太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置和检测方法与流程

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种太阳能电池硅片抛光后的弯曲度和翘曲度检测装置和检测方法。

背景技术：

太阳能电池片的主要原材料是硅片，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。

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，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。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置和检测方法。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置，包括检测机构，用于太阳能电池硅片的弯曲度和翘曲检测；上料机构，用于抓取输送机构上的太阳能电池硅片放置在所述检测机构上；以及下料机构，用于将检测完成的太阳能电池硅片从检测机构上取走；

所述检测机构包括支架，以及设置在支架上的输送机构、提升机构和检测箱，所述输送机构用于承托待检测的太阳能电池硅片从上料机构一侧经过检测箱流转至下料机构一侧，所述提升机构包括下载板和设置在下载板底部的提升气缸，所述提升气缸带动所述下载板上下运动，所述下载板上方的输送机构上设有光电传感器，光电传感器用于检测是否有太阳能电池硅片运动到下载板上方，所述检测箱位于所述下载板的正上方，且所述检测箱为下端开口的柱形空箱，所述下载板的大小要至少能够盖住所述检测箱下端的开口，所述检测箱内部设有与所述下载板平行的图像扫描组件，所述图像扫描组件包括上盖板、扫描灯、反光罩、反光镜、CCD相机、图像处理系统、电脑主机和显示器，所述电脑主机上安装有与图像处理系统配套的图像处理软件，所述扫描灯位于所述上盖板与所述检测箱形成的成像室内，且位于所述上盖板的上方，所述扫描灯、反光罩、反光镜和CCD相机光学连接，所述CCD相机与所述图像处理系统、电脑主机和显示器线路连接。所述图像扫描组件用于太阳能电池硅片的扫描成像，上盖板为透明的玻璃材质，用于透过扫描灯的光线将被扫面的太阳能电池硅片成像。

进一步，所述上料机构和下料机构均采用三足吸盘。

进一步，为了保证操作的流畅性，避免卡住，所述下载板的轴截面为上小下大的等腰梯形，所述检测箱开口处的内壁为与所述下载板形状相同的等腰梯形。等腰梯形便于下载板在检测箱内的进出。

进一步，为了保证稳定性和降低零部件动作过程中的噪音，所述检测箱下端开口与所述下载板的接触面上沿周向设有密封缓冲层。密封缓冲层的高度H1要大于太阳能电池硅片的厚度H2。密封缓冲层一方面起到密封作用防止外界光线进入，影响图像成像效果，避免了图像边缘的模糊化，提高了检测的精度；另外，当下载板抬起时，下载板与检测箱下端开口的内壁会产生碰撞，容易造成检测箱内部的光学元件的损坏或者造成光路传递精度降低，因此，密封缓冲层可以有效降低下载板与检测箱撞击对光学系统的影响，进一步保证检测的精度；为了避免下载板和上盖板将太阳能电池硅片压碎，必须要保证二者之间的距离大于太阳能电池硅片的厚度H1，因此，密封缓冲层还起到限位定位的作用。

一种太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测方法，包括上述的太阳能电池硅片弯曲度和翘曲度检测装置，还包括以下步骤：

上料机构将太阳能电池硅片放置在输送机构，输送机构带动太阳能电池硅片向检测箱方向运动，光电传感器检测到有太阳能电池硅片到达下载板上方时，提升气缸带动下载板由下向上运动，使下载板盖合在所述检测箱的下端开口上，检测箱内部处于无光环境；然后，启动扫描灯，使扫描灯从检测箱的一侧运动到另一侧，扫描灯的光线照射到太阳能电池硅片上，经过太阳能电池硅片、反光罩和反光镜的依次反射进入CCD相机成像，CCD相机所成图像发送图像处理系统，图像处理系统对太阳能电池硅片所成的像进行处理，并且与标准的图像进行比对，将比对结果发送至电脑主机，由显示器进行显示；同时，可以通过安装在电脑主机上的与图像处理系统配套的图像处理软件进行参数的调整和数据的分析对比。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种太阳能电池硅片抛光后的弯曲度和翘曲度检测装置和检测方法，采用成像的原理对太阳能电池硅片扫描成像，将成像结果与标准的图像进行对比，从而判断太阳能电池硅片是否满足弯曲度和翘曲度的要求，检测方便快捷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明最佳实施例的结构示意图；

图2是检测状态示意图；

图3是检测原理示意图。

图中：1、太阳能电池硅片，2、输送机构，3、提升气缸，4、下载板，5、检测箱，6、上盖板，7、图像处理系统，8、电脑主机，9、扫描灯，10、密封缓冲层，11、标准硅片，12、翘曲硅片。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-2所示，一种太阳能电池硅片1弯曲度和翘曲度检测装置，包括检测机构，用于太阳能电池硅片1的弯曲度和翘曲检测；上料机构，用于抓取输送机构2上的太阳能电池硅片1放置在所述检测机构上；以及下料机构，用于将检测完成的太阳能电池硅片1从检测机构上取走；所述检测机构包括支架，以及设置在支架上的输送机构2、提升机构和检测箱5，所述输送机构2用于承托待检测的太阳能电池硅片1从上料机构一侧经过检测箱5流转至下料机构一侧，所述提升机构包括下载板4和设置在下载板4底部的提升气缸3，所述提升气缸3带动所述下载板4上下运动，所述下载板4上方的输送机构2上设有光电传感器，光电传感器用于检测是否有太阳能电池硅片1运动到下载板4上方，所述检测箱5位于所述下载板4的正上方，且所述检测箱5为下端开口的柱形空箱，所述下载板4的大小要至少能够盖住所述检测箱5下端的开口，所述检测箱5内部设有与所述下载板4平行的图像扫描组件，所述图像扫描组件包括上盖板6、扫描灯9、反光罩、反光镜、CCD相机、图像处理系统7、电脑主机8和显示器，所述电脑主机8上安装有与图像处理系统7配套的图像处理软件，所述扫描灯9位于所述上盖板6与所述检测箱5形成的成像室内，且位于所述上盖板6的上方，所述扫描灯9、反光罩、反光镜和CCD相机光学连接，所述CCD相机与所述图像处理系统7、电脑主机8和显示器线路连接。所述图像扫描组件用于太阳能电池硅片1的扫描成像，上盖板6为透明的玻璃材质，用于透过扫描灯9的光线将被扫面的太阳能电池硅片1成像。

进一步，所述上料机构和下料机构均采用三足吸盘。

进一步，为了保证操作的流畅性，避免卡住，所述下载板4的轴截面为上小下大的等腰梯形，所述检测箱5开口处的内壁为与所述下载板4形状相同的等腰梯形。等腰梯形便于下载板4在检测箱5内的进出。

进一步，为了保证稳定性和降低零部件动作过程中的噪音，所述检测箱5下端开口与所述下载板4的接触面上沿周向设有密封缓冲层10。密封缓冲层10的高度H1要大于太阳能电池硅片1的厚度H2。密封缓冲层10一方面起到密封作用防止外界光线进入，影响图像成像效果，避免了图像边缘的模糊化，提高了检测的精度；另外，当下载板4抬起时，下载板4与检测箱5下端开口的内壁会产生碰撞，容易造成检测箱5内部的光学元件的损坏或者造成光路传递精度降低，因此，密封缓冲层10可以有效降低下载板4与检测箱5撞击对光学系统的影响，进一步保证检测的精度；为了避免下载板4和上盖板6将太阳能电池硅片1压碎，必须要保证二者之间的距离大于太阳能电池硅片1的厚度H1，因此，密封缓冲层10还起到限位定位的作用。

一种太阳能电池硅片1弯曲度和翘曲度检测方法，包括上述的太阳能电池硅片1弯曲度和翘曲度检测装置，还包括以下步骤：

上料机构将太阳能电池硅片1放置在输送机构2，输送机构2带动太阳能电池硅片1向检测箱5方向运动，光电传感器检测到有太阳能电池硅片1到达下载板4上方时，提升气缸3带动下载板4由下向上运动，使下载板4盖合在所述检测箱5的下端开口上，检测箱5内部处于无光环境；然后，启动扫描灯9，使扫描灯9从检测箱5的一侧运动到另一侧，扫描灯9的光线照射到太阳能电池硅片1上，经过太阳能电池硅片1、反光罩和反光镜的依次反射进入CCD相机成像，CCD相机所成图像发送图像处理系统7，图像处理系统7对太阳能电池硅片1所成的像进行处理，并且与标准的图像进行比对，将比对结果发送至电脑主机8，由显示器进行显示；同时，可以通过安装在电脑主机8上的与图像处理系统7配套的图像处理软件进行参数的调整和数据的分析对比。

如图3所示，当太阳能电池硅片1存在弯曲和翘曲时，其翘曲硅片12成像的外形尺寸L2肯定小于标准硅片11的外形尺寸L1，计算变形率，如果在允许的范围内，则无需进行处理，如果大于设置的要求，则需要将翘曲硅片12进行校正或者报废处理。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。