[发明专利]太阳能晶圆快速检测系统

说明书

【技术领域】

本发明是关于太阳能晶圆快速检测系统，尤其是一种关于太阳能晶圆内层与外层瑕疵快速检测系统。

【背景技术】

洁净能源如太阳能等的需求日增，目前太阳能的主要转换方式是透过太阳能电池将太阳能转换成电能以供使用，随着太阳能电池的普及，在封装成太阳能电池模组前，必须先进行严格的品质检测，太阳能电池的检测也成为业界的重要课题。

太阳能电池的缺陷一般可分为内部缺陷与外部瑕疵，内部缺陷主要是指由于结构些微断裂造成的微隙，虽然此种微隙的裂缝宽度可能甚小，甚至于不是从顶部到底部完整的断裂，但由于微隙会阻断太阳能电池内部光电子的传递，因此会明显降低太阳能电池所生电能的传输效率；至于外部瑕疵，可能是污损、刮伤、或布局偏斜等，将会影响受光面的收光效率或电能传输。

即使内部缺陷尺寸甚微小，仍然可能影响输出电能，使得此种微小结构问题的检测成为业界的困扰，较早期的检测方法，如图1所示，以有经验的操作人员手持太阳能晶圆5轻微摇晃，利用有内裂的太阳能晶圆在摇晃时会产生些许异样声音，纯凭操作人员的耳朵听声辨别。当然，此种检测受限于摇晃的力道并非一致，何谓异常声音也欠缺统一标准，而且人的听力非常有限，一旦摇晃的力道过大，更可能直接损坏受测的太阳能晶圆5导致破裂，因此检测的可信度相当受到质疑。

随后发展出的另一公知检测方式，是对太阳能晶圆照射一可吸收的红外光，使得太阳能晶圆吸收此红外光后受激而发光，由于太阳能晶圆结构中的内部缺陷位置无法如正常结构般地吸收红外光并受激发而发光，故可撷取该太阳能晶圆的影像画面进行判别。然而，目前常用的太阳能晶圆均是多晶硅，在某一晶格排列与另一晶格排列的边界处，即使没有内部缺陷，但在该处光致发光的波长却与正常晶格排列位置所产生波长有所差异，因此如图2所示，所撷取的影像无法轻易判断何处是缺陷而何处是晶格边界，使得自动化判别有其困难，仍然需依赖有经验的操作人员人力鉴识，检测效率因而无法提升，可信度也仍然堪虑。

另方面，外部瑕疵由于暴露在外，目前已经可藉由照射一光束至太阳能晶圆的受光面，使其产生一反射光，撷取其影像并以后端电脑判别该太阳能晶圆的外层瑕疵；但是，受限于内部缺陷无法自动化检测，目前检测太阳能晶圆内部与外层瑕疵，通常是经由不同系统与流程分别进行。因此，如何在检测过程中，排除人力判别的不确定性，透过自动化设备进行较精准的检测，不但能增加检测作业的准确率，也能同步提升其效率，便成为业界的共同需求所在。

【发明内容】

本发明目的之一在于提供一种可将不同站检测设备整合为单站检测的太阳能晶圆快速检测系统。

本发明的另一目的在于提供一种提供太阳能晶圆内外层瑕疵检测、并有效分析出瑕疵所在、使自动化成为可行的太阳能晶圆快速检测系统。

本发明的又一目的在于提供一种整合后，可有效降低设备成本的太阳能晶圆快速检测系统。

依照本发明揭示的太阳能晶圆快速检测系统，是供检测至少一片待测太阳能晶圆，其中该太阳能晶圆具有一个正面及一个背面，并具有一个已知吸收光谱及一个已知放射光谱；该检测系统包括：一个供照射该待测太阳能晶圆该正面的前置光源；一个供朝向该太阳能晶圆背面、与该前置光源时序交错地放射至少具有部分该太阳能晶圆吸收光谱波长成分光能，使该太阳能晶圆吸收该波长成分的光能、并释放该放射光谱至少部分波长成分光能的背光源；及一个可撷取该太阳能晶圆正面反射/漫射光、并可撷取对应该放射光谱上述至少部分波长范围光线的影像撷取装置。

因此透过本发明所揭示的太阳能晶圆快速检测系统，不仅使得可对太阳能晶圆自动化快速检测成为可行，并将多组系统整合以降低制作系统的成本，提升产品的检测效率与精密度，达到上述所有的目的。

【图式简单说明】

图1为检测太阳能晶圆以手持并以摇晃耳朵听声辨别的示意图

图2为撷取太阳能晶圆吸收此外光后受激而发光的影像图；

图3为本发明的较佳实施例太阳能晶圆快速检测系统的仰视图；

图4为图3太阳能晶圆吸收红外光成分后放射光谱的示意图；

图5为图4太阳能晶圆有晶格、晶格边界、及内部缺陷的示意图；

图6为图5太阳能晶圆于不同位置产生不同发光亮度的曲线图；及

图7为图5太阳能晶圆透过滤光片更清楚辨识发光亮度的曲线图。

【主要元件符号说明】

1前置光源         3背光源        5太阳能晶圆

51太阳能晶圆正面  53太阳能晶圆背面

55晶格            57晶格边界