CN105119571A - 一种用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，包括：第一传送机构、第二传送机构、检测暗箱、相机、直流电源和反光镜。其通过第一传送机构将硅太阳能电池传送到检测暗箱，检测暗箱内的直流电源给硅太阳电池加载一定的正向偏置电压，根据电致发光的原理，相机拍摄反光镜中硅太阳能电池的近红外图像并发送给计算机进行后续的图像处理及缺陷检测操作，第二传送结构将硅太阳能电池从检测暗箱中传送出生产线。本检测装置结构简单、成像质量高、能快速、准确识别出硅太阳能电池的缺陷，降低了硅材料消耗，控制了生产成本，有效提高了硅太阳能电池生产监控和缺陷检测的自动化和智能化。

Description

一种用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置

技术领域：

本发明属于太阳能电池技术领域，具体是涉及一种用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置。

背景技术：

21世纪以来，世界经济突飞猛进，经济发展所带来的能源过度消耗和环境恶化已经成为当今社会亟待解决的首要问题。我国是一个经济大国，同时又是一个能源消耗最大的国家，而目前使用的能源主要是煤炭，石油，天然气等常规能源，并且对这些能源的利用率不高，常规能源的不可再生性以及使用时对环境的破坏，势必会带来资源的过度浪费和环境的恶化等问题。太阳能作为一种用之不竭的可再生绿色能源得到了各个国家的广泛重视。硅太阳能电池具有可靠性高、使用时间长、恶劣环境的适应性强等特点，是太阳能电池中使用最广泛的。缺陷检测是硅太阳能电池生产制备过程中的核心步骤，因硅太阳能电池一般采用硅棒切割生产，在生产过程中容易受到损伤，产生虚焊、隐裂、断栅等问题，这些问题对电池的转换效率和使用寿命有着严重的影响，将危害太阳能电池板甚至光伏发电***的稳定性。

现有的用于硅太阳能电池的检测设备和方法主要有人工目测和红外扫描检测。人工目测即通过人工目测对硅太阳能电池进行缺陷检测，该方法劳动强度高，同时容易受到质检员的视力、主观意识、身体状况等因素的影响，缺陷指标不统一，难以适应大规模工业生产需求。红外扫描检测即利用激光采取逐点扫描的方式对太阳能电池进行扫描，相应的光敏元件可完成对缺陷的检测，但是该方法仅适用于检测尺寸较小的太阳能电池，局限性比较大，对常见的断栅、隐形裂纹等缺陷判断正确率较低。

发明内容：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于硅太阳能电池的检测设备及方法缺陷指标不统一、不适合大规模工业生产需求、检测局限性比较大、缺陷检测精度低、检测效果差，从而提出一种用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，包括：

第一传送机构，所述第一传送机构包括第一基架和设置在所述第一基架上方的第一传送链；

第二传送机构，所述第二传送机构包括第二基架、设置在所述第二基架上方的第二传送链、设置在所述第二基架下方的升降架；

检测暗箱，所述检测暗箱包括暗箱壳体、设置在所述暗箱壳体内部上方的第一支架和第二支架、设置在所述暗箱壳体内部下方的第三支架、设置在所述暗箱壳体内的第四支架；

相机，所述相机固定设置在所述第一支架上，所述相机的一端连接计算机；

直流电源，所述直流电源固定设置在所述第二支架上，所述直流电源与硅太阳能电池连接；

反光镜，所述反光镜设置在所述第三支架上；

第三传送链，所述第三传送链设置在所述第四支架上，所述第三传送链的第一端连接所述第一传送链，所述第三传送链的第二端连接所述第二传送链。

作为上述技术方案的优选，所述升降架的下方设置有气缸，所述升降架在所述气缸的推力作用下进行升降。

作为上述技术方案的优选，所述暗箱壳体相对的两个侧面上分别设置有第一开口和第二开口，所述第一传送链和所述第三传送链的连接端通过所述第一开口，所述第二传送链和所述第三传送链的连接端通过所述第二开口。

作为上述技术方案的优选，所述第二传送链远离所述检测暗箱的一端设置有主动轴，所述主动轴由直角中空减速电机驱动。

作为上述技术方案的优选，所述第一传送链、所述第二传送链、所述第三传送链均由塑料链条、链轮和导轨组成。

作为上述技术方案的优选，所述相机为制冷式CCD相机。

作为上述技术方案的优选，所述直流电源为可调稳压直流电源。

作为上述技术方案的优选，所述反光镜为平面光学反射镜。

本发明的有益效果在于：其通过第一传送机构将硅太阳能电池传送到检测暗箱，检测暗箱内的直流电源给硅太阳电池加载一定的正向偏置电压，根据电致发光的原理，相机拍摄反光镜中硅太阳能电池的近红外图像并发送给计算机进行后续的图像处理及缺陷检测操作，第二传送结构将硅太阳能电池从检测暗箱中传送出生产线。本检测装置结构简单、成像质量高、能快速、准确识别出硅太阳能电池的缺陷，降低了硅材料消耗，控制了生产成本，有效提高了硅太阳能电池生产监控和缺陷检测的自动化和智能化。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明一个实施例的用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置结构示意图；

图2为本发明一个实施例的第二传送机构结构示意图；

图3为本发明一个实施例的检测暗箱结构示意图。

图中符号说明：

1-第一传送机构，2-第二传送机构，3-检测暗箱，4-相机，5-直流电源，6-反光镜，101-第一基架，102-第一传送链，201-第二基架，202-第二传送链，203-升降架，204-气缸，205-主动轴，301-暗箱壳体，302-第一支架，303-第二支架，304-第三支架，305-第四支架，306-第三传动链，307-第一开口，308-第二开口。

具体实施方式：

如图1，本发明的用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，包括：第一传送机构1、第二传送机构2、检测暗箱3、相机4、直流电源5和反光镜6。

所述第一传送机构1包括第一基架101和设置在所述第一基架上方的第一传送链102。所述第一传送机构1设置在所述检测暗箱3的左侧，所述第一传送链102用于直线传送硅太阳能电池，所述传送链102包括两排传送链，每排传送链由塑料链条、链轮和导轨组成，所述两排传送链的距离小于所述硅太阳能电池的宽度。

如图2所示，所述第二传送机构2包括第二基架201、设置在所述第二基架201上方的第二传送链202、设置在所述第二基架201下方的升降架203。所述升降架203的下方设置有气缸204，所述升降架203在所述气缸204的推力作用下进行升降，从而使得升降架203上方的硅太阳能电池脱离所述第二传送链202并向上运动，将所述硅太阳能电池传送出生产线。所述第二传送机构2设置在所述检测暗箱3的右侧，所述第二传送链202和所述第一传送链102结构相同，包括两排传送链，每排传送链由塑料链条、链轮和导轨组成。所述第二传送链202远离所述检测暗箱3的一端设置有主动轴205，所述主动轴由直角中空减速电机驱动，所述主动轴205在直角中空减速电机的驱动下旋转并带动所述第二传送链202直线向前运动，带动所述硅太阳能电池往下一个生产线运动。

如图3所示，所述检测暗箱3包括暗箱壳体301、设置在所述暗箱壳体内部上方的第一支架302和第二支架303、设置在所述暗箱壳体内部下方的第三支架304、设置在所述暗箱壳体内的第四支架305。所述第三传送链306设置在所述第四支架305上，所述第三传送链306的第一端连接所述第一传送链102，所述第三传送链306的第二端连接所述第二传送链102，所述第三传送链306和所述第一传送链102及所述第二传送链202的结构相同，包括两排传送链，每排传送链由塑料链条、链轮和导轨组成，即所述第一传送链102、所述第二传送链202、所述第三传动链306可以为同一根传送链，也可以是三根传送链连接成而成。所述暗箱壳体相对的两个侧面上分别设置有第一开口307和第二开口308，所述第一传送链102和所述第三传送链306的连接端通过所述第一开口307，所述第二传送链202和所述第三传送链306的连接端通过所述第二开口308，所述第一开口307的开口大小设置为正好通过所述第一传送链102和所述第一传送链102上的硅太阳能电池，所述第二开口308的开口大小设置为正好通过所述第二传送链202和所述第二传送链202上的硅太阳能电池7，所述第一开口307和所述第二开口308上还设置有自动下降的开口挡板，当所述硅太阳能电池被传送到检测暗箱3内后，所述第一开口307和所述第二开口308上的开口挡板自动下降挡住所述第一开口307和所述第二开口308，使得光线进不到所述检测暗箱3内。

所述相机4固定设置在所述第一支架302上，所述相机4为制冷式CCD相机。所述相机4的一端连接计算机，用于将获取的硅太阳能电池的近红外图像发送到所述计算机中进行后续的图像处理及缺陷检测操作。图像处理及缺陷检测操作主要包括对获取的硅太阳能电池的近红外图像进行图像预处理、特征提取、样本训练识别、获取检测结果。

所述直流电源5固定设置在所述第二支架303上，所述直流电源5为可调稳压直流电源。所述直流电源与硅太阳能电池7连接，用于给所述硅太阳能电池提供一定的正向偏置电压，根据电致发光原理，硅太阳能电池在加载了正向偏置电压的情况下，电源将大量非平衡载流子注入电池，电致发光就是基于从扩散区注入的大量非平衡载流子不断地与空穴复合发光，在电池缺陷部位将会呈现出明显的暗影，再利用相机4获取硅太阳电池的缺陷图像。

所述反光镜6设置在所述第三支架304上。所述反光镜6为平面光学反射镜。当需要检测的硅太阳能电池尺寸较大时，为了使硅太阳能电池的近红外图像能够完全被相机拍摄，需要使用所述反光镜6延长物距，所述第三支架304为可调支架，正对不同的硅太阳能电池，可以通过调节所述第三直接304来调节反光镜6的位置，使得相机能够获取较好角度的硅太阳能电池近红外图像。

本实施例所述的用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，包括：第一传送机构、第二传送机构、检测暗箱、相机、直流电源和反光镜。其通过第一传送机构将硅太阳能电池传送到检测暗箱，检测暗箱内的直流电源给硅太阳电池加载一定的正向偏置电源，根据电致发光的原理，相机拍摄反光镜中硅太阳能电池的近红外图像并发送给计算机进行后续的图像处理及缺陷检测操作，第二传送结构将硅太阳能电池从检测暗箱中传送出生产线。本检测装置结构简单、成像质量高、能快速、准确识别出硅太阳能电池的缺陷，降低了硅材料消耗，控制了生产成本，有效提高了硅太阳能电池生产监控和缺陷检测的自动化和智能化。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，其特征在于，包括：

第一传送机构，所述第一传送机构包括第一基架和设置在所述第一基架上方的第一传送链；

第二传送机构，所述第二传送机构包括第二基架、设置在所述第二基架上方的第二传送链、设置在所述第二基架下方的升降架；

检测暗箱，所述检测暗箱包括暗箱壳体、设置在所述暗箱壳体内部上方的第一支架和第二支架、设置在所述暗箱壳体内部下方的第三支架、设置在所述暗箱壳体内的第四支架；

相机，所述相机固定设置在所述第一支架上，所述相机的一端连接计算机；

直流电源，所述直流电源固定设置在所述第二支架上，所述直流电源与硅太阳能电池连接；

反光镜，所述反光镜设置在所述第三支架上；

第三传送链，所述第三传送链设置在所述第四支架上，所述第三传送链的第一端连接所述第一传送链，所述第三传送链的第二端连接所述第二传送链。

2.根据权利要求1所述的用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，其特征在于：所述升降架的下方设置有气缸，所述升降架在所述气缸的推力作用下进行升降。

3.根据权利要求1所述的用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，其特征在于：所述暗箱壳体相对的两个侧面上分别设置有第一开口和第二开口，所述第一传送链和所述第三传送链的连接端通过所述第一开口，所述第二传送链和所述第三传送链的连接端通过所述第二开口。

4.根据权利要求3所述的用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，其特征在于：所述第二传送链远离所述检测暗箱的一端设置有主动轴，所述主动轴由直角中空减速电机驱动。

5.根据权利要求1所述的用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，其特征在于：所述第一传送链、所述第二传送链、所述第三传送链均由塑料链条、链轮和导轨组成。

6.根据权利要求1所述的用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，其特征在于：所述相机为制冷式CCD相机。

7.根据权利要求6所述的用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，其特征在于：所述直流电源为可调稳压直流电源。

8.根据权利要求7所述的用于硅太阳能电池的缺陷在线检测装置，其特征在于：所述反光镜为平面光学反射镜。