一种消除晶体硅太阳能电池印刷波浪纹的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种消除晶体硅太阳能电池印刷波浪纹的装置，单晶硅片放置在片盒中，吸抓安装在直线导轨上，通过直线电机驱动沿直线导轨运动，直线导轨的一端位于片盒上方，另一端位于传送机构的一端上方，传送机构的另一端通向花篮，传送机构上方安装CCD相机和激光器，CCD相机和花篮之间安装有升降气缸和旋转气缸，激光器利用迈克尔逊干涉原理对单晶硅片进行扫描，CCD相机将拍摄到的图片传送至PC，PC对图片进行分析，控制升降气缸和旋转气缸的输出轴驱动吸盘伸向传送机构并能够吸附单晶硅片旋转方向。本实用新型可以对单晶硅片表面进行切割线痕方向识别并能够自动调整硅片方向，彻底避免波浪纹现象的出现。
【专利说明】一种消除晶体硅太阳能电池印刷波浪纹的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种材料表面切割线痕方向识别技术，尤其涉及一种消除晶体硅太阳能电池印刷波浪纹的设备装置。
【背景技术】
[0002]晶体硅太阳电池作为太阳电池的一种，低成本、原材料丰富、较为成熟的工艺、适合产业化等优点决定了其广阔的发展前景及较高的市场地位。随着企业之间的竞争愈演愈烈，晶体硅太阳电池的外观质量成为竞争的主要方向。在制造电池的过程中，正电极的印刷对外观质量有较大的影响。其中，正电极的印刷细栅线外观经常出现类似波浪纹的条纹现象，严重影响电池的外观质量。出现这种波浪纹的原因主要是由莫尔效应的光学现象造成的。
[0003]硅片厂家出厂的硅片在包装时，不能保证切割痕方向完全一致，且电池生产车间员工在制绒前手动插片时也无法保证每片单晶硅片的切割线痕方向一致，这样就造成电池车间在生产过程中无法保证切割线痕方向的一致性，从而无法保证正电极印刷时的细栅线垂直于切割线痕，进而出现波浪纹。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种消除晶体硅太阳能电池印刷波浪纹的装置，可以对单晶硅片表面进行切割线痕方向识别并能够自动调整硅片方向，把所有硅片切割线痕方向调整为一致，电池片加工过程中按照调整后的方向统一进行工艺操作，彻底避免波浪纹现象的出现。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括直线导轨、直线电机、传送机构、片盒、吸抓、CCD相机、激光器、吸盘、花篮、PC、升降气缸和旋转气缸。
[0006]单晶硅片放置在片盒中，吸抓安装在直线导轨上，通过直线电机驱动沿直线导轨运动，直线导轨的一端位于片盒上方，另一端位于传送机构的一端上方，传送机构的另一端通向花篮，传送机构上方安装CCD相机和激光器，CCD相机和花篮之间安装有升降气缸和旋转气缸，激光器利用迈克尔逊干涉原理对单晶硅片进行扫描，CCD相机将拍摄到的图片传送至PC，PC对图片进行分析，控制升降气缸和旋转气缸的输出轴驱动吸盘伸向传送机构并能够吸附单晶硅片旋转方向。
[0007]所述的激光器采用He-Ne激光器。
[0008]所述的传送机构通向花篮一端两侧安装有导向机构。
[0009]本发明的有益效果是:从根源上彻底解决波浪纹现象的发生，不需要员工插片至花篮，从而避免了人为操作造成的污染，对产品质量的提高有一定的帮助，每小时产能为3000片，完成适合产业化、工业化要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明设备的基本构造俯视图；
[0011]图2为本发明设备的左视图；
[0012]图3为本发明设备采用的迈克尔逊干涉原理示意图；
[0013]图中，1-直线导轨，2-直线电机，3-传送机构，4-片盒，5-吸抓，6-CXD相机，
7-He-Ne激光器，8_吸盘，9_导向机构，10-花篮，11-PC, 12-传感器，13-升降气缸，14-旋转气缸。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0015]本发明提供了一种消除晶体硅太阳能电池印刷波浪纹的设备装置。通过对所有单晶硅片表面的切割线痕方向进行识别并自动把所有方向调整为一致，电池片加工过程保证方向的一致性，则可以彻底避免波浪纹现象的出现。该设备产能为3000p/小时，完全自动化操作，且破片率较低，适合太阳能电池片车间使用。
[0016]单晶硅片放置在片盒中，吸抓安装在直线导轨上，通过直线电机驱动沿直线导轨运动，直线导轨的一端位于片盒上方，另一端位于传送机构的一端上方，传送机构的另一端通向花篮，传送机构上方安装CXD相机和激光器，激光器利用迈克尔逊干涉原理对单晶硅片进行扫描，CCD相机将拍摄到的图片传送至PC，PC对图片进行分析，决定是否对硅片方向进行调整，CCD相机和花篮之间安装有升降气缸和旋转气缸，升降气缸和旋转气缸的输出轴驱动吸盘伸向传送机构并能够吸附单晶硅片旋转方向。
[0017]本发明采用超过25万像素的C⑶相机，能够准确采集单晶硅切割线痕方向，可检测线痕宽度为50 — lOOum，深度为10 — 50um。
[0018]本发明的工作步骤具体如下:
[0019]A.单晶硅片成品放置在片盒中，由风刀吹散同时吸抓将硅料抓起，通过直线电机将娃料放置在传送机构之上，由传送机构开始将娃片向激光器方向传送。
[0020]B.激光器采用氦氖激光器，利用迈克尔逊干涉原理对来料硅片进行扫描，CXD摄像头拍照后传送至图像采集卡，再传送至电脑进行图像分析处理。
[0021]C.获取图形后，在图形中选择两个区域，分析软件会自动获取该区域内明暗交接部分并自动统计交替次数。横条纹与竖条纹在区域内交替次数明显存在差异，所以仅需对获取图形区域内明暗条纹交替次数对比即可获取明暗条纹方向，从而决定是否对硅片方向进行调整。
[0022]D.对需要进行方向调整的硅片，在进入旋转气缸处进行顺时针90度方向调整，调整后传送至花篮。
[0023]E.对不需要进行方向调整的硅片，则自行传送至花篮。
[0024]参考图1，单晶硅片放置在片盒中，由风刀吹散同时吸抓将硅片抓起，通过直线电机将娃料放置在传送机构之上，由传送机构开始将娃料向花篮方向传送
[0025]参考图2及图3,娃料传送到ccd相机位置时,采用迈克尔逊干涉原理(光源采用He-Ne激光器)成像，再由CXD相机采集图像，图像传送至PC图像分析软件进行分析对比。
[0026]参考图3，对迈克尔逊原理进行解释。采用迈克尔逊干涉原理和计算机图像采集装置构成图像采集系统，计算机图像采集装置由C⑶摄像头拍照后传送至图像采集卡，再传送至电脑进行图像分析处理。He-Ne激光器发出光经过正透镜LI后经分光棱镜将光线分成两束相干光，一束进入待检区C，一束直接穿过分光棱镜G经平面镜M2反射后返回，进入待检区C经被测工件反射后与经M2的光线回合，形成干涉条纹，经正透镜L2汇聚后由CXD相机采集。然后传送至图像采集卡后再传送至电脑。被检测零件进入C区域后，由于C场被影响，会形成黑白相间的条纹图像。
[0027]米集图像后有两种情况，两种图像仅条纹方向存在差异，仅需要获取明暗条纹的方向，即可对硅片进行校准。
[0028]获取图形后，在图形中选择两个区域，分析软件会自动获取该区域内明暗交接部分并自动统计交替次数。在相互垂直的横条纹与竖条纹区域内交替次数明显存在差异，所以仅需对获取图形区域内明暗条纹交替次数对比即可获取硅片切割线方向。从而决定是否对硅片进行校准。
[0029]获取图像后通过图像与图像模型对比决定是否对硅片进行校准，校准过程如下:
[0030]如果获取图形在图形软件选择的比对区域内图像明暗交替，若垂直于切割线痕的矩形区域明暗交替次数大于平行于切割线痕的矩形区域明暗交替次数，即认为硅片方向正确不需要校准，可进入下一工序。
[0031]如果获取图像在图形软件选择的比对区域内图像明暗交替，且若垂直于切割线痕的矩形区域明暗交替次数小于平行于切割线痕的矩形区域明暗交替次数，即认为硅片方向错误，需要校准，进入校准区域进行校准。
[0032]经过图像设别分析及判定是否需要校准后，以保证所有单晶硅片沿切割线痕方向竖直进入花篮中。
[0033]晶体硅太阳电池的工艺流程如下，如下将结合本发明进行简要描述:
[0034]a.制绒工序:保证所有单晶硅片竖直插入花篮后，开始晶硅太阳电池的表面制绒工序。在保持花篮中硅片方向不变的情况下，开始对硅片进行预处理并在溶液温度为780C-80 V，浓度为I %——2 %的NAOH溶液中制绒、清洗、甩干。
[0035]b.扩散工序:从花篮中取出硅片，保证硅片方向不变并上料至扩散工序中的石英舟中，通过液态源(P0CL3)在830°C—850°C的高温环境下进行硅片表面的扩散工艺以形成P-N结，工艺完成后，从石英舟取出硅片并保持其方向一致放置于承载盒中下传至刻蚀工序。
[0036]c.刻蚀工序:湿法刻蚀后的硅片沿着硅片切割线痕插入花篮中并下传至PECVD工序。
[0037]d.PECVD工序:采用等离子化学气相沉积(PECVD)在扩散面沉积一层SIxNy膜以增加钝化及减反射效果。镀膜后的硅片按一定方向放置在承载盒中。
[0038]e.丝网印刷及烧结:丝网印刷工序工艺顺序为:印刷背电极一铝背场一正电极，在印刷正电极时，保持正电极细栅线方向与硅片切割线痕呈垂直状态。印刷完后的硅片进行烧结以使Ag-SI，AL-SI间形成良好的欧姆接触。
【权利要求】
1.一种消除晶体硅太阳能电池印刷波浪纹的装置，包括直线导轨、直线电机、传送机构、片盒、吸抓、CCD相机、激光器、吸盘、花篮、PC、升降气缸和旋转气缸，其特征在于:单晶硅片放置在片盒中，吸抓安装在直线导轨上，通过直线电机驱动沿直线导轨运动，直线导轨的一端位于片盒上方，另一端位于传送机构的一端上方，传送机构的另一端通向花篮，传送机构上方安装CCD相机和激光器，CCD相机和花篮之间安装有升降气缸和旋转气缸，激光器利用迈克尔逊干涉原理对单晶硅片进行扫描，CCD相机将拍摄到的图片传送至PC，PC对图片进行分析，控制升降气缸和旋转气缸的输出轴驱动吸盘伸向传送机构并能够吸附单晶硅片旋转方向。
2.根据权利要求1所述的消除晶体硅太阳能电池印刷波浪纹的装置，其特征在于:所述的激光器米用He-Ne激光器。
3.根据权利要求1所述的消除晶体硅太阳能电池印刷波浪纹的装置，其特征在于:所述的传送机构通向花篮一端两侧安装有导向机构。
【文档编号】H01L31/18GK204144298SQ201420580777
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】李小玄, 张涛, 巨小宝, 刘洪波, 张祥, 豆唯江 申请人:西安黄河光伏科技股份有限公司