KR20110103195A - 태양전지 셀 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양전지 셀을 복수개의 반송라인을 따라 이동시키면서 전기적 성능 검사 등의 검사 공정을 연속적으로 수행할 수 있으며, 태양전지 셀을 픽업하여 지정된 공정 위치로 반송하고 정렬하는 등의 핸들링 횟수를 최소화함으로써 신속하고 안전하게 태양전지 셀을 검사할 수 있는 태양전지 셀 검사장치에 관한 것으로, 본 발명의 태양전지 셀 검사장치는 본체와; 상기 본체에 X축 방향으로 연장되게 설치되어 검사 대상 태양전지 셀을 X축 방향을 따라 반송하는 복수개의 셀 반송유닛과; 상기 본체에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되어, 상기 각각의 셀 반송유닛에 의해 반송되는 태양전지 셀을 정해진 순서대로 검사하는 셀 검사부와; 상기 셀 반송유닛들에 의해 반송된 태양전지 셀을 검사 결과에 따라 분류 수납하는 소팅부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지 셀 검사장치{Apparatus for Inspecting Solar Cells}
본 발명은 태양전지 셀을 검사하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지 셀을 복수의 반송라인을 따라 동시에 이동시키면서 태양전지 셀의 전기적 성능 검사와 미세한 균열(micro-crack) 등의 결함 검사, 3차원 비전검사 등을 연속적으로 수행하고, 검사가 완료된 태양전지 셀의 검사 결과 별로 분류하여 적재할 수 있는 태양전지 셀 검사장치에 관한 것이다.
태양전지 셀(Solar Cell)은 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 역할을 하는 것으로, 반도체 재료인 실리콘, 갈륨비소, 카드뮴 텔루르, 황화카드뮴, 인듐인(燐) 또는 이들을 복합한 재료들이 사용되며, 통상적으로는 주로 실리콘이 이용된다.
상기 태양전지 셀은 반도체 재료를 확산법에 의해 p-n접합시켜 제조되며, 빛을 받을 때 작은 양의 전류가 흐르게 되는 광전효과(photovoltaic effect)를 이용한 것으로, 대부분 보통의 태양전지 셀은 대면적의 p-n 접합 다이오드로 이루어져 있으며, 상기 p-n접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결하면 단위 태양전지로서 작용하게 된다.
이러한 태양전지 셀은 p형 실리콘 기판에 POCl3 등의 n형 물질을 확산시킴으로써 p-n 접합을 형성한 다음, 반사방지막, 전면 전극 및 후면 전극을 형성하고, 셀 가장자리(edge)를 따라 레이저를 조사하여 전면과 후면을 절연시키는 에지 아이솔레이션(edge isolation) 공정을 수행하여 제조된다. 이와 같이 제조된 태양전지 셀은 컨베이어와 같은 반송라인을 따라 반송되면서 테스터에 의해 전기적 성능 검사 및 미세한 균열(micro-crack) 등의 결함 검사가 수행된 후 출하되거나 모듈 공정으로 투입된다.
그런데, 종래에는 태양전지 셀의 전기적 성능 검사 및 미세한 균열(micro-crack) 등의 결함 검사를 수행하는 장비가 모두 개별적으로 만들어지고, 태양전지 셀의 하나의 반송라인을 따라 이동하면서 검사가 진행되므로 처리 속도가 늦어 생산성이 낮은 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지 셀을 복수개의 반송라인을 따라 이동시키면서 전기적 성능 검사 등의 검사 공정을 연속적으로 신속하게 수행할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있는 태양전지 셀 검사장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 본체와; 상기 본체에 X축 방향으로 연장되게 설치되어 검사 대상 태양전지 셀을 X축 방향을 따라 반송하는 복수개의 셀 반송유닛과; 상기 본체에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되어, 상기 각각의 셀 반송유닛에 의해 반송되는 태양전지 셀을 정해진 순서대로 검사하는 셀 검사부와; 상기 셀 반송유닛들에 의해 반송된 태양전지 셀을 검사 결과에 따라 분류 수납하는 소팅부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치를 제공한다.
본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 셀 검사부는, 상기 각각의 셀 반송유닛 상에 설치되어 셀 반송유닛을 따라 반송된 태양전지 셀의 전극과 전기적으로 접속하는 복수개의 제1전기접속부와, 상기 본체의 상측에 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 각각의 제1전기접속부 상측을 정해진 순서대로 이동하면서 제1전기접속부에 접속된 태양전지 셀에 광을 조사하는 조명부재를 구비하여, 태양전지 셀의 전기적 성능을 검사하는 성능검사유닛과; 상기 각각의 셀 반송유닛 상에 설치되어 셀 반송유닛을 따라 반송된 태양전지 셀의 전극과 전기적으로 접속하는 복수개의 제2전기접속부와, 상기 본체의 상측에 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 각각의 제2전기접속부 상측을 정해진 순서대로 이동하면서 제2전기접속부에 접속된 태양전지 셀로부터 방출된 적외선을 촬영하여 결함을 검사하는 적외선 카메라를 구비하는 전기장발광 검사유닛과; 상기 각각의 셀 반송유닛의 상측에서 태양전지 셀을 촬영하여 3차원 영상을 획득하는 3차원 비전검사유닛 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 따르면, 태양전지 셀이 복수개의 셀 반송유닛에 의해 동시에 일방향으로 이동하면서 설정된 검사가 이루어지며, 각각의 검사유닛 위치에서 조명부재, 적외선 카메라, 3차원 비전카메라 등이 태양전지 셀의 이송 방향과 직교하는 Y축 방향으로 이동하면서 각각의 셀 반송유닛 상의 태양전지 셀들을 교대로 검사한다. 따라서, 작업 속도가 매우 빠르고 효율적으로 진행되어 단위 시간당 생산량(UPH)이 증가하게 된다.
또한, 셀 반송유닛을 따라 이동하는 태양전지 셀을 검사 위치로 이동시키지 않고 셀 반송유닛 상에서 바로 검사가 이루어지므로, 태양전지 셀의 핸들링 횟수를 최소화할 수 있으므로 처리 속도 및 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 셀 검사장치의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 태양전지 셀 검사장치의 셀 반송유닛 및 성능검사유닛의 일 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 6은 도 1의 태양전지 셀 검사장치의 전기장발광 검사유닛의 일 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 7은 도 1의 태양전지 셀 검사장치의 3차원 비전검사유닛의 일 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 도 6은 도 1의 태양전지 셀 검사장치의 셀 반송유닛 및 전기장발광 검사유닛의 다른 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양전지 셀 검사장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 태양전지 셀 검사장치는 본체(10)와, 상기 본체(10)에 X축 방향으로 연장되게 설치되어 검사 대상 태양전지 셀(S)을 X축 방향을 따라 반송하는 복수개(이 실시예에서 2개)의 셀 반송유닛(20)과, 상기 본체(10)에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 각각의 셀 반송유닛(20)에 의해 반송되는 태양전지 셀(S)을 정해진 순서대로 검사하는 셀 검사부와, 상기 셀 반송유닛(20)들에 의해 반송된 태양전지 셀을 검사 결과에 따라 분류 수납하는 소팅부(70)와, 상기 셀 반송유닛(20)들에서 태양전지 셀을 픽업하여 소팅부로 태양전지 셀을 반송하는 언로딩픽커(미도시)를 구비한다.
상기 셀 반송유닛(20)들은 서로 나란하게 구성되며, 이전 공정 장비(1)에서부터 상기 본체(10) 내로 연속적으로 구성되어 태양전지 셀(S)을 수평하게 이송한다. 상기 셀 반송유닛(20)은 공지의 다양한 선형운동장치에 의해 구현될 수 있는데, 예를 들어 도 2 내지 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 본체(10)에 X축 방향으로 연장되게 형성되어 태양전지 셀(S)이 안착되어 지지되는 이송가이드부(21)와, 상기 이송가이드부(21)의 양측 또는 이송가이드부(21) 사이에서 상하 및 X축 방향으로 수평 이동 가능하게 설치되어 상기 이송가이드부(21)에 안착된 태양전지 셀(S)을 들어올려 수평 이동시킨 후 다시 안착시키는 과정으로 태양전지 셀(S)을 한 스텝씩 이동시키는 워킹빔(22)으로 구성될 수 있다.
상기 이송가이드부(21)는 본체(10)에 고정되게 설치되어 태양전지 셀(S)이 안착되면서 안정적으로 될 수 있도록 구조로 이루어진다. 그리고, 상기 워킹빔(22)은 도면에 도시되지 않은 구동수단에 의해 상승(도 2참조) → X축 방향 수평 이동(도 3참조) → 하강(도 4참조) → - X축 방향 수평 이동(도 5참조)의 순환 동작을 순차적으로 반복하면서 태양전지 셀(S)을 이송가이드부(21) 상에서 한 스텝씩 일정 거리로 이동시킨다.
도면에 도시하지는 않았으나, 상기 워킹빔(22)이 태양전지 셀(S)을 들어올려 이동시킬 때 태양전지 셀(S)이 워킹빔(22)의 정확한 위치에 안착될 수 있도록 워킹빔(22)의 양측 가장자리 부분은 내측으로 하향 경사지게 형성된 것이 바람직하다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 셀 검사부는 상기 셀 반송유닛(20)들에 의해 반송되는 태양전지 셀(S)에 설정된 검사를 순차적으로 수행하는 구성부로서, 이 실시예에서 셀 검사부는 태양전지 셀(S)의 전극(E)과 전기적으로 접속한 상태에서 강한 조명을 제공하여 전기적 성능을 검사하는 성능검사유닛(30)과, 태양전지 셀(S)에 순방향의 전류를 인가했을 때 태양전지 셀(S)에서 방출되는 적외선을 촬영하여 미세한 균열(micro-crack) 등의 결함을 검사하는 전기장발광(electroluminescence) 검사유닛(40)과, 태양전지 셀의 3차원 영상을 획득하여 전극 등의 결함을 검사하는 3차원 비전검사유닛(50)으로 구성된다.
상기 성능검사유닛(30)은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 태양전지 셀(S)의 전극(E)(일명 버스바아(bus bar)라고 함)에 전기적으로 접속하는 전기접속부(31)와 태양전지 셀(S)에 순간적인 강한 조명을 방출함으로써 인공적인 태양빛을 제공하는 조명부재(32)를 구비한다. 상기 조명부재(32)는 공지의 선형운동장치에 의해 본체(10)의 Y축 방향으로 연장된 제1Y축 가이드프레임(35)을 따라 Y축 방향으로 수평 이동하면서 상기 셀 반송유닛(20) 상의 태양전지 셀(S)에 교대로 조명을 제공한다.
상기 전기접속부(31)는 상하로 이동 가능하게 구성되어 상기 셀 반송유닛(20)의 이송가이드부(21)에 안착된 태양전지 셀(S)의 전극(E)에 탄성적으로 접촉하는 복수개의 접속핀(31a)을 구비한다.
그리고, 전술한 것과 같이, 상기 전기장발광 검사유닛(40)은 태양전지 셀(S)에 순방향 전류를 가할 때 태양전지 셀(S)에서 방출되는 적외선 영상을 획득하여 태양전지 셀(S) 내부의 미세한 균열 등의 결함을 검사하는 부분으로, 도 1 및 도 6에 도시한 것과 같이, 태양전지 셀(S)의 전극과 접속하는 전기접속부(41)와 상기 전기접속부(41)의 상측에서 적외선 영상을 획득하는 적외선 카메라(42)로 구성된다. 상기 적외선 카메라(42)는 상기 성능검사유닛(30)의 조명부재(32)와 마찬가지로 공지의 선형운동장치에 의해 본체(10)의 Y축 방향으로 연장된 제2Y축 가이드프레임(45)을 따라 Y축 방향으로 수평 이동하면서 상기 셀 반송유닛(20) 상의 태양전지 셀(S)을 촬영하여 적외선 영상을 획득한다.
상기 전기장발광 검사유닛(40)의 전기접속부(41)는 전술한 성능검사유닛(30)의 전기접속부(31)(도 2참조)와 마찬가지로 상하로 이동 가능하게 구성되어 상기 셀 반송유닛(20)의 이송가이드부(21)에 안착된 태양전지 셀(S)의 전극(E)에 탄성적으로 접촉하는 복수개의 접속핀(41a)을 구비한다.
상기 성능검사유닛(30) 및 전기장발광 검사유닛(40)에는 태양전지 셀(S)의 하부면에 형성되는 전극과 전기적으로 접속하는 하부 전기접속부(미도시)가 추가로 구성될 수 있는데, 여기서 상기 하부 전기접속부(미도시)는 셀 반송유닛(20)의 이송가이드부(21) 중 상기 성능검사유닛(30) 및 전기장발광 검사유닛(40)에 대응하는 부분에 형성될 수 있다.
상기 3차원 비전검사유닛(50)은 태양전지 셀(S)의 전극(E)과 전기적으로 접속하는 과정없이 바로 셀 반송유닛(20) 상에서 3차원 비전카메라(51)로 태양전지 셀(S)을 촬영하여 3차원 영상을 획득하고, 이로써 태양전지 셀(S)의 전극(E)의 부착 상태 등을 검사한다. 이를 위한 3차원 비전검사유닛(50)은 도 7에 도시한 것과 같이, 상기 각각의 셀 반송유닛(20)의 상측에서 태양전지 셀(S)에 조명을 제공하는 조명부재(52)와, 3차원 영상을 획득하는 3차원 비전카메라(51)를 포함하여 구성된다. 상기 3차원 비전카메라(51)는 공지의 선형운동장치에 의해 본체(10)의 상측에 Y축 방향으로 연장되게 설치된 제3Y축 가이드프레임(55)을 따라 수평 이동하도록 설치된다.
이 실시예에서 상기 조명부재(52)는 3차원 비전카메라(51)의 일측에 고정되어, 3차원 비전카메라(51)와 함께 이동하도록 구성되어 있지만, 이와 다르게 조명부재(52)가 Y축 방향으로 이동하지 않고 상기 각각의 셀 반송유닛(20) 상측에 고정되게 설치되어 셀 반송유닛(20) 상에서 개별적으로 조명을 제공하도록 구성할 수도 있을 것이다.
다시 도 1을 참조하면, 이 실시예에서 상기 셀 검사부는 성능검사유닛(30), 전기장발광 검사유닛(40), 3차원 비전검사유닛(50)의 순서로 배치되는데, 이들 각 검사유닛의 순서는 임의로 정해질 수 있다. 또한, 이 실시예에서 상기 셀 검사부는 성능검사유닛(30), 전기장발광 검사유닛(40), 3차원 비전검사유닛(50)으로 구성되나, 성능검사유닛(30), 전기장발광 검사유닛(40), 3차원 비전검사유닛(50) 중 하나 이상이 선택적으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 셀 검사부는 성능검사유닛(30), 전기장발광 검사유닛(40), 3차원 비전검사유닛(50) 모두 Y축 방향으로 이동하면서 2개의 셀 반송유닛(20) 상의 태양전지 셀(S)을 순차적으로 검사하도록 되어 있으나, 성능검사유닛(30), 전기장발광 검사유닛(40), 3차원 비전검사유닛(50) 중 일부만 Y축 방향으로 이동하면서 2개의 셀 반송유닛(20) 상의 태양전지 셀(S)을 순차적으로 검사하고, 나머지 검사유닛은 Y축 방향으로 이동하지 않고 각각의 셀 반송유닛(20) 상에 독립적으로 구성되어 설정된 검사를 수행할 수도 있을 것이다.
상기 셀 반송유닛(20)의 말단부 사이의 하측에는 상기 언로딩픽커(미도시)에 의해 픽업된 태양전지 셀(S)의 하면을 촬영하여 소정의 외형 검사를 수행하는 하면 비전검사부(60)가 구성된다. 여기서, 상기 하면 비전검사부(60)는 본체(10)에 고정되게 설치되어 언로딩픽커(미도시)에 의해 흡착된 태양전지 셀(S)의 하면을 촬영하도록 구성되어 있으나, 이와 다르게 하면 비전검사부(60)가 셀 반송유닛(20)들의 하측에서 Y축 방향으로 수평 이동 가능하도록 구성되어 태양전지 셀(S)이 언로딩픽커(미도시)에 의해 흡착되기 전에 셀 반송유닛(20) 상의 태양전지 셀(S) 하부면을 촬영하여 검사를 수행하도록 할 수도 있을 것이다.
상기 언로딩픽커(미도시)는 셀 검사부를 모두 통과하여 셀 반송유닛(20)의 말단부로 이동된 태양전지 셀(S)을 픽업하여 소팅부(70)로 공급하는 구성부로서, 진공압에 의해 태양전지 셀을 진공 흡착할 수 있는 공지의 기판 핸들링용 픽커를 이용하여 구성할 수 있는데, 물리적으로 직접 접촉하지 않는 비접촉식 픽커, 예를 들어 베르누이 픽커를 이용하여 구성할 수 있다.
상기 소팅부(70)는 태양전지 셀(S)이 검사 결과에 따라 분류 수납되는 복수개의 적재부(71)와, 상기 워크테이블(20)과 적재부(71) 사이에 설치되어 워크테이블(20)에서 반송된 태양전지 셀(S)을 적재부(71)로 반송하는 컨베이어(72)와, 상기 컨베이어(72)를 통해 반송되는 태양전지 셀(S)을 픽업하여 상기 적재부(71) 중 어느 하나로 반송하여 적재하는 소팅로봇(73)과, 상기 컨베이어(72)의 상측에 설치되어 컨베이어(72)를 통해 반송되는 태양전지 셀(S)의 위치를 검출하는 소팅용 비전카메라(45)를 포함하여 구성된다. 상기 소팅부(70)의 컨베이어(72) 말단부에는 소팅로봇(73)에 의해 픽업되지 못한 태양전지 셀(S)이 수납되는 버퍼부(74)가 추가로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 소팅로봇(73)은 다양한 공지의 태양전지 셀 핸들링 장치를 이용하여 구성될 수 있는데, 예를 들어 복수개의 링크바아들이 관절식으로 액츄에이터들에 연결되어 상호 연동하면서 태양전지 셀을 원하는 위치로 신속하게 반송하는 패러렐 로봇(parallel robot) 등을 이용할 수 있다.
상기 소팅부(70)의 컨베이어(72) 상측에는 컨베이어(72)를 통해 반송되는 태양전지 셀(S)의 상면을 촬영하여 얼룩(stain)이나 전극(E)의 프린팅상태, 텍스쳐링(texturing) 상태, 에지 아이솔레이션(edge isolation) 상태 등을 검사하는 제1상면 비전검사부(81)와, 반사방지막 두께 등의 검사를 수행하는 제2상면 비전검사부(82)가 설치되어 있다.
다음으로, 상기와 같이 구성된 태양전지 셀 검사장치의 작동에 대해 설명한다.
이전 공정 장비(1)에서 소정의 공정이 완료된 태양전지 셀(S)은 2개의 셀 반송유닛(20)들을 통해 본체(10) 내로 공급되어 X축 방향으로 이송된다. 상기 셀 반송유닛(20)을 통해 이송되는 태양전지 셀(S)이 성능검사유닛(30)의 하측에 위치되면, 성능검사유닛(30)에 구성된 전기접속부(31)의 접속핀(31a)이 하측으로 이동하여 태양전지 셀(S)의 전극에 접속한다(도 2 내지 도 5참조). 이 때, 이송가이드부(21)에 구성된 전기접속부(미도시)가 태양전지 셀(S)의 하부면 전극에 접속된다. 그리고, 조명부재(32)가 상기 전기접속부(31)에 접속된 태양전지 셀(S)의 상측에서 순간적인 강한 조명을 방출하여 태양전지 셀(S)에서 집전되는 전력량을 검사하여 태양전지 셀(S)의 성능을 검사한다.
검사가 완료된 태양전지 셀(S)은 셀 반송유닛(20)에 의해 후방의 전기장발광 검사유닛(40)으로 이송된다. 그리고, 상기 성능검사유닛(30)의 조명부재(32)는 Y축 방향으로 이동하여 다른 한 셀 반송유닛(20) 상의 태양전지 셀(S)로 이동하고, 이 위치에서 조명을 방출하여 성능 검사를 수행한다. 이와 같이, 성능검사유닛(30)의 조명부재(32)는 제1Y축 가이드프레임(35)을 따라 Y축 방향으로 교대로 이동하면서 셀 반송유닛(20)들 상의 태양전지 셀(S)에 조명을 제공한다.
상기 성능검사유닛(30)에서 전기적 성능 검사가 완료된 태양전지 셀(S)은 셀 반송유닛(20)에 의해 전기장발광 검사유닛(40) 상으로 이동하게 된다. 전기장발광 검사유닛(40)에 태양전지 셀(S)이 위치되면, 전기접속부(41)의 접속핀(41a)이 하강하여 태양전지 셀(S)의 전극(E)에 접촉하고, 태양전지 셀(S)에 순방향 전류가 인가되면서 태양전지 셀(S)에서 적외선이 방출된다. 이 때, 적외선 카메라(42)가 태양전지 셀(S)의 상측에서 적외선을 촬영하여 적외선 영상을 획득하고, 태양전지 셀(S) 내부의 미세한 균열 등의 결함을 검사한다. 상기 전기장발광 검사유닛(40)에서도 상기 적외선 카메라(42)가 제2Y축 가이드프레임(45)을 따라 Y축 방향으로 왕복 이동하면서 셀 반송유닛(20) 상의 태양전지 셀(S)들을 교대로 촬영한다.
전기장발광 검사유닛(40)에서의 검사가 종료되면, 셀 반송유닛(20)에 의해 태양전지 셀(S)이 3차원 비전검사유닛(50)으로 반송되고, 3차원 비전카메라(51) 및 조명부재(52)가 제3Y축 가이드프레임(55)을 따라 Y축 방향으로 왕복 이동하면서 셀 반송유닛(20)들 상의 태양전지 셀(S)을 촬영하여 3차원 영상을 획득하고, 전극 등의 부착 상태 등을 검사한다.
상기 3차원 비전검사유닛(50)에서의 검사가 완료된 태양전지 셀(S)은 셀 반송유닛(20)의 말단부로 반송되고, 이 위치에서 언로딩픽커(미도시)에 의해 진공 흡착되어 하면 비전검사부(60) 상으로 이동된다.
상기 하면 비전검사부(60)는 언로딩픽커(미도시)에 진공 흡착된 태양전지 셀(S)의 하면을 촬영하여 이상 유무를 검사한다.
이어서, 언로딩픽커(미도시)는 소팅부(70)의 컨베이어(72) 상에 태양전지 셀(S)을 안착시키고 다른 셀 반송유닛(20) 쪽으로 이동하여 다음 태양전지 셀(S)을 픽업한다.
상기 소팅부(70)의 컨베이어(72) 상에 놓여진 태양전지 셀(S)은 소팅부(70)의 적재부(71) 쪽으로 이동하게 되는데, 이 때, 제1상면 비전검사부(81)와 제2상면 비전검사부(82)가 차례로 태양전지 셀(S)을 촬영하여 얼룩(stain)이나 전극의 프린팅상태, 텍스쳐링(texturing) 상태, 반사방지막 두께 등을 검사한다.
그리고, 소팅용 비전카메라(45)가 컨베이어(72) 상의 태양전지 셀(S)을 촬영하여 태양전지 셀(S)의 위치 정보 등을 검출한다.
상기 소팅로봇(73)은 컨베이어(72)를 따라 반송되는 태양전지 셀(S)을 픽업하여 검사 결과 별로 분류하여 해당 등급의 적재부(71)에 적재한다.
한편, 전술한 실시예의 셀 반송유닛(20)은 금속 등의 단단한 재료로 만들어진 워킹빔(22)과 이송가이드부(21)로 구성되었지만, 도 8 내지 도 10에 도시한 것과 같이 셀 반송유닛(20)이 본체(10)에 회전 가능하게 구성되는 복수개의 풀리(미도시)와, 상기 풀리(미도시)에 감겨진 X축 방향으로 회전하는 벨트(25)로 이루어져, 상기 벨트(25)에 안착된 태양전지 셀(S)의 벨트(25)의 회전에 의해 X축 방향으로 연속적으로 수평 이동하도록 구성될 수도 있다.
이와 같이, 셀 반송유닛(20)이 벨트(25) 등으로 구성될 경우, 벨트(25)는 유연한 특성이 있기 때문에 성능검사유닛(30)과 전기장발광 검사유닛(40)에서 전기접속부(31, 41)의 접속핀(31a, 41a)들이 태양전지 셀(S)의 전극(E)에 접속될 때 제대로 접속이 이루어지지 않을 가능성이 높다.
따라서, 성능검사유닛(30)의 전기접속부(31) 및 전기장발광 검사유닛(40)의 전기접속부(41)의 하측 각각에 제1승강테이블(36) 및 제2승강테이블(46)을 상하로 일정 거리 승강 가능하게 구성하여, 상기 제1승강테이블(36) 및 제2승강테이블(46)이 상승하여 셀 반송유닛(20)의 벨트(25)에 안착된 태양전지 셀(S)을 상측으로 들어 올려 안정적으로 지지하고, 이 상태에서 전기접속부(31, 41)의 접속핀(31a, 41a)들을 하강시켜 태양전지 셀(S)의 전극에 접촉시킴으로써 안정적인 접속이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1,2승강테이블(36, 46)의 상부면에는 제1,2승강테이블(36, 46)이 상승하여 태양전지 셀(S)을 들어 올릴 때 태양전지 셀(S)의 테두리와 접촉하면서 태양전지 셀(S)이 정확한 위치에 안착되도록 유도하는 가이드돌기(38, 48)가 형성됨이 바람직하다. 미설명부호 39와 49는 상기 제1승강테이블(36)과 제2승강테이블(46)의 상면에 오목하게 형성되어 상기 제1,2승강테이블(36, 46)의 상승시 벨트(25)가 수용되는 벨트도피홈이다.
상기 제1승강테이블(36) 및 제2승강테이블(46)은 공압실린더 등의 공지의 선형운동장치로 구성된 제1구동부재(37) 및 제2구동부재(47)에 의해 상하로 이동한다. 그리고, 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 제1,2승강테이블(36, 46)의 상부면에는 태양전지 셀(S)의 하부면 전극과 전기적으로 접속되는 전기접속부(미도시)가 추가로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 태양전지 셀 검사장치는 태양전지 셀(S)이 복수개의 셀 반송유닛(20)에 의해 동시에 이동하면서 설정된 검사가 이루어지며, 각각의 검사유닛 위치에서 조명부재(32), 적외선 카메라(42), 3차원 비전카메라(51) 등이 태양전지 셀(S)의 이송 방향과 직교하는 Y축 방향으로 이동하면서 각각의 셀 반송유닛(20) 상의 태양전지 셀(S)들을 교대로 검사한다. 따라서, 작업 속도가 매우 빠르고 효율적으로 진행된다.
또한, 셀 반송유닛(20)을 따라 이동하는 태양전지 셀(S)을 픽커로 진공 흡착하여 다른 공정 위치로 반송하여 내려놓거나 정렬하는 등의 핸들링 횟수를 최소화할 수 있으므로 처리 속도 및 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 태양전지 셀 검사장치에 대한 실시예들은 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시 목적으로 제시된 것으로 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위에 기재된 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능할 것이다.
1 : 이전 공정 장비 10 : 본체
20 : 셀 반송유닛 25 : 벨트
30 : 성능검사유닛 31 : 전기접속부
31a : 접속핀 32 : 조명부재
36 : 제1승강테이블 37 : 제1구동부재
40 : 전기장발광 검사유닛 41 : 전기접속부
41a : 접속핀 42 : 적외선 카메라
46 : 제2승강테이블 47 : 제2구동부재
50 : 3차원 비전검사부 51 : 3차원 비전카메라
52 : 조명부재 60 : 하면 비전검사부
70 : 소팅부 71 : 적재부
72 : 컨베이어 73 : 소팅로봇
74 : 버퍼부 75 : 소팅용 비전카메라
81, 82 : 제1,2상면 비전검사부 S : 태양전지 셀
E : 전극

Claims (13)

  1. 본체와;
    상기 본체에 X축 방향으로 연장되게 설치되어 검사 대상 태양전지 셀을 X축 방향을 따라 반송하는 복수개의 셀 반송유닛과;
    상기 본체에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되어, 상기 각각의 셀 반송유닛에 의해 반송되는 태양전지 셀을 정해진 순서대로 검사하는 셀 검사부와;
    상기 셀 반송유닛들에 의해 반송된 태양전지 셀을 검사 결과에 따라 분류 수납하는 소팅부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 셀 검사부는, 상기 각각의 셀 반송유닛 상부 또는 하부에 설치되어 셀 반송유닛을 따라 반송된 태양전지 셀의 전극과 전기적으로 접속하는 제1전기접속부와, 상기 본체의 상측에 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 각각의 제1전기접속부 상측을 정해진 순서대로 이동하면서 제1전기접속부에 접속된 태양전지 셀에 광을 조사하는 조명부재를 구비하여, 태양전지 셀의 전기적 성능을 검사하는 성능검사유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  3. 제2항에 있어서, 셀 검사부는, 상기 각각의 셀 반송유닛 상부 또는 하부에 설치되어 셀 반송유닛을 따라 반송된 태양전지 셀의 전극과 전기적으로 접속하는 제2전기접속부와, 상기 본체의 상측에 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 각각의 제2전기접속부 상측을 정해진 순서대로 이동하면서 제2전기접속부에 접속된 태양전지 셀로부터 방출된 적외선을 촬영하여 결함을 검사하는 적외선 카메라를 구비하는 전기장발광 검사유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  4. 제1항에 있어서, 셀 검사부는, 상기 각각의 셀 반송유닛 상부 또는 하부에 설치되어 셀 반송유닛을 따라 반송된 태양전지 셀의 전극과 전기적으로 접속하는 제2전기접속부와, 상기 본체의 상측에 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 각각의 제2전기접속부 상측을 정해진 순서대로 이동하면서 제2전기접속부에 접속된 태양전지 셀로부터 방출된 적외선을 촬영하여 결함을 검사하는 적외선 카메라를 구비하는 전기장발광 검사유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀 검사부는, 상기 각각의 셀 반송유닛의 상측에서 태양전지 셀을 촬영하여 3차원 영상을 획득하는 3차원 비전검사유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 3차원 비전검사유닛은 상기 각각의 셀 반송유닛의 상측에서 태양전지 셀에 조명을 제공하는 조명부재와, 상기 본체의 상측에 Y축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어 상기 각각의 셀 반송유닛 상의 태양전지 셀을 정해진 순서대로 촬영하는 3차원 비전카메라를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조명부재는 상기 3차원 비전카메라의 일측에 결합되어 3차원 비전카메라와 함께 Y축 방향으로 이동하도록 된 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀 반송유닛을 통해 반송된 태양전지 셀의 하부면을 촬영하는 하면 비전검사부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 하면 비전검사부는 상기 본체에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되어, 각각의 셀 반송유닛 상에 안착된 태양전지 셀의 하부면을 정해진 순서대로 촬영하도록 된 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀 반송유닛은 상기 본체에 회전 가능하게 설치되는 복수의 풀리와, 상기 풀리에 감겨져 X축 방향으로 회전하면서 태양전지 셀을 반송하는 반송벨트와, 상기 풀리를 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀 반송유닛은 상기 본체에 X축 방향으로 연장되게 형성되어 태양전지 셀이 안착되어 지지되는 이송가이드부와, 상기 이송가이드부의 일측에서 상하 및 X축 방향으로 수평 이동 가능하게 설치되어 상기 이송가이드부에 안착된 태양전지 셀을 들어올려 수평 이동시킨 후 다시 안착시키는 과정으로 태양전지 셀을 한 스텝씩 이동시키는 워킹빔을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  12. 제2항에 있어서, 상기 성능검사유닛은, 상기 셀 반송유닛의 하측에 상하로 이동 가능하게 설치되어 셀 반송유닛 상에 안착된 태양전지 셀을 상측으로 일정 거리 상승시키는 제1승강테이블과, 상기 제1승강테이블을 상하로 이동시키는 제1구동부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
  13. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 전기장발광 검사유닛은, 상기 셀 반송유닛의 하측에 상하로 이동 가능하게 설치되어 셀 반송유닛 상에 안착된 태양전지 셀을 상측으로 일정 거리 상승시키는 제2승강테이블과, 상기 제2승강테이블을 상하로 이동시키는 제2구동부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 셀 검사장치.
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