[發明專利]一種用于檢測太陽能硅片隱裂的光學檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 201710582300.9
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107369740A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 毛秦軍;楊廣;楊鵬
• 申請（專利權）人: 蘇州天準科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L21/66
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司32293
• 代理人: 楊淑霞

技術領域

本發明涉及產品的缺陷檢測的技術領域，具體為一種用于檢測太陽能硅片隱裂的光學檢測裝置，本發明還提供了對應的檢測方法。

背景技術

太陽能硅片分選機在太陽能行業有著廣泛的應用。由于晶體結構的自身特性，晶硅電池片十分容易發生破裂。晶體硅組件生產的工藝流程長，許多環節都可能造成電池片隱裂。隱裂直接影響光伏組件性能，也是電池片生產中需要重點檢測分選的缺陷之一。現有的分選機大多使用紅外線陣相機+近紅外光源打背光的方式進行檢測，大的隱裂可以檢測出來，但小的隱裂基本看不到，檢出率只有70％左右，仍有大量有隱裂的太陽能硅片被用于組裝光伏組件，其使得光伏組件的成品質量不穩定。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種用于檢測太陽能硅片隱裂的光學檢測裝置，其檢測的隱裂檢出率達到95％以上，使得后續組裝的光伏組件的成品質量穩定。

一種用于檢測太陽能硅片隱裂的光學檢測裝置，其特征在于：其包括紅外相機、紅外光源，其還包括底部擋板，所述紅外相機的鏡頭布置于所述底部擋板的正上方，所述紅外光源位于所述紅外相機的一側布置，所述紅外光源斜向布置，所述紅外光源和所述紅外相機的鏡頭中垂線成角為α，所述α的取值范圍為12°～20°，所述鏡頭的鏡頭中垂線和待檢測太陽能硅片的上表面的交點設定為交點A,所述紅外光源的入射光線和待檢測太陽能硅片的上表面的交點B位于交點A的一側布置，其還包括表面擋板，表面擋板垂直于所述待檢測太陽能硅片的上表面布置，所述表面擋板布置于交點A和交點B之間所形成的區域內，所述紅外相機具體為1K大像元、大靶面的紅外線陣相機，所述紅外光源具體為1300nm波長的大功率LED紅外光源；由于1300nm波長的紅外光可以在太陽能硅片中進行傳播，當光線在傳播過程中遇到隱裂，即光線就會斷掉，同時在隱裂一側會形成陰影，就像光線照在物體上會出現物體的影子一樣，由于陰影效果將隱裂特征進行了放大，由原本的一條淡淡的線變成了一片大的陰影效果，就使人或軟件能更容易識別出硅片上的隱裂。而且這種陰影放大的效果與太陽能硅片的生產工藝無關，無論是砂漿片、金剛線片或黑硅片等等，都可以使用此方法大大提高檢出率。

其進一步特征在于：所述底部擋板具體為V型擋板，所述V型擋板上端口不與待檢測太陽能硅片的背面接觸、不用于支撐，所述V型擋板用于消除表面紅外光源的反射，使得圖像背景均勻；

所述V型擋板具體為兩塊相同的平板拼合形成，兩塊相同的平板的材質為黑色亞克力，兩塊平板分別向兩側水平傾斜45°安裝拼合形成所述V型擋板；

所述紅外光源的發射口高度高于所述表面擋板的高度，所述紅外光源的高度低于所述紅外相機的鏡頭的高度。

優選地，所述α的取值為16°，該角度下檢測的檢出率最佳。

一種用于檢測太陽能硅片隱裂的光學檢測方法，其特征在于：大功率LED的紅外光源斜向布置、傾斜朝向待檢測太陽能硅片的表面打光，且紅外光源不打在紅外相機的鏡頭的正下方，紅外光源的照射位置離開相機中心位置一段距離，并在紅外光源和紅外相機之間放置一塊表面擋板阻隔，所述紅外相機具體為1K大像元、大靶面的紅外線陣相機，所述紅外光源具體為1300nm波長的大功率LED紅外光源。

其更進一步特征在于：紅外光源和紅外相機之間放置一塊表面擋板阻隔，有效阻擋表面光的正面反射，又使紅外光源在硅片傳輸中遇到隱裂形成陰影被相機拍到；同時在待檢測太陽能硅片的背面增加V型擋板，用于消除表面紅外光源的反射，使隱裂的圖像背景更加均勻。

采用本發明的結構后，大功率LED紅外光源斜向布置、傾斜朝向待檢測太陽能硅片的表面打光，且紅外光源不打在紅外相機的正下方，照射位置必須離開紅外相機中心位置一段距離，為了使硅片表面反射的光不進入相機，光源和相機之間放置一塊表面擋板，由于1300nm波長的紅外光可以在太陽能硅片中進行傳播，當光線在傳播過程中遇到隱裂，即光線就會斷掉，同時在隱裂一側會形成陰影，就像光線照在物體上會出現物體的影子一樣。由于陰影效果將隱裂特征進行了放大，由原本的一條淡淡的線變成了一片大的陰影效果，就使人或軟件能更容易識別出硅片上的隱裂。而且這種陰影放大的效果與太陽能硅片的生產工藝無關，無論是砂漿片、金剛線片或黑硅片等等，都可以使用此方法大大提高檢出率；為了使隱裂的圖像背景更加均勻，在待檢測太陽能硅片的背面又增加了V型擋板，該結構使用1K大像元、大靶面的紅外線陣相機，并通過1300nm波長的大功率LED紅外光源進行傾斜打光，其檢測的隱裂檢出率達到95％以上，使得后續組裝的光伏組件的成品質量穩定。

附圖說明