太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置及检测方法与流程

本发明涉及电池硅片检测领域，具体涉及一种太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置及检测方法。

背景技术：

硅片作为半导体器件其表面晶格具有突然中止特性，在表面最外层的每个硅原子有未饱和的悬挂键，与之对应的电子能态称为表面态，对外界气氛极度敏感，能与光生载流子发生表面复合，降低p-n结对少数载流子的收集率，从而严重影响太阳能电池的稳定性、电流、电压和效率。

因此，在制作太阳能电池时，需要对原材料硅片进行背面钝化处理，通过饱和硅片表面的悬挂键，降低界面态密度，同时，钝化膜的存在也可以避免杂质在表层的引入，降低了表面活性，以降低少数载流子的表面复合速率，提高电池的使用寿命；另外，钝化膜在硅片表面形成表面结，减小表面复合的损失，提高了表面光生载流子的收集率，提高电池的长波效应。

具体地，在进行背面钝化处理前需要对硅片进行清洗抛光处理，由于硅抛光片在进行抛光前具有一定的弯曲度和翘曲度，目前，晶体硅仍然是最主要的太阳能电能材料，市场份额约为90％。太阳能电池生产成本的50％以上来自于硅材料，减薄硅片是电池生产厂商降低生产成本的主要手段之一。硅片的厚度不断的变薄，且工艺基本上都是采用丝网印刷和烧结来制备。翘曲度是因为硅片与铝硅合金层和铝层之间的热膨胀系数不同在烧结的降温过程中所致，翘曲度与硅片的厚度、浆料的种类、印刷厚度和烧结条件有关，可尝试调节印刷湿重及倒数第二区的加热功率，另外可以还考虑减缓烧结后的冷却速度。如果弯曲度和翘曲度超过了规定的范围，在后续的工艺处理过程中需要对硅片进行翻转，由于表面不平整采用吸盘等吸附机构抓取硅片中，容易将硅片甩出，造成硅片的破碎，产生大量的硅片碎片，一方面造成原材料的严重浪费，另一方面严重影响生产效率。

因此，需要设计一种能够检测太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度的检测装置，以便进一步提高生产效率和节约生产成本。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置及检测方法，能够有效克服现有技术所存在的传统的太阳能无土电池硅片因弯曲度和翘曲度不符合规定的范围，导致生产效率降低以及生产成本提高的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置及检测方法，包括呈u型设置的支撑框架，所述支撑框架的底部左右两侧均前后对称设有刹车万向轮，所述支撑框架的内腔底部焊接有检测平台，所述检测平台的左右两侧均延伸至支撑框架的外部，所述检测平台的顶部中央固定有检测箱，所述检测箱的顶部与支撑框架的内腔顶部相对设置，且检测箱的左右两侧下部对称贯穿设有检测口。

优选地，所述支撑框架的内腔顶部中央均匀间隔设有三组照明装置，所述照明装置包括基座、旋转连接器、两组转动座、转轴、驱动件、固定连接件和照明灯，所述基座嵌于支撑框架的内腔顶部，所述旋转连接器设置于基座的顶部中央，两组所述转动座前后对称设置于旋转连接器的顶部中央，所述驱动件固定于前侧所述转动座的前表面中央，且驱动件的后侧动力输出端通过轴承与转轴固定连接，所述转轴贯穿于前侧转动座的表面并延伸至后侧转动座的前表面，且转轴的后端与后侧所述转动座的前表面转动连接，所述固定连接件与转轴的外壁中部固定连接，所述照明灯可拆卸连接于固定连接件的顶部中央。

优选地，所述检测箱的后侧内壁上部中央设有长椭圆形滑轨，所述长椭圆形滑轨的内腔配套间隔滑动卡接有两组第一电动滑块，所述第一电动滑块的前端通过固定座固定连接有第一微型电液推杆，所述第一微型电液推杆的端部固定有ccd相机，所述检测箱的前后两侧内壁底部均贯穿设有方形通孔。

优选地，所述检测平台为u型凹槽结构，且检测平台的前后两侧上部均设有t型辅助板，后侧所述t型辅助板嵌于支撑框架的内壁，且前后两侧所述t型辅助板之间均匀间隔转动连接有导辊，左右两侧所述导辊之间通过传送带传动连接，所述检测平台的后表面右侧设有伺服电机，所述伺服电机通过固定架与支撑框架的后壁固定连接，且伺服电机的前侧动力输出端贯穿延伸至后侧所述t型辅助板的表面并与右侧所述导辊的后端固定连接，所述t型辅助板的顶部延伸至检测平台的上方，且t型辅助板位于检测平台上方的内壁中央设有直向滑轨，所述检测箱的前后两侧分别与前后两侧所述t型辅助板相对设置，前后两侧所述方形通孔分别与前后两侧所述直向滑轨相对设置，所述直向滑轨的内腔配套滑动卡接有第二电动滑块，所述第二电动滑块的端部贯穿于方形通孔的内腔并通过固定座固定连接有第二微型电液推杆，所述第二微型电液推杆的端部设有支撑装置，且前后两侧支撑装置相对设置。

优选地，前侧所述第二微型电液推杆的端部固定有滑动机构，所述滑动机构的后表面中央竖直设有导轨，所述支撑装置的后表面中央通过第三电动滑块与导轨的内腔配套滑动卡接，且第三电动滑块滑动至最低端时支撑装置的底部与传送带的顶部贴合，所述第二微型电液推杆的底杆底部中央设有转动机构，所述转动机构的内腔转动连接有第三微型电液推杆，所述第三微型电液推杆的端部通过真空发生器固定有真空吸盘，所述真空吸盘与支撑装置的后表面下部中央吸合。

优选地，所述支撑装置的前表面左右俩侧中部对称设有微型滑轨，所述微型滑轨的内腔通过第四电动滑块滑动卡接有夹板，左右两侧所述夹板的相对表面均粘接有压电薄膜。

优选地，所述压电薄膜的输出端电性连接有微控制器，所述微控制器的输入端电性连接有操作面板，所述微控制器的输出端分别电性连接有执行单元、亮度调节单元、信息处理单元、信息采集单元和无线传输模块，所述无线传输模块无线连接有终端设备，所述执行单元包括旋转连接器、驱动件、第一电动滑块、第一微型电液推杆、ccd相机、伺服电机、第二电动滑块、第二微型电液推杆、第三电动滑块、第三微型电液推杆、真空发生器和第四电动滑块。

优选地，所述亮度调节单元依据信息采集单元通过ccd相机拍摄图像采集的图像清晰度信息对照明灯的照射角度进行相应的调节，具体地，通过微控制器控制旋转连接器和驱动件进行转动的同时利用ccd相机实时采集图像信息，并经过信息处理单元处理后将图像信息传输至终端设备，终端设备确定最终图像后停止微控制器控制操作，并将最终旋转连接器旋转角度和驱动件转动角度一并保存至亮度调节单元中。

优选地，所述亮度调节单元操作完成后，微控制器控制伺服电机开始工作，并同时驱动前后两侧第二微型电液推杆、第三微型电液推杆和真空发生器工作，将传送带上的太阳能电池硅片夹在前后两侧支撑装置之间，然后微控制器控制左右两侧第四电动滑块相向运动，直至压电薄膜中检测到压力信号为止，随后微控制器停止真空发生器工作，并同时控制第三电动滑块向上运动至最高处为止。

优选地，所述支撑装置向上运动至导轨的顶端时停止，微控制器控制第一电动滑块和第二电动滑块随传送带同速运动，同时ccd相机采集太阳能电池硅片的图像信息，并将此图像信息输送至信息处理单元中处理后传输至信息采集单元，以便对太阳能电池硅片的弯曲度信息进行提取和采集，所述压电薄膜将压力信号传输至信息处理单元中，信息处理单元将不同位置的压力信息转化成状态分布图，以便观察太阳能电池硅片的翘曲度，并将太阳能电池硅片的弯曲度与翘曲度信息一并由无线传输模块输送至终端设备上。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置及检测方法采用多种功能相结合的方式设计出一种新型太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置及检测方法，摒弃了目前传统的太阳能无土电池硅片因弯曲度和翘曲度不符合规定的范围，导致生产效率降低以及生产成本提高的情况，本发明有益效果：

1、本发明在检测箱的后侧内壁上部中央设有长椭圆形滑轨，且长椭圆形滑轨的内腔配套间隔滑动卡接有两组第一电动滑块，第一电动滑块的前端通过第一微型电液推杆固定有ccd相机，检测箱的前后两侧内壁底部均贯穿设有方形通孔，第二电动滑块的端部贯穿于方形通孔的内腔并通过固定座固定连接有第二微型电液推杆，第二微型电液推杆的端部设有支撑装置，且前后两侧支撑装置相对设置，从而能够在太阳能电池硅片移动的同时ccd相机也跟随移动，达到相对静止的效果，能够提高图像采集的稳定性；

2、本发明亮度调节单元依据信息采集单元通过ccd相机拍摄图像采集的图像清晰度信息对照明灯的照射角度进行相应的调节，具体地，通过微控制器控制旋转连接器和驱动件进行转动的同时利用ccd相机实时采集图像信息，并经过信息处理单元处理后将图像信息传输至终端设备，终端设备确定最终图像后停止微控制器控制操作，并将最终旋转连接器旋转角度和驱动件转动角度一并保存至亮度调节单元中，以便后续图像能够达到相应的清晰度；

3、本发明控制器控制伺服电机开始工作，并同时驱动前后两侧第二微型电液推杆、第三微型电液推杆和真空发生器工作，将传送带上的太阳能电池硅片夹在前后两侧支撑装置之间，然后微控制器控制左右两侧第四电动滑块相向运动，直至压电薄膜中检测到压力信号为止，随后微控制器停止真空发生器工作，并同时控制第三电动滑块向上运动至最高处为止，真空吸盘能够在竖直方向上给支撑装置能够稳定性，进而使得太阳能电池硅片能够处于水平状态；

4、本发明支撑装置向上运动至导轨的顶端时停止，微控制器控制第一电动滑块和第二电动滑块随传送带同速运动，同时ccd相机采集太阳能电池硅片的图像信息，并将此图像信息输送至信息处理单元中处理后传输至信息采集单元，以便对太阳能电池硅片的弯曲度信息进行提取和采集，所述压电薄膜将压力信号传输至信息处理单元中，信息处理单元将不同位置的压力信息转化成状态分布图，以便观察太阳能电池硅片的翘曲度，并将太阳能电池硅片的弯曲度与翘曲度信息一并由无线传输模块输送至终端设备上，实现自动化检测太阳能电池硅片信息的过程，有效提高生产效率，极大降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明支撑框架局部结构图；

图3为本发明照明装置结构图；

图4为本发明检测箱后侧内壁结构图；

图5为本发明检测平台结构图；

图6为本发明图5局部结构图；

图7为本发明图6局部结构图；

图中：

1、支撑框架；2、检测平台；3、检测箱；4、检测口；5、刹车万向轮；6、照明装置；7、长椭圆形滑轨；8、第一电动滑块；9、第一微型电液推杆；10、ccd相机；11、方形通孔；12、t型辅助板；13、导辊；14、传送带；15、直向滑轨；16、第二电动滑块；17、伺服电机；19、支撑装置；20、第二微型电液推杆；21、滑动机构；22、导轨；23、转动机构；24、第三微型电液推杆；25、真空吸盘；26、微型滑轨；27、压电薄膜；28、夹板；61、基座；62、旋转连接器；63、转动座；64、转轴；65、驱动件；66、固定连接件；67、照明灯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置及检测方法，如图1-7所示，包括呈u型设置的支撑框架1，支撑框架1的底部左右两侧均前后对称设有刹车万向轮5，支撑框架1的内腔底部焊接有检测平台2，检测平台2的左右两侧均延伸至支撑框架1的外部，检测平台2的顶部中央固定有检测箱3，检测箱3的顶部与支撑框架1的内腔顶部相对设置，且检测箱3的左右两侧下部对称贯穿设有检测口4；

支撑框架1的内腔顶部中央均匀间隔设有三组照明装置6，照明装置6包括基座61、旋转连接器62、两组转动座63、转轴64、驱动件65、固定连接件66和照明灯67，基座61嵌于支撑框架1的内腔顶部，旋转连接器62设置于基座61的顶部中央，两组转动座63前后对称设置于旋转连接器62的顶部中央，驱动件65固定于前侧转动座63的前表面中央，且驱动件65的后侧动力输出端通过轴承与转轴64固定连接，转轴64贯穿于前侧转动座63的表面并延伸至后侧转动座63的前表面，且转轴64的后端与后侧转动座63的前表面转动连接，固定连接件66与转轴64的外壁中部固定连接，照明灯67可拆卸连接于固定连接件66的顶部中央；

检测箱3的后侧内壁上部中央设有长椭圆形滑轨7，长椭圆形滑轨7的内腔配套间隔滑动卡接有两组第一电动滑块8，第一电动滑块8的前端通过固定座固定连接有第一微型电液推杆9，第一微型电液推杆9的端部固定有ccd相机10，检测箱3的前后两侧内壁底部均贯穿设有方形通孔11；

检测平台2为u型凹槽结构，且检测平台2的前后两侧上部均设有t型辅助板12，后侧t型辅助板12嵌于支撑框架1的内壁，且前后两侧t型辅助板12之间均匀间隔转动连接有导辊13，左右两侧导辊13之间通过传送带14传动连接，检测平台2的后表面右侧设有伺服电机17，伺服电机17通过固定架与支撑框架1的后壁固定连接，且伺服电机17的前侧动力输出端贯穿延伸至后侧t型辅助板12的表面并与右侧导辊13的后端固定连接，t型辅助板12的顶部延伸至检测平台2的上方，且t型辅助板12位于检测平台2上方的内壁中央设有直向滑轨15，检测箱3的前后两侧分别与前后两侧t型辅助板12相对设置，前后两侧方形通孔11分别与前后两侧直向滑轨15相对设置，直向滑轨15的内腔配套滑动卡接有第二电动滑块16，第二电动滑块16的端部贯穿于方形通孔11的内腔并通过固定座固定连接有第二微型电液推杆20，第二微型电液推杆20的端部设有支撑装置19，且前后两侧支撑装置19相对设置；

前侧第二微型电液推杆20的端部固定有滑动机构21，滑动机构21的后表面中央竖直设有导轨22，支撑装置19的后表面中央通过第三电动滑块与导轨22的内腔配套滑动卡接，且第三电动滑块滑动至最低端时支撑装置19的底部与传送带14的顶部贴合，第二微型电液推杆20的底杆底部中央设有转动机构23，转动机构23的内腔转动连接有第三微型电液推杆24，第三微型电液推杆24的端部通过真空发生器固定有真空吸盘25，真空吸盘25与支撑装置19的后表面下部中央吸合；

支撑装置19的前表面左右俩侧中部对称设有微型滑轨26，微型滑轨26的内腔通过第四电动滑块滑动卡接有夹板28，左右两侧夹板28的相对表面均粘接有压电薄膜27；

压电薄膜27的输出端电性连接有微控制器，微控制器的输入端电性连接有操作面板，微控制器的输出端分别电性连接有执行单元、亮度调节单元、信息处理单元、信息采集单元和无线传输模块，无线传输模块无线连接有终端设备，执行单元包括旋转连接器62、驱动件65、第一电动滑块8、第一微型电液推杆9、ccd相机10、伺服电机17、第二电动滑块16、第二微型电液推杆20、第三电动滑块、第三微型电液推杆24、真空发生器和第四电动滑块；

亮度调节单元依据信息采集单元通过ccd相机10拍摄图像采集的图像清晰度信息对照明灯67的照射角度进行相应的调节，具体地，通过微控制器控制旋转连接器62和驱动件65进行转动的同时利用ccd相机10实时采集图像信息，并经过信息处理单元处理后将图像信息传输至终端设备，终端设备确定最终图像后停止微控制器控制操作，并将最终旋转连接器62旋转角度和驱动件65转动角度一并保存至亮度调节单元中；

亮度调节单元操作完成后，微控制器控制伺服电机17开始工作，并同时驱动前后两侧第二微型电液推杆20、第三微型电液推杆24和真空发生器工作，将传送带14上的太阳能电池硅片夹在前后两侧支撑装置19之间，然后微控制器控制左右两侧第四电动滑块相向运动，直至压电薄膜27中检测到压力信号为止，随后微控制器停止真空发生器工作，并同时控制第三电动滑块向上运动至最高处为止；

支撑装置19向上运动至导轨22的顶端时停止，微控制器控制第一电动滑块8和第二电动滑块16随传送带14同速运动，同时ccd相机10采集太阳能电池硅片的图像信息，并将此图像信息输送至信息处理单元中处理后传输至信息采集单元，以便对太阳能电池硅片的弯曲度信息进行提取和采集，压电薄膜27将压力信号传输至信息处理单元中，信息处理单元将不同位置的压力信息转化成状态分布图，以便观察太阳能电池硅片的翘曲度，并将太阳能电池硅片的弯曲度与翘曲度信息一并由无线传输模块输送至终端设备上。

本发明所提供的一种太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置及检测方法采用多种功能相结合的方式设计出一种新型太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置及检测方法，摒弃了目前传统的太阳能无土电池硅片因弯曲度和翘曲度不符合规定的范围，导致生产效率降低以及生产成本提高的情况，本发明有益效果：

1、本发明在检测箱的后侧内壁上部中央设有长椭圆形滑轨，且长椭圆形滑轨的内腔配套间隔滑动卡接有两组第一电动滑块，第一电动滑块的前端通过第一微型电液推杆固定有ccd相机，检测箱的前后两侧内壁底部均贯穿设有方形通孔，第二电动滑块的端部贯穿于方形通孔的内腔并通过固定座固定连接有第二微型电液推杆，第二微型电液推杆的端部设有支撑装置，且前后两侧支撑装置相对设置，从而能够在太阳能电池硅片移动的同时ccd相机也跟随移动，达到相对静止的效果，能够提高图像采集的稳定性；

2、本发明亮度调节单元依据信息采集单元通过ccd相机拍摄图像采集的图像清晰度信息对照明灯的照射角度进行相应的调节，具体地，通过微控制器控制旋转连接器和驱动件进行转动的同时利用ccd相机实时采集图像信息，并经过信息处理单元处理后将图像信息传输至终端设备，终端设备确定最终图像后停止微控制器控制操作，并将最终旋转连接器旋转角度和驱动件转动角度一并保存至亮度调节单元中，以便后续图像能够达到相应的清晰度；

3、本发明控制器控制伺服电机开始工作，并同时驱动前后两侧第二微型电液推杆、第三微型电液推杆和真空发生器工作，将传送带上的太阳能电池硅片夹在前后两侧支撑装置之间，然后微控制器控制左右两侧第四电动滑块相向运动，直至压电薄膜中检测到压力信号为止，随后微控制器停止真空发生器工作，并同时控制第三电动滑块向上运动至最高处为止，真空吸盘能够在竖直方向上给支撑装置能够稳定性，进而使得太阳能电池硅片能够处于水平状态；

4、本发明支撑装置向上运动至导轨的顶端时停止，微控制器控制第一电动滑块和第二电动滑块随传送带同速运动，同时ccd相机采集太阳能电池硅片的图像信息，并将此图像信息输送至信息处理单元中处理后传输至信息采集单元，以便对太阳能电池硅片的弯曲度信息进行提取和采集，所述压电薄膜将压力信号传输至信息处理单元中，信息处理单元将不同位置的压力信息转化成状态分布图，以便观察太阳能电池硅片的翘曲度，并将太阳能电池硅片的弯曲度与翘曲度信息一并由无线传输模块输送至终端设备上，实现自动化检测太阳能电池硅片信息的过程，有效提高生产效率，极大降低生产成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。