CN206849856U - 一种硅片隐裂分选装置及pecvd全自动上料机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硅片隐裂分选装置，包括硅片隐裂检测系统和传送轨道，所述硅片隐裂检测系统包括红外发射装置以及红外接收装置，所述红外发射装置与所述红外接收装置分别位于所述传送轨道的两侧，且所述红外发射装置位于所述传送轨道的上方或下方；所述传送轨道为三段式传送轨道，包括沿第一方向输送的第一传送轨道、沿第二方向输送的第二传送轨道以及沿第三方向输送的第三传送轨道，所述第一传送轨道、第二传送轨道以及第三传送轨道之间通过衔接轨道进行衔接，所述硅片隐裂检测系统设置在所述第一传送轨道范围。本实用新型的一种硅片隐裂分选装置，排除了硅片本身缺陷和散射光的干扰，提高了隐裂分选的精确性。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能电池制造技术领域，具体涉及一种硅片隐裂分选装置及具有该硅片隐裂分选装置的PECVD全自动上料机。
背景技术
随着光伏技术不断的发展，作为将太阳能转化为电能的半导体器件的太阳能电池产品得到了快速的开发。
硅片是太阳能电池片的主要原料，但是晶体硅质地薄而脆，特别容易碎。随着目前太阳能行业的竞争加剧，提高效率和降低成本成为众多太阳能企业的共同目标，晶体硅的薄片化也成降本的大势所趋。晶体硅片越来越薄，在复杂的生产过程以及各工序间的互相传送中极易产生碎片和隐裂。明显的碎片我们肉眼清晰可见，可以直接挑选出来阻止进入下一道工序。但是隐裂我们一般肉眼不可见，隐裂的硅片进入下一道，会造成不必要的浪费。尤其在PECVD （Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）即等离子体增强化学气相沉积法工序，待镀膜硅片经全自动上料机插入石英舟，送入管式PECVD镀膜，如果隐裂的硅片在上料的时候混入正常片中，在PECVD 镀膜过程中，在高温热应力的作用下，隐裂片破碎裂开，碎片在石墨电极内倒落或者卡在两片电极的中间，导致电极之间短路，镀膜工艺会因此中途中止而退舟。退舟出来后需待硅片冷却后，取出碎片，方能重新送入炉管内继续镀膜。该过程中将浪费大量生产时间，造成PECVD产能下降，同时隐裂片的相邻片和背靠背片会因气流不均成为镀膜返工片，良品率下降。
现有的很多隐裂检测装置均设置在太阳能电池印有电极之后，通过电致发光原理，接触式检测出电池片的隐裂和其他缺陷，多为太阳能电池成品筛选。还有的隐裂检测装置也是通过光致发光原理，用红外检测，但是多为红外光对被测物体的垂直或者发散光照射，基于硅片本身缺陷的影响，易产生误检，会将部分缺陷误判为隐裂。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种硅片隐裂分选装置，其能够排除硅片本身缺陷和红外散射光线的干扰，提高隐裂分选的精确性。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：
一种硅片隐裂分选装置，包括硅片隐裂检测系统和传送轨道，所述硅片隐裂检测系统包括红外发射装置以及红外接收装置，所述红外发射装置与所述红外接收装置分别位于所述传送轨道的两侧，且所述红外发射装置位于所述传送轨道的上方或下方；所述传送轨道为三段式传送轨道，包括沿第一方向输送的第一传送轨道、沿第二方向输送的第二传送轨道以及沿第三方向输送的第三传送轨道，所述第一传送轨道、第二传送轨道以及第三传送轨道之间通过衔接轨道进行衔接，所述硅片隐裂检测系统设置在所述第一传送轨道范围。
优选地，所述衔接轨道仅能容纳一片所述硅片通过，且所述衔接轨道与所述第一传送轨道、第二传送轨道、第三传送轨道相配合。
优选地，所述衔接轨道的输送方向在所述第一方向、第二方向和第三方向间切换。
更加优选地，所述第一方向和所述第三方向相同，且垂直于所述第二方向。
优选地，所述红外接收装置垂直于所述第一方向设置。
更加优选地，所述红外接收装置为线性相机。
进一步优选地，所述的红外发射装置所发出的红外线与所述硅片呈45°角。采用红外发射装置与待检测硅片呈45°角倾斜放置，红外接收装置垂直于硅片运动方向拍摄，所以直射光不在红外接收装置的接收范围内，仅辐射光被拍摄记录。排除了硅片本身缺陷和散射光的干扰，提高了隐裂分选的精确性。
优选地，所述硅片隐裂分选装置还包括隐裂片承载盒。
更加优选地，所述隐裂片承载盒设置在所述第二传送轨道远离所述衔接轨道的一端。被检测出的隐裂片在轨道传输过程中，直接通过衔接轨道输送到第二传送轨道，进而传送到隐裂片承载盒内。
本实用新型还提供了一种PECVD全自动上料机，包括控制系统、清洗花篮和插片花篮，以及设置在所述清洗花篮和所述插片花篮之间的如上所述的硅片隐裂分选装置。
与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的一种硅片隐裂分选装置，采用红外发射装置与待检测硅片呈一定角度放置倾斜放置，红外线斜射到待检测硅片上，红外接收装置垂直于硅片运动方向拍摄，所以直射的光束不在红外接收装置的接收范围内，仅辐射光被拍摄记录，排除了硅片本身缺陷和散射光的干扰，提高了隐裂分选的精确性。本实用新型的PECVD全自动上料机，采用三段式传送轨道，将待镀膜硅片在插入石墨舟之前就筛选出隐裂片，减少镀膜工序的退舟频率，提高生产效率和产能，减少镀膜返工片，提高良品率。
附图说明
图1为本实用新型的PECVD全自动上料机的俯视图；
其中：硅片-1，清洗花篮-2，插片花篮-3，红外接收装置-4，辐射光-5，红外发射装置-6，第一传送轨道-7，棱镜-8，散射光-9，平行红外光束-10，第三传送轨道-11，衔接轨道-12，第二段传送轨道-13，隐裂片承载盒-14。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型优选的实施方式进行详细说明。
实施例一
参照附图1，本实施例的一种PECVD全自动上料机，包括控制系统、清洗花篮2和插片花篮3，以及设置在清洗花篮2和插片花篮3之间的硅片隐裂分选装置。
硅片隐裂分选装置包括传送轨道、硅片隐裂检测系统以及隐裂片承载盒14。
传送轨道为三段式传送轨道，包括沿第一方向输送的第一传送轨道7、沿第二方向输送的第二传送轨道13以及沿第三方向输送的第三传送轨道11。第一传送轨道7、第二传送轨道13以及第三传送轨道11之间通过衔接轨道12进行衔接。衔接轨道12仅能容纳一片硅片1通过，且衔接轨道12与第一传送轨道7、第二传送轨道13、第三传送轨道11相配合。本实施例中第一传送轨道7、第二传送轨道13和第三传送轨道11的宽度都相同，所以设置衔接轨道12的长宽也相同，为正方形。衔接轨道12的输送方向在第一方向、第二方向和第三方向间切换。本实施例中第一方向和第三方向相同，且垂直于第二方向。
硅片隐裂检测系统设置在第一传送轨道7范围。硅片隐裂检测系统包括红外发射装置6以及红外接收装置4，红外发射装置6与红外接收装置4分别位于第一传送轨道7的两侧，且红外发射装置6位于第一传送轨道7的上方或下方。
本实施例中红外发射装置6所发出的红外光为散射光9，红外发射装置6与硅片1之间安装有聚焦作用的棱镜8，散射光9经过棱镜8后聚焦变为平行红外光束10。由于红外发射装置6与硅片1成45°角，所以平行红外光束10呈45°角穿过待检测硅片1。红外接收装置4垂直于第一方向放置，所以红外接收装置4垂直于硅片1运动方向拍摄，直射的平行红外光束10不在红外接收装置4的接收范围内，仅辐射光5被记录。排除了硅片本身缺陷和散射光的干扰，提高了隐裂分选的精确性。本实施例的红外接收装置4为线性相机4。线性相机4的信号输出到PECVD全自动上料机的控制系统，控制系统分析后发出控制信号给衔接轨道12，衔接轨道12根据控制信号进行输送方向的变换。
隐裂片承载盒14设置在第二传送轨道13远离衔接轨道12的一端。被检测出的隐裂硅片1在经过第一传送轨道7后到达衔接轨道12，通过衔接轨道12输送到第二传送轨道13，进而传送到隐裂片承载盒14内。
在具体使用时，开启PECVD全自动上料机，红外发射装置6发出散射光9，经过棱镜8的聚焦后变为平行红外光束10。待检测硅片1在清洗花篮2中清洗干净后进入到第一传送轨道7，当硅片1到达平行红外光束10的照射范围时，平行红外光束10呈45°角穿过待检测硅片1。线性相机4垂直于硅片1运动方向放置，记录透过硅片1投射到线性相机4上的辐射光5。线性相机4将记录到的辐射光5转变为信号进而输出到PECVD全自动上料机的控制系统，控制系统分析信号后发出控制信号，衔接轨道12根据控制信号进行输送方向的变换。若硅片1检测出有隐裂，则衔接轨道12的输送方向转换成与第二传送轨道13的输送方向相同，硅片1通过衔接轨道12输送到第二传送轨道13，进而传送到隐裂片承载盒14内；若硅片1没有检测出隐裂，则衔接轨道12的输送方向转换成与第三传送轨道11的输送方向相同，硅片1通过衔接轨道12输送到第三传送轨道11，进而传送到插片花篮3，进入下一工序。
实施例二
将经过清洗后的正常待镀膜硅片1均分成两组，第一组直接将硅片1从清洗花篮2里传送到插片花篮3里，不经过硅片隐裂检测系统直接上料镀膜；第二组硅片1经硅片隐裂检测系统进行检测和分选后再传送到插片花篮3里。两组硅片在同一管PECVD炉管里镀膜。分别记录两组的工艺退舟频率和镀膜后碎片数量及返工片数量。实验结束后对比继续生产碎片率。
通过镀膜生产过程中的退舟频率、碎片率、返工率统计，发现通过硅片隐裂检测系统分选后的硅片在镀膜过程中碎片率、返工率均明显下降，退舟率几近于0。明显提高了生产效率，减少了时间浪费，提高了生产产能。
本实用新型的一种硅片隐裂分选装置，采用红外发射装置与待检测硅片呈一定角度放置倾斜放置，红外线斜射到待检测硅片上，红外接收装置垂直于硅片运动方向拍摄，所以直射的光束不在红外接收装置的接收范围内，仅辐射光被拍摄记录，排除了硅片本身缺陷和散射光的干扰，提高了隐裂分选的精确性。本实用新型的PECVD全自动上料机，采用三段式传送轨道，将待镀膜硅片在插入石墨舟之前就筛选出隐裂片，减少镀膜工序的退舟频率，提高生产效率和产能，减少镀膜返工片，提高良品率。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硅片隐裂分选装置，包括硅片隐裂检测系统和传送轨道，所述硅片隐裂检测系统包括红外发射装置以及红外接收装置，其特征在于：所述红外发射装置与所述红外接收装置分别位于所述传送轨道的两侧，且所述红外发射装置位于所述传送轨道的上方或下方；所述传送轨道为三段式传送轨道，包括沿第一方向输送的第一传送轨道、沿第二方向输送的第二传送轨道以及沿第三方向输送的第三传送轨道，所述第一传送轨道、第二传送轨道以及第三传送轨道之间通过衔接轨道进行衔接，所述硅片隐裂检测系统设置在所述第一传送轨道范围。
2.根据权利要求1所述的一种硅片隐裂分选装置，其特征在于：所述衔接轨道仅能容纳一片所述硅片通过，且所述衔接轨道与所述第一传送轨道、第二传送轨道、第三传送轨道相配合。
3.根据权利要求1所述的一种硅片隐裂分选装置，其特征在于：所述衔接轨道的输送方向在所述第一方向、第二方向和第三方向间切换。
4.根据权利要求3所述的一种硅片隐裂分选装置，其特征在于：所述第一方向和所述第三方向相同，且垂直于所述第二方向。
5.根据权利要求1所述的一种硅片隐裂分选装置，其特征在于：所述红外接收装置垂直于所述第一方向设置。
6.根据权利要求5所述的一种硅片隐裂分选装置，其特征在于：所述红外接收装置为线性相机。
7.根据权利要求6所述的一种硅片隐裂分选装置，其特征在于：所述的红外发射装置所发出的红外线与所述硅片呈45°角。
8.根据权利要求1所述的一种硅片隐裂分选装置，其特征在于：所述硅片隐裂分选装置还包括隐裂片承载盒。
9.根据权利要求8所述的一种硅片隐裂分选装置，其特征在于：所述隐裂片承载盒设置在所述第二传送轨道远离所述衔接轨道的一端。
10.一种PECVD全自动上料机，包括控制系统、清洗花篮和插片花篮，其特征在于：还包括设置在所述清洗花篮和所述插片花篮之间的如权利要求1-9任意一项所述的硅片隐裂分选装置。
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