基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置及方法，装置包括连续激光器、光纤准直器、扩束镜、衰减片、振镜、场镜、样品、电动升降平移台、源表以及PC机；连续激光器通过光纤与光纤准直器相连，而后共用第一光轴依次设置光纤准直器、扩束镜、衰减片、振镜，通过振镜后垂直入射到样品上的光路为第二光轴，共用第二光轴依次设置振镜、场镜、样品和电动升降平移台。本发明专利技术装置基于对样品数据进行非均匀采样的方法，对于太阳能电池样品的缺陷部位的像素点进行密集采样，而对于样品其它部位的像素点进行稀疏的采样，能够更加快速精确的得到太阳能电池样品缺陷处的电流数据以及高分辨率的分布图，更加有利于对样品缺陷情况的分析。析。析。

【技术实现步骤摘要】
基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置及方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池缺陷检测领域，具体涉及一种基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置及方法。

技术介绍

[0002]光束诱导电流成像(Light beam induced current mapping,LBIC mapping)技术，是一种通过图像对太阳能电池内部缺陷的检测的技术。LBIC技术通过将测量光束聚焦成微小光斑，在样品表面进行扫描。一方面，图像高分辨率的优点能够更加清晰的反映样品的损伤情况；另一方面，通过图像上的电流、电压等一系列电学参数可以分析得出样品的光电性能。因此在太阳能电池的缺陷检测领域应用广泛。
[0003]LBIC扫描装置在检测样品时，如果要对样品的缺陷部分进行数据分析。在设置装置的扫描步长时，如果扫描步长越大，得到的光电流分布图的分辨率越低，采集的电流数据的精确度也不高，此时的装置扫描所需的时间较短；如果扫描步长越小。得到的光电流分布图的分辨率越高，采集的电流数据的精确度也越高，但是装置扫描所需的时间也会越长。
[0004]而目前公开的LBIC扫描装置在扫描样品时，对于样品的缺陷区域和其它区域的扫描步长是一样的，对于非区域部分的数据可以忽略，而装置又必须扫描该区域部分来得到缺陷部分的数据，这就会花费不少时间。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置及方法，来检测并分析太阳能电池样品的缺陷情况，可以快速的锁定样品的缺陷区域并得到细化的数据以及高分辨率的光电流分布图，操作过程简易、效率高、实验数据精度高、准确性高。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案为：一种基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置，包括连续激光器、光纤准直器、扩束镜、衰减片、振镜、场镜、样品、电动升降平移台、源表和PC机；连续激光器通过光纤与光纤准直器相连，而后共用第一光轴依次设置光纤准直器、扩束镜、衰减片、振镜，通过振镜后垂直入射到样品上的光路为第二光轴，共用第二光轴依次设置振镜、场镜、样品和电动升降平移台，其中振镜既在第一光轴上又第二光轴上；样品放置于电动升降平移台之上；所述源表和PC机位于第二光轴一侧，PC机分别与振镜和源表相连，源表的一端连接PC机，另一端连接样品。
[0007]本专利技术还提供一种基于非均匀采样的快速LBIC扫描方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1、将样品放置于电动升降平移台之上，并调节电动升降平移台，使样品与场镜的垂直距离等于场镜的焦距，转入步骤2；
[0009]步骤2、调试具体的光路，确保连续激光器发出的激光在通过光纤准直器、扩束镜、衰减片、振镜、场镜之后，在样品上得到一个直径小于100μm的圆形光斑，转入步骤3；
[0010]步骤3、对样品进行标定，确保在PC机中能够设置扫描步长，转入步骤4；
[0011]步骤4、根据样品面积的大小首先在PC机中设置一个初始值为150μm的扫描步长，
对样品进行粗扫描，扫描完成后得到样品的电流采样数据以及低分辨率的光电流分布图，转入步骤5；
[0012]步骤5、锁定样品中电流采样的数据的梯度差最大的区域，在该区域内设置一个75μm的扫描步长，对该区域进行较为细致的扫描，即对该区域的电流数据进行密集采样；而样品其他区域扫描步长仍然为初始值150μm；完成后得到该区域样品的细化的电流采样数据以及高分辨率的光电流分布图，转入步骤6；
[0013]步骤6、再次锁定样品中细化的电流采样数据的梯度差最大的区域，再该区域内设置一个30μm的扫描步长，对该区域进行更为细致的扫描，即对该区域的数据扫描完成后得到该区域样品的更为细化的电流采样数据以及更高分辨率的光电流分布图，以此类推；扫描步长最小设置为1μm。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的显著优点在于：(1)能够利用数据的梯度差来快速锁定样品的缺陷区域，对于缺陷区域进行细致扫描，其他区域进行粗扫，准确性高；(2)操作过程简易，只需要设置特定的扫描步长就能得到采集的数据；(3)能够得到高精度的采集的数据，更有利于对样品缺陷的分析。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的一种基于非均匀采样的LBIC快速扫描装置示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合附图，对本专利技术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的一部分实施例，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。
[0017]结合图1，本专利技术所述的一种基于非均匀采样的LBIC快速扫描方法及其装置，包括连续激光器1、光纤准直器2、扩束镜3、衰减片4、振镜5、场镜6、样品7、电动升降平移台8、源表9、PC机10。连续激光器1首先通过光纤与光纤准直器2相连，而后共用第一光轴依次设置光纤准直器2、扩束镜3、衰减片4、振镜5，通过振镜5之后垂直入射到样品8上的光路为第二光轴，共用第二光轴依次设置振镜5、场镜6、样品7和电动升降平移台8，其中振镜5既在第一光轴上也在第二光轴上；样品7放置于电动升降平移台8之上。位于第二光轴一侧的还有源表9和PC机10，与PC机10相连的有振镜5和源表9，其中源表9的一头连接PC机10，另一头连接样品7。
[0018]连续激光器1发出的激光为波长980nm的不可见光，在实验中需要用到显像卡来调整其光路；激光通过光纤准直器2变成平行光，而后通过扩束镜3扩大激光光斑，再依次通过衰减片4、振镜5、场镜6后将光斑聚焦在样品8表面；通过场镜6聚焦在样品7表面的光斑直径小于100μm；场镜6与样品7的垂直距离为场镜6的焦距，通过场镜6聚焦在样品7表面的光斑直径小于100μm；PC机10控制振镜5的扫描步长，通过改变振镜5的扫描步长，可以调节图像的分辨率。当扫描开始时源表9的数据采集也开始。源表9采集的每个点的数据就是振镜5在样品上扫描的每个点的数据。样品7扫描完成后会在PC机10上得到样品7的电流采集数据以及光电流分布图。
[0019]所述的基于非均匀采样的快速LBIC扫描方法及其装置检测并分析太阳能电池的缺陷情况的方法，包含以下操作步骤：
[0020]步骤1：将样品放置于电动升降平移台之上，并调节电动升降平移台，使样品与场镜的垂直距离等于场镜的焦距。
[0021]步骤2：调试具体的光路，确保连续激光器发出的激光在通过光纤准直器、扩束镜、衰减片、振镜、场镜之后，在样品上得到一个直径小于100μm的圆形光斑。
[0022]步骤3：对样品进行标定，确保在PC机中能够设置一个合适的扫描步长。
[0023]步骤4：根据样品面积的大小首先在PC机中设置一个150μm的扫描步长，对样品进行粗扫描，扫描完成后得到样品的电流采样数据以及低分辨率的光电流分布图。
[0024]步骤5：锁定样品中电流采样的数据的梯度差最大的区域(即缺陷区域)，在该区域内设置一个75μm的扫描步长，对该区域进行较为细致的扫描，即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置，其特征在于，包括连续激光器(1)、光纤准直器(2)、扩束镜(3)、衰减片(4)、振镜(5)、场镜(6)、样品(7)、电动升降平移台(8)、源表(9)和PC机(10)；连续激光器(1)通过光纤与光纤准直器(2)相连，而后共用第一光轴依次设置光纤准直器(2)、扩束镜(3)、衰减片(4)、振镜(5)，通过振镜(5)后垂直入射到样品(8)上的光路为第二光轴，共用第二光轴依次设置振镜(5)、场镜(6)、样品(7)和电动升降平移台(8)，其中振镜(5)既在第一光轴上又第二光轴上；样品(7)放置于电动升降平移台(8)之上；所述源表(9)和PC机(10)位于第二光轴一侧，PC机(10)分别与振镜(5)和源表(9)相连，源表(9)的一端连接PC机(10)，另一端连接样品(7)。2.根据权利要求1所述的基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置，其特征在于，所述连续激光器(1)发出的激光为波长980nm的不可见光。3.根据权利要求2所述的基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置，其特征在于，所述连续激光器(1)发出的激光先通过光纤准直器(2)变成平行光，而后通过扩束镜(3)扩大激光光斑，再依次通过衰减片(4)、振镜(5)、场镜(6)后将光斑聚焦在样品(8)表面。4.根据权利要求3所述的基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置，其特征在于，通过场镜(6)聚焦在样品(7)表面的光斑直径小于100μm。5.根据权利要求4所述的基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置，其特征在于，所述场镜(6)与样品(7)的垂直距离为场镜(6)的焦距。6.根据权利要求5所述的基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置，其特征在于，所述PC机(10)控制振镜(5)的扫描步长，通过改变振镜(5)的扫描步长，调节图像的分辨率。7.根据权利要求6所述的基于非均匀采样的快速LBIC扫描装置，其特征在于，对于样品(7)的不同区域调节不同的扫描步长。8.根据权利要求7所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏超，蔡谦，陆健，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：