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TWI639829B - 太陽能電池的檢測方法與檢測系統 - Google Patents

太陽能電池的檢測方法與檢測系統 Download PDF

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TWI639829B
TWI639829B TW106120762A TW106120762A TWI639829B TW I639829 B TWI639829 B TW I639829B TW 106120762 A TW106120762 A TW 106120762A TW 106120762 A TW106120762 A TW 106120762A TW I639829 B TWI639829 B TW I639829B
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Abstract

一種太陽能電池的檢測方法，用以檢測太陽能電池的立體圖案剝離狀態。檢測方法包含斜向照射光束至太陽能電池的立體圖案。正向擷取太陽能電池的影像。根據影像中的立體圖案的陰影，判斷立體圖案是否剝離。

Description

太陽能電池的檢測方法與檢測系統
本發明是有關於一種檢測方法，特別是關於一種檢測太陽能電池的立體圖案是否剝離的方法。
太陽能電池由半導體基板與電極所形成。電極能夠將半導體基板吸收光能後所產生的電能連接至外部電路。電極可藉由導電油墨印刷至半導體基板上而形成，若導電油墨與半導體基板之間的附著度不夠，則電極很有可能會在太陽能電池的製作過程中自半導體基板剝離。因此業界極需一種能夠快速又準確的檢測電極是否剝離的方法。
本揭露之一態樣提供一種檢測方法，用以檢測太陽能電池的立體圖案的剝離狀態。檢測方法包含斜向照射光束至太陽能電池的立體圖案。正向擷取太陽能電池的影像。根據影像中的立體圖案的陰影，判斷立體圖案是否剝離。
本揭露之另一態樣提供一種檢測系統，包含光源、擷取裝置與分析模組。光源用以提供光束以斜向照射待 測面。擷取裝置用以正向擷取位於待測面的太陽能電池的影像。分析模組電性連接擷取裝置。分析模組用以根據影像中太陽能電池的立體圖案陰影，判斷立體圖案是否剝離。
因上述實施方式的檢測方法與檢測系統以檢測立體圖案的陰影(例如是否有陰影、陰影的形狀與/或陰影的寬度)判斷立體圖案是否剝離，因此可在短時間內針對多個立體圖案進行快速又準確的分析。
100‧‧‧檢測系統
110‧‧‧光源
112‧‧‧光束
120‧‧‧擷取裝置
130‧‧‧分析模組
140‧‧‧亮度調整元件
900‧‧‧待測面
910‧‧‧太陽能電池
912、912a、912b‧‧‧立體圖案
912ai、912bi、912i、922ai、922bi、922i、916i‧‧‧影像
913a‧‧‧貼附部分
913b‧‧‧剝離部分
914‧‧‧基板
916‧‧‧墨跡
922、922a、922b、922x、922y‧‧‧陰影
D1‧‧‧第一方向
D2‧‧‧第二方向
L‧‧‧光路
N‧‧‧法線
S10、S20、S30‧‧‧步驟
W1、W2‧‧‧寬度
θ‧‧‧夾角
第1圖為本揭露一實施方式之檢測系統的示意圖。
第2圖為本揭露一實施方式之檢測方式的流程圖。
第3A圖為本揭露一實施方式之太陽能電池與光束的立體圖。
第3B圖為第3A圖的太陽能電池的影像的示意圖。
第4A圖為本揭露另一實施方式之太陽能電池與光束的立體圖。
第4B圖為第4A圖的太陽能電池的影像的示意圖。
第5A圖為本揭露另一實施方式之太陽能電池與光束的立體圖。
第5B圖為第5A圖的太陽能電池的影像的示意圖。
第6A圖與第6B圖分別為太陽能電池於不同方位的上視圖。
第7A圖為本揭露又一實施方式之太陽能電池與光束的立體圖。
第7B圖為第7A圖的太陽能電池的影像的示意圖。
以下將以圖式揭露本發明的複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖為本揭露一實施方式之檢測系統100的示意圖。檢測系統100包含光源110、擷取裝置120與分析模組130。光源110用以提供光束112以斜向照射待測面900。擷取裝置120用以正向擷取位於待測面900的太陽能電池910的影像。分析模組130電性連接擷取裝置120。分析模組130用以根據影像中太陽能電池910的立體圖案912的陰影922，判斷立體圖案912是否剝離。
其中，待測面900具有法線N。在本文中，「光束112斜向照射待測面900」意指光束112與待測面900的法線N不平行。或者，光束112與待測面900的法線N相夾一夾角θ，而夾角θ大於5度且小於90度。在一些實施方式中，夾角θ例如為約9度。另外，在本文中，「擷取裝置120用以正向擷取位於待測面900的太陽能電池910的影像」意指擷取 裝置120收光的光路L與待測面900垂直或接近垂直，如第1圖所示。或者，光路L與待測面900的法線N相夾一小於30度的夾角。
在本實施方式中，太陽能電池910的立體圖案912可為太陽能電池910的電極。具體而言，太陽能電池910可包含基板914與電極，電極製作於基板914上，用以將基板914所產生的電能導出。應注意的是，雖然在本實施方式中以電極作為立體圖案912的舉例，然而在其他的實施方式中，立體圖案912可為突出於基板914表面的結構，例如導線或立體瑕疵，本揭露不以此為限。
在本實施方式中，太陽能電池910的電極可以網印或其他合適的方式形成於基板914上。然而有些電極與基板914之間的附著度不夠，可能導致電極在後續製程中自基板914上剝落，這些剝落的電極可能會對太陽能電池910的性能受到影響，因此需要透過檢測的步驟以淘汰不合格(在本實施方式中為具剝落電極)的太陽能電池910。本實施方式的檢測系統100與其檢測方法可精確且快速地檢測出太陽能電池910是否具有剝離的立體圖案912。
第2圖為本揭露一實施方式之檢測方式的流程圖，檢測方式用以檢測太陽能電池910的立體圖案912(在本實施方式中為電極)的剝離狀態。請一併參照第1圖與第2圖。如步驟S10所示，斜向照射光束112至太陽能電池910的立體圖案912。請參照第1圖，因立體圖案912突出於基板 914，因此當光束112自圖面右方照射立體圖案912時，立體圖案912的陰影922會產生在立體圖案912的圖面左方。
接著，如步驟S20所示，正向擷取太陽能電池910的影像。在本實施方式中，擷取裝置120可放置於太陽能電池910的正上方，因此擷取裝置120為正向擷取太陽能電池910的影像。然而在其他的實施方式中，擷取裝置120可不放置在太陽能電池910的正上方，而是在太陽能電池910的正上方放置一導光元件(例如反射鏡或分光鏡)，再將太陽能電池910的影像導引至擷取裝置120。只要是擷取裝置120收光的光路L與待測面900垂直或接近垂直(亦即光路L與法線N之間的夾角小於30度)，即在本揭露的範疇中。
接著，如步驟S30所示，根據影像中的立體圖案912的陰影922，判斷立體圖案912是否剝離。舉例而言，請先參照第3A圖與第3B圖，其中第3A圖為本揭露一實施方式之太陽能電池910與光束112的立體圖，而第3B圖為第3A圖的太陽能電池910的影像的示意圖。在第3A圖中，太陽能電池910的立體圖案912a為完整貼附於基板914上，因此當立體圖案912a為直線狀時，立體圖案912a的陰影922a亦為直線狀。亦即，當陰影922a的影像922ai顯示為直線狀時，即可判斷對應的立體圖案912a為未剝離狀態(完整貼附)，沒有自基板914上剝離。
在一些實施方式中，檢測方法可更包含增加光束112的亮度，用以增加影像中的立體圖案912a的影像912ai與陰影922a的影像922ai之間的對比度。舉例而言， 第1圖的檢測系統100可更包含亮度調整元件140，電性連接至光源110，用以調整光束112的亮度。具體而言，立體圖案912a亦在擷取裝置120(如第1圖所示)的擷取視野中，因此擷取裝置120所擷取的影像(即第3B圖)亦會出現立體圖案912a的影像912ai。影像912ai可能會對陰影922a的影像922ai的分析產生干擾，因此可增加光束112的亮度，將影像912ai調亮，增加影像912ai與922ai之間的對比度，甚至是讓影像912ai過度曝光，讓影像922ai更為清楚，也更好分辨。
接著請參照第4A圖與第4B圖，其中第4A圖為本揭露另一實施方式之太陽能電池910與光束112的立體圖，而第4B圖為第4A圖的太陽能電池910的影像的示意圖。在第4A圖中，太陽能電池910的立體圖案912b為部分貼附於基板914上。具體而言，立體圖案912b包含貼附部分913a與剝離部分913b。貼附部分913a貼附於基板914上，而剝離部分913b自基板914上剝離，例如為懸空在基板914上，如第4A圖所示。因此立體圖案912b的陰影922b為曲線狀。亦即，當陰影922b的影像922bi顯示為曲線狀時，即可判斷對應的立體圖案912a為剝離狀態(至少部分剝離)。在本實施方式中，亦可增加光束112的亮度，以增加影像912bi與922bi的對比度。
另外，請一併參照第3B圖與第4B圖。如第4B圖所示，當立體圖案912b自基板914上剝離時，其對應的陰影922b的影像922bi亦會變寬。換言之，陰影922b的影像 922bi的最大寬度W2大於陰影922a的影像922ai的最大寬度W1。因此，本實施方式的檢測方法可更包含量測的影像922ai與922bi的寬度W1與W2，用以判斷立體圖案912a與912b是否剝離。例如，可先取得已知未剝離狀態的立體圖案912a的陰影922a的影像922ai的寬度W1，而在後續分析影像時，只要陰影的影像的寬度大於寬度W1，即可判斷對應的立體圖案可能為剝離狀態。
接著請參照第5A圖與第5B圖，其中第5A圖為本揭露另一實施方式之太陽能電池910與光束112的立體圖，而第5B圖為第5A圖的太陽能電池910的影像的示意圖。在第5A圖中，立體圖案912(如第1圖所示)已自基板914上剝離，因此當光束照射太陽能電池910時沒有產生陰影，而其擷取的影像中亦沒有陰影的影像。換言之，當影像中沒有陰影存在時，即可判斷對應的立體圖案912為剝離狀態(完全剝離)。
上述實施方式皆是以太陽能電池910僅包含單一立體圖案912作為舉例，然而在其他實施方式中，太陽能電池910包含複數個立體圖案912，因此可針對每個立體圖案912個別檢測其陰影922。換言之，只需擷取一張或少量影像，即可判斷出所有立體圖案912的剝離狀態，達到精準又快速的檢測。
接著請參照第6A圖與第6B圖，其分別為太陽能電池910於不同方位的上視圖。在第6A圖中，太陽能電池910的立體圖案912沿著第一方向D1延伸，且沿著第二方向 D2排列，第二方向D2不同於第一方向D1。此時可讓光束112沿著第二方向D2照射太陽能電池910的立體圖案912，以得到在此照射方向上所產生的陰影922x。接著，如第6B圖所示，將太陽能電池910相對於光束112旋轉，例如太陽能電池910旋轉約90度，或者光束112旋轉約90度，以讓光束112沿著第一方向D1照射太陽能電池910的立體圖案912，以得到在此照射方向上所產生的陰影922y。經由兩種方向的陰影922x與922y，可有效率地檢測出各種剝離狀態的立體圖案912。
接著請參照第7A圖與第7B圖，其中第7A圖為本揭露又一實施方式之太陽能電池910與光束112的立體圖，而第7B圖為第7A圖的太陽能電池910的影像的示意圖。在第7A圖中，太陽能電池910更包含墨跡(Ink)916。在製作太陽能電池910的電極的過程中，可使用導電油墨印刷於基板914上以形成電極，而墨跡916則是殘留在基板914上的油墨。因墨跡916與立體圖案912皆為導電材料(例如皆包含金屬)，其光學性質相似，因此在一般檢測裝置的照射下，墨跡916與立體圖案912無法自影像中分辨，然而墨跡916的高度遠低於立體圖案912，換言之，墨跡916幾乎為平面圖案，因此當光束112照射至墨跡916，僅立體圖案912能夠產生陰影922，墨跡916幾乎沒有陰影，或者其尺寸遠小於擷取裝置120的解析度，因此擷取裝置120可僅擷取到陰影922的影像。
另外，檢測方法可更包含增加光束112的亮度。如前所述，因墨跡916與立體圖案912皆包含金屬，因此具有較高的反射率，可增加墨跡916與陰影922之間的影像對比度。所以在擷取裝置120擷取的影像中，墨跡916與立體圖案912的影像916i與912i可呈現過曝狀態，陰影922的影像922i便可輕易地被辨識。因此，本實施方式之檢測方式與檢測裝置不但可快速且精準地辨識立體圖案912是否為剝離狀態，更可將墨跡916的干擾去除，以增加檢測的準確度。
在一些實施方式中，檢測方法更包含將光束112準直為平行光以照射太陽能電池910的立體圖案912。具體而言，平行光可讓立體圖案912產生陰影922，且可排除因光束112擴散而對陰影922造成的變形。在本文中，平行光意指光束112隨照射距離增加而擴散的角度小於10度以內，在較佳的實施方式中，則為小於5度以內。在一些實施方式中，第1圖的光源110可為平行光源。
綜合上述，因上述實施方式的檢測方法與檢測系統以檢測立體圖案的陰影(例如是否有陰影、陰影的形狀與/或陰影的寬度)判斷立體圖案是否剝離，因此可在短時間內針對多個立體圖案進行快速又準確的分析。另外，增加光束的亮度可去除除了陰影之外的影像(例如立體圖案本身的影像與墨跡的影像)，得以突出陰影的影像，增加分析的準確性，也能夠排除墨跡的訊號。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (8)

  1. 一種太陽能電池的檢測方法，用以檢測一太陽能電池的一立體圖案的剝離狀態，該檢測方法包含：斜向照射一光束至該太陽能電池的該立體圖案；正向擷取該太陽能電池的影像；增加該光束的亮度，用以增加該影像中的該立體圖案的影像與該陰影的對比度，其中該太陽能電池更包含一墨跡，增加該光束的亮度更包含用以增加該墨跡與該陰影的對比度，使該影像中的該墨跡的影像處於過度曝光狀態；以及根據該影像中的該立體圖案的陰影，判斷該立體圖案是否剝離。
  2. 如請求項1的檢測方法，其中根據該影像中的該立體圖案的陰影，判斷該立體圖案是否剝離包含若該陰影的形狀為曲線狀，判斷該立體圖案為剝離狀態。
  3. 如請求項1的檢測方法，其中根據該影像中的該立體圖案的陰影，判斷該立體圖案是否剝離包含若該陰影的形狀為直線狀，判斷該立體圖案為未剝離狀態。
  4. 如請求項1的檢測方法，其中根據該影像中的該立體圖案的陰影，判斷該立體圖案是否剝離包含若無陰影，則判斷該立體圖案為剝離狀態。
  5. 如請求項1的檢測方法，其中根據該影像中的該立體圖案的陰影，判斷該立體圖案是否剝離包含量測該陰影的寬度，用以判斷該立體圖案是否剝離。
  6. 如請求項1的檢測方法，更包含將該光束準直為平行光以照射該太陽能電池的該立體圖案。
  7. 一種太陽能電池的檢測系統，包含：一光源，用以提供一光束以斜向照射一待測面，且用以增加該光束的亮度；一擷取裝置，用以正向擷取位於該待測面的一太陽能電池的影像，其中該太陽能電池包含一墨跡；以及一分析模組，電性連接該擷取裝置，其中該分析模組用以根據該影像中該太陽能電池的一立體圖案的陰影，判斷該立體圖案是否剝離，當該光源增加該光束的亮度時，該影像中的該立體圖案的影像與該陰影的對比度增加，且該墨跡與該陰影的對比度增加，使該影像中的該墨跡的影像處於過度曝光狀態。
  8. 如請求項7的檢測系統，其中該光源為平行光源。
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