專利名稱：用于測量透射率的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于測量透射率的裝置，更具體地，涉及一種用于測量一塊圖案化的玻璃的透射率，其中可以通過光的后色散獲得該圖案化的玻璃的透射率測量的可靠性。
背景技術：
近來，作為能源短缺和環(huán)境污染的對策，光伏模塊的開發(fā)正在大規(guī)模進行中。光伏模塊的效率受一塊蓋玻璃的透射率影響。因此，正在進行大量研發(fā)，以便提高蓋玻璃的透射率，例如通過利用蓋玻璃的組成使內(nèi)部吸收率最低或者通過利用涂層提高透射率。另外，為了提高蓋玻璃的透射率，通過在蓋玻璃的光入射表面上引入二維(2D)陣列圖案來形成一塊圖案化的玻璃。該圖案化的玻璃不僅廣泛應用于光伏模塊，而且還應用于平板顯示設備。在制造圖案化的玻璃的過程中，玻璃基板制造者通過將光照射到玻璃內(nèi)對連續(xù)生產(chǎn)的一塊圖案化的玻璃的透射率進行實時的精確檢測。分光計是相關領域的用于測量一塊圖案化的玻璃的透射率的裝置。如圖1和圖2所示，相關領域的分光計被配置為包括光源11、光色散設備12、積分球13和檢測器14的光學系統(tǒng)。IS09050國際標準規(guī)定，玻璃基板G對太陽光的透射率應通過將光譜透射率與測量系統(tǒng)對用于測量的標準光源D65的加權光譜靈敏度分別相乘來計算。因此，實現(xiàn)了相關領域的分光計，使得其可以通過接收380nm至780nm范圍內(nèi)的所有可見光然后對所接收的光進行處理，來表現(xiàn)380nm至780nm范圍內(nèi)的可見光的光譜透射率。也就是說，為了使用相關領域的分光計測量玻璃基板G的透射率，需要所關注的對象的所有光譜透射率。如圖3所示，對于一塊圖案化的玻璃而言，當使用固定檢測器接收光時，由于光在穿過圖案化的玻璃以后嚴重漫射，所以不能測量準確的透射率。這是由于在一些情況中，當穿過圖案化的玻璃G的入射光嚴重漫射時，固定至積分球13的檢測器14未能接收入射光，如圖3的(a)所示。在這里，圖3的(b)示出激光束在穿過一塊未圖案化的玻璃以后漫射的形狀，以便與圖3的(a)(即圖案化的玻璃的結(jié)果)相比較。因此，當使用相關領域的分光計測量一塊圖案化的玻璃的透射率時，存在結(jié)果不可靠的問題。如圖4所示，這是因為由固定檢測器14接收的光的強度可能具有測量誤差，該測量誤差可歸因于到空氣內(nèi)的不同光譜出射角。具體地，對于圖案化的玻璃而言，出射角具有寬分布，該寬分布可歸因于穿過圖案化的玻璃的光的嚴重散射，導致依賴于波長的不同積分路徑和方位(integration path and aspect)。因此,進一步增加了固定檢測器14在測量其接收的光的強度時可能具有誤差的可能性。特別地，為了提高透射率，用于晶體光伏電池的一塊蓋玻璃在其上表面具有降低反射并提高透射光強度的圖案。當使用相關領域的在光色散以后接收光的分光計來測量光伏組件的具有該圖案的蓋玻璃(即圖案化的玻璃)時，不能準確測量透射率，并且不能驗證圖案化的玻璃的高透射效果。圖5是示出使用相關領域的用于測量透射率的裝置對一塊高透射率圖案化的玻璃進行透射率測量的結(jié)果的圖。盡管圖案化的玻璃的透射率被測量為87.5%，但其仿真的透射率大約為92.3%。另外，如圖6所示，當利用直接透射測量一塊圖案化的玻璃G時，其對混合波長的透射率被測量為大約92.46%。因此，可以理解，當利用相關領域的分光計測量圖案化的玻璃G的透射率時出現(xiàn)測量誤差。然而，利用圖6所示的直接透射對透射率進行測量的方法具有的不足在于，未獲得光譜透射率。因此，該方法和用于確定圖案化的玻璃的光譜透射率的裝置一樣具有有限的能力。從而，相關領域的用于測量透射率的裝置在其可靠地測量圖案化的玻璃的光譜透射率的能力方面明顯有限。在該發(fā)明背景部分中公開的信息僅僅是為了加深對本發(fā)明背景的理解，而不應被理解為認可或任何形式暗示該信息形成本領域技術人員已知的現(xiàn)有技術。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面提供一種用于測量透射率的裝置，該裝置可以通過光的后色散(即，使光在穿過待測量的對象以后色散)實現(xiàn)一塊圖案化的玻璃的透射率測量的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于測量透射率的裝置。所述裝置包括:光源，布置在待測量的對象的前方，所述光源使光照射到所述對象內(nèi)；積分球，布置在所述光源的后方并對入射到所述積分球內(nèi)的光進行積分，所述對象被安裝在所述積分球的前端；光色散部件，布置在所述積分球的后方，所述光色散部件使被所述積分球積分并然后從所述積分球射出的光色散；以及光接收器，布置在所述光色散部件附近，所述光接收器接收被所述光色散部件色散的光。在示例性實施例中，所述光源可以包括:鹵素燈；光過濾器，布置在所述鹵素燈的后方；反射器板，布置在所述鹵素燈的前方；以及聚焦透鏡，布置在所述光過濾器的后方。在示例性實施例中，所述鹵素燈、所述光過濾器、所述反射器板以及所述聚焦透鏡可以布置在黑色護罩內(nèi)。在示例性實施例中，所述光源可以進一步包括:布置在所述黑色護罩內(nèi)的第一光纖，所述第一光纖射出穿過所述聚焦透鏡的光。在示例性實施例中，所述裝置可以進一步包括:布置在所述光源和所述對象之間的準直透鏡，所述準直透鏡將從所述光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為準直光。在示例性實施例中，所述裝置可以進一步包括:布置在所述準直透鏡和所述對象之間的開口。在示例性實施例中，所述對象可以緊靠所述積分球的前表面。 在示例性實施例中，在所述積分球中積分的光可以通過布置在所述積分球的后端的第二光纖朝所述光色散部件射出。在示例性實施例中，所述裝置可以進一步包括信號處理器，所述信號處理器基于從所述光接收器傳輸?shù)男盘栍嬎闼鰧ο蟮耐干渎?，并且顯示所計算的所述對象的透射率。在示例性實施例中，所述對象可以是一塊圖案化的玻璃。根據(jù)本發(fā)明實施例，有可能通過光的后色散實現(xiàn)圖案化的玻璃的透射率測量的可靠性。具體地，有可能使在測量圖案化的玻璃的透射率時的誤差降至最低，不然，該誤差會在相關領域的在接收光以前使光色散的方法中出現(xiàn)。因此，這使得有可能測量用于光伏電池的圖案化的玻璃的光譜透射率，該光譜透射率是利用相關領域的用于測量透射率的設備不可能測量的。另外，有可能驗證取決于圖案的形狀和大小的高透射效果。此外，還有可能可靠地測量多種樣品的透射率，例如一塊在其表面上具有圖案或結(jié)構(gòu)特征的塑料或薄膜。本發(fā)明的方法和裝置具有其它特征和優(yōu)勢，這些特征和優(yōu)勢將從本發(fā)明包含的附圖和下面的具體實施方式
中顯而易見，或者在附圖和下面的具體實施方式
中更詳細地介紹，附圖和具體實施方式
共同起到解釋本發(fā)明的特定原理的作用。


圖1是示出相關領域的用于測量透射率的裝置的示意圖；圖2是示出積分球內(nèi)部的光路的示意圖；圖3是示出透射光的取決于樣品種類的圖像的圖；圖4是示出在一塊圖案化的玻璃的邊界面上入射角和出射角之間的關系的視圖；圖5是示出利用相關領域的用于測量透射率的裝置對一塊高透射率圖案化的玻璃進行透射率測量的結(jié)果的圖；圖6是示出對一塊圖案化的玻璃執(zhí)行的直接透射測量方法的示意圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量透射率的裝置的示意圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量透射率的裝置的構(gòu)造圖；圖9是將通過根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量透射率的裝置獲得的透射率測量結(jié)果與通過相關領域的用于測量透射率的裝置獲得的透射率測量結(jié)果進行比較的圖；以及圖10是將通過相關領域的用于測量透射率的裝置獲得的一塊平整的玻璃的透射率測量結(jié)果與一塊圖案化的玻璃的透射率測量結(jié)果相比較的圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細地引用根據(jù)本發(fā)明的用于測量透射率的裝置，本發(fā)明的實施例在附圖中圖示出并在下文進行描述，使得與本發(fā)明有關的領域的普通技術人員能夠容易地將本發(fā)明付諸于實踐。在該篇文檔中應參考附圖，在附圖中，相同的附圖標記和符號用來在不同的圖之間指代相同或相似的元件。在本發(fā)明的下面描述中，當本發(fā)明包含的已知功能和元件的詳細描述可能使本發(fā)明的主題不清楚時，將省略這些詳細描述。如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量透射率的裝置是根據(jù)后色散對透射率進行測量的裝置，以便實現(xiàn)對具有凹凸圖案或結(jié)構(gòu)特征的一塊塑料、薄膜或一塊圖案化的玻璃的透射率進行測量的可靠性。具體地，圖案化的玻璃用于光伏電池的蓋玻璃。用于測量透射率的裝置包括光源110、積分球120、光色散部件130和光接收器140。光源110是產(chǎn)生對將被測量的對象G (例如一塊圖案化的玻璃)的透射率進行測量所需的光的裝置。光源110布置在對象G的前方，并且朝對象G照射光。如圖8所示，光源110包括鹵素燈111、光過濾器112、反射器113和聚焦透鏡114。這里，可以再現(xiàn)太陽光的光過濾器112被布置在反射器113和具有混合波長的齒素燈111后方，反射器113將從齒素燈111向前發(fā)出的光朝位于反射器后方的對象G反射。聚焦透鏡114被布置在光過濾器112后方，并且收集在穿過光過濾器時發(fā)散的光。在這里，反射器113可以由鋁(Al)制成。另外，光源110的組件優(yōu)選地應布置在黑色護罩115內(nèi)，以便防止從鹵素燈111發(fā)出的光在進入對象G以前充當噪聲。聚焦透鏡114將穿過光過濾器時發(fā)散的光收集到第一光纖101內(nèi)，第一光纖101被布置在黑色護罩115的后段。然后，第一光纖101將從光源110發(fā)出的光以光損耗被降至最低的方式傳送至對象G。第一光纖101由玻璃制成。在離開第一光纖101的光被照射至對象G內(nèi)以前，光在穿過在光源110和對象G之間布置的準直透鏡116時被轉(zhuǎn)換為準直光。被照射到對象G內(nèi)的準直光的數(shù)量可以通過在準直透鏡116和對象G之間布置的開口來調(diào)整。積分球120是在其內(nèi)表面涂有反光材料的空心球，反光材料對波長是非選擇性的并且接近于全漫射。另外，待測量的對象G被安裝在積分球120的前表面。優(yōu)選地，對象G緊靠積分球120的前表面，以便消除或降低穿過開口 117的散射光損失。具體地，從鹵素燈111發(fā)出的具有混合波長的光進入對象G，并且積分球120對穿過對象G的光等同地積分。這里，優(yōu)選地，積分球120的大小以及參考光進入積分球120所通過的縫隙的大小應通過仿真來優(yōu)化，以便防止光在穿過對象G以后散射。使被等同地積分的具有混合波長的光根據(jù)波長發(fā)生色散，使得計算出對象G的透射率，這將在下文更詳細地進行描述。在積分球120中積分的光可以沿朝光色散部件130的方向通過在積分球120后段布置的第二光纖102以光損失最低的狀態(tài)射出。光色散部件130是對在積分球120中積分后通過第二光纖102射出的光進行色散的裝置。光色散部件130被布置在積分球120后方。通過這樣的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的該實施例實現(xiàn)了通過光的后色散對透射率進行測量的裝置，即該裝置在光穿過對象以后而不是在光進入對象G以前測量對象G的透射率。與相關領域的測量方法不同，根據(jù)本發(fā)明該實施例的用于測量透射率的裝置100通過將從鹵素燈111發(fā)出的具有混和波長的光引導至穿過對象G、在相同條件下對被色散的光進行積分以及然后使被積分的光根據(jù)波長發(fā)生色散，計算對象G的透射率。由于對象G被安裝在積分球120的前表面并緊靠積分球120的前表面以及色散部件130被布置在積分球120后方的構(gòu)造，有可能使在積分球120內(nèi)部由積分方位的取決于波長的非一致性引起的誤差降至最低。因此，這使得有可能測量用于光伏電池的圖案化的玻璃的光譜透射率，該光譜透射率是利用相關領域的用于測量透射率的裝置不可能測量的。此外，驗證圖案化的玻璃的高透射效果成為可能。色散部件130可以利用光柵131來實現(xiàn)。光柵131可以使所有被積分的光同時色散。反射器132可以布置在第二光纖102的遠端，即被積分的光離開所通過的部分。反射器132將離開第二光纖102的光朝光柵131的方向反射。光接收器140是接收被色散部件130色散的光的設備。光接收器140布置在色散部件130的一側(cè)，即沿光被色散的方向。光接收器140可以被配置為能夠?qū)ν渡涞狡渖系耐干涔獾墓庾V強度進行測量的電荷耦合設備(CXD)。這里，光接收器140可以在安裝對象G以前測量光的強度，使得該光強度用作安裝對象G以后的光強度的比較值。另外，光接收器140可以被配置為一個測量光強度的檢測器。在這種情況下，有可能在光柵131旋轉(zhuǎn)時通過使檢測器根據(jù)光的光譜線被期望折射的角度進行旋轉(zhuǎn)來測量光的光譜強度。由光接收器測量的光強度在提供給用戶以前必須經(jīng)過數(shù)值計算。為此，根據(jù)本發(fā)明實施例，可以附加地提供信號處理器150。信號處理器150基于從光接收器140傳輸?shù)闹甘竟鈴姸鹊碾娦盘杹碛嬎銓ο驡的透射率，并且顯示所計算的透射率。信號處理器150可以被配置為數(shù)據(jù)采集(DAQ)系統(tǒng)，例如模數(shù)(AD)板或個人計算機(PC)。圖9是將通過根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量透射率的裝置獲得的一塊圖案化的玻璃的透射率測量結(jié)果與通過相關領域的用于測量透射率的裝置獲得的一塊圖案化的玻璃的透射率測量結(jié)果進行比較的圖。利用根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量透射率的裝置100測量的圖案化的玻璃的透射率是92%，這與圖案化的玻璃的大約92.3%的仿真透射率基本相同。相比之下，當利用相關領域的用于測量透射率的裝置測量圖案化的玻璃的透射率時，測得透射率是89%，這顯示出明顯的誤差幅度。因此，應理解，相關領域的用于測量透射率的裝置不能可靠地測量圖案化的玻璃的透射率。圖10是將通過相關領域的用于測量透射率的裝置獲得的一塊平整的玻璃的透射率測量結(jié)果與一塊圖案化的玻璃的透射率測量結(jié)果相比較的圖。根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量透射率的裝置100不僅可以可靠地測量圖案化的玻璃的透射率，而且可以可靠地測量平整的玻璃的透射率。此外，還可以可靠地測量多種樣品的透射率，例如一塊在表面上具有凹凸圖案或結(jié)構(gòu)特征的塑料或薄膜。關于特定實施例和附圖提供了本發(fā)明的特定示例性實施例的上述描述。特定的示例性實施例不旨在是詳盡的或者將本發(fā)明局限于所公開的精確形式，本領域的技術人員根據(jù)上面的教導明顯地可以進行多種修改和變化。因此，希望本發(fā)明的范圍不局限于上述實施例，而是由本發(fā)明所附的權利要求及權利要求的等同來限定。
權利要求
1.一種用于測量透射率的裝置，包括: 光源，布置在待測量的對象的前方，所述光源使光照射到所述對象內(nèi)； 積分球，布置在所述光源的后方并對入射到所述積分球內(nèi)的光進行積分，所述對象被安裝在所述積分球的前端； 光色散部件，布置在所述積分球的后方，所述光色散部件對被所述積分球積分并然后從所述積分球射出的光進行色散；以及 光接收器，布置在所述光色散部件附近，所述光接收器接收被所述光色散部件色散的光。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于測量透射率的裝置，其中所述光源包括: 鹵素燈； 光過濾器，布置在所述鹵素燈的后方； 反射器板，布置在所述鹵素燈的前方；以及 聚焦透鏡，布置在所述光過濾器的后方。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于測量透射率的裝置，其中所述鹵素燈、所述光過濾器、所述反射器板以及所述聚焦透鏡被布置在黑色護罩內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求3所述的用 于測量透射率的裝置，其中所述光源進一步包括: 布置在所述黑色護罩內(nèi)的第一光纖，所述第一光纖射出穿過所述聚焦透鏡的光。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于測量透射率的裝置，進一步包括: 布置在所述光源和所述對象之間的準直透鏡，所述準直透鏡將從所述光源發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為準直光。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于測量透射率的裝置，進一步包括: 布置在所述準直透鏡和所述對象之間的開口。
7.根據(jù)權利要求1所述的用于測量透射率的裝置，其中所述對象緊靠所述積分球的前表面。
8.根據(jù)權利要求1所述的用于測量透射率的裝置，其中在所述積分球中積分的光通過布置在所述積分球的后端的第二光纖朝所述光色散部件射出。
9.根據(jù)權利要求1所述的用于測量透射率的裝置，進一步包括: 信號處理器，所述信號處理器基于從所述光接收器傳輸?shù)男盘栍嬎闼鰧ο蟮耐干渎?，并且顯示所計算的所述對象的透射率。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的用于測量透射率的裝置，其中所述對象是一塊圖案化的玻璃。
全文摘要
一種用于測量透射率的裝置，該裝置可以通過光的后色散實現(xiàn)一塊圖案化的玻璃的透射率測量的可靠性。該裝置包括光源，光源布置在待測量的對象前方并且使光照射到對象內(nèi)。積分球布置在光源后方并對入射到積分球內(nèi)的光進行積分。對象被安裝在積分球的前端。光色散部件布置在積分球的后方，并且使被積分球積分并然后從積分球射出的光色散。光接收器布置在光色散部件附近，并且接收被光色散部件色散的光。
文檔編號G01N21/01GK103217403SQ20131001957
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權日2012年1月18日
發(fā)明者權潤瑛, 樸敬旭, 南真守, 崔宰榮 申請人:三星康寧精密素材株式會社