專利名稱：太陽能電池片絨面特性檢測儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能電池的檢測，具體是太陽能電池片絨面特性檢測儀
背景技術：
太陽能是一種最清潔、可以說是取之不盡用之不竭的新能源，它已經(jīng)越來越得到人類的重視。近年來，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但是其關鍵專用檢測裝備發(fā)展滯后并基本上處空白狀態(tài):如有些檢測環(huán)節(jié)是使用通用的金相顯微鏡替代，需要手工操作，檢測效率低，效果不盡人意；有些靠人工目視或目視加手感檢測，可靠性差；有的依賴進口，可見研發(fā)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)成套專用檢測裝備很有必要。太陽能電池是將太陽能轉換為電能的半導體器件，自從太陽能電池問世以來，提高太陽能電池的轉換效率一直是從事太陽能電池工作的科學家和工程師努力追求的目標。提高太陽能電池吸收光的能力是提高太陽能電池轉換效率的主要方向之一。晶體硅太陽能電池的絨面技術是提高太陽能電池吸收光的主要手段。晶體硅太陽能電池制造的常規(guī)工藝流程中的絨面制備工藝，在單晶硅片上腐蝕制備出金字塔型絨面，這種金字塔型的絨面能把單晶硅片的太陽光線反射率從平均30%降到20%以下，提高太陽光能地吸收效率。而絨面的連續(xù)性、致密性以及表面的缺陷對太陽能電池的性能有重要影響。目前，對于絨面的金字塔型結構的觀測主要是使用掃描電子顯微鏡獲得清晰的圖像，或者使用普通的光學顯微鏡目測。這些觀測方法或者效果好、成本高，或者成本低、檢測效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有檢測手段的不足，公開一種太陽能電池片絨面特性檢測儀，他能快速自動的檢測太陽能電池板絨面的高度、連續(xù)性、致密性。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是:
一種太陽能電池片絨面特性檢測儀，它由圖像采集系統(tǒng)、自動或手動控制與微調(diào)機構和內(nèi)含檢測軟件的計算機及工作臺組成，圖像采集系統(tǒng)通過光源組件架固定在鏡臂頂部，位于檢測儀的最上方，自動或手動控制與微調(diào)機構安裝在鏡臂的底部，位于檢測儀的中部，工作臺位于檢測儀的下方，圖像采集系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與計算機連接，自動或手動控制與微調(diào)機構的三個步進電機通過控制電路板與含有檢測軟件的計算機連接。所述的圖像采集系統(tǒng)包括高倍小景深物鏡落射光柯勒照明光路結構，該系統(tǒng)通過光源組件架固定在鏡臂頂部，置于檢測儀最上方，設置有光源，光線通過一片半反半透鏡從50X平場半復消色差物鏡聚焦到太陽能電池板上，光線通過50X平場半復消色差物鏡和攝錄物鏡將絨面的金字塔型像成在CXD靶面上，再通過數(shù)據(jù)線將圖像傳至計算機。所述自動或手動控制與微調(diào)機構由工作臺、3個步進電機、工作臺支架、齒輪齒條，微調(diào)手輪組成，x、y、z方向各一電機個，分別控制工作臺X方向的移動，y方向的移動與z方向的微動。Z方向微動電機與微調(diào)手輪同軸相聯(lián),軸上有齒輪,通過安裝在Z軸導軌上的齒條帶動導軌Z方向移動，工作臺固定架鏈接整個工作臺安裝在導軌滑塊上，實現(xiàn)Z軸微動。工作臺由三塊平板組合而成，第一塊平板為Z向平板，與工作臺固定架相連；第二塊板為y方向平板，其與z方向平板通過導軌相連，y方向電機固定在z向平板上，電機一端與手輪相連，一端通過聯(lián)軸器與絲杠相連，螺母架固定在y向平板上，通過電機、絲杠、螺母帶動y向平板做I方向移動；第三塊平板為X方向平板，其尺寸最大，與I方向平板通過導軌相連，X方向電機固定在I向平板上，電機一端與手輪相連，一端通過聯(lián)軸器與絲杠相連，螺母架固定在X向平板上，通過電機、絲杠、螺母帶動X向平板做X方向移動，X向平板上有專門放置太陽能電池片的位置。三個步進電機機與控制電路板相連，并由計算機通過RS232串行通信和單片機控制三個電機，實現(xiàn)了 X、1、z方向的自動(手動)控制，從而實現(xiàn)太陽能電池板的定位。所述的含檢測軟件的計算機通過控制電路板與圖像采集系統(tǒng)的輸出端、X向電機、y向電機、z向電機連接,控制太陽能電池板自動定位于顯微物鏡的景深范圍內(nèi)，在(XD革巴面上成清晰的圖像；然后通過圖像處理技術計算出太陽能電池板絨面金字塔的高度、連續(xù)性、致密性數(shù)據(jù)，并把處理結果顯示在軟件界面上，并且對不良產(chǎn)品具有發(fā)出警報的功能。本發(fā)明的優(yōu)點:
1、該儀器成本低，體積小，結構簡單，操作方便，自動化程度高，工人只需把需要檢測的太陽能電池板放到工作臺指定位置即可，其檢測速度快，工作效率高。2、該裝置檢測精度高，檢測精度為0.0005mm，該精度完全太陽能電池板絨面特性的檢測要求。3、太陽能電池板生產(chǎn)廠家急需對太陽能電池板絨面特性的專用檢測設備，而太陽能電池板絨面特性的專用檢測設備在國內(nèi)尚無報道，該發(fā)明滿足了太陽能電池板生產(chǎn)廠家的需求，填補了國內(nèi)在該領域的空白。


圖1為本發(fā)明自動或手動控制或微調(diào)機構的結構示意圖。圖中:1.X向平板 2.絲杠 3.鏡臂 4.螺母架 5.連軸器 6.x方向電機
7.調(diào)節(jié)手輪8.y向平板9.y向電機10.第一調(diào)節(jié)手輪11.第二調(diào)節(jié)手輪12.工作臺固定架13.z軸導軌14.z向平板15.z向電機
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。參照圖1，本發(fā)明包括圖像采集系統(tǒng)，自動或手動控制與微調(diào)機構，微位移測距裝置和含檢測軟件的計算機。如圖1:自動(手動)控制與微調(diào)機構整體安裝在鏡臂3底部，整個機構位于儀器的中部，由工作臺、3個步進電機、工作臺支架、齒輪齒條，微調(diào)手輪組成，x、y、z方向各一個電機，分別控制工作臺X方向的移動，y方向的移動與z方向的微動。z方向微動電機15與微調(diào)手輪11同軸相聯(lián)，軸上有齒輪，通過安裝在z軸導軌13上的齒條帶動導軌z方向移動，工作臺固定架12鏈接整個工作臺安裝在導軌滑塊上，實現(xiàn)z軸微動。工作臺由三塊平板組合而成，第一塊平板為z向平板14,與工作臺固定架12相連；第二塊板為y方向平板8,其與Z方向平板14通過導軌13相連，y方向電機9固定在z向平板14上，電機一端與手輪10相連，一端通過聯(lián)軸器5與絲杠2相連，螺母架4固定在y向平板8上，通過電機9、絲杠、螺母帶動I向平板8做y方向移動；第三塊平板為X方向平板1，其尺寸最大，與y方向平板8通過導軌相連，X方向電機6固定在y向平板8上，電機6 —端與手輪7相連,一端通過聯(lián)軸器5與絲杠2相連，螺母架4固定在X向平板上，通過電機6、絲杠2、螺母帶動X向平板I做X方向移動。三個電機與控制電路板相連，由計算機從串口控制三個電機，實現(xiàn)了X、y方向的自動(手動)控制與z方向的微動控制。整個檢測的檢測過程如下:
將需要檢測的第一片太陽能電池板放在工作臺指定卡槽內(nèi)，打開計算機的自動檢測軟件的調(diào)節(jié)按鈕，調(diào)節(jié)X、y方向，調(diào)整太陽能電池板被檢測區(qū)域進入顯微鏡視場，然后，按聚焦按鈕，檢測儀將自動聚焦到太陽能電池板絨面的金字塔，同時在電腦顯示器上顯示清晰地金字塔圖像，再點擊檢測按鈕開始進行檢測。圖像處理算法將計算出金字塔的高度、連續(xù)性、致密性等測量結果，并給出統(tǒng)計結果依次顯示在軟件界面上，如此，可以根據(jù)實際的檢測要求，在太陽能電池板中選擇不同的區(qū)域進行測量，并最終完成一片太陽能電池板的檢測。
權利要求
1.一種太陽能電池片絨面特性檢測儀，其特征是:它由圖像采集系統(tǒng)、自動或手動控制與微調(diào)機構和內(nèi)含檢測軟件的計算機及工作臺組成，圖像采集系統(tǒng)通過光源組件架固定在鏡臂頂部，位于檢測儀的最上方，自動或手動控制與微調(diào)機構安裝在鏡臂的底部，位于檢測儀的中部，工作臺位于檢測儀的下方，圖像采集系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與計算機連接，自動或手動控制與微調(diào)機構的三個步進電機通過控制電路板與含有檢測軟件的計算機連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池片絨面特性檢測儀，其特征是:所述的圖像采集系統(tǒng)包括高倍小景深物鏡落射光柯勒照明光路結構，設置有光源，光線通過一片半反半透鏡從50X平場半復消色差物鏡聚焦到太陽能電池板上，光線通過50X平場半復消色差物鏡和攝錄物鏡將絨面的金字塔型像成在CCD靶面上。
3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池片絨面特性檢測儀，其特征是:所述自動或手動控制與微調(diào)機構由工作臺、3個步進電機、工作臺支架、齒輪齒條，微調(diào)手輪組成，X、y、z方向各一個電機，分別控制工作臺X方向的移動，y方向的移動與z方向的微動；z方向微動電機與微調(diào)手輪同軸相聯(lián)，軸上有齒輪，通過安裝在z軸導軌上的齒條帶動導軌z方向移動，工作臺固定架鏈接整個工作臺安裝在導軌滑塊上，實現(xiàn)z軸微動；工作臺由三塊平板組合而成，第一塊平板為z向平板，與工作臺固定架相連；第二塊板為y方向平板，其與z方向平板通過導軌相連，y方向電機固定在z向平板上，電機一端與手輪相連，一端通過聯(lián)軸器與絲杠相連，螺母架固定在y向平板上，通過電機、絲杠、螺母帶動y向平板做y方向移動；第三塊平板為X方向平板，其尺寸最大，與y方向平板通過導軌相連，X方向電機固定在I向平板上，電機一端與手輪相連，一端通過聯(lián)軸器與絲杠相連，螺母架固定在X向平板上，通過電機、絲杠、螺母帶動X向平板做X方向移動，X向平板上有專門放置太陽能電池片的位置；三個步進電機機與控制電路板相連，并由計算機通過RS232串行通信和單片機控制三個電機，實現(xiàn)了 x、y、z方向的自動或手動控制。
4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池片絨面特性檢測儀，其特征是:所述的含檢測軟件的計算機通過控制電路板與圖像采集系統(tǒng)的輸出端、X向電機、y向電機、z向電機連接，控制太陽能電池板自動定位于顯微物鏡的景深范圍內(nèi)，在CCD靶面上成清晰的圖像；然后通過圖像處理技術計算出太陽能電池板絨面金字塔的高度、連續(xù)性、致密性數(shù)據(jù)，并把處理結果顯示在軟件界面上，并且對不良產(chǎn)品具有發(fā)出警報的功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能電池片絨面特性檢測儀，它由圖像采集系統(tǒng)、自動或手動控制與微調(diào)機構和內(nèi)含檢測軟件的計算機及工作臺組成，圖像采集系統(tǒng)通過光源組件架固定在鏡臂頂部，位于檢測儀的最上方，自動或手動控制與微調(diào)機構安裝在鏡臂的底部，位于檢測儀的中部，工作臺位于檢測儀的下方，圖像采集系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與計算機連接，自動或手動控制與微調(diào)機構的三個步進電機通過控制電路板與含有檢測軟件的計算機連接。這種檢測儀檢測精度高；運行速度快；能自動報警；結構簡單；成本相對低廉；操作方便；占地面積??；易安裝、易操作。
文檔編號G01N21/95GK103115574SQ20131003927
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權日2013年2月1日
發(fā)明者蕭澤新, 鄧仕超, 王建華 申請人:桂林電子科技大學