專利名稱：太陽能電池電致發(fā)光成像缺陷檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池檢測儀，尤其是涉及一種能將太陽能電池的內(nèi)在缺陷 和外在缺陷辨別出來的太陽能電池電致發(fā)光成像缺陷檢測儀。
背景技術(shù)：
太陽能電池生產(chǎn)過程中可能會產(chǎn)生各種各樣的缺陷，例如硅材料本身的位錯、斷 層以及PN結(jié)存在雜質(zhì)等內(nèi)在缺陷，還有硅材料在制作成太陽能電池過程中產(chǎn)生的電極斷 線、電極脫落、電池微裂等外在缺陷。這些缺陷都嚴(yán)重影響了太陽能電池的工作效率，因此 如何快速有效地檢測出這些缺陷，對太陽能電池品質(zhì)控制有著十分重要的意義。中國專利ZL200820007299. 3公開了一種基于太陽能電池在偏壓下的微光成像來 檢測太陽能電池隱性缺陷的檢測裝置。由于太陽能電池內(nèi)在缺陷和外在缺陷處在正向偏壓 下產(chǎn)生的電致發(fā)光光強(qiáng)極其微弱甚至不產(chǎn)生電致發(fā)光現(xiàn)象，這些缺陷區(qū)域在該裝置成像圖 片的對應(yīng)區(qū)域都顯示出灰度級極弱的圖像。因此該裝置只能有效地檢測出太陽能電池隱性 缺陷的位置，但是未能有效地區(qū)分出缺陷的類型。太陽能電池的一些內(nèi)在缺陷如硅材料本 身的位錯、斷層、晶界等是在硅片加工成太陽能電池生產(chǎn)過程中無法控制的，而太陽能電池 的一些外在缺陷如電極斷線、電極脫落、電池微裂往往是在硅片加工成太陽能電池的生產(chǎn) 過程中所造成的，這些外在缺陷是可以通過找出其相應(yīng)的生產(chǎn)工藝并加以優(yōu)化而避免的。 該裝置也沒有提供反向偏壓裝置，太陽能電池PN結(jié)完整的區(qū)域在反偏下是不產(chǎn)生電致發(fā) 光現(xiàn)象的，而一些較為明顯的PN結(jié)雜質(zhì)缺陷，在反向偏壓下存在電致發(fā)光現(xiàn)象。例如太陽 能電池在制作完鋁背電場后如果未切邊或者切邊不干凈這樣就導(dǎo)致電池周邊PN結(jié)存在一 定雜質(zhì)缺陷，而這些缺陷在高反偏下會產(chǎn)生電致發(fā)光現(xiàn)象，利用這點可以在高反偏下的電 池電致成像檢測出是否切邊干凈以及PN結(jié)雜質(zhì)區(qū)域，因此提供反偏電壓在太陽能電池缺 陷檢測中是非常有價值的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種快速有效的太陽能電池電致發(fā)光(EL)成像缺陷檢測 儀。本發(fā)明設(shè)有太陽能電池板、導(dǎo)熱平臺、穩(wěn)壓電源、控溫加熱器、濾波片、相機(jī)、調(diào)節(jié) 支架、圖像采集卡、電腦和底座，太陽能電池板設(shè)在導(dǎo)熱平臺上，導(dǎo)熱平臺和調(diào)節(jié)支架安裝 在底座上，控溫加熱器設(shè)于導(dǎo)熱平臺下，控溫加熱器與太陽能電池板連接，控溫加熱器對設(shè) 在導(dǎo)熱平臺上的太陽能電池板進(jìn)行溫度控制，濾波片安裝在相機(jī)的鏡頭前，相機(jī)設(shè)在調(diào)節(jié) 支架上，相機(jī)處在太陽能電池板上方，相機(jī)經(jīng)圖像采集卡與電腦連接。所述溫度控制的范圍可為25 300°C。所述濾波片可采用850nm濾波片。所述相機(jī)可采用制冷式CCD相機(jī)。所述穩(wěn)壓電源可采用晶體管穩(wěn)壓電源。所述調(diào)節(jié)支架可采用可上下左右前后調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)支架。
本發(fā)明的突出技術(shù)效果如下本發(fā)明在施加正向偏壓下本發(fā)明能快速有效檢測出太陽能電池存在外在缺陷，如 電極缺陷、微裂；內(nèi)在缺陷，如位錯、層錯等缺陷的位置，并通過溫度對內(nèi)在和外在缺陷處電 致發(fā)光強(qiáng)度的影響來辨別缺陷類型。同時在施加反向偏壓下本發(fā)明能快速有效檢測出太陽 能電池PN結(jié)雜質(zhì)缺陷。解決了晶體硅太陽能電池微光圖像檢測儀未能有效分辨出缺陷類 型以及未施加反向偏壓而檢測出PN結(jié)雜質(zhì)缺陷的問題。本發(fā)明能快速地對太陽能電池電致發(fā)光進(jìn)行成像，成像時間不到ls，并且利用在 正反偏壓下成像以及溫度對缺陷處電致發(fā)光強(qiáng)度的影響辨別出太陽能電池缺陷的類型，可 廣泛應(yīng)用于太陽能電池生產(chǎn)過程的檢測，及時有效地辨別出缺陷類型然后對造成太陽能電 池缺陷相應(yīng)的工藝缺陷進(jìn)行及時優(yōu)化。


圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中，1是太陽能電池板，2是導(dǎo)熱平臺，3是可提供正負(fù)偏壓的晶體管穩(wěn)壓電 源，4是控溫加熱器，5是850nm濾波片，6是制冷式(XD相機(jī)，7是調(diào)節(jié)支架，8是圖像采集 卡，9是電腦，10是底座。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對實用新型明儀器進(jìn)一步說明。如圖1所示，被檢測的太陽能電池板1放置在一耐高溫導(dǎo)熱平臺2上，可提供正負(fù) 偏壓的晶體管穩(wěn)壓電源3正負(fù)極與太陽能電池板1相應(yīng)的正負(fù)極相連接，導(dǎo)熱平臺(可采 用耐高溫導(dǎo)熱平臺)2和調(diào)節(jié)支架7安裝在底座10上，控溫加熱器4緊貼在耐高溫導(dǎo)熱平 臺2下面，制冷式(XD相機(jī)6安放在調(diào)節(jié)支架7上，圖像采集卡8將制冷式(XD相機(jī)6與電 腦9連接起來。將晶體管穩(wěn)壓電源3輸出電壓及控溫加熱器4調(diào)溫檔調(diào)至最低檔，然后接 通晶體管穩(wěn)壓電源3、控溫加熱器4、制冷式CCD相機(jī)6、電腦9的電源，之后從電腦9上打開 圖像采集卡軟件，這時能在電腦9上觀察到太陽能電池的圖像，再調(diào)整調(diào)節(jié)支架7的位置及 制冷式CCD相機(jī)6的焦距，使得制冷式CCD相機(jī)6能清晰對焦太陽能電池板1中央，然后將 850nm濾波片5安裝在制冷式CCD相機(jī)6鏡頭前面。此時慢慢調(diào)節(jié)晶體管穩(wěn)壓電源3輸出 電壓，當(dāng)施加到一定程度正向或反向電壓時，能在電腦9屏幕上觀察到太陽能電池板1的電 致發(fā)光圖像并可以對當(dāng)前圖像進(jìn)行保存。然后慢慢調(diào)節(jié)控溫加熱器4溫度檔，加熱到一定 溫度時，能觀察到太陽能電池板1電致發(fā)光強(qiáng)度的變化，并對圖像進(jìn)行保存，然后與未加熱 時的電致發(fā)光圖像進(jìn)行對比分析，進(jìn)一步辨別缺陷的類型，在正向偏壓下內(nèi)在缺陷處電致 發(fā)光強(qiáng)度隨溫度的升高而增強(qiáng)，而外在缺陷處電致發(fā)光強(qiáng)度幾乎不受溫度的影響。調(diào)節(jié)支架7采用可上下左右前后調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)支架。
權(quán)利要求
太陽能電池電致發(fā)光成像缺陷檢測儀，其特征在于設(shè)有太陽能電池板、導(dǎo)熱平臺、穩(wěn)壓電源、控溫加熱器、濾波片、相機(jī)、調(diào)節(jié)支架、圖像采集卡、電腦和底座，太陽能電池板設(shè)在導(dǎo)熱平臺上，導(dǎo)熱平臺和調(diào)節(jié)支架安裝在底座上，控溫加熱器設(shè)于導(dǎo)熱平臺下，控溫加熱器與太陽能電池板連接，控溫加熱器對設(shè)在導(dǎo)熱平臺上的太陽能電池板進(jìn)行溫度控制，濾波片安裝在相機(jī)的鏡頭前，相機(jī)設(shè)在調(diào)節(jié)支架上，相機(jī)處在太陽能電池板上方，相機(jī)經(jīng)圖像采集卡與電腦連接。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池電致發(fā)光成像缺陷檢測儀，其特征在于所述溫度控 制的范圍為25 300°C。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池電致發(fā)光成像缺陷檢測儀，其特征在于所述濾波片 為850nm濾波片。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池電致發(fā)光成像缺陷檢測儀，其特征在于所述相機(jī)為 制冷式CCD相機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池電致發(fā)光成像缺陷檢測儀，其特征在于所述穩(wěn)壓電 源為晶體管穩(wěn)壓電源。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池電致發(fā)光成像缺陷檢測儀，其特征在于所述調(diào)節(jié)支 架為可上下左右前后調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)支架。
全文摘要
太陽能電池電致發(fā)光成像缺陷檢測儀，涉及一種太陽能電池檢測儀。提供一種快速有效的太陽能電池電致發(fā)光成像缺陷檢測儀。設(shè)有太陽能電池板、導(dǎo)熱平臺、穩(wěn)壓電源、控溫加熱器、濾波片、相機(jī)、調(diào)節(jié)支架、圖像采集卡、電腦和底座，太陽能電池板設(shè)在導(dǎo)熱平臺上，導(dǎo)熱平臺和調(diào)節(jié)支架安裝在底座上，控溫加熱器設(shè)于導(dǎo)熱平臺下，控溫加熱器與太陽能電池板連接，控溫加熱器對設(shè)在導(dǎo)熱平臺上的太陽能電池板進(jìn)行溫度控制，濾波片安裝在相機(jī)的鏡頭前，相機(jī)設(shè)在調(diào)節(jié)支架上，相機(jī)處在太陽能電池板上方，相機(jī)經(jīng)圖像采集卡與電腦連接。
文檔編號G01N21/88GK101858870SQ201010177770
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者何發(fā)林, 龐愛鎖, 李艷華, 楊倩, 武智平, 潘淼, 羅學(xué)濤, 鄭蘭花, 陳朝 申請人:廈門大學(xué)