薄膜电池刻线宽度的测量系统的制作方法

本实用新型涉及电子技术应用领域，具体而言，涉及一种薄膜电池刻线宽度的测量系统。

背景技术：

非晶硅薄膜太阳能电池是在透明导电氧化物镀膜(Transparent Conducting Oxide，简称TCO)的薄膜上面通过等离子体气相化学沉积的方式沉积非晶硅薄膜，然后经过物理气相沉积的方式沉积背电极。在TCO膜层、非晶硅薄膜膜层、背电极膜层需要刻线划分成一节节的电池串联起来吸收太阳光，转化成电能然后输出。刻线是必不可少的，原因在于未刻线的电池电流较大，在电池板上的损耗也就很大，而且输出电压较小，不利于输出；通过串联，使得电压增大、电流变小，大大减小了损耗，提高了太阳能电池的发电效率。

随着太阳能电池制备技术的发展，太阳能电池的生产线的自动化和智能化得到了长足的重视和发展。目前的最先进的生产线利用紫外、可见光或红外波段的激光实现对非晶硅薄膜太阳能电池的芯片各膜层进行刻划，通过电荷耦合元件(Charge Coupled Device，简称CCD)对芯片进行实时观测定位，并对刻线效果进行质量评估。与此同时，应该看到的是刻线宽度的评估依旧依靠质检人员通过使用显微镜进行手动人工检查测量，效率低、成本高、检测质量不完全可靠。因此，在机台上添加自动检测宽度的装置有着极其重要的实际价值。

而国际上先进的CCD相机具备尺寸测量的功能，但是价格较贵，并不适宜广泛推广使用。

针对上述由于缺少合适的CCD相机，导致无法解决测量非晶硅薄膜太阳能电池的芯片各膜层刻线宽度的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种薄膜电池刻线宽度的测量系统，以至少解决由于缺少合适的CCD相机，导致无法解决测量非晶硅薄膜太阳能电池的芯片各膜层刻线宽度的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种薄膜电池刻线宽度的测量系统，包括：机台、拍照装置和数据处理装置，其中，机台，用于传输待检测薄膜电池的芯片至机台的待检测位置；拍照装置，位于机台的待检测位置的上方，用于采集芯片的刻线图像；数据处理装置，与拍照装置连接，用于获取刻线图像，并依据刻线图像计算芯片的刻线宽度。

可选的，机台包括：传输装置和固定夹，其中，固定夹，用于固定芯片；传输装置，与固定架连接，用于将芯片传送至待检测位置。

进一步地，可选的，传输装置包括：滑轨或传送带。

可选的，机台还包括：固定架，用于固定拍照装置。

进一步地，可选的，拍照装置的图像采集部对准待检测位置，用于采集位于待检测位置处的芯片的刻线图像。

可选的，拍照装置，包括：携带电荷耦合元件CCD传感器的拍照设备或携带互补金属氧化物半导体CMOS传感器的拍照设备。

可选的，测量系统还包括：补光设备，其中，补光设备，用于对拍照装置提供光源补偿。

可选的，测量系统还包括：数据传输线，其中，数据传输线的输入端与拍照装置连接，数据传输线的输出端与数据处理装置连接，用于将拍照设备采集的刻线图像传输至数据处理装置。

进一步地，可选的，数据处理装置，用于依据预设程序对采集的刻线图像进行边缘检测，计算刻线图像中刻线的宽度。

可选的，预设程序包括：矩阵试验MATLAB程序。

在本实用新型实施例中，采用机台、拍照装置和数据处理装置组合成的测量系统的方式，通过机台传输待检测薄膜电池的芯片至机台的待检测位置，由位于机台的待检测位置的上方的拍照装置采集芯片的刻线图像；通过与拍照装置连接的数据处理装置获取刻线图像，并依据刻线图像计算芯片的刻线宽度，达到了测量非晶硅薄膜太阳能电池的芯片各膜层刻线宽度的目的，从而实现了低成本实现测量非晶硅薄膜太阳能电池的芯片各膜层刻线宽度的技术效果，进而解决了由于缺少合适的CCD相机，导致无法解决测量非晶硅薄膜太阳能电池的芯片各膜层刻线宽度的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的薄膜电池刻线宽度的测量系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的薄膜电池刻线宽度的测量系统的执行逻辑示意图；

图3是根据本实用新型实施例的薄膜电池刻线宽度的测量系统中采集到的刻线图像的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的一种薄膜电池刻线宽度的测量系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型实施例，提供了一种薄膜电池刻线宽度的测量系统实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本实用新型实施例的薄膜电池刻线宽度的测量系统的结构示意图，如图1所示，该薄膜电池刻线宽度的测量系统包括：机台12、拍照装置14和数据处理装置16，其中，

机台12，用于传输待检测薄膜电池的芯片至机台12的待检测位置；拍照装置14，位于机台的待检测位置的上方，用于采集芯片的刻线图像；数据处理装置16，与拍照装置14连接，用于获取刻线图像，并依据刻线图像计算芯片的刻线宽度。

基于上述，本申请实施例提供的薄膜电池刻线宽度的测量系统可以适用于对非晶硅三结叠层薄膜太阳能电池的刻线宽度的测量，其中，该测量系统中机台12用于承载待检测薄膜电池的芯片，并将该芯片传送至待检测位置，由固定在机台12待检测位置上的拍照装置14采集该芯片的刻线图像，再通过数据处理装置16与拍照装置14之间的连接，由该数据处理装置16获取该刻线图像，并依据该刻线图像计算芯片的刻线宽度。

具体的，本申请实施例提供的薄膜电池刻线宽度的测量系统通过在机台12上的CCD工业相机(即，本申请实施例中的拍照装置14，本申请实施例中仅以CCD工业相机为例进行说明)及其配套照明、数据传输线和安装有MATLAB软件的计算机(即，本申请实施例中的数据处理装置14，本申请实施例中仅以计算机为例进行说明)，在计算机上使用MATLAB软件进行程序编辑，使能够实现太阳能电池刻线的图像采集和处理，并能够实时显示测量结果。通过对电池刻线宽度的测量实现对激光刻线工艺的实时观察，从而及时做出相应的措施，减少质检人员的检验成本，最大化利用现有机台价值，提高检测效率和准确率，提高电池片的成品率，减少生产成本。其中，上述薄膜电池刻线宽度的测量系统的执行逻辑如图2所示，图2是根据本实用新型实施例的薄膜电池刻线宽度的测量系统的执行逻辑示意图，需要说明的是，通过现有工业CCD相机对芯片采集刻线图像，由计算机依据该刻线图像计算该刻线图像中每条刻线的刻线宽度，最后由计算机的显示屏显示该刻线宽度，或由计算机将该刻线宽度发送至控制台显示。

这里需要说明的是本申请实施例中的数据处理装置16仅以计算机为例进行说明，该数据处理装置16还可以为具备数据计算能力的计算设备，本申请实施例以计算机为例之外，数据处理装置16还可以包括：笔记本电脑、个人电脑(Personal Computer，简称PC)、平板电脑等具备数据处理的设备，其中，本申请实施例中的计算机可以为适用于工业生产环境下的计算机，本申请实施例中的数据处理装置16以实现本申请实施例提供的薄膜电池刻线宽度的测量系统为准，具体不做限定。

在本实用新型实施例中，采用机台、拍照装置和数据处理装置组合成的测量系统的方式，通过机台传输待检测薄膜电池的芯片至机台的待检测位置，由位于机台的待检测位置的上方的拍照装置采集芯片的刻线图像；通过与拍照装置连接的数据处理装置获取刻线图像，并依据刻线图像计算芯片的刻线宽度，达到了测量非晶硅薄膜太阳能电池的芯片各膜层刻线宽度的目的，从而实现了低成本实现测量非晶硅薄膜太阳能电池的芯片各膜层刻线宽度的技术效果，进而解决了由于缺少合适的CCD相机，导致无法解决测量非晶硅薄膜太阳能电池的芯片各膜层刻线宽度的技术问题。

可选的，机台12包括：传输装置和固定夹，其中，

固定夹，用于固定芯片；

传输装置，与固定架连接，用于将芯片传送至待检测位置。

具体的，在本申请实施例中机台12为了固定芯片，可以使用固定夹，将芯片固定在机台12上，以便在传送至待检测位置的过程中固定芯片位置偏移或由于传送过程中的震动损坏芯片，其中，将芯片传送至待检测位置在本申请实施例中通过机台12中的传输装置，将该芯片移动至待检测位置。

进一步地，可选的，传输装置包括：滑轨或传送带。

具体的，基于上述传输装置，在本申请实施例中以滑轨或传送带为例，其中，出于拍照装置14的拍摄需求，为保障芯片成像顺利，以滑轨的方式传送该芯片至待检测位置，以避免机台12上的杂质干扰拍照装置14成像；因此本申请实施例提供的薄膜电池刻线宽度的测量系统中机台12上的传输装置以滑轨为优选实施例进行说明；

此外，本申请实施例提供的传输装置中还可以为传送带，若能够保障传送带上的清洁，保障在传送芯片至待检测位置时，拍照装置14能够准确成像，则还可以通过传送带传送由固定夹固定的芯片至待检测位置，由拍照装置14采集该芯片的刻线图像。

可选的，机台12还包括：固定架，用于固定拍照装置14。

具体的，机台12上的固定架位于待检测位置处，用于固定拍照装置14，以使得拍照装置14能准确采集位于待检测位置处的芯片的刻线图像。

进一步地，可选的，拍照装置14的图像采集部对准待检测位置，用于采集位于待检测位置处的芯片的刻线图像。

其中，如图3所示，图3是根据本实用新型实施例的薄膜电池刻线宽度的测量系统中采集到的刻线图像的示意图。

可选的，拍照装置14，包括：携带电荷耦合元件CCD传感器的拍照设备或携带互补金属氧化物半导体CMOS传感器的拍照设备。

综上，拍照装置14可以为一个携带电荷耦合元件(Charge-Couple Device，简称CCD)传感器的工业摄像头，也可以为携带CCD传感器的工业拍照相机，或携带CCD传感器的相机；同理，拍照装置14也可以为一个携带互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)传感器的摄像头，也可以为携带CMOS传感器的工业拍照相机，或携带CMOS传感器的相机。

可选的，本申请实施例提供的薄膜电池刻线宽度的测量系统还包括：补光设备，其中，

补光设备，用于对拍照装置14提供光源补偿。

具体的，本申请实施例提供的补光设备用于对拍照装置14提供光源补偿，这里补光设备的位置可以依据芯片材质和拍照装置14对补充光源的需求进行设定，以使得拍照装置14在曝光的过程中拍照装置14采集的芯片的刻线图像图片清晰。

可选的，本申请实施例提供的薄膜电池刻线宽度的测量系统还包括：数据传输线，其中，

数据传输线的输入端与拍照装置14连接，数据传输线的输出端与数据处理装置16连接，用于将拍照设备14采集的刻线图像传输至数据处理装置16。

具体的，基于拍照装置14的类型数据传输线依据拍照装置14的数据输出端口类型以及数据处理装置的数据输入端口的类型配置对应的数据传输线。

此外，若拍照装置14支持无线传输，在本申请实施例中还可以将拍照装置14通过无线与数据处理装置16连接，但为了保障刻线图像的稳定传输本申请实施例以数据传输线作为传输载体将拍照装置14采集的刻线图像传输至数据处理装置16。

进一步地，可选的，数据处理装置16，用于依据预设程序对采集的刻线图像进行边缘检测，计算刻线图像中刻线的宽度。

可选的，预设程序包括：矩阵试验MATLAB程序。

综上，图4是根据本实用新型实施例的一种薄膜电池刻线宽度的测量系统的结构示意图，如图4所示，本申请实施例提供的薄膜电池刻线宽度的测量系统的主要目的在于提供一种基于MATLAB的非晶硅薄膜太阳能电池刻线宽度CCD测量装置，以解决目前现有产线上人工测量刻线宽度效率低、成本高、可靠性差的问题。

本申请实施例提供的薄膜电池刻线宽度的测量系统的实现原理是：

使用现有机台上的CCD工业相机，对于没有CCD工业相机的机台安装CCD工业相机，安装照明系统以提高图像对比度；芯片进入机台内部后定位，停留一秒钟以确定CCD拍摄图像，通过数据线连接安装有MATLAB软件的计算机进行数据传输；通过MATLAB软件编写程序，实现对图像的采集读取、处理和处理后数据显示。

其中，MATLAB软件程序的处理过程是定时截图或调用CCD传输入计算机内的图像，对图像去除干扰，进行边缘检测，转化为二值图像(这里需要说明的是，二值图像为由1、0数字组成的黑白图像，能够准确反馈刻线图像中刻线的成像)，保证横坐标恒值从左到右进行扫描，确定值突变点的坐标，一个是由大变小，一个是由小变大，两者相减得到一个数值，通过进行多次标定得到实际的刻线宽度的数据，在显示器上显示出来。这里本申请实施例中的标定操作可以为在计算机上设置比例数据，在由二值图像测量得到的刻线宽度，通过与该比例数据相乘，得到实际薄膜电池的芯片的刻线宽度。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。