CN211374559U - 一种单晶硅片用可调检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单晶硅片用可调检测装置，包括工作单元和置于所述工作单元上方的检测单元，所述工作单元包括用于放置硅片的工作台；所述检测单元包括用于固定激光束并可调节所述激光束位置的框架组件和用于固定相机并可调节所述相机位置的固定组件，所述框架组件置于所述工作台上方侧面，所述固定组件置于所述工作台正上方。本实用新型设计的检测装置，尤其是适用于不同直径硅片的PL检测，可根据不同直径的硅片，进行自行调节相机和激光束的位置，快速准确地进行配位，自动化程度高，保证硅片缺陷检测的准确性，提升工作效率，降低生产成本。

Description

一种单晶硅片用可调检测装置

技术领域

本实用新型属于单晶硅片检测装置技术领域，尤其是涉及一种单晶硅片用可调检测装置。

背景技术

太阳能电池硅片逐渐发展为大尺寸、薄片化发展，但在这一过程中出现了许多质量问题，如碎片、隐裂、表面污染、电极不良等，这些缺陷严重限制了太阳能光伏电池的光电转化效率和使用寿命的发展；而且这些缺陷硅片的存在直接影响到光伏组件乃至光伏系统的稳定性。因此，迫切需要有快速、有效和准确的定位检验方法来检验硅片生产中可能出现的质量问题。

光致发光测试(Photoluminescence，简称PL)是一种新型的快速无损检测手段，是冷发光的一种，指物质吸收光子(或电磁波)后重新辐射出光子(或电磁波)的过程，其原理结构如图1所示，光致发电检测设备即PL检测设备可以在极短时间确定硅片表面缺陷状况和分布。PL检测设备可以快速检测出电池片表面情况进行不同产品分档，进而满足客户对不同类别产品的需求。现有的PL检测设备只能定值测量一种尺寸硅片，若硅片尺寸变大或变小，需要人工手动调节激光束和相机的位置，准确度不高，产品质量无法保证，有时甚至会损坏相机镜头或硅片，还浪费硅片原料；加重生产成本的同时，还增加员工频繁操作的疲劳，费时费力，生产效率低。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种单晶硅片用可调检测装置，尤其是适用于不同直径硅片的PL检测，可根据不同直径的硅片，解决了PL检测装置中的相机和激光束无法移动、硅片位置无法确定、检测精度不高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种单晶硅片用可调检测装置，包括工作单元和置于所述工作单元上方的检测单元，所述工作单元包括用于放置硅片的工作台；所述检测单元包括用于固定激光束并可调节所述激光束位置的框架组件和用于固定相机并可调节所述相机位置的固定组件，所述框架组件置于所述工作台上方侧面，所述固定组件置于所述工作台正上方。

进一步的，所述框架组件包括底板和与所述底板垂直设置的背板，在所述背板远离所述底板一侧至少设有两个上下并排倾斜设置的激光盒，所述激光盒用于放置所述激光束。

进一步的，所述底板设有第一通道，所述第一通道平行于所述硅片水平纵向轴线设置；所述背板沿所述第一通道滑动。

进一步的，所述固定组件包括底架、支撑架、滑动架和横架，所述底架与所述底板同高设置；所述支撑架和所述滑动架并排设置在所述底架上；所述横架与所述滑动架垂直设置。

进一步的，在所述底架上端面设有若干并排设置的第二通道，所述第二通道与所述第一通道并行设置。

进一步的，所述支撑架固定在所述底架远离所述第二通道一侧；所述支撑架与所述滑动架之间设有间隙；在所述支撑架远离所述底板一侧设有第三通道，所述第三通道与所述第二通道垂直设置。

进一步的，所述滑动架高度方向上设有若干第四通道，所述第四通道与所述第二通道垂直对位设置；所述滑动架沿所述第二通道移动并通过连接件与所述底架连接。

进一步的，所述横架通过置于所述横架上方的支架与所述相机连接；所述横架通过所述连接件与所述滑动架连接并沿所述第四通道上下移动。

进一步的，所述支架置于所述横架靠近所述滑动架一侧；所述横架远离所述支架一侧通过连接件与所述支撑架连接设置在所述第三通道上。

进一步的，还包括箱体和动力单元，所述工作单元、所述检测单元和所述动力单元均置于所述箱体内；所述动力单元位于所述工作台下方，并向所述检测单元提供动力。

采用本实用新型设计的测试装置，激光束可以在水平纵向设置的第一通道上进行前后移动，相机可以在竖直设置的第四通道上进行上下移动，进而可分别进行自动调节激光束和相机的位置，以调整激光束和相机对硅片的照射对焦，快速准确地进行配位，自动化程度高，保证硅片缺陷检测的准确性，缩短了检测时间，提高检测效率，降低生产成本；本测试装置至少可配置两种激光束，以适应不同尺寸直径的硅片；相机竖直上下移动亦可根据不同尺寸直径的硅片进行调整，适应的硅片直径范围较大，通用性强。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的PL检测原理图；

图2是本实用新型一实施例的一种单晶硅片用可调检测装置的正视图；

图3是本实用新型一实施例的一种单晶硅片用可调检测装置的侧视图；

图4是本实用新型一实施例的下箱体的俯视图；

图5是本实用新型一实施例的操作单元的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例的底板的结构示意图；

图7是本实用新型一实施例的底架的结构示意图。

图中：

10、箱体 11、隔板 20、工作单元

21、工作架 22、工作台 30、操作单元

31、框架组件 311、底板 3111、第一通道

312、背板 313、固定件 314、激光盒

32、固定组件 321、底架 3211、第二通道

322、支撑架 3221、第三通道 323、滑动架

3231、第四通道 324、横架 325、连接件

326、支架 40、动力单元 50、激光束

51、上激光束 52、下激光束 60、相机

70、外接控制器

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提出一种单晶硅片用可调检测装置，如图2-3所示，包括箱体10、工作单元20、置于工作单元20上方的检测单元30和置于工作单元20下方的动力单元40，工作单元20、检测单元30和动力单元40均置于箱体10内；其中，工作单元20用于放置硅片，检测单元30用于放置并控制激光束50和相机60，动力单元40用于向检测单元30提供动力并予以控制激光束50和相机60对硅片进行检测。进一步的，在箱体10内设有隔板11，将箱体10分割成上箱体和下箱体，检测单元置于上箱体内，工作单元20和动力单元40均设置在下箱体内。

进一步的，工作单元20包括用于放置硅片的工作台22，工作台22固定放置在工作架21上，工作台22为圆型结构，也可以为正方形结构，但工作台22的最大宽度不小于硅片直径，且工作台22中心点与相机60的探头中心位于同一中心轴线上。同时在工作台22上设有两条十字交叉垂直设置的刻度线作为基准区，如图4所示，用于放置硅片的基准线，有效地保证多次对同一硅片进行检测时硅片位置的一致性。这一结构也保证对于不同尺寸直径的硅片检测时，其放置位置的标准性，使硅片中心始终与相机60的探头中心位于同一中心轴线上，大大缩短了相机60对硅片的对焦时间，提升了硅片检测结果的准确性，保证检测精度，提高了检测效率。

检测单元30包括用于固定激光束50并可调节激光束50位置的框架组件31和用于固定相机60并可调节相机60位置的固定组件32，框架组件31置于工作台22的上方侧面，固定组件32置于工作台22的正上方。

具体地，如图5所示，框架组件31包括底板311和与底板311垂直设置的背板312。其中，底板311水平固定设置在隔板11上端面上，在底板311上设有第一通道3111，如图6所示，第一通道3111平行于硅片水平纵向的中心轴线设置，背板312可沿第一通道3111带动激光束50进行水平滑动。背板312竖直固定在底板311上，在背板312中上部远离底板311的一侧至少设有两个上下并排倾斜设置的激光盒314，激光盒314用于放置激光束50，激光盒314与竖直轴线的角度为锐角θ，角θ值可根据激光盒314离硅片中心轴线的高度和水平宽度而定，在此不做具体限制，但必须保证放入激光盒314内的激光束50所发射的光线可完全覆盖住硅片。

在本实施例中，设有两个激光盒314，上下阶梯设置，在激光盒314内均放置有激光束50，两个激光盒314与竖直轴线的角度为锐角θ均相同，上激光束51的高度和距离硅片中心点的水平距离与下激光束52的高度和距离硅片中心点的水平距离均不相同，上激光束51的设置可照射大尺寸硅片，下激光束52可照射小尺寸硅片，可根据不同尺寸直径的硅片选择不同的激光束50，本机构所适应的硅片直径范围较大，通用性强。

实际在生产过程中，激光束50的位置紧紧需要微型调节，不需要大幅度地对激光束50进行调整，即通过旋钮固定件313使背板312带动激光束50在第一通道3111上水平移动，进而调整激光束50相对与硅片中心位置而做水平纵向的前后移动，进而调整激光束50与硅片相匹配。

进一步的，如图5所示，固定组件32包括底架321、支撑架322、滑动架323和横架324，底架321与底板311同高设置，即均固定设置在隔板11上。在底架321上端面设有若干并排设置的第二通道3211，如图7所示，在本实施例中，设有两个第二通道3211，且第二通道3211与第一通道3111并行设置。支撑架322和滑动架323均竖直并排固定在底架321上，支撑架322和滑动架323之间设有间隙，底架321的宽度大于支撑架322和滑动架323最外侧之间的宽度，便于支撑架322和滑动架323的固定；横架324与滑动架323垂直连接设置。

具体的，支撑架322固定焊接在底架321远离第二通道3211一侧，在支撑架322上远离底板312一侧设有第三通道3221，第三通道3221贯穿支撑架322的高度方向设置且与第二通道3211垂直。在第四通道3231中设有止停块，目的是防止横架324下滑超出下线位置。支撑架322的高度大于滑动架323的高度，支撑架322的宽度小于滑动架323的宽度。滑动架323的高度方向上设有若干第四通道3231，第四通道3231与第二通道3211垂直对位设置且宽度相同，滑动架323沿第二通道3211水平前后移动并通过连接件325与底架321连接，连接件325为倾斜设置的垫片，不仅可拆卸连接而且还起支撑作用。相应地，滑动架323相对于支撑架322水平向后设置，即滑动架323相对于硅片中心点的水平距离H2大于支撑架322相对于硅片中心点的水平距离H1，这一设置目的是为了使固定在横架324上方的相机60的探头与硅片中心点上下对位设置；同时底板312相对于硅片中心点的水平距离H3大于滑动架323相对于硅片中心点的水平距离H2，有利于激光束50照射硅片的位置。

进一步的，横架324通过置于横架324上方的支架326与相机60连接，支架326置于横架324靠近滑动架323是一侧设置，即相机60固定在支架326上端面上且相机60的探头竖直向下设置，且相机60的探头中心线与硅片中心点的竖直位置位于同一个轴线上。横架324的下端面通过连接件325与滑动架323连接并沿第四通道3231上下移动，进而横架324带动支架326进而带动相机60做上下移动，进而可调整相机60对硅片的照射对焦，使相机60与硅片位置快速准确地进行配位。同时，横架324远离支架326的一侧通过连接件325与支撑架322连接设置在第三通道3221上。

本实施例的工作过程：将硅片放置在工作台22上的基准区内，通过工作台22上的基准线使硅片快速定位，使硅片中心与相机探头中心位于同一中心轴线上；同时开启动力单元40提供动力，以控制固定件313使背板312带动激光束50在第一通道3111上而做水平纵向的前后移动，进而调整激光束50与硅片相匹配，使激光束50完全覆盖硅片；同时通过横架324带动相机60在滑动架323的第四通道3231上进行竖直上下移动，进而调节相机60的位置，使相机60探头与硅片中心对焦，使相机60快速准确地与硅片进行配位；相机60将收集后的成像信息传输到外接控制器70中再显示出来。自动调节的结构可保证硅片缺陷检测的准确性，缩短了检测时间，提高检测效率，降低生产成本。

采用本实用新型设计的可调测试装置，结构设计合理，自动化程度高。本测试装置通过水平纵向设置的第一通道和竖直设置的第四通道以分别用于调整激光束的水平前后位置和相机的竖直高度位置，使激光束和相机探头焦距与单晶硅片相匹配，保证测试结果的准确性。

在工作台上刻有基准区，用于放置硅片的基准线，有效地保证多次对同一硅片进行检测时硅片位置的一致性；同时也保证对于不同尺寸直径的硅片检测时，其放置位置的标准性，使硅片中心始终与相机探头中心位于同一中心轴线上，大大缩短了相机对硅片对焦时间，提升了硅片检测结果的准确性，保证检测精度，提高了检测效率。

本测试装置至少可配置两种激光束，以适应不同尺寸直径的硅片；相机竖直上下移动亦可根据不同尺寸直径的硅片进行调整，适应的硅片直径范围较大，通用性强。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种单晶硅片用可调检测装置，其特征在于，包括工作单元和置于所述工作单元上方的检测单元，所述工作单元包括用于放置硅片的工作台；所述检测单元包括用于固定激光束并可调节所述激光束位置的框架组件和用于固定相机并可调节所述相机位置的固定组件，所述框架组件置于所述工作台上方侧面，所述固定组件置于所述工作台正上方。

2.根据权利要求1所述的一种单晶硅片用可调检测装置，其特征在于，所述框架组件包括底板和与所述底板垂直设置的背板，在所述背板远离所述底板一侧至少设有两个上下并排倾斜设置的激光盒，所述激光盒用于放置所述激光束。

3.根据权利要求2所述的一种单晶硅片用可调检测装置，其特征在于，所述底板设有第一通道，所述第一通道平行于所述硅片水平纵向轴线设置；所述背板沿所述第一通道滑动。

4.根据权利要求3所述的一种单晶硅片用可调检测装置，其特征在于，所述固定组件包括底架、支撑架、滑动架和横架，所述底架与所述底板同高设置；所述支撑架和所述滑动架并排设置在所述底架上；所述横架与所述滑动架垂直设置。

5.根据权利要求4所述的一种单晶硅片用可调检测装置，其特征在于，在所述底架上端面设有若干并排设置的第二通道，所述第二通道与所述第一通道并行设置。

6.根据权利要求5所述的一种单晶硅片用可调检测装置，其特征在于，所述支撑架固定在所述底架远离所述第二通道一侧；所述支撑架与所述滑动架之间设有间隙；在所述支撑架远离所述底板一侧设有第三通道，所述第三通道与所述第二通道垂直设置。

7.根据权利要求6所述的一种单晶硅片用可调检测装置，其特征在于，所述滑动架高度方向上设有若干第四通道，所述第四通道与所述第二通道垂直对位设置；所述滑动架沿所述第二通道移动并通过连接件与所述底架连接。

8.根据权利要求7所述的一种单晶硅片用可调检测装置，其特征在于，所述横架通过置于所述横架上方的支架与所述相机连接；所述横架通过所述连接件与所述滑动架连接并沿所述第四通道上下移动。

9.根据权利要求8所述的一种单晶硅片用可调检测装置，其特征在于，所述支架置于所述横架靠近所述滑动架一侧；所述横架远离所述支架一侧通过连接件与所述支撑架连接设置在所述第三通道上。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种单晶硅片用可调检测装置，其特征在于，还包括箱体和动力单元，所述工作单元、所述检测单元和所述动力单元均置于所述箱体内；所述动力单元位于所述工作台下方，并向所述检测单元提供动力。

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