專利名稱：太陽能芯片的抗反射層的檢測方法及檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能芯片的抗反射層的檢測方法及檢測裝置，可快速完成太陽能芯片上的抗反射層厚度的測量。
背景技術(shù)：
隨著地球資源的匱乏及環(huán)保議題的抬臺，世界各國逐漸察覺到發(fā)展新替代能源的急迫性，其中太陽能發(fā)電便是最被看好的一項(xiàng)技術(shù)。太陽能芯片電池依工藝的不同，大概可被區(qū)分為硅晶太陽能電池及薄膜太陽能電池，目前硅晶太陽能電池的市占率約為80%以上。請參閱圖1，為現(xiàn)有太陽能芯片的構(gòu)造示意圖。如圖所示，太陽能芯片10主要包括有一 N型半導(dǎo)體材料U、一 P型半導(dǎo)體材料13及一抗反射層15，其中N型半導(dǎo)體材料11及P型半導(dǎo)體材料13以層疊方式設(shè)置，而抗反射層15則設(shè)置在N型半導(dǎo)體材料11表面。在應(yīng)用時(shí)太陽光可穿透抗反射層15并投射在N型半導(dǎo)體材料11及/或P型半導(dǎo)體材料13上，借由抗反射層15的設(shè)置將可以讓更多的光源進(jìn)入半導(dǎo)體材料11/13，并有利于提高太陽能芯片10產(chǎn)生電能的效率。當(dāng)光源照射在太陽芯片10時(shí)，太陽能芯片10內(nèi)帶負(fù)電的電子將會往N型半導(dǎo)體材料11的表面移動，并可以設(shè)置在N型半導(dǎo)體材料11上的導(dǎo)電線17將其導(dǎo)出，而太陽能芯片10內(nèi)帶正電的電洞則會往P型半導(dǎo)體材料13的表面移動，并可進(jìn)一步以設(shè)置在P型半導(dǎo)體材料13上的導(dǎo)電線19將其導(dǎo)出?？狗瓷鋵?5主要由一絕緣材料所制成，且抗反射層15的厚度會對導(dǎo)入太陽能芯片10的光源的比例造成影響。一般在對太陽能芯片10的抗反射層15的厚度進(jìn)行測量時(shí)，主要是通過破壞性的掃瞄式電子顯微鏡(SEM)分析抗反射層15的厚度，然而此一測量方法不僅效率不佳，更無法在產(chǎn)在線自動化進(jìn)行檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種太陽能芯片的抗反射層的檢測方法，主要將一白色光源投射在太陽能芯片上，并將太陽能芯片的顏色轉(zhuǎn)換為色度，借此將可進(jìn)一步以色度推算出太陽能芯片上的抗反射層的厚度。本發(fā)明的次要目的，在于提供一種太陽能芯片的抗反射層的檢測方法，主要對太陽能芯片進(jìn)行影像的擷取并取得一影像數(shù)據(jù)，并將影像數(shù)據(jù)區(qū)分成多個(gè)影像單元，而后再將各個(gè)或部分影像單元上的RGB數(shù)值轉(zhuǎn)換到HSV的色彩空間，以得知各個(gè)或部分影像單元的色度，借此將由各個(gè)或部分影像單元的色度推算出太陽能芯片的抗反射層的厚度。本發(fā)明的又一目的，在于提供一種太陽能芯片的抗反射層的檢測方法，主要對太陽能芯片進(jìn)行影像的擷取并取得一影像數(shù)據(jù)，并對該影像數(shù)據(jù)上的各個(gè)或部分像素進(jìn)行分析，以得知太陽能芯片的抗反射層的厚度。本發(fā)明的又一目的，在于提供一種太陽能芯片的抗反射層的檢測方法，其中太陽能芯片上的抗反射層的厚度與影像單元(抗反射層)的色度約呈現(xiàn)二次方反比的關(guān)系，并可由色度得知太陽能芯片的抗反射層的厚度。本發(fā)明的又一目的，在于提供一種太陽能芯片的抗反射層的檢測裝置，主要通過攝像單元對太陽能芯片進(jìn)行影像的擷取，并以運(yùn)算單元將影像數(shù)據(jù)的各個(gè)或部分像素的RGB數(shù)值轉(zhuǎn)換到HSV的色彩空間，而后再對各個(gè)或部分像素上的色度進(jìn)行運(yùn)算，以得知太陽能芯片的各個(gè)區(qū)域的抗反射層的厚度。本發(fā)明的又一目的，在于提供一種太陽能芯片的抗反射層的檢測裝置，可將攝像單元設(shè)置在太陽能芯片輸送的路徑上，并對太陽能芯片進(jìn)行影像的擷取，而后再以運(yùn)算單 元對所取得的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，借此將可以在產(chǎn)在線自動化進(jìn)行抗反射層厚度的檢測，并有利于提聞檢測的效率。本發(fā)明的又一目的，在于提供一種太陽能芯片的抗反射層的檢測裝置，可由檢測的結(jié)果得知單一太陽能芯片上的抗反射層的厚度是否均勻，并進(jìn)一步依據(jù)檢測的結(jié)果對不同的太陽能芯片進(jìn)行分類。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測方法，包括有以下步驟對一太陽能芯片進(jìn)行影像擷取，并產(chǎn)生一影像數(shù)據(jù)，其中太陽能芯片表面設(shè)置有一抗反射層；將影像數(shù)據(jù)區(qū)分成多個(gè)影像單元，并取得影像單元的色度；及由影像單元的色度推算出抗反射層的厚度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測裝置，包括有一攝像單元，用以對一太陽能芯片進(jìn)行影像擷取，并產(chǎn)生一影像數(shù)據(jù)，其中太陽能芯片表面設(shè)置有一抗反射層；及一運(yùn)算單元，由攝像單元接收影像數(shù)據(jù)，并將影像數(shù)據(jù)區(qū)分成多個(gè)影像單元，并取得影像單元的色度，而后再由影像單元的色度推算出抗反射層的厚度。本發(fā)明的功效在于，由于影像數(shù)據(jù)內(nèi)的影像單元的色度與抗反射層的厚度相關(guān)，例如當(dāng)太陽能芯片的抗反射層為Silicon Nitride (氮化娃)時(shí),抗反射層的厚度與影像單元(抗反射層)的色度約呈現(xiàn)二次方反比的關(guān)系，因此運(yùn)算單元內(nèi)可包括有抗反射層的厚度與色度的關(guān)系式或關(guān)系圖，借此將可由各個(gè)或部分影像單元的色度推算出太陽能芯片的各個(gè)或部分區(qū)域的抗反射層的厚度。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖I為現(xiàn)有太陽能芯片的構(gòu)造示意圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的太陽能芯片的抗反射層的檢測方法的步驟流程圖；圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的影像數(shù)據(jù)的示意圖；圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的抗反射層厚度與色度的關(guān)系圖；圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的太陽能芯片的抗反射層的檢測裝置的構(gòu)造示意圖；圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的檢測裝置的白色光源的波長分布圖。
其中，附圖標(biāo)記
10太陽能芯片11 N型半導(dǎo)體材料
13P型半導(dǎo)體材料 15 抗反射層
17導(dǎo)電線19 導(dǎo)電線
30 影像數(shù)據(jù)31 影像單元 40 檢測裝置41 輸送單元
43 攝像單元45 運(yùn)算單元
47 發(fā)光單元49 檢測單元
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述請參閱圖2，為本發(fā)明太陽能芯片的抗反射層的檢測方法一實(shí)施例的步驟流程圖。并請同時(shí)參閱圖I及圖3，一般的太陽能芯片10表面會設(shè)置有一抗反射層15，本發(fā)明主要用以對太陽能芯片10進(jìn)行影像的擷取，以得知太陽能芯片10的顏色，之后再對太陽能芯片10的顏色進(jìn)行分析，以得知太陽能芯片10的抗反射層15的厚度。在使用時(shí)可先對太陽能芯片10進(jìn)行影像的擷取，并產(chǎn)生一太陽能芯片10的影像數(shù)據(jù)30，如步驟21所示，在此一步驟進(jìn)行時(shí)可將白色光源投射在太陽能芯片10的抗反射層
15上，并對太陽能芯片10設(shè)置有抗反射層15的一面進(jìn)行攝像。在對影像數(shù)據(jù)30進(jìn)行分析時(shí)，可將影像數(shù)據(jù)30區(qū)分成多個(gè)影像單元31，并進(jìn)一步取得各個(gè)或部分影像單元31上的色度(Hue)，如步驟23所示。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，可由影像數(shù)據(jù)30得知各個(gè)或部分影像單元31的顏色，如各個(gè)或部分影像單元31的RGB數(shù)值，而后再將各個(gè)或部分影像單元31的RGB數(shù)值轉(zhuǎn)換到HSV (Hue色度、Saturation飽和度、Value亮度)的色彩空間，以取得各個(gè)或部分影像單元31的色度。影像數(shù)據(jù)30可為由數(shù)字相機(jī)所擷取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其中影像數(shù)據(jù)30由多個(gè)像素(pixel)所組成，且影像單元31可包括有至少一像素，例如影像單元31可由單一個(gè)像素所構(gòu)成，并可直接將影像數(shù)據(jù)30的各個(gè)或部分像素的RGB數(shù)值轉(zhuǎn)換到HSV的色彩空間，以得知各個(gè)或部分像素的色度。在不同實(shí)施例中影像單元31亦可由多個(gè)像素所構(gòu)成，則影像單元31的色度則可以是多個(gè)像素的色度的平均。此外，當(dāng)影像單元31內(nèi)包括有多個(gè)像素時(shí)，亦可僅對各個(gè)或部分影像單元31內(nèi)其中一個(gè)像素進(jìn)行抽檢，并以取得的像素的色度代表該影像單元31的色度，借此將可以對太陽能芯片10的抗反射層15的各個(gè)或部分區(qū)塊進(jìn)行抽檢，例如影像數(shù)據(jù)30可被區(qū)分成多個(gè)影像單元31，如同將太陽能芯片10區(qū)分成多個(gè)區(qū)塊，并僅取得各個(gè)或部分影像單元31內(nèi)單一個(gè)像素的色度。由本發(fā)明上述實(shí)施例可知影像數(shù)據(jù)30包括有多個(gè)影像單元31，并可對影像數(shù)據(jù)30內(nèi)所有的影像單元31進(jìn)行分析，以得知太陽能芯片10的抗反射層15的厚度。然而在實(shí)際進(jìn)行檢測時(shí)，亦可不用對影像數(shù)據(jù)30內(nèi)所有的影像單元31進(jìn)行檢測，而是以抽檢的方式選擇影像數(shù)據(jù)30內(nèi)部分的影像單元31進(jìn)行檢測。在得知影像單元31的色度后，可進(jìn)一步由各個(gè)或部分影像單元31的色度推算出抗反射層15的厚度，如步驟25所示?？狗瓷鋵?5主要設(shè)置在半導(dǎo)體材料11/13表面，借由抗反射層15的設(shè)置將可以讓較多的光源進(jìn)入太陽能芯片10，以提高太陽能芯片10產(chǎn)生電能的效率。此外抗反射層15的厚度，亦會對導(dǎo)入太陽能芯片10的光源的數(shù)量造成影響，因此在生產(chǎn)太陽能芯片10時(shí)往往需要對抗反射層15的厚度進(jìn)行檢測。當(dāng)太陽能芯片10的半導(dǎo)體材料11/13相同，且抗反射層15的材料亦為相同時(shí)，抗反射層15的厚度將會與太陽能芯片10的顏色相關(guān)，例如當(dāng)太陽能芯片10的抗反射層15為Silicon Nitride (氮化娃)時(shí),抗反射層15的厚度與影像單元31 (抗反射層15)的色度約呈現(xiàn)二次方反比的關(guān)系，如圖4所示的曲線圖形。因此，在得知影像數(shù)據(jù)30內(nèi)的各個(gè)或部分影像單元31的色度后，便可進(jìn)一步推算出太陽能芯片10的抗反射層15的厚度。此外在本發(fā)明實(shí)施例中，會將各個(gè)或部分影像單元31的RGB數(shù)值轉(zhuǎn)換到HSV的色彩空間，以得知各個(gè)或部分影像單元31的色度，借此將有利于提高推算抗反射層15厚度的準(zhǔn)確性，并可排除飽和度及/或亮度的影響。分析步驟中影像數(shù)據(jù)30可被區(qū)分為多個(gè)影像單元31，并分別對各個(gè)或部分影像單元31進(jìn)行分析。由于影像數(shù)據(jù)30即為太陽能芯片10的實(shí)際影像，因此將影像數(shù)據(jù)30區(qū)分為多個(gè)影像單元31，便如同將太陽能芯片10區(qū)分成多個(gè)區(qū)塊，并對各個(gè)或部分區(qū)塊分別進(jìn)行分析。此外，借由對影像數(shù)據(jù)30的各個(gè)或部分影像單元31進(jìn)行分析，將可推算出實(shí)際太陽能芯片10的各個(gè)或部分區(qū)塊的抗反射層15的厚度，并得知單一個(gè)太陽能芯片10上的抗反射層15的厚度是否均勻，以完成對太陽能芯片10的檢測。借由上述太陽能芯片的抗反射層的檢測方法及檢測裝置的應(yīng)用，將可以得知太陽能芯片10上的抗反射層15的厚度，并可進(jìn)一步得知單一個(gè)太陽能芯片10的各個(gè)或部分區(qū)域的抗反射層15的厚度是否均勻，或得知不同個(gè)太陽能芯片10的抗反射層15的厚度是否相近，而后再依據(jù)抗反射層15的厚度或檢測結(jié)果對太陽能芯片10進(jìn)行分類，如步驟27所·/Jn ο請參閱圖5，為本發(fā)明太陽能芯片的抗反射層的檢測裝置一實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。并請同時(shí)參閱圖I及圖3，如圖所示，一般的太陽能芯片10表面會設(shè)置有一抗反射層15，檢測裝置40主要包括有一攝像單元43及一運(yùn)算單元45，借由檢測裝置40的使用將可以生產(chǎn)在線自動化檢測太陽能芯片10的抗反射層15的厚度。攝像單元43主要用以對太陽能芯片10進(jìn)行攝像，以產(chǎn)生一影像數(shù)據(jù)30。在本發(fā)明一實(shí)施例中檢測裝置40可包括有一輸送單元41，可用以進(jìn)行太陽能芯片10的輸送，而攝像單元43則設(shè)置在輸送單元41上，并于輸送過程中對輸送單元41上的太陽能芯片10進(jìn)行攝像，借此將可以生產(chǎn)在線自動化進(jìn)行抗反射層15的檢測。當(dāng)然在本發(fā)明另一實(shí)施例中檢測裝置40亦可不包括有該輸送單元41，同樣可以攝像單元對太陽能芯片10進(jìn)行攝像，并進(jìn)一步對太陽能芯片10上的抗反射層15的厚度進(jìn)行檢測。在本發(fā)明圖式中輸送單元41為一輸送帶，然而在不同實(shí)施例中輸送單元41亦可為各種不同形式的輸送單元，例如輸送單元41可以推送的方式進(jìn)行太陽能芯片10的輸送。此外，攝像單元43可為一面型攝像單元或一線型攝像單元，皆可完成對太陽能芯片10進(jìn)行攝像的步驟。
在以攝像單元43對太陽能芯片10進(jìn)行攝像時(shí)，主要通過發(fā)光單元47將一白色光源L投射在太陽能芯片10上，并以攝像單元43接收太陽能芯片10所反射或散射的光源，以完成攝像的動作。一般來說，發(fā)光單元47所產(chǎn)生的白色光源L的波長分布，往往會對攝像單元43所取得的影像數(shù)據(jù)30的顏色造成影響，因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí)檢測裝置40亦可包括有一檢測單元49，可用以接收發(fā)光單元47所產(chǎn)生的白色光源L并對進(jìn)行檢測，例如對白色光源L的波長分布情況進(jìn)行分析，以得知白色光源L的波長分布是否產(chǎn)生變化，并進(jìn)一步判斷發(fā)光單元47是否仍可繼續(xù)使用。當(dāng)然在不同實(shí)施例中亦可不用設(shè)置有檢測單元49，并在發(fā)光單元47的正常使用年限內(nèi)更換新的發(fā)光單元47。本發(fā)明一實(shí)施例中，發(fā)光單元47可為一發(fā)光二極管，其所產(chǎn)生的白色光源L的波長分布如圖6所示，波長主要分布在450nm及670nm左右。當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用時(shí)亦可使用波長分布情形不同的白色光源L進(jìn)行照明，同樣可以攝像單元45對太陽能芯片10進(jìn)行攝像， 以及對太陽能芯片10上的抗反射層15的厚度進(jìn)行測量。運(yùn)算單元45與攝像單元43聯(lián)機(jī)，并可由攝像單元43接收影像數(shù)據(jù)30。運(yùn)算單元45可用以對接收的影像數(shù)據(jù)30進(jìn)行分析，在分析的過程中可將影像數(shù)據(jù)30區(qū)分成多個(gè)影像單元31，并由影像數(shù)據(jù)30得知各個(gè)或部分影像單元31的色度，例如可由影像數(shù)據(jù)30取得各個(gè)或部分影像單元31的RGB數(shù)值，并將影像單元31的RGB數(shù)值轉(zhuǎn)換到HSV的色彩空間，以得知各個(gè)或部分影像單元31的色度。在本發(fā)明一實(shí)施例中攝像單元43可為CO) (Charge Coupled Device電荷f禹合器件)或 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor 互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體器件),影像數(shù)據(jù)30則為一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并由多個(gè)像素所組成，而上述的影像單元31則由單一個(gè)像素或由多個(gè)像素所組成。由于影像數(shù)據(jù)30內(nèi)的影像單元31的色度與抗反射層15的厚度相關(guān)，例如當(dāng)太陽能芯片10的抗反射層15為Silicon Nitride (氮化娃)時(shí),抗反射層15的厚度與影像單元31(抗反射層15)的色度約呈現(xiàn)二次方反比的關(guān)系，如圖4所示的曲線圖形。因此運(yùn)算單元43內(nèi)可包括有抗反射層15的厚度與色度的關(guān)系式或關(guān)系圖，借此將可由各個(gè)或部分影像單元31的色度推算出太陽能芯片10的各個(gè)或部分區(qū)域的抗反射層15的厚度。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測方法，其特征在于，包括有以下步驟對一太陽能芯片進(jìn)行影像擷取，并產(chǎn)生一影像數(shù)據(jù)，其中該太陽能芯片表面設(shè)置有一抗反射層；將該影像數(shù)據(jù)區(qū)分成多個(gè)影像單元，并取得該影像單元的色度 '及由該影像單元的色度推算出該抗反射層的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測方法，其特征在于，該影像數(shù)據(jù)由多像素所組成，且該影像單元包括有至少一像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測方法，其特征在于，包括有以下步驟取得該影像單元的RGB數(shù)值；將該影像單元的RGB數(shù)值轉(zhuǎn)換到HSV的色彩空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測方法，其特征在于，該抗反射層的厚度與該影像單元的色度為呈二次方反比的關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測方法，其特征在于，該抗反射層為氮化娃。
6.一種太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測裝置，其特征在于，包括有一攝像單元，用以對一太陽能芯片進(jìn)行影像擷取，并產(chǎn)生一影像數(shù)據(jù)，其中該太陽能芯片表面設(shè)置有一抗反射層；及一運(yùn)算單元，由該攝像單元接收該影像數(shù)據(jù)，并將該影像數(shù)據(jù)區(qū)分成多個(gè)影像單元，并取得該影像單元的色度，而后再由該影像單元的色度推算出該抗反射層的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測裝置，其特征在于，包括有一輸送單元用以輸送該太陽能芯片，而該攝像單元則設(shè)置于該輸送單元上，并用以對該輸送單元上的太陽能芯片進(jìn)行攝像。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測裝置，其特征在于，該影像數(shù)據(jù)由多像素所組成，且該影像單元包括有至少一像素。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測裝置，其特征在于，該運(yùn)算單元取得該影像單元的RGB數(shù)值，并用以將該影像單元的RGB數(shù)值轉(zhuǎn)換到HSV的色彩空間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測裝置，其特征在于，包括有一發(fā)光單元用以投射一白色光源至該太陽能芯片上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測裝置，其特征在于，包括有一檢測單元用以對該照明光源所產(chǎn)生的白色光源進(jìn)行檢測。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測裝置，其特征在于，該抗反射層的厚度與該影像單元的色度為呈二次方反比的關(guān)系。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能芯片的抗反射層厚度的檢測裝置，其特征在于，該抗反射層為氮化娃。
全文摘要
本發(fā)明公開一種太陽能芯片的抗反射層的檢測方法及檢測裝置，主要將一白色光源投射在一待測太陽能芯片上，并利用攝像單元對太陽能芯片進(jìn)行影像的擷取以產(chǎn)生一影像數(shù)據(jù)，而后再對影像數(shù)據(jù)的色度進(jìn)行分析，在分析的過程中可將影像數(shù)據(jù)區(qū)分成多個(gè)影像單元，并分別對各個(gè)或部分影像單元的色度進(jìn)行分析，以推算出各個(gè)或部分影像單元內(nèi)的抗反射層的厚度，借此將可以快速完成太陽能芯片上的抗反射層厚度的測量。
文檔編號G01B11/06GK102927918SQ201210405228
公開日2013年2月13日 申請日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者王瓊姿 申請人:立曄科技股份有限公司