[發明專利]檢測太陽能晶片上的豁口的方法和系統

有效

• 申請號: 201680070827.7
• 申請日: 2016-09-20
• 公開（公告）號: CN108604880B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 韓白權
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10;G01N21/95;G01N21/88;G01N21/892
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

一種用于檢測太陽能晶片的倒角邊緣處的豁口缺陷的豁口缺陷檢測系統，所述太陽能晶片是具有筆直邊緣和倒角邊緣的實質上矩形或方形的形狀，所述豁口缺陷檢測系統包括：(a)多個成像裝置，所述多個成像裝置用于拾取所述太陽能晶片的位置的圖像并且水平地定位成使得所述成像裝置的聚焦平面平行于所述太陽能晶片的倒角邊緣；(b)多個照明裝置，所述多個照明裝置用于當所述成像裝置在操作中時為所述成像裝置提供光；(c)傳送帶，所述傳送帶用于在豁口檢測操作過程中水平地運輸所述太陽能晶片；(d)感測裝置，所述感測裝置提供信號以觸發所述成像裝置來開始圖像捕獲；和(e)頻閃燈驅動器，所述頻閃燈驅動器由所述成像裝置觸發以驅動所述照明裝置，使得所述成像裝置提供與所述照明裝置一致的曝光時間，由此所述倒角邊緣位于處在正由所述感測裝置感測的相同位置處的失焦位置處，并且由所述成像裝置捕獲的圖像不清晰是在所述太陽能晶片的所述倒角邊緣上有豁口。本發明還披露了一種檢測太陽能晶片上的豁口缺陷的方法。

技術領域

本發明涉及一種檢測太陽能晶片倒角側壁上的豁口(chipping)的系統和方法，更具體地涉及適于檢測太陽能晶片的任何邊緣上可能引起裂紋和晶片破損的豁口的豁口檢測系統和方法。

背景技術

作為太陽能電池制造工藝的部分，太陽能電池制造商常常執行對太陽能晶片的檢測。這是為了確保在開始階段中識別太陽能晶片上的任何缺陷并且后續生產的太陽能晶片是高質量的。

太陽能晶片是常用于制造太陽能電池的極薄的硅晶片。在太陽能電池的制造中，太陽能晶片經歷許多工藝，諸如沉積、蝕刻和圖案化等，從而在太陽能電池在制造工藝期間變成功能性太陽能電池之前充當太陽能電池的基板。由于太陽能晶片的脆性性質，當在太陽能電池的制造中使用時，太陽能晶片的任何邊緣上的非常小的豁口都可能會引起裂紋并最終地引起晶片破損。因此，為了提高生產良率并保持生產成本低，從制造工藝開始就維持太陽能晶片的質量極其關鍵。

沿著太陽能晶片的筆直邊緣和倒角邊緣在頂表面和/或底表面上可能出現豁口缺陷(如圖1所示)。可通過使用直接觀察太陽能晶片的頂表面和底表面的兩個照相機來檢測此類型的豁口，并且在晶片移動時拍攝圖像(即，即時圖像捕獲)(如圖2所示)。沿著筆直邊緣和倒角邊緣的豁口都可被檢測到。

豁口缺陷也會出現在沿著太陽能晶片的筆直邊緣的側壁表面上(如圖3所示)。此類型的豁口從頂表面和/或底表面不可見，并且因此必須使用附加照相機。典型地，兩個附加照相機沿著晶片移動方向水平地放置以觀察側壁，并且圖像以即時方式拍攝(如圖4所示)。為了檢測前緣/后緣側壁上的豁口，使用機械旋轉器將太陽能晶片旋轉90度，并且然后再通過在旋轉之前與照相機類似地布置的另外兩個照相機。

另外，豁口缺陷也會出現在沿著太陽能晶片的倒角邊緣的側壁表面上(如圖5所示)。此類型的豁口是獨特的，因為它僅出現在倒角邊緣的僅與筆直邊緣成45度的側壁上。此外，此類型的豁口從頂表面和底表面不可見。雖然照相機的典型焦深為約2mm，但是某些單晶太陽能晶片的倒角大小可以高達25mm(取決于晶片大小和直徑)(如圖6所示)。目前，即使水平地定位，照相機也不能檢測到豁口。

名稱為“豁口檢測系統和方法”的美國專利號5,157,735公開了一種檢測薄膜磁頭的滑塊的軌道部分的豁口的系統和方法，它通過跟蹤來自圖像的檢測物體的邊界來獲得檢測物體的圖像及其邊界坐標。根據邊界上的點的坐標獲得豁口大小，并且根據豁口大小判斷豁口存在或不存在，由此使得能夠使用簡單結構高精度地檢測檢測物體的邊界部分上產生的豁口缺陷。

美國專利號8400630涉及一種用于檢測物體中的缺陷的方法，所述方法包括：通過用具有對物體透明的波長的入射光照射物體來局部地照明物體；檢測入射光的多個反射分量，同時還至少部分地避免檢測入射光的直接透射分量并至少部分地避免檢測入射光的單一反射分量；和通過估計入射光的檢測到的分量的強度差異來識別缺陷。