TWI489573B - 檢測裝置 - Google Patents

Description

檢測裝置

本發明是有關於一種檢測裝置，且特別是有關於一種適用於太陽能電池之檢測裝置。

在太陽能電池之電極的結構設計中，為了兼顧低光遮蔽率與低電阻，目前係將電極設計成包含匯流電極(bus bar)與指狀電極(finger bar)。指狀電極與匯流電極相接而自匯流電極延伸散布在太陽能電池之表面上，以將電流供應至匯流電極。在此電極設計中，指狀電極的設置可有助於降低光遮蔽率，而匯流電極的設置則可降低電阻，進而可提高電子流量。

一般係採用網印技術在太陽能電池之基板上設置電極。由於指狀電極在較佳高寬比之需求下，其高度通常無法僅透過單一次的網印步驟達成，而需經多次的印刷塗覆、烤乾與燒結，才能完成具所需高度之電極的製作。為了使後續印刷之材料層可準確疊合在已印刷之圖案層上，先前在印刷圖案層時也會同時將數個對準標記印刷至基材上方，以利後續印刷對準。在此種技術中，通常利用電荷耦合元件(CCD)相機等光學元件來檢測圖案層上之對準標記的位置，藉以判斷圖案層之位置，並利用此位置資訊來調整下一材料層之印刷位置。其中，所謂之對準標記有者係於前一道印刷時，額外印上不同於匯流電極(bus bar)與指狀電極(finger bar)之標記，然此標記除會遮蔽受光面積而 影響電池效率外，亦改變了電池外觀，進而衍生客戶能否接受此一外觀改變之問題。此外，亦有者係以電池片之側邊、邊角等處當作對準標記，如此卻因多晶電池片本身係為方形直角之設計，而單晶電池片四角有類似切邊之型態，而使得同一檢測裝置無法同時適用於單、多晶電池片之位置檢測。故若能以電池本身之匯流電極與指狀電極之交界等處作為對準標記，即可解決上述之問題。

然而，進行具不同數量之匯流電極印刷，例如二個匯流電極(2 BusBar)與三個匯流電極(3 Bus Bar)之產品的產線更換時，配置三個匯流電極時係以較靠兩側之兩個匯流電極與指狀電極之交界處做對準標記，而僅配置兩個匯流電極之電池，其兩個匯流電極之寬度係較配置三個匯流電極之間距為小，致使此二種產品之對準標記的位置產生不同，因此每一次更換產品線時，均需移動CCD相機，並進行CCD相機軟硬體的重新校正。每做一次CCD相機的校正約需耗時10小時不等之時間，使得停工期大幅增加，而造成產線上極大的產能損失。此外，產品線的更換也會產生對位問題，而導致產品缺陷增加，造成產品良率下降。

因此，本發明之一態樣就是在提供一種檢測裝置，其利用導光模組而可將不同產品線之對準標記影像分別傳送至同一光學模組之光學元件，以供進行這些產品線之對準標記的位置判讀與電極漿料印刷位置之補正。由於不需要移動光學模組之光學元件的鏡頭，因此可省略鏡頭校正的 動作，而大幅縮減網印機台之停工期，進而可有效提升產能利用率。

本發明之另一態樣是在提供一種檢測裝置，其檢測不同位置之對準標記時，不需移動光學模組之光學元件的鏡頭，因此可直接更換產品線，而可避免習知因更換產線之產品而衍生之印刷對位缺陷等問題。

根據本發明之上述目的，提出一種檢測裝置。此檢測裝置包含一光學模組以及一導光模組。導光模組係與光學模組連接配置，且此導光模組可分別接收一第一入射光與一第二入射光，並分別以一第一導引方向與一第二導引方向導引至光學模組。其中，第一入射光之入射方向與第二入射光之入射方向平行且不重疊。

依據本發明之一實施例，上述之第一導引方向與第二導引方向平行且重疊。

依據本發明之另一實施例，上述之第一導引方向與第二導引方向平行且不重疊。

依據本發明之又一實施例，上述之第二入射光與第二導引方向為同軸向。

依據本發明之再一實施例，上述之光學模組包括二鏡頭，分別接收第一入射光與第二入射光。

依據本發明之再一實施例，上述之導光模組包括一反射鏡組。

請參照第1圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的 一種檢測裝置的示意圖。此檢測裝置100可適用在太陽能電池的製程中。在本實施方式中，檢測裝置100可在太陽能電池之電極製作過程中，檢測已形成之電極圖案層上之對準標記的位置，以利太陽能電池之下一處理程序的進行。此檢測裝置100主要包含一導光模組108以及一光學模組106。

在一實施例中，光學模組106包含二光學元件104a與二光學元件104b。其中，二光學元件104a可例如分別用以接收來自具三個匯流電極之太陽能電池上之二對準標記120a的二第一入射光116a，而二光學元件104b可例如分別用以接收來自具二個匯流電極之太陽能電池上之二對準標記120b的二第二入射光116b。光學元件104a與104b可例如為CCD。在此實施方式中，可根據太陽能電池上欲檢測之對準標記的數量，來對應調整光學元件的數量，通常至少需三個位置處的對準標記才能符合位置檢測之所需，且一般多會以四個位置處的對準標記來進行位置檢測，故可配置兩組如第1圖之裝置並對應於靠匯流電極之兩端位置處而等距設置。檢測裝置100可應用在太陽能電池之圖案層如電極等之多重印刷的對準標記檢測上，但並不限於電極的多重印刷。各光學元件104a包含有鏡頭102a，且各光學元件104b包含有鏡頭102b，其中，鏡頭102a、102b可例如為CCTV鏡頭。光學元件104a與104b可分別透過鏡頭102a與102b而接收第一入射光116a與第二入射光116b。

在檢測裝置100中，光學模組106之光學元件104a與 104b均與導光模組108連接。在一實施例中，如第1圖所示，導光模組108包含二反射鏡組114a與二反射鏡組114b。二反射鏡組114a分別與二光學元件104a連接，且二反射鏡組114b分別與二光學元件104b連接，以分別將第一入射光116a和第二入射光116b分別導引至光學元件104a與104b。每個反射鏡組114a可例如包含反射鏡110a與112a，而每個反射鏡組114b可例如包含反射鏡110b與112b。

反射鏡組114a與反射鏡組114b之位置係分別根據太陽能電池上之對準標記120a與120b的位置來進行調整，以使第一入射光116a與第二入射光116b可分別射入反射鏡組114a與反射鏡組114b中，其中，尤其是對準標記120a、120b可與反射鏡110a、110b分別對應。而光學元件104a和104b的位置則分別根據反射鏡組114a與反射鏡組114b的位置來調整，以使第一入射光116a和116b分別經反射鏡組114a與反射鏡組114b反射後可進入光學元件104a和104b中。在此實施例中，二反射鏡組114b介於二反射鏡組114a之間，且二光學元件104b介於二光學元件104a之間。在其他實施例中，導光模組可例如包含折射鏡組，或選自由折射鏡、反射鏡與反射稜鏡組成之群組中的任一種組合。在本實施方式中，導光模組所包含之光學構件或組合只要可將來自對準標記之入射光導引至對應之光學元件中即可，並不限於上述實施例。

運用檢測裝置100來進行具二個匯流電極之太陽能電池上之二對準標記120b的檢測時，此二對準標記120b所 分別產生之二第二入射光116b以入射方向122b而分別射向導光模組108之二反射鏡組114b的反射鏡110b。經反射鏡110b反射後，第二入射光116b再射向反射鏡組114b之另一反射鏡112b。反射鏡112b可以第二導引方向118b，而將第二入射光116b導引至光學元件104b之鏡頭102b，而進入光學元件104b中。

另一方面，當運用檢測裝置100來進行具三個匯流電極之太陽能電池上之二對準標記120a的檢測時，此二對準標記120a所分別產生之二第一入射光116a以入射方向122a而分別射向導光模組108之二反射鏡組114a的反射鏡110a。經反射鏡110a反射後，第一入射光116a再射向反射鏡組114a之另一反射鏡112a。此時，反射鏡112a可以第一導引方向118a，而將第一入射光116a導引至光學元件104a之鏡頭102a，而進入光學元件104a。

在本實施方式中，具三個匯流電極之太陽能電池上之二對準標記120a與具二個匯流電極之太陽能電池上之二對準標記120b的位置不同，因此對準標記120a所產生之第一入射光116a的入射方向122a與對準標記120b之第二入射光116b的入射方向122b平行，但不重疊。在一實施例中，如第1圖所示，導光模組108之反射鏡組114a與反射鏡組114b分別將第一入射光116a與第二入射光116b導引至對應之光學元件104a與104b的第一導引方向118a與第二導引方向118b平行，但不重疊。

運用此實施方式，縱使不同產品線之太陽能電池的對準標記120a與120b之間的距離太小，而無法直接於這些 對準標記120a與120b正上方直接設置對應之光學元件104a與104b來做位置檢測時，可藉由搭配導光模組108的設計，在光學元件104a與104b非設置在對準標記120a與120b之正上方的情況下，仍可將對準標記120a與120b所產生之第一入射光116a與第二入射光116b順利導入光學元件104a與104b中。如此一來，可使光學元件104a與104b的設置空間擴大，且在設置上更有彈性。

由於，不同產品線之太陽能電池的對準標記120a與120b所分別發出之第一入射光116a與第二入射光116b均可傳送至檢測裝置100中，以使光學元件104a與104b可分別進行對準標記120a與120b之位置的判讀與補正。因此，檢測裝置100可同時檢測不同產品線之太陽能電池的對準標記120a與120b。因而，更換產品線時，不需移動檢測裝置100之光學元件104a與104b與導光模組108。如此一來，可省略習知技術之光學元件移動與校正程序，而可大大地縮減製程機台之停工期，進而可大幅提升產能利用率。此外，由於並未移動光學元件104a與104b，因此在多重印刷製程中，可避免習知技術因換線而產生之印刷對位缺陷。

請參照第2圖，其係繪示依照本發明之另一實施方式的一種適用於太陽能電池之檢測裝置的示意圖。在此實施方式中，檢測裝置200可應用在太陽能電池之圖案層如電極等之多重印刷的對準標記檢測上，但並不限於電極的多重印刷。檢測裝置200主要包含一導光模組204以及一光學模組202，其中，相較於第1圖之實施例而言，本實施 例主在說明第1圖導光模組108與光學模組106之右半部係有其他設計之方式，故而本實施例以下係僅以單側來說明三個匯流電極或二個匯流電極於檢測時之相關使用情形。在此實施方式中，相同於上述檢測裝置100之光學模組106，檢測裝置200之光學模組202可包含光學元件(未繪示)，例如CCD，而光學元件均包含有鏡頭，例如CCTV鏡頭。光學模組202之光學元件可接收來自不同產品線之太陽能電池上的對準標記的入射光，例如具三個匯流電極之太陽能電池上之對準標記222的第一入射光212、以及具二個匯流電極之太陽能電池上之對準標記224的第二入射光214。

在檢測裝置200中，光學模組202與導光模組204連接。在一實施例中，如第2圖所示，導光模組204包含一反射鏡組，此反射鏡組可包含二反射鏡206與208、以及可轉動之反射鏡210。反射鏡206與208係設置成可分別將第一入射光212與第二入射光214朝反射鏡210的方向反射，而反射鏡210則可根據檢測裝置200欲檢測之太陽能電池產品而旋轉調整。其中，上述之反射鏡206、208可為固定式或可旋轉調整之形式。

在本實施方式中，導光模組204所包含之光學構件或組合只要可分別將來自對準標記222與224之第一入射光212與第二入射光214導引至光學模組202之光學元件中即可，並不限於上述實施例之反射鏡組。在一些實施例中，導光模組可例如包含選自由折射鏡、反射鏡與反射菱鏡所組成群組中之任一種的組合。

運用檢測裝置200來進行具三個匯流電極之太陽能電池上之對準標記222的檢測時，可先旋轉反射鏡210，使反射鏡210之反射面與反射鏡206之反射面相對。對準標記222產生之第一入射光212以入射方向216而射向導光模組204之反射鏡206。經反射鏡206反射後，第一入射光212再射向反射鏡210。由於反射鏡210已經過旋轉調整，故反射鏡210之反射面可將自反射鏡206之反射面反射而來之第一反射光212，以一第一導引方向導引至光學模組202之光學元件。亦即藉此可使得反射鏡210之反射面可將自反射鏡206之反射面射來之第一反射光212，以一第一導引方向導引至光學模組202。

另一方面，當欲檢測二個匯流電極之太陽能電池上之對準標記224時，可先旋轉反射鏡210，使反射鏡210之反射面與反射鏡208之反射面相對。對準標記224產生之第二入射光214以入射方向218而射向導光模組204之反射鏡208。經反射鏡208反射後，第二入射光214再射向反射鏡210。由於反射鏡210已經過旋轉調整，故反射鏡210之反射面可將自反射鏡208之反射面反射來之第二入射光214，以一第二導引方向導引至光學模組202之光學元件。

在本實施方式中，第一導引方向與第二導引方向均為導引方向220，也就是說，第一導引方向與第二導引方向平行且重疊，如此，僅需採用單一個光學模組202之光學元件即可。此外，如第2圖所示，具三個匯流電極之太陽能電池上之對準標記222與具二個匯流電極之太陽能電池 上之對準標記224的位置不同(其中，第2圖之對準標記222與224係僅呈現於不同太陽能電池於相同側處之不同匯流電極位置而言。)，因此對準標記222所產生之第一入射光212的入射方向216與對準標記224之第二入射光214的入射方向218平行，但不重疊。

運用此實施方式，藉由導光模組204的設計，檢測裝置200之光學模組202可僅具有單一個光學元件，即可將不同產品線之產品的對準標記222與224所產生之第一入射光212與第二入射光214均順利導入光學模組202之此一光學元件中。

由於，不同產品線之太陽能電池的對準標記222與224所分別發出之第一入射光212與第二入射光214均可傳送至檢測裝置200中，而使光學模組202可進行對準標記222與224之位置的判讀與補正。因此，檢測裝置200可同時檢測不同產品線之太陽能電池的對準標記222與224。因而，更換產品線時，此實施方式同樣不需移動檢測裝置200之光學模組202與導光模組204。

請參照第3圖，其係繪示依照本發明之又一實施方式的一種適用於太陽能電池之檢測裝置的示意圖。在此實施方式中，檢測裝置300同樣可應用在太陽能電池之圖案層之多重印刷的對準標記檢測上，但並不限於電極的多重印刷。檢測裝置300主要包含一導光模組304以及一光學模組326。其中，相較於第1圖之實施例而言，本實施例主要係在說明第1圖導光模組108與光學模組106之右半部係有其他設計之方式，故而本實施例以下係僅以單側來說 明三個匯流電極或二個匯流電極於檢測時之相關使用情形。

在此實施方式中，類似於上述檢測裝置100之光學模組106，檢測裝置300之光學模組326可包含二光學元件302a與302b，例如CCD，而每個光學元件302a與302b均包含有鏡頭，例如CCTV鏡頭。光學模組326之光學元件302a與302b可接收來自不同產品線之太陽能電池上的對準標記的入射光，例如具三個匯流電極之太陽能電池上之對準標記322的第一入射光310、以及具二個匯流電極之太陽能電池上之對準標記324的第二入射光312。在一實施例中，如第3圖所示，對準標記324設置在光學模組326之光學元件302b之鏡頭的下方，因而從對準標記324發出之第二入射光312可直接射入光學元件302b中。

在檢測裝置300中，光學模組326之光學元件302a和302b均與導光模組304連接，或者，因對準標記324發出之第二入射光312係直接射入光學元件302b，故亦可與導光模組304無連接配置之關係。在一實施例中，如第3圖所示，導光模組304包含一反射鏡組，此反射鏡組可包含二反射鏡306與308，且此反射鏡組可設於對準標記322之正上方。在本實施方式中，導光模組304所包含之光學構件或組合只要可分別將來自對準標記322之第一入射光310導引至光學模組326之光學元件302a中即可，並不限於上述實施例之反射鏡組。在一些實施例中，導光模組可例如包含選自由折射鏡、反射鏡與反射菱鏡所組成群組中之任一種的組合。

運用檢測裝置300來進行具三個匯流電極之太陽能電池上之對準標記322的檢測時，對準標記322產生之第一入射光310以入射方向314而射向導光模組304之反射鏡308。經反射鏡308反射後，第一入射光310再射向反射鏡306。此時，反射鏡306可將自反射鏡308之反射面射來之第一反射光310，以一第一導引方向316導引至光學模組326之光學元件302a。

另一方面，當欲檢測具二個匯流電極之太陽能電池上之對準標記324時，對準標記324產生之第二入射光312以入射方向318而射向導光模組304。由於對準標記324設置在光學模組326之光學元件302b之鏡頭的正下方，因而第二入射光312可無需經導光模組304導引、或者經導光模組304導引後以與第二入射光312的入射方向318同軸向的第二導引方向320直接射入光學元件302b中。

在本實施方式中，具三個匯流電極之太陽能電池上之對準標記322與具二個匯流電極之太陽能電池上之對準標記324的位置不同，因此對準標記322所產生之第一入射光310的入射方向314與對準標記324之第二入射光312的入射方向318平行，但不重疊。

運用此實施方式，縱使不同產品線之太陽能電池的對準標記322與324之間的距離太小，而無法將對應之光學元件302a與302b均直接設在這些對準標記322與324的正上方，藉由導光模組304的設計，可在僅有光學元件302b設置在對準標記324之正上方的情況下，仍可將對準標記322與324所產生之第一入射光310與第二入射光312均 順利導入光學元件302a與302b中。如此一來，可使光學元件光學模組326之設置空間擴大，且在設置上更有彈性。

由於，不同產品線之太陽能電池的對準標記322與324所分別發出之第一入射光310與第二入射光312均可傳送至檢測裝置300中，而使光學模組326可進行對準標記322與324之位置的判讀與補正。因此，檢測裝置300可同時檢測不同產品線之太陽能電池的對準標記322與324。因而，更換產品線時，此實施方式也不需移動檢測裝置300之光學模組326與導光模組304。

於本發明之再一實施方式中，為了使檢測裝置可同時檢測不同產品線之太陽能電池的對準標記，亦可使檢測裝置包含步進式之光學模組系統。由於此步進式光學模組系統可根據不同產品線之太陽能電池之對準標記的位置而以自動化方式移動光學模組系統之光學元件，因此可適用於所有產品線之太陽能電池之對準標記的檢測。

由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為檢測裝置可利用導光模組而將不同產品線之對準標記影像分別傳送至同一光學模組之光學元件，以供進行這些產品線之對準標記的位置判讀與電極漿料印刷位置之補正。由於不需要移動光學模組之光學元件的鏡頭，因此可省略鏡頭校正的動作，而大幅縮減網印機台之停工期，進而可有效提升產能利用率。

由上述之實施方式可知，本發明之另一優點就是因為檢測裝置在檢測不同位置之對準標記時，不需移動光學模組之光學元件的鏡頭，因此可直接更換產品線，而可避免 習知因換線而產生之印刷對位缺陷等問題。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧檢測裝置

102a‧‧‧鏡頭

102b‧‧‧鏡頭

104a‧‧‧光學元件

104b‧‧‧光學元件

106‧‧‧光學模組

108‧‧‧導光模組

110a‧‧‧反射鏡

110b‧‧‧反射鏡

112a‧‧‧反射鏡

112b‧‧‧反射鏡

114a‧‧‧反射鏡組

114b‧‧‧反射鏡組

116a‧‧‧第一入射光

116b‧‧‧第二入射光

118a‧‧‧第一導引方向

118b‧‧‧第二導引方向

120a‧‧‧對準標記

120b‧‧‧對準標記

122a‧‧‧入射方向

122b‧‧‧入射方向

200‧‧‧檢測裝置

202‧‧‧光學模組

204‧‧‧導光模組

206‧‧‧反射鏡

208‧‧‧反射鏡

210‧‧‧反射鏡

212‧‧‧第一反射光

214‧‧‧第二入射光

216‧‧‧入射方向

218‧‧‧入射方向

220‧‧‧導引方向

222‧‧‧對準標記

224‧‧‧對準標記

300‧‧‧檢測裝置

302a‧‧‧光學元件

302b‧‧‧光學元件

304‧‧‧導光模組

306‧‧‧反射鏡

308‧‧‧反射鏡

310‧‧‧第一入射光

312‧‧‧第二入射光

314‧‧‧入射方向

316‧‧‧第一導引方向

318‧‧‧入射方向

320‧‧‧第二導引方向

322‧‧‧對準標記

324‧‧‧對準標記

326‧‧‧光學模組

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種檢測裝置的示意圖。

第2圖係繪示依照本發明之另一實施方式的一種檢測裝置的示意圖。

第3圖係繪示依照本發明之又一實施方式的一種檢測裝置的示意圖。

100‧‧‧檢測裝置

102a‧‧‧鏡頭

102b‧‧‧鏡頭

104a‧‧‧光學元件

104b‧‧‧光學元件

106‧‧‧光學模組

108‧‧‧導光模組

110a‧‧‧反射鏡

110b‧‧‧反射鏡

112a‧‧‧反射鏡

112b‧‧‧反射鏡

114a‧‧‧反射鏡組

114b‧‧‧反射鏡組

116a‧‧‧第一入射光

116b‧‧‧第二入射光

118a‧‧‧第一導引方向

118b‧‧‧第二導引方向

120a‧‧‧對準標記

120b‧‧‧對準標記

122a‧‧‧入射方向

122b‧‧‧入射方向

Claims (5)

1. 一種檢測裝置，包含：一光學模組；以及一導光模組，係與該光學模組連接配置，且該導光模組可分別接收一第一入射光與一第二入射光，並分別以一第一導引方向與一第二導引方向導引至該光學模組，其中該導光模組包括一反射鏡組以及可轉動的一反射鏡，該反射鏡可分別對應該第一入射光與該第二入射光；其中，該第一入射光之入射方向與該第二入射光之入射方向平行且不重疊。
2. 如請求項1所述之檢測裝置，其中該第一導引方向與該第二導引方向平行且重疊。
3. 如請求項1所述之檢測裝置，其中該第一導引方向與該第二導引方向平行且不重疊。
4. 如請求項1所述之檢測裝置，其中該第二入射光與該第二導引方向為同軸向。
5. 如請求項1所述之檢測裝置，其中該光學模組包括二鏡頭，分別接收該第一入射光與該第二入射光。