一种硅片检测方法和硅片检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种硅片检测方法，包括如下步骤：步骤一：基于硅片的灰度图像中各个像素点的灰度值确定硅片的具体位置，从而得到精准的待分析硅片图像；步骤二：对所述精准的待分析硅片图像进行灰度值分布统计，和/或计算所述精准的待分析硅片图像中所有像素点的灰度平均值；以及步骤三：基于所述灰度平均值计算硅片的反射率，和/或基于所述灰度值分布统计判定硅片的晶花情况。本发明专利技术的硅片检测方法能够量化硅片的外观情况，避免主观判断的差异性，速度快、精度高、重复性高。

A silicon wafer detection method and a silicon wafer detection device

The invention provides a wafer detection method, which comprises the following steps: step one: the gray level of each pixel gray value in the specific location of the silicon wafer is determined based on which to obtain the accurate analysis of silicon image; step two: the accurate analysis to silicon image gray value distribution statistics, and / or to calculate the accurate of all the pixel gray image of the wafer average; and step three: the average gray values calculated based on the reflectance of silicon, and / or the gray value distribution based on the statistical determination of silicon crystal flower. The method of detecting silicon chip in the invention can quantify the appearance of silicon chip, avoid the difference of subjective judgment, fast speed, high precision and high repeatability.

【技术实现步骤摘要】
一种硅片检测方法和硅片检测装置
本专利技术属于太阳能电池领域，尤其涉及一种硅片检测方法和硅片检测装置。
技术介绍
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，以光电效应工作的硅基太阳能电池为主流。硅基太阳能电池的制备过程中，硅片的处理和检测非常重要。例如，使用不同的工艺方法，多晶硅硅片表面不同晶向会出现反射率的差异，外观上会出现晶花现象，如果晶花严重，就会严重影响太阳能电池的外观及成品率，从而影响太阳能电池的光电转换效率和成本。因此，有必要对硅片，特别是对硅片的反射率和外观进行检测。目前，硅片反射率的测试方法是使用校准过的光源对硅片的某一小区域进行照射，根据传感器接收到的反射回来的光强，得出该区域的反射率。该方法得出来的是这一个小区域的平均反射率，如果需要对整张硅片的反射率进行测量时，需要通过对多个小区域进行测量并取平均值的方法进行测试。该方法虽然可以得到对于小的区域误差较小的反射率值，但是对于整张硅片的反射率值误差较大，每次测试的结果都不相同，并且测试时间根据测试点数目的增加而增加，如果想获得相对精确的结果，耗时较长。而对于硅片外观的检测，目前是通过对比多点的反射率差异，加上技术人员对整个硅片外观的主观感觉，然后进行硅片外观的良率判断。由于每一个点的反射率测量值为小区域的平均值，对外观的评判效果较差，加上不同技术人员的主观判断标准不统一，因此对于硅片外观的检测方法目前没有统一的标准。因此，急需一种更加精确和便捷的硅片检测方法，其可以对大面积硅片的反射率进行精确检测并对硅片外观进行定量地判断。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种硅片检测方法，包括如下步骤：步骤一：基于硅片的灰度图像中各个像素点的灰度值确定硅片的具体位置，从而得到精准的待分析硅片图像；步骤二：对所述精准的待分析硅片图像进行灰度值分布统计，和/或计算所述精准的待分析硅片图像中所有像素点的灰度平均值；以及步骤三：基于所述灰度平均值计算硅片的反射率，和/或基于所述灰度值分布统计判定硅片的晶花情况。根据本专利技术的硅片检测方法，优选地，在步骤一中，所述灰度图像由相机直接采集获得，或者将相机采集的彩色图像进行灰度化处理后获得。根据本专利技术的硅片检测方法，优选地，在步骤一中，基于所述灰度图像中各个像素点的灰度值与灰度阈值的比较获取精准的待分析硅片图像灰度阈值。根据本专利技术的硅片检测方法，优选地，获取精准的待分析硅片图像包括如下子步骤：1-1：对所述灰度图像的每一行的像素点进行扫描，记录每一行中灰度值低于灰度阈值的像素点的数目，选取其中的最大数目作为行参考数目，将灰度值低于灰度阈值的像素点的数目大于所述行参考数目的某一比例的行作为硅片行；1-2：对所述灰度图像的每一列的像素点进行扫描，记录每一列中灰度值低于灰度阈值的像素点的数目，选取其中的最大数目作为列参考数目，将灰度值低于灰度阈值的像素点的数目大于所述列参考数目的某一比例的列作为硅片列；1-3：选取所述硅片行和所述硅片列的共同区域，从而得到所述精准的待分析硅片图像。根据本专利技术的硅片检测方法，优选地，在步骤三中，计算硅片反射率包括如下子步骤：子步骤A：基于n张反射率分别为R1-Rn的已知硅片拟合反射率与灰度平均值的函数关系式其中，n为大于等于2的整数，R表示硅片的反射率，表示灰度平均值；以及子步骤B：根据所述函数关系式计算硅片的反射率。根据本专利技术的硅片检测方法，优选地，子步骤A包括：对n张反射率分别为R1-Rn的已知硅片进行步骤一和步骤二的操作，分别得出n张已知硅片的精准硅片图像中所有像素点的灰度平均值从而拟合出反射率与灰度平均值的函数关系式根据本专利技术的硅片检测方法，优选地，在步骤三中，判定硅片的晶花情况包括如下子步骤：子步骤a：将步骤二所计算的每个灰度值对应的像素点数目占总像素点数目的比值与比值阈值进行比较，低于所述比值阈值的比值对应的灰度值为异常灰度值，高于所述比值阈值的比值所对应的灰度值为正常灰度值；子步骤b：计算正常灰度值的宽度；以及子步骤c：将所述宽度与预设标准进行比较，判断硅片的晶花情况。第二方面，本专利技术还提供了另一种硅片检测方法，用于检测硅片的分层情况，包括如下步骤：步骤一：基于硅片的灰度图像中各个像素点的灰度值确定硅片的具体位置，从而得到精准的待分析硅片图像；步骤二：将所述精准的待分析硅片图像沿竖直方向或水平方向分成m份子图像，其中，m为大于等于2的整数；步骤三：对所述m份子图像中的每一份子图像进行灰度值分布统计，并计算每一份子图像中所有像素点的灰度平均值；步骤四：基于所述灰度平均值计算每一份子图像所对应的硅片的反射率，并基于所述灰度值分布统计判定每一份子图像所对应的硅片的晶花情况；以及步骤五：将步骤四得到的m份子图像所对应的硅片的反射率和晶花情况进行比对，判断硅片的分层情况。根据本专利技术第二方面的硅片检测方法，优选地，在步骤一中，所述灰度图像由相机直接采集获得，或者将相机采集的彩色图像进行灰度化处理后获得。根据本专利技术第二方面的硅片检测方法，优选地，在步骤一中，基于所述灰度图像中各个像素点的灰度值与灰度阈值的比较获取精准的待分析硅片图像，其中，在所述灰度图像中与硅片对应的像素点的灰度值应小于所述灰度阈值。根据本专利技术第二方面的硅片检测方法，优选地，获取精准的待分析硅片图像包括如下子步骤：1-1：对所述灰度图像的每一行的像素点进行扫描，记录每一行中灰度值低于灰度阈值的像素点的数目，选取其中的最大数目作为行参考数目，将灰度值低于灰度阈值的像素点的数目大于所述行参考数目的某一比例的行作为硅片行；1-2：对所述灰度图像的每一列的像素点进行扫描，记录每一列中灰度值低于灰度阈值的像素点的数目，选取其中的最大数目作为列参考数目，将灰度值低于灰度阈值的像素点的数目大于所述列参考数目的某一比例的列作为硅片列；1-3：选取所述硅片行和所述硅片列的共同区域，从而得到所述精准的待分析硅片图像。根据本专利技术第二方面的硅片检测方法，优选地，在步骤四中，计算硅片反射率包括如下子步骤：子步骤A：基于n张反射率分别为R1-Rn的已知硅片拟合反射率与灰度平均值的函数关系式其中，n为大于等于2的整数，R表示硅片的反射率，表示灰度平均值；以及子步骤B：根据所述函数关系式计算每一份子图像所对应的硅片的反射率。根据本专利技术第二方面的硅片检测方法，优选地，在步骤四中，判定硅片的晶花情况包括如下子步骤：子步骤a：将步骤三所计算的每个灰度值对应的像素点数目占每一份子图像的总像素点数目的比值与比值阈值进行比较，低于所述比值阈值的比值对应的灰度值为异常灰度值，高于所述比值阈值的比值所对应的灰度值为正常灰度值；子步骤b：计算正常灰度值的宽度；以及子步骤c：将所述宽度与预设标准进行比较，判断每一份子图像所对应的硅片的晶花情况。根据本专利技术第二方面的硅片检测方法，优选地，在步骤五中，通过分析m份子图像所对应的硅片的反射率和晶花情况的差异，来判断硅片的分层情况。第三方面，本专利技术提供了一种硅片检测装置，包括：图像采集模块，用于获取硅片的灰度图像；图像处理模块，其基于所述灰度图像中各个像素点的灰度值确定硅片的具体位置，从而得到精准的待分析硅片图像；数据处理模块，对所述精准的待分析硅片图像进行灰度值分布统计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅片检测方法，包括如下步骤：步骤一：基于硅片的灰度图像中各个像素点的灰度值确定硅片的具体位置，从而得到精准的待分析硅片图像；步骤二：对所述精准的待分析硅片图像进行灰度值分布统计，和/或计算所述精准的待分析硅片图像中所有像素点的灰度平均值；以及步骤三：基于所述灰度平均值计算硅片的反射率，和/或基于所述灰度值分布统计判定硅片的晶花情况。

【技术特征摘要】
1.一种硅片检测方法，包括如下步骤：步骤一：基于硅片的灰度图像中各个像素点的灰度值确定硅片的具体位置，从而得到精准的待分析硅片图像；步骤二：对所述精准的待分析硅片图像进行灰度值分布统计，和/或计算所述精准的待分析硅片图像中所有像素点的灰度平均值；以及步骤三：基于所述灰度平均值计算硅片的反射率，和/或基于所述灰度值分布统计判定硅片的晶花情况。2.根据权利要求1所述的硅片检测方法，其中，在步骤一中，所述灰度图像由相机直接采集获得，或者将相机采集的彩色图像进行灰度化处理后获得。3.根据权利要求1所述的硅片检测方法，在步骤一中，基于所述灰度图像中各个像素点的灰度值与灰度阈值的比较获取精准的待分析硅片图像。4.根据权利要求3所述的硅片检测方法，其中，获取精准的待分析硅片图像包括如下子步骤：1-1：对所述灰度图像的每一行的像素点进行扫描，记录每一行中灰度值低于灰度阈值的像素点的数目，选取其中的最大数目作为行参考数目，将灰度值低于灰度阈值的像素点的数目大于所述行参考数目的某一比例的行作为硅片行；1-2：对所述灰度图像的每一列的像素点进行扫描，记录每一列中灰度值低于灰度阈值的像素点的数目，选取其中的最大数目作为列参考数目，将灰度值低于灰度阈值的像素点的数目大于所述列参考数目的某一比例的列作为硅片列；1-3：选取所述硅片行和所述硅片列的共同区域，从而得到所述精准的待分析硅片图像。5.根据权利要求1-4中任一项所述的硅片检测方法，在步骤三中，计算硅片反射率包括如下子步骤：子步骤A：基于n张反射率分别为R1-Rn的已知硅片拟合反射率与灰度平均值的函数关系式其中，n为大于等于2的整数，R表示硅片的反射率，表示灰度平均值；以及子步骤B：根据所述函数关系式计算硅片的反射率。6.根据权利要求5所述的硅片检测方法，子步骤A包括：对n张反射率分别为R1-Rn的已知硅片进行步骤一和步骤二的操作，分别得出n张已知硅片的精准硅片图像中所有像素点的灰度平均值从而拟合出反射率与灰度平均值的函数关系式7.根据权利要求1-4中任一项所述的硅片检测方法，在步骤三中，判定硅片的晶花情况包括如下子步骤：子步骤a：将步骤二所计算的每个灰度值对应的像素点数目占总像素点数目的比值与比值阈值进行比较，低于所述比值阈值的比值对应的灰度值为异常灰度值，高于所述比值阈值的比值所对应的灰度值为正常灰度值；子步骤b：计算正常灰度值的宽度；以及子步骤c：将所述宽度与预设标准进行比较，判断硅片的晶花情况。8.一种硅片检测方法，包括如下步骤：步骤一：基于硅片的灰度图像中各个像素点的灰度值确定硅片的具体位置，从而得到精准的待分析硅片图像；步骤二：将所述精准的待分析硅片图像沿竖直方向或水平方向分成m份子图像，其中，m为大于等于2的整数；步骤三：对所述m份子图像中的每一份子图像进行灰度值分布统计，并计算每一份子图像中所有像素点的灰度平均值；步骤四：基于所述灰度平均值计算每一份子图像所对应的硅片的反射率，并基于所述灰度值分布统计判定每一份子图像所对应的硅片的晶花情况；以及步骤五：将步骤四得到的m份子图像所对应的硅片的反射率和晶花情况进行比对，判断硅片的分层情况。9.根据权利要求8所述的硅片检测方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈全胜，刘尧平，陈伟，吴俊桃，赵燕，王燕，杜小龙，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11