[發(fā)明專利]Si基薄膜電池中PECVD成膜鏤空的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310223524.2
• 申請(qǐng)日: 2013-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103307965A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵傳兵;劉小雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東禹城漢能光伏有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/00
• 分類號(hào): G01B7/00;G01B7/32
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及Si基薄膜電池生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種Si基薄膜電池中PECVD成膜鏤空的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

為了降低環(huán)境污染、CO2溫室氣體的排放，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)已成為每個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略要求。目前，光伏市場(chǎng)的產(chǎn)品分為晶硅太陽(yáng)能電池和薄膜太陽(yáng)能電池，與晶硅太陽(yáng)能電池相比，薄膜太陽(yáng)能電池具有價(jià)錢低、污染低、靈活性高、弱光效應(yīng)好、適合大面積地區(qū)使用等優(yōu)點(diǎn)。PECVD沉積的Si/SiGe/Si三疊層結(jié)構(gòu)是薄膜電池的發(fā)電層，負(fù)責(zé)產(chǎn)生光生載流子，直接決定了Si基薄膜電池的開(kāi)路電壓、短路電流和轉(zhuǎn)換效率。

在現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝條件下，PECVD沉積的薄膜在距玻璃短邊兩端15cm處范圍內(nèi)存在許多鏤空，鏤空規(guī)格主要集中在1mm的范圍，不僅影響發(fā)電層的開(kāi)路電壓、短路電流，還會(huì)使PECVD沉積的背電極與前電極相連形成短路，進(jìn)一步降低薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率。所以PECVD沉積Si基薄膜的鏤空面積大小直接影響了薄膜電池的轉(zhuǎn)換效率。

目前，薄膜鏤空可采用SEM（掃描電子顯微鏡）來(lái)測(cè)量，SEM能精確觀察鏤空的大小和位置，但薄膜電池兩端鏤空的數(shù)量很多，SEM測(cè)試鏤空面積也很困難。并且SEM測(cè)試需在真空狀況下進(jìn)行，且由于針對(duì)薄膜電池尺寸的SEM設(shè)備非常昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種Si基薄膜電池中PECVD成膜鏤空的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本Si基薄膜電池中PECVD成膜鏤空的檢測(cè)裝置，包括檢測(cè)裝置、電路系統(tǒng)和用于顯示薄膜電池中PECVD成膜鏤空面積和數(shù)量的顯示裝置；檢測(cè)裝置包括探針組和用于實(shí)現(xiàn)探針組在X軸方向做往返運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及用于實(shí)現(xiàn)薄膜電池在Y軸方向做往返運(yùn)動(dòng)的定位系統(tǒng)；探針組和電路系統(tǒng)形成閉合回路；顯示裝置與電路系統(tǒng)的輸出端電連接。

如此設(shè)計(jì)，使用方便，可通過(guò)與探針組相連通的電路系統(tǒng)是否形成回路，通過(guò)與電路系統(tǒng)的輸出端電連接的顯示裝置檢測(cè)薄膜鏤空數(shù)量，進(jìn)而計(jì)算得到薄膜鏤空的總數(shù)量和總面積。

作為優(yōu)化，定位系統(tǒng)包括用于將薄膜電池抓緊的氣浮抓手，氣浮抓手一端連接薄膜電池，另一端連接可將薄膜電池在Y軸方向做往返運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。如此設(shè)計(jì)，便于實(shí)現(xiàn)薄膜電池在Y軸方向做往返運(yùn)動(dòng)。

作為優(yōu)化，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括設(shè)置在薄膜電池外側(cè)的伺服電機(jī)和兩個(gè)軸輪，其中一個(gè)軸輪為主動(dòng)輪、連接伺服電機(jī)，另一個(gè)軸輪為從動(dòng)輪；兩個(gè)軸輪通過(guò)設(shè)置在薄膜電池上方、且縱向放置的軸帶相連；還包括用于實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制電路。如此設(shè)計(jì)，便于實(shí)現(xiàn)探針組在X軸方向做往返運(yùn)動(dòng)。

作為優(yōu)化，電路系統(tǒng)由電源、導(dǎo)線、二極管、探針組以及邏輯門(mén)電路組成閉合回路。如此設(shè)計(jì)，可通過(guò)二極管是否導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)電路系統(tǒng)是否形成回路，進(jìn)而通過(guò)顯示裝置顯示是否為鏤空區(qū)域。

作為優(yōu)化，探針組固定在支撐架Ⅰ上，支撐架Ⅰ通過(guò)楔形切口定位在軸帶上，軸帶下設(shè)有支撐架Ⅱ，支撐架Ⅱ固定在防止運(yùn)行過(guò)程中探針組發(fā)生晃動(dòng)的基座上；支撐架Ⅰ通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)軸帶轉(zhuǎn)動(dòng)在支撐架Ⅱ上沿X軸方向往返運(yùn)動(dòng)。如此設(shè)計(jì)，使用方便，且可運(yùn)行過(guò)程中探針組發(fā)生晃動(dòng)。

作為優(yōu)化，每個(gè)探針組均包括三個(gè)探針，分別為探針1、探針2、探針3，每組的三個(gè)探針排列設(shè)計(jì)為等腰直角三角形，探針1為直角點(diǎn)，探針1分別與探針2、探針3組成邏輯與門(mén)電路。如此設(shè)計(jì)，顯示裝置可收集邏輯與門(mén)電路的輸出信號(hào)，進(jìn)而通過(guò)信號(hào)計(jì)算薄膜鏤空面積和數(shù)量。

作為優(yōu)化，探針組中每個(gè)探針直徑均為5微米，相鄰探針的間距為100微米。如此設(shè)計(jì)，檢測(cè)效果較好。

作為優(yōu)化，探針組為9組探針，形成3*3的陣列均勻分布在薄膜電池的鏤空區(qū)域范圍內(nèi)。如此設(shè)計(jì)，使用方便，且檢測(cè)效率高。

一種使用權(quán)利要求1的Si基薄膜電池中PECVD成膜鏤空的檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）：將PECVD沉積的薄膜電池固定在機(jī)臺(tái)上，并初始化檢測(cè)裝置和顯示裝置；

2）：探針組在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下沿X+軸方向開(kāi)始掃描，當(dāng)電路系統(tǒng)形成回路時(shí)，通過(guò)顯示裝置顯示為薄膜鏤空區(qū)域，并記錄，當(dāng)電路系統(tǒng)無(wú)法形成回路時(shí)，通過(guò)顯示裝置顯示為非鏤空區(qū)域，并記錄；

3）：當(dāng)探針組沿X+軸方向掃描完成后，通過(guò)定位系統(tǒng)控制，薄膜電池沿Y+軸方向移動(dòng)105-115微米，探針組沿X-軸方向掃描；

4）：重復(fù)執(zhí)行上述步驟1）-3）直至完成對(duì)薄膜電池中PECVD成膜整個(gè)鏤空區(qū)域的檢測(cè)；