[发明专利]光学检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学检测系统，更进一步说，本发明涉及一种用来检测太阳能电池芯片表面的光学检测系统。

背景技术

近年来，能源以及环保议题受到重视，使得世界各国纷纷发展新式较无污染的能源，例如，风力、潮汐、地热、太阳能、以及生质能源等，其中太阳能由于应用范围广泛且发展较为成熟而成为各种新式替代能源中最被看好的其中之一。

太阳能的利用一般是通过太阳能电池(solar cell)芯片，通过光电转换把太阳光中所包含的能量转化为电能。太阳能电池芯片依工艺不同，可概分为硅晶太阳能电池芯片以及薄膜太阳能电池芯片等，其中硅晶太阳能电池芯片发展最久同时技术也最成熟。硅晶太阳能电池芯片的基本构造是P型半导体与N型半导体接合而成，当太阳光照射太阳能电池芯片时，其光能将硅原子中的电子激发出来而形成电子与空穴的对流，所产生的电子与空穴受到内建电位影响分别被P型半导体与N型半导体吸引而聚集至不同的两侧，通过电极可引出电子与空穴进而产生电能。

由于太阳能电池芯片以其表面接收太阳光而进行发电，因此，太阳能电池芯片表面是否能有效吸收光源，将成为提升能量转换效率的关键所在。于制作太阳能电池芯片的工艺中，例如，硅晶太阳能电池芯片主要工艺的拉晶、修角、切片、蚀刻、清洗、扩散及蒸镀等，各种物理及化学的作用可能使芯片表面产生许多缺陷，这些缺陷都可能降低光吸收效率。

此外，太阳能电池芯片表面具有一层抗反射层，可用来降低照射至表面的光线的反射率，换言之，增加光吸收效率。抗反射层的厚度将会影响抗反射的效率，而抗反射层的厚度可由太阳能电池芯片表面颜色来区分，一般而言，抗反射层越厚颜色越浅，反之则越深。颜色的差异主要取决于工艺的管控，根据颜色的深浅以及均一性也可判断工艺的能力是否不足而须改善工艺。

如上所述，太阳能电池芯片表面上的缺陷以及表面的颜色都是影响其光吸收效率的因素，故判断缺陷与分类颜色皆可做为改进生产工艺的依据。旧有判断缺陷及颜色的方法是以人工方式将芯片放置于输送带上方，后方站员通过目视方式检查芯片上的缺陷，再依芯片颜色相似者整理分群。受限于每个人对颜色定义无法均一，且人眼容易受到疲劳等因素而失准，因此人眼判定方法会具有相当大的误差。

基于人眼判定方法的缺失，现有技术提出一种利用彩色感光耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)摄像机截取太阳能电池芯片表面的图像以进行分析的系统。此种系统所提取的图像，经过软件的分析可获得较人眼判定更准确的结果。

然而，现有技术的检测系统使用彩色式的感光耦合元件摄影机，其需搭配彩色滤光片来进行取像。彩色滤光片一般而言品质较难以掌控，可能导致取得图像品质差距大而造成分色时的误差。另一方面，进行太阳能电池芯片的颜色检测时的图像时，并不需要如同进行太阳能电池芯片的缺陷检测时所需的高解析度。虽然颜色检测所用的图像也可如同缺陷检测所用的图像的高解析度，然而高解析度的图像需要相当久的处理时间，对平均小于2秒的总检测时间而言，全程进行高解析度图像提取将无法在时间内完成检测。为了在时间内完成检测，于现有技术中，太阳能电池芯片的缺陷检测以及颜色检测分开为两站进行。当芯片于第一站完成高解析度的取像后，随即送到下一站进行较低解析度的取像。上述两阶段的取像需要两套取像及照光设备，将会大幅增加检测所需的成本。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种光学检测系统，可用于检测太阳能电池芯片并解决现有技术中的问题。

根据一具体实施例，本发明的光学检测系统用以对太阳能电池芯片进行缺陷检测及颜色检测，其包含壳体、取像装置、发光装置以及控制装置。取像装置设置于壳体中，其根据一脉冲信号可对放置于壳体中的太阳能电池芯片取像。发光装置同样设置于壳体中，其根据触发信号可提供光源并根据结束信号可停止提供光源。控制装置与发光装置及取像装置电性连接，其可用来控制缺陷检测与颜色检测的进行。

于本具体实施例中，控制装置控制进行缺陷检测时，发光装置可提供第一光源，并且取像装置可以第一像素组合对太阳能电池芯片进行取像。另一方面，控制装置控制进行颜色检测时，发光装置可提供第二光源，并且取像装置可以第二像素组合对太阳能电池芯片进行取像。本具体实施例的光学检测系统针对不同的检测程序进行不同解析度的取像，其检测速度快速并且仅使用一套取像系统而可降低太阳能电池芯片的检测成本。

本发明的有益效果在于，本发明的光学检测系统针对不同的检测程序进行不同解析度的取像，其检测速度快速并且仅使用一套取像系统而可降低太阳能电池芯片的检测成本。