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Description

本発明は、検査装置に関し、特に、太陽電池セルの検査装置に関する。   The present invention relates to an inspection device, and more particularly, to a solar cell inspection device.

従来、太陽電池セルの検査装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。   Conventionally, a solar cell inspection device is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献１には、赤外領域の波長の照明光を照射する照明装置と、近赤外領域に感度を有するＣＣＤカメラ（撮像部）とを備えた太陽電池セルの外観検査装置が開示されている。照明装置から照射された赤外光は太陽電池セルを透過するが、太陽電池セルの内部に欠陥（クラック）が存在する場合、欠陥部周辺では赤外光が屈折や回り込みにより拡散される。これにより、太陽電池セル内部の欠陥部分がＣＣＤカメラによる撮像画像上の信号強度の差（明暗）となって検出される。   Patent Document 1 discloses a solar cell appearance inspection apparatus that includes an illumination device that emits illumination light having a wavelength in the infrared region and a CCD camera (imaging unit) that has sensitivity in the near infrared region. ing. Infrared light irradiated from the illumination device passes through the solar battery cell, but when a defect (crack) exists inside the solar battery cell, the infrared light is diffused by refraction or wraparound around the defect portion. Thereby, the defective part inside a photovoltaic cell is detected as a difference (brightness and darkness) in signal intensity on the image captured by the CCD camera.

ところで、基板（セル）に入射した光の反射を抑制して高効率化を図るために、太陽電池セルの表面上には反射防止膜が成膜される。この反射防止膜の欠陥（ピンホールや異物の付着）も太陽電池セルの特性に影響することから、上記内部欠陥だけでなく、外観検査による反射防止膜の欠陥検出（表面検査）も従来より行われている。反射防止膜の外観検査を行う場合、可視光領域の波長の照明光を照射し、太陽電池セル表面で反射した反射光を撮像する。太陽電池セルの垂直入射光に対する反射強度は、薄膜干渉の理論上、反射防止膜の屈折率ｎと膜厚ｄとによって決定される特定波長λ＝４ｎｄに対して０になる。結晶系太陽電池では、屈折率ｎ＝約２．０〜約２．１、膜厚ｄ＝約８０ｎｍ程度の成膜条件で反射防止膜が成膜され、４ｎｄ＝６４０ｎｍ〜６７２ｎｍの赤色領域の波長での反射強度が最小となる。   By the way, an antireflection film is formed on the surface of the solar battery cell in order to suppress the reflection of light incident on the substrate (cell) and to improve the efficiency. Since this anti-reflection film defect (pinhole and foreign matter adhesion) also affects the characteristics of the solar cell, not only the above-mentioned internal defects, but also anti-reflection film defect detection (surface inspection) by visual inspection has been performed conventionally. It has been broken. When the appearance inspection of the antireflection film is performed, illumination light having a wavelength in the visible light region is irradiated, and the reflected light reflected on the surface of the solar battery cell is imaged. The reflection intensity with respect to the normal incident light of the solar battery cell becomes 0 with respect to the specific wavelength λ = 4nd determined by the refractive index n and the film thickness d of the antireflection film in theory of thin film interference. In a crystalline solar cell, an antireflection film is formed under film formation conditions of a refractive index n = about 2.0 to about 2.1 and a film thickness d = about 80 nm, and the wavelength in the red region of 4nd = 640 nm to 672 nm. The reflection intensity at is minimum.

このような反射防止膜が成膜された結晶系太陽電池セルの外観検査（表面検査）を行う場合には、反射強度が最小となる赤色領域の照明光を用いてセル表面の撮像を行えば、照明光のほとんどが反射されず、欠陥（ピンホールや異物の付着）部分でのみ照明光が反射されることから、欠陥部を撮像画像中の輝点として検出することができる。   When performing an appearance inspection (surface inspection) of a crystalline solar cell on which such an antireflection film is formed, imaging the cell surface using illumination light in the red region where the reflection intensity is minimized. Since most of the illumination light is not reflected and the illumination light is reflected only at a defect (attachment of a pinhole or foreign matter), the defect can be detected as a bright spot in the captured image.

特開２００７−７８４０４号公報JP 2007-78404 A

しかしながら、太陽電池セルの製造工程における各種要因によって、反射防止膜の膜厚にはばらつきが発生する。反射防止膜の膜厚（ｄ）が設計上の膜厚から変化した場合には、反射強度が最小となる特定波長（λ＝４ｎｄ）も変化することから、検査に用いる照明光の波長と反射強度が最小となる特定波長とにずれが生じ、太陽電池セルでの照明光の反射強度が増大する。このため、反射防止膜の膜厚がばらついた太陽電池セルの外観検査を行うと、欠陥部の反射光だけでなく欠陥部以外の部位からの反射光も合わせて撮像される結果、欠陥部の輝点が撮像画像中に紛れてしまうことにより、撮像画像から反射防止膜の欠陥部を検出するのが困難になるという問題点がある。   However, the film thickness of the antireflection film varies due to various factors in the manufacturing process of the solar battery cell. When the film thickness (d) of the antireflection film changes from the designed film thickness, the specific wavelength (λ = 4nd) at which the reflection intensity is minimized also changes. There is a deviation from the specific wavelength at which the intensity is minimum, and the reflection intensity of the illumination light at the solar cell increases. For this reason, when the appearance inspection of the photovoltaic cell with the film thickness of the antireflection film varied, not only the reflected light of the defective part but also the reflected light from the part other than the defective part is imaged. There is a problem that it becomes difficult to detect a defective portion of the antireflection film from the captured image because the bright spot is lost in the captured image.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、反射防止膜の膜厚がばらついた場合にも精度よく欠陥検出を行うことが可能な検査装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to accurately detect defects even when the film thickness of the antireflection film varies. It is to provide an inspection device.

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における検査装置は、反射防止膜を成膜した太陽電池セルの検査装置であって、互いに異なる波長領域を有する複数の照明色で照明光を照射可能に構成された照明部と、照明光を用いて太陽電池セルを撮像する撮像部と、太陽電池セルの撮像画像を複数の照明色毎に取得するとともに、照明色毎の撮像画像のうちから検査に用いる画像を選択し、選択した撮像画像に基づいて太陽電池セルの検査を行う制御部とを備え、制御部は、複数の撮像画像の信号強度の平均値または中央値を比較し、平均値または中央値が最も低い照明色の撮像画像を選択するように構成されている。 In order to achieve the above object, an inspection apparatus according to a first aspect of the present invention is an inspection apparatus for a solar cell in which an antireflection film is formed, and illuminates light with a plurality of illumination colors having different wavelength regions. and irradiation can configured lighting unit, an imaging unit for imaging a solar cell using the illumination light, it acquires a captured image of a solar cell for each of a plurality of lighting color, irradiation light color for each of the captured image select the image used in the inspection from among the inspection Bei example a control unit for the solar cell based on the captured image selected, the control unit, the mean or median of the signal intensities of a plurality of captured images In comparison, the captured image of the illumination color having the lowest average value or median value is selected .

この発明の第１の局面による検査装置では、上記のように構成することによって、反射防止膜の膜厚がばらついた場合でも、波長領域の異なる複数色の照明光を用いて撮像した撮像画像の中から、太陽電池セルによる反射強度または反射防止膜の膜厚に応じた波長領域（照明色）の照明光による撮像画像を選択することができる。これにより、欠陥部を精度よく検出可能な照明色（波長）の照明光を用いて撮像された撮像画像を選択して外観検査を行うことができるので、反射防止膜の膜厚がばらついた場合にも、精度よく欠陥検出を行うことができる。また、反射防止膜の膜厚の算出が不要で、照明色の異なる複数の撮像画像の信号強度の平均値（または中央値）を比較するだけで、容易に欠陥検出に適した撮像画像を選択することができる。 In the inspection apparatus according to the first aspect of the present invention, by configuring as described above, even when the film thickness of the antireflection film varies, the captured image captured using a plurality of colors of illumination light having different wavelength regions can be obtained. An image picked up by illumination light in a wavelength region (illumination color) corresponding to the reflection intensity by the solar battery cell or the film thickness of the antireflection film can be selected. As a result, the appearance inspection can be performed by selecting the picked-up image picked up using the illumination light (wavelength) of the illumination color (wavelength) that can detect the defective portion with high accuracy. In addition, it is possible to accurately detect defects. In addition, it is not necessary to calculate the film thickness of the antireflection film, and it is easy to select a captured image suitable for defect detection by simply comparing the average (or median) signal intensity of multiple captured images with different illumination colors. can do.

この発明の第２の局面における検査装置は、反射防止膜を成膜した太陽電池セルの検査装置であって、互いに異なる波長領域を有する複数の照明色で照明光を照射可能に構成された照明部と、照明光を用いて太陽電池セルを撮像する撮像部と、太陽電池セルの撮像画像を複数の照明色毎に取得するとともに、照明色毎の撮像画像のうちから検査に用いる画像を選択し、選択した撮像画像に基づいて太陽電池セルの検査を行う制御部とを備え、制御部は、照明光波長と太陽電池セルの反射強度との理論曲線とのフィッティングにより、照明色毎の撮像画像の信号強度に対応する反射防止膜の膜厚を取得し、取得した反射防止膜の膜厚を含む所定の膜厚範囲に対応する照明色の撮像画像を選択するように構成されている。An inspection apparatus according to a second aspect of the present invention is an inspection apparatus for a solar battery cell on which an antireflection film is formed, and is configured to be able to irradiate illumination light with a plurality of illumination colors having different wavelength regions. An imaging unit that images a solar cell using illumination light, and a captured image of the solar cell is acquired for each of a plurality of illumination colors, and an image to be used for inspection is selected from the captured images for each illumination color And a control unit that inspects the solar battery cell based on the selected captured image, and the control unit performs imaging for each illumination color by fitting a theoretical curve between the illumination light wavelength and the reflection intensity of the solar battery cell. The film thickness of the antireflection film corresponding to the signal intensity of the image is acquired, and the captured image of the illumination color corresponding to the predetermined film thickness range including the acquired film thickness of the antireflection film is selected.
この発明の第２の局面による検査装置では、上記のように構成することによって、反射防止膜の膜厚がばらついた場合でも、波長領域の異なる複数色の照明光を用いて撮像した撮像画像の中から、太陽電池セルによる反射強度または反射防止膜の膜厚に応じた波長領域（照明色）の照明光による撮像画像を選択することができる。これにより、欠陥部を精度よく検出可能な照明色（波長）の照明光を用いて撮像された撮像画像を選択して外観検査を行うことができるので、反射防止膜の膜厚がばらついた場合にも、精度よく欠陥検出を行うことができる。また、膜厚毎に算出した理論曲線と各撮像画像から得られる信号強度の曲線（実測値）とのフィッティングによって反射防止膜の膜厚を精度よく取得することができる。そして、膜厚範囲とその膜厚範囲での欠陥検出に適した照明色とを予め設定しておくことにより、得られた膜厚から、欠陥検出に適した撮像画像を選択することができる。In the inspection apparatus according to the second aspect of the present invention, by configuring as described above, even when the film thickness of the antireflection film varies, it is possible to capture captured images captured using a plurality of colors of illumination light having different wavelength regions. An image picked up by illumination light in a wavelength region (illumination color) corresponding to the reflection intensity by the solar battery cell or the film thickness of the antireflection film can be selected. As a result, the appearance inspection can be performed by selecting the picked-up image picked up using the illumination light (wavelength) of the illumination color (wavelength) that can detect the defective portion with high accuracy. In addition, it is possible to accurately detect defects. Further, the film thickness of the antireflection film can be obtained with high accuracy by fitting a theoretical curve calculated for each film thickness and a curve (measured value) of signal intensity obtained from each captured image. Then, by setting in advance a film thickness range and an illumination color suitable for defect detection in the film thickness range, a captured image suitable for defect detection can be selected from the obtained film thickness.
この発明の第３の局面における検査装置は、反射防止膜を成膜した太陽電池セルの検査装置であって、互いに異なる波長領域を有する複数の照明色で照明光を照射可能に構成された照明部と、照明光を用いて太陽電池セルを撮像する撮像部と、太陽電池セルの撮像画像を複数の照明色毎に取得するとともに、照明色毎の撮像画像のうちから検査に用いる画像を選択し、選択した撮像画像に基づいて太陽電池セルの検査を行う制御部とを備え、制御部は、照明色毎の反射強度と反射防止膜の膜厚とを関係付ける基準データを用いて、撮像画像の信号強度に対応する反射防止膜の膜厚を取得し、取得した反射防止膜の膜厚を含む所定の膜厚範囲に対応する照明色の撮像画像を選択するように構成されている。An inspection apparatus according to a third aspect of the present invention is an inspection apparatus for a solar battery cell in which an antireflection film is formed, and is configured to be able to irradiate illumination light with a plurality of illumination colors having different wavelength regions. An imaging unit that images a solar cell using illumination light, and a captured image of the solar cell is acquired for each of a plurality of illumination colors, and an image to be used for inspection is selected from the captured images for each illumination color And a control unit that inspects the solar battery cell based on the selected captured image, and the control unit captures an image using reference data that relates the reflection intensity for each illumination color and the film thickness of the antireflection film. The film thickness of the antireflection film corresponding to the signal intensity of the image is acquired, and the captured image of the illumination color corresponding to the predetermined film thickness range including the acquired film thickness of the antireflection film is selected.
この発明の第３の局面による検査装置では、上記のように構成することによって、反射防止膜の膜厚がばらついた場合でも、波長領域の異なる複数色の照明光を用いて撮像した撮像画像の中から、太陽電池セルによる反射強度または反射防止膜の膜厚に応じた波長領域（照明色）の照明光による撮像画像を選択することができる。これにより、欠陥部を精度よく検出可能な照明色（波長）の照明光を用いて撮像された撮像画像を選択して外観検査を行うことができるので、反射防止膜の膜厚がばらついた場合にも、精度よく欠陥検出を行うことができる。また、照明色毎の反射強度と反射防止膜の膜厚とを関係付ける基準データを予め作成しておくことによって、各撮像画像から得られる信号強度の実測値から容易に反射防止膜の膜厚を取得することができる。また、膜厚範囲とその膜厚範囲での欠陥検出に適した照明色とを予め設定しておくことにより、得られた膜厚から、欠陥検出に適した撮像画像を容易に選択することができる。In the inspection apparatus according to the third aspect of the present invention, by configuring as described above, even when the film thickness of the antireflection film varies, the captured image captured using a plurality of colors of illumination light having different wavelength regions is used. An image picked up by illumination light in a wavelength region (illumination color) corresponding to the reflection intensity by the solar battery cell or the film thickness of the antireflection film can be selected. As a result, the appearance inspection can be performed by selecting the picked-up image picked up using the illumination light (wavelength) of the illumination color (wavelength) that can detect the defective portion with high accuracy. In addition, it is possible to accurately detect defects. In addition, by preparing in advance reference data relating the reflection intensity for each illumination color and the film thickness of the antireflection film, the film thickness of the antireflection film can be easily obtained from the actual measured signal intensity obtained from each captured image. Can be obtained. In addition, by setting a film thickness range and an illumination color suitable for defect detection in the film thickness range in advance, it is possible to easily select a captured image suitable for defect detection from the obtained film thickness. it can.

上記第１〜第３の局面のいずれかによる検査装置において、好ましくは、複数の照明色は、少なくとも赤色および青色を含む。上記の通り約８０ｎｍ程度の成膜条件（ｎ＝約２．０）で反射防止膜が成膜される場合、考慮すべき膜厚範囲の下限（許容範囲）としては６０ｎｍ程度とし得る。この場合、膜厚が相対的に厚い８０ｎｍでは赤色光の反射強度が最小となる一方、膜厚が薄く６０ｎｍ程度にばらついた場合では、λ＝４８０ｎｍ〜５０４ｎｍの青色光の反射強度が小さくなる。このため、本発明によれば、照明色に少なくとも赤色および青色を含めることによって、実際上発生しうる膜厚ばらつきの範囲に応じて、少なくとも膜厚が厚い場合の赤色光の撮像画像と、膜厚が薄い場合の青色光の撮像画像との内から、欠陥部の検出に適した撮像画像を選択することができる。 In the inspection apparatus according to any one of the first to third aspects , preferably, the plurality of illumination colors include at least red and blue. As described above, when the antireflection film is formed under the film forming condition of about 80 nm (n = about 2.0), the lower limit (allowable range) of the film thickness range to be considered can be about 60 nm. In this case, the reflection intensity of red light is minimized when the film thickness is 80 nm, whereas the reflection intensity of blue light with λ = 480 nm to 504 nm decreases when the film thickness is thin and varies about 60 nm. For this reason, according to the present invention, by including at least red and blue in the illumination color, an image of red light and a film when the film thickness is at least thick according to the range of film thickness variation that can actually occur A picked-up image suitable for detecting a defective portion can be selected from the picked-up images of blue light when the thickness is thin.

上記第１〜第３の局面のいずれかによる検査装置において、好ましくは、制御部は、選択した撮像画像の照明色に応じた判定閾値を用いて、太陽電池セルに成膜された反射防止膜の欠陥検査を行うように構成されている。このように構成すれば、照明色に応じて撮像画像中の信号強度のばらつきや、欠陥部として現れる輝点の信号強度の強さ、平均的な信号強度のレベルなどが変化することから、照明色に応じた判定閾値を用いることにより、どの照明色の撮像画像を選択した場合にも、精度よく欠陥検出を行うことができる。 In the inspection apparatus according to any one of the first to third aspects , preferably, the control unit uses the determination threshold value according to the illumination color of the selected captured image to form an antireflection film formed on the solar battery cell. It is configured to perform a defect inspection. If configured in this manner, the variation in signal intensity in the captured image, the intensity of the signal intensity of the bright spot appearing as a defective portion, the average signal intensity level, etc. change depending on the illumination color. By using the determination threshold corresponding to the color, defect detection can be performed with high accuracy regardless of which illumination color captured image is selected.

上記第１〜第３の局面のいずれかによる検査装置において、好ましくは、制御部は、太陽電池セルの複数部位について、それぞれ照明色毎の部位画像を取得し、太陽電池セルの部位毎に、検査に用いる部位画像の選択と、選択した部位画像に基づく検査とを行うように構成されている。このように構成すれば、太陽電池セルの部位毎に反射防止膜の膜厚がばらつく場合にも、部位毎に、欠陥検出に適した照明色の撮像画像を選択して欠陥検出を行うことができるので、より高精度な欠陥検出を行うことができる。特に太陽電池セルのサイズが大きくなると、部位毎に反射防止膜の膜厚がばらつきやすいので、本発明は大型の太陽電池セルの検査に適している。 In the inspection apparatus according to any one of the first to third aspects , preferably, the control unit acquires a part image for each illumination color for each of the plurality of parts of the solar battery cell, and for each part of the solar battery cell, Selection of the part image used for the inspection and inspection based on the selected part image are performed. If comprised in this way, even when the film thickness of an antireflection film varies for every part of a photovoltaic cell, it is possible to detect a defect by selecting a captured image of an illumination color suitable for defect detection for each part. Therefore, defect detection with higher accuracy can be performed. In particular, when the size of the solar battery cell is increased, the film thickness of the antireflection film tends to vary from site to site, so the present invention is suitable for inspection of a large solar cell.

上記第１〜第３の局面のいずれかによる検査装置において、好ましくは、複数の照明色は、赤色、青色および緑色を含む。上記の通り屈折率ｎ＝２．０程度の反射防止膜に対して、膜厚が８０ｎｍでは赤色光の反射強度が最小となり、６０ｎｍ程度では、青色光の反射強度が小さくなり、７０ｎｍ前後では、緑色光の反射強度が小さくなる。このため、本発明によれば、照明色に赤色、青色および緑色を含めることによって、実際上発生しうる膜厚ばらつきの範囲に応じて欠陥部の検出に適した撮像画像を選択することができる。また、赤色、青色および緑色の三原色の信号強度比によって反射防止膜の膜厚を特定することもできるので、容易に、欠陥部の検出に適した撮像画像の選択を行うことができる。 In the inspection apparatus according to any one of the first to third aspects , preferably, the plurality of illumination colors include red, blue, and green. As described above, with respect to the antireflection film having a refractive index n of about 2.0, the reflection intensity of red light is minimized when the film thickness is 80 nm, the reflection intensity of blue light is reduced at about 60 nm, and around 70 nm, The reflection intensity of green light is reduced. For this reason, according to the present invention, by including red, blue, and green in the illumination colors, it is possible to select a captured image suitable for detecting a defective portion according to a range of film thickness variations that can actually occur. . In addition, since the film thickness of the antireflection film can be specified by the signal intensity ratio of the three primary colors of red, blue, and green, it is possible to easily select a captured image suitable for detecting a defective portion.

上記第１〜第３の局面のいずれかによる検査装置において、好ましくは、太陽電池セルは、多結晶半導体を含み、反射防止膜は、シリコン窒化膜である。このような多結晶型の太陽電池セルでは、反射強度が最小となる波長（照明色）と異なる照明色の撮像画像には、結晶粒界が明確に現れてしまい、欠陥部が粒界像に埋もれて検出できなくなる。また、このような多結晶型の太陽電池セルには、反射防止膜としてシリコン窒化膜が用いられることが多い。本発明による検査装置は、シリコン窒化膜を成膜した多結晶型の太陽電池セルの外観検査に好適に用いることができる。 In the inspection apparatus according to any one of the first to third aspects , preferably, the solar battery cell includes a polycrystalline semiconductor, and the antireflection film is a silicon nitride film. In such a polycrystalline solar cell, the crystal grain boundary appears clearly in the captured image of the illumination color different from the wavelength (illumination color) at which the reflection intensity is minimum, and the defect portion appears in the grain boundary image. It becomes buried and cannot be detected. In such a polycrystalline solar battery cell, a silicon nitride film is often used as an antireflection film. The inspection apparatus according to the present invention can be suitably used for appearance inspection of a polycrystalline solar cell having a silicon nitride film formed thereon.

本発明によれば、上記のように、反射防止膜の膜厚がばらついた場合にも精度よく欠陥検出を行うことができる。   According to the present invention, as described above, even when the thickness of the antireflection film varies, defect detection can be performed with high accuracy.

本発明の第１および第２実施形態による外観検査装置の全体構成を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the whole structure of the external appearance inspection apparatus by 1st and 2nd embodiment of this invention. 本発明の第１および第２実施形態による外観検査装置の撮像部および照明部の構成を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed typically the structure of the imaging part and illumination part of the external appearance inspection apparatus by 1st and 2nd embodiment of this invention. 撮像部による撮像画像の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the captured image by an imaging part. 撮像画像の第２の選択方法を説明するための反射率（反射強度）−波長曲線を示した図である。It is the figure which showed the reflectance (reflection intensity) -wavelength curve for demonstrating the 2nd selection method of a captured image. 撮像画像の第３の選択方法を説明するための反射率（反射強度）−膜厚曲線を示した図である。It is the figure which showed the reflectance (reflection intensity) -film thickness curve for demonstrating the 3rd selection method of a captured image. 本発明の第１および第２実施形態による外観検査装置の欠陥検査処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the defect inspection process of the external appearance inspection apparatus by 1st and 2nd embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態による外観検査装置の検査時の制御部による制御処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control processing by the control part at the time of the test | inspection of the external appearance inspection apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による外観検査装置の検査処理のための部位画像の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the site | part image for the test | inspection process of the external appearance inspection apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態による外観検査装置の検査時の制御部による制御処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control processing by the control part at the time of the test | inspection of the external appearance inspection apparatus by 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態による外観検査装置１００の全体構成について説明する。第１実施形態では、太陽電池セルの表面に成膜された反射防止膜の欠陥（太陽電池セルの表面欠陥）の検査を行う外観検査装置１００に本発明を適用した例について説明する。 (First embodiment)
First, the overall configuration of an appearance inspection apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1st Embodiment demonstrates the example which applied this invention to the external appearance inspection apparatus 100 which test | inspects the defect (surface defect of a photovoltaic cell) of the anti-reflective film formed in the surface of the photovoltaic cell.

第１実施形態による外観検査装置１００は、太陽電池セル１の生産工程において、生産ライン上に設置されインラインで検査を行う検査装置である。太陽電池セル１は、半導体基板２（以下、基板２）と、基板２の表面（受光面）上に形成された反射防止膜３とを含む。なお、図１では、便宜的に太陽電池セル１の厚みを拡大し、各層（基板２および反射防止膜３）を模式的に示している。反射防止膜３は、可視光領域の光吸収が実質的にない誘電体（絶縁体）膜であり、所望の屈折率を有し所望の膜厚で形成し得る材料が用いられる。第１実施形態では、基板２は、たとえば多結晶シリコン半導体基板であり、反射防止膜３は、ＳｉＮ膜（屈折率ｎ＝約２．０〜２．１）である。なお、太陽電池セル１の表面には、所定パターンの表面電極（図示せず）が形成される。外観検査装置１００による反射防止膜の欠陥検査は、表面電極の形成工程の前後いずれの工程において実施してもよい。   The appearance inspection apparatus 100 according to the first embodiment is an inspection apparatus that is installed on a production line and inspects inline in the production process of the solar battery cell 1. The solar battery cell 1 includes a semiconductor substrate 2 (hereinafter referred to as a substrate 2) and an antireflection film 3 formed on the surface (light receiving surface) of the substrate 2. In FIG. 1, the thickness of the solar battery cell 1 is enlarged for convenience and each layer (the substrate 2 and the antireflection film 3) is schematically shown. The antireflection film 3 is a dielectric (insulator) film that substantially does not absorb light in the visible light region, and a material that has a desired refractive index and can be formed with a desired film thickness is used. In the first embodiment, the substrate 2 is, for example, a polycrystalline silicon semiconductor substrate, and the antireflection film 3 is a SiN film (refractive index n = about 2.0 to 2.1). A surface electrode (not shown) having a predetermined pattern is formed on the surface of the solar battery cell 1. The defect inspection of the antireflection film by the appearance inspection apparatus 100 may be performed at any step before or after the surface electrode forming step.

外観検査装置１００は、太陽電池セル１に対して照明光を照射する照明部１０と、照明部１０により照射された照明光を用いて太陽電池セル１を撮像する撮像部２０と、撮像された撮像画像に基づいて欠陥検査処理を実施する制御部３０とを主として備えている。これらの各部は、太陽電池セル１の検査時に外部からの光を遮断するための筐体４０内に収容されている。   The appearance inspection apparatus 100 is imaged with an illuminating unit 10 that irradiates the solar cell 1 with illumination light, an imaging unit 20 that images the solar cell 1 using the illumination light irradiated by the illuminating unit 10. It mainly includes a control unit 30 that performs defect inspection processing based on the captured image. Each of these parts is accommodated in a housing 40 for blocking light from the outside when the solar battery cell 1 is inspected.

図２に示すように、照明部１０は、検査位置に配置された太陽電池セル１の上方に位置するように設けられている。照明部１０は、複数の光源１１（１１ａ〜１１ｃ）と、内壁下端部において複数の光源１１を周状（環状）に保持するドーム状の保持部１２とを含んでいる。   As shown in FIG. 2, the illumination part 10 is provided so that it may be located above the photovoltaic cell 1 arrange | positioned in a test | inspection position. The illumination unit 10 includes a plurality of light sources 11 (11a to 11c) and a dome-shaped holding unit 12 that holds the plurality of light sources 11 in a circumferential shape (annular shape) at the lower end portion of the inner wall.

各光源１１は、たとえばＬＥＤからなり、光照射方向が上方（保持部１２の内壁方向）に向けられている。これら複数の光源１１は、赤色（Ｒ）光源１１ａ、緑色（Ｇ）光源１１ｂおよび青色（Ｂ）光源１１ｃの３種の照明色のＬＥＤを含んでおり、周方向に沿ってこの順番が反復するように並んで配列されている。各照明色は、たとえば、それぞれ中心波長が約６２７ｎｍ（赤色）、約５３０ｎｍ（緑色）、および、約４７０ｎｍ（青色）である。図１に示すように、各光源１１は、制御部３０によって照明色毎に発光制御される。これにより、照明部１０は、互いに異なる波長領域を有する複数の照明色（Ｒ、ＧおよびＢ）の照明光を照射可能に構成されている。   Each light source 11 consists of LED, for example, and the light irradiation direction is faced upward (inner wall direction of the holding part 12). The plurality of light sources 11 include LEDs of three kinds of illumination colors of a red (R) light source 11a, a green (G) light source 11b, and a blue (B) light source 11c, and this order repeats along the circumferential direction. Are arranged side by side. Each illumination color has a central wavelength of about 627 nm (red), about 530 nm (green), and about 470 nm (blue), for example. As shown in FIG. 1, each light source 11 is controlled to emit light for each illumination color by the control unit 30. Thereby, the illumination part 10 is comprised so that irradiation light of the some illumination color (R, G, and B) which has a mutually different wavelength range can be irradiated.

図２に示すように、ドーム状の保持部１２の内壁には、拡散反射板（図示せず）が設けられている。内壁に向かって照射された光源１１からの光は、保持部１２の内壁で拡散反射され、均一な照明光となって下方位置に配置された太陽電池セル１の全面に照射される。また、保持部１２の頂上部分には、撮像部２０への導光のための開口部１３が形成されている。   As shown in FIG. 2, a diffuse reflector (not shown) is provided on the inner wall of the dome-shaped holding portion 12. The light from the light source 11 irradiated toward the inner wall is diffused and reflected by the inner wall of the holding unit 12 and is irradiated to the entire surface of the solar battery cell 1 arranged at a lower position as uniform illumination light. In addition, an opening 13 for guiding light to the imaging unit 20 is formed at the top portion of the holding unit 12.

図１および図２に示すように、撮像部２０は、照明部１０の上方位置に配置され、保持部１２の開口部１３およびレンズ２１を通過した太陽電池セル１の反射光を受光して太陽電池セル１を撮像する。撮像部２０は、たとえばモノクロ５００万画素（約２０００×２５００画素）のＣＣＤカメラにより構成されている。なお、太陽電池セル１は、たとえば一辺約１５６ｍｍの正方形状で、焦点距離＝約２５ｍｍのレンズ２１を用いて全体が撮像される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the imaging unit 20 is disposed above the illumination unit 10, receives reflected light of the solar cell 1 that has passed through the opening 13 and the lens 21 of the holding unit 12, and receives solar light. The battery cell 1 is imaged. The imaging unit 20 is constituted by, for example, a monochrome 5 million pixel (approximately 2000 × 2500 pixels) CCD camera. Note that the solar battery cell 1 has a square shape with a side of about 156 mm, for example, and the whole is imaged using a lens 21 with a focal length of about 25 mm.

制御部３０は、照明部１０および撮像部２０を含む外観検査装置１００の全体の制御処理を行う。制御部３０には、撮像部２０による撮像画像６０（図３参照）や、太陽電池セル１の検査に使用される各種データ（後述する閾値Ｔｈや、判定条件など）を記憶する記憶部３１が設けられている。また、制御部３０は、太陽電池セル１の生産ラインに組み込まれた搬送コンベア１１０と通信可能に構成され、所定の検査位置に太陽電池セル１が位置付けられた旨の搬送コンベア１１０からの通信に基づき、検査処理を実施する。第１実施形態では、制御部３０は、太陽電池セル１の撮像画像６０（図３参照）を３つ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の照明色毎に取得するとともに、各色の照明光の太陽電池セル１による反射強度または反射防止膜３の膜厚ｄに応じて、照明色毎の撮像画像６０のうちから検査に用いる画像を選択する。そして、制御部３０は、選択した撮像画像６０に基づいて太陽電池セル１の表面欠陥検査を行うように構成されている。太陽電池セル１の表面欠陥検査は、具体的には、図１に示すセル表面の反射防止膜３の欠陥部７０の検査であり、反射防止膜３の欠陥部７０は、たとえば反射防止膜３に形成されたピンホールや、反射防止膜３に付着した異物などである。   The control unit 30 performs overall control processing of the appearance inspection apparatus 100 including the illumination unit 10 and the imaging unit 20. The control unit 30 includes a storage unit 31 that stores a captured image 60 (see FIG. 3) obtained by the imaging unit 20 and various data (such as a threshold value Th and a determination condition described later) used for the inspection of the solar battery cell 1. Is provided. Moreover, the control part 30 is comprised so that communication with the conveyance conveyor 110 incorporated in the production line of the photovoltaic cell 1 is carried out, and communication from the conveyance conveyor 110 to the effect that the photovoltaic cell 1 was located in the predetermined test | inspection position is carried out. Based on this, the inspection process is performed. In 1st Embodiment, the control part 30 acquires the captured image 60 (refer FIG. 3) of the photovoltaic cell 1 for every three (R, G, B) illumination colors, and the solar cell of the illumination light of each color According to the reflection intensity by the cell 1 or the film thickness d of the antireflection film 3, an image to be used for inspection is selected from the captured images 60 for each illumination color. And the control part 30 is comprised so that the surface defect inspection of the photovoltaic cell 1 may be performed based on the selected captured image 60. FIG. Specifically, the surface defect inspection of the solar battery cell 1 is an inspection of the defect portion 70 of the antireflection film 3 on the cell surface shown in FIG. 1, and the defect portion 70 of the antireflection film 3 is, for example, the antireflection film 3. Pinholes formed on the anti-reflection film 3 or foreign matter adhering to the antireflection film 3.

次に、図３〜図６を参照して、太陽電池セル１の検査処理の詳細について説明する。   Next, with reference to FIGS. 3-6, the detail of the test | inspection process of the photovoltaic cell 1 is demonstrated.

反射防止膜３が成膜された太陽電池セル１では、薄膜干渉理論に従って、反射防止膜３の屈折率ｎおよび膜厚ｄに対応した特定波長λ＝４ｎｄの光の反射強度が顕著に低下する（理論上は反射強度が０になる）。第１実施形態では、反射防止膜３の膜厚ｄは、（設計上）約８０ｎｍに設定される。この場合、ｄ＝約８０ｎｍの反射防止膜３（ｎ＝２．０〜２．１）が成膜された太陽電池セル１では、特定波長λ（＝４ｎｄ）＝６４０ｎｍ〜６７２ｎｍの波長域の赤色光の反射強度が低下し、その結果、外観上では青みがかった色調を有するように見える。   In the solar cell 1 on which the antireflection film 3 is formed, the reflection intensity of light having a specific wavelength λ = 4nd corresponding to the refractive index n and the film thickness d of the antireflection film 3 is significantly reduced according to the thin film interference theory. (Theoretically, the reflection intensity becomes 0). In the first embodiment, the film thickness d of the antireflection film 3 is set to about 80 nm (by design). In this case, in the solar cell 1 in which the antireflection film 3 (n = 2.0 to 2.1) having d = about 80 nm is formed, the specific wavelength λ (= 4nd) = red in the wavelength range of 640 nm to 672 nm. The reflection intensity of the light is reduced, and as a result, it appears to have a bluish color tone.

このような太陽電池セル１を赤色（約６２７ｎｍ）の照明光を用いて撮像すれば、図３（ａ）に示すような撮像画像６０（６０ａ）が得られる。すなわち、赤色光の反射強度が極めて小さいため、太陽電池セル１の略全域の信号強度が低く、暗い画像となる。このとき、反射防止膜３にピンホールや異物付着などの欠陥が存在した場合、欠陥部７０（図３では白点で図示）においては反射強度が低下しないため、欠陥部７０が撮像画像６０ａ中に信号強度の高い領域（輝点）として現れる。図３（ａ）に示す撮像画像６０ａを用いて欠陥検査を行う場合、欠陥部７０の輝点と、欠陥部７０以外の部分との信号強度の差が非常に大きくなるため、精度よく欠陥検査を行うことが可能である。   If such a photovoltaic cell 1 is imaged using red (about 627 nm) illumination light, a captured image 60 (60a) as shown in FIG. 3A is obtained. That is, since the reflection intensity of red light is extremely small, the signal intensity of the substantially entire area of the solar battery cell 1 is low, and a dark image is obtained. At this time, if a defect such as a pinhole or foreign matter is present in the antireflection film 3, since the reflection intensity does not decrease at the defect portion 70 (illustrated by a white dot in FIG. 3), the defect portion 70 appears in the captured image 60a. Appears as a region with high signal intensity (bright spot). When the defect inspection is performed using the captured image 60a shown in FIG. 3A, the difference in signal intensity between the bright spot of the defect portion 70 and the portion other than the defect portion 70 becomes very large, so the defect inspection is accurate. Can be done.

しかしながら、太陽電池セル１の生産工程上の各種要因によってセルごとの反射防止膜３の膜厚ｄにばらつきが発生すると、膜厚ｄに応じて反射強度の低下する特定波長λも変化することになる。たとえば、膜厚ｄ＝６０ｎｍの場合、特定波長λ＝４８０ｎｍ〜５０４ｎｍの波長域の青色光の反射強度が低下する。この場合に、同じ赤色（約６２７ｎｍ）の照明光を用いて撮像すると、赤色光の反射強度は低下しないため、図３（ｃ）に示すように反射防止膜３の下地である基板２の結晶粒界が明確に現れた明るい撮像画像６０（６０ｃ）が得られる。この撮像画像６０ｃでは、欠陥部７０の輝点が粒界の像の中に紛れて信号強度の明確な差が現れなくなり、欠陥部７０を識別するのは困難となる。また、もう少し赤色の波長に近い緑色の波長域が特定波長λとなる場合（４ｎｄ＝５３０ｎｍ付近）には、赤色光を用いた撮像画像は、図３（ｂ）に示すような、撮像画像６０ａと撮像画像６０ｃとの中間程度の信号強度の撮像画像６０（６０ｂ）となる。このように膜厚ｄのばらつきによって特定波長λが変化するため、単一の赤色光の撮像画像６０のみでは、欠陥検査を精度よく行うことができない。   However, if the film thickness d of the antireflection film 3 varies from cell to cell due to various factors in the production process of the solar battery cell 1, the specific wavelength λ at which the reflection intensity decreases changes according to the film thickness d. Become. For example, when the film thickness d = 60 nm, the reflection intensity of blue light in the wavelength range of the specific wavelength λ = 480 nm to 504 nm decreases. In this case, when imaging is performed using the same red (about 627 nm) illumination light, the reflection intensity of the red light does not decrease, so that the crystal of the substrate 2 that is the base of the antireflection film 3 as shown in FIG. A bright captured image 60 (60c) in which the grain boundaries clearly appear is obtained. In the captured image 60c, the bright spot of the defect portion 70 is lost in the image of the grain boundary, and a clear difference in signal intensity does not appear, so that it becomes difficult to identify the defect portion 70. In addition, when the green wavelength region that is a little closer to the red wavelength becomes the specific wavelength λ (around 4nd = 530 nm), the captured image using the red light is captured image 60a as shown in FIG. And a captured image 60 (60b) having a signal intensity that is intermediate between the captured image 60c and the captured image 60c. As described above, since the specific wavelength λ changes due to the variation in the film thickness d, the defect inspection cannot be performed with high accuracy using only the single red light captured image 60.

そこで、第１実施形態では、制御部３０は、太陽電池セル１の撮像画像６０を複数（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の照明色毎に取得し、各色の照明光の太陽電池セル１による反射強度または反射防止膜３の膜厚ｄに応じて、照明色毎の撮像画像６０のうちから検査に用いる画像を選択する。撮像画像６０の選択方法は、下記の第１〜第３の選択方法の内から適切なものを採用すればよい。   So, in 1st Embodiment, the control part 30 acquires the picked-up image 60 of the photovoltaic cell 1 for every (R, G, B) illumination color, and the reflection intensity by the photovoltaic cell 1 of the illumination light of each color Alternatively, an image used for the inspection is selected from the captured images 60 for each illumination color according to the film thickness d of the antireflection film 3. As a selection method of the captured image 60, an appropriate one of the following first to third selection methods may be adopted.

第１の選択方法は、反射強度を反映した照明色毎の撮像画像６０の信号強度に基づいて、撮像画像６０を選択する方法である。制御部３０は、照明色毎の３つ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の撮像画像６０のうちから、相対的に信号強度の低い撮像画像６０を選択する。より具体的には、制御部３０は、３つの撮像画像６０の信号強度の平均値または中央値を比較し、平均値または中央値が最も低い照明色の撮像画像６０を選択する。これによれば、上記のように特定波長λ＝６４０ｎｍ〜６７２ｎｍ（膜厚ｄ＝８０ｎｍ）の場合の例では、赤色光による撮像画像が図３（ａ）の撮像画像６０ａとなり、緑色光による撮像画像が図３（ｂ）の撮像画像６０ｂとなり、青色光による撮像画像が図３（ｃ）のような撮像画像６０ｃとなる。信号強度の平均値（中央値）が最も低い画像は赤色光による撮像画像６０となることから、欠陥検査に適した赤色光による撮像画像６０（６０ａ）が選択される。なお、特定波長λ＝４８０ｎｍ〜５０４ｎｍ（膜厚ｄ＝６０ｎｍ）の場合であれば、青色光による撮像画像が図３（ａ）の撮像画像６０ａのように写るので、信号強度の平均値（中央値）が最も低い画像として青色光による画像が選択される。   The first selection method is a method of selecting the captured image 60 based on the signal intensity of the captured image 60 for each illumination color reflecting the reflection intensity. The control unit 30 selects a captured image 60 having a relatively low signal intensity from the three (R, G, B) captured images 60 for each illumination color. More specifically, the control unit 30 compares the average value or median value of the signal intensities of the three captured images 60, and selects the captured image 60 having the lowest average value or median value. According to this, in the example in the case of the specific wavelength λ = 640 nm to 672 nm (film thickness d = 80 nm) as described above, the captured image by the red light becomes the captured image 60a of FIG. The image becomes the captured image 60b in FIG. 3B, and the captured image by blue light becomes the captured image 60c as shown in FIG. Since the image with the lowest average value (median value) of the signal intensity is the captured image 60 using red light, the captured image 60 (60a) using red light suitable for defect inspection is selected. In the case of the specific wavelength λ = 480 nm to 504 nm (film thickness d = 60 nm), the picked-up image by blue light appears like the picked-up image 60a in FIG. An image with blue light is selected as the image having the lowest value.

第２および第３の選択方法は、反射防止膜３の膜厚ｄに基づいて撮像画像６０を選択する方法である。上記の通り、太陽電池セル１による反射強度が低下する特定波長λは、屈折率ｎを一定とすれば、反射防止膜３の膜厚ｄに依存する。このため、膜厚ｄを取得することができれば、特定波長λが決定される。そして、３つの撮像画像６０の中から特定波長λに最も近い波長（照明色）の照明光を用いた撮像画像６０を選択すれば、欠陥検査に適した撮像画像６０ａが選択される。   The second and third selection methods are methods for selecting the captured image 60 based on the film thickness d of the antireflection film 3. As described above, the specific wavelength λ at which the reflection intensity by the solar battery cell 1 decreases depends on the film thickness d of the antireflection film 3 if the refractive index n is constant. For this reason, if the film thickness d can be acquired, the specific wavelength λ is determined. If a captured image 60 using illumination light having a wavelength (illumination color) closest to the specific wavelength λ is selected from the three captured images 60, a captured image 60a suitable for defect inspection is selected.

第２の選択方法では、制御部３０は、照明光波長と太陽電池セル１の反射強度との理論曲線とのフィッティングにより、反射防止膜３の膜厚ｄを取得する。反射強度は、干渉条件を考慮したフレネルの公式に基づき、反射率＝ｆ（λ、θ、ｎ、ｋ、ｄ、ｎｓｉ、ｋｓｉ）という各種変数の関数によって表される。ここで、λ、θ、ｎ、ｋ、ｄ、ｎｓｉおよびｋｓｉは、それぞれ、照明光の波長、入射角、反射防止膜の屈折率、反射防止膜の消衰係数、膜厚、シリコン基板の屈折率および消衰係数である。ｎ、ｋ、ｎｓｉ、ｋｓｉはそれぞれ反射防止膜３および基板２の物性から既知であり、膜厚ｄおよび入射角θを設定すれば、波長を変数とした反射率（反射強度）が得られる。これを各種膜厚ｄについて行えば、図４に示すような、それぞれの膜厚ｄでの反射率（反射強度）−波長曲線Ｃｆ（ｄ＝ｄ１、ｄ２、ｄ３、…）が得られる。 In the second selection method, the control unit 30 obtains the film thickness d of the antireflection film 3 by fitting with the theoretical curve of the illumination light wavelength and the reflection intensity of the solar battery cell 1. The reflection intensity is represented by a function of various variables such as reflectance = f (λ, θ, n, k, d, n si , k si ) based on the Fresnel formula in consideration of interference conditions. Here, λ, θ, n, k, d, n si and k si are the wavelength of the illumination light, the incident angle, the refractive index of the antireflection film, the extinction coefficient of the antireflection film, the film thickness, and the silicon substrate, respectively. The refractive index and extinction coefficient of n, k, n si , and k si are known from the physical properties of the antireflection film 3 and the substrate 2, respectively. If the film thickness d and the incident angle θ are set, the reflectance (reflection intensity) with the wavelength as a variable is obtained. It is done. If this is performed for various film thicknesses d, reflectance (reflection intensity) -wavelength curves Cf (d = d1, d2, d3,...) At the respective film thicknesses d are obtained as shown in FIG.

制御部３０は、３色の撮像画像６０から、各波長における反射強度（すなわち、撮像画像６０の信号強度）を図４上にプロットし、得られた３点を結ぶ近似曲線Ａｃと、各膜厚ｄでの反射率−波長曲線Ｃｆとのカーブフィッティングを行う。この結果、たとえば最小二乗法によって、近似曲線Ａｃが最も一致する反射率−波長曲線Ｃｆの膜厚を、反射防止膜３の膜厚ｄとして決定することができる。また、制御部３０の記憶部３１には、予め膜厚範囲と照明色との対応関係（たとえば、ｄ＝７０ｎｍ〜９０ｎｍならば赤色照明、６０ｎｍ〜６５ｎｍならば青色照明、６５ｎｍ〜７０ｎｍならば緑色照明、など）を設定しておく。膜厚ｄが得られると、予め設定された膜厚範囲と照明色との対応関係に基づき、得られた膜厚ｄが属する膜厚範囲に対応する照明色の撮像画像６０が選択される。   The control unit 30 plots the reflection intensity (that is, the signal intensity of the captured image 60) at each wavelength from the captured images 60 of the three colors on FIG. Curve fitting with the reflectance-wavelength curve Cf at the thickness d is performed. As a result, the film thickness of the reflectance-wavelength curve Cf with which the approximate curve Ac most closely matches can be determined as the film thickness d of the antireflection film 3 by, for example, the least square method. Further, the storage unit 31 of the control unit 30 has a correspondence relationship between the film thickness range and the illumination color in advance (for example, red illumination if d = 70 nm to 90 nm, blue illumination if 60 nm to 65 nm, and green if 65 nm to 70 nm. Set lighting, etc.). When the film thickness d is obtained, the captured image 60 of the illumination color corresponding to the film thickness range to which the obtained film thickness d belongs is selected based on the correspondence relationship between the preset film thickness range and the illumination color.

第３の選択方法では、制御部３０は、照明色毎の反射強度と反射防止膜３の膜厚ｄとを関係付ける基準データ（検量線）を用いて、反射防止膜３の膜厚ｄを取得する。第２の選択方法と同様の理論計算において、波長λを固定して膜厚ｄを変数にとることにより、図５に示すような、各照明色の波長λ（６２７ｎｍ（赤色）、５３０ｎｍ（緑色）、および、４７０ｎｍ（青色））における反射率（反射強度）−膜厚曲線Ｃｓ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を算出することができる。３色の撮像画像６０の信号強度を、それぞれの反射率−膜厚曲線Ｃｓの対応する反射率の値に当てはめれば、膜厚ｄを得ることができる。あるいは、図５において約６０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲で青色の反射率−膜厚曲線Ｃｓ（Ｂ）が直線状になっているので、青色光の撮像画像６０の信号強度から、対応する膜厚ｄを得ることもできる。膜厚ｄを取得した後は、上記第２の選択方法と同様、制御部３０は、記憶部３１に予め設定された膜厚範囲と照明色との対応関係に基づき、撮像画像６０を選択する。   In the third selection method, the control unit 30 uses the reference data (calibration curve) relating the reflection intensity for each illumination color and the film thickness d of the antireflection film 3 to set the film thickness d of the antireflection film 3. get. In the same theoretical calculation as in the second selection method, by fixing the wavelength λ and taking the film thickness d as a variable, the wavelengths λ (627 nm (red), 530 nm (green) of each illumination color as shown in FIG. ), And a reflectance (reflection intensity) -film thickness curve Cs (R, G, B) at 470 nm (blue)). The film thickness d can be obtained by applying the signal intensities of the three-color captured images 60 to the corresponding reflectance values of the respective reflectance-film thickness curves Cs. Alternatively, in FIG. 5, since the blue reflectance-film thickness curve Cs (B) is linear in the range of about 60 nm to about 100 nm, the corresponding film thickness d is determined from the signal intensity of the captured image 60 of blue light. You can also get After acquiring the film thickness d, as in the second selection method, the control unit 30 selects the captured image 60 based on the correspondence between the film thickness range preset in the storage unit 31 and the illumination color. .

以上の第１〜第３の選択方法のいずれかを用いることにより、制御部３０は、検査に用いる画像を選択する。これにより、膜厚ｄがばらついた場合でも、その太陽電池セル１における反射防止膜３の膜厚ｄに応じた撮像画像６０を選択することによって、図３（ａ）のように欠陥部７０の輝点との信号強度差の大きい撮像画像６０ａを用いて検査を実施することができる。   By using any of the first to third selection methods described above, the control unit 30 selects an image to be used for inspection. Thereby, even when the film thickness d varies, by selecting the picked-up image 60 according to the film thickness d of the antireflection film 3 in the solar battery cell 1, the defect portion 70 as shown in FIG. The inspection can be performed using the captured image 60a having a large signal intensity difference from the bright spot.

次に、図６を参照して、選択した撮像画像６０（６０ａ）を用いた欠陥検査の一例を説明する。   Next, an example of defect inspection using the selected captured image 60 (60a) will be described with reference to FIG.

図６（ａ）に示す撮像画像６０ａ中、横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とし、Ｙ座標ＹａにおけるＸ軸方向の信号強度分布を、図６（ｂ）の実線に示す。なお、図６（ａ）には、太陽電池セル１のＹａ座標の断面図を併せて図示しており、欠陥部７０の例として反射防止膜３のピンホールを図示している。図６（ｂ）に示すように、欠陥部７０が存在する場合には、そのＸ座標Ｘａにおいて信号強度の大きいピークが形成される。一方、欠陥部７０以外の領域では、信号強度の僅かな変動はあるものの、全体として略一定の低い信号強度となる。このため、信号強度の僅かな変動分を考慮した判定閾値Ｔｈを設定し、制御部３０は、撮像画像６０（６０ａ）全体の信号強度の平均値（または中央値）Ｉａに対して判定閾値Ｔｈよりも大きな信号強度のピークが存在する位置（Ｘａ）を欠陥部７０であると判定する。   In the captured image 60a shown in FIG. 6A, the horizontal direction is the X axis, the vertical direction is the Y axis, and the signal intensity distribution in the X axis direction at the Y coordinate Ya is shown by the solid line in FIG. FIG. 6A also shows a sectional view of the Ya coordinate of the solar battery cell 1, and a pinhole of the antireflection film 3 is shown as an example of the defect portion 70. As shown in FIG. 6B, when the defect portion 70 exists, a peak having a high signal intensity is formed at the X coordinate Xa. On the other hand, in a region other than the defect portion 70, the signal strength as a whole becomes a substantially constant low signal strength although there is a slight variation in the signal strength. For this reason, a determination threshold value Th that takes into account slight fluctuations in the signal intensity is set, and the control unit 30 determines the determination threshold value Th for the average value (or median value) Ia of the entire signal intensity of the captured image 60 (60a). It is determined that the position (Xa) where the peak of the greater signal intensity exists is the defective portion 70.

この欠陥部７０の検出をＹ座標全体に渡って行うことにより、太陽電池セル１の全体の表面欠陥検査が行われる。欠陥検査では、撮像画像６０（６０ａ）中の欠陥部７０の個数だけでなく、判定閾値Ｔｈよりも信号強度の大きい画素領域の集合から、個々の欠陥部７０の大きさ（面積）なども取得することができる。   By detecting the defect portion 70 over the entire Y coordinate, the entire surface defect inspection of the solar battery cell 1 is performed. In the defect inspection, not only the number of defect portions 70 in the captured image 60 (60a) but also the size (area) of each defect portion 70 is acquired from a set of pixel regions whose signal intensity is larger than the determination threshold Th. can do.

なお、第１実施形態では、判定閾値Ｔｈは、選択した撮像画像６０の照明色に応じて個別に設定される。すなわち、照明色によっては、信号強度が高くなり易く、ばらつきが相対的に大きい場合（図６（ｂ）の破線参照）もある。このため、照明色毎の信号強度やばらつきの大きさを考慮して、照明色に応じた適切な判定閾値Ｔｈが設定される。また、欠陥検査処理のアルゴリズム自体を照明色毎に変更してもよい。   In the first embodiment, the determination threshold Th is individually set according to the illumination color of the selected captured image 60. That is, depending on the illumination color, the signal intensity tends to be high and the variation is relatively large (see the broken line in FIG. 6B). Therefore, an appropriate determination threshold Th corresponding to the illumination color is set in consideration of the signal intensity for each illumination color and the magnitude of variation. Further, the defect inspection processing algorithm itself may be changed for each illumination color.

次に、図１、図６および図７を参照して、第１実施形態による外観検査装置１００の検査時の制御部３０の制御処理について説明する。   Next, with reference to FIG. 1, FIG. 6, and FIG. 7, the control process of the control unit 30 at the time of inspection of the appearance inspection apparatus 100 according to the first embodiment will be described.

まず、ステップＳ１において、搬送コンベア１１０（図１参照）により、生産ラインの上流工程から、検査対象となる太陽電池セル１が搬入される。所定の検査位置に太陽電池セル１が配置された旨の搬送コンベア１１０からの通信を受信すると、制御部３０が検査処理動作を開始する。   First, in step S1, the solar cell 1 to be inspected is carried in from the upstream process of the production line by the conveyor 110 (see FIG. 1). When the communication from the conveyor 110 indicating that the solar battery cell 1 is arranged at the predetermined inspection position is received, the control unit 30 starts the inspection processing operation.

ステップＳ２では、赤色（Ｒ）の照明光を用いた撮像画像が取得される。すなわち、制御部３０は、照明部１０のうち、赤色（Ｒ）光源１１ａをオンにするとともに、撮像部２０により太陽電池セル１の撮像を行う。撮像実行後、赤色（Ｒ）光源１１ａはオフにされる。   In step S2, a captured image using red (R) illumination light is acquired. That is, the control unit 30 turns on the red (R) light source 11 a in the illumination unit 10 and images the solar battery cell 1 with the imaging unit 20. After execution of imaging, the red (R) light source 11a is turned off.

同様に、ステップＳ３では、緑色（Ｇ）の照明光を用いた撮像画像が取得される。制御部３０は、緑色（Ｇ）光源１１ｂのオン、撮像、緑色（Ｇ）光源１１ｂのオフを順に実行する。続いて、ステップＳ４では、青色（Ｂ）の照明光を用いた撮像画像が取得される。制御部３０は、青色（Ｂ）光源１１ｃのオン、撮像、青色（Ｂ）光源１１ｃのオフを順に実行する。このステップＳ２〜Ｓ４によって、３色の照明光をそれぞれ用いた３つの撮像画像６０が取得される。なお、各色の撮像画像６０の撮像順序（ステップＳ２〜Ｓ４の順序）は任意である。   Similarly, in step S3, a captured image using green (G) illumination light is acquired. The control unit 30 sequentially turns on the green (G) light source 11b, images, and turns off the green (G) light source 11b. Subsequently, in step S4, a captured image using blue (B) illumination light is acquired. The control unit 30 sequentially turns on the blue (B) light source 11c, performs imaging, and turns off the blue (B) light source 11c. Through these steps S2 to S4, three captured images 60 each using three colors of illumination light are acquired. Note that the order of capturing the captured images 60 of each color (the order of steps S2 to S4) is arbitrary.

ステップＳ５では、制御部３０は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の撮像画像６０の内から、検査に使用する撮像画像６０（６０ａ）を上述した第１〜第３の選択方法のいずれかを用いて選択する。   In step S5, the control unit 30 selects the captured image 60 (60a) used for the inspection from the red (R), green (G), and blue (B) captured images 60 described above. Select using any of the selection methods.

ステップＳ６では、制御部３０は、選択した照明色に対応する判定閾値Ｔｈ（検査アルゴリズムも照明色に応じて変更する場合には、判定閾値Ｔｈおよび検査アルゴリズム）を記憶部３１から読み出し、選択する。   In step S <b> 6, the control unit 30 reads and selects the determination threshold Th corresponding to the selected illumination color (the determination threshold Th and the inspection algorithm when the inspection algorithm is also changed according to the illumination color) from the storage unit 31. .

そして、ステップＳ７において、制御部３０は、図６に示した欠陥検査処理を撮像画像６０（６０ａ）の全体に渡って実施する。これにより制御部３０は、検出された欠陥部７０の数、個々の欠陥部７０の大きさ（面積）などを取得する。   In step S7, the control unit 30 performs the defect inspection process shown in FIG. 6 over the entire captured image 60 (60a). Thereby, the control unit 30 acquires the number of detected defect portions 70, the size (area) of each defect portion 70, and the like.

次に、ステップＳ８において、検査結果が、良品か不良品かを判別するための所定の判定条件に該当するか否かが判断される。   Next, in step S8, it is determined whether or not the inspection result satisfies a predetermined determination condition for determining whether it is a non-defective product or a defective product.

判定には、１または複数の判定条件を用いてよい。判定条件としては、たとえば、「欠陥部７０の個数が設定された閾値（Ｎ１個）以上であるか否かを判断し、Ｎ１個以上で不良判定を行う」、「欠陥部７０の総面積が、太陽電池セル１の全体のＮ２％以上であるか否かを判断し、Ｎ２％以上で不良判定を行う」、「個々の欠陥部７０について、面積Ｐ１（たとえば、１ｍｍ２）以上の欠陥部７０がＮ３個（たとえば１０個）以上の場合、または、面積Ｐ２（たとえば、５ｍｍ２）以上の大型の欠陥部７０がＮ４個（たとえば１個）以上の場合に、不良判定を行う」などが設定される。制御部３０は、以上のような判定条件を１または複数組み合わせて使用し、良不良の判定を行う。 For the determination, one or more determination conditions may be used. As the determination condition, for example, “determine whether or not the number of defective portions 70 is equal to or greater than a set threshold value (N1) and perform defect determination with N1 or more”, “the total area of the defective portions 70 is , Whether or not N2% or more of the entire solar battery cell 1 is determined, and defect determination is performed with N2% or more. ”“ Defects with an area P1 (for example, 1 mm 2 ) or more for each defect 70 When the number of the defects 70 is N3 (for example, 10) or more, or when the number of large defects 70 having an area P2 (for example, 5 mm 2 ) or more is N4 (for example, 1) or more, the defect determination is performed. Is set. The control unit 30 uses one or a combination of the above determination conditions to determine good or bad.

制御部３０は、判定の結果、判定条件（不良判定条件）に該当する場合には、ステップＳ９に進み、検査対象の太陽電池セル１が不良であると判定する。また、制御部３０は、判定条件（不良判定条件）に該当しない場合には、ステップＳ１０に進み、検査対象の太陽電池セル１が良品であると判定する。   As a result of the determination, if the determination condition (defect determination condition) is satisfied, the control unit 30 proceeds to step S9 and determines that the solar cell 1 to be inspected is defective. In addition, when the determination condition (defective determination condition) is not met, the control unit 30 proceeds to step S10 and determines that the solar cell 1 to be inspected is a non-defective product.

その後、ステップＳ１１に進み、制御部３０は、検査予定（生産予定）の全セルの検査が終了したかを判断し、全セルの検査が終了していない場合には、ステップＳ１に戻り、次の太陽電池セル１の検査を実行する。制御部３０が全セルの検査が終了したと判定した場合には、検査が終了する。   Thereafter, the process proceeds to step S11, where the control unit 30 determines whether the inspection of all the cells scheduled for inspection (production schedule) has been completed. If the inspection of all the cells has not been completed, the control unit 30 returns to step S1, The inspection of the solar battery cell 1 is executed. If the control unit 30 determines that the inspection of all cells has been completed, the inspection is completed.

第１実施形態では、上記のように、互いに異なる波長領域を有する３色の照明色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）で照明光を照射可能に構成された照明部１０と、太陽電池セル１の撮像画像６０を照明色毎に取得するとともに、照明色毎の照明光の太陽電池セル１による反射強度または反射防止膜３の膜厚ｄに応じて、照明色毎の撮像画像６０のうちから検査に用いる画像を選択し、選択した撮像画像６０（６０ａ）に基づいて太陽電池セル１の検査を行う制御部３０とを設けることによって、反射防止膜３の膜厚ｄがばらついた場合でも、波長領域の異なる３色の照明光を用いて撮像した撮像画像６０の中から、太陽電池セル１による反射強度または反射防止膜３の膜厚ｄに応じた波長領域（照明色）の照明光による撮像画像６０ａを選択することができる。これにより、欠陥部７０を精度よく検出可能な照明色（特定波長λに近い波長の照明色）の照明光を用いて撮像された撮像画像６０ａを選択して外観検査を行うことができるので、反射防止膜３の膜厚ｄがばらついた場合にも、精度よく欠陥検出を行うことができる。   In 1st Embodiment, as above-mentioned, the illumination part 10 comprised so that illumination light could be irradiated with three illumination colors (R, G, B) which have a mutually different wavelength range, and the imaging of the photovoltaic cell 1 The image 60 is acquired for each illumination color, and an inspection is performed from among the captured images 60 for each illumination color according to the reflection intensity of the illumination light for each illumination color by the solar battery cell 1 or the film thickness d of the antireflection film 3. Even when the film thickness d of the antireflection film 3 varies by selecting the image to be used and providing the control unit 30 that inspects the solar battery cell 1 based on the selected captured image 60 (60a). Images captured using illumination light in a wavelength region (illumination color) corresponding to the reflection intensity by the solar battery cell 1 or the film thickness d of the antireflection film 3 from among the captured images 60 captured using illumination light of three colors different from each other. 60a can be selectedThereby, the appearance inspection can be performed by selecting the picked-up image 60a picked up using the illumination light of the illumination color (the illumination color having a wavelength close to the specific wavelength λ) capable of accurately detecting the defect portion 70. Even when the film thickness d of the antireflection film 3 varies, defect detection can be performed with high accuracy.

第１実施形態では、上記のように、照明色ごとの３つの撮像画像６０のうちから、反射強度を反映した撮像画像６０の信号強度に基づいて撮像画像６０ａを選択するか、または、反射防止膜３の膜厚ｄに基づいて撮像画像６０ａを選択するように制御部３０を構成する。これにより、膜厚ｄのばらつきに起因して波長毎の太陽電池セル１の反射強度が変化する結果、各色の照明光によって撮像された撮像画像６０の信号強度（明暗）に差異が生じることから、撮像画像６０の信号強度に基づいて欠陥部７０を精度よく検出可能な照明色の撮像画像６０ａを容易に選択することができる。また、太陽電池セル１の反射強度が最小となる特定波長λは、所定の屈折率ｎを有する反射防止膜３の膜厚ｄによって決まることから、反射防止膜３の膜厚ｄに基づいて欠陥部７０を精度よく検出可能な照明色の撮像画像６０ａを容易に選択することができる。   In the first embodiment, as described above, the captured image 60a is selected from the three captured images 60 for each illumination color based on the signal intensity of the captured image 60 reflecting the reflection intensity, or antireflection is performed. The control unit 30 is configured to select the captured image 60a based on the film thickness d of the film 3. As a result, the reflection intensity of the solar cell 1 for each wavelength changes due to the variation in the film thickness d, resulting in a difference in the signal intensity (brightness) of the captured image 60 captured by the illumination light of each color. Based on the signal intensity of the captured image 60, it is possible to easily select the captured image 60a of the illumination color that can detect the defective portion 70 with high accuracy. In addition, since the specific wavelength λ at which the reflection intensity of the solar battery cell 1 is minimum is determined by the film thickness d of the antireflection film 3 having a predetermined refractive index n, the defect is based on the film thickness d of the antireflection film 3. The picked-up image 60a of the illumination color which can detect the part 70 accurately can be selected easily.

第１実施形態では、上記のように、選択した撮像画像６０の照明色に応じた判定閾値Ｔｈを用いて、太陽電池セル１に成膜された反射防止膜３の欠陥検査を行うように制御部３０を構成する。これにより、照明色に応じて撮像画像６０中の信号強度のばらつきや、欠陥部７０として現れる輝点の信号強度の強さ、平均的な信号強度のレベルなどが変化することから、照明色に応じた判定閾値Ｔｈを用いることにより、精度よく欠陥検出を行うことができる。   In the first embodiment, as described above, control is performed so that the defect inspection of the antireflection film 3 formed on the solar battery cell 1 is performed using the determination threshold Th corresponding to the illumination color of the selected captured image 60. The unit 30 is configured. Thereby, the variation in signal intensity in the captured image 60, the intensity of the signal intensity of the bright spot appearing as the defect portion 70, the average signal intensity level, and the like change according to the illumination color. By using the corresponding determination threshold Th, defect detection can be performed with high accuracy.

第１実施形態では、撮像画像６０の上記第１の選択方法で説明したように、複数の撮像画像６０の信号強度の平均値または中央値を比較し、平均値または中央値が最も低い照明色の撮像画像６０を選択するように制御部３０を構成する。このように構成すれば、反射防止膜３の膜厚ｄの算出が不要で、照明色の異なる３つの撮像画像６０の信号強度の平均値（または中央値）を比較するだけで、容易に欠陥検出に適した撮像画像６０を選択することができる。   In the first embodiment, as described in the first selection method of the captured images 60, the average values or median values of the signal intensities of the plurality of captured images 60 are compared, and the illumination color having the lowest average value or median value The control unit 30 is configured to select the captured image 60. With this configuration, it is not necessary to calculate the film thickness d of the antireflection film 3, and it is possible to easily detect defects by simply comparing the average value (or median value) of the signal intensities of three captured images 60 having different illumination colors. A captured image 60 suitable for detection can be selected.

第１実施形態では、撮像画像６０の上記第２の選択方法で説明したように、反射率−波長曲線Ｃｆとのフィッティングにより、反射防止膜３の膜厚ｄを取得し、取得した膜厚ｄを含む所定の膜厚範囲に対応する照明色の撮像画像６０を選択するように制御部３０を構成する。このように構成すれば、膜厚毎に算出した反射率−波長曲線Ｃｆと各撮像画像６０から得られる信号強度の曲線（実測値）とのフィッティングによって反射防止膜３の膜厚ｄを精度よく取得することができる。   In the first embodiment, as described in the second selection method of the captured image 60, the film thickness d of the antireflection film 3 is obtained by fitting with the reflectance-wavelength curve Cf, and the obtained film thickness d is obtained. The control unit 30 is configured to select a captured image 60 of an illumination color corresponding to a predetermined film thickness range including With this configuration, the film thickness d of the antireflection film 3 can be accurately adjusted by fitting the reflectance-wavelength curve Cf calculated for each film thickness and a signal intensity curve (measured value) obtained from each captured image 60. Can be acquired.

第１実施形態では、撮像画像６０の上記第３の選択方法で説明したように、照明色毎の反射強度と反射防止膜３の膜厚ｄとを関係付ける反射率（反射強度）−膜厚曲線Ｃｓを用いて、反射防止膜３の膜厚ｄを取得し、取得した膜厚ｄを含む所定の膜厚範囲に対応する照明色の撮像画像６０を選択するように制御部３０を構成する。このように構成すれば、照明色毎の反射率（反射強度）−膜厚曲線Ｃｓ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を予め作成しておくことによって、各撮像画像６０から得られる信号強度の実測値から容易に反射防止膜３の膜厚ｄを取得することができる。   In the first embodiment, as described in the third selection method of the captured image 60, the reflectance (reflection intensity) −film thickness that associates the reflection intensity for each illumination color with the film thickness d of the antireflection film 3. The control unit 30 is configured to acquire the film thickness d of the antireflection film 3 using the curve Cs and select the captured image 60 of the illumination color corresponding to the predetermined film thickness range including the acquired film thickness d. . If comprised in this way, the measured value of the signal intensity | strength obtained from each captured image 60 by producing previously the reflectance (reflection intensity) -film thickness curve Cs (R, G, B) for every illumination color. Therefore, the film thickness d of the antireflection film 3 can be easily obtained.

第１実施形態では、上記のように、複数の照明色は、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）および緑色（Ｇ）を含む。上記の通り屈折率ｎ＝２．０程度の反射防止膜３に対して、膜厚ｄ＝８０ｎｍでは赤色光（Ｒ）の反射強度が最小となり、ｄ＝６０ｎｍ程度では、青色光（Ｂ）の反射強度が小さくなり、ｄ＝７０ｎｍ前後では、緑色光（Ｇ）の反射強度が小さくなる。このため、照明色に赤色、青色および緑色を含めることによって、実際上発生しうる膜厚ばらつきの範囲に応じて欠陥部７０の検出に適した撮像画像６０を選択することができる。   In the first embodiment, as described above, the plurality of illumination colors include red (R), blue (B), and green (G). As described above, with respect to the antireflection film 3 having a refractive index n of about 2.0, the reflection intensity of the red light (R) is minimum when the film thickness is d = 80 nm, and the blue light (B) is about d = 60 nm. The reflection intensity decreases, and the reflection intensity of green light (G) decreases at around d = 70 nm. For this reason, by including red, blue, and green in the illumination colors, it is possible to select the captured image 60 suitable for detecting the defective portion 70 in accordance with the range of film thickness variations that can actually occur.

第１実施形態では、上記のように、太陽電池セル１は、多結晶半導体を含み、反射防止膜３は、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）である。このような多結晶型の太陽電池セル１では、反射強度が最小となる特定波長λと異なる照明色の撮像画像６０には、図３（ｃ）のように結晶粒界が明確に現れてしまい、欠陥部７０が粒界像に埋もれて検出できなくなる。また、このような多結晶型の太陽電池セル１には、反射防止膜３としてシリコン窒化膜（ＳｉＮ）が用いられることが多く、第１実施形態による外観検査装置１００は、反射防止膜３としてシリコン窒化膜（ＳｉＮ）を成膜した多結晶型の太陽電池セル１の外観検査に好適に用いることができる。   In the first embodiment, as described above, the solar battery cell 1 includes a polycrystalline semiconductor, and the antireflection film 3 is a silicon nitride film (SiN). In such a polycrystalline solar cell 1, a crystal grain boundary appears clearly in the captured image 60 of the illumination color different from the specific wavelength λ where the reflection intensity is minimum as shown in FIG. The defect portion 70 is buried in the grain boundary image and cannot be detected. In such a polycrystalline solar cell 1, a silicon nitride film (SiN) is often used as the antireflection film 3, and the appearance inspection apparatus 100 according to the first embodiment uses the antireflection film 3 as the antireflection film 3. It can be suitably used for appearance inspection of the polycrystalline solar cell 1 having a silicon nitride film (SiN) formed thereon.

（第２実施形態）
次に、図１、図６〜図９を参照して、本発明の第２実施形態による外観検査装置２００について説明する。第２実施形態では、上記第１実施形態による構成に加えて、撮像画像の部分画像毎に欠陥検査を行うように構成した例について説明する。なお、第２実施形態では、上記第１実施形態による外観検査装置１００と装置構成は同一であるので、説明を省略する。なお、外観検査装置２００は、本発明の「検査装置」の一例である。 (Second Embodiment)
Next, an appearance inspection apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 6 to 9. In the second embodiment, an example in which defect inspection is performed for each partial image of a captured image in addition to the configuration according to the first embodiment will be described. In addition, in 2nd Embodiment, since the external appearance inspection apparatus 100 by the said 1st Embodiment is the same as an apparatus structure, description is abbreviate | omitted. The appearance inspection apparatus 200 is an example of the “inspection apparatus” in the present invention.

図８に示すように、第２実施形態による外観検査装置２００（図１参照）の制御部２３０（図１参照）は、太陽電池セル１の複数部位について、それぞれ照明色毎の部位画像８０を取得する。そして、制御部２３０は、太陽電池セル１の部位毎に、検査に用いる部位画像８０の選択と、選択した部位画像８０に基づく検査とを行うように構成されている。   As shown in FIG. 8, the control unit 230 (see FIG. 1) of the appearance inspection apparatus 200 (see FIG. 1) according to the second embodiment displays a part image 80 for each illumination color with respect to a plurality of parts of the solar battery cell 1. get. And the control part 230 is comprised so that the selection based on the site | part image 80 used for a test | inspection for every site | part of the photovoltaic cell 1 and the test | inspection based on the selected site | part image 80 may be performed.

具体的には、制御部２３０は、得られた撮像画像６０を複数の部位画像８０に分割して、部位画像８０毎に、個別に検査に用いる画像の選択を行う。図８の例では、撮像画像６０（６０ｃを例に示す）に対して、Ｘ軸およびＹ軸の各方向に４分割（Ｘ１〜Ｘ４およびＹ１〜Ｙ４）した合計１６個の行列状の部位画像８０を取得する例を示している。これにより、個々の部位毎に、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の部位画像８０が取得される。   Specifically, the control unit 230 divides the obtained captured image 60 into a plurality of part images 80 and selects an image to be used for the examination individually for each part image 80. In the example of FIG. 8, a total of 16 matrix-like region images obtained by dividing the captured image 60 (60c is shown as an example) into four parts (X1 to X4 and Y1 to Y4) in each of the X axis and Y axis directions. The example which acquires 80 is shown. Thereby, the site | part image 80 of 3 colors of R, G, B is acquired for every site | part.

部位画像８０の選択方法は、上記第１実施形態と同様であり、制御部２３０は、第１〜第３の選択方法のいずれかを採用して、部位毎に、検査に用いる部位画像８０を選択する。これにより、たとえば太陽電池セル１のサイズが大きく、部位毎に反射防止膜３の膜厚ｄがばらつく場合にも、部位毎に適切な部位画像８０が選択される。   The selection method of the part image 80 is the same as that of the said 1st Embodiment, The control part 230 employ | adopts any one of the 1st-3rd selection method, and the part image 80 used for a test | inspection for every part. select. Thereby, for example, even when the size of the solar battery cell 1 is large and the film thickness d of the antireflection film 3 varies from site to site, an appropriate site image 80 is selected for each site.

第２実施形態による外観検査装置２００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。   Other configurations of the appearance inspection apparatus 200 according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

次に、図７〜図９を参照して、第２実施形態による外観検査装置２００の検査時の制御部２３０の制御処理について説明する。   Next, with reference to FIGS. 7 to 9, the control process of the control unit 230 at the time of inspection of the appearance inspection apparatus 200 according to the second embodiment will be described.

ステップＳ２１〜Ｓ２４は、図７のステップＳ１〜Ｓ４と同様である。ステップＳ２５では、制御部２３０は、得られた３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の撮像画像６０を、それぞれ複数（図８の例では、１６部位）の部位画像８０に分割する。   Steps S21 to S24 are the same as steps S1 to S4 in FIG. In step S <b> 25, the control unit 230 divides the obtained three-color (R, G, B) captured images 60 into a plurality of (in the example of FIG. 8, 16 parts) part images 80.

ステップＳ２６では、制御部２３０は、検査を行う部位を選択する。たとえば、図８のうち、Ｘ１Ｙ１の部位からＸ方向に（Ｘ４Ｙ１まで）検査し、これを行（Ｙ座標）毎に逐次実施するなど、予め設定された順序に基づき、検査を行う部位（たとえばＸ１Ｙ１）が選択される。   In step S26, the control unit 230 selects a part to be examined. For example, in FIG. 8, a part to be inspected based on a preset order (for example, X1Y1), for example, inspecting from the X1Y1 part in the X direction (up to X4Y1) and sequentially performing this for each row (Y coordinate). ) Is selected.

ステップＳ２７では、制御部２３０は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の部位画像８０の内から、検査に使用する部位画像８０を上述した選択方法によって選択する。ステップＳ２８では、制御部２３０は、選択した照明色に対応する判定閾値Ｔｈ（および検査アルゴリズム）を記憶部３１から読み出し、選択する。   In step S27, the control unit 230 selects a part image 80 to be used for examination from among the red (R), green (G), and blue (B) part images 80 by the selection method described above. In step S <b> 28, the control unit 230 reads out and selects the determination threshold Th (and inspection algorithm) corresponding to the selected illumination color from the storage unit 31.

そして、ステップＳ２９において、制御部２３０は、選択した部位画像８０に対して図６に示した欠陥検査処理を実施する。次に、ステップＳ３０において、全て（１６部位）の検査部位についての欠陥検査が終了したか否かが判断され、全ての部位について欠陥検査が終了していない場合には、ステップＳ２５に戻り、次の部位（たとえば、Ｘ２Ｙ１）の検査に移る。ステップＳ２５〜Ｓ３０が全部位について繰り返されることにより、太陽電池セル１（撮像画像６０）の全体に対して欠陥検査が実施される。   In step S29, the control unit 230 performs the defect inspection process shown in FIG. 6 on the selected part image 80. Next, in step S30, it is determined whether or not the defect inspection has been completed for all (16 parts) inspection parts. If the defect inspection has not been completed for all parts, the process returns to step S25, and the next The inspection moves to the site (for example, X2Y1). By repeating steps S25 to S30 for all the parts, the defect inspection is performed on the entire solar battery cell 1 (the captured image 60).

全ての部位について欠陥検査が終了すると、ステップＳ３１に進み、検査結果が、良品か不良品かを判別するための所定の判定条件に該当するか否かが判断される。判定処理は、個々の部位（部位画像８０）に対する欠陥検査の結果を総合し、撮像画像６０全体に対して行うのと同様にすることができる。ステップＳ３１以降ステップＳ３４までの処理は、図７のステップＳ８〜１１と同様であるので、説明を省略する。   When the defect inspection is completed for all the parts, the process proceeds to step S31, and it is determined whether or not the inspection result satisfies a predetermined determination condition for determining whether the inspection is a non-defective product or a defective product. The determination process can be the same as that performed on the entire captured image 60 by integrating the results of the defect inspection for each part (part image 80). The processing from step S31 to step S34 is the same as steps S8 to S11 in FIG.

第２実施形態では、上記のように、太陽電池セル１の複数部位（Ｘ１Ｙ１〜Ｘ４Ｙ４）について、それぞれ照明色毎の部位画像８０を取得し、太陽電池セル１の部位毎に、検査に用いる部位画像８０の選択と、選択した部位画像８０に基づく検査とを行うように制御部２３０を構成する。これにより、太陽電池セル１の部位毎に反射防止膜３の膜厚ｄがばらつく場合にも、部位毎に、欠陥検出に適した照明色の撮像画像（部位画像８０）を選択して欠陥検出を行うことができるので、より高精度な欠陥検出を行うことができる。特に太陽電池セル１のサイズが大きくなると、部位毎に反射防止膜３の膜厚ｄがばらつきやすいので、第２実施形態による外観検査装置２００は、大型の太陽電池セル１の検査に適している。   In 2nd Embodiment, as above-mentioned, the site | part image 80 for every illumination color is acquired about the some site | part (X1Y1-X4Y4) of the photovoltaic cell 1, respectively, and the site | part used for a test | inspection for every site | part of the photovoltaic cell 1. The control unit 230 is configured to perform selection of the image 80 and examination based on the selected part image 80. As a result, even when the film thickness d of the antireflection film 3 varies for each part of the solar battery cell 1, a picked-up image of illumination color (part image 80) suitable for defect detection is selected for each part and defect detection is performed. Therefore, defect detection with higher accuracy can be performed. In particular, when the size of the solar battery cell 1 is increased, the film thickness d of the antireflection film 3 tends to vary from part to part. Therefore, the appearance inspection apparatus 200 according to the second embodiment is suitable for inspection of the large-sized solar battery cell 1. .

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。   Other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記第１および第２実施形態では、太陽電池セルの生産ライン上に設置されインラインで検査を行う検査装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。生産ラインとは別個に設置され太陽電池セルの抜き取り検査を行うための検査装置に本発明を適用してもよい。   For example, in the first and second embodiments, the example in which the present invention is applied to an inspection apparatus that is installed on a production line of solar cells and performs an in-line inspection has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to an inspection apparatus that is installed separately from the production line and performs a sampling inspection of solar cells.

また、上記第１および第２実施形態では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３つの照明色の照明光を照射可能な照明部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、照明色数は３色でなくてもよい。たとえば、赤および青の２色でもよい。反射防止膜の膜厚のばらつきの範囲は限定されているため、実際上、少なくとも赤および青の２色があれば精度よく欠陥検査を行うことができる。また、照明色は４色以上でもよい。この場合、どのような色（波長）の照明色とするかは、設計値に対して発生しうる膜厚のばらつきを考慮し、想定しうるばらつきの範囲において適切な欠陥検出が可能な照明色とすることが好ましい。   In the first and second embodiments, an example in which an illumination unit that can emit illumination light of three illumination colors of red (R), green (G), and blue (B) is provided. The invention is not limited to this. In the present invention, the number of illumination colors may not be three. For example, two colors of red and blue may be used. Since the range of variation in the film thickness of the antireflection film is limited, the defect inspection can be performed with high accuracy if there are actually at least two colors of red and blue. Further, the illumination color may be four or more colors. In this case, what color (wavelength) the illumination color is used is an illumination color that allows appropriate defect detection within a range of possible variations in consideration of variations in film thickness that may occur with respect to design values. It is preferable that

また、上記第１および第２実施形態では、照明部に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色の光源１１（１１ａ〜１１ｃ）を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、白色ＬＥＤなどからなる光源に、照明色に対応した複数のカラーフィルターを用いて複数色の照明光を照射可能に構成してもよい。また、光源としては、ＬＥＤ以外の他の光源を用いてもよい。   Moreover, although the said 1st and 2nd embodiment showed the example which provided the light source 11 (11a-11c) of each color of red (R), green (G), and blue (B) in the illumination part, this invention was shown. Is not limited to this. For example, a light source composed of a white LED or the like may be configured to be capable of irradiating a plurality of colors of illumination light using a plurality of color filters corresponding to the illumination color. Moreover, you may use light sources other than LED as a light source.

また、上記第１および第２実施形態では、各色の光源１１（１１ａ〜１１ｃ）を、照明部の保持部にＲＧＢの順で周状に配列して例を示したが、たとえば、各光源を同心円状の３周の光源列として、赤色（Ｒ）光源１１ａの周、緑色（Ｇ）光源１１ｂの周、青色（Ｂ）光源１１ｃの周を個別に設けてもよい。また、上記第１および第２実施形態では光源を円周状に並べて配置した例を示したが、四角形の辺状に光源を配列してもよい。その場合、保持部の拡散反射板の形状は四角錐（ピラミッド）形状とし、四角錐の上部の頂角部に撮像部への導光のための開口部を設ける。   Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the light source 11 (11a-11c) of each color was arranged in the circumference | surroundings in order of RGB at the holding | maintenance part of the illumination part, the example was shown. As the concentric three-round light source row, the circumference of the red (R) light source 11a, the circumference of the green (G) light source 11b, and the circumference of the blue (B) light source 11c may be provided individually. In the first and second embodiments, the example in which the light sources are arranged in a circle is shown. However, the light sources may be arranged in a square side shape. In that case, the shape of the diffuse reflection plate of the holding portion is a quadrangular pyramid shape, and an opening for guiding light to the imaging unit is provided at the top corner of the quadrangular pyramid.

また、上記第１および第２実施形態では、第１〜第３の選択方法のいずれかを採用して検査に用いる撮像画像の選択を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１〜第３の選択方法とは異なる方法を用いて検査に用いる撮像画像を選択してもよい。たとえば、専用の膜厚計を別途設けて反射防止膜の膜厚を取得し、膜厚計の測定結果に基づいて撮像画像を選択してもよい。   In the first and second embodiments, the example in which one of the first to third selection methods is adopted to select the captured image used for the inspection is shown, but the present invention is not limited to this. . In this invention, you may select the captured image used for a test | inspection using the method different from the 1st-3rd selection method. For example, a dedicated film thickness meter may be separately provided to obtain the film thickness of the antireflection film, and the captured image may be selected based on the measurement result of the film thickness meter.

また、上記第１および第２実施形態のように赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の光源を用いる場合、これらの３色がいわゆる光の三原色を構成するので、ＲＧＢ各色の撮像画像の信号強度の比から、太陽電池セルの表面の色調を取得することができる。上記のようにセル表面の色調は、反射防止膜の膜厚に依存した特定波長λの色の反射強度が最小となった結果として表れることから、ＲＧＢ各色の撮像画像の信号強度の比に基づいて反射強度が最小となる特定波長λおよび反射防止膜の膜厚を算出することが可能である。３色の信号強度の比から得られた特定波長λの値または反射防止膜の膜厚に基づいて、撮像画像の選択を選択してもよい。   Further, when using red (R), green (G), and blue (B) light sources as in the first and second embodiments, these three colors constitute the so-called three primary colors of light. The color tone of the surface of the solar battery cell can be acquired from the ratio of the signal intensity of the captured image. As described above, the color tone of the cell surface appears as a result of minimizing the reflection intensity of the color of the specific wavelength λ depending on the film thickness of the antireflection film. Therefore, it is based on the ratio of the signal intensity of the captured image of each RGB color. Thus, the specific wavelength λ that minimizes the reflection intensity and the film thickness of the antireflection film can be calculated. The selection of the captured image may be selected based on the value of the specific wavelength λ obtained from the ratio of the signal strengths of the three colors or the film thickness of the antireflection film.

また、上記第２実施形態では、撮像画像６０を１６個の部位画像８０に分割した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、部位画像の分割数を１６以外の分割数としてもよい。部位（部位画像）の数は、太陽電池セルのサイズと、部位毎の膜厚ばらつきの程度から、所望の検査精度を得ることが可能な部位（部位画像）数とすればよい。   Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the captured image 60 was divided into 16 part images 80, the present invention is not limited to this. In the present invention, the division number of the part image may be a division number other than 16. The number of parts (part images) may be the number of parts (part images) from which a desired inspection accuracy can be obtained from the size of the solar cell and the degree of film thickness variation for each part.

また、上記第２実施形態では、撮像画像を分割して、個々の部位画像を取得した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、撮像部による撮像を、太陽電池セルの部位毎に行ってもよい。すなわち、太陽電池セルのサイズが大きい場合には、セル全体を部位毎に複数回撮像することにより、部位画像を取得してもよい。また、たとえば１つの太陽電池セルを４分割して４回撮像を行い、さらにそれらの撮像画像を４分割して１６部位の部位画像を得るなどしてもよい。   Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the captured image was divided | segmented and the example which acquired each part image was shown, this invention is not limited to this. In this invention, you may perform the imaging by an imaging part for every site | part of a photovoltaic cell. That is, when the size of the solar battery cell is large, a part image may be acquired by imaging the entire cell a plurality of times for each part. Further, for example, one solar cell may be divided into four and imaged four times, and the captured images may be further divided into four to obtain 16 part images.

また、上記の具体的な数値（太陽電池セルの寸法、膜厚、各色の光源の中心波長など）は、あくまでも一例であり、本発明はこれに限られない。太陽電池セルの寸法、反射防止膜の膜厚や、光源の中心周波数が上記した具体的な値とは異なる値であってもよい。   In addition, the above specific numerical values (solar cell dimensions, film thickness, center wavelength of light source of each color, etc.) are merely examples, and the present invention is not limited thereto. The dimensions of the solar cells, the thickness of the antireflection film, and the center frequency of the light source may be different from the specific values described above.

１ 太陽電池セル
２ 半導体基板（多結晶半導体）
３ 反射防止膜
１０ 照明部
２０ 撮像部
３０、２３０ 制御部
６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ 撮像画像
８０ 部位画像
１００、２００ 外観検査装置（検査装置）
ｄ 膜厚
Ｔｈ 判定閾値 1 Solar Cell 2 Semiconductor Substrate (Polycrystalline Semiconductor)
3 Antireflection film 10 Illumination unit 20 Imaging unit 30, 230 Control unit 60, 60a, 60b, 60c Captured image 80 Site image 100, 200 Appearance inspection device (inspection device)
d Film thickness Th judgment threshold

Claims (8)

反射防止膜を成膜した太陽電池セルの検査装置であって、
互いに異なる波長領域を有する複数の照明色で照明光を照射可能に構成された照明部と、
前記照明光を用いて前記太陽電池セルを撮像する撮像部と、
前記太陽電池セルの撮像画像を複数の照明色毎に取得するとともに、照明色毎の前記撮像画像のうちから検査に用いる画像を選択し、選択した前記撮像画像に基づいて前記太陽電池セルの検査を行う制御部とを備え、
前記制御部は、複数の前記撮像画像の信号強度の平均値または中央値を比較し、平均値または中央値が最も低い照明色の前記撮像画像を選択するように構成されている、検査装置。 An inspection device for a solar battery cell having an antireflection film formed thereon,
An illumination unit configured to irradiate illumination light with a plurality of illumination colors having different wavelength regions; and
An imaging unit that images the solar cell using the illumination light;
It acquires the captured image of the solar battery cells for each of the plurality of illumination color, and select the image used in the inspection from among the captured image for each irradiation light color of the solar cell based on the captured image selected for example Bei and a control unit for performing the inspection,
The control unit is configured to compare an average value or a median value of signal intensities of the plurality of captured images and select the captured image having an illumination color having the lowest average value or median value . 反射防止膜を成膜した太陽電池セルの検査装置であって、
互いに異なる波長領域を有する複数の照明色で照明光を照射可能に構成された照明部と、
前記照明光を用いて前記太陽電池セルを撮像する撮像部と、
前記太陽電池セルの撮像画像を複数の照明色毎に取得するとともに、照明色毎の前記撮像画像のうちから検査に用いる画像を選択し、選択した前記撮像画像に基づいて前記太陽電池セルの検査を行う制御部とを備え、
前記制御部は、照明光波長と前記太陽電池セルの反射強度との理論曲線とのフィッティングにより、照明色毎の前記撮像画像の信号強度に対応する前記反射防止膜の膜厚を取得し、取得した前記反射防止膜の膜厚を含む所定の膜厚範囲に対応する照明色の撮像画像を選択するように構成されている、検査装置。 An inspection device for a solar battery cell having an antireflection film formed thereon,
An illumination unit configured to irradiate illumination light with a plurality of illumination colors having different wavelength regions; and
An imaging unit that images the solar cell using the illumination light;
Acquiring captured images of the solar cells for each of a plurality of illumination colors, selecting an image to be used for inspection from the captured images for each illumination color, and inspecting the solar cells based on the selected captured images And a control unit for performing
The control unit obtains and obtains the film thickness of the antireflection film corresponding to the signal intensity of the captured image for each illumination color by fitting the illumination light wavelength and the theoretical curve of the reflection intensity of the solar battery cell. An inspection apparatus configured to select a captured image of an illumination color corresponding to a predetermined film thickness range including the film thickness of the antireflection film . 反射防止膜を成膜した太陽電池セルの検査装置であって、
互いに異なる波長領域を有する複数の照明色で照明光を照射可能に構成された照明部と、
前記照明光を用いて前記太陽電池セルを撮像する撮像部と、
前記太陽電池セルの撮像画像を複数の照明色毎に取得するとともに、照明色毎の前記撮像画像のうちから検査に用いる画像を選択し、選択した前記撮像画像に基づいて前記太陽電池セルの検査を行う制御部とを備え、
前記制御部は、照明色毎の前記反射強度と前記反射防止膜の膜厚とを関係付ける基準データを用いて、前記撮像画像の信号強度に対応する前記反射防止膜の膜厚を取得し、取得した前記反射防止膜の膜厚を含む所定の膜厚範囲に対応する照明色の撮像画像を選択するように構成されている、検査装置。 An inspection device for a solar battery cell having an antireflection film formed thereon,
An illumination unit configured to irradiate illumination light with a plurality of illumination colors having different wavelength regions; and
An imaging unit that images the solar cell using the illumination light;
Acquiring captured images of the solar cells for each of a plurality of illumination colors, selecting an image to be used for inspection from the captured images for each illumination color, and inspecting the solar cells based on the selected captured images And a control unit for performing
The control unit acquires the film thickness of the antireflection film corresponding to the signal intensity of the captured image, using reference data relating the reflection intensity for each illumination color and the film thickness of the antireflection film, An inspection apparatus configured to select a captured image of an illumination color corresponding to a predetermined film thickness range including the acquired film thickness of the antireflection film . 前記複数の照明色は、少なくとも赤色および青色を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査装置。 The inspection device according to claim 1, wherein the plurality of illumination colors include at least red and blue. 前記制御部は、選択した前記撮像画像の照明色に応じた判定閾値を用いて、前記太陽電池セルに成膜された前記反射防止膜の欠陥検査を行うように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の検査装置。   The said control part is comprised so that the defect inspection of the said antireflection film formed in the said photovoltaic cell may be performed using the determination threshold value according to the illumination color of the selected said captured image. The inspection apparatus of any one of -4. 前記制御部は、前記太陽電池セルの複数部位について、それぞれ照明色毎の部位画像を取得し、前記太陽電池セルの部位毎に、検査に用いる前記部位画像の選択と、選択した前記部位画像に基づく検査とを行うように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査装置。   The control unit obtains a part image for each illumination color for each of the plurality of parts of the solar battery cell, selects the part image used for inspection for each part of the solar battery cell, and selects the part image for the selected part image. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection apparatus is configured to perform an inspection based on the inspection. 前記複数の照明色は、赤色、青色および緑色を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査装置。 Wherein the plurality of illumination colors, red, a blue and green, the inspection apparatus according to any one of claims 1-6. 前記太陽電池セルは、多結晶半導体を含み、
前記反射防止膜は、シリコン窒化膜である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の検査装置。 The solar battery cell includes a polycrystalline semiconductor,
The antireflection film is a silicon nitride film, the inspection apparatus according to any one of claims 1-7.
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