專利名稱：一種線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于檢測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，應(yīng)用于太陽能電池片的PL缺陷檢測。
背景技術(shù)：
由于光伏產(chǎn)業(yè)在清潔能源中扮演著越來越重要的角色，太陽能電池的制造商正在花大力提高生產(chǎn)效率，在增大產(chǎn)能的同時降低生產(chǎn)成本。這樣，在生產(chǎn)過程中的檢測系統(tǒng)就變得至關(guān)重要。太陽能電池的原始電池片在生產(chǎn)過程中就存在黑芯，裂紋等問題，由于它非常脆弱，在生產(chǎn)過程中，很容易造成肉眼無法察覺的破損，所以盡早發(fā)現(xiàn)不合格的電池片， 避免它流入下一道工藝，不僅可以減少浪費，還可以盡早發(fā)現(xiàn)工藝中存在的問題。檢測系統(tǒng)的基本性能由兩個關(guān)鍵指標衡量檢測速度和檢測靈敏度，隨著生產(chǎn)技術(shù)的進步，制造速度不斷加快，對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，需檢測的缺陷越來越小，因此對檢測系統(tǒng)的速度和靈敏度的要求也在不斷提高?，F(xiàn)在使用的PL檢測系統(tǒng)，是根據(jù)光致發(fā)光原理，采集太陽能電池片熒光信號并用 CCD成像，通過圖像分析來檢測太陽能電池的裂紋、黑芯、污染等缺陷，判斷電池片的質(zhì)量。 由于太陽能電池片熒光的波長在近紅外波段，而硅CXD在此波段的轉(zhuǎn)換效率很低，如要提高檢測速度，必須使用InGaAs相機，而InGaAs材料非常昂貴，為了提高檢測靈敏度，不可避免要增加像素數(shù)量，從而增加感光材料面積，使成本越來越高；另一種提高檢測速度的方法是增加激光的強度，而高功率激光的電源和冷卻系統(tǒng)非常龐大復(fù)雜，它的勻光系統(tǒng)成本也非常高?？傊?，迫切需要一種效率高，速度快的檢測設(shè)備用于太陽能電池生產(chǎn)線的高分辨率檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供了一種線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，使用線掃描探測器可以將激光光斑聚焦在一條很窄的線上，大大提高了功率密度，從而提高了檢測速度。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)為線性光源，所述成像系統(tǒng)包括線掃描探測器以及與之匹配的成像鏡頭。進--步，所述掃描探測器為線性hGaAs探測器。
進--步，還包括太陽能電池片移動機構(gòu)和對應(yīng)的編碼器。
進--步，所述線性光源為線性激光。
進--步，所述線性激光為線性水平疊陣激光器。
進--步，所述線性激光為線性半導(dǎo)體激光器。
進--步，所述照明系統(tǒng)為線性近紅外LED光源。
進--步，所述照明系統(tǒng)為線性LED光源，所述線掃描探測器為線性硅探測器。
進一步，所述成像鏡頭前設(shè)有濾光片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用線性光源和線掃描探測器，大大提高了光源的功率密度，從而提高了檢測速度，而且線掃描探測器可以在太陽能電池片移動的時候取像，減少了太陽能電池片移動機構(gòu)加速、減速和靜止的時間，不僅提高了速度，還簡化了系統(tǒng)整體設(shè)計。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖1是本發(fā)明的光學系統(tǒng)示意圖；圖2是現(xiàn)有的垂直疊陣激光器示意圖；圖3是本發(fā)明的水平疊陣激光器示意圖；圖4是具有不同檢測功能的光學模塊組合系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明所述線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，包括上料區(qū)，用于將太陽能電池片放置在太陽能電池片輸送裝置上；曝光區(qū)，設(shè)有位于太陽能電池片上方的檢測成像系統(tǒng)；分揀區(qū)，用于將不同質(zhì)量的太陽能電池片放到對應(yīng)的收料盒中。曝光區(qū)包括照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)，采用光致熒光原理對太陽能電池片實行曝光、 成像，所述照明系統(tǒng)為線性光源，所述成像系統(tǒng)包括線性InGaAs探測器1以及與之匹配的成像鏡頭。如圖1所示，線性光源為線性半導(dǎo)體激光器2，通過光學整形成一條細光斑，投射到太陽能電池片3表面，成像鏡頭將太陽能電池片3表面的像聚焦于線性InGaAs探測器1 上，成像鏡頭前設(shè)有濾光片(圖中未示出)，當太陽能電池片3表面和成像系統(tǒng)產(chǎn)生相對運動時，線性InGaAs探測器1就可獲得太陽能電池片3表面的圖像。單個激光器的功率一般在50W左右，圖2為現(xiàn)有的為獲得高功率激光而使用的垂直疊陣激光器4，垂直疊陣激光器4在垂直方向疊加，再配上勻光系統(tǒng)，可以得到均勻的方形光斑，適合于面陣探測器。為了能使用線掃描探測器，必須改變上述結(jié)構(gòu)，使激光器在水平方向疊加，如圖3所示，線性水平疊陣激光器5由于在水平方向上每個激光發(fā)光點的間距相等，即使沒有勻光系統(tǒng)，激光在水平方向也有很好的均勻性，通過線掃描探測器本身的校準功能，可以把光斑的非均勻性去掉。線性InGaAs探測器1的感光材料遠少于面陣探測器，即使是高分辨率的線性 InGaAs探測器1的感光材料仍然遠少于面陣探測器，所以其成本低廉，使用線掃描探測器可以將激光光斑聚焦在一條很窄的線上，大大提高了功率密度，從而提高了檢測速度。另外面陣探測器需要在太陽能電池片3靜止的時候取像。而線掃描探測器可以在太陽能電池片 3移動的時候取像，減少了太陽能電池片移動機構(gòu)加速，減速和靜止的時間，不僅提高了速度，還簡化了系統(tǒng)整體設(shè)計。使用線掃描成像時，如果太陽能電池片3移動速度不均，相同的結(jié)構(gòu)(比如柵線) 在線掃描探測器上所成的像會大小不一。為解決這個問題，需要在太陽能電池片移動機構(gòu)上加編碼器，太陽能電池片3每移動一定距離，編碼器發(fā)一個脈沖，觸發(fā)線掃描探測器掃描一條線，這樣每條掃描線所對應(yīng)的太陽能電池片3上寬度是一定的，和太陽能電池片移動機構(gòu)的速度無關(guān)。使用線掃描探測器還有一個缺點就是當太陽能電池片3上的柵線寬度或柵線間隔不是探測器像素的整數(shù)倍時，柵線邊緣所成的像會比較模糊，而隨著太陽能電池片3的移動，當上面的柵線寬度或柵線間隔是探測器像素的整數(shù)倍時，柵線邊緣所成的像會非常清晰。為解決這個問題，專門研究了算法來計算太陽能電池片3上相同結(jié)構(gòu)的周期和探測器像素的對應(yīng)關(guān)系。通過在編碼器中增加或減少一個脈沖，使太陽能電池片3上相同結(jié)構(gòu)的周期和線掃描探測器像素最大限度的成整數(shù)倍關(guān)系，這樣整張圖片的清晰度就可以保持一致。太陽能電池片3 —般是水平運動通過檢測裝置，探測器垂直放置取象時像差最小，如果使用面陣探測器，激光也必須接近垂直方向入射，這樣所成的方型光斑形變最小， 且強度分布最均勻，此時激光的主反射面，也就是垂直方向，散射的激光強度最強，為防止散射的激光進入探測器，干擾熒光信號的讀取，必須要在探測器前加多個濾光片，濾光片的作用是濾掉散射進入探測器的激光，并透過激發(fā)產(chǎn)生的熒光，而濾光片的增加必然降低了熒光信號的讀取。而線掃描探測器同樣放置在垂直位置，但線性激光卻可以大角度入射，此時垂直方向激光的散射強度較弱，可以減少激光濾光片而增加熒光強度。盡管線掃描探測器可以取得很高的靈敏度，如果需要檢測異常微小的缺陷時，還可以降低太陽能電池片3的移動速度，這樣就增大了圖像在太陽能電池片3移動方向的分辨率，近一步提高檢測靈敏度。進一步，本發(fā)明的線性探測器和線性激光器可以做成一個模塊，對此模塊稍加改動就可以擴展到其它的一些檢測功能。圖4顯示了一個具有不同檢測模塊的系統(tǒng)，線性 InGaAs探測器1和線性半導(dǎo)體激光器2組成光致熒光檢測模塊，將模塊中線性半導(dǎo)體激光器2換成線性近紅外LED光源6，并放到太陽能電池片3背面照射，就是一個太陽能電池片 3內(nèi)部微裂紋檢測模塊。將模塊中線性半導(dǎo)體激光器2換成線性LED光源7，線性InGaAs 探測器換1成線性硅探測器8，就是一個太陽能電池片3的外觀及顏色檢測模塊，其中，太陽能電池片3通過太陽能電池片移動機構(gòu)9輸送。本發(fā)明并不局限于上述實施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變形不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變形。
權(quán)利要求
1.一種線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)，其特征在于所述照明系統(tǒng)為線性光源，所述成像系統(tǒng)包括線掃描探測器以及與之匹配的成像^頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，其特征在于 所述掃描探測器為線性^GaAs探測器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，其特征在于 還包括太陽能電池片移動機構(gòu)和對應(yīng)的編碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，其特征在于 所述線性光源為線性激光。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，其特征在于 所述線性激光為線性水平疊陣激光器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，其特征在于 所述線性激光為線性半導(dǎo)體激光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，其特征在于 所述照明系統(tǒng)為線性近紅外LED光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，其特征在于 所述照明系統(tǒng)為線性LED光源，所述線掃描探測器為線性硅探測器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，其特征在于 所述成像鏡頭前設(shè)有濾光片。
全文摘要
本發(fā)明屬于檢測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種線掃描探測器檢測太陽能電池片缺陷的系統(tǒng)，應(yīng)用于太陽能電池片的PL缺陷檢測，其包括照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)，所述照明系統(tǒng)為線性光源，所述成像系統(tǒng)包括線掃描探測器以及與之匹配的成像鏡頭，本發(fā)明采用線性光源和線掃描探測器，大大提高了光源的功率密度，從而提高了檢測速度，而且線掃描探測器可以在太陽能電池片移動的時候取像，減少了太陽能電池片移動機構(gòu)加速、減速和靜止的時間，不僅提高了速度，還簡化了系統(tǒng)整體設(shè)計。
文檔編號G01N21/94GK102253051SQ20111011225
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者嚴征, 楊廣 申請人:3i系統(tǒng)公司