硅片激光切割热损伤探测装置及探测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种硅片激光切割热损伤探测装置及探测方法，其中所涉及的硅片激光切割热损伤探测装置包括载片台、检测位置获取单元、拉曼散射光谱检测单元、以及控制所述载片台、所述检测位置获取单元与所述拉曼散射光谱检测单元运行的控制单元，基于本发明专利技术所提供的硅片激光切割热损伤探测装置，能够提供一种不同于现有技术对硅片激光切割边缘一侧的热影响检测方式，通过该方能够更为准确获取激光切割对硅片的热影响，符合业界对光伏产品越来越高的质量需求。高的质量需求。高的质量需求。

Thermal damage detection device and method for laser cutting of silicon wafer

【技术实现步骤摘要】
硅片激光切割热损伤探测装置及探测方法


[0001]本专利技术涉及光伏制造领域，尤其涉及一种硅片激光切割热损伤探测装置及探测方法。

技术介绍

[0002]随着光伏行业的发展，将整片电池分割成若干分片电池，进而以分片电池制备太阳能光伏组件，既可以降低组件的电阻损失，也可以提高组件封装电池的密度(如叠瓦组件)，能有效提升太阳能光伏组件的效率。目前分片电池的成型过程中通常采用激光切割方式实现裂片，一种具体实现方式为：采用激光划片配合冷却循环的方式进行硅片的裂片，即通过应力使得硅片/电池片裂开成两或多片，以期最大程度降低激光切割给硅片带来损伤。但由于激光的高能量影响，裂片后的硅片边缘还是不可避免会出现局部晶格畸变甚至熔融，进而影响硅片的机械性能及电池光电转换效率。为更好的控制硅片裂片质量，需要对硅片裂片边缘的裂片质量进行检测，现有技术中，都是通过使用光学显微镜观察的方式进行表面形貌探测，然该方式仅能检测到严重的硅片熔融情况，对于程度较小的晶格畸变等变化无法探测。
[0003]有鉴于此，有必要提供一种改进的技术方案以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种硅片激光切割热损伤探测装置，其具体设计方式如下。
[0005]一种硅片激光切割热损伤探测装置，其包括：载片台、检测位置获取单元、拉曼散射光谱检测单元、以及控制所述检测位置获取单元与所述拉曼散射光谱检测单元运行的控制单元；所述载片台具有用于承载硅片的载板；所述检测位置获取单元具有用于获取所述硅片激光切割边缘的视觉相机；所述拉曼散射光谱检测单元具有提供拉曼散射光谱检测入射光的激光光源、位于所述载板上方的物镜、与所述物镜配合供拉曼散射光传输的光路、以及用于实现拉曼散射光检测的检测器。
[0006]进一步，所述载片台还具有设置于所述载板下方的移动架，所述移动架具有驱使所述载板上下移动的竖向移动轴。
[0007]进一步，所述探测装置还包括传送单元，所述传送单元具有用于将硅片传送至所述载片台的传送带，所述载板具有顶面低于所述传送带上表面的初始状态以及顶面高于所述传送带上表面的顶起状态。
[0008]进一步，所述传送单元具有感应所述硅片进入所述载板上方并通过所述控制单元控制所述载板顶起所述硅片的传感器。
[0009]进一步，所述移动架还具有驱使所述载板沿垂直于所述硅片激光切割边缘长度方向的水平方向移动的横向移动轴。
[0010]进一步，所述移动架还具有驱使所述载板沿所述硅片激光切割边缘长度方向移动
的纵向移动轴。
[0011]进一步，所述探测装置还具有与所述物镜配合以显示所述硅片表面形貌的成像单元。
[0012]本专利技术还提供了一种硅片激光切割热损伤探测方法，其包括：
[0013]步骤S1、控制移动架的竖向移动轴运行，使得连接于所述移动架上方且放置有硅片的载板在竖直方向上移动；
[0014]步骤S2、于所述载板上下移动过程中，拉曼散射光谱检测单元采集由所述硅片表面产生的拉曼散射光信号，获取拉曼散射光信号最强时所述载板的高度位置，并锁定所述载板至该高度位置；
[0015]步骤S3、视觉相机获取所述硅片激光切割边缘的位置，以硅片激光切割边缘上的一点作为测试原点，控制移动架的横向移动轴运行，以沿垂直于所述硅片激光切割边缘长度方向的水平方向对硅片的一侧连续进行拉曼散射光信号测试，根据测试结果判断所述硅片激光切割热损伤程度。
[0016]进一步，所述拉曼散射光谱检测单元内储存有未受激光切割影响硅片的参考拉曼光谱，判断所述硅片激光切割热损伤程度具体包括：对比测试结果的拉曼光谱与所述参考拉曼光谱，比较两者拉曼峰的中心位置偏移值和/或峰宽偏移值，获取所述中心位置偏移值超出第一预设阈值和/或所述峰宽偏移值超出第二预设阈值的测试点的分布宽度；当所述分布宽度大于预设宽度时，则判定所述硅片激光切割热损伤过大。
[0017]进一步，所述第一预设阈值的选取范围为1cm
‑1‑
2cm
‑1，所述第二预设阈值的选取范围为2cm
‑1‑
5cm
‑1，所述预设宽度的选取范围为3
‑
6μm。
[0018]进一步，所述步骤S1之前还包括步骤S0：通过传送带将所述硅片传送至所述载板上方。
[0019]进一步，所述步骤S0中，还包括通过传感器感应所述传送带上的硅片进入所述载板上方。
[0020]进一步，所述探测方法还包括步骤S4：控制所述移动架的纵向移动轴运行，以使所述载板沿所述硅片激光切割边缘长度方向移动一段距离，并重复步骤S3，以获取所述硅片于激光切割边缘一侧不同位置处的测试结果。
[0021]本专利技术的有益效果是：基于本专利技术所提供的硅片激光切割热损伤探测装置，能够提供一种不同于现有技术对硅片激光切割边缘一侧的热影响检测方式，通过该方式能够更为准确获取激光切割对硅片的热影响，符合业界对光伏产品越来越高的质量需求。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0023]图1所示为本专利技术中硅片与传送带、载片台配合的俯视图；
[0024]图2所示为本专利技术硅片激光切割热损伤探测装置的构成示意图；
[0025]图3所示为图2所示硅片激光切割热损伤探测装置工作状态示意图；
[0026]图4所示为硅片上具有多条探测路径的示意图；
[0027]图5所示为对图4中A
‑
A＇位置处进行拉曼散射光检测的截面示意图；
[0028]图6所示为不同硅的拉曼光谱对比示意图；
[0029]图7所示为单次探测结果中拉曼峰的中心位置偏移值随探测位置的变化示意图。
[0030]图中，100为硅片，10为热影响区，10a为探测路径，11为激光切割边缘，200为传送带，300为载片台，31为载板，32为移动架，320为竖向移动轴，400为拉曼散射光谱检测单元，41为激光光源，42为滤光片，43为物镜，44为抛物反射镜，45为单色仪，46为检测器，500为视觉相机，600为控制单元。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]参考图1、图2、图3所示，本专利技术所涉及的硅片激光切割热损伤探测装置包括：载片台300、检测位置获取单元、拉曼散射光谱检测单元400、以及控制检测位置获取单元与拉曼散射光谱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅片激光切割热损伤探测装置，其特征在于，包括：载片台、检测位置获取单元、拉曼散射光谱检测单元、以及控制所述检测位置获取单元与所述拉曼散射光谱检测单元运行的控制单元；所述载片台具有用于承载硅片的载板；所述检测位置获取单元具有用于获取所述硅片激光切割边缘的视觉相机；所述拉曼散射光谱检测单元具有提供拉曼散射光谱检测入射光的激光光源、位于所述载板上方的物镜、与所述物镜配合供拉曼散射光传输的光路、以及用于实现拉曼散射光检测的检测器。2.根据权利要求1所述的硅片激光切割热损伤探测装置，其特征在于，所述载片台还具有设置于所述载板下方的移动架，所述移动架具有驱使所述载板上下移动的竖向移动轴。3.根据权利要求2所述的硅片激光切割热损伤探测装置，其特征在于，所述探测装置还包括传送单元，所述传送单元具有用于将硅片传送至所述载片台的传送带，所述载板具有顶面低于所述传送带上表面的初始状态以及顶面高于所述传送带上表面的顶起状态。4.根据权利要求3所述的硅片激光切割热损伤探测装置，其特征在于，所述传送单元具有感应所述硅片进入所述载板上方并通过所述控制单元控制所述载板顶起所述硅片的传感器。5.根据权利要求2
‑
4任意一项所述的硅片激光切割热损伤探测装置，其特征在于，所述移动架还具有驱使所述载板沿垂直于所述硅片激光切割边缘长度方向的水平方向移动的横向移动轴。6.根据权利要求2
‑
4任意一项所述的硅片激光切割热损伤探测装置，其特征在于，所述移动架还具有驱使所述载板沿所述硅片激光切割边缘长度方向移动的纵向移动轴。7.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的硅片激光切割热损伤探测装置，其特征在于，所述探测装置还具有与所述物镜配合以显示所述硅片表面形貌的成像单元。8.一种硅片激光切割热损伤探测方法，其特征在于，包括：步骤S1、控制移动架的竖向移动轴运行，使得连接于所述移动架上方且放置有硅片的载板在竖直方向上移动；步骤S2、于所述载板上下移动过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达奇，吴坚，蒋方丹，
申请(专利权)人：嘉兴阿特斯技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：