專利名稱：用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測系統(tǒng)以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種光學(xué)檢測系統(tǒng)以及方法，尤指用以檢測太陽能電池的光學(xué) 檢測系統(tǒng)以及方法。
背景技術(shù)：
在地球能源逐漸枯竭的今日，太陽能電池成為新一代的能源產(chǎn)品新寵，當(dāng) 前仍屬硅晶太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率較佳。以硅晶的太陽能電池而言，太陽能電 池結(jié)構(gòu)上包含層狀相迭的光感應(yīng)層以及背膠基板，光感應(yīng)層表面上可見的為具 顏色的硅晶以及印刷在硅晶表面的導(dǎo)線。由于硅晶的晶格不易控制，特別是多 晶硅更為復(fù)雜，由外觀上可能見到看似斑駁不同深淺的同色。
以自動光學(xué)檢測(Automated Optical Inspection; AOI)檢測太陽能電池時，
傳統(tǒng)上以正面光照射，再以圖像傳感器接收反射光測得待測物的灰階度值。
例如，作背膠基板在光感應(yīng)層背部表面的偏移檢測時，須對背膠基板邊界 先行確定，然而以正面光照射時，往往因為背膠基板邊界灰階度值的變化不明 顯而定位不佳，尤其近來多晶硅的太陽能電池頗普遍，多晶硅晶格的顏色變化 使正面光照射的檢驗更為困難，以往的自動光學(xué)檢測用正面光來檢測，根本無 法解決這個問題。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測系 統(tǒng)以及方法，以改善上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在提供一種用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測系統(tǒng)以及方法， 能定位出背膠基板在光感應(yīng)層背面上的邊界，以作為背膠基板的偏移檢測依 據(jù)，這樣，能以快速有效率的方法確認(rèn)出太陽能電池上如背膠基板邊界。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測系統(tǒng)， 用以確認(rèn)該太陽能電池上的檢測標(biāo)的。該光學(xué)檢測系統(tǒng)包含一光源設(shè)備、 一圖像傳感器、 一存儲單元以及一處理單元。
該光源設(shè)備以一斜向光線照射該太陽能電池以產(chǎn)生反射光。該圖像傳感器 接收反射光以測得該太陽能電池的灰階度值。該存儲單元預(yù)儲一門坎值。
該處理單元用以比對該太陽能電池的灰階度值的反差，當(dāng)一區(qū)域的平均灰 階度值與相鄰區(qū)域的平均灰階度值的反差超過預(yù)儲的門坎值時，該處理單元判 斷該區(qū)域為該背膠基板高出于光感應(yīng)層背面的隆起邊緣。
本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測系統(tǒng)以及 方法，利用斜光以及所感測平均灰階度值的反差，能定位出背膠基板在光感應(yīng) 層背面上的邊界，以作為背膠基板偏移檢測的依據(jù)。這樣，能以快速有效率的 方法確認(rèn)出太陽能電池上如背膠基板邊界。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的 限定。


圖1為本發(fā)明中太陽能電池的外觀及側(cè)剖示意圖2為本發(fā)明光學(xué)檢測系統(tǒng)所在自動化測試設(shè)備的示意圖;
圖3為本發(fā)明光學(xué)檢測系統(tǒng)的側(cè)面剖示圖4為本發(fā)明光學(xué)檢測系統(tǒng)的功能方框示意圖5為以背膠基板的隆起邊緣為檢測標(biāo)的的示意圖6為本發(fā)明光學(xué)檢測方法的流程圖。
其中，附圖標(biāo)記
太陽能電池10 背膠基板14 硅晶區(qū)域1204 光學(xué)檢測系統(tǒng)23 輸送帶21 分類設(shè)備26 機(jī)械手臂28 圖像傳感器32 下光源模塊3004
光感應(yīng)層12 導(dǎo)線區(qū)域1202 自動化測試設(shè)備20 進(jìn)片設(shè)備22 檢測主設(shè)備24 容置箱27 光源設(shè)備30 上光源模塊3002 斜光源模塊3006
5LED燈30A 處理單元34
存儲單元36 門坎值3602 背膠基板邊緣70 光源組件3006A
具體實施例方式
請參閱圖1本發(fā)明中太陽能電池10的外觀及側(cè)剖示意圖。本發(fā)明是針對 太陽能電池10的檢測，由側(cè)剖圖可見，太陽能電池10上、下由一光感應(yīng)層 12以及一背膠基板14迭合而成，背膠基板14的面積較光感應(yīng)層12小并設(shè)于 光感應(yīng)層12背面上，并且，背膠基板14高起在光感應(yīng)層12背面上。
以正視外觀圖可見，以投影方向正視光感應(yīng)層12，進(jìn)一步包含一導(dǎo)線區(qū) 域1202以及一硅晶區(qū)域1204，不論是多晶硅或是單晶結(jié)構(gòu)，硅晶區(qū)域1204 的顏色往往分布不均，是需要相當(dāng)技術(shù)手段才能自動的針對太陽能電池10進(jìn) 行光學(xué)檢測。
請參閱圖2本發(fā)明光學(xué)檢測系統(tǒng)23所在自動化測試設(shè)備20的示意圖。光 學(xué)檢測系統(tǒng)23設(shè)置在一自動化測試設(shè)備20中；自動化測試設(shè)備20的前段為 進(jìn)片設(shè)備22，此進(jìn)片設(shè)備22除了將太陽能電池10進(jìn)片于輸送帶21上之外， 在底部設(shè)有一臺光學(xué)檢測系統(tǒng)23，照設(shè)并檢測太陽能電池10背部背膠基板14 表面的瑕疵。
自動化測試設(shè)備20的中段為檢測主設(shè)備24，在輸送帶21上方設(shè)有光學(xué) 檢測系統(tǒng)23,可用于檢測太陽能電池10正面光感應(yīng)層12的表面。
自動化測試設(shè)備20的后段為分類設(shè)備26，在輸送帶21的兩旁有許多的 容置箱27,將分檢后有瑕疵以及無瑕疵的太陽能龜池10，以機(jī)械手臂28運(yùn)送 而分置于不同的容置箱27中，供后續(xù)方便出貨。
請參閱圖3本發(fā)明光學(xué)檢測系統(tǒng)23的側(cè)面剖示圖。本發(fā)明關(guān)于一種光學(xué) 檢測系統(tǒng)23，用以確認(rèn)太陽能電池10上背膠基板14的邊界位置。由圖3可 見光學(xué)檢測系統(tǒng)23包含一光源設(shè)備30、以及一圖像傳感器32。
光源設(shè)備30以一斜向光線照射太陽能電池10的背部表面以產(chǎn)生反射光。 光源設(shè)備30進(jìn)一步包含一上光源模塊3002、 一下光源模塊3004、以及一斜光 源模塊3006;上光源模塊3002以及下光源模塊3004由環(huán)狀分布的多個LED燈30A構(gòu)成，斜光源模塊3006設(shè)在下光源模塊3004的下方，為四個四向的線 光源。
上光源模塊3002以及下光源模塊3004對太陽能電池10產(chǎn)生正面光，斜 光源模塊3006包含四個相對于太陽能電池10四向分布的光源組件3006A，為 用以對太陽能電池10產(chǎn)生斜向光的光源組件3006A。
斜光源模塊3006的這些光源組件3006A設(shè)于相對太陽能電池10的不同方 位，進(jìn)一步說明，該相對的二光源組件3006A為一組光源模塊，共計有二組光 源模塊，該二組光源模塊依序?qū)μ柲茈姵豬o背面照射斜光以檢測太陽能電 池10，以對太陽能電池10產(chǎn)生多向的斜光。所以，借助上述這些光源模塊來 組合成所需的光線，某些提供光源模塊提供正面光，某些光源模塊提供斜光， 某些光源模塊提供光線來濾除噪聲。
圖像傳感器32可采用CCD圖像傳感器(CCD Image Sensor) 、 CMOS圖像傳 感器(CMOS Image Sensor; CIS)，設(shè)于光源設(shè)備30的上方。上光源模塊3002 以及下光源模塊3004環(huán)狀中間形成中空，圖像傳感器32通過此環(huán)狀中空接收 反射自下方太陽能電池10的反射光，以測得太陽能電池10的圖像畫面上多個 像素的灰階度值。
配合圖3進(jìn)一步請參閱圖4，圖4為本發(fā)明光學(xué)檢測系統(tǒng)23的功能方框 示意圖。光學(xué)檢測系統(tǒng)23除了前述的光源設(shè)備30以及一圖像傳感器32之外， 更包含一存儲單元36及一處理單元34。
處理單元34用以比對太陽能電池10的灰階度值的反差，當(dāng)一區(qū)域的平均 灰階度值與相鄰區(qū)域的平均灰階度值的反差超過預(yù)儲在存儲單元36中的門坎 值3602時，處理單元34判斷該區(qū)域為背膠基板14隆起的邊緣；實際上，會 以面積較小的區(qū)域當(dāng)作此背膠基板14邊緣的檢測標(biāo)的。
舉例而言，門坎值3602為「100」， 一小面積區(qū)域的平均灰階度值為「223」， 表示受到光線照射而直接反光，意思就是此為具有高度的受光面。其它區(qū)域的 平均灰階值為「78」，則小面積區(qū)域的平均灰階度值與其它區(qū)域的平均灰階度 的反差為「145」，超過了門坎值3602的「100」底線，所以光學(xué)檢測系統(tǒng)23 即判斷出此小面積區(qū)域確實為具有高度的受光面。
請參閱圖5以背膠基板14邊緣70為隆起檢測標(biāo)的的示意圖。所述隆起的 檢測標(biāo)的在本發(fā)明為背膠基板14的邊緣70，使后續(xù)能根據(jù)背膠基板14的邊緣70位置，來做背膠基板14在光感應(yīng)層12上的偏移檢測。特別是針對多晶 硅太陽能電池10而言，由于晶格混亂所呈現(xiàn)的灰階度值也混亂，以正面光根 本找不到這條邊緣70，由于光感應(yīng)層12背部表面的背膠基板14與光感應(yīng)層 12有高度差，這是斜光才能產(chǎn)生明顯反差的原因，也因此可以清晰的找到背 膠基板14的邊界，后續(xù)提供以檢測背膠基板14是否偏移設(shè)置于光感應(yīng)層12 上。
針對背膠基板14邊界的確認(rèn)，可以輔助以區(qū)域的面積或是幾何形狀來辨
認(rèn)，更能確認(rèn)是否為背膠基板14的邊界。
請參閱圖6本發(fā)明光學(xué)檢測方法的流程圖。本發(fā)明也為一種用以檢測太陽
能電池10的光學(xué)檢測方法，用以確認(rèn)太陽能電池10上背膠基板14的邊緣70，
該光學(xué)檢測方法包含下列步驟
步驟S02:以一斜向光線照射太陽能電池10以產(chǎn)生反射光。
步驟S04:接收反射光以測得太陽能電池10的灰階度值。
步驟S06:比對太陽能電池10的灰階度值的反差，判斷一區(qū)域的平均灰
階度值與相鄰區(qū)域的平均灰階度值的反差是否超過預(yù)儲的門坎值3602。
步驟S08:當(dāng)一區(qū)域的平均灰階度值與相鄰區(qū)域的平均灰階度值的反差超
過預(yù)儲的門坎值3602時，判斷該區(qū)域為背膠基板14相對光感應(yīng)層12背面所
隆起的邊緣70。
其中，該檢測標(biāo)的可為背膠基板14的邊緣70，使后續(xù)能根據(jù)背膠基板14 的邊緣70位置，來做背膠基板14在光感應(yīng)層12背面上的偏移檢測。
因此，借助本發(fā)明用以檢測太陽能電池10的光學(xué)檢測系統(tǒng)23以及方法， 利用斜光以及所感測平均灰階度值的反差，能定位出背膠基板14在光感應(yīng)層 12背部表面上的邊緣70，以作為背膠基板14偏移檢測的依據(jù)。這樣，能以快 速有效率的方法確認(rèn)出太陽能電池10上如背膠基板14邊界。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測系統(tǒng)，該太陽能電池包含層迭設(shè)置的光感應(yīng)層以及背膠基板，該光學(xué)檢測系統(tǒng)用以確認(rèn)該太陽能電池上該背膠基板的邊緣位置，其特征在于，該光學(xué)檢測系統(tǒng)包含一光源設(shè)備，以一斜向光線照射該太陽能電池以產(chǎn)生反射光；一圖像傳感器，接收反射光以測得該太陽能電池的灰階度值；一存儲單元，預(yù)儲一門坎值；以及一處理單元，比對該太陽能電池的灰階度值的反差，當(dāng)一區(qū)域的平均灰階度值與相鄰區(qū)域的平均灰階度值的反差超過預(yù)儲的門坎值時，該處理單元判斷該區(qū)域為該背膠基板的邊緣。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測系統(tǒng)，其特征 在于，該背膠基板的面積較該光感應(yīng)層小，后續(xù)根據(jù)該背膠基板的邊緣位置來
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測系統(tǒng)，其特征 在于，該光源設(shè)備包含四個相對于該太陽能電池四向分布的光源組件為二組光 源模塊，其中該相對的二光源組件為一組光源模塊，該二組光源模塊依序?qū)υ?太陽能電池照射斜光以檢測該太陽能電池。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測系統(tǒng)，其特征 在于，該太陽能電池為一多晶硅太陽能電池。
5、 一種用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測方法，該太陽能電池包含層迭設(shè) 置的光感應(yīng)層以及背膠基板，該光學(xué)檢測方法用以確認(rèn)該太陽能電池上該背膠 基板的邊緣位置，其特征在于，該光學(xué)檢測方法包含下列步驟以一斜向光線照射該太陽能電池以產(chǎn)生反射光； 接收反射光以測得該太陽能電池的灰階度值；以及比對該太陽能電池的灰階度值的反差，當(dāng)一區(qū)域的平均灰階度值與相鄰區(qū) 域的平均灰階度值的反差超過預(yù)儲的門坎值時，判斷該區(qū)域為該背膠基板的邊 緣。
6、 根據(jù)g利要求5所述的用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測方法，其特征在于，該背膠i板的面積較該光感應(yīng)層小，后續(xù)根據(jù)該背膠基板的邊緣位置來
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測方法，其特征 在于，在該太陽能電池四向具有的四光源為二組光源，其中該相對的二光源為 一組，該二組光源依序?qū)υ撎柲茈姵卣丈湫惫庖詸z測該太陽能電池。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測方法，其特征 在于，該太陽能電池為一多晶硅太陽能電池。
全文摘要
一種用以檢測太陽能電池的光學(xué)檢測系統(tǒng)以及方法，用以確認(rèn)太陽能電池上背膠基板的邊緣位置；利用光源設(shè)備以斜向光線照射太陽能電池的背面，并由圖像傳感器接收反射光以測得太陽能電池的灰階度值，后續(xù)比對太陽能電池的灰階度值的反差，當(dāng)一區(qū)域的平均灰階度值與相鄰區(qū)域的平均灰階度值的反差超過預(yù)儲的門坎值時，處理單元判斷該區(qū)域為背膠基板的邊緣，可應(yīng)用于太陽能電池上背膠基板的偏移檢測。
文檔編號G01B11/00GK101676684SQ20081014964
公開日2010年3月24日 申請日期2008年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月16日
發(fā)明者馮勝凱, 吳景仁, 簡宏達(dá) 申請人:中茂電子(深圳)有限公司