本发明专利技术公开了一种用于检查具有固有的混杂图案的衬底出现裂纹的方法，该方法包含有以下步骤：在衬底的第一侧面提供有光学器件和前侧照明；在和该第一侧面相对的衬底的第二侧面提供有NIR照明，该NIR照明被操作来穿过该衬底，以便于被该光学器件通过该衬底检测；通过前侧照明和/或从第二侧面通过NIR照明照射获得一个或多个图像；其后处理该一个或多个图像，以将衬底上的混杂图案和衬底上出现的任何裂纹区分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有内在固有的混杂图案(intrinsic heterogeneous patterns)的衬底的检查，特别是涉及检查这种衬底以查找衬底上的裂纹(cracks)。
技术介绍
对于高产能和低成本的生产而言，包含有光伏元件的太阳能晶圆的厚度已经降低到200微米及以下。衬底越薄，导致晶圆的稳定性越低以及晶圆碎裂的风险越高。因此，检测裂纹甚至是微细裂纹的有效方法是重要的，以便于将那些具有更高故障可能性的晶圆舍弃。依赖于非视觉检查的检测微细裂纹出现的一些方法包括使用超声波能量、热能或者加热、热超声能量和机械屈挠。另外还存在视觉方法，例如EL检查 (Electroluminescence inspection 电致发光检查)禾口 PL 检查(Photoluminescence inspection 光致发光检查)，这是两种通用的视觉方法。电致发光检查要求电气接触，然后仅仅能够使用于最终的太阳能电池中。光致发光要求具有合适的非一致性修正的统一发光源，以及对准的重复性(shot-to-shot reproducibility)通常很低。专利技术名称为“在正向偏压条件下太阳能电池缺陷的红外线检测”、出版号为 2005/0252545 Al的美国专利公开了一种电池检查系统，其应用正向偏压电流以引起加热。 然后使用红外线摄像机分析每个电池的最终的热成像，以针对裂纹检查电池。然而，这种方法相对昂贵并且缓慢。除了上述方法以外，单纯的视觉方法同样也被采用在现有技术中，虽然它总体而言缺少精度。由于在近红外(NIR)光谱(near-infrared spectrum)中硅是半透明的，所以 NIR背光检查被广泛地使用于引入原始太阳能晶圆中，只不过遭遇了各种缺陷。例如，衬底上的多晶材料通常显示内在固有的混杂特征，并且有些特征具有的图案和微细裂纹的图案近似。因此，将微细裂纹和普通的表面纹理相区别是困难的。而且，摄像机的分辨率需要很高，以便于区分微细裂纹。即使使用了能够实现高达8，000x8, 000像素/衬底的摄像机，像素的分辨率仍然只有20微米。这样远远低于检测微细裂纹所需的分辨率。为了阐明上述不足，图1表明了传统的检查系统100的侧视示意图，其使用近红外 ("NIR")背光照明106以检测衬底102上的裂纹。来自单独光源的同性质的OTR背光照明 106从衬底102，如光伏元件的下方被投射。来自OTR背光照明106的光线穿透出现了微细裂纹104的衬底102，朝向成像光学器件108。成像光学器件108然后将光线传送到图像捕获传感器110。图2是表明衬底102的图像的照片，该衬底使用传统的检查系统100通过NIR背光照明106被照亮。衬底102由于其多晶斑点纹理(polycrystalline grain textures) 而具有多个混杂的特征。这些特征中的一些具有的图案和微细裂纹的图案近似，而对于传统的检查系统100而言，识别微细裂纹102的存在是困难的。开发一种用于更加高效而又精确地识别具有这种固有的混杂特征的衬底上的微细裂纹的方法和系统是有益的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种视觉方法，以检测光伏衬底上的微细裂纹，该视觉方法避免了现有技术的上述缺点。于是，本专利技术一方面提供一种用于检查具有固有的混杂图案的衬底的方法，该方法包含有以下步骤在衬底的第一侧面提供有光学器件和前侧照明；在和该第一侧面相对的衬底的第二侧面提供有OTR照明，该OTR照明被操作来穿透该衬底，以便于被该光学器件通过该衬底检测；通过前侧照明照射获得该衬底的第一图像；通过NIR照明从第二侧面照射获得该衬底的第二图像；其后处理第一图像和第二图像，以将衬底上的混杂图案和衬底上出现的任何裂纹区分。本专利技术另一方面提供一种用于检查具有固有的混杂图案的衬底的方法，该方法包含有以下步骤在衬底的第一侧面提供有光学器件和前侧照明；在和该第一侧面相对的衬底的第二侧面提供有OTR照明，该OTR照明被操作来穿过该衬底，以便于被该光学器件通过该衬底检测；通过前侧照明和NIR照明同时照射获得该衬底图像；其后处理该衬底图像，以将衬底上的混杂图案和衬底上出现的任何裂纹区分。参阅后附的描述本专利技术实施例的附图，随后来详细描述本专利技术是很方便的。附图和相关的描述不能理解成是对本专利技术的限制，本专利技术的特点限定在权利要求书中。附图说明图1表明了传统的检查系统的侧视示意图，其使用近红外(”OTR”)背光照明以检测衬底上的裂纹。图2是表明衬底的图像的照片，该衬底使用传统的检查系统通过NIR背光照明已被照亮。图3是根据本专利技术第一较佳实施例所述的用于检测衬底上的裂纹的检查系统的侧视示意图，该检查系统包含有前侧照明(front-side lighting)。图4是表明衬底的图像的照片，该衬底使用图3的检查系统通过前侧照明已被照图5是根据本专利技术第一较佳实施例所述的用于检测衬底上的裂纹的检查系统的侧视示意图，该检查系统包含有OTR背光照明。图6是表明衬底的图像的照片，该衬底使用图5的检查系统通过NIR背光照明已被照亮。图7是根据本专利技术第二较佳实施例所述的用于检测衬底上的裂纹的检查系统的侧视示意图，该检查系统包含有同步的前侧照明和OTR背光照明的组合。图8是表明衬底的图像的照片，该衬底使用(i)前侧照明、(ii)OTR背光照明以及 (iii)从同步的前侧照明和OTR背光照明所获得的组合成像已被照亮。图9是阐述硅衬底在OTR波段的光学传输特性的示意图。具体实施例方式图3是根据本专利技术第一较佳实施例所述的用于检测衬底12上的裂纹16的检查系5统10的侧视示意图，该检查系统包含有前侧照明14，该衬底具有内在固有的混杂图案。前侧照明14包含有位于衬底12第一侧面或顶面处的多个前侧光源，其较佳地设置在环绕于衬底12的不同位置处。它们较合适地也相对于衬底12的平面以斜角的方式倾斜，以照射衬底12的上表面，最合适地是以相对于衬底12的平面成小于40度的角度的方式。反射光线被引导朝向成像光学器件18，并被传送到以图像捕获传感器20的方式存在的光学器件处。使用来自照射衬底12的前侧照明14的多个光源，衬底12的斑点对比度(grain contrast)被强调突出。另外，可以选择地，衬底12的斑点边界(grain boundaries)能够通过捕获由前侧照明14的各个光源所产生的多个图像而被强调突出。在这种情形下，在衬底12被前侧照明14照射的同时，衬底12的多个图像得以获得，其中在衬底12被多个前侧照明光源中的每一个照射的同时，衬底12的每一个图像被获得。图4是表明衬底的图像的照片，该衬底使用图3的检查系统通过前侧照明14已被照亮。该图像被使用来增加衬底12上的光伏的斑点对比度和强调突出衬底12上的斑点边界。这有助于在图像的进一步处理过程中确定多晶的斑点纹理边界。图5是根据本专利技术第一较佳实施例所述的检查系统10’的侧视示意图，该检查系统包含有位于衬底12的第二侧面或底面的用于检测衬底12上的裂纹16的OTR背光照明 22。和现有技术中所使用的单独的同一背光照明光源相反，在环绕该衬底12的不同位置处较佳地设置有多个OTR背光照明22光源。通过从不同的角度迎着微细裂纹16引导OTR背光照明22，该微细裂纹16的阴影在视觉本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓江汶，王然石，刘仲恩，
申请(专利权)人：先进自动器材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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