JP2014232079A

JP2014232079A - Solar battery cell inspection device, and image position correction method of solar battery cell inspection device

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Publication number: JP2014232079A
Application number: JP2013113998A
Authority: JP
Inventors: 正道永井; Masamichi Nagai
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2014-12-11
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: JP6160255B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar battery cell inspection device capable of matching positions and magnifications of images photographed by a plurality of cameras.SOLUTION: A solar battery cell inspection device calculates, by applying least square method to the position of each of reference marks in images photographed by first and second CCD cameras 31, 32, a center of mass X0 in an X direction of the reference mark photographed by the first CCD camera 31, a center of mass Y0 in a Y direction of the reference mark photographed by the first CCD camera 31, a center of mass x0 in the X direction of the reference mark photographed by the second CCD camera 32, a center of mass y0 in the Y direction of the reference mark photographed by the second CCD camera 32, an angular difference θ between the first and second CCD cameras 31, 32, a ratio of magnifications αX of the first and second CCD cameras 31, 32 in the X direction, and a ratio of magnifications αY of the first and second CCD cameras 31, 32 in the Y direction. The solar battery cell inspection device corrects a position of the image photographed by the second CCD camera 32 while corresponding the position of the image photographed by the second CCD camera 32 to a position of the image photographed by the first CCD camera 31, by substituting the above mentioned results into a standard correction computation expression.

Description

この発明は、例えば、反射防止膜成膜後の太陽電池セルを検査する太陽電池セル検査装置およびこの太陽電池セル検査装置において画像の位置を補正する太陽電池セル検査装置の画像位置補正方法に関する。 The present invention relates to, for example, a solar cell inspection device that inspects solar cells after formation of an antireflection film and an image position correction method for a solar cell inspection device that corrects the position of an image in the solar cell inspection device.

太陽電池セルの生産工程においては、太陽電池セルの形状の欠陥、表面の欠陥、あるいは、内部の欠陥の検査が実行される。 In the production process of solar cells, inspection of defects in the shape of solar cells, defects on the surface, or internal defects is performed.

特許文献１には、レーザ光源により半導体ウエハに対してレーザ光を照射するとともに、半導体ウエハの表面において反射した光学像を撮像装置により撮像し、欠陥検出部により撮像された半導体ウエハの画像データから欠陥を抽出することにより、半導体ウエハの表面に存在する欠陥を検査する欠陥検査装置が開示されている。 In Patent Document 1, laser light is emitted to a semiconductor wafer by a laser light source, an optical image reflected on the surface of the semiconductor wafer is picked up by an image pickup device, and image data of the semiconductor wafer picked up by a defect detection unit is used. A defect inspection apparatus that inspects defects existing on the surface of a semiconductor wafer by extracting defects is disclosed.

また、特許文献２には、赤外線光源から半導体ウエハに対して赤外線を照射するとともに、半導体ウエハを透過した赤外線を赤外線カメラにより撮像する赤外線検査装置が開示されている。この赤外線検査装置においては、クラック等の異常部分と多結晶シリコン基板部分とで赤外線の透過状態が異なることを利用して、半導体ウエハ内部のマイクロクラックを検出する構成となっている。 Further, Patent Document 2 discloses an infrared inspection apparatus that irradiates a semiconductor wafer with infrared light from an infrared light source and images the infrared light transmitted through the semiconductor wafer with an infrared camera. This infrared inspection apparatus is configured to detect microcracks inside a semiconductor wafer by utilizing the fact that infrared transmission states are different between an abnormal portion such as a crack and a polycrystalline silicon substrate portion.

さらに、特許文献３には、太陽電池セルの表面に向かって可視光を照射する第一照射部と、太陽電池セルで反射した可視光を受光することにより太陽電池セルの反射画像を取得する第一ＣＣＤカメラと、太陽電池セルの裏面に向かって赤外光を照射する第二照射部と、太陽電池セルを透過した赤外光を受光することにより太陽電池セルの透過画像を取得する第二ＣＣＤカメラとを備え、反射画像と透過画像とを同時に同じ位置で撮影することができる太陽電池セル検査装置が開示されている。 Further, Patent Document 3 discloses a first irradiating unit that irradiates visible light toward the surface of the solar battery cell and a reflected image of the solar battery cell by receiving visible light reflected by the solar battery cell. One CCD camera, a second irradiation unit that irradiates infrared light toward the back surface of the solar battery cell, and a second that obtains a transmitted image of the solar battery cell by receiving infrared light transmitted through the solar battery cell There is disclosed a solar cell inspection apparatus that includes a CCD camera and can capture a reflected image and a transmitted image at the same position at the same time.

特開２００２−１２２５５２号公報JP 2002-122552 A 特開２００６−３５１６６９号公報JP 2006-351669 A 特開２０１３−５３９７３号公報JP 2013-53973 A

特許文献３に記載されたように、同一の太陽電池セルを複数のカメラにより撮影する太陽電池セル検査装置においては、両方のカメラにより撮影した画像の位置や倍率を、互いに一致するように調整する必要がある。従来においては、複数のカメラの配置をマニュアルで微調整することより、両方のカメラにより撮影した画像の位置や倍率を互いに一致させていた。 As described in Patent Document 3, in a solar cell inspection apparatus that captures the same solar cell with a plurality of cameras, the position and magnification of images captured with both cameras are adjusted to match each other. There is a need. Conventionally, by finely adjusting the arrangement of a plurality of cameras manually, the positions and magnifications of images taken by both cameras are matched with each other.

しかしながら、複数のカメラの配置をマニュアルで微調整する作業は、極めて煩雑であるばかりではなく、複数のカメラの配置をそれらにより撮影した画像の位置や倍率が完全に一致する状態とすることは困難である。このため、複数のカメラにより撮影した画像を重ね合わせる画像処理を実行しても、両画像の微小な位置ずれや倍率の差異に基づいて、適切な画像処理がなされないという問題が生ずる。例えば、太陽電池セルを透過した透過画像に基づいて太陽電池セルにおけるマイクロクラックの画像と結晶粒界の画像とを検出するとともに、太陽電池セルの反射画像に基づいて太陽電池セルの結晶粒界の画像を検出し、これらの画像を利用することによりマイクロクラックの画像のみを抽出する場合には、透過画像による結晶粒界の画像と反射画像による結晶粒界の画像の位置が完全に一致しないと、結晶粒界の画像を消去してマイクロクラックの画像のみを抽出することが困難となる。 However, the work of manually fine-tuning the arrangement of a plurality of cameras is not only very complicated, but it is difficult to make the arrangement of the plurality of cameras completely coincide with the positions and magnifications of images taken by them. It is. For this reason, even if image processing for superimposing images taken by a plurality of cameras is executed, there arises a problem that appropriate image processing is not performed based on a minute positional shift or magnification difference between the two images. For example, an image of a microcrack and a crystal grain boundary in a solar battery cell is detected based on a transmission image transmitted through the solar battery cell, and a crystal grain boundary of the solar battery cell is detected based on a reflection image of the solar battery cell. When only images of microcracks are extracted by detecting images and using these images, the position of the crystal grain boundary image by the transmission image and the position of the crystal grain boundary image by the reflection image must be completely the same. It becomes difficult to delete only the image of the microcrack by deleting the image of the crystal grain boundary.

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、複数のカメラで太陽電池セルを撮影することにより太陽電池セルの検査を行う場合においても、それらのカメラにより撮影した画像の位置と倍率とを容易に一致させることが可能な太陽電池セル検査装置および太陽電池セル検査装置の画像位置補正方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and even when a solar cell is inspected by photographing solar cells with a plurality of cameras, the position and magnification of images taken by these cameras It is an object of the present invention to provide a solar cell inspection apparatus and an image position correction method for the solar cell inspection apparatus that can easily match the above.

請求項１に記載の発明は、第１カメラおよび第２カメラで太陽電池セルを撮影することにより太陽電池セルの検査を行う太陽電池セル検査装置であって、多数の基準マークを有する基準板を、前記第１カメラおよび前記第２カメラにより撮影したときに、前記第１カメラにより撮影した画像における前記各基準マークの位置と、前記第２カメラにより撮影した画像における前記各基準マークの位置とに対して最小二乗法を適用することにより、前記第１カメラにより撮影した多数の基準マークのＸ方向の重心Ｘ０、前記第１カメラにより撮影した多数の基準マークのＹ方向の重心Ｙ０、前記第２カメラにより撮影した多数の基準マークのＸ方向の重心ｘ０、前記第２カメラにより撮影した多数の基準マークのＹ方向の重心ｙ０、前記第１カメラと前記第２カメラとの角度差θ、前記第１カメラと前記第２カメラのＸ方向の倍率の比αＸ、前記第１カメラと前記第２カメラのＹ方向の倍率の比αＹ、を算出する算出部と、標準補正計算式に、前記Ｘ０、Ｙ０、ｘ０、ｙ０、θ、αＸ、αＹの値を代入することにより、前記第２カメラにより撮影した画像の位置を前記第１カメラにより撮影した画像の位置に対応させて補正する補正部と、を備えたことを特徴とする。 The invention described in claim 1 is a solar cell inspection apparatus that inspects solar cells by photographing solar cells with the first camera and the second camera, and includes a reference plate having a large number of reference marks. When the first camera and the second camera are photographed, the position of each reference mark in the image photographed by the first camera and the position of each reference mark in the image photographed by the second camera By applying the least square method, the X-direction centroids X0 of many reference marks photographed by the first camera, the Y-centroids Y0 of many reference marks photographed by the first camera, and the second Centers of gravity X0 in the X direction of a large number of reference marks photographed by the camera, centers of gravity y0 in the direction of Y of a number of fiducial marks photographed by the second camera, the first camera And an angle difference θ between the first camera and the second camera, a ratio αX in the X direction between the first camera and the second camera, and a ratio αY in the Y direction between the first camera and the second camera. By substituting the values of X0, Y0, x0, y0, θ, αX, and αY into the calculation unit and the standard correction formula, the position of the image captured by the second camera was captured by the first camera. And a correction unit that performs correction according to the position of the image.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記標準補正計算式は、前記第１カメラの座標をＸ、Ｙとし、前記第２カメラの座標をｘ、ｙとしたときに、下記の式で表される。
ｘ＝αＸ（Ｘ−Ｘ０）ｃｏｓθ−αＹ（Ｙ−Ｙ０）ｓｉｎθ＋ｘ０
ｙ＝αＸ（Ｘ−Ｘ０）ｓｉｎθ−αＹ（Ｙ−Ｙ０）ｃｏｓθ＋ｙ０ According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the standard correction calculation formula is such that the coordinates of the first camera are X and Y, and the coordinates of the second camera are x and y. Is represented by the following formula.
x = αX (X−X0) cos θ−αY (Y−Y0) sin θ + x0
y = αX (X−X0) sin θ−αY (Y−Y0) cos θ + y0

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記太陽電池セルの裏面に向けて赤外光を照射する赤外光照射部と、前記太陽電池セルの表面に向けて可視光を照射する可視光照射部と、をさらに備え、前記第１カメラまたは前記第２カメラの一方は、前記太陽電池セルを透過した赤外光による画像を撮影し、前記第１カメラまたは前記第２カメラの他方は、前記太陽電池セルの表面で反射した可視光による画像を撮影する。 Invention of Claim 3 is the invention of Claim 1 or Claim 2, Infrared light irradiation part which irradiates infrared light toward the back surface of the said photovoltaic cell, The surface of the said photovoltaic cell A visible light irradiating unit that irradiates visible light toward the image sensor, wherein one of the first camera and the second camera captures an image of infrared light transmitted through the solar cell, and The other of the camera or the second camera captures an image of visible light reflected from the surface of the solar battery cell.

請求項４に記載の発明は、第１カメラおよび第２カメラで太陽電池セルを撮影することにより太陽電池セルの検査を行う太陽電池セル検査装置の画像位置補正方法であって、多数の基準マークを有する基準板を検査を行う太陽電池セルの設置場所に設置する設置工程と、前記第１カメラおよび前記第２カメラにより、前記基準板における多数の基準マークを撮影する基準マーク撮影工程と、前記第１カメラにより撮影した画像における前記各基準マークの位置と、前記第２カメラにより撮影した画像における前記各基準マークの位置とに対して最小二乗法を適用することにより、前記第１カメラにより撮影した多数の基準マークのＸ方向の重心Ｘ０、前記第１カメラにより撮影した多数の基準マークのＹ方向の重心Ｙ０、前記第２カメラにより撮影した多数の基準マークのＸ方向の重心ｘ０、前記第２カメラにより撮影した多数の基準マークのＹ方向の重心ｙ０、前記第１カメラと前記第２カメラとの角度差θ、前記第１カメラと前記第２カメラのＸ方向の倍率の比αＸ、前記第１カメラと前記第２カメラのＹ方向の倍率の比αＹ、を算出する算出工程と、前記第１カメラの座標をＸ、Ｙとし、前記第２カメラの座標をｘ、ｙとしたときに、前記Ｘ０、Ｙ０、ｘ０、ｙ０、θ、αＸ、αＹの値を下記の標準補正計算式に代入することにより、前記第２カメラにより撮影した画像の位置を前記第１カメラにより撮影した画像の位置に対応させて補正する補正工程と、を備えたことを特徴とする。
ｘ＝αＸ（Ｘ−Ｘ０）ｃｏｓθ−αＹ（Ｙ−Ｙ０）ｓｉｎθ＋ｘ０
ｙ＝αＸ（Ｘ−Ｘ０）ｓｉｎθ−αＹ（Ｙ−Ｙ０）ｃｏｓθ＋ｙ０ The invention according to claim 4 is an image position correction method for a solar cell inspection apparatus that inspects solar cells by photographing the solar cells with the first camera and the second camera, and includes a plurality of reference marks. An installation step of installing a reference plate having a reference cell having an inspection location, a reference mark photographing step of photographing a number of reference marks on the reference plate by the first camera and the second camera, Photographed by the first camera by applying the least square method to the position of each reference mark in the image photographed by the first camera and the position of each fiducial mark in the image photographed by the second camera The center of gravity X0 in the X direction of a large number of reference marks, the center of gravity Y0 in the Y direction of a large number of reference marks photographed by the first camera, and by the second camera The center of gravity x0 in the X direction of a large number of reference marks taken, the center of gravity y0 in the Y direction of a number of reference marks taken by the second camera, the angle difference θ between the first camera and the second camera, the first camera And a calculation step of calculating a magnification ratio αX of the second camera in the X direction, a magnification ratio αY of the first camera and the second camera in the Y direction, and the coordinates of the first camera as X and Y. When the coordinates of the second camera are x and y, the values of the X0, Y0, x0, y0, θ, αX, and αY are substituted into the following standard correction calculation formula, and the second camera And a correction step of correcting the position of the captured image in correspondence with the position of the image captured by the first camera.
x = αX (X−X0) cos θ−αY (Y−Y0) sin θ + x0
y = αX (X−X0) sin θ−αY (Y−Y0) cos θ + y0

請求項１から請求項４に記載の発明によれば、複数のカメラで太陽電池セルを撮影することにより太陽電池セルの検査を行う場合においても、それらのカメラにより撮影した画像の位置と倍率とを容易に一致させることが可能となる。これにより、太陽電池セルの検査をより正確に実行することが可能となる。 According to the invention described in claims 1 to 4, even when the solar battery cell is inspected by photographing the solar battery cell with a plurality of cameras, the position and magnification of the image photographed by these cameras are determined. Can be easily matched. Thereby, it becomes possible to perform a test | inspection of a photovoltaic cell more correctly.

請求項３に記載の発明によれば、赤外光による透過画像と可視光による反射画像を利用して太陽電池セルの各種の欠陥を検査する場合において、その検査をより正確に実行することが可能となる。このため、例えば、透過画像と反射画像とを利用して太陽電池セルの画像から結晶粒界を除去することによりマイクロクラックの検査を行う場合に、結晶粒界を確実に除去してマイクロクラックの検査をより正確に実行することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, when various defects of the solar battery cell are inspected using the transmission image by infrared light and the reflection image by visible light, the inspection can be performed more accurately. It becomes possible. For this reason, for example, when the microcrack is inspected by removing the crystal grain boundary from the image of the solar battery cell using the transmission image and the reflection image, the crystal grain boundary is surely removed and the microcrack is removed. The inspection can be performed more accurately.

この発明に係る太陽電池セル検査装置の概要図である。It is a schematic diagram of the photovoltaic cell inspection apparatus concerning this invention. 第１光照射部１１、第２光照射部１２および第３光照射部１３を太陽電池セル１００等とともに示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the 1st light irradiation part 11, the 2nd light irradiation part 12, and the 3rd light irradiation part 13 with the photovoltaic cell 100 grade | etc.,. 太陽電池セル１００と、第１光照射部１１と、拡散反射板２２と、第２光照射部１２との配置関係を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a positional relationship among the solar battery cell 100, the first light irradiation unit 11, the diffuse reflector 22 and the second light irradiation unit 12. この発明に係る太陽電池セル検査装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the photovoltaic cell inspection apparatus which concerns on this invention. 太陽電池セル１００の赤外線透過画像を示す模式図である。3 is a schematic diagram showing an infrared transmission image of solar battery cell 100. FIG. 太陽電池セル１００の青色光反射画像を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a blue light reflection image of solar battery cell 100. この発明に係る画像位置補正方法に使用する基準板２００の平面図である。It is a top view of the reference | standard board 200 used for the image position correction method which concerns on this invention.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る太陽電池セル検査装置の概要図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a solar cell inspection apparatus according to the present invention.

この太陽電池セル検査装置は、前段の成膜工程においてその表面に反射防止膜が成膜された太陽電池セル１００を検査するためのものである。なお、この発明に係る太陽電池セル検査装置により検査される太陽電池セル１００は、電極等が形成され反射防止膜が成膜された状態の太陽電池セル１００のみではなく、電極等の形成や反射防止膜の成膜等がなされる前の基板状態の太陽電池セル１００をも含む。 This solar cell inspection apparatus is for inspecting a solar cell 100 having an antireflection film formed on the surface thereof in the previous film formation step. In addition, the solar cell 100 inspected by the solar cell inspection apparatus according to the present invention is not limited to the solar cell 100 in a state where an electrode or the like is formed and an antireflection film is formed, but also the formation or reflection of an electrode or the like. It also includes the solar battery cell 100 in the substrate state before the prevention film is formed.

この太陽電池セル検査装置は、太陽電池セル１００の裏面に向けて赤外光を照射する第１光照射部１１と、この第１光照射部１１から照射された赤外光の照射方向を太陽電池セル１００の端縁方向に向ける指向性変更部材としてのフレネルレンズ２１と、このフレネルレンズ２１により指向性を変更された赤外光が通過可能な開口部２３が形成された額縁状の形状を有する拡散反射板２２と、この拡散反射板２２に対して可視光のうちの赤色光を照射する第２光照射部１２と、太陽電池セル１００の表面に対して可視光のうちの青色光を照射する第３光照射部１３と、太陽電池セル１００の表面に対して可視光（赤色光、青色光および緑色光）を照射する第４光照射部１４と、赤外光を観察するための第１ＣＣＤカメラ３１と、可視光を観察するための第２ＣＣＤカメラ３２と、太陽電池セル１００を裏面側から表面側に向かって透過した赤外光を反射させて第１ＣＣＤカメラ３１に導くとともに、太陽電池セル１００の表面で反射した可視光および太陽電池セル１００の端縁付近を通過した可視光を通過させて第２ＣＣＤカメラ３２に導くダイクロイックミラーからなるビームスプリッタ３３とを備える。 The solar cell inspection apparatus includes a first light irradiation unit 11 that irradiates infrared light toward the back surface of the solar battery cell 100, and the irradiation direction of infrared light emitted from the first light irradiation unit 11 in the sun. A frame-like shape having a Fresnel lens 21 as a directivity changing member directed toward the edge of the battery cell 100 and an opening 23 through which infrared light whose directivity has been changed by the Fresnel lens 21 can be formed. The diffuse reflection plate 22, the second light irradiation unit 12 that irradiates the diffuse reflection plate 22 with red light of visible light, and the blue light of visible light on the surface of the solar battery cell 100. Third light irradiation unit 13 for irradiation, fourth light irradiation unit 14 for irradiating the surface of solar battery cell 100 with visible light (red light, blue light, and green light), and for observing infrared light Observe visible light with first CCD camera 31 The second CCD camera 32 and the infrared light transmitted through the solar battery cell 100 from the back surface side to the front surface side are reflected and guided to the first CCD camera 31, and the visible light reflected from the surface of the solar battery cell 100 is reflected. And a beam splitter 33 composed of a dichroic mirror that passes visible light that has passed through the vicinity of the edge of the solar battery cell 100 and guides it to the second CCD camera 32.

この図に示すように、第４光照射部１４は、その波長が４７０ｎｍ程度の青色光を出射する青色光源４１と、その波長が５２５ｎｍ程度の緑色光を出射する緑色光源４２と、その波長が６４０ｎｍ程度の赤色光を出射する赤色光源４３と、太陽電池セル１００の上部を覆い、太陽電池セル１００の表面を均一な光強度で照射するためのドーム型の反射型拡散板４４とを備える。青色光源４１と緑色光源４２と赤色光源４３とは、太陽電池セル１００と平行な平面内において、円周上に等間隔をあけて配置されている。また、反射型拡散板４４の上方には、開口部４５が形成されている。 As shown in this figure, the fourth light irradiation unit 14 includes a blue light source 41 that emits blue light having a wavelength of about 470 nm, a green light source 42 that emits green light having a wavelength of about 525 nm, and a wavelength thereof. A red light source 43 that emits red light of about 640 nm and a dome-shaped reflective diffusion plate 44 that covers the upper part of the solar battery cell 100 and irradiates the surface of the solar battery cell 100 with uniform light intensity are provided. The blue light source 41, the green light source 42, and the red light source 43 are arranged at equal intervals on the circumference in a plane parallel to the solar battery cell 100. An opening 45 is formed above the reflective diffusion plate 44.

この第４光照射部１４においては、青色光源４１を点灯させた場合には、青色光が反射型拡散板４４で反射された後、太陽電池セル１００の表面全域を均一に照射する。また、緑色光源４２を点灯させた場合には、緑色光が反射型拡散板４４で反射された後、太陽電池セル１００の表面全域を均一に照射する。さらに、赤色光源４３を点灯させた場合には、赤色光が反射型拡散板４４で反射された後、太陽電池セル１００の表面全域を均一に照射する。 In the fourth light irradiation unit 14, when the blue light source 41 is turned on, the blue light is reflected by the reflective diffusion plate 44, and then the entire surface of the solar battery cell 100 is uniformly irradiated. Further, when the green light source 42 is turned on, the green light is reflected by the reflective diffusion plate 44, and then the entire surface of the solar battery cell 100 is irradiated uniformly. Further, when the red light source 43 is turned on, the red light is reflected by the reflective diffusion plate 44 and then the entire surface of the solar cell 100 is irradiated uniformly.

図２は、上述した第１光照射部１１、第２光照射部１２および第３光照射部１３を太陽電池セル１００等とともに示す概要図である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the above-described first light irradiation unit 11, second light irradiation unit 12, and third light irradiation unit 13 together with the solar battery cell 100 and the like.

第１光照射部１１は、太陽電池セル１００と対向する領域に列設された赤外光を出射する複数のＬＥＤ素子５１を備える。この第１光照射部１１の上面には、第１光照射部１１における各ＬＥＤ素子５１から照射された赤外光の照射方向を太陽電池セル１００の端縁方向に向けるフレネルレンズ２１が配設されている。そして、このフレネルレンズ２１の上方には、額縁状の拡散反射板２２が配設されている。この拡散反射板２２は、フレネルレンズ２１からの赤外光が通過可能な開口部２３が形成された額縁状の形状を有し、開口部２３以外の領域では第１光照射部１１における各ＬＥＤ素子５１から出射された赤外光を遮断する構成を有する。そして、この拡散反射板２２の上面は、そこに照射された光を拡散する光拡散面となっている。 The first light irradiation unit 11 includes a plurality of LED elements 51 that emit infrared light arranged in a region facing the solar battery cell 100. A Fresnel lens 21 is disposed on the upper surface of the first light irradiation unit 11 to direct the irradiation direction of the infrared light emitted from each LED element 51 in the first light irradiation unit 11 toward the edge of the solar battery cell 100. Has been. A frame-shaped diffuse reflector 22 is disposed above the Fresnel lens 21. The diffuse reflector 22 has a frame shape in which an opening 23 through which infrared light from the Fresnel lens 21 can pass is formed, and each LED in the first light irradiation unit 11 is in a region other than the opening 23. The infrared light emitted from the element 51 is blocked. The upper surface of the diffusive reflecting plate 22 is a light diffusing surface that diffuses the light applied thereto.

第２光照射部１２は、額縁状の拡散反射板２２の上方に拡散反射板２２と対向するように列設されたその波長が６４０ｎｍ程度の赤色光を出射する複数のＬＥＤ素子５２を備える。第２光照射部１２における各ＬＥＤ素子５２から出射された赤色光は、拡散反射板２２の表面に照射されて拡散され、太陽電池セル１００の端縁付近に照射される。 The second light irradiation unit 12 includes a plurality of LED elements 52 that emit red light having a wavelength of about 640 nm arranged in a row so as to face the diffusion reflection plate 22 above the frame-like diffusion reflection plate 22. The red light emitted from each LED element 52 in the second light irradiating unit 12 is irradiated and diffused on the surface of the diffuse reflector 22 and is irradiated near the edge of the solar battery cell 100.

第３光照射部１３は、太陽電池セル１００の斜め上方に列設されたその波長が４７０ｎｍ程度の青色光を出射する複数のＬＥＤ素子５３を備える。第３光照射部１３における各ＬＥＤ素子５３より出射された青色光は、太陽電池セル１００の表面全域に照射される。 The third light irradiation unit 13 includes a plurality of LED elements 53 that are arranged obliquely above the solar battery cell 100 and emit blue light having a wavelength of about 470 nm. Blue light emitted from each LED element 53 in the third light irradiation unit 13 is irradiated to the entire surface of the solar battery cell 100.

図３は、太陽電池セル１００と、第１光照射部１１と、拡散反射板２２と、第２光照射部１２との配置関係を示す平面図である。 FIG. 3 is a plan view showing an arrangement relationship among the solar battery cell 100, the first light irradiation unit 11, the diffuse reflector 22, and the second light irradiation unit 12.

この図に示すように、第１光照射部１１およびフレネルレンズ２１と、太陽電池セル１００とは、互いに相似する矩形状をしており、第１光照射部１１およびフレネルレンズ２１のサイズは、太陽電池セル１００のサイズより若干小さくなっている。また、拡散反射板２２は、その開口部２３のサイズが第１光照射部１１およびフレネルレンズ２１のサイズより小さく、外周部のサイズが太陽電池セル１００より大きくなっている。そして、第２光照射部１２は、拡散反射板２２を取り囲むように配置されている。 As shown in this figure, the 1st light irradiation part 11, the Fresnel lens 21, and the photovoltaic cell 100 are carrying out the mutually similar rectangular shape, and the size of the 1st light irradiation part 11 and the Fresnel lens 21 is as follows. It is slightly smaller than the size of the solar battery cell 100. In addition, the diffuse reflection plate 22 has a size of the opening 23 smaller than the size of the first light irradiation unit 11 and the Fresnel lens 21 and a size of the outer peripheral part larger than that of the solar battery cell 100. And the 2nd light irradiation part 12 is arrange | positioned so that the diffused reflection board 22 may be surrounded.

図４は、この発明に係る太陽電池セル検査装置の制御系を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing a control system of the solar cell inspection apparatus according to the present invention.

この太陽電池セル検査装置は、論理演算を実行するＣＰＵや、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭおよび制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ等の記憶装置を有するコンピュータから構成され、装置全体を制御する制御部６０を備える。この制御部６０は、上述した第１光照射部１１、第２光照射部１２、第３光照射部１３、第４光照射部１４，第１ＣＣＤカメラ３１および第２ＣＣＤカメラ３２と接続されている。 This solar cell inspection apparatus includes a CPU having a storage device such as a CPU that executes logical operations, a ROM that stores an operation program necessary for controlling the apparatus, and a RAM that temporarily stores data during control. A control unit 60 configured to control the entire apparatus is provided. The control unit 60 is connected to the first light irradiation unit 11, the second light irradiation unit 12, the third light irradiation unit 13, the fourth light irradiation unit 14, the first CCD camera 31, and the second CCD camera 32 described above. .

この制御部６０は、第３光照射部１３から照射され太陽電池セル１００の表面で反射した青色光を第２ＣＣＤカメラ３２で測定した可視光の画像と、第１光照射部１１から照射され太陽電池セル１００を透過した赤外光を第１ＣＣＤカメラ３１で測定した赤外光の画像とを比較することにより、太陽電池セル１００の内部の欠陥を判定する内部欠陥判定部６１を備える。また、この制御部６０は、第２光照射部１２より照射されて拡散反射板２２で反射された後に太陽電池セル１００の端縁付近を通過した赤色光を第２ＣＣＤカメラ３２で測定した可視光の画像に基づいて、太陽電池セル１００の端縁付近の形状の欠陥を判定する形状欠陥判定部６２を備える。また、この制御部６０は、第４光照射部１４から照射され太陽電池セル１００の表面で反射した赤色光を第２ＣＣＤカメラ３２で測定した可視光の画像に基づいて、太陽電池セル１００の表面の欠陥を測定する表面欠陥判定部６３を備える。さらに、この制御部６０は、第４光照射部１４から照射された太陽電池セル１００の表面で反射した赤色光と緑色光と青色光とを第２ＣＣＤカメラ３２で測定した可視光の画像に基づいて、太陽電池セル１００の表面に形成された反射防止膜の膜厚を測定する膜厚測定部６４を備える。 The control unit 60 includes an image of visible light obtained by measuring the blue light irradiated from the third light irradiation unit 13 and reflected from the surface of the solar battery cell 100 by the second CCD camera 32, and the solar light irradiated from the first light irradiation unit 11. By comparing the infrared light transmitted through the battery cell 100 with an image of the infrared light measured by the first CCD camera 31, an internal defect determination unit 61 that determines a defect inside the solar battery cell 100 is provided. In addition, the control unit 60 is visible light obtained by measuring, with the second CCD camera 32, red light that has been irradiated from the second light irradiation unit 12, reflected by the diffuse reflector 22, and passed near the edge of the solar battery cell 100. A shape defect determination unit 62 that determines a shape defect near the edge of the solar battery cell 100 based on the image of FIG. In addition, the control unit 60 has the surface of the solar battery cell 100 based on the visible light image obtained by measuring the red light irradiated from the fourth light irradiation unit 14 and reflected by the surface of the solar battery cell 100 with the second CCD camera 32. The surface defect determination part 63 which measures the defect of is provided. Further, the control unit 60 is based on an image of visible light obtained by measuring the red light, the green light, and the blue light reflected by the surface of the solar battery cell 100 irradiated from the fourth light irradiation unit 14 with the second CCD camera 32. In addition, a film thickness measuring unit 64 that measures the film thickness of the antireflection film formed on the surface of the solar battery cell 100 is provided.

また、この制御部６０は、後述するように、第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した画像における各基準マークの位置と、第２カメラ３２により撮影した画像における各基準マークの位置とに対して最小二乗法を適用することにより、第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した多数の基準マークのＸ方向の重心Ｘ０、第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した多数の基準マークのＹ方向の重心Ｙ０、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した多数の基準マークのＸ方向の重心ｘ０、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した多数の基準マークのＹ方向の重心ｙ０、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２との角度差θ、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２のＸ方向の倍率の比αＸ、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２のＹ方向の倍率の比αＹ、を算出する算出部６５と、標準補正計算式に対してＸ０、Ｙ０、ｘ０、ｙ０、θ、αＸ、αＹの値を代入することにより、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像の位置を第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した画像の位置に対応させて補正する補正部６６とを備える。 Further, as will be described later, the control unit 60 uses the least square method for the position of each reference mark in the image photographed by the first CCD camera 31 and the position of each reference mark in the image photographed by the second camera 32. Is applied, the center of gravity X0 in the X direction of many reference marks photographed by the first CCD camera 31, the center of gravity Y0 in the Y direction of many reference marks photographed by the first CCD camera 31, and the number of images photographed by the second CCD camera 32. The center of gravity x0 in the X direction of the reference mark, the center of gravity y0 in the Y direction of a number of reference marks taken by the second CCD camera 32, the angle difference θ between the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32, the first CCD camera 31 and the second CCD. The ratio αX of the magnification of the camera 32 in the X direction, the magnification of the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32 in the Y direction. By substituting the values of X0, Y0, x0, y0, θ, αX, and αY into the calculation unit 65 that calculates the ratio αY and the standard correction calculation formula, the position of the image captured by the second CCD camera 32 is determined. And a correction unit 66 that corrects the position of the image captured by the first CCD camera 31 in correspondence with the position of the image.

以上のような構成を有する太陽電池セル検査装置において太陽電池セル１００の検査を実行する場合においては、図示しない搬送機構により、図１に示すように、太陽電池セル１００を検査位置に搬送する。この状態において、第１光照射部１１による太陽電池セル１００の裏面全域への赤外光の照射と、第２光照射部１２による拡散反射板２２を介しての太陽電池セル１００の端縁付近への赤色光の照射と、第３光照射部１３による太陽電池セル１００の表面全域への青色光の照射と、第４光照射部１４による太陽電池セル１００の表面全域への青色光、緑色光、赤色光の照射とを順次実行するとともに、ビームスプリッタ３３で反射された赤外光を第１ＣＣＤカメラ３１により、また、ビームスプリッタ３３を通過した可視光を第２ＣＣＤカメラ３２により、各々、観察する。これにより、後述するように、太陽電池セル１００における内部欠陥判定、形状欠陥判定、表面欠陥判定および反射防止膜の膜厚の測定が実行される。 When the inspection of the solar battery cell 100 is performed in the solar battery cell inspection apparatus having the above configuration, the solar battery cell 100 is transported to the inspection position by a transport mechanism (not shown) as shown in FIG. In this state, irradiation of infrared light to the entire back surface of the solar battery cell 100 by the first light irradiation unit 11 and the vicinity of the edge of the solar battery cell 100 through the diffuse reflector 22 by the second light irradiation unit 12 The irradiation of red light on the surface, the irradiation of blue light to the entire surface of the solar cell 100 by the third light irradiation unit 13, and the blue light and green on the entire surface of the solar cell 100 by the fourth light irradiation unit 14 Irradiation of light and red light is sequentially performed, and infrared light reflected by the beam splitter 33 is observed by the first CCD camera 31, and visible light passing through the beam splitter 33 is observed by the second CCD camera 32, respectively. To do. Thereby, as will be described later, internal defect determination, shape defect determination, surface defect determination, and measurement of the thickness of the antireflection film in the solar battery cell 100 are executed.

なお、第２ＣＣＤカメラ３２は、第２光照射部１２から出射され太陽電池セル１００端縁付近を通過した赤色光の画像と、第３光照射部１３から出射され太陽電池セル１００の表面で反射された青色光の反射画像と、第４光照射部１４から出射され太陽電池セル１００の表面で反射した可視光の反射画像を測定することになる。この場合においては、制御部６０により、第２光照射部１２、第３光照射部１３および第４光照射部１４の青色光源４１、緑色光源４２、赤色光源４３を順次点灯させるとともに、その点灯と同期させて第２ＣＣＤカメラ３２による画像の取り込みを制御することにより、各種のデータを識別して取得する構成となっている。 The second CCD camera 32 emits an image of red light emitted from the second light irradiation unit 12 and passed near the edge of the solar battery cell 100 and reflected from the surface of the solar battery cell 100 emitted from the third light irradiation unit 13. The reflected image of blue light and the reflected image of visible light emitted from the fourth light irradiation unit 14 and reflected by the surface of the solar battery cell 100 are measured. In this case, the control unit 60 sequentially turns on the blue light source 41, the green light source 42, and the red light source 43 of the second light irradiation unit 12, the third light irradiation unit 13, and the fourth light irradiation unit 14 and turns them on. In this manner, various types of data are identified and acquired by controlling the image capture by the second CCD camera 32 in synchronization with the image data.

上述した内部欠陥判定は、次のようにして実行される。すなわち、第１光照射部１１の各ＬＥＤ素子５１から出射された赤外光が、フレネルレンズ２１によりその照射方向を太陽電池セル１００の端縁方向に向けられ、また、その照射領域を額縁状の形状を有する拡散反射板２２により制限されて太陽電池セル１００の裏面に照射される。この場合においては、第１光照射部１１から照射された赤外光の太陽電池セル１００に対する照射領域は、拡散反射板２２における開口部２３の形状を適正なものとすることにより、太陽電池セル１００の裏面全域と正確に一致させることが可能となる。そして、この赤外光は、その指向性を太陽電池セル１００の外側に向かう方向とされている。これらにより、太陽電池セル１００の端縁付近に照射された赤外光が、太陽電池セル１００の端縁から表面側に回り込むことを防止することができる。このため、第１ＣＣＤカメラ３１によりこの赤外線透過画像を撮影した場合に、太陽電池セル１００の端縁付近画像をも正確に認識することが可能となる。 The above-described internal defect determination is executed as follows. That is, the infrared light emitted from each LED element 51 of the first light irradiation unit 11 is directed to the edge direction of the solar battery cell 100 by the Fresnel lens 21, and the irradiation region is framed. The back surface of the solar battery cell 100 is irradiated by being limited by the diffuse reflector 22 having the shape of In this case, the irradiation region of the infrared light irradiated from the first light irradiation unit 11 on the solar battery cell 100 is adjusted so that the shape of the opening 23 in the diffusive reflector 22 is appropriate. It is possible to accurately match the entire back surface of 100. And this infrared light is made into the direction which goes to the outer side of the photovoltaic cell 100 about the directivity. Accordingly, it is possible to prevent the infrared light irradiated near the edge of the solar battery cell 100 from flowing from the edge of the solar battery cell 100 to the surface side. For this reason, when this infrared transmission image is imaged by the first CCD camera 31, it is possible to accurately recognize the image near the edge of the solar battery cell 100.

すなわち、太陽電池セル１００の端縁付近に照射された赤外光が、太陽電池セル１００の端縁から表面側に回り込んだ場合には、第１ＣＣＤカメラ３１によりこの赤外線透過画像を撮影した場合に、太陽電池セル１００の端縁付近の画像がハレーション等により認識できなくなるという問題が生ずる。このため、太陽電池セル１００の端縁付近に照射された赤外光の強度を弱くする対応も考えられるが、このような対応を取った場合には、第１光照射部１１から太陽電池セル１００に照射された赤外光が対応電池セルの裏面側から表面側に透過しないという問題が生ずる。このため、この太陽電池セル検査装置においては、太陽電池セル１００に照射する赤外光を、フレネルレンズ２１により指向性を太陽電池セル１００の外側に向かう方向とするとともに、額縁状の形状を有する拡散反射板２２によりその照射領域を適切に管理することで、上述した赤外光の回り込みによる問題の発生を防止している。 That is, when the infrared light irradiated to the vicinity of the edge of the solar battery cell 100 wraps around from the edge of the solar battery cell 100 to the surface side, when this infrared transmission image is photographed by the first CCD camera 31 In addition, there is a problem that an image near the edge of the solar battery cell 100 cannot be recognized due to halation or the like. For this reason, a countermeasure to weaken the intensity of the infrared light irradiated near the edge of the solar battery cell 100 is also conceivable. However, when such a countermeasure is taken, the first light irradiating unit 11 starts the solar battery cell. There arises a problem that the infrared light irradiated to 100 does not transmit from the back side to the front side of the corresponding battery cell. For this reason, in this solar cell inspection apparatus, the infrared light applied to the solar cell 100 has a directivity toward the outside of the solar cell 100 by the Fresnel lens 21 and has a frame shape. Appropriate management of the irradiation area by the diffuse reflector 22 prevents the above-described problem caused by the wraparound of infrared light.

図５は、このようにして撮影された太陽電池セル１００の赤外線透過画像を示す模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing an infrared transmission image of the solar battery cell 100 photographed in this way.

この図に示すように、太陽電池セル１００の赤外線透過画像には、マイクロクラック１０３が映し出されている。一方、太陽電池セル１００は多数の結晶粒１０１から構成されていることから、赤外線透過画像には、その結晶粒界１０２も映し出される。このため、この結晶粒界１０２とマイクロクラック１０３との識別が困難となる場合がある。このような問題に対応するため、この太陽電池セル検査装置においては、第３光照射部１３から出射された青色光の反射画像を利用してマイクロクラック１０３を正確に抽出して認識する構成を採用している。 As shown in this figure, the microcrack 103 is shown in the infrared transmission image of the solar battery cell 100. On the other hand, since the solar battery cell 100 is composed of a large number of crystal grains 101, the crystal grain boundary 102 is also reflected in the infrared transmission image. For this reason, it may be difficult to distinguish between the crystal grain boundaries 102 and the microcracks 103. In order to cope with such a problem, the solar cell inspection apparatus has a configuration in which the microcracks 103 are accurately extracted and recognized using the reflected image of the blue light emitted from the third light irradiation unit 13. Adopted.

図６は、太陽電池セル１００の青色光反射画像を示す模式図である。 FIG. 6 is a schematic diagram showing a blue light reflection image of the solar battery cell 100.

太陽電池セル１００の表面に第３光照射部１３の各ＬＥＤ素子５３から青色光を照射してその反射画像を測定した場合には、図６に示すように、反射画像に結晶粒１０１と結晶粒界１０２とが映し出される。このため、図５に示す太陽電池セル１００の赤外線透過画像と図６に示す青色光による反射画像とを比較することにより、マイクロクラック１０３等の内部欠陥の有無を、正確に判定することが可能となる。この赤外光による透過画像と可視光による反射画像とを比較することによる太陽電池セル１００の内部の欠陥の判定は、図４に示す制御部６０における内部欠陥判定部６１により実行される。 When the surface of the solar battery cell 100 is irradiated with blue light from each LED element 53 of the third light irradiation unit 13 and the reflected image is measured, as shown in FIG. The grain boundary 102 is projected. Therefore, it is possible to accurately determine the presence or absence of internal defects such as the microcracks 103 by comparing the infrared transmission image of the solar battery cell 100 shown in FIG. 5 with the reflected image of blue light shown in FIG. It becomes. The internal defect determination unit 61 in the control unit 60 shown in FIG. 4 determines the internal defect of the solar battery cell 100 by comparing the transmission image using infrared light and the reflection image using visible light.

なお、太陽電池セル１００の内部の欠陥の判定を行う場合に、可視光のうち、特に、青色光を利用しているのは、強度の強い青色光を利用することにより、短時間で結晶粒界１０２を鮮明に映し出すことが可能となるためである。 In addition, when determining the defect inside the photovoltaic cell 100, the blue light is used especially in the visible light, and the crystal grains are used in a short time by using the strong blue light. This is because the field 102 can be clearly displayed.

また、上述した形状欠陥判定は、次のようにして実行される。すなわち、第２光照射部１２の各ＬＥＤ素子５２から出射された赤色光が拡散反射板２２により反射および拡散された後、太陽電池セル１００の端縁付近を通過する。この赤色光を第２ＣＣＤカメラ３２により測定することで、太陽電池セル１００の端縁付近に発生する割れや欠け等の形状の欠陥を検査することが可能となる。この形状欠陥判定は、図４に示す制御部６０における形状欠陥判定部６２により実行される。 Further, the shape defect determination described above is executed as follows. That is, the red light emitted from each LED element 52 of the second light irradiation unit 12 is reflected and diffused by the diffusive reflecting plate 22, and then passes near the edge of the solar battery cell 100. By measuring this red light with the second CCD camera 32, it becomes possible to inspect defects having a shape such as a crack or a chip generated near the edge of the solar battery cell 100. This shape defect determination is executed by the shape defect determination unit 62 in the control unit 60 shown in FIG.

このとき、太陽電池セル１００の端縁付近に照射された赤色光が太陽電池セル１００の端縁から表面側に回り込んだ場合には、太陽電池セル１００の端縁付近の画像がハレーション等により認識できなくなるという問題が生ずる。このため、この形状欠陥判定時においては、第２光照射部１２より照射される赤色光の強度をハレーションを生じない程度の強度とすることにより、このような問題の発生を防止している。このとき、第２光照射部１２の各ＬＥＤ素子５２より照射される赤色光の強度を小さなものとした場合には、これらのＬＥＤ素子５２の像がそのまま第２ＣＣＤカメラ３２により認識されてしまう場合がある。しかしながら、この太陽電池セル検査装置においては、第２光照射部１２から出射された赤色光を拡散反射板２２により拡散して反射した後に、太陽電池セル１００の端縁付近に照射することから、このような問題の発生を効果的に防止することが可能となる。 At this time, when the red light irradiated to the vicinity of the edge of the solar battery cell 100 wraps around from the edge of the solar battery cell 100 to the surface side, the image near the edge of the solar battery cell 100 is caused by halation or the like. The problem of being unable to recognize arises. For this reason, at the time of determining the shape defect, the occurrence of such a problem is prevented by setting the intensity of the red light irradiated from the second light irradiation unit 12 to an intensity that does not cause halation. At this time, when the intensity of the red light emitted from each LED element 52 of the second light irradiation unit 12 is made small, the image of these LED elements 52 is recognized by the second CCD camera 32 as it is. There is. However, in this solar cell inspection apparatus, the red light emitted from the second light irradiation unit 12 is diffused and reflected by the diffuse reflector 22 and then irradiated to the vicinity of the edge of the solar cell 100. It is possible to effectively prevent such problems from occurring.

また、上述した表面欠陥判定は、以下のようにして実行される。すなわち、第４光照射部１４における赤色光源４３から赤色光を出射させ、この赤色光を反射型拡散板４４で反射させて太陽電池セル１００の表面全域に均一に照射する。そして、太陽電池セル１００の表面で反射した赤色光を第２ＣＣＤカメラ３２によって撮影することにより、太陽電池セル１００の表面欠陥を検査することが可能となる。なお、この表面欠陥判定は、図４に示す制御部６０における表面欠陥判定部６３により実行される。 Further, the above-described surface defect determination is executed as follows. That is, red light is emitted from the red light source 43 in the fourth light irradiation unit 14, and the red light is reflected by the reflection-type diffusion plate 44 so as to uniformly irradiate the entire surface of the solar battery cell 100. And it becomes possible to test | inspect the surface defect of the photovoltaic cell 100 by image | photographing the red light reflected on the surface of the photovoltaic cell 100 with the 2nd CCD camera 32. FIG. This surface defect determination is executed by the surface defect determination unit 63 in the control unit 60 shown in FIG.

なお、太陽電池セル１００の表面の欠陥の判定を行う場合に、可視光のうち、特に、赤色光を利用しているのは、表面欠陥の判定時に、可視光の反射画像に太陽電池セル１００における結晶粒界１０２が映し出されることを防止するためである。 In addition, when determining the defect of the surface of the photovoltaic cell 100, especially the red light is utilized among visible lights, when the surface defect is determined, the photovoltaic cell 100 is displayed on the reflected image of visible light. This is for preventing the crystal grain boundary 102 from being projected.

さらに、上述した膜厚測定は、以下のようにして実行される。すなわち、第４光照射部１４における青色光源４１と、緑色光源４２と、赤色光源４３とを順次点灯させて、太陽電池セル１００の青色光による反射画像と、太陽電池セル１００の緑色光による反射画像と、太陽電池セル１００の赤色光による反射画像とを得る。そして、このようにして得られた３枚の反射画像の相対強度比（スペクトル）に基づいて反射防止膜の膜厚を演算する。なお、この膜厚測定は、図４に示す制御部６０における膜厚測定部６４により実行される。 Furthermore, the film thickness measurement described above is performed as follows. That is, the blue light source 41, the green light source 42, and the red light source 43 in the fourth light irradiation unit 14 are sequentially turned on, and the reflected image of the solar battery cell 100 by the blue light and the reflection of the solar battery cell 100 by the green light. An image and a reflected image of the solar battery cell 100 with red light are obtained. Then, the film thickness of the antireflection film is calculated based on the relative intensity ratio (spectrum) of the three reflection images thus obtained. This film thickness measurement is executed by the film thickness measuring unit 64 in the control unit 60 shown in FIG.

以上のような構成を有する太陽電池セル検査装置においては、太陽電池セル１００を第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２の両方により撮影する構成であることから、正確な検査を実行するためには、両方のカメラにより撮影した画像の位置や倍率を、互いに一致するように調整する必要がある。例えば、図５に示すように、太陽電池セル１００を透過した透過画像に基づいて太陽電池セル１００におけるマイクロクラック１０３の画像と結晶粒界１０２の画像とを検出するとともに、太陽電池セル１００の反射画像に基づいて太陽電池セル１００の結晶粒界１０１の画像を検出し、これらの画像を利用することによりマイクロクラック１０３の画像のみを抽出する場合には、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２の相互間で画像の位置と倍率を正確に一致させる必要がある。また、太陽電池セル１００の位置を確認する時には、通常は、第４光照射部１４等から照射される光を第２ＣＣＤカメラ３２により撮影しているが、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２の相互間で画像の位置と倍率が異なった場合には、太陽電池セル１００の全域に対して第１光照射部１１からの透過光による検査が行われない可能性がある。さらに、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２の相互間で画像の位置と倍率が異なった場合には、上述した内部欠陥検査、形状欠陥検査、表面欠陥検査および膜厚測定の結果を相関的に正確に認識できないことになる。このため、この発明に係る太陽電池セル検査装置においては、以下の画像位置補正方法を実行している。 In the solar cell inspection apparatus having the above configuration, since the solar cell 100 is configured to photograph both the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32, in order to perform an accurate inspection, It is necessary to adjust the positions and magnifications of images taken by both cameras so that they match each other. For example, as shown in FIG. 5, an image of a microcrack 103 and an image of a crystal grain boundary 102 in the solar battery cell 100 are detected based on a transmission image transmitted through the solar battery cell 100, and the reflection of the solar battery cell 100. When the image of the crystal grain boundary 101 of the solar battery cell 100 is detected based on the image and only the image of the microcrack 103 is extracted by using these images, the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32 It is necessary to accurately match the position and magnification of the images between each other. Further, when confirming the position of the solar battery cell 100, the light emitted from the fourth light irradiating unit 14 or the like is usually photographed by the second CCD camera 32, but the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32 When the position and magnification of the image are different between each other, there is a possibility that the inspection by the transmitted light from the first light irradiation unit 11 is not performed on the entire area of the solar battery cell 100. Further, when the position and magnification of the image are different between the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32, the results of the above-described internal defect inspection, shape defect inspection, surface defect inspection, and film thickness measurement are correlated. It will not be recognized correctly. For this reason, in the photovoltaic cell inspection apparatus according to the present invention, the following image position correction method is executed.

図７は、この発明に係る画像位置補正方法に使用する基準板２００の平面図である。 FIG. 7 is a plan view of the reference plate 200 used in the image position correcting method according to the present invention.

この基準板２００は、ガラス等からなる透光板あるいは反透光板の表面に多数の検出対象マーカを印刷等により形成した構成を有する。図７においては、多数の検出対象マーカを黒丸で示している。各検出対象マーカは、互いに同一の形状を有し、Ｘ、Ｙ方向に一定のピッチで配置されている。この基準板２００は、検査対象である太陽電池セル１００よりも大きなサイズを有する。 The reference plate 200 has a configuration in which a number of detection target markers are formed by printing or the like on the surface of a translucent or anti-translucent plate made of glass or the like. In FIG. 7, a large number of detection target markers are indicated by black circles. Each detection target marker has the same shape and is arranged at a constant pitch in the X and Y directions. The reference plate 200 has a size larger than that of the solar battery cell 100 to be inspected.

第１ＣＣＤカメラ３１および第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像の画像位置補正を行う場合には、最初に、多数の基準マークを有する基準板２００を、図１に示す検査実行時の太陽電池セル１００の設置場所に設置する。 In the case of performing image position correction of images taken by the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32, first, the reference plate 200 having a large number of reference marks is attached to the solar cell 100 at the time of performing the inspection shown in FIG. Install at the installation location.

次に、第１ＣＣＤカメラ３１および第２ＣＣＤカメラ３２により、基準板２００における多数の基準マークを撮影する。このときには、最初に、第１光照射部１１から基準板２００の裏面に向けて赤外光を照射し、基準板２００の裏面側から表面側に向かって透過した赤外光をビームスプリッタ３３により反射させることにより、基準板２００における多数の検出対象マーカの画像を第１ＣＣＤカメラ３１により撮影する。また、これに引き続いて、あるいはこれと同時に、第３光照射部１３から基準板２００の表面に向けて青色光を照射するか、第４光照射部１４から基準板２００の表面に向けて青色光、緑色光、赤色光のいずれか、あるいは、全てを照射し、基準板２００の表面で反射しビームスプリッタ３３を通過した光により、基準板２００における多数の検出対象マーカの画像を第２ＣＣＤカメラ３２により撮影する。 Next, a large number of reference marks on the reference plate 200 are photographed by the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32. At this time, first, infrared light is irradiated from the first light irradiation unit 11 toward the back surface of the reference plate 200, and the infrared light transmitted from the back surface side to the front surface side of the reference plate 200 is transmitted by the beam splitter 33. By reflecting the images, images of a large number of detection target markers on the reference plate 200 are taken by the first CCD camera 31. Following or simultaneously with this, blue light is emitted from the third light irradiation unit 13 toward the surface of the reference plate 200, or blue light is emitted from the fourth light irradiation unit 14 toward the surface of the reference plate 200. The second CCD camera captures images of a number of detection target markers on the reference plate 200 using light, green light, red light, or all of the light, reflected on the surface of the reference plate 200, and passed through the beam splitter 33. 32.

次に、制御部６０における算出部６５により、第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した画像における各基準マークの位置と、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像における各基準マークの位置とに対して最小二乗法を適用することにより、第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した多数の基準マークのＸ方向の重心Ｘ０、第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した多数の基準マークのＹ方向の重心Ｙ０、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した多数の基準マークのＸ方向の重心ｘ０、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した多数の基準マークのＹ方向の重心ｙ０、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２との角度差θ、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２のＸ方向の倍率の比αＸ、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２のＹ方向の倍率の比αＹを、各々、算出する。この最小二乗法による上記Ｘ０、Ｙ０、ｘ０、ｙ０、θ、αＸ、αＹの算出は、周知の演算方法を用いて実行される。 Next, the calculation unit 65 in the control unit 60 performs a least square method on the position of each reference mark in the image captured by the first CCD camera 31 and the position of each reference mark in the image captured by the second CCD camera 32. By applying, the center of gravity X0 in the X direction of many reference marks photographed by the first CCD camera 31, the center of gravity Y0 in the Y direction of many reference marks photographed by the first CCD camera 31, and a number of images photographed by the second CCD camera 32. The center of gravity x0 of the reference mark in the X direction, the center of gravity y0 of a number of reference marks taken by the second CCD camera 32, the angle difference θ between the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32, the first CCD camera 31 and the second CCD camera. The magnification ratio αX of 32 in the X direction, the Y direction of the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32 The magnification ratio αY is calculated respectively. The calculation of the above X0, Y0, x0, y0, θ, αX, αY by this least square method is executed using a known calculation method.

なお、この明細書で述べる多数の基準マークの重心とは、多数の基準マークの全てをまとめた重心、すなわち、多数の基準マークの中央値を示す、多数の基準マークの総重心を指す。 Note that the center of gravity of a large number of reference marks described in this specification refers to the center of gravity of all the many reference marks, that is, the total center of gravity of a large number of reference marks indicating the median value of the large number of reference marks.

また、第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した画像における各基準マークの位置と、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像における各基準マークの位置とに対して最小二乗法を適用する場合においては、第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した画像と第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像との両方で認識された基準マークのみを利用して最小二乗法を適用することとし、いずれか一方の画像のみで認識された基準マークは利用しないこととする。 When the least square method is applied to the position of each reference mark in the image photographed by the first CCD camera 31 and the position of each reference mark in the image photographed by the second CCD camera 32, the first CCD camera 31 is used. The least square method is applied using only the reference marks recognized by both the image photographed by the second CCD camera 32 and the image photographed by the second CCD camera 32, and the reference mark recognized by only one of the images is used. Do not do.

最小二乗法による第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した多数の基準マークのＸ方向の重心Ｘ０、第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した多数の基準マークのＹ方向の重心Ｙ０、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した多数の基準マークのＸ方向の重心ｘ０、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した多数の基準マークのＹ方向の重心ｙ０、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２との角度差θ、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２のＸ方向の倍率の比αＸ、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２のＹ方向の倍率の比αＹの算出が完了すれば、これらの値を用いて、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像の位置を第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した画像の位置に対応させて補正することが可能になる。 The center of gravity X0 in the X direction of many reference marks photographed by the first CCD camera 31 by the least square method, the center of gravity Y0 in the Y direction of many reference marks photographed by the first CCD camera 31, and the many references photographed by the second CCD camera 32 The center of gravity x0 in the X direction of the mark, the center of gravity y0 in the Y direction of a number of reference marks photographed by the second CCD camera 32, the angle difference θ between the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32, the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32 When the calculation of the magnification ratio αX in the X direction and the magnification ratio αY in the Y direction of the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32 is completed, the position of the image captured by the second CCD camera 32 is calculated using these values. Can be corrected corresponding to the position of the image taken by the first CCD camera 31.

すなわち、第１ＣＣＤカメラ３１の座標をＸ、Ｙとし、第２ＣＣＤカメラ３２の座標をｘ、ｙとしたときに、算出部６５により算出されたＸ０、Ｙ０、ｘ０、ｙ０、θ、αＸ、αＹの値を下記の標準補正計算式に代入することにより、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像の位置を第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した画像の位置に対応させて補正する。言い換えれば、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像の位置が、第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した画像の位置を基準として補正される。すなわち、第１ＣＣＤカメラ３１における座標Ｘ、Ｙと、第２ＣＣＤカメラ３２における座標ｘ、ｙとが対応することになる。このような補正を行うことにより、第１ＣＣＤカメラ３１および第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像の位置と倍率とに誤差があった場合においても、それらの誤差を画像処理により補正して、両画像を正確に一致させることが可能となる。 That is, when the coordinates of the first CCD camera 31 are X and Y and the coordinates of the second CCD camera 32 are x and y, X0, Y0, x0, y0, θ, αX, and αY calculated by the calculation unit 65 are obtained. By substituting the value into the following standard correction calculation formula, the position of the image captured by the second CCD camera 32 is corrected in correspondence with the position of the image captured by the first CCD camera 31. In other words, the position of the image captured by the second CCD camera 32 is corrected based on the position of the image captured by the first CCD camera 31. That is, the coordinates X and Y in the first CCD camera 31 correspond to the coordinates x and y in the second CCD camera 32. By performing such correction, even if there is an error in the position and magnification of the images taken by the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32, those errors are corrected by image processing, and both images are obtained. It becomes possible to make it correspond exactly.

ｘ＝αＸ（Ｘ−Ｘ０）ｃｏｓθ−αＹ（Ｙ−Ｙ０）ｓｉｎθ＋ｘ０
ｙ＝αＸ（Ｘ−Ｘ０）ｓｉｎθ−αＹ（Ｙ−Ｙ０）ｃｏｓθ＋ｙ０
そして、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像の位置と倍率とを一致させることで、図５に示すように、太陽電池セル１００を透過した透過画像に基づいて太陽電池セル１００におけるマイクロクラック１０３の画像と結晶粒界１０２の画像とを検出するとともに、太陽電池セル１００の反射画像に基づいて太陽電池セル１００の結晶粒界１０１の画像を検出し、これらの画像を利用することによりマイクロクラック１０３の画像のみを抽出する場合においても、正確にマイクロクラック１０３の画像のみを抽出することができる。また、同様に、上述した内部欠陥検査、形状欠陥検査、表面欠陥検査および膜厚測定の結果を相関的に正確に認識して、正確な太陽電池セル１００の検査を実行することが可能となる。 x = αX (X−X0) cos θ−αY (Y−Y0) sin θ + x0
y = αX (X−X0) sin θ−αY (Y−Y0) cos θ + y0
Then, by matching the positions and magnifications of the images taken by the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32, as shown in FIG. 5, in the solar battery cell 100 based on the transmission image transmitted through the solar battery cell 100. An image of the microcrack 103 and an image of the crystal grain boundary 102 are detected, and an image of the crystal grain boundary 101 of the solar battery cell 100 is detected based on the reflected image of the solar battery cell 100, and these images are used. Thus, even when only the image of the microcrack 103 is extracted, only the image of the microcrack 103 can be extracted accurately. Similarly, the results of the above-described internal defect inspection, shape defect inspection, surface defect inspection, and film thickness measurement can be accurately and correlatively recognized, and accurate solar cell 100 inspection can be executed. .

なお、上述した実施形態においては、第１ＣＣＤカメラ３１と第２ＣＣＤカメラ３２という二個のカメラを使用し、第２ＣＣＤカメラ３２により撮影した画像の位置を第１ＣＣＤカメラ３１により撮影した画像の位置に対応させて補正している。しかしながら、３個以上のカメラを使用する場合においても、本願発明を同様に適用することが可能となる。この場合においては、いずれか一つのカメラにより撮影した画像の位置に対応させて、他のカメラにより撮影した画像の位置を補正すればよい。 In the above-described embodiment, two cameras, the first CCD camera 31 and the second CCD camera 32, are used, and the position of the image captured by the second CCD camera 32 corresponds to the position of the image captured by the first CCD camera 31. Let me correct it. However, even when three or more cameras are used, the present invention can be similarly applied. In this case, the position of the image captured by the other camera may be corrected in correspondence with the position of the image captured by any one of the cameras.

１１第１光照射部
１２第２光照射部
１３第３光照射部
１４第４光照射部
２１フレネルレンズ
２２拡散反射板
２３開口部
３１第１ＣＣＤカメラ
３２第２ＣＣＤカメラ
３３ビームスプリッタ
４１青色光源
４２緑色光源
４３赤色光源
４４反射型拡散板
４５開口部
５１ＬＥＤ素子
５２ＬＥＤ素子
５３ＬＥＤ素子
６０制御部
６１内部欠陥判定部
６２形状欠陥判定部
６３表面欠陥判定部
６４膜厚測定部
６５算出部
６６補正部
１００太陽電池セル
１０１結晶粒
１０２結晶粒界
１０３マイクロクラック
２００基準板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 1st light irradiation part 12 2nd light irradiation part 13 3rd light irradiation part 14 4th light irradiation part 21 Fresnel lens 22 Diffuse reflector 23 Opening part 31 1st CCD camera 32 2nd CCD camera 33 Beam splitter 41 Blue light source 42 Green Light source 43 Red light source 44 Reflective diffuser 45 Opening 51 LED element 52 LED element 53 LED element 60 Control unit 61 Internal defect determination unit 62 Shape defect determination unit 63 Surface defect determination unit 64 Film thickness measurement unit 65 Calculation unit 66 Correction unit 100 Solar Cell 101 Crystal Grain 102 Grain Boundary 103 Micro Crack 200 Reference Plate

Claims

A solar cell inspection device that inspects solar cells by photographing solar cells with a first camera and a second camera,
When a reference plate having a large number of reference marks is taken by the first camera and the second camera, the position of each reference mark in an image taken by the first camera and an image taken by the second camera By applying the least square method to the position of each reference mark in FIG. 4, the center of gravity X0 in the X direction of a large number of reference marks photographed by the first camera, and the large number of fiducial marks photographed by the first camera The center of gravity Y0 in the Y direction, the center of gravity x0 in the X direction of many reference marks photographed by the second camera, the center of gravity y0 in the Y direction of many reference marks photographed by the second camera, the first camera and the second An angle difference θ between the camera, a ratio αX of the first camera and the second camera in the X direction, a ratio αY of the first camera and the second camera in the Y direction, A calculation unit calculation to,
By substituting the values of X0, Y0, x0, y0, θ, αX, and αY into the standard correction formula, the position of the image captured by the second camera is changed to the position of the image captured by the first camera. A correction unit for correcting in correspondence;
A solar cell inspection apparatus comprising:

In the solar cell inspection apparatus according to claim 1,
The standard correction calculation formula is a solar cell inspection apparatus represented by the following formula when the coordinates of the first camera are X and Y and the coordinates of the second camera are x and y.
x = αX (X−X0) cos θ−αY (Y−Y0) sin θ + x0
y = αX (X−X0) sin θ−αY (Y−Y0) cos θ + y0

In the solar cell inspection apparatus according to claim 1 or 2,
An infrared light irradiation unit that irradiates infrared light toward the back surface of the solar battery cell;
A visible light irradiation unit that irradiates visible light toward the surface of the solar battery cell;
Further comprising
One of the first camera or the second camera captures an image of infrared light transmitted through the solar battery cell, and the other of the first camera or the second camera is reflected by the surface of the solar battery cell. A solar cell inspection device that captures an image with visible light.

An image position correction method for a solar cell inspection device that inspects solar cells by photographing solar cells with a first camera and a second camera,
An installation process of installing a reference plate having a large number of reference marks at the installation location of the solar cell for inspection;
A fiducial mark photographing step of photographing a large number of fiducial marks on the reference plate by the first camera and the second camera;
By applying the least square method to the position of each reference mark in the image taken by the first camera and the position of each reference mark in the image taken by the second camera, the first camera The center of gravity X0 in the X direction of a large number of reference marks taken, the center of gravity Y0 in the Y direction of a number of reference marks taken by the first camera, the center of gravity x0 in the X direction of a number of reference marks taken by the second camera, The center of gravity y0 in the Y direction of a large number of reference marks photographed by the second camera, the angle difference θ between the first camera and the second camera, the ratio αX of the magnification in the X direction between the first camera and the second camera, A calculation step of calculating a magnification ratio αY of the first camera and the second camera in the Y direction;
When the coordinates of the first camera are X and Y and the coordinates of the second camera are x and y, the values of the X0, Y0, x0, y0, θ, αX, and αY are expressed by the following standard correction formulas: A correction step for correcting the position of the image captured by the second camera in correspondence with the position of the image captured by the first camera,
An image position correction method for a solar cell inspection apparatus, comprising:
x = αX (X−X0) cos θ−αY (Y−Y0) sin θ + x0
y = αX (X−X0) sin θ−αY (Y−Y0) cos θ + y0