一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置及检测方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 107369740 A(43)申请公布日 2017.11.21

(21)申请号 201710582300.9(22)申请日 2017.07.17

(71)申请人 苏州天准科技股份有限公司

地址 215163 江苏省苏州市高新区培源路5

号(72)发明人 毛秦军　杨广　杨鹏　

(74)专利代理机构 苏州国诚专利代理有限公司

32293

代理人 杨淑霞(51)Int.Cl.

H01L 31/18(2006.01)H01L 21/66(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)发明名称

一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置及检测方法(57)摘要

本发明提供了一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置，其检测的隐裂检出率达到95％以上，使得后续组装的光伏组件的成品质量稳定。其包括红外相机、红外光源，其还包括底部挡板，红外相机的镜头布置于所述底部挡板的正上方，红外光源位于所述红外相机的一侧布置，红外光源斜向布置，所述红外光源和所述红外相机的镜头中垂线成角为α，α的取值范围为12°～20°，镜头的镜头中垂线和待检测太阳能硅片的上表面的交点设定为交点A,红外光源的入射光线和待检测太阳能硅片的上表面的交点B位于交点A的一侧布置，其还包括表面挡板，表面挡板

所垂直于所述待检测太阳能硅片的上表面布置，

述表面挡板布置于交点A和交点B之间所形成的区域内。

CN 107369740 ACN 107369740 A

权　利　要　求　书

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1.一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置，其特征在于：其包括红外相机、红外光源，其还包括底部挡板，所述红外相机的镜头布置于所述底部挡板的正上方，所述红外光源位于所述红外相机的一侧布置，所述红外光源斜向布置，所述红外光源和所述红外相机的镜头中垂线成角为α，所述α的取值范围为12°～20°，所述镜头的镜头中垂线和待检测太阳能硅片的上表面的交点设定为交点A,所述红外光源的入射光线和待检测太阳能硅片的上表面的交点B位于交点A的一侧布置，其还包括表面挡板，表面挡板垂直于所述待检测太阳能硅片的上表面布置，所述表面挡板布置于交点A和交点B之间所形成的区域内，所述红外相机具体为1K大像元、大靶面的红外线阵相机，所述红外光源具体为1300nm波长的大功率LED红外光源。

2.如权利要求1所述的一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置，其特征在于：所述底部挡板具体为V型挡板，所述V型挡板上端口不与待检测太阳能硅片的背面接触、不用于支撑，所述V型挡板用于消除表面红外光源的反射，使得图像背景均匀。

3.如权利要求1所述的一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置，其特征在于：所述V型挡板具体为两块相同的平板拼合形成，两块相同的平板的材质为黑色亚克力，两块平板分别向两侧水平倾斜45°安装拼合形成所述V型挡板。

4.如权利要求1所述的一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置，其特征在于：所述红外光源的发射口高度高于所述表面挡板的高度，所述红外光源的高度低于所述红外相机的镜头的高度。

5.如权利要求1所述的一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置，其特征在于：所述α的取值为16°。

6.一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测方法，其特征在于：大功率LED的红外光源斜向布置、倾斜朝向待检测太阳能硅片的表面打光，且红外光源不打在红外相机的镜头的正下方，红外光源的照射位置离开相机中心位置一段距离，并在红外光源和红外相机之间放置一块表面挡板阻隔，所述红外相机具体为1K大像元、大靶面的红外线阵相机，所述红外光源具体为1300nm波长的大功率LED红外光源。

7.如权利要求6所述的一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测方法，其特征在于：红外光源和红外相机之间放置一块表面挡板阻隔，有效阻挡表面光的正面反射，又使红外光源在硅片传输中遇到隐裂形成阴影被相机拍到；同时在待检测太阳能硅片的背面增加V型挡板，用于消除表面红外光源的反射，使隐裂的图像背景更加均匀。

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一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置及检测方法

技术领域

[0001]本发明涉及产品的缺陷检测的技术领域，具体为一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置，本发明还提供了对应的检测方法。背景技术

[0002]太阳能硅片分选机在太阳能行业有着广泛的应用。由于晶体结构的自身特性，晶硅电池片十分容易发生破裂。晶体硅组件生产的工艺流程长，许多环节都可能造成电池片隐裂。隐裂直接影响光伏组件性能，也是电池片生产中需要重点检测分选的缺陷之一。现有的分选机大多使用红外线阵相机+近红外光源打背光的方式进行检测，大的隐裂可以检测出来，但小的隐裂基本看不到，检出率只有70％左右，仍有大量有隐裂的太阳能硅片被用于组装光伏组件，其使得光伏组件的成品质量不稳定。发明内容

[0003]针对上述问题，本发明提供了一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置，其检测的隐裂检出率达到95％以上，使得后续组装的光伏组件的成品质量稳定。[0004]一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置，其特征在于：其包括红外相机、红外光源，其还包括底部挡板，所述红外相机的镜头布置于所述底部挡板的正上方，所述红外光源位于所述红外相机的一侧布置，所述红外光源斜向布置，所述红外光源和所述红外相机的镜头中垂线成角为α，所述α的取值范围为12°～20°，所述镜头的镜头中垂线和待检测太阳能硅片的上表面的交点设定为交点A,所述红外光源的入射光线和待检测太阳能硅片的上表面的交点B位于交点A的一侧布置，其还包括表面挡板，表面挡板垂直于所述待检测太阳能硅片的上表面布置，所述表面挡板布置于交点A和交点B之间所形成的区域内，所述红外相机具体为1K大像元、大靶面的红外线阵相机，所述红外光源具体为1300nm波长的大功率LED红外光源；由于1300nm波长的红外光可以在太阳能硅片中进行传播，当光线在传播过程中遇到隐裂，即光线就会断掉，同时在隐裂一侧会形成阴影，就像光线照在物体上会出现物体的影子一样，由于阴影效果将隐裂特征进行了放大，由原本的一条淡淡的线变成了一片大的阴影效果，就使人或软件能更容易识别出硅片上的隐裂。而且这种阴影放大的效果与太阳能硅片的生产工艺无关，无论是砂浆片、金刚线片或黑硅片等等，都可以使用此方法大大提高检出率。

[0005]其进一步特征在于：所述底部挡板具体为V型挡板，所述V型挡板上端口不与待检测太阳能硅片的背面接触、不用于支撑，所述V型挡板用于消除表面红外光源的反射，使得图像背景均匀；

[0006]所述V型挡板具体为两块相同的平板拼合形成，两块相同的平板的材质为黑色亚克力，两块平板分别向两侧水平倾斜45°安装拼合形成所述V型挡板；[0007]所述红外光源的发射口高度高于所述表面挡板的高度，所述红外光源的高度低于所述红外相机的镜头的高度。

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优选地，所述α的取值为16°，该角度下检测的检出率最佳。

[0009]一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测方法，其特征在于：大功率LED的红外光源斜向布置、倾斜朝向待检测太阳能硅片的表面打光，且红外光源不打在红外相机的镜头的正下方，红外光源的照射位置离开相机中心位置一段距离，并在红外光源和红外相机之间放置一块表面挡板阻隔，所述红外相机具体为1K大像元、大靶面的红外线阵相机，所述红外光源具体为1300nm波长的大功率LED红外光源。[0010]其更进一步特征在于：红外光源和红外相机之间放置一块表面挡板阻隔，有效阻挡表面光的正面反射，又使红外光源在硅片传输中遇到隐裂形成阴影被相机拍到；同时在待检测太阳能硅片的背面增加V型挡板，用于消除表面红外光源的反射，使隐裂的图像背景更加均匀。

[0011]采用本发明的结构后，大功率LED红外光源斜向布置、倾斜朝向待检测太阳能硅片的表面打光，且红外光源不打在红外相机的正下方，照射位置必须离开红外相机中心位置一段距离，为了使硅片表面反射的光不进入相机，光源和相机之间放置一块表面挡板，由于1300nm波长的红外光可以在太阳能硅片中进行传播，当光线在传播过程中遇到隐裂，即光线就会断掉，同时在隐裂一侧会形成阴影，就像光线照在物体上会出现物体的影子一样。由于阴影效果将隐裂特征进行了放大，由原本的一条淡淡的线变成了一片大的阴影效果，就使人或软件能更容易识别出硅片上的隐裂。而且这种阴影放大的效果与太阳能硅片的生产工艺无关，无论是砂浆片、金刚线片或黑硅片等等，都可以使用此方法大大提高检出率；为了使隐裂的图像背景更加均匀，在待检测太阳能硅片的背面又增加了V型挡板，该结构使用1K大像元、大靶面的红外线阵相机，并通过1300nm波长的大功率LED红外光源进行倾斜打光，其检测的隐裂检出率达到95％以上，使得后续组装的光伏组件的成品质量稳定。附图说明

[0012]图1为本发明的结构示意图；[0013]图中序号所对应的名称如下：[0014]红外相机1、红外光源2、镜头3、镜头中垂线4、平板5、待检测太阳能硅片6、表面挡板7、V型挡板8。具体实施方式

[0015]一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测装置，见图1：其包括红外相机1、红外光源2，其还包括底部挡板，红外相机1的镜头3布置于底部挡板的正上方，红外光源2位于红外相机1的一侧布置，红外光源2斜向布置，红外光源2和红外相机1的镜头中垂线4成角为α，α的取值范围为12°～20°，镜头3的镜头中垂线4和待检测太阳能硅片6的上表面的交点设定为交点A,红外光源2的入射光线和待检测太阳能硅片6的上表面的交点B位于交点A的一侧布置，其还包括表面挡板7，表面挡板7垂直于待检测太阳能硅片6的上表面布置，表面挡板7布置于交点A和交点B之间所形成的区域内，红外相机1具体为1K大像元、大靶面的红外线阵相机，红外光源2具体为1300nm波长的大功率LED红外光源；由于1300nm波长的红外光可以在太阳能硅片中进行传播，当光线在传播过程中遇到隐裂，即光线就会断掉，同时在隐裂一侧会形成阴影，就像光线照在物体上会出现物体的影子一样，由于阴影效果将隐裂特征进

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行了放大，由原本的一条淡淡的线变成了一片大的阴影效果，就使人或软件能更容易识别出硅片上的隐裂。而且这种阴影放大的效果与太阳能硅片的生产工艺无关，无论是砂浆片、金刚线片或黑硅片等等，都可以使用此方法大大提高检出率。[0016]底部挡板具体为V型挡板8，V型挡板8上端口不与待检测太阳能硅片6的背面接触、不用于支撑，V型挡板8用于消除表面红外光源的反射，使得图像背景均匀；[0017]V型挡板8具体为两块相同的平板5拼合形成，两块相同的平板5的材质为黑色亚克力，两块平板5分别向两侧水平倾斜45°安装拼合形成V型挡板8；[0018]红外光源2的发射口高度高于表面挡板7的高度，红外光源5的高度低于红外相机4的镜头6的高度；[0019]α的取值优选为16°。

[0020]一种用于检测太阳能硅片隐裂的光学检测方法：大功率LED的红外光源斜向布置、倾斜朝向待检测太阳能硅片的表面打光，且红外光源不打在红外相机的镜头的正下方，红外光源的照射位置离开相机中心位置一段距离，并在红外光源和红外相机之间放置一块表面挡板阻隔，红外相机具体为1K大像元、大靶面的红外线阵相机，红外光源具体为1300nm波长的大功率LED红外光源；红外光源和红外相机之间放置一块表面挡板阻隔，有效阻挡表面光的正面反射，又使红外光源在硅片传输中遇到隐裂形成阴影被相机拍到；同时在待检测太阳能硅片的背面增加V型挡板，用于消除表面红外光源的反射，使隐裂的图像背景更加均匀。

[0021]以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

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