CN218121783U - 一种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置，包括：固定架；运动控制组件，其运送钙钛矿组件产品并输出运动控制信号，在运动控制组件上设置用于检测钙钛矿组件产品的薄膜表面状况的检测区域；线阵相机，其安装在固定架上且位于运动控制组件的检测区域上方对待检测的钙钛矿组件产品的薄膜表面进行拍摄；数据采集模块，将线阵相机拍摄的照片进行转换并存储；数据分析模块，根据数据采集模块得到的照片分析判断钙钛矿组件薄膜的缺陷检测结果。本实用新型通过线阵相机和线性激光器配合，有效地提升光源的利用率和减小测试节拍时间，得到完整的光致发光图片用于判断钙钛矿组件产品表面薄膜质量优劣，实现了平米级别的检测范围，同时检测精度高。
Description
技术领域
本实用新型属于光学检测设备领域，特别涉及一种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置。
背景技术
钙钛矿组件批量化生产的组件尺寸都是平米级的，尺寸远大于晶硅片，同时钙钛矿组件薄膜内部的缺陷除了肉眼可见的缺陷，还有很多需要放大到1000倍才能观察到的缺陷。因此，对于钙钛矿组件薄膜的缺陷检测，除了需要能够大尺寸的检测范围，还要高精度的检测分辨率，需要针对性的开发相关薄膜缺陷检测装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种专门的钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置，实现大尺寸检测范围并保证检测的精度。
本实用新型是这样实现的，一种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置，包括：固定架；运动控制组件，其运送钙钛矿组件产品并输出运动控制信号，在运动控制组件上设置用于检测钙钛矿组件产品的薄膜表面状况的检测区域；线阵相机，其安装在固定架上且位于运动控制组件的检测区域上方对待检测的钙钛矿组件产品的薄膜表面进行拍摄，线阵相机前部安装有物镜和带通滤光片；数据采集模块，其用于将线阵相机拍摄的照片进行转换并存储，数据采集模块安装在固定架上并与线阵相机电性连接；数据分析模块，其与数据采集模块电性连接并根据数据采集模块得到的照片分析判断钙钛矿组件薄膜的缺陷检测结果，数据分析模块安装在固定架上；线性激光器或者普通激光器搭配振镜系统，其安装于固定架上且位于运动控制组件的检测区域上方，其产生的激光入射到钙钛矿组件薄膜表面上对应线阵相机的拍摄区域，为线阵相机的拍摄提供激光光源；激光器控制器，其安装在固定架上并与线性激光器或者普通激光器电性连接。
进一步地，所述运动控制组件包括输送带、伺服电机和PLC控制器，伺服电机输出端与输送带传动连接，PLC控制器控制伺服电机的运转，检测区域被设置在输送带上，输送带传送待检测的钙钛矿组件产品通过检测区域。
进一步地，所述运动控制组件还包括感应器，其在待检测的钙钛矿组件产品进出检测区域的边界时给PLC控制器分别发送触发信号和停止信号，感应器和线阵相机均与PLC控制器电性连接。
与现有技术相比，本实用新型的钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置，通过设置线性激光器或者普通激光器搭配振镜系统，并对应用线阵相机对待检测的钙钛矿组件产品的薄膜表面进行拍摄，有效地提升光源的利用率和减小测试节拍时间，并通过伺服电机的信号传送给线阵相机控制连续拍照扫描，最终整合得到完整的光致发光图片用于判断钙钛矿组件产品表面薄膜质量优劣，实现了平米级别的检测范围，同时检测精度高。
附图说明
图1为本实用新型钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置实施例1的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
请参照图1所示，本实用新型第一种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置实施例，包括：固定架1、运动控制组件7、线阵相机2、数据采集模块3、数据分析模块4、线性激光器5以及激光器控制器6。
运动控制组件7，其运送钙钛矿组件产品并输出运动控制信号，在运动控制组件7上设置用于检测钙钛矿组件产品的薄膜表面状况的检测区域A。
线阵相机2，其安装在固定架1上且位于运动控制组件7的检测区域A上方对待检测的钙钛矿组件产品的薄膜表面进行拍摄。
线阵相机2每一帧得到的是4000x1的线式图片。线阵相机2前部安装有物镜和带通滤光片，物镜焦距不同，测试的范围也会不同，当安装35mm定焦物镜时，测试的PL图片为整个样品的PL mapping图片，当安装远心物镜时，测试PL图片为局部缺陷区域的放大的PLmapping图片。在线阵相机2前安装的特定波长的带通滤光片，将周围环境的杂散光和激光光源的光进行过滤，防止周围环境的杂散光和激发光源影响测试结果。
数据采集模块3，其用于将线阵相机2拍摄的照片进行转换并存储，数据采集模块3安装在固定架1上并与线阵相机2电性连接。
数据分析模块4，其与数据采集模块3电性连接并根据数据采集模块3得到的照片，将线式图片整合成一张完整的图片，并分析判断钙钛矿组件薄膜的缺陷检测结果，缺陷检测结果包括缺陷类型和质量等级。数据分析模块4安装在固定架1上。
线性激光器5，其安装于固定架1上且位于运动控制组件7的检测区域A上方，为线阵相机2的拍摄提供激光光源，并保证激光光源在长度方向上均匀性波动小于±6%。线性激光器5能根据各工序段所镀膜层不同选用不同波长的激光光源。
激光光源的选型对于钙钛矿组件制备过程中不同的工序段所镀的膜层不同而变化。例如：a）对于检测制备的ITO薄膜层缺陷，由于ITO薄膜层的带隙为3.5eV~4.3eV，为了能够看到其光致发光，选择355nm的紫外激光光源。b）对于检测制备的HTL薄膜层缺陷，由于HTL薄膜层的带隙也接近3.3eV，为了能够看到HTL在激光下产生的光致发光，选择355nm的紫外激光光源。c）对于检测制备的钙钛矿吸光薄膜层缺陷，由于钙钛矿吸光薄膜层的带隙为1.5eV，但是钙钛矿吸光薄膜层对紫外光特别敏感，采用630nm的红外光进行激发。d）对于检测制备的ETL薄膜层缺陷，由于ETL薄膜层的带隙为3.2eV，但是其荧光效应跟钙钛矿吸光薄膜层一样，因此可以采用跟钙钛矿吸光薄膜层一样的630nm的红外激光进行激发。e）对于检测制备的金属电极层缺陷，由于金属电极层的导带和价带基本重合，其带隙为0，无荧光，同时激光又无法穿透金属电极层激发钙钛矿，因此我们采用从玻璃面入射的方式进行光致发光检测，检测波长采用630nm的红外激光。
激光器控制器6，其安装在固定架1上并与线性激光器5电性连接。
具体地，所述运动控制组件7包括输送带71、伺服电机72和PLC控制器73，伺服电机72输出端与输送带72传动连接，PLC控制器73控制伺服电机72的运转。检测区域A被设置在输送带71上，输送带71传送待检测的钙钛矿组件产品通过检测区域A。
具体地，所述运动控制组件7还包括感应器74，其在待检测的钙钛矿组件产品进入检测区域A的起始边界时通过PLC控制器73给线阵相机2发送触发信号，线阵相机2开始进行图片拍摄，同时PLC控制器73将伺服电机72的频率信号转换成速度值来控制线阵相机2的拍摄，在钙钛矿组件产品离开检测区域A的结束边界时，感应器74将停止信号通过PLC控制器73发送给线阵相机2。
实施例2
请再参照图1所示，本实用新型第二种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置实施例，该实施例与实施例1相比，不同点在于，使用相互组合的普通激光器和振镜系统替代价格昂贵的线性激光器5，达到与使用线性激光器5相同的效果。
普通激光器和振镜系统（图中未示出）安装于固定架1上且位于运动控制组件7的检测区域A上方，为线阵相机2的拍摄提供激光光源。由于振镜系统的扫描速度是20m/s，扫描一条线的时间是50ms，配合线阵相机2的积分时间，可以保证线阵相机2所体现出的图形跟线光源一致。由于振镜系统可以做到很大幅面上能量都很均匀，因此光强的波动性可以小于±1%，普通激光器能根据各工序段所镀膜层不同选用不同波长的激光光源。
其他结构与实施例1相同，不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置，其特征在于，包括：
固定架；
运动控制组件，其运送钙钛矿组件产品并输出运动控制信号，在运动控制组件上设置用于检测钙钛矿组件产品的薄膜表面状况的检测区域；
线阵相机，其安装在固定架上且位于运动控制组件的检测区域上方对待检测的钙钛矿组件产品的薄膜表面进行拍摄，线阵相机前部安装有物镜和带通滤光片；
数据采集模块，其用于将线阵相机拍摄的照片进行转换并存储，数据采集模块安装在固定架上并与线阵相机电性连接；
数据分析模块，其与数据采集模块电性连接并根据数据采集模块得到的照片分析判断钙钛矿组件薄膜的缺陷检测结果，数据分析模块安装在固定架上；
线性激光器或者普通激光器搭配振镜系统，其安装于固定架上且位于运动控制组件的检测区域上方，为线阵相机的拍摄提供激光光源；
激光器控制器，其安装在固定架上并与线性激光器或者普通激光器电性连接。
2.如权利要求1所述的一种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置，其特征在于，所述运动控制组件包括输送带、伺服电机和PLC控制器，伺服电机输出端与输送带传动连接，PLC控制器控制伺服电机的运转，检测区域被设置在输送带上，输送带传送待检测的钙钛矿组件产品通过检测区域。
3.如权利要求2所述的一种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置，其特征在于，所述运动控制组件还包括感应器，其在待检测的钙钛矿组件产品进出检测区域的边界时给PLC控制器分别发送触发信号和停止信号，感应器和线阵相机均与PLC控制器电性连接。
Priority Applications (1)
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| CN202221416885.XU CN218121783U (zh) | 2022-06-07 | 2022-06-07 | 一种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置 |
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Publications (1)
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| CN218121783U true CN218121783U (zh) | 2022-12-23 |
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| CN202221416885.XU Active CN218121783U (zh) | 2022-06-07 | 2022-06-07 | 一种钙钛矿组件薄膜缺陷检测装置 |
Country Status (1)
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2022
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