[发明专利]用于检查光伏衬底的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有内在固有的混杂图案(intrinsic heterogeneous patterns)的衬底的检查，特别是涉及检查这种衬底以查找衬底上的裂纹(cracks)。

背景技术

对于高产能和低成本的生产而言，包含有光伏元件的太阳能晶圆的厚度已经降低到200微米及以下。衬底越薄，导致晶圆的稳定性越低以及晶圆碎裂的风险越高。因此，检测裂纹甚至是微细裂纹的有效方法是重要的，以便于将那些具有更高故障可能性的晶圆舍弃。

依赖于非视觉检查的检测微细裂纹出现的一些方法包括使用超声波能量、热能或者加热、热超声能量和机械屈挠。另外还存在视觉方法，例如EL检查(Electroluminescence inspection：电致发光检查)和PL检查(Photoluminescence inspection：光致发光检查)，这是两种通用的视觉方法。电致发光检查要求电气接触，然后仅仅能够使用于最终的太阳能电池中。光致发光要求具有合适的非一致性修正的统一发光源，以及对准的重复性(shot-to-shot reproducibility)通常很低。

发明名称为“在正向偏压条件下太阳能电池缺陷的红外线检测”、出版号为2005/0252545 A1的美国专利公开了一种电池检查系统，其应用正向偏压电流以引起加热。然后使用红外线摄像机分析每个电池的最终的热成像，以针对裂纹检查电池。然而，这种方法相对昂贵并且缓慢。

除了上述方法以外，单纯的视觉方法同样也被采用在现有技术中，虽然它总体而言缺少精度。由于在近红外(NIR)光谱(near-infrared spectrum)中硅是半透明的，所以NIR背光检查被广泛地使用于引入原始太阳能晶圆中，只不过遭遇了各种缺陷。例如，衬底上的多晶材料通常显示内在固有的混杂特征，并且有些特征具有的图案和微细裂纹的图案近似。因此，将微细裂纹和普通的表面纹理相区别是困难的。而且，摄像机的分辨率需要很高，以便于区分微细裂纹。即使使用了能够实现高达8,000x8,000像素/衬底的摄像机，像素的分辨率仍然只有20微米。这样远远低于检测微细裂纹所需的分辨率。

为了阐明上述不足，图1表明了传统的检查系统100的侧视示意图，其使用近红外(”NIR”)背光照明106以检测衬底102上的裂纹。来自单独光源的同性质的NIR背光照明106从衬底102，如光伏元件的下方被投射。来自NIR背光照明106的光线穿透出现了微细裂纹104的衬底102，朝向成像光学器件108。成像光学器件108然后将光线传送到图像捕获传感器110。

图2是表明衬底102的图像的照片，该衬底使用传统的检查系统100通过NIR背光照明106被照亮。衬底102由于其多晶斑点纹理(polycrystalline grain textures)而具有多个混杂的特征。这些特征中的一些具有的图案和微细裂纹的图案近似，而对于传统的检查系统100而言，识别微细裂纹102的存在是困难的。开发一种用于更加高效而又精确地识别具有这种固有的混杂特征的衬底上的微细裂纹的方法和系统是有益的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种视觉方法，以检测光伏衬底上的微细裂纹，该视觉方法避免了现有技术的上述缺点。

于是，本发明一方面提供一种用于检查具有固有的混杂图案的衬底的方法，该方法包含有以下步骤：在衬底的第一侧面提供有光学器件和前侧照明；在和该第一侧面相对的衬底的第二侧面提供有NIR照明，该NIR照明被操作来穿透该衬底，以便于被该光学器件通过该衬底检测；通过前侧照明照射获得该衬底的第一图像；通过NIR照明从第二侧面照射获得该衬底的第二图像；其后处理第一图像和第二图像，以将衬底上的混杂图案和衬底上出现的任何裂纹区分。

本发明另一方面提供一种用于检查具有固有的混杂图案的衬底的方法，该方法包含有以下步骤：在衬底的第一侧面提供有光学器件和前侧照明；在和该第一侧面相对的衬底的第二侧面提供有NIR照明，该NIR照明被操作来穿过该衬底，以便于被该光学器件通过该衬底检测；通过前侧照明和NIR照明同时照射获得该衬底图像；其后处理该衬底图像，以将衬底上的混杂图案和衬底上出现的任何裂纹区分。

参阅后附的描述本发明实施例的附图，随后来详细描述本发明是很方便的。附图和相关的描述不能理解成是对本发明的限制，本发明的特点限定在权利要求书中。

附图说明

图1表明了传统的检查系统的侧视示意图，其使用近红外(”NIR”)背光照明以检测衬底上的裂纹。