CN104659154B - 一种太阳能电池硅片刻蚀检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池硅片刻蚀检测仪，滑动面板置于测试台的凸台上，滑动面板侧边设有齿条，调节杆的外圈上有与齿条啮合的齿形，调节杆紧靠滑动面板的侧边齿条通过自转驱动滑动面板在凸台上滑移，且调节杆上标有读出滑动面板移动距离的刻度，探针架从滑动面板的顶部延伸到前端面，由位于探针架上方的升降机构控制探针架上升及下降，探针架的底部装有两个具有弹性的探针，分别与万用表的正负电极相连；使用本发明进行太阳能电池硅片刻蚀效果检测，既可以检测是否欠刻，又可以同时检测是否过刻，两探针之间的距离固定，易于控制测量的硅片边缘两点之间的电阻，且探针始终与硅片保持垂直，与硅片的接触面积稳定，提高测量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池硅片，具体涉及一种太阳能电池硅片刻蚀检测仪。
背景技术
在太阳能电池的生产过程中，刻蚀工序的目的是将硅片非扩散面及侧面P-N结以化学方法腐蚀掉，但是存在两种刻蚀不合格的可能：第一种是欠刻，即侧面的P-N结没有彻底腐蚀掉，这样成品电池片会因为边缘漏电而导致转换效率下降，同时电池片使用寿命明显降低；第二种刻蚀不合格的情况是过刻，即工艺过程中不但腐蚀掉了背面及侧面P-N结，而且将正面边缘的P-N结也腐蚀掉，同时刻蚀的宽度超过1mm(与电池片正面电极设计有关，1mm为当前大多电池片电极距硅片边缘的距离)，这样P型硅仍能将正负电极相连，成品电池会因为边缘漏电而导致转换效率下降，同时电池片使用寿命会明显降低。而现行检测刻蚀效果的方法是使用万用表测试刻蚀后硅片侧面两点间电阻，当电阻超过1000欧姆时，认为硅片合格，当电阻低于1000欧姆时，认为硅片欠刻，即不合格，但这种检测方法只能检测欠刻，而对过刻则无法检测，只能通过肉眼观察硅片外观来粗略判断，整个测试都为人工操作，两表笔间距离难于控制，同时表笔与硅片难于保证垂直，即表笔与硅片的接触面积不稳定，这些都会影响测试的准确性。现在虽然存在一些新的检测手段，但是都不能有效的检测过刻。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于为了克服现有技术的不足，提供一种可检测欠刻、过刻且测量准确的太阳能电池硅片刻蚀检测仪。
技术方案：一种太阳能电池硅片刻蚀检测仪，包括其上设有凸台的测试台、调节杆、底部具有与所述凸台相适配的凹陷的滑动面板、探针架和升降机构，所述滑动面板置于所述测试台的凸台上，所述滑动面板侧边设有齿条，所述调节杆的外圈上有与所述齿条啮合的齿形，所述调节杆紧靠滑动面板的侧边齿条通过自转驱动所述滑动面板在所述凸台上滑移，且所述调节杆上标有读出所述滑动面板移动距离的刻度，所述探针架从所述滑动面板的顶部延伸到前端面，由位于所述探针架上方的所述升降机构控制所述探针架上升及下降，所述探针架的底部装有两个具有弹性的探针，分别与万用表的正负电极相连。
检测时，硅片平放于测试台上，升降机构驱动探针架上升或下落到合适位置，此时手动旋转调节杆，通过齿形传动将调节杆的圆周运动转化为滑动面板的水平直线运动，带动探针架，以此实现探针向硅片移动，控制探针距离硅片边缘的距离直到探针到达硅片所在位置，两探针与硅片接触，与之相连的万用表测出两探针之间硅片侧面的电阻。使滑动面板滑动并满足探针与硅片侧面接触，当此时电阻低于1000欧姆时，判断硅片欠刻；使滑动面板滑动并满足探针与硅片正表面距离边缘1mm位置接触(“1mm”为最外一根栅线距硅片边缘的距离，当栅线设计发生变化时此数值需随之调整)，当电阻高于1000欧姆时，判断硅片过刻，硅片既不欠刻、也不过刻时可判定为合格品。
此外，刻蚀后硅片表面会一道刻蚀线，也就是颜色不同的一条反应痕迹，其距硅片边缘的距离视为刻蚀宽度，当探针压在刻蚀线上时，手动旋转调节杆上的读数也可测出刻蚀宽度。
进一步，所述升降机构为内置铁芯的线圈，所述探针架包括水平段和竖直段，所述水平段由铁制成；打开电源给线圈通电，线圈产生电磁感应吸引探针架的水平段，吸引探针架上升，停止给线圈通电，探针架下落，从而带动整个探针架及其探针上下动作。
更进一步，所述线圈置于一块铁板上，通过所述铁板吸引所述探针架的水平段；线圈通电产生的磁场能够通过铁板进行再分布，形成一个以铁板为平面的均匀磁场，更加稳固贴合的吸引住探针架的水平段，使其上下动作更为稳定，不易掉落。
更进一步，所述竖直段由PVC制成，PVC材料有弹性且平滑，可防止在测试过程中对硅片的擦伤。
同理，所述测试台为PVC材料制成，用于承载被测硅片，保护硅片表面质量不受损坏。
为了防止探针在上下移动过程中损伤硅片，两个所述探针为铜质的弹簧，可自由伸缩，保护被测硅片，避免探针在下落过程中过大的冲击力击碎硅片；同时探针为铜质的导体，与万用表相接直接可测出硅片上两点电阻。
进一步，所述凸台的两个侧边对应所述滑动面板内凹面的两侧面分别横向的贯穿有半圆形凹槽，所形成的截面为圆形的通道内镶嵌有一组滚珠，滚珠可起到支撑测试面板滑动的作用，使滑动过程更加顺畅且减小摩擦力阻力，降低磨损。
有益效果：使用本发明进行太阳能电池硅片刻蚀效果检测，既可以检测是否欠刻，又可以同时检测是否过刻，同时可测量出刻蚀宽度；两探针之间的距离固定，易于控制测量的硅片边缘两点之间的电阻，且探针始终与硅片保持垂直，与硅片的接触面积稳定，提高测量的准确性；若需完成对硅片整体刻蚀效果的检测，即硅片不同边缘的电阻值，只需变化硅片的摆放位置，将硅片其他边缘与探针进行接触，即可进行下一次稳定的测量，操作方法简单可行，检测效果明显，保证每一片硅片每一面都无过刻和欠刻情况；检测快速简单，增加测试工作时效，检测效率显著提高，同时避免了手工操作，硅片表面划伤、碎片或受到污染的可能性大大降低，在检测过程中硅片的质量得到保证。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明调节杆和滑动面板齿形部分的局部放大图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：本实施例中的一种太阳能电池硅片刻蚀检测仪，如图1所示，包括测试台1、调节杆2、滑动面板3、探针架4；5、探针6和内置铁芯的线圈9，滑动面板3的底部为一凹面，配合置于测试台1上的凸台上，有滚珠镶嵌于凸台两侧与滑动面板3的前端面的凹槽中，起到支撑滑动面板3滑动的作用。测试台1由PVC制成，滑动面板3的侧边设有水平的齿条，调节杆2的外圈一周上有与齿条啮合的齿形，调节杆2紧靠滑动面板3的侧边齿条自转，通过相互啮合的齿形驱动滑动面板3在测试台1上来回水平移动，调节杆2的底端一周标有可读出测试台1移动距离的刻度。
探针架4；5设于滑动面板3的前端面，包括滑动面板3顶部的水平段4和沿前端面向下延伸的竖直段5，移动到一定位置竖直段5与测试台1的凸台接触，竖直段5由PVC制成，水平段4由铁制成，内置铁芯的线圈9放置在一块铁板8上，位于水平段4的上方，对线圈9通断电可产生电磁感应，吸引的水平段4，从而带动整个探针架4；5及其探针6上下动作；两个探针6为铜质的弹簧，可自由伸缩，竖直的安装在竖直段5的底部，探针6分别与万用表的正负电极相连。
过刻的检测方法为：给线圈9通电，线圈9产生磁场吸引探针架4；5上升，此时将硅片放置在测试台1上，正面朝上，并使其被测边紧贴凸台，停止给线圈9通电，线圈9释放探针架4；5，探针架4；5整体带动探针6一齐下降，直至降落到硅片的上表面即正面，手动旋转调节杆2，通过齿形传动将调节杆2的圆周运动转化为滑动面板3的水平直线运动，滑动面板3向硅片移动，直至探针6停靠在硅片边缘，记住此时调节杆2上的初始刻度，继续旋转调节杆2，直至万用表上可读出电阻值，此时调节杆2的刻度减去初始刻度为取探针6距离硅片边缘的距离，即电池片电极距硅片边缘的距离，可检查刻蚀的宽度是否超过1mm，万用表上显示出两探针6之间硅片的边缘电阻；当电阻高于1000欧姆时，硅片过刻，硅片为非合格品，当电阻低于1000欧姆时，硅片未过刻，为合格品。
欠刻的检测方法为：测试前停止给线圈9通电，使探针架4；5掉落于最低位置，此时探针架4；5落在测试台1上，将硅片放置在测试台1上并保证硅片被测边缘与两探针6接触，万用表上显示出两探针6之间的硅片电阻；当电阻高于1000欧姆时，硅片未欠刻，硅片为合格品，当电阻低于1000欧姆时，硅片欠刻，为非合格品。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (7)
1.一种太阳能电池硅片刻蚀检测仪，其特征在于：包括其上设有凸台的测试台、调节杆、底部具有与所述凸台相适配的凹陷的滑动面板、探针架和升降机构，所述滑动面板置于所述测试台的凸台上，所述滑动面板侧边设有齿条，所述调节杆的外圈上有与所述齿条啮合的齿形，所述调节杆紧靠滑动面板的侧边齿条通过自转驱动所述滑动面板在所述凸台上滑移，且所述调节杆上标有读出所述滑动面板移动距离的刻度，所述探针架从所述滑动面板的顶部延伸到前端面，由位于所述探针架上方的所述升降机构控制所述探针架上升及下降，所述探针架的底部装有两个具有弹性的探针，分别与万用表的正负电极相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池硅片刻蚀检测仪，其特征在于：所述升降机构为内置铁芯的线圈，所述探针架包括水平段和竖直段，所述水平段由铁制成。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池硅片刻蚀检测仪，其特征在于：所述线圈置于一块铁板上，通过所述铁板吸引所述探针架的水平段。
4.根据权利要求2所述的太阳能电池硅片刻蚀检测仪，其特征在于：所述竖直段由PVC制成。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池硅片刻蚀检测仪，其特征在于：所述测试台为PVC材料制成。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池硅片刻蚀检测仪，其特征在于：两个所述探针为铜质的弹簧。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池硅片刻蚀检测仪，其特征在于：所述凸台的两个侧边对应所述滑动面板内凹面的两侧面分别横向的贯穿有半圆形凹槽，所形成的截面为圆形的通道内镶嵌有一组滚珠。
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