CN207351771U - 一种测试样品的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测试样品的制备装置，包括平台、定位组件和切割组件，平台设置有镂空区；定位组件包括设置于镂空区上方的定位环，镂空区、定位环的内侧形状和大小均与待制备的测试样品相适应；切割组件能够沿定位环在工件上的投影区域进行切割，以获取测试样品。测试样品落入镂空区，防止测试样品混入工件的碎片中难以分辨。定位环与样品区域对齐，可以确保待制备的测试样品定位准确。

Description

一种测试样品的制备装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种测试样品的制备装置。

背景技术

扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)简称扫描电镜，是一种利用电子束扫描样品表面从而获得样品信息的电子显微镜。它能产生样品表面的高分辨率图像，且图像呈三维，扫描电子显微镜能被用来鉴定样品的表面结构。它具有样品制备简单、分辨率高、综合分析能力强等特点。

目前，扫描电镜广泛应用于各类材料的表面和截面微观分析，尤其是太阳能电池领域,扫描电镜是硅片和太阳能电池不可缺少的测试工具。在制备测试样品时，一般通过工作人员手动裂片的方式，将硅片或太阳能电池片掰成合适的测试样品；或是利用重物将硅片或太阳能电池片砸碎，将碎片作为测试样品。这两者制备方式中，前者对工作人员的操作经验要求较高，而且容易污染样品，影响测试结果；后者在制备过程中，容易崩飞硅片或太阳能电池片的碎片，误伤工作人员，且选取的测试样品容易崩飞混杂在碎片中，难以挑选。

现有技术中测试样品的制备方式不规范，且制备的测试样品粗糙，无法精确定位硅片或太阳能电池片中样品的位置，因此，亟需一种测试样品的制备装置，降低测试样品的制备难度，提高测试样品的质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种测试样品的制备装置，可以精确定位样片在工件的位置，避免制备过程中碎片飞溅，误伤工作人员。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种测试样品的制备装置，包括：

平台，所述平台设置有镂空区；

定位组件，所述定位组件包括设置于所述镂空区上方的定位环，所述镂空区、所述定位环的内侧形状和大小均与待制备的测试样品相适应；

切割组件，所述切割组件能够沿所述定位环在所述工件上的投影区域进行切割，以获取测试样品。

其中，还包括固定组件，所述固定组件用于将工件固定于所述平台，并使所述工件上的样品区域位于所述镂空区的上方；

其中，所述固定组件包括真空泵，所述平台的非镂空区设置有真空吸孔，所述真空吸孔与所述真空泵连通，用于将工件固定于所述平台。

其中，所述真空吸孔的数量为多个，多个所述真空吸孔均布于所述非镂空区。

其中，所述镂空区的下方设置有盛放制备的测试样品的容纳盒。

其中，所述容纳盒与所述平台的底面可拆卸连接。

其中，所述定位环与所述平台的距离为300μm～400μm。

其中，所述定位组件还包括固定于所述平台的支架，所述定位环与所述支架连接并能够沿所述支架上下移动。

其中，所述镂空区的数量为多个，且多个所述镂空区的形状和/或大小不同，每个所述镂空区对应设置有一个所述容纳盒以及一个所述定位环，对应的所述定位环的内侧与所述镂空区的形状及大小相同。

其中，所述切割组件包括驱动机构和操作机构，所述驱动机构与所述操作机构连接，并驱动所述操作机构制备待制备的测试样品。

其中，所述操作机构包括环形金刚刀，所述环形金刚刀的截面形状及大小与待制备的测试样品的形状及大小相同。

其中，所述操作机构包括压片块，所述压片块的截面形状与待制备的测试样品的形状相同，且略小于待制备的测试样品的大小。

其中，还包括照明组件，所述照明组件包括灯架以及与灯架的一端连接的光源，所述灯架的另一端通过万向节结构与所述平台连接。

有益效果：本实用新型提供的制备装置，制备时，工件上的样品区域分别与镂空区和定位环对齐，平台设置镂空区，切割样品区域后，制备的测试样品落入镂空区内，防止测试样品混入工件的碎片中难以分辨。定位环与工件上的样品区域对齐，可以确保制备的测试样品在工件上的定位准确，从而提高测试样品的质量，保证测试结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的制备装置的结构示意图一；

图2为图1的主视图；

图3为图1的俯视图；

图4为本实用新型实施例1提供的制备装置的结构示意图二。

其中：

1、平台；11、镂空区；12、真空吸孔；

2、定位组件；21、支架；22、定位环；

31、环形金刚刀；32、压片块；

4、照明组件；41、灯架；42、光源；

5、容纳盒。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

如图1-图4所示，本实施例提供了一种测试样品的制备装置，包括平台1、定位组件2、和切割组件，平台1设置有镂空区11；定位组件2包括设置于镂空区11正上方的定位环22，镂空区11、定位环22的内侧形状和大小均与待制备的测试样品相适应；切割组件用于沿定位环22在工件上的投影区域进行切割，以获取测试样品。

制备测试样品时，将工件上指定的样品区域分别与镂空区11和定位环22对齐，为防止工件在制备样品时移动，制备装置还包括固定组件，固定组件用于将工件固定于平台1，并使工件上的样品区域位于镂空区11的正上方，工件上的样品区域即根据测试需求选定的制备测试样品的区域，通过固定组件将工件与平台1固定，防止在制备样品时工件移位，从而影响样品位置的准确性。工件上的样品区域的大小分别与镂空区11和定位环22的形状相适应，且位置对齐，即样品区域位于镂空区11的正上方、定位环22位于样品区域的正上方，可以确保切割组件沿定位环22在工件上的投影区域切割时，保证样品为工件的样品区域的部分，即保证制备的样品在工件上位置的准确性。

为保证固定组件对工件的固定效果，避免制备样品时非样品区域破碎后碎片飞溅，固定组件包括真空泵，平台1的非镂空区设置有真空吸孔12，非镂空区即平台1上除镂空区11外的其他区域，真空吸孔12与真空泵连通。通过真空泵和平台1表面的真空吸孔12，将工件的非样品区域吸附固定在平台1上，避免工件的碎片飞溅，误伤工作人员。

本实施例中，镂空区11的下方设置有盛放制备的测试样品的容纳盒5，切割样品区域后，制备的测试样品落入容纳盒5内，防止测试样品混入工件的碎片中难以分辨。定位环22与工件上的样品区域对齐，可以确保制备的测试样品在工件上的定位准确，从而提高测试样品的质量，保证测试结果的准确性。

具体而言，本实施例中的工件可以为硅片或太阳能电池，平台1可以与硅片或太阳能电池的形状相同，例如矩形，当然也可以为其他形状，只要能将硅片或太阳能电池完全固定在平台1上即可。

为更好的固定工件，防止工件的碎片飞溅，平台1上的真空吸孔12的数量可以为多个，多个真空吸孔12可以均布与平台1表面的非镂空区内，使得工件的非样品区域完全被吸附固定在平台1上，从而避免制备测试样品的过程中，非样品区域破碎后飞溅，危害工作人员的安全。由于硅片和太阳能电池片一般为矩形，多个真空吸孔12可以按矩阵排列，以提高固定工件的效果。

容纳盒5设置于镂空区11域的下方，并与平台1的底面可拆卸连接，方便取出落在容纳盒5内的测试样品，方便清理容纳盒5。为避免工件上的与样品区域相邻的非样品区域破碎后碎片通过镂空区11掉入容纳盒5内，镂空区11与样品区域的大小和形状相同，从而保证落入容纳盒5内的均为样品区域的部分。为方便取出测试样品，容纳盒5与平台1底面可拆卸连接，例如容纳盒5与平台1滑动连接，容纳盒5通过推拉装入或滑出平台1下方，制备完成后，容纳盒5沿平台1底部的滑轨滑出平台1外，从而方便工作人员取出测试样品。容纳盒5与平台1也可以通过螺栓连接等方式可拆卸连接，只要方便工作人员取出测试样品即可。

本实施例中的定位组件2还包括支架21和定位环22，支架21固定在平台1上，定位环22与支架21连接。定位环22可以与工件上的样品区域的形状和大小相同。支架21在平台1上固定的位置，保证定位环22与平台1上的镂空区11对齐。制备测试样品时，工作人员将工件放在平台1上，通过对比样品区域与定位环22的位置，调整工件的放置区域，从而使镂空区11、样品区域和定位环22三者对齐，切割时，切割组件以定位环22为基准制备测试样品，从而保证制备的测试样品与样品区域重合，提高测试样品定位的准确性。调整好工件的位置后，通过真空泵和真空吸孔12，将工件与平台1固定，避免制备测试样品时，工件移位，从而影响测试样品的制备。

为方便对比样品区域是否与定位环22位置对齐，定位环22与工件的距离不宜过近，也不宜过远，过近或过远的距离均影响工作人员观察样品区域和定位环22的位置关系。由于硅片或太阳能电池的厚度一般在130μm～300μm之间，因此，定位环22和平台1的距离可以选取为300μm～400μm。例如定位环22和平台1的距离可以选取为300μm、310μm、320μm、330μm、340μm、350μm、360μm、370μm、380μm、390μm或400μm。

为方便将工件放置在平台1上，定位环22可以与支架21滑动连接，使得定位环22能够沿支架21上移动，当放置工件时，将定位环22沿支架21向上移动，放置工件后，落下定位环22，工作人员通过定位环22调整工件的位置后，通过真空吸附工件将工件固定在平台1上。

定位环22和支架21的滑动连接可以通过滑槽和滑块实现，例如在支架21上沿垂直方向设置有滑槽，本实施例中，选取滑槽的底端距平台1的距离为300μm，方便工作人员观察工件上的样品区域与定位环22是否对齐。定位环22上设置有滑块，滑块于滑槽配合并能够沿滑槽移动，滑槽和滑块可以通过螺钉等锁紧装置固定，从而防止制备测试组件时，定位环22移动，妨碍工作人员操作。定位环22和支架21的滑动连接也可以通过丝杠螺母机构实现，例如支架21为丝杠，定位环22与螺母固定，螺母与丝杠配合，转动丝杠时，螺母沿丝杠移动从而带动定位环22移动。定位环22和支架21也可以通过其他方式实现定位环22沿支架21的移动，此处不作限制。

根据测试项目的不同，制备的测试样品的样品区域的大小和形状也不同，因此，本实施例中的平台1可以设置多个镂空区11，多个镂空区11的形状和/或大小不同，每个镂空区11对应设置有一个容纳盒5以及一个定位环22，对应的定位环22的内侧与镂空区11的形状及大小相同。制备测试样品时，可以根据测试项目的需要，选择合适的镂空区11制备测试样品，提高制备装置的通用性和灵活性。

定位环22还可以与支架21可拆卸连接，一个支架21可以对应设置有两个或多个定位环22，即两个或多个镂空区11可以共用同一个支架21，使用不同的镂空区11时，支架21更换对应的定位环22。定位环22可以通过滑槽和滑块实现滑动连接以及可拆卸连接。例如，支架21上设置有滑槽，滑槽在支架21的上端开口；定位环22设置有连接杆，连接杆的端部设置有滑块，滑块通过支架21上端的开口滑入滑槽内，实现与支架21的可拆卸连接。当定位环22调整到合适的位置后，定位环22可以通过紧固装置固定，例如螺栓固定，固定方式简单且可靠。

不同的镂空区11距支架21的距离不同，为使支架21更换定位环22后，定位环22位于对应的镂空区11的正上方，可以改变连接杆的长度或将连接杆设置为曲杆等，以适应不同的镂空区11与支架21的位置关系。

本实施例中的切割组件包括驱动机构和操作机构，驱动机构与操作机构连接，并驱动操作机构制备测试样品。

作为本实用新型的一种优选方式，如图1和图3所示，操作机构可以包括环形金刚刀31，环形金刚刀31的截面形状及大小与测试样品的形状及大小相同。制备时，环形金刚刀31伸入定位环22内，并切割对应的样品区域，从而制备测试样品。通过金刚刀切割，可以得到完整的测试样品，制备可靠。环形金刚刀31可以与驱动机构连接，驱动机构可以驱动环形金刚刀31有工件的上方，并在定位环22的内侧向下切割工件，从而制备测试样品。

作为本实用新型的另一种优选方式，如图4所示，操作机构还可以为压片块32，压片块32的上端连接驱动机构，驱动机构可以冲压头，压片块32在冲压头的控制下下压，压片块32的截面形状与测试样品的形状相同，且略小于测试样品的大小。使用压片块32时，将工件位置固定好后，将压片块32由定位环22中穿过砸向工件，将工件上的样品区域部分砸入容纳盒5内，完成测试样品的制备。通过压片块32操作快捷，可以避免破碎的工件碎片飞溅，提高制备的安全等级。

在上述基础上，操作机构还可以包括环绕镂空区11的内表面设置的金刚刀，金刚刀的刀刃与平台1的上端面平齐或略高于平台1的上端面，工件放置在平台1上后，金刚刀的刀刃与工件的样品区域的边缘抵接。待工件固定后，驱动机构驱动压片块32向下由定位环22内压向工件，定位环22和金刚刀配合对工件剪切，金刚刀的刀刃将配合压片块32，由工件的下方切割样品区域，从而制备测试样品。

沿镂空区11的内表面设置的金刚刀也可以与环形金刚刀31配合使用，通过工件上下的金刚刀配合，沿工件上的样品区域的边缘剪切，从而制备测试样品。

本实施例中的制备装置好包括照明组件4，照明组件4包括灯架41以及与灯架41的一端连接的光源42，灯架41的另一端通过万向节结构与平台1连接。通过万向节结构可以调整灯架41连接的光源42在平台1上的位置，从而使光源42照亮平台1上不同区域的镂空区11，方便工作人员观察样品区域，调整工件在平台1上的位置。

在此基础上，灯架41还可以是能够调整弯曲角度的软管，从而可以通过弯曲软管调整光源42距离平台1之间的距离，方便工作人员操作。光源42可以为LED灯。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种测试样品的制备装置，其特征在于，包括：

平台(1)，所述平台(1)设置有镂空区(11)；

定位组件(2)，所述定位组件(2)包括设置于所述镂空区(11)上方的定位环(22)，所述镂空区(11)、所述定位环(22)的内侧形状和大小均与待制备的测试样品相适应；

切割组件，所述切割组件能够沿所述定位环(22)在工件上的投影区域进行切割，以获取测试样品。

2.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，还包括固定组件，所述固定组件用于将工件固定于所述平台(1)，并使所述工件上的样品区域位于所述镂空区(11)的上方。

3.如权利要求2所述的制备装置，其特征在于，所述固定组件包括真空泵，所述平台(1)的非镂空区设置有真空吸孔(12)，所述真空吸孔(12)与所述真空泵连通，用于将工件固定于所述平台(1)。

4.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述镂空区(11)的下方设置有盛放制备的测试样品的容纳盒(5)。

5.如权利要求1-4任一项所述的制备装置，其特征在于，所述定位组件(2)还包括固定于所述平台(1)的支架(21)，所述定位环(22)与所述支架(21)连接并能够沿所述支架(21)上下移动。

6.如权利要求4所述的制备装置，其特征在于，所述镂空区(11)的数量为多个，且多个所述镂空区(11)的形状和/或大小不同，每个所述镂空区(11)对应设置有一个所述容纳盒(5)以及一个所述定位环(22)，对应的所述定位环(22)的内侧与所述镂空区(11)的形状及大小相同。

7.如权利要求1-4任一项所述的制备装置，其特征在于，所述切割组件包括驱动机构和操作机构，所述驱动机构与所述操作机构连接，并驱动所述操作机构制备待制备的测试样品。

8.如权利要求7所述的制备装置，其特征在于，所述操作机构包括环形金刚刀(31)，所述环形金刚刀(31)的截面形状及大小与待制备的测试样品的形状及大小相同。

9.如权利要求7所述的制备装置，其特征在于，所述操作机构包括压片块(32)，所述压片块(32)的截面形状与待制备的测试样品的形状相同，且略小于待制备的测试样品的大小。

10.如权利要求1-4任一项所述的制备装置，其特征在于，还包括照明组件(4)，所述照明组件(4)包括灯架(41)以及与灯架(41)的一端连接的光源(42)，所述灯架(41)的另一端通过万向节结构与所述平台(1)连接。