缺陷检测设备论文和设计-李新连

全文摘要

本实用新型是关于一种缺陷检测设备，用于对完成刻划工艺的待测基板进行缺陷检测。所述待测基板包括衬底基板和位于所述衬底基板上的背电极层，所述设备包括：光源组件，用于提供光照，所述光源组件包括第一光源；采集装置，用于在所述第一光源发光时，采集所述第一光源透过所述待测基板形成的第一图像数据；处理装置，与所述采集装置相连接，用于根据所述第一图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析所述待测基板是否存在缺陷。该技术方案可对完成刻划工艺的基板进行检测，以确保流入后续产线的产品良率。

主设计要求

1.一种缺陷检测设备，用于对完成刻划工艺的待测基板进行缺陷检测，其特征在于，所述待测基板包括衬底基板和位于所述衬底基板上的背电极层；所述设备包括：光源组件，用于提供光照，所述光源组件包括第一光源；采集装置，用于在所述第一光源发光时，采集所述第一光源透过所述待测基板形成的第一图像数据；处理装置，与所述采集装置相连接，用于根据所述第一图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析所述待测基板是否存在缺陷。

设计方案

1.一种缺陷检测设备，用于对完成刻划工艺的待测基板进行缺陷检测，其特征在于，所述待测基板包括衬底基板和位于所述衬底基板上的背电极层；所述设备包括：

光源组件，用于提供光照，所述光源组件包括第一光源；

采集装置，用于在所述第一光源发光时，采集所述第一光源透过所述待测基板形成的第一图像数据；

处理装置，与所述采集装置相连接，用于根据所述第一图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析所述待测基板是否存在缺陷。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光源组件还包括第二光源，所述第一光源与所述第二光源分设于所述待测基板的两侧；

所述采集装置位于所述背电极层远离所述衬底基板的一侧；

所述采集装置还用于在所述第二光源发光时，采集所述第二光源由所述背电极层所在表面反射的第二图像数据。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括控制开关，所述控制开关与所述第一光源和所述第二光源相连接，用于控制所述第一光源和所述第二光源的开启与关闭。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一光源与所述第二光源为不同颜色光的光源。

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一光源为红光光源、绿光光源和蓝光光源中的一种，所述第二光源为红光光源、绿光光源和蓝光光源中的另一种。

6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一光源包括线形排布的发光二极管阵列或者冷阴极荧光灯管，所述第二光源包括线形排布的发光二极管阵列或者冷阴极荧光灯管。

7.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第二光源包括两组或多组发光单元，所述采集装置位于相邻所述发光单元之间。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

驱动装置，用于控制所述待测基板运动至预设位置，所述预设位置位于所述采集装置的采集范围内。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：

反馈装置，与所述处理装置以及执行所述刻划工艺的设备相连接，用于向执行所述刻划工艺的设备反馈所述缺陷的位置以及类型。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述采集装置为CCD相机或者CMOS相机。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏电池检测技术领域，尤其涉及一种缺陷检测设备。

背景技术

随着能源危机的日益严峻，关于太阳能的开发应用显得十分重要。其中，薄膜太阳能电池以其光电转化效率高、稳定性好、制造成本低、可柔性化、以及环境友好等优点而受到了广泛的关注。

以铜铟镓硒(CuInGaSe，CIGS)薄膜太阳能电池为例，参考图1所示，典型CIGS薄膜太阳能电池的结构包括：用作衬底基板01的纳钙玻璃或柔性材料，形成于衬底基板01表面的背电极层02例如钼Mo薄膜电极，形成于背电极层02表面的CIGS吸收层03，形成于吸收层03表面的硫化镉CdS缓冲层04，以及依次形成于缓冲层04表面的本征半导体薄膜05例如本征氧化锌i-Zno薄膜和透明电极层06例如和氧化锌铝电极，最终形成PN节。

基于此，在形成各个功能膜层的过程中，需要采用刻划工艺来形成不同的子电池并实现各个子电池之间的串联或者并联。其中，P1刻划线是采用激光刻划工艺实现的，其可用于将背电极层02分割成多个电极单元，P2刻划线是采用机械刻划工艺实现的，其可用于将背电极层02上方位于第一预设位置的CIGS吸收层03和CdS缓冲层04除去，以便于为相邻子电池间的串联形成通道，P3刻划线是采用机械刻划工艺实现的，其可用于将背电极层02上方位于第二预设位置的包括CIGS吸收层03、CdS缓冲层04、本征半导体薄膜05和透明电极层06的所有膜层除去，以便于实现相邻子电池间的串联。但是，在实际生产的过程中，P2刻线和P3刻线的过刻或者漏刻都会导致电池性能的下降甚至芯片功能的失效，因此检测刻划缺陷对于保证电池性能显得十分重要。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型实施例提供了一种缺陷检测方法及设备。该技术方案如下：

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种缺陷检测方法，用于对完成刻划工艺的待测基板进行缺陷检测，所述待测基板包括衬底基板和位于所述衬底基板上的背电极层，所述方法包括：

采集第一光源透过所述待测基板形成的第一图像数据；

根据所述第一图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析所述待测基板是否存在缺陷。

在一个实施例中，所述方法还包括：

采集第二光源由所述背电极层所在表面反射的第二图像数据；

根据所述第一图像数据和所述第二图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析所述待测基板是否存在缺陷。

在一个实施例中，所述第一光源和所述第二光源分设于所述待测基板的两侧，所述第一图像数据和所述第二图像数据均自所述第一光源所在侧采集。

在一个实施例中，所述方法还包括：

在采集所述第一图像数据和所述第二图像数据之前，控制所述第一光源和所述第二光源同时发射不同颜色的光。

在一个实施例中，所述方法还包括：

控制所述第一光源和所述第二光源交替发光，在所述第一光源发光时，采集所述第一图像数据，在所述第二光源发光时，采集所述第二图像数据。

在一个实施例中，根据所述第一图像数据和所述第二图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析所述待测基板是否存在缺陷包括：

获取第一光学参数，所述第一光学参数包括所述第一光源透过所述待测基板的第一光强；

将所述第一光强与第一阈值进行对比，并在所述第一光强大于所述第一阈值时，确定所述待测基板存在过刻不良。

在一个实施例中，根据所述第一图像数据和所述第二图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析所述待测基板是否存在缺陷包括：

获取第二光学参数，所述第二光学参数包括所述第二光源经由所述待测基板表面反射的第二光强；

将所述第二光强与第二阈值进行对比，并在所述第二光强小于所述第二阈值时，确定所述待测基板存在漏刻不良。

在一个实施例中，根据所述第一图像数据和所述第二图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析所述待测基板是否存在缺陷包括：

根据所述第一图像数据和所述第二图像数据确定刻划位置信息；

获取所述刻划位置信息及预先标记的参考刻划位置信息，检测刻划位置与参考刻划位置之间的距离，所述距离为第一距离；

将所述第一距离与预设距离进行对比，当所述第一距离与所述预设距离的差值超出预设范围时，确定所述待测基板存在精度不良。

在一个实施例中，所述方法还包括：

在确定所述待测基板存在缺陷时，向执行所述刻划工艺的设备反馈所述缺陷的位置以及类型。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种缺陷检测设备，用于对完成刻划工艺的待测基板进行缺陷检测，所述待测基板包括衬底基板和位于所述衬底基板上的背电极层；所述设备包括：

光源组件，用于提供光照，所述光源组件包括第一光源；

采集装置，用于在所述第一光源发光时，采集所述第一光源透过所述待测基板形成的第一图像数据；

处理装置，与所述采集装置相连接，用于根据所述第一图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析所述待测基板是否存在缺陷。

在一个实施例中，所述光源组件还包括第二光源，所述第一光源与所述第二光源分设于所述待测基板的两侧；

所述采集装置位于所述背电极层远离所述衬底基板的一侧；

所述采集装置还用于在所述第二光源发光时，采集所述第二光源由所述背电极层所在表面反射的第二图像数据。

在一个实施例中，所述设备还包括控制开关，所述控制开关与所述第一光源和所述第二光源相连接，用于控制所述第一光源和所述第二光源的开启与关闭。

在一个实施例中，所述第一光源与所述第二光源为不同颜色光的光源。

在一个实施例中，所述第一光源为红光光源、绿光光源和蓝光光源中的一种，所述第二光源为红光光源、绿光光源和蓝光光源中的另一种。

在一个实施例中，所述第一光源包括线形排布的发光二极管阵列或者冷阴极荧光灯管，所述第二光源包括线形排布的发光二极管阵列或者冷阴极荧光灯管。

在一个实施例中，所述第二光源包括两组或多组发光单元，所述采集装置位于相邻所述发光单元之间。

在一个实施例中，所述设备还包括：

驱动装置，用于控制所述待侧基板运动至预设位置，所述预设位置位于所述采集装置的采集范围内。

在一个实施例中，所述设备还包括：

反馈装置，与所述处理装置以及执行所述刻划工艺的设备相连接，用于向执行所述刻划工艺的设备反馈所述缺陷的位置以及类型。

在一个实施例中，所述采集装置为CCD相机或者CMOS相机。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本技术方案通过获取第一光源透过待测基板的第一图像数据，并根据该第一图像数据反映的与各个刻划位置对应的光学参数来对待测基板进行缺陷分析，从而避免在短时间内出现大量的不良产品，以此来确保产线良率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据示例性实施例示出的太阳能电池结构的示意图；

图2是根据示例性实施例示出的缺陷检测方法的流程图；

图3是根据示例性实施例示出的缺陷检测方法的流程图；

图4是根据示例性实施例示出的缺陷检测方法的流程图；

图5是根据示例性实施例示出的太阳能电池的制备工艺流程图；

图6是根据示例性实施例示出的缺陷检测方法的流程图；

图7是根据示例性实施例示出的缺陷检测设备的系统框图；

图8是根据示例性实施例示出的缺陷检测设备的结构原理图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本实用新型实施例所提供的技术方案涉及一种缺陷检测方法，该方法可用于对完成刻划工艺的待测基板进行缺陷检测，以判断待测基板是否存在有缺陷。参考图1所示，所述待测基板的具体结构包括衬底基板01、位于衬底基板01上的背电极层02、以及位于背电极层02上的功能层，其中功能层可以包括吸收层03、缓冲层04、本征半导体薄膜05和透明电极层06中的一种或多种，但不以此为限。

图2是根据示例性实施例示出的缺陷检测方法的流程图。根据图2可知，该缺陷检测方法包括如下步骤：

步骤S201、采集第一光源透过待测基板形成的第一图像数据；

步骤S202、根据第一图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析待测基板是否存在缺陷。

其中，待测基板是指在制备太阳能电池结构的过程中已经形成背电极层以及部分或全部功能层的基板，且在形成部分或全部功能层之后进行过对应的刻划工艺，例如相关技术中的P2刻划工艺或者P3刻划工艺。刻划位置是指实际进行刻划工艺之后刻划线所在的位置，例如P2刻线位置或者P3刻线位置，该位置与预先设定的参考刻划位置之间相隔有一定的距离。

需要说明的是：在实际进行缺陷检测时，第一光源可置于待测基板设有背电极层的一侧或者待测基板未设背电极层的一侧，本实施例对此不作限定，只要是第一光源与图像采集装置分设于待测基板的两侧即可。

具体而言，在进行缺陷检测的过程中，本实施例可将待测基板置于第一光源和采集装置之间，当第一光源点亮时采集第一光源透过待测基板的第一图像数据，并对采集到的第一图像数据进行分析。若第一图像数据所反映的第一光学参数例如第一光强超过预先设置的第一阈值，则表明待测基板存在过刻缺陷，如此便可实现对待测基板的过刻缺陷分析。

基于此，本实用新型实施例所提供的技术方案，通过获取第一光源透过待测基板的第一图像数据，并根据该第一图像数据反映的与各个刻划位置对应的光学参数来对待测基板进行缺陷分析，从而避免在短时间内出现大量的不良产品，以此来确保产线良率。

图3是根据示例性实施例示出的缺陷检测方法的流程图。根据图3可知，该缺陷检测方法还包括如下步骤：

步骤S301、采集第二光源由背电极层所在表面反射的第二图像数据。

步骤S302、根据第一图像数据和第二图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析待测基板是否存在缺陷。

需要说明的是：在实际进行缺陷检测时，第二光源可置于待测基板设有背电极层的一侧，即第二光源与图像采集装置位于待测基板的同侧。

具体而言，在进行缺陷检测的过程中，本实施例可将待测基板置于第二光源和采集装置的同侧，当第二光源点亮时采集第二光源由待测基板表面的背电极层反射的第二图像数据，并对采集到的第二图像数据进行分析。若第二图像数据所反映的第二光学参数例如第二光强小于预先设置的第二阈值，则表明待测基板存在漏刻缺陷，如此便可实现对待测基板的漏刻缺陷分析。更进一步的，本实施例还可通过对第一图像数据和\/或第二图像数据进行分析，以根据第一图像数据所反映的透射光的位置和\/或第二图像数据所反映的反射光的位置来确定刻划精度，从而实现对待测基板的精度不良缺陷的分析。

基于本实用新型实施例所提供的技术方案可知，在对待测基板进行缺陷检测时，其具体可实现对待测基板的过刻、漏刻、以及精度不良的缺陷进行检测。

在一种实施方式中可以设置一个光源和两个采集装置来实现上述的检测功能。具体而言，光源例如第二光源设置在待测基板设有背电极层的一侧，采集装置包括分别位于待测基板两侧的第一采集装置和第二采集装置，在进行缺陷检测时，第一采集装置位于待测基板未设背电极层的一侧，第二采集装置位于待测基板设有背电极层的一侧，当光源点亮时，一方面可采用第一采集装置采集光源透过待测基板的图像数据，另一方面可采用第二采集装置采集光源经由待测基板表面的背电极层反射的图像数据，如此便可实现对待测基板的过刻分析和漏刻分析。

在另一实施方式中可以设置一个采集装置和两个光源来实现上述的检测功能。具体而言，采集装置可以设置在待测基板设有背电极层的一侧，光源可以包括分别位于待测基板两侧的第一光源和第二光源，在进行缺陷检测时，第一光源位于待测基板未设背电极层的一侧，第二光源位于待测基板设有背电极层的一侧，当第一光源点亮时，可从第二光源所在侧采集第一光源透过待测基板的图像数据，当第二光源点亮时，可从第二光源所在侧采集第二光源经由待测基板表面的背电极层反射的图像数据。应当明确的是，在第一光源和第二光源分别点亮时，可分别采集不同光源点亮时对应的图像数据，此时采集到的图像数据应当是两张图像分别反映的图像数据，但在第一光源和第二光源同时点亮时，可同时采集不同光源点亮时对应的图像数据，此时采集到的图像数据应当为同一张图像所反映的图像数据。针对于后者，为了区分第一光源透过待测基板的图像数据和第二光源经由待测基板表面的背电极层反射的图像数据，本实施例可以采用用于发射不同颜色光的第一光源和第二光源，例如第一光源为红色光源，第二光源为蓝色光源，但不以此为限。

示例的，第一光源和第二光源可以分设于待测基板的两侧，第一图像数据和第二图像数据均自第一光源所在侧采集，也即，第一光源和采集装置位于待测基板设有背电极层的一侧，第二光源位于待测基板未设背电极层的一侧。在一个实施例中，第一图像数据是在第一光源点亮时采集的，第二图像数据是在第二光源点亮时采集的，第一光源和第二光源可交替点亮发光，此时二者的发光颜色可以相同或者不同。在另一实施例中，第一图像数据和第二图像数据可以是在第一光源和第二光源同时点亮时采集的，此时第一光源和第二光源需为不同颜色的光源。更进一步的，在第一光源和第二光源同时点亮时采集的第一图像数据和第二图像数据还可以是同一张图像中呈现出的图像数据，该图像数据可以包括两个图像数据，一个图像数据反映了第一光源透过待测基板的图像信息，另一个图像数据反映了第二光源由待测基板表面的背电极层反射的图像信息。

下面结合图4对本技术方案所提供的其中一种缺陷检测方法进行示例性的描述。图4是根据示例性实施例示出的缺陷检测方法的流程图。根据图3可知，该缺陷检测方法包括如下步骤：

步骤S401、将完成刻划工艺的待测基板置于第一光源与第二光源之间，该待测基板包括衬底基板以及依次位于衬底基板一侧的背电极层和功能层。

步骤S402、在第一光源和\/或第二光源发光时，自第一光源所在侧采集待测基板的图像数据，其中衬底基板靠近第一光源、功能层靠近第二光源。

步骤S403、根据图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数来分析待测基板是否存在缺陷，该光学参数包括第一光源透过待测基板的第一光学参数和第二光源经由待测基板表面的背电极层反射的第二光学参数。

基于上述步骤S401至S403，以相关技术中关于太阳能电池结构的制备过程为例，假设采用玻璃基板作为衬底基板01，在衬底基板01的表面形成背电极层02例如Mo电极以及CIGS吸收层03和CdS缓冲层04，此时对该基板进行P2刻划工艺，也就是将背电极层02上方位于第一预设位置的CIGS吸收层03和CdS缓冲层04划去，以形成几十微米宽的P2刻线，从而为各个子电池的串联形成通道。基于此，P2刻线的过刻或漏刻都会导致电池性能的下降。一方面，P2刻线的部分漏刻会导致电池性能的下降，整条P2刻线完全漏刻会导致电池断路、继而引发芯片失效，另一方面，P2刻线的过刻会导致背电极层02厚度减薄，以致导电性能变差，而且还会导致电池组件的背部透光，由此产生外观差异。

本实施例中，在完成P2刻划工艺之后，可将形成有背电极层02、CIGS吸收层03和CdS缓冲层04的待测基板置于第一光源与第二光源之间，并使待测基板的衬底基板01靠近第一光源、最外侧的功能层例如CdS缓冲层04靠近第二光源。具体而言，本步骤可以是操作人员手动将小型的待测基板置于两光源之间，或者也可以采用机械设备将大型的待测基板置于两光源之间，这里对此不作限定。以后者为例，本实施例可采用机械手将待测基板装载至支撑机构中，并控制支撑机构带动待测基板移动至第一光源与第二光源之间的位置。

当第一光源与第二光源被先后依次点亮时，监控相机可以自第二光源所在侧方向即待测基板的功能层所在侧方向依次采集待测基板的两张图像数据，其包括第一光源被点亮时第一光源透过待测基板的第一图像数据和第二光源被点亮时第二光源经由待测基板表面的背电极层反射的第二图像数据。

当第一光源和第二光源被同时点亮并发射不同颜色光时，监控相机可以自第二光源所在侧方向即待测基板的功能层所在侧方向采集待测基板的图像数据，该图像数据是在第一光源和第二光源同时被点亮时而采集到的。其中，监控相机可以设置在第二光源的正上方且不被第二光源的发光组件遮挡，以便于在待测基板位于监控相机的视场中心时采集待测基板的正面图像，且在图像采集的过程中，待测基板可以静止在监控相机的正下方，或者也可以缓慢通过监控相机的下方，以不影响图像的采集为准。

在采集到待测基板的图像数据之后，处理器可以根据图像数据所反映的对应于各个刻划位置即P2刻线的光学参数来分析待测基板当前是否存在缺陷，这里的缺陷是指过刻、漏刻、或者精度不良，其具体可以通过对第一光源透过待测基板的第一光学参数例如第一光强以及第二光源经由待测基板表面的背电极层反射的第二光学参数例如第二光强分析而得。例如，当第一光强的数值较大例如大于第一阈值时，表明第一光源透过待测基板的光强过大，此时P2刻划工艺存在过刻现象，即对背电极层02产生了过度刻划。又如，当第二光强的数值较小例如小于第二阈值时，表明第二光源经由待测基板反射的光强过小，此时P2刻划工艺存在漏刻现象，即尚未刻划至背电极层02的位置。需要说明的是：第二光强小于第二阈值还有可能是背电极层02被完全刻划掉，此时需结合第一光强与第一阈值的关系进行判定。更进一步的，本实施例还可以根据透射光或者反射光的位置来确定刻划精度，以此来判断是否存在精度不良的问题。

需要说明的是：以上实施例中所述的检测过程同样适用于完成P3刻划工艺的待测基板，也就是将位于背电极层02上方对应于第二预设位置的CIGS吸收层03、CdS缓冲层04、本征半导体薄膜05和透明电极层06划去之后的基板。其中，P3刻线的不良也会导致电池性能的下降，例如P3刻线的漏刻会导致相邻子电池间的短路，从而致使芯片性能下降，又如P3刻线的过刻会导致电池组件的背部透光，并由此产生外观差异。本实施例可采用上述的检测方法在完成P3刻划工艺之后对待测基板进行检测，从而实现对待测基板的缺陷检测功能。其中，图5示例性示出了太阳能电池结构的制备工艺流程图，由此可知本实施例中的缺陷检测方法可在P2刻划工艺和P3刻划工艺结束之后执行。

基于此，本实用新型实施例所提供的技术方案可将完成刻划工艺的待测基板置于第一光源与第二光源之间，在第一光源和第二光源同时发光时，从待测基板的功能层所在侧方向采集待测基板的图像数据，或者在第一光源和第二光源依次发光时，从待测基板的功能层侧分别采集第一光源透过待测基板的第一图像数据以及第二光源经由待测基板表面的背电极层反射的第二图像数据，进而根据采集到的图像数据所反映的与各个刻划位置对应的光学参数来对待测基板进行缺陷分析，从而避免在短时间内出现大量的不良产品，以此来确保产线良率。

考虑到在第一光源与第二光源同时发射不同颜色的光时可以仅采集单张的图像数据，这样能够有效的提高基板检测效率。基于此，参考图6所示，本实用新型实施例所提供的缺陷检测方法包括如下步骤：

步骤S601、将完成刻划工艺的待测基板置于第一光源与第二光源之间，该待测基板包括衬底基板以及依次位于衬底基板一侧的背电极层和功能层；

步骤S602、控制第一光源和第二光源同时发射不同颜色的光；

步骤S603、自第二光源所在侧采集待测基板的图像数据，其中衬底基板靠近第一光源、功能层靠近第二光源；

步骤S604、根据图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数来分析待测基板是否存在缺陷，该光学参数包括第一光源透过待测基板的第一光学参数和第二光源经由待测基板表面的背电极层反射的第二光学参数。

其中，第一光源发射的光可以为红光、绿光和蓝光中的一种，第二光源发射的光可以为红光、绿光和蓝光中的另一种，但不以此为限，只要是两个光源的发光颜色不同即可，其它不做具体限定。

如此一来，本实施例便可根据图像数据中的颜色数据来区分第一光源和第二光源。以第一光源发射红光、第二光源发射蓝光为例，当刻划工艺出现过刻时，待测基板会发生漏光，此时第一光源穿透待测基板的红色光强较强，因此图像数据中的红色数据相对明显，当刻划工艺出现漏刻时，尚未刻划到待测基板上的背电极层02，此时第二光源经由待测基板反射的蓝色光强较弱，因此图像数据中的蓝色数据相对弱化。基于此，本实施例根据图像数据所反映的光强信息便可确定待测基板是否存在缺陷，而且根据不同颜色的光强信息还能进一步判断缺陷的类型，同时根据透射光线和反射光线的位置信息还能计算出刻线位置，从而实现刻划精度的判断。

本实施例中，根据图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析待测基板是否存在缺陷可包括：获取第一光学参数，第一光学参数包括第一光源透过待测基板的第一光强；将第一光强与第一阈值进行对比，并在第一光强大于第一阈值时，确定待测基板存在过刻不良。其中，第一阈值可以根据刻划缺陷对于电池性能的影响而定。

本实施例中，根据图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析待测基板是否存在缺陷可包括：获取第二光学参数，第二光学参数包括第二光源经由待测基板表面反射的第二光强；将第二光强与第二阈值进行对比，并在第二光强小于第二阈值时，确定待测基板存在漏刻不良。其中，第二阈值可以根据刻划缺陷对于电池性能的影响而定。

本实施例中，根据图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析待测基板是否存在缺陷还可包括：根据第一图像数据和第二图像数据确定刻划位置信息；获取刻划位置信息及预先标记的参考刻划位置信息，检测刻划位置与参考刻划位置之间的距离，该距离为第一距离；将第一距离与预设距离进行对比，当第一距离与预设距离的差值超出预设范围时，确定待测基板存在精度不良。其中，参考刻划位置可以是P1刻线的位置，本实施例具体可以采用相机从待测基板远离背电极层的一侧来捕捉待测基板的图像，并采用图像识别算法来获取图像中P1刻线的轨迹，从而确定出其刻划位置。P2刻线或者P3刻线与P1刻线之间应当相距预设距离，但实际刻划工艺中可能存在偏差，因此本实施例可通过对图像数据进行识别分析以得到刻划位置例如P2刻线或者P3刻线的位置，并将该刻划位置与参考刻划位置之间的第一距离与预设距离进行对比，以判断二者的差值是否在预设范围，如此便可判断待测基板是否存在精度不良。当然，预设范围的设定可以根据刻划缺陷对于电池性能的影响而定。

基于上述过程即可实现对待测基板的缺陷检测。由于产品的缺陷源自于设备的问题，也就是说，在生产运行的过程中，执行刻划工艺的设备出现了问题，才会导致以上的产品不良发生，因此本实施例还可将产品的问题反馈给执行刻划工艺的设备，以便于对设备进行故障排查。基于此，本实用新型实施例所提供的缺陷检测方法还可以包括如下步骤：在确定待测基板存在缺陷时，向执行刻划工艺的设备反馈缺陷的位置以及类型。其中，待测基板产生过刻不良表明执行刻划工艺的设备中存在刻针磨损或压力太大的问题，待测基板产生漏刻不良表明执行刻划工艺的设备中存在刻针压力太小的问题，而待测基板产生精度不良表明执行刻划工艺的设备中的零部件存在热膨胀的问题。如此一来，本实施例通过将待测基板的缺陷位置及类型反馈给执行刻划工艺的设备，以便根据产品的缺陷类型和发生部位来反推设备的问题，从而能够及时的对设备进行校准或维护，而且还能避免大量的不良产品流入后续工艺，进而提升产线的良率。

考虑到待测基板的表面通常是整面刻线，因此为了保证图像采集时的亮度均匀性，第一光源和第二光源可以均设置为线光源，例如采用CCFL(Cold Cathode FluorescentLamp，冷阴极荧光灯管)或者呈线性排布的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)阵列来提供相应颜色的光源。

基于以上内容，需要说明的是：本实用新型技术方案所提供的缺陷检测方法不仅可以应用于太阳能电池制备过程中完成刻划工艺的基板检测，而且还可以应用于其它覆有金属层和透明层并完成刻划工艺的基板检测，只要是进行缺陷检测的原理与上述实施例相同即可。

本实用新型实施例所提供的技术方案涉及一种缺陷检测设备，该设备可用于对完成刻划工艺的待测基板进行检测，以便于判断待测基板是否存在有缺陷。其中，参考图1所示，待测基板包括衬底基板01、位于衬底基板01上的背电极层02、以及位于背电极层02上的功能层，其中的功能层可以包括吸收层03、缓冲层04、本征半导体薄膜05和透明电极层06中的一种或多种，但不以此为限。参考图7所示，所述缺陷检测设备包括光源装置501、采集装置502和处理装置503。其中，光源装置501用于提供光照，该光源组件501包括第一光源；采集装置502可用于在第一光源发光时，采集第一光源透过待测基板形成的第一图像数据；处理装置503可与采集装置502相连接，用于根据第一图像数据反映的对应于各个刻划位置的光学参数分析待测基板是否存在缺陷。

在一种实施方式中，光源装置501可以设置在待测基板设有背电极层的一侧，采集装置502可以包括相对设置的第一采集单元和第二采集单元，在进行缺陷检测时，第一采集单元位于待测基板未设背电极层的一侧，第二采集单元位于待测基板设有背电极层的一侧，当光源装置501点亮时，一方面可采用第一采集单元采集光源透过待测基板的图像数据，另一方面可采用第二采集单元采集光源经由待测基板表面的背电极层反射的图像数据，如此便可实现对待测基板的过刻分析和漏刻分析。

在另一实施方式中，光源装置501可以包括相对设置的第一光源和第二光源，采集装置502可以设置在待测基板设有背电极层的一侧即背电极层远离衬底基板的一侧，在进行缺陷检测时，第一光源位于待测基板未设背电极层的一侧，第二光源位于待测基板设有背电极层的一侧，当第一光源点亮时，采集装置502可从第二光源所在侧采集第一光源透过待测基板的图像数据，当第二光源点亮时，采集装置502还可从第二光源所在侧采集第二光源经由待测基板表面的背电极层反射的图像数据。

图8示例性示出了其中一种缺陷检测设备的结构原理图。具体的，光源装置501包括相对设置的第一光源5011和第二光源5012，采集装置502设置在第二光源5012所在侧，用于采集待测基板的图像数据，处理装置503与采集装置502相连接，用于根据该图像数据进行缺陷分析。在对待测基板进行缺陷检测时，待测基板位于第一光源5011与第二光源5012之间，衬底基板01靠近第一光源5011、功能层靠近第二光源5012，采集装置502可在第一光源5011和\/或第二光源5012发光时采集待测基板的图像数据，处理装置503即处理器可获取图像数据，并根据该图像数据所反映的对应于各个刻划位置的光学参数来分析待测基板是否存在缺陷，其中光学参数包括第一光源组件5011发射的光透过待测基板的第一光学参数，和\/或，第二光源组件5012发射的光经由待测基板表面的背电极层反射的第二光学参数。

基于此，本实用新型实施例所提供的技术方案可将完成刻划工艺的待测基板置于第一光源与第二光源之间，在第一光源和第二光源同时发光时，从待测基板的功能层所在侧方向采集待测基板的图像数据，或者在第一光源和第二光源交替发光时，从待测基板的功能层侧分别采集第一光源透过待测基板的图像数据以及第二光源经由待测基板表面的背电极层反射的图像数据，进而根据采集到的图像数据所反映的与各个刻划位置对应的光学参数来对待测基板进行缺陷分析，从而避免在短时间内出现大量的不良产品，以此来确保产线良率。

本实施例中，所述缺陷检测设备还可以包括开关元件，其可分别与第一光源5011和第二光源5012相连接，用于控制第一光源5011和第二光源5012的开启与关闭。其中，开关元件可以为一个，其可同步控制第一光源5011和第二光源5012的开关；当然，开关元件也可以为两个，二者分别控制第一光源5011和第二光源5012的开关。示例的，开关元件可以与缺陷检测设备的总开关相连通，在缺陷检测设备的总开关启动时，开关元件便可自动开启以控制第一光源5011和第二光源5012进行发光。在第一光源5011和第二光源5012独立受控于两个开关元件时，该两个开关元件可以同时开启，但也可按照预设频率交替开启，其中的预设频率可设置为人眼无法识别的频率，以便在实际检测过程中实现光源的自动切换。

考虑到在第一光源与第二光源同时发射不同颜色的光时可以仅采集单张的图像数据，这样能够有效的提高基板检测效率，因此本实施例中的第一光源5011和第二光源5012可以选用发射不同颜色光的光源组件。其中，第一光源5011可以为红光光源、绿光光源、以及蓝光光源中的一种，第二光源5012可以为红光光源、绿光光源、以及蓝光光源中的另一种，但并不以此为限，只要是两个光源组件的发光颜色不同即可，其它不做具体限定。

考虑到待测基板的表面通常是整面刻线，因此为了保证图像采集过程的亮度均匀性，第一光源5011可以采用线形排布的LED阵列或者CCFL，第二光源5012也可以采用线形排布的LED阵列或者CCFL。

下面结合具体的实施例对所述缺陷检测设备的应用进行示例性的说明。参考图8所示，该缺陷检测设备可以包括用于装载待测基板的支撑装置，与支撑装置相连接的驱动装置，由相对设置的第一光源5011和第二光源5012构成的光源装置501，用作采集装置502的CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)相机或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补型金属氧化物半导体)相机，以及处理装置503即处理器。其中，在对待测基板进行缺陷检测时，可将待测基板固定在支撑装置中，并借助于驱动装置控制支撑装置带动待测基板移动至第一光源5011与第二光源5012之间的预设位置，该预设位置位于采集装置502的采集范围内即相机的视场范围内，第二光源5012包括两组或者多组发光单元，采集装置502对应设置在相邻的发光单元之间，并在第一光源5011和\/或第二光源5012发光时采集待测基板的图像数据，处理装置503即处理器可根据该图像数据对待测基板进行缺陷分析，具体分析过程如下：

获取第一光学参数，第一光学参数包括第一光源5011透过待测基板的第一光强；将第一光强与第一阈值进行对比，并在第一光强大于第一阈值时，确定待测基板存在过刻不良。其中，第一阈值可以根据刻划缺陷对于电池性能的影响而定。

获取第二光学参数，第二光学参数包括第二光源5012经由待测基板表面反射的第二光强；将第二光强与第二阈值进行对比，并在第二光强小于第二阈值时，确定待测基板存在漏刻不良。其中，第二阈值可以根据刻划缺陷对于电池性能的影响而定。

根据第一图像数据和第二图像数据确定刻划位置信息；获取刻划位置信息及预先标记的参考刻划位置信息，检测刻划位置与参考刻划位置之间的距离，该距离为第一距离；将第一距离与预设距离进行对比，当第一距离与预设距离的差值超出预设范围时，确定待测基板存在精度不良。其中，预设范围的设定可以根据刻划缺陷对于电池性能的影响而定。

基于上述的检测缺陷设备过程便可以实现对待测基板的缺陷检测。由于产品的缺陷源自于设备的问题，也就是在生产运行的过程中，执行刻划工艺的设备出现了问题才会导致以上的产品不良发生，因此本实施例还可将产品的问题反馈给执行刻划工艺的设备，以便于对设备进行故障排查。基于此，本实用新型实施例所提供的缺陷检测设备还可以包括反馈装置，该反馈装置可与执行刻划工艺的设备相连接，用于在确定待测基板存在缺陷时，向执行刻划工艺的设备反馈缺陷的位置以及类型。如此一来，本实施例通过将待测基板的缺陷位置以及类型反馈给执行刻划工艺的设备，以便根据产品的缺陷类型和发生部位来反推设备的问题，从而能够及时的对设备进行校准或者维护，而且还能避免大量的不良产品流入后续工艺，进而提升产线的良率。

需要说明的是：关于缺陷检测设备的具体执行过程已在缺陷检测方法中进行了详细描述，这里不做详细的阐述说明。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

设计图

缺陷检测设备论文和设计

缺陷检测设备论文和设计-李新连

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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