[发明专利]薄膜太阳能电池的检测设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大幅面薄膜太阳能电池的检测设备及方法，属于薄膜太阳能电池技术领域。

背景技术

薄膜太阳能电池目前被广泛地应用到小型电子产品上，如计算器、庭院灯、玩具等，这些产品所用到的薄膜太阳能电池尺寸都比较小，而从沉积设备加工出的太阳能电池尺寸都很大，在一块大的薄膜太阳能电池板上同时可以制作很多的小尺寸太阳能单元电池（也称单元电池），因此需要对直接生产出的大尺寸的太阳能电池进行切割后获得，在以往的生产工艺流程中，一般是先丝印字符标志后切割再检测，这样把不合格品放到最后去判断，使得不合格品的生产工艺流程同合格品完全一样，而不合格品本身的不合格性是在打标和检测工艺之前形成的，这样做的缺点是无论合格与否的产品都要先进行打标，导致工艺流程多、工作量大、浪费材料、成本增加，而且目前这种工艺只能是将打标和检测分开进行，对于分开工艺的设备和方法，中国专利200710072812.7《太阳能电池激光标刻设备》对大幅面激光打标标刻技术进行了充分的公开，中国专利201020238307.2《太阳能电池自动测试装置》对单片太阳能电池自动检测技术也进行了充分的公开。尽管专利号为ZL200910025718.5的中国专利公开了一种半导体器件测试分选机，使得半导体器件的检测、打标、分选、编带可在同一台机器上实现，虽然具有结构紧凑、检测效率高等优点，但是该装置是针对单个半导体器件进行的，设备复杂、成本高，不适合用于检测包括多个单元电池的大幅面薄膜太阳能电池。

发明内容

本发明是针对现有技术中的不足，设计一种结构简单，集定位、运动、检测和打标为一体的薄膜太阳能电池测试设备及方法，针对包含多个单元电池的大幅面薄膜太阳能电池先检测后打标再切割的工艺，实现将检测和打标组合在一起的自动检测设备和方法。

为了实现以上任务，本发明采用的技术方案是：设计一种薄膜太阳能电池的自动检测设备，包括工作平台和X-Y-Z轴运动机构，Y轴运动机构的横梁上连接有X轴，其特征在于所述X轴上装有自动原点定位的CCD定位装置、打标机构，该X轴上还装有带检测机构的Z轴，形成集定位、X-Y-Z轴运动、检测、打标为一体的四位一体机，该四位一体机由工控机程序控制检测薄膜太阳能电池芯板中每个单元电池的电性能，且在检测合格的单元电池上标记字符。

工控件程序分时控制CCD定位装置、X-Y-Z轴运动机构及检测机构和打标机构，由CCD定位装置锁定定位原点，导入检测区域位置图形，所述检测机构和打标机构由X-Y-Z轴运动机构移动至检测区域和打标区域，检测探头与薄膜太阳能芯板中单元电池电极接触，检测每个单元电池的电性能，全部检测完毕后，由打标机构在合格单元电池上标记字符。

Y轴运动机构的横梁上装有沿X轴运动的无杆气缸，由所述无杆气缸带动CCD定位装置和打标机构作X-Y轴运动。检测机构由固定板安装在Z轴（或称Z轴运动机构）上，由工控机程序控制沿X-Y-Z轴三个方向运动。

Y轴运动机构（简称Y轴）主要由丝杠、导轨、立柱、横梁以及电机组成，丝杠带动立柱及搭接在立柱上的横梁沿Y轴运动。Y轴运动机构的横梁的下方装有X轴运动机构（简称X轴）。X轴运动机构的下方装有CCD定位装置、打标机构以及沿Z轴运动的气缸，且作Z轴运动的气缸的端部带有固定板，检测机构安装在气缸端部的固定板上。

Y轴采用伺服电机驱动丝杠，带动立柱与横梁运动，横梁上安装有做X轴运动的无杆气缸，无杆气缸上装有沿Z轴运动的气缸，检测机构装在沿Z轴运动的气缸上。

检测机构包括检测探头及探头固定板，检测探头由可拆卸的弹簧探针构成。检测机构的检测探头是单探头或多探头，所述多探头由固定在探头固定板上的多个弹簧探针构成，多探头可同时检测多块单元电池，单探头可对每块单元电池逐一进行检测，检测探头可以同时检测多个参数，如开路电压、工作电压、短路电流、工作电流等。

本发明还提供一种薄膜太阳能电池的自动检测方法，将薄膜太阳能电池芯板放置在工作平台上，该薄膜太阳能电池芯板由多个单元电池构成，其特征在于通过工控机设定程序分时控制： 

CCD定位装置进行原点定位，向工控机导入检测区域位置；

启动X、Y轴运动机构，检测机构沿X、Y轴移动至第一检测区域；

Z轴运动机构推动检测机构上的检测探头向下运动，检测探头与单元电池的电极紧密接触，检测单元电池的电性能；

检测完毕，Z轴运动机构拉动检测向上运动，检测探头与单元电池的电极断开接触； 

X、Y轴运动机构带动检测机构移至下一个检测区域，对该区域内的单元电池进行检测；