[实用新型]Si基薄膜电池中PECVD成膜镂空的检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及Si基薄膜电池生产领域，特别涉及一种Si基薄膜电池中PECVD成膜镂空的检测装置。

背景技术

为了降低环境污染、CO2温室气体的排放，太阳能产业已成为每个国家的战略要求。目前，光伏市场的产品分为晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池，与晶硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池具有价钱低、污染低、灵活性高、弱光效应好、适合大面积地区使用等优点。PECVD沉积的Si/SiGe/Si三叠层结构是薄膜电池的发电层，负责产生光生载流子，直接决定了Si基薄膜电池的开路电压、短路电流和转换效率。

在现有的生产工艺条件下，PECVD沉积的薄膜在距玻璃短边两端15cm处范围内存在许多镂空，镂空规格主要集中在1mm的范围，不仅影响发电层的开路电压、短路电流，还会使PECVD沉积的背电极与前电极相连形成短路，进一步降低薄膜电池的转换效率。所以PECVD沉积Si基薄膜的镂空面积大小直接影响了薄膜电池的转换效率。

目前，薄膜镂空可采用SEM（扫描电子显微镜）来测量，SEM能精确观察镂空的大小和位置，但薄膜电池两端镂空的数量很多，SEM测试镂空面积也很困难。并且SEM测试需在真空状况下进行，且由于针对薄膜电池尺寸的SEM设备非常昂贵。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种Si基薄膜电池中PECVD成膜镂空的检测装置。

为解决上述技术问题，本Si基薄膜电池中PECVD成膜镂空的检测装置，包括检测装置、电路系统和用于显示薄膜电池中PECVD成膜镂空面积和数量的显示装置；检测装置包括探针组和用于实现探针组在X轴方向做往返运动的运动系统以及用于实现薄膜电池在Y轴方向做往返运动的定位系统；探针组和电路系统形成闭合回路；显示装置与电路系统的输出端电连接。

如此设计，使用方便，可通过与探针组相连通的电路系统是否形成回路，通过与电路系统的输出端电连接的显示装置检测薄膜镂空数量，进而计算得到薄膜镂空的总数量和总面积。

作为优化，定位系统包括用于将薄膜电池抓紧的气浮抓手，气浮抓手一端连接薄膜电池，另一端连接可将薄膜电池在Y轴方向做往返运动的移动机构。如此设计，便于实现薄膜电池在Y轴方向做往返运动。

作为优化，运动系统包括设置在薄膜电池外侧的伺服电机和两个轴轮，其中一个轴轮为主动轮、连接伺服电机，另一个轴轮为从动轮；两个轴轮通过设置在薄膜电池上方、且纵向放置的轴带相连；还包括用于实现伺服电机正反转转动的控制电路。如此设计，便于实现探针组在X轴方向做往返运动。

作为优化，电路系统由电源、导线、二极管、探针组以及逻辑门电路组成闭合回路。如此设计，可通过二极管是否导通来实现电路系统是否形成回路，进而通过显示装置显示是否为镂空区域。

作为优化，探针组固定在支撑架Ⅰ上，支撑架Ⅰ通过楔形切口定位在轴带上，轴带下设有支撑架Ⅱ，支撑架Ⅱ固定在防止运行过程中探针组发生晃动的基座上；支撑架Ⅰ通过伺服电机带动轴带转动在支撑架Ⅱ上沿X轴方向往返运动。如此设计，使用方便，且可运行过程中探针组发生晃动。

作为优化，每个探针组均包括三个探针，分别为探针1、探针2、探针3，每组的三个探针排列设计为等腰直角三角形，探针1为直角点，探针1分别与探针2、探针3组成逻辑与门电路。如此设计，显示装置可收集逻辑与门电路的输出信号，进而通过信号计算薄膜镂空面积和数量。

作为优化，探针组中每个探针直径均为5微米，相邻探针的间距为100微米。如此设计，检测效果较好。

作为优化，探针组为9组探针，形成3*3的阵列均匀分布在薄膜电池的镂空区域范围内。如此设计，使用方便，且检测效率高。

Si基薄膜电池中PECVD成膜镂空的检测装置的检测方法，包括如下步骤：

1）：将PECVD沉积的薄膜电池固定在机台上，并初始化检测装置和显示装置；

2）：探针组在运动系统的驱动下沿X+轴方向开始扫描，当电路系统形成回路时，通过显示装置显示为薄膜镂空区域，并记录，当电路系统无法形成回路时，通过显示装置显示为非镂空区域，并记录；

3）：当探针组沿X+轴方向扫描完成后，通过定位系统控制，薄膜电池沿Y+轴方向移动105-115微米，探针组沿X-轴方向扫描；

4）：重复执行上述步骤1）-3）直至完成对薄膜电池中PECVD成膜整个镂空区域的检测；

5）：当薄膜电池中PECVD成膜整个镂空区域的检测完成后，通过显示装置汇总并计算得到PECVD沉积薄膜的镂空总数量和总面积。