直流电，图像采集系统4对样品11进行荧光图像的采集并将数据传输给处理器12，处理器12控制激光照明系统5向样品11输出激光，光斑照射到样品11上，图像采集系统4再进行荧光图像的采集并将数据传输给处理器12，最后处理器12对采集到两组数据进行自动分析处理，最后显示检测到的样品11串联电阻分布图像的相关信息。

所述光致荧光检测平台2和电致荧光检测平台7采用联动定位的机械结构。

所述导轨3上设有可调节限位环9，该可调节限位环9与光致荧光检测平台2和电致荧光检测平台7能够拆卸固定连接，并将光致荧光检测平台2和电致荧光检测平台7之一固定于设定位置，可调节限位环9可以将光致荧光检测平台2和电致荧光检测平台7快速固定，确保在检测时样品11位置不会发生变动，保证检测的精确度，可调节限位环9可以是位于设定位置的一个，其选择性的与需要进行检测的光致荧光检测平台2和电致荧光检测平台7之一固定连接，也可以是平行间隔排列的三组，其中相邻的两组同时与光致荧光检测平台2和电致荧光检测平台7固定，并使光致荧光检测平台2和电致荧光检测平台7之一位于设定位置，该设定位置为三组可调节限位环9的中间位置，可调节限位环9与光致荧光检测平台2和电致荧光检测平台7通过卡扣的方式定连接为比较好的方案，当然还可以是其它可以拆卸的连接方式，如顶紧固定连接方式，夹持的连接方式等等，此为本领域技术人员根据本专利很容易想到的结构，属于本专利的等同替换。

所述电致荧光检测平台7与真空发生器连接，真空发生器能够使电致荧光检测平台7与样品11之间产生真空，电致荧光检测平台7上通过电极与样品11接触形成导电回路，电致荧光检测平台7与样品11之间产生真空后，可以使待测样品11与电致荧光检测平台7上的电极良好接触。

所述电致荧光检测平台7上的加电装置16为三条探针条，该三条探针能够与样品11紧密接触。

还设有探针架6，三条探针能够拆卸固定于探针架6上，探针架6与电致荧光检测平台7铰接连接，还设有一锁紧机构8，该锁紧机构8能够将盖板与电致荧光检测平台7锁紧固定，可以替换使用5、6inch的探针固定于探针架6上对不同规格的太阳能电池片进行加电，使用时，探针架6与电致荧光检测平台7扣合，探针架6上的探针就与样品11接触，然后将锁紧机构8锁紧，就可以保证探针与样品11保持稳定的连接状态。

还设有气压弹簧，气压弹簧的两端分别与电致荧光检测平台7和探针架6侧壁固定连接。

所述激光照明系统5包括控制激光器14和激光照明镜头，所述控制激光器14能够接收处理器12命令发射激光给激光照明镜头，激光照明镜头内依次设有光束整形光管、聚焦镜头和光斑调整装置。

所述图像采集系统4为CCD相机。

所述加电装置16施加的直流电源为二象限可编程直流电源。

Claims (10)

1.一种太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，其特征是：包括机架、样品放置平台、处理器（12）、少子寿命检测模块（1）、图像采集系统（4）和激光照明系统（5），所述少子寿命检测模块（1）、图像采集系统（4）和激光照明系统（5）分别固设于机架上，样品放置平台包括固定于机架上的导轨（3）和能够沿导轨（3）滑动的光致荧光检测平台（2）及电致荧光检测平台（7），所述光致荧光检测平台（2）上设有少子寿命探测器（10），该少子寿命探测器（10）传信于处理器（12），所述电致荧光检测平台（7）上设有能够给样品（11）施加直流电源的加电装置（16），且该加电装置（16）、样品（11）和电致荧光检测平台（7）能够形成一个导电回路，少子寿命检测模块（1）能够朝位于设定位置的光致荧光检测平台（2）上的样品（11）发射闪光，激光照明系统（5）能够朝光致荧光检测平台（2）和电致荧光检测平台（7）之一上的样品（11）发射激光，图像采集系统（4）能够采集处于设定位置的样品（11）发出的荧光图像并传信给处理器（12）进行分析和处理。

2.如权利要求1所述的太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，其特征是：所述光致荧光检测平台（2）和电致荧光检测平台（7）采用联动定位的机械结构。

3.如权利要求2所述的太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，其特征是：所述导轨（3）上设有可调节限位环（9），该可调节限位环（9）与光致荧光检测平台（2）和电致荧光检测平台（7）能够拆卸固定连接，并将光致荧光检测平台（2）和电致荧光检测平台（7）之一固定于设定位置。

4.如权利要求1所述的太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，其特征是：所述电致荧光检测平台（7）与真空发生器连接，真空发生器能够使电致荧光检测平台（7）与样品（11）之间产生真空。

5.如权利要求1所述的太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，其特征是：所述电致荧光检测平台（7）上的加电装置（16）为三条探针条，该三条探针能够与样品（11）紧密接触。

6.如权利要求5所述的太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，其特征是：还设有探针架（6），三条探针能够拆卸固定于探针架（6）上，探针架（6）与电致荧光检测平台（7）铰接连接，还设有一锁紧机构（8），该锁紧机构（8）能够将盖板与电致荧光检测平台（7）锁紧固定。

7.如权利要求6所述的太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，其特征是：还设有气压弹簧，气压弹簧的两端分别与电致荧光检测平台（7）和探针架（6）侧壁固定连接。

8.如权利要求1所述的太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，其特征是：所述激光照明系统（5）包括控制激光器（14）和激光照明镜头，所述控制激光器（14）能够接收处理器（12）命令发射激光给激光照明镜头，激光照明镜头内依次设有光束整形光管、聚焦镜头和光斑调整装置。

9.如权利要求1所述的太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，其特征是：所述图像采集系统（4）为CCD相机。

10.如权利要求1所述的太阳能硅片及电池片缺陷检测系统，其特征是：所述加电装置（16）施加的直流电源为二象限可编程直流电源。

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