[发明专利]用于确定透射和/或反射特性的测量方法和测量设备

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种用于确定优选大面积半透明的对象的透射和/或反射特性的光学测量方法。该光学测量方法尤其是能够应用于在制造被表面涂层的衬底时的工艺和质量控制。此外，本发明的主题是适用于执行本发明方法的光学测量设备。

背景技术

在制造用于光电池的被涂层的半透明材料、例如配备有导电层的衬底时，对衬底的透明和反射特性的控制首先在将太阳辐射转化成电时获得最佳效率方面是有意义的。

在此，也以名称HAZE或大角度散射已知的浑浊度是重要的特征值。 浑浊度按照国际标准ASTM D 1003被规范为穿透半透明对象的光的以下百分比分量，所述百分比分量在对象中在其传播方向上被偏转超过2.5^o并且因此在贯穿对象时例如由于表面粗糙度而从对准的射线束中散射出。 

根据ASTM D 1003，半透明对象的浑浊度能够通过以下方式确定，即对象被定位在乌布利希球的光入射口之前并且从与乌布利希球相对的对象侧被照射，使得照射光透射所述对象并且进入乌布利希球中。在乌布利希球中集成光电探测器，所述光电探测器接收穿透的光并且转换成测量信号。在此，该光电传感器的探测方向与对象表面的法线围成预先给定的角度，所述法线同时形成测量轴。

在与此不同的同样在标准ASTM D 1003中预先给定的测量方法中，使用乌布利希球本身作为照明装置。借助于乌布利希球，利用漫射光照射定位在乌布利希球的光出射口之前的对象。在该情况下，光电探测器位于对象的与乌布利希球相对的另一侧上。

在后者情况下，在乌布利希球之内设置光阱，所述光阱可被激活并且在激活状态下遮挡光的对准的分量，使得该对准的分量不到达光电探测器。利用光阱的交替激活或去活，确定两个不同的透射值。这些值之一提供漫透射的尺度T_diffus，其中光由于对象的影响而以角度>2.5°被散射，另一值提供总透射的尺度T_total，其中不通过对象进行光散射或者仅以角度                                               2.5°散射。从这两个值中根据函数HAZE = T_diffus/T_total*100%的函数来确定对象的浑浊度。

在DE 100 10 213 B4中描述了一种“尤其是用于在连续工艺中监控质量的测量设备”，所述测量设备按照光谱学的原理工作。该测量设备具有带有乌布利希球的测量头，所述乌布利希球用于漫射地照射测量对象。利用该装置可以顺序地测量照射光穿过对象的总透射和照射光在对象表面处的反射。

在DE 10 2009 040 642 B3中描述了一种用于测量透明、散射测量对象的光学特征参量的方法和一种用于执行该方法的设备，尤其是被设置用于内联测量（inline-Messung）板状或带状衬底的不同透射和反射值，所述衬底在涂层设备中被配备透明层。

在最后所述的方法中也借助于乌布利希球利用漫射光来照射测量对象。穿透测量对象的光借助于两个光电探测器同时检测，所述光电探测器的探测方向相互不同，其中在两个探测方向之一中借助于光阱抑制直接对准光电探测器的辐射。利用该方法和用于执行该方法的设备可以同时地确定漫透射T_diffus和总透射T_total。附加地，存在两个其他光电探测器，其中一个检测对象表面之一的漫射的光反射，另一个检测对象表面之一的总光反射。

与在制造大面积被涂层的衬底时的工艺和质量控制相关联地，经常需要以小的技术耗费不仅确定漫透射和总透射而且确定在衬底的两个表面处的光反射，也即在被涂层的衬底表面处的反射以及在未被涂层的衬底表面处的反射。利用根据现有技术可用的方法和设备不能满足该需要。

发明内容

因此，本发明所基于的任务是说明不再具有现有技术的前述缺点的方法和至少一种设备。

根据本发明，按照在权利要求1中所说明的方法步骤来进行对大面积半透明对象的透射和反射特性的测量，尤其是在制造大面积被涂层的衬底时的内联工艺和质量控制。

因此，在本发明方法的第一变型方案中利用仅仅两个辐射漫射光的照明装置和两个光电探测器进行所述测量，其方式是：

-利用照明装置中的第一照明装置照射对象的第一大面，并且在此同时利用与对象相对的第一光电探测器测量总透射和利用位于该大面的侧上的第二光电探测器测量在该大面处的反射，和然后