本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)電池的測(cè)試設(shè)備，尤其涉及一種測(cè)量PERC太陽(yáng)電池局域接觸空洞的裝置，屬于太陽(yáng)電池測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鈍化發(fā)射極和背面(Passivated Emitter Rear Cell, PERC)技術(shù)是晶硅太陽(yáng)電池行業(yè)近年最具性價(jià)比的提高效率手段。PERC技術(shù)與常規(guī)電池生產(chǎn)線兼容性高，只需增加鈍化、激光、背部拋光等設(shè)備，用較低的產(chǎn)線改造投資，就能將單晶和多晶電池轉(zhuǎn)換效率分別提升1%和0.5%左右。

現(xiàn)有技術(shù)中，PERC太陽(yáng)電池背面采用介質(zhì)膜鈍化，并采用激光開(kāi)膜或化學(xué)刻蝕開(kāi)膜的方式形成局域接觸窗口。然后絲網(wǎng)印刷Al層，并經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)形成局域鋁背場(chǎng)接觸。由于Al原子和Si原子的擴(kuò)散系數(shù)不同，往往會(huì)在局域接觸的地方形成空洞。觀察接觸空洞的方法通常采用超聲波探傷設(shè)備進(jìn)行探測(cè)，需要將硅片泡在水中測(cè)試。然而，超聲波探傷設(shè)備昂貴，大面積測(cè)試空洞較為耗時(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，PERC太陽(yáng)電池局域接觸空洞的檢測(cè)過(guò)程繁瑣、耗時(shí)等技術(shù)問(wèn)題，提供一種測(cè)量PERC太陽(yáng)電池局域接觸空洞的裝置，使測(cè)試過(guò)程操作簡(jiǎn)單，測(cè)試速度快。

為此，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種測(cè)量PERC太陽(yáng)電池局域接觸空洞的裝置，其特征在于，包括：

吸附臺(tái)，吸附臺(tái)通過(guò)真空泵產(chǎn)生負(fù)壓從而吸附太陽(yáng)電池；

設(shè)置于吸附臺(tái)上方的刮刀，刮刀的刮頭可在第一動(dòng)力裝置的作用下下壓抵靠在太陽(yáng)電池片的表面的鋁層上，刮頭同時(shí)可在第二動(dòng)力裝置的作用下在水平方向往復(fù)移動(dòng)；

固定設(shè)置于刮頭兩側(cè)的吸塵裝置，吸塵裝置的吸塵頭與真空泵連接，在刮頭工作過(guò)程中產(chǎn)生負(fù)壓將刮頭刮下來(lái)的碎屑吸走；以及，

圖像掃描儀和硅片尋邊系統(tǒng)，圖像掃描儀的掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)設(shè)置于吸附臺(tái)上方，并可在第三動(dòng)力裝置的作用下在水平方向往復(fù)移動(dòng)；

所述的第一動(dòng)力裝置、第二動(dòng)力裝置、第三動(dòng)力裝置以及圖像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)與一計(jì)算機(jī)連接；計(jì)算機(jī)輸出控制信號(hào)控制第一動(dòng)力裝置、第二動(dòng)力裝置、第三動(dòng)力裝置以及圖像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)的動(dòng)作，同時(shí)接收?qǐng)D像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)輸入的信息，經(jīng)處理后，輸出和顯示結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述刮頭下壓對(duì)電池片的壓強(qiáng)范圍為1- 100 Pa，刮頭水平方向移動(dòng)的速度為0.001-2 m/s。

進(jìn)一步地，所述吸塵頭安置于刮刀兩側(cè)，兩側(cè)的吸塵頭同時(shí)工作，吸力范圍為10-1000 mbar，進(jìn)風(fēng)量為102 m³/h 到5000 m³/h，所述圖像掃描儀的精度為300 DPI – 4800 DPI。

使用本實(shí)用新型的裝置進(jìn)行測(cè)量PERC太陽(yáng)電池局域接觸空洞的方法，步驟如下：

S1：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)；

S2：將PERC太陽(yáng)電池吸附于吸附臺(tái)上，電池背面鋁層朝上；

S3：通過(guò)圖像掃描儀的掃描頭掃描刮開(kāi)的區(qū)域；

S4：采用圖像處理方法計(jì)算接觸空洞區(qū)的長(zhǎng)度和面積，計(jì)算出接觸空洞的比例，形成報(bào)告。

作為一種優(yōu)選，在步驟S2和S3之間，還包括如下步驟：

S2-1：采用硅片尋變系統(tǒng)尋找硅片的四邊，開(kāi)啟與吸塵裝置的吸塵頭相連的真空泵；

S2-2：在計(jì)算機(jī)控制下，使刮刀下壓，采用刮刀將PERC太陽(yáng)電池背面的鋁層刮除，并通過(guò)吸塵頭吸走刮下來(lái)的鋁粉，裸露出局域接觸形貌；

在步驟S1中，所述參數(shù)包括真空泵的負(fù)壓參數(shù)、刮刀下壓的距離和力度、刮刀和吸塵頭移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)行程、刮除鋁層的面積、掃描頭移動(dòng)軌跡。

在步驟S2-2中，所述機(jī)械刮除法去除鋁層，刮刀下壓對(duì)電池片的壓強(qiáng)范圍為1- 100 Pa，刮除速度為0.001-2 m/s。

在步驟S2-2中，所述吸塵裝置安置于刮刀兩側(cè)，兩側(cè)的吸塵裝置同時(shí)工作，吸力范圍為10-1000 mbar，進(jìn)風(fēng)量為102 m³/h 到5000 m³/h。

在步驟S3中，所述圖像掃描儀的精度為300 DPI – 4800 DPI。

在步驟S4中，所述圖像處理方法包括識(shí)別圖像的明暗、對(duì)比度，自動(dòng)識(shí)別局域接觸區(qū)、自動(dòng)識(shí)別接觸空洞區(qū)，計(jì)算接觸空洞的比例。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：通過(guò)采用機(jī)械方法去除鋁層，漏出鋁層覆蓋住的局域接觸區(qū)域，采用圖像掃描方式攝取大面積范圍內(nèi)的局域接觸形貌，由于局域接觸區(qū)域中的良好填充區(qū)和空洞區(qū)對(duì)光的反射能力不同，因此可以采用圖像處理方法(如對(duì)比度識(shí)別)技術(shù)接觸空洞區(qū)的長(zhǎng)度和面積，進(jìn)一步計(jì)算出接觸空洞的比例。本實(shí)用新型的測(cè)量裝置，具有操作簡(jiǎn)單，測(cè)試速度快的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為依據(jù)本實(shí)用新型的測(cè)量裝置測(cè)量出的測(cè)試結(jié)果；

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，101為填充區(qū)；102為空洞區(qū)；1為真空泵；2為吸附臺(tái)；3為太陽(yáng)電池；4為吸塵頭；5為刮刀；6為刮刀和吸塵頭的移動(dòng)平臺(tái)；7為圖像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)的移動(dòng)平臺(tái)；8為圖像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)；9為真空管道，10為計(jì)算機(jī)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，本實(shí)用新型中與現(xiàn)有技術(shù)相同的部分將參考現(xiàn)有技術(shù)。

如圖2所示，本實(shí)用新型提供的測(cè)量PERC太陽(yáng)電池局域接觸空洞的裝置，包括：

吸附臺(tái)2，吸附臺(tái)2通過(guò)真空泵1產(chǎn)生負(fù)壓從而吸附太陽(yáng)電池3，具體地，本實(shí)用新型中，太陽(yáng)電池為PERC太陽(yáng)電池，吸附后使PERC太陽(yáng)電池背面鋁層朝上；

設(shè)置于吸附臺(tái)2上方的刮刀5，刮刀5的刮頭可在第一動(dòng)力裝置的作用下下壓抵靠在太陽(yáng)電池片3的表面的鋁層上，刮頭5同時(shí)可在第二動(dòng)力裝置的作用下在水平方向往復(fù)移動(dòng)，從而對(duì)太陽(yáng)電池的濾層施壓，刮除鋁層；

固定設(shè)置于刮頭兩側(cè)的吸塵裝置，吸塵裝置的吸塵頭4與真空泵1連接，在刮頭工作過(guò)程中產(chǎn)生負(fù)壓將刮頭刮下來(lái)的碎屑吸走；以及，

圖像掃描儀和硅片尋邊系統(tǒng)8，圖像掃描儀的掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)設(shè)置于吸附臺(tái)上方，并可在第三動(dòng)力裝置的作用下在水平方向往復(fù)移動(dòng)，其中，所述硅片尋邊系統(tǒng)在刮刀開(kāi)始工作之前進(jìn)行對(duì)硅片進(jìn)行掃描和尋找硅片的四邊，對(duì)硅片進(jìn)行定位；

為了方便分別刮刀和吸塵頭，以及，圖像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)進(jìn)行移動(dòng)，將刮刀和吸塵頭設(shè)置于刮刀和吸塵頭的移動(dòng)平臺(tái)6上，將圖像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)設(shè)置于圖像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)的移動(dòng)平臺(tái)7上，方便對(duì)其分別進(jìn)行移動(dòng)。

真空泵1通過(guò)真空管道9分別與吸附臺(tái)2和吸塵頭4連通，為其提供負(fù)壓，分別產(chǎn)生吸附和吸塵的效果。

所述的第一動(dòng)力裝置、第二動(dòng)力裝置、第三動(dòng)力裝置以及圖像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)與一計(jì)算機(jī)10連接；計(jì)算機(jī)輸出控制信號(hào)控制第一動(dòng)力裝置、第二動(dòng)力裝置、第三動(dòng)力裝置以及圖像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)的動(dòng)作，同時(shí)接收?qǐng)D像掃描頭和硅片尋邊系統(tǒng)輸入的信息，經(jīng)圖像分析軟件處理后，輸出和顯示結(jié)果。第一動(dòng)力裝置、第二動(dòng)力裝置、第三動(dòng)力裝置可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的動(dòng)力裝置，如氣缸、伺服電機(jī)等。

本實(shí)用新型中，通過(guò)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置控制參數(shù)，使刮頭下壓對(duì)電池片的壓強(qiáng)范圍為1- 100 Pa，刮頭水平方向移動(dòng)的速度為0.001-2 m/s；本實(shí)施例中，吸塵頭安置于刮刀兩側(cè)，且兩側(cè)的吸塵頭同時(shí)工作，吸塵頭的吸力范圍為10-1000 mbar，進(jìn)風(fēng)量為102 m³/h 到5000 m³/h；圖像掃描儀的精度為300 DPI – 4800 DPI。

本實(shí)施例提供的測(cè)量PERC太陽(yáng)電池局域接觸空洞的裝置，也可用于分析已經(jīng)去除背面鋁層的PERC太陽(yáng)電池，此種應(yīng)用場(chǎng)景下的工作過(guò)程將在下文描述。

下文列舉出了本實(shí)用新型的兩種使用場(chǎng)景：

場(chǎng)景1

使用本實(shí)用新型提供的測(cè)量PERC太陽(yáng)電池局域接觸空洞的裝置，進(jìn)行接觸空洞測(cè)量，包含如下步驟：

S1：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，參數(shù)包括真空泵的負(fù)壓參數(shù)、刮刀下壓的距離和力度、刮刀和吸塵頭移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)行程、刮除鋁層的面積、掃描頭移動(dòng)軌跡；

S2：將PERC太陽(yáng)電池背面鋁層朝上，放置于吸附臺(tái)上，打開(kāi)真空泵，將電池吸附在吸附臺(tái)上；

S2-1：采用硅片尋變系統(tǒng)尋找硅片的四邊，然后開(kāi)啟與吸塵裝置的吸塵頭相連的真空泵；

S2-2：在計(jì)算機(jī)控制下，使刮刀下壓，采用刮刀將PERC太陽(yáng)電池背面的鋁層刮除，并通過(guò)吸塵頭吸走刮下來(lái)的鋁粉，裸露出局域接觸形貌；通過(guò)計(jì)算內(nèi)參數(shù)的設(shè)定，使刮刀下壓對(duì)電池片的壓強(qiáng)范圍控制在1- 100 Pa，刮除速度控制在0.001-2 m/s；兩側(cè)的吸塵裝置同時(shí)工作，吸塵頭的吸力范圍控制在10-1000 mbar，進(jìn)風(fēng)量控制在102 m³/h 到5000 m³/h。

S3：通過(guò)圖像掃描儀的掃描頭掃描刮開(kāi)的區(qū)域，如圖1所示，圖1中，101為填充區(qū)，102為空洞區(qū)；圖像掃描儀的精度為300 DPI – 4800 DPI；

S4：采用圖像處理方法計(jì)算接觸空洞區(qū)的長(zhǎng)度和面積，計(jì)算出接觸空洞的比例，形成報(bào)告。

場(chǎng)景2

使用本實(shí)用新型提供的測(cè)量PERC太陽(yáng)電池局域接觸空洞的裝置，應(yīng)用于分析已經(jīng)去除背面鋁層的PERC太陽(yáng)電池，具體步驟如下：

將已經(jīng)去處鋁層的PERC太陽(yáng)電池背面朝上，放置于PERC太陽(yáng)電池空洞測(cè)試裝置的吸附臺(tái)上，打開(kāi)真空泵，將電池吸附在吸附臺(tái)上。用計(jì)算機(jī)控制硅片尋變系統(tǒng)尋找硅片的四邊。用計(jì)算機(jī)控制圖像掃描頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，拍下電池背面的圖像，如圖1所示，圖1中，101為填充區(qū)，102為空洞區(qū)。然后用計(jì)算機(jī)分析電池背面局域接觸區(qū)域的面積比例，并形成報(bào)告。