選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及檢測控制領(lǐng)域，選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方法，在電池片受光面上生成一標(biāo)記圖形，在金屬柵線印刷后，測量金屬柵線與標(biāo)記圖形之間的距離，結(jié)合標(biāo)記圖形與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的距離，判定柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度。采用本方法可以檢測金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度，即柵線印刷位置精度。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及檢測控制領(lǐng)域，具體涉及太陽能電池生產(chǎn)過程中的檢測方法。 選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方法

【背景技術(shù)】
[0002] 晶硅太陽能電池中的電子空穴對在光子作用下由穩(wěn)態(tài)進(jìn)入激發(fā)態(tài)，部分激發(fā)態(tài)的 電子空穴對分離為電子和空穴，在外部電路導(dǎo)通的情況下形成電流回路，實(shí)現(xiàn)光能到電能 的轉(zhuǎn)換。
[0003] 所謂選擇性電極型太陽能電池，也叫選擇性發(fā)射極晶體硅太陽能電池，即在金屬 柵極（電極）與硅片接觸部位進(jìn)行重?fù)诫s，在電極之間位置進(jìn)行輕摻雜。這樣的結(jié)構(gòu)使得選 擇性電極型晶硅太陽能電池受光面具有高方阻特性，可以提高光電轉(zhuǎn)換率，而柵線印刷區(qū) 域具有低方阻重?cái)U(kuò)區(qū)，可以改善導(dǎo)電性能，因此選擇性電極型晶硅太陽能電池具有更好的 綜合光電轉(zhuǎn)換效率。
[0004] 目前產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)中采用的選擇性電極制備工藝主要有如下幾種：
[0005] -、在擴(kuò)散工藝前采用噴蠟技術(shù)對預(yù)定的柵線印刷區(qū)進(jìn)行選擇性噴涂，對于P型 太陽能電池而言，蠟液中攜帶有高濃度N型施主雜質(zhì)，并將在擴(kuò)散工藝中向柵線印刷區(qū)摻 雜高濃度載流子，實(shí)現(xiàn)對柵線印刷區(qū)的選擇性重?cái)U(kuò)散。
[0006] 二、對電池片整個(gè)正表面進(jìn)行低方阻重?cái)U(kuò)散后，采用絲網(wǎng)印刷工藝對受光面區(qū)域 印刷刻蝕漿料。在刻蝕漿料對受光面表層的刻蝕作用下，新的受光面將具有隨著刻蝕深度 而降低的擴(kuò)散濃度。借助網(wǎng)板圖形的保護(hù)，柵線印刷區(qū)沒有印刷刻蝕漿料，因此將保留擴(kuò)散 工藝形成的重?cái)U(kuò)散濃度。
[0007] 三、對電池片整個(gè)正表面進(jìn)行高方阻低擴(kuò)散后，采用激光刻蝕的方法將外部高濃 度載流子擴(kuò)散到柵線印刷區(qū)域，而受光面高方阻特性維持不變。
[0008] 無論采用何種方法實(shí)現(xiàn)柵線印刷區(qū)的低方阻重?cái)U(kuò)散，后道工藝中形成的減反射膜 都會降低重?cái)U(kuò)區(qū)與低擴(kuò)散區(qū)的光學(xué)可識別性，因而目前普遍使用中的絲網(wǎng)印刷設(shè)備不能有 效識別重?cái)U(kuò)區(qū)，金屬柵線絲網(wǎng)印刷工藝只能以工藝邊或中心點(diǎn)為參照基準(zhǔn)進(jìn)行對位印刷， 并且不得不繼續(xù)沿用前道重?cái)U(kuò)區(qū)形成工藝中采用的硅片定位方法，同時(shí)在金屬柵線印刷定 位過程中假定重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)嚴(yán)格對應(yīng)預(yù)定位置。為提高重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)的位置精確 性，前道重?cái)U(kuò)區(qū)形成工藝設(shè)備必須增加成本投入提升定位精度等級。
[0009] 實(shí)際量產(chǎn)中，在前道重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)形成工藝與后道金屬柵線絲網(wǎng)印刷工藝之 間，硅片還需要進(jìn)行去磷硅玻璃和減反射膜制備等工藝。各個(gè)工藝之間以流水線工作模式 相互銜接卻又彼此獨(dú)立，因此一旦前道重?cái)U(kuò)區(qū)形成工藝中的參考工藝邊在減反射膜工藝中 發(fā)生混亂，后道絲網(wǎng)印刷工藝將以"錯(cuò)誤"的參考邊為基準(zhǔn)進(jìn)行柵線印刷，其結(jié)果是金屬柵 線的"盲印"。準(zhǔn)方片或菱形片以及電池片的尺寸公差也將使絲網(wǎng)印刷定位更加復(fù)雜。由此 可見，以工藝邊或中心點(diǎn)為基準(zhǔn)的定位方式中，前后道工藝具有高度的依賴性，前道重?cái)U(kuò)區(qū) 形成工藝中的定位誤差也會與后道金屬柵線絲網(wǎng)印刷工藝中的定位誤差一起累計(jì)成為柵 線與重?cái)U(kuò)區(qū)之間的重合性偏差。
[0010] 隨著金屬柵線寬度的不斷降低，重?cái)U(kuò)區(qū)寬度的降低不僅可以進(jìn)一步提高選擇性電 極型電池片的轉(zhuǎn)換效率，也可以降低生產(chǎn)成本，尤其針對采用噴蠟技術(shù)實(shí)現(xiàn)選擇性重?cái)U(kuò)散 區(qū)的工藝更是如此。然而重?cái)U(kuò)區(qū)寬度的降低進(jìn)一步提高了絲網(wǎng)印刷工藝中的對位精度要 求。在對邊或?qū)χ行狞c(diǎn)的對位方式中，前后工藝的依賴性和誤差累積特性已成為限制選擇 性電極型電池片發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢的瓶頸。
[0011] 以重?cái)U(kuò)區(qū)圖形識別技術(shù)為基礎(chǔ)的圖形定位方法，通過共知的圖形識別技術(shù)識別電 池片上選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的實(shí)際位置，并根據(jù)實(shí)際測量的重?cái)U(kuò)區(qū)位置調(diào)整網(wǎng)板或電池片的位 置進(jìn)行柵線印刷對位。這種以實(shí)際測量結(jié)果為基準(zhǔn)的圖形定位方法，不再采用假定的重?cái)U(kuò) 區(qū)位置為基準(zhǔn)，不僅可以有效隔離前道重?cái)U(kuò)區(qū)形成工藝中的定位偏差，同時(shí)也可以規(guī)避減 反射膜等中間工藝中由于電池片翻轉(zhuǎn)而丟失參考基準(zhǔn)的問題。即使針對準(zhǔn)方片、菱形片和 大尺寸公差的電池片，金屬柵線的對位印刷也將以重?cái)U(kuò)區(qū)圖形位置為基準(zhǔn)而不取決于電池 片形狀。圖形定位的精確性也為進(jìn)一步降低重?cái)U(kuò)區(qū)寬度提供了可行性。
[0012] 然而，采用圖形定位技術(shù)進(jìn)行柵線印刷后，常規(guī)光學(xué)檢測方法無法檢測金屬柵線 的實(shí)際印刷位置與重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)的重合精度。這不僅僅是因?yàn)闇p反射膜降低了重?cái)U(kuò)區(qū) 和低擴(kuò)區(qū)之間的可識別性，更為重要的原因是金屬柵線對檢測光源的反射能力大大高于電 池片表面對光線的反射能力，金屬柵線的反射光將給金屬柵線周邊區(qū)域帶來光污染，造成 無法視覺識別重?cái)U(kuò)區(qū)的位置。
[0013] 光致發(fā)光技術(shù)雖然在圖像采集過程中沒有入射光源，因此可以避免金屬柵線反射 光造成光污染的問題，但由于光致發(fā)光效率的局限、減反射膜以及晶格的干擾，重?cái)U(kuò)散柵線 印刷區(qū)的識別并不可靠。同時(shí)由于光致發(fā)光檢測部件需要在超低溫環(huán)境下工作，成本高，環(huán) 境要求苛刻，因此并不適合作為量產(chǎn)生產(chǎn)線的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的目的在于，提供選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方 法，以解決上述問題。
[0015] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0016] 選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方法，其特征在于，在電池片 受光面上生成一標(biāo)記圖形，在金屬柵線印刷后，測量金屬柵線與標(biāo)記圖形之間的距離，結(jié)合 標(biāo)記圖形與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的距離，判定柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度。采 用本方法可以檢測金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度，即柵線印刷位置精 度。
[0017] 所述標(biāo)記圖形優(yōu)選位于金屬柵線之間，以避免檢測過程中金屬柵線反射光對重?cái)U(kuò) 散柵線印刷區(qū)帶來的光污染問題。所述標(biāo)記圖形可以是普通圖形，也可以是二維圖形，還可 以由多個(gè)單一圖形組合而成。例如5個(gè)等距離分布的標(biāo)記線段。在電池片受光面上可以生 成至少一個(gè)所述標(biāo)記圖形。
[0018] 作為一種優(yōu)選方案，標(biāo)記圖形由多個(gè)單一標(biāo)記圖形組成的標(biāo)記圖形組，測試過程 中首先選擇最清晰可靠的單一圖形作為基準(zhǔn)位置參照點(diǎn)，并通過測量該單一標(biāo)記圖形與其 他單一標(biāo)記圖形的距離判斷該標(biāo)記圖形作為基準(zhǔn)位置參照點(diǎn)的位置可靠性。
[0019] 在電池片受光面上沿電池片表面柵線方向生成兩組所述標(biāo)記圖形，通過分別測量 電池片上下不同區(qū)域金屬柵線與所述標(biāo)記圖形之間距離的方法，判定電池片上下不同區(qū)域 的金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度，并進(jìn)一步判斷金屬柵線印刷圖形與重 擴(kuò)區(qū)圖形在平面旋轉(zhuǎn)方向上的重合精度。
[0020] 在電池片受光面上沿電池片主柵線方向生成兩組所述標(biāo)記圖形，通過分別測量電 池片左右不同區(qū)域金屬柵線與所述標(biāo)記圖形之間距離的方法，判定電池片左右不同區(qū)域的 金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度，并進(jìn)一步判斷網(wǎng)板張力變化情況，達(dá)到 網(wǎng)板壽命監(jiān)控的工藝目的。
[0021] 在金屬柵線印刷后，測量金屬柵線與標(biāo)記圖形之間的距離，結(jié)合標(biāo)記圖形與選擇 性重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)中心線的相對距離，計(jì)算柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精 度，以回避常規(guī)光學(xué)檢測方法中金屬柵線反射光對柵線周邊的光污染問題。
[0022] 作為另一種優(yōu)選方案，所述標(biāo)記圖形為二維圖形，通過分別測量所述二維圖形與 電池片柵線和電池片主柵線的距離，結(jié)合所述標(biāo)記圖形與重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)中心線和重?cái)U(kuò) 散主柵線印刷區(qū)中心線的距離，在電池片左右和上下兩個(gè)方向上判斷金屬柵線的印刷位置 精度。
[0023] 該檢測方法應(yīng)用于生產(chǎn)線上的高速在線位置檢測，通過實(shí)時(shí)測量的位置檢測信 息，校正圖形定位運(yùn)動控制偏移量，實(shí)現(xiàn)絲網(wǎng)印刷設(shè)備圖形定位的高精度高速閉環(huán)控制。
[0024] 可以在電池片受光面上沿電池片表面柵線方向，在電池片左上角與左下角各生成 一組所述標(biāo)記圖形，通過分別測量電池片左上角與左下角兩個(gè)區(qū)域金屬柵線與所述標(biāo)記圖 形之間的距離，判定電池片左上角與左下角兩個(gè)區(qū)域的金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散 區(qū)的重合精度，并進(jìn)一步判定電池片柵線圖形在平面旋轉(zhuǎn)方向上與重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度。
[0025] 也可以在電池片受光面上沿電池片主柵線方向，在電池片左邊和右邊兩個(gè)區(qū)域生 成所述標(biāo)記圖形，通過分別測量電池片左右兩個(gè)區(qū)域金屬柵線與標(biāo)記圖形之間的距離，判 定電池片左右不同區(qū)域的金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度，并結(jié)合圖形定 位印刷的對位方法，對網(wǎng)板使用狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，從而提高網(wǎng)板使用率，并且降低與網(wǎng)板 更換次數(shù)成正比的停機(jī)時(shí)間和漿料浪費(fèi)量。
[0026] 本發(fā)明可以同時(shí)對電池片表面柵線和電池片主柵線兩個(gè)方向上進(jìn)行印刷位置精 度判別。
[0027] 所述標(biāo)記圖形采用與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的生成工藝相同的工藝，在生成選擇性重?cái)U(kuò) 散區(qū)的同時(shí)在電池片受光面上生成標(biāo)記圖形。如，采用噴蠟工藝噴制出標(biāo)記圖形、采用刻蝕 漿料絲網(wǎng)印刷工藝以網(wǎng)板圖形的方式陰印出標(biāo)記圖形、采用激光摻雜工藝?yán)眉す饪讨瞥?標(biāo)記圖形。本發(fā)明可以在一次硅片定位下完成重?cái)U(kuò)散區(qū)與標(biāo)記圖形的生成，確保標(biāo)記圖形 相對位置的準(zhǔn)確性。
[0028] 本發(fā)明可以利用太陽能電池生產(chǎn)線上的位置檢測裝置對金屬柵線和標(biāo)記圖形之 間距離進(jìn)行檢測。本發(fā)明檢測出的距離值也可以作為太陽能電池絲網(wǎng)印刷設(shè)備對位控制系 統(tǒng)閉環(huán)控制的反饋參數(shù)。
[0029] 本發(fā)明即適用于絲網(wǎng)印刷設(shè)備的高速在線位置檢測，也適用于離線設(shè)備。本發(fā)明 可以應(yīng)用于金屬柵線實(shí)際印刷位置相對于重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)精度進(jìn)行在線或離線測試、絲 網(wǎng)印刷設(shè)備印刷精度的設(shè)備性能測試，以及以該檢測方法為基礎(chǔ)的工藝功能擴(kuò)展，例如但 不局限于對網(wǎng)板壽命的工藝監(jiān)測。
[0030] 在金屬柵線印刷后，測量金屬柵線與標(biāo)記圖形之間的距離，結(jié)合標(biāo)記圖形與選擇 性重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)中心線的相對距離，計(jì)算柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精 度。該方法可以回避常規(guī)光學(xué)檢測方法中金屬柵線反射光對柵線周邊的光污染問題。
[0031] 在電池片左邊區(qū)域和右邊區(qū)域分別設(shè)置標(biāo)記圖形，并分別測量電池片左邊區(qū)域和 右邊區(qū)域的柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度；
[0032] 如果絲網(wǎng)印刷工藝中的圖形定位基準(zhǔn)采用電池片左邊區(qū)域選擇性重?cái)U(kuò)散圖形位 置作為參照信息，那么當(dāng)電池片左邊區(qū)域的標(biāo)記圖形與左邊區(qū)域的金屬柵線中心線距離等 于電池片左邊區(qū)域的標(biāo)記圖形與電池片左邊區(qū)域的重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)中心線距離，而電池 片右邊區(qū)域的標(biāo)記圖形與電池片右邊區(qū)域的金屬柵線中心線距離大于電池片右邊區(qū)域的 標(biāo)記圖形與電池片右邊區(qū)域的重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)中心線距離時(shí)，則認(rèn)定網(wǎng)板張力已經(jīng)變 低，在兩距離值差值大于一設(shè)定值時(shí)，需更換網(wǎng)板。
[0033] 有益效果：本發(fā)明可實(shí)時(shí)在線檢測并反饋測量值，可以為太陽能電池絲網(wǎng)印刷設(shè) 備提供直觀衡量的設(shè)備印刷精度的驗(yàn)證方法。本發(fā)明的測量結(jié)果可作為絲網(wǎng)印刷工藝中金 屬柵線圖形對位印刷的閉環(huán)控制參數(shù)，有利于降低生產(chǎn)成本、簡化工藝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 圖1為通過一維標(biāo)記圖形檢測柵線印刷位置精度；
[0035] 圖2為通過二維標(biāo)記圖形檢測柵線印刷位置精度；
[0036] 圖3為通過在電池片左上角和左下角兩組標(biāo)記圖形檢測柵線在旋轉(zhuǎn)方向上的印 刷位置精度；
[0037] 圖4為通過在電池片左邊和右邊至少兩組標(biāo)記圖形檢測網(wǎng)板張力變化。

【具體實(shí)施方式】
[0038] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0039] 參照圖1、圖2、圖3和圖4,選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方 法，在電池片受光面上生成一標(biāo)記圖形，在金屬柵線印刷后，測量金屬柵線與標(biāo)記圖形之間 的距離，結(jié)合標(biāo)記圖形與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)中心線的距離，判定柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò) 散區(qū)的重合精度。采用本方法可以檢測金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度， 即柵線印刷位置精度。
[0040] 標(biāo)記圖形優(yōu)選位于金屬柵線之間，以避免檢測過程中金屬柵線反射光對重?cái)U(kuò)散柵 線印刷區(qū)帶來的光污染問題。標(biāo)記圖形可以是普通圖形，也可以是二維圖形，還可以由多個(gè) 單一圖形組合而成。例如5個(gè)等距離分布的標(biāo)記線段。在電池片受光面上可以生成至少一 個(gè)標(biāo)記圖形。
[0041] 可以同時(shí)對電池片表面柵線和電池片主柵線兩個(gè)方向上進(jìn)行印刷位置精度判別。
[0042] 可以在電池片受光面上沿電池片表面柵線方向，在電池片左上角與左下角各生成 一組所述標(biāo)記圖形，通過分別測量電池片左上角與左下角兩個(gè)區(qū)域金屬柵線與所述標(biāo)記圖 形之間的距離，判定電池片左上角與左下角兩個(gè)區(qū)域的金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散 區(qū)的重合精度，并進(jìn)一步判定電池片柵線圖形在平面旋轉(zhuǎn)方向上與重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度。
[0043] 也可以在電池片受光面上沿電池片主柵線方向，在電池片左邊和右邊兩個(gè)區(qū)域生 成所述標(biāo)記圖形，通過分別測量電池片左右兩個(gè)區(qū)域金屬柵線與標(biāo)記圖形之間的距離，判 定電池片左右不同區(qū)域的金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度，并結(jié)合圖形定 位印刷的對位方法，對網(wǎng)板使用狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，從而提高網(wǎng)板使用率，并且降低與網(wǎng)板 更換次數(shù)成正比的停機(jī)時(shí)間和漿料浪費(fèi)量。
[0044] 本發(fā)明可以采用與重?cái)U(kuò)散區(qū)生成工藝相同的工藝在電池片受光面上生成標(biāo)記圖 形。本發(fā)明可以在一次硅片定位下完成重?cái)U(kuò)散區(qū)與標(biāo)記圖形的生成，確保標(biāo)記圖形相對位 置的準(zhǔn)確性。具體而言，即噴蠟工藝中采用噴蠟技術(shù)在兩個(gè)相鄰的金屬柵線印刷區(qū)之間噴 制標(biāo)記圖形，并在后道擴(kuò)散工藝中同步形成重?cái)U(kuò)區(qū)以及標(biāo)記圖形；或在刻蝕漿料絲網(wǎng)印刷 工藝中以網(wǎng)板乳膠膜保護(hù)的方式在兩個(gè)相鄰的柵線印刷區(qū)之間保留標(biāo)記圖形；或采用激光 刻蝕工藝在兩個(gè)相鄰的柵線印刷區(qū)之間刻蝕標(biāo)記圖形；或其他適用于生成選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū) 的工藝生成標(biāo)記圖形。
[0045] 本發(fā)明可以利用太陽能電池生產(chǎn)線上的位置檢測裝置對金屬柵線和標(biāo)記圖形之 間距離進(jìn)行檢測。本發(fā)明檢測出的距離值也可以作為太陽能電池絲網(wǎng)印刷設(shè)備對位控制系 統(tǒng)閉環(huán)控制的反饋參數(shù)。
[0046] 本發(fā)明即適用于絲網(wǎng)印刷設(shè)備的高速在線位置檢測，也適用于離線設(shè)備。本發(fā)明 可以對金屬柵線實(shí)際印刷位置相對于重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)精度進(jìn)行在線或離線測試、對絲網(wǎng) 印刷設(shè)備印刷精度的設(shè)備性能提供有效測試方法，以及實(shí)現(xiàn)以該檢測方法為基礎(chǔ)的工藝功 能擴(kuò)展，例如但不局限于對網(wǎng)板壽命的工藝監(jiān)測。
[0047] 在金屬柵線印刷后，測量金屬柵線與標(biāo)記圖形之間的距離，結(jié)合標(biāo)記圖形與選擇 性重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)中心線的相對距離，判定柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精 度。該方法可以回避常規(guī)光學(xué)檢測方法中金屬柵線反射光對柵線周邊的光污染問題，獲得 金屬柵線實(shí)際印刷位置與重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)的重合精度信息，向絲網(wǎng)印刷設(shè)備反饋實(shí)際印 刷位置偏移量，實(shí)現(xiàn)絲網(wǎng)印刷設(shè)備圖形定位系統(tǒng)的高精度閉環(huán)控制，并為采用圖形定位技 術(shù)的絲網(wǎng)印刷設(shè)備提供有效的定位精度檢測方法。此外，通過該檢測方法也可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)板 壽命監(jiān)測等功能。
[0048] 類單晶或多晶型選擇性電極型晶硅太陽能電池所具有的不規(guī)則晶格結(jié)構(gòu)可能會 為標(biāo)記圖形的識別帶來干擾。同時(shí)視覺識別系統(tǒng)也具有取決于分辨率和視角范圍的測量誤 差。為確保檢測系統(tǒng)可以準(zhǔn)確定義基準(zhǔn)參照點(diǎn)，當(dāng)標(biāo)記圖形由多個(gè)單一圖形組合而成時(shí)，圖 像采集后首先選擇最清晰的一個(gè)單一圖形作為基準(zhǔn)圖形?？梢酝ㄟ^測量該單一圖形與其它 單一圖形之間的相對距離，判斷該單一圖形作為基準(zhǔn)參照點(diǎn)的位置可靠性。
[0049] 圖1舉例說明了一種標(biāo)記圖形的組合方式，共計(jì)5個(gè)等距離分布的標(biāo)記線段32分 布于6根金屬柵線10之間。在相機(jī)視角范圍內(nèi)，設(shè)置5個(gè)標(biāo)記線段即可以保證視覺識別系 統(tǒng)在視窗范圍內(nèi)具有足夠高的分辨率和測試精度，也可以最大程度彌補(bǔ)類單晶或多晶硅晶 格對標(biāo)記圖形識別的干擾。
[0050] 視覺檢測系統(tǒng)一次性采集6根金屬柵線10和其中平均分布的5個(gè)標(biāo)記線段32的 位置信息。檢測系統(tǒng)軟件選擇5個(gè)標(biāo)記線段中最清晰可靠的標(biāo)記線段作為基準(zhǔn)參照點(diǎn)，計(jì) 算該標(biāo)記線段與其他4個(gè)，或至少一個(gè)可清晰識別的標(biāo)記線段之間的相互距離，并根據(jù)計(jì) 算結(jié)果判斷該標(biāo)記線段作為基準(zhǔn)參照點(diǎn)的可靠性。然后分別計(jì)算參照點(diǎn)左右相鄰兩根金屬 柵線10與基準(zhǔn)參照點(diǎn)32之間的距離，結(jié)合重?cái)U(kuò)散工藝中設(shè)定的標(biāo)記線段與重?cái)U(kuò)散柵線印 刷區(qū)中心線的距離，計(jì)算金屬柵線實(shí)際印刷位置與重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)中心線之間的重合精 度偏差。實(shí)際生產(chǎn)中，由于金屬柵線位置測量信息相對而言準(zhǔn)確可信，可以結(jié)合具體電池片 工藝簡化程序，僅計(jì)算一根金屬柵線10與參照點(diǎn)32之間的距離，并設(shè)置不同的容差標(biāo)準(zhǔn)， 優(yōu)化測試系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
[0051] 以上實(shí)例僅僅在一個(gè)自由度上對金屬柵線印刷位置精度進(jìn)行了測量。通過在電池 片表面不同區(qū)域設(shè)置幾組標(biāo)記圖形，并結(jié)合單個(gè)標(biāo)記圖形組在單個(gè)位置自由度上的測量結(jié) 果，綜合計(jì)算多自由度印刷位置精度。如圖2所示，可以通過一組十字形標(biāo)記圖形32,即二 維圖形測量電池片柵線10和主柵線11兩個(gè)方向上的印刷位置精度。如圖3所示，通過分 別布置在電池片左上角和左下角的兩組標(biāo)記圖形組可以測量電池片柵線圖形在平面旋轉(zhuǎn) 方向上的位置精度。當(dāng)左上角相機(jī)測量的標(biāo)記圖形32與金屬柵線10中心線距離X ra不 等于左下角相機(jī)Cm測量的標(biāo)記圖形32與金屬柵線10中心線距離Xra，則可認(rèn)定金屬柵線 相對于柵線印刷區(qū)發(fā)生旋轉(zhuǎn)偏移。
[0052] 如圖4所示，通過在電池片左邊區(qū)和右邊區(qū)設(shè)置標(biāo)記圖形組并分別測量柵線印刷 位置精度，可以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)板壽命的監(jiān)控。當(dāng)電池片左邊區(qū)域金屬柵線能夠準(zhǔn)確與重?cái)U(kuò)散柵 線印刷區(qū)重合，即左邊相機(jī)測量的標(biāo)記圖形32與金屬柵線10中心線距離X u等于標(biāo)記 圖形32與重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)31中心線距離\s，而電池片右邊區(qū)域金屬柵線印刷位置發(fā)生 向右偏移，即右邊相機(jī)C K測量的標(biāo)記圖形33與金屬柵線10中心線距離XKI大于標(biāo)記圖形 32與重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)31中心線距離X KS，則可認(rèn)定網(wǎng)板張力已經(jīng)變低。但如果此時(shí)金屬 柵線10的實(shí)際印刷位置仍在重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)31以內(nèi)，仍可繼續(xù)使用網(wǎng)板，直至右邊區(qū) 域金屬柵線10實(shí)際印刷位置已經(jīng)接近偏離重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)31，測量結(jié)果中位置偏差信 息ΛX=X KI-XKS與通過工藝設(shè)定的容差參數(shù)對比后觸發(fā)程序發(fā)出警報(bào)，提示操作人員更換網(wǎng) 板。這一功能對于保證電池片品質(zhì)、降低電池片生產(chǎn)成本具有十分重要的意義。一方面可 以最大發(fā)揮網(wǎng)板使用潛力，在網(wǎng)板張力臨近達(dá)到工藝最低要求的時(shí)候由系統(tǒng)自動提示更換 網(wǎng)板，從而降低網(wǎng)板使用數(shù)量并降低生產(chǎn)成本；另一方面，由于網(wǎng)板數(shù)量以及更換頻率的降 低，更換網(wǎng)板造成的總停機(jī)時(shí)間將隨之下降，提高了絲網(wǎng)印刷設(shè)備的實(shí)際利用率；此外，每 次更換網(wǎng)板都必然消耗一定量的貴金屬漿料，隨著網(wǎng)板更換次數(shù)的降低，貴金屬漿料無功 消耗量也將隨之降低。網(wǎng)板工藝監(jiān)控功能將簡化工藝控制工作，提高工藝穩(wěn)定性、產(chǎn)品品質(zhì) 以及產(chǎn)品品質(zhì)的一致性。
[0053] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
【權(quán)利要求】
1. 選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方法，其特征在于，在電池片受 光面上生成一標(biāo)記圖形，在金屬柵線印刷后，測量金屬柵線與標(biāo)記圖形之間的距離，結(jié)合標(biāo) 記圖形與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的距離，判定柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方法，其 特征在于：所述標(biāo)記圖形位于金屬柵線之間，并采用與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的生成工藝相同的 工藝，在生成選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的同時(shí)在電池片受光面上生成標(biāo)記圖形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方 法，其特征在于：標(biāo)記圖形由多個(gè)單一標(biāo)記圖形組成的標(biāo)記圖形組，測試過程中首先選擇最 清晰可靠的單一圖形作為基準(zhǔn)位置參照點(diǎn)，并通過測量該單一標(biāo)記圖形與其他單一標(biāo)記圖 形的距離判斷該標(biāo)記圖形作為基準(zhǔn)位置參照點(diǎn)的位置可靠性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方 法，其特征在于：在電池片受光面上沿電池片表面柵線方向生成兩組所述標(biāo)記圖形，通過分 別測量電池片上下不同區(qū)域金屬柵線與所述標(biāo)記圖形之間距離的方法，判定電池片上下不 同區(qū)域的金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度，并進(jìn)一步判斷金屬柵線印刷圖 形與重?cái)U(kuò)區(qū)圖形在平面旋轉(zhuǎn)方向上的重合精度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方 法，其特征在于：在電池片受光面上沿電池片主柵線方向生成兩組所述標(biāo)記圖形，通過分 別測量電池片左右不同區(qū)域金屬柵線與所述標(biāo)記圖形之間距離的方法，判定電池片左右不 同區(qū)域的金屬柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重合精度，并進(jìn)一步判斷網(wǎng)板張力變化情 況，達(dá)到網(wǎng)板壽命監(jiān)控的工藝目的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方 法，其特征在于：在金屬柵線印刷后，測量金屬柵線與標(biāo)記圖形之間的距離，結(jié)合標(biāo)記圖形 與選擇性重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)中心線的相對距離，計(jì)算柵線印刷位置與選擇性重?cái)U(kuò)散區(qū)的重 合精度，以回避常規(guī)光學(xué)檢測方法中金屬柵線反射光對柵線周邊的光污染問題。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方 法，其特征在于：所述標(biāo)記圖形為二維圖形，通過分別測量所述二維圖形與電池片柵線和電 池片主柵線的距離，結(jié)合所述標(biāo)記圖形與重?cái)U(kuò)散柵線印刷區(qū)中心線和重?cái)U(kuò)散主柵線印刷區(qū) 中心線的距離，在電池片左右和上下兩個(gè)方向上判斷金屬柵線的印刷位置精度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方 法，其特征在于：該檢測方法應(yīng)用于生產(chǎn)線上的高速在線位置檢測，通過實(shí)時(shí)測量的位置檢 測信息，校正圖形定位運(yùn)動控制偏移量，實(shí)現(xiàn)絲網(wǎng)印刷設(shè)備圖形定位的高精度高速閉環(huán)控 制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方 法，其特征在于：該檢測方法適用于絲網(wǎng)印刷設(shè)備的高速在線位置檢測。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的選擇性電極型太陽能電池柵線印刷位置精度的檢測方 法，其特征在于：該檢測方法適用于離線絲網(wǎng)印刷設(shè)備。
【文檔編號】G01B11/00GK104097395SQ201310128281
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】于國豐, 卞莉 申請人:神奔機(jī)電科技（上海）有限公司