专利名称：光伏元件检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种瑕疵检测装置，尤其是一种用于检测光伏
(photovoltaic)元件的瑕疯的装置。
背景技术：
光伏元件即太阳能电池，其种类繁多，目前所知的太阳能电池(solar cell) 的工艺种类有(l)硅工艺；(2)薄膜工艺；(3)高分子工艺；(4)纳米颗粒工 艺；(5)透光导体等。其中硅工艺的产量和成效远远领先其他工艺材料，而 硅是我们众所周知的半导体材料的主要来源，用在太阳能电池上，可分为 单晶硅、多晶硅及非晶硅。多晶硅与单晶硅两种材料是太阳能晶片整体市 场的主流。最近几年，多晶硅原料全球性短缺，为了弥补原料的短缺，太 阳能晶硅厚度切片成更�。穸却蠖辔�120Mm到240inm，而其面积大小 最大也到210 mm x 210 mm。这些技术发展趋势使太阳能电池在生产上更 具挑战性，因而常常造成太阳能电池的微裂瑕疯。
目前对于太阳能电池的微裂瑕疯检测大多以人工方式进行，但普遍存 有下述缺点(l)质量掌控不易采用人工抽检方式，以双手轻轻摇晃太能 电池并以听觉感知和判断瑕疯存在与否，不仅会因不同人的判断而影响结 果，且抽检方式容易出现在大量漏检后才能查知的漏检；(2)无法进行统计 工艺分析人工检测技术无法有效记录瑕疯特征和分类，瑕疯的特征与工 艺之间的关联性也无法有效地获�。杂诠ひ崭纳坪廖薨镏�。
实用新型内容
申请人鉴于现有技术中所存在的缺失，经过悉心试验与研究，并一直
4本着锲而不舍的精神，最终构思出本实用新型"光伏元件检测装置"，本 实用新型能够克服上述缺点，以下为本实用新型的简要说明。
本实用新型的目的在于提供一种用于检测光伏元件即太阳能电池的 装置，通过检测太阳能电池的共振声波，而精准地检测太阳能电池的微裂 瑕疵，从而提高质量管理控制并降低生产成本。
根据本实用新型的第一构想而提出一种光伏元件检测装置，用以发现
一光伏元件的瑕疯，本实用新型的光伏元件检测装置包括 一致动设备和 一收音设备，该致动设备作用于该光伏元件以使该光伏元件产生声波；该 收音设备用于接收该声波。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，还包括一承载 设备，该光伏元件位于该承载设备上。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，还包括一电子 运算单元，该电子运算单元与该收音设备电连接以解析该声波。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该电子运 算单元可为一台式计算机、 一工业计算机、 一笔记本计算机或一具有运算 处理器的电子电路板等。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，还包括一控制 单元，用以控制该致动设备。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，还包括一输送 设备，用以将该光伏元件靠近该致动设备。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该输送设 备设有一间隔元件。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该光伏元 件及该收音"it备位于一隔音腔体当中。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该隔音腔 体可由吸音材料或隔音材料所制成。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该光伏元
5件可为一太阳能电池。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该太阳能 电池为一晶硅型太阳能电池、 一薄膜型太阳能电池、 一电化学太阳能电池、 一可挠式太阳能电池或一平板型太阳能电池等等。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该太阳能 电池的材质为一单晶硅、 一多晶硅、 一带状硅或一非晶硅等等。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该瑕疵可 为微小裂缝或微裂瑕疯等等。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该承载设 备用于承载或移动该光伏元件，该承载设备为一皮带式平台、 一滚轮式平 台、 一气浮式平台、 一透明玻璃平台、 一上下镂空的输送装置或其他已有 承载或移动设备或上述装置的组合。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件4全测装置，其中该致动装 置为一喇叭、 一偏心马达、 一音圈振荡器、 一超声波发生器、 一正压吹气 装置或一负压产生装置或其他可以使待测光伏元件产生声波的设备。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该光伏元 件受该致动装置的作用而产生的该声波为一^f黄波、 一纵波或一共振声波。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该收音设 备可为一 麦克风。
才艮据本实用新型的第二构想而提出一种光伏元件;^测装置，用以发现 一光伏元件的瑕疯，本发明的光伏元件检测装置包括 一致动设备、 一收 音设备及一电子运算单元，致动设备作用于该光伏元件以使该光伏元件产 生一声波；收音设备用于接收该声波；电子运算单元与该收音设备电连接 以解析该声波。
根据本实用新型的第三构想而提出一种光伏元件检测装置，用以发现 一光伏元件的瑕疯，本发明的光伏元件检测装置包括 一承载设备、 一致 动设备、 一收音设备及一电子运算单元，该光伏元件位于该承载设备上； 致动设备作用于该光伏元件以使该光伏元件接触一 间隔元件而产生一声响；收音设备用于接收该声响；且一电子运算单元与该收音设备电连接以 解析该声波。
优选地，本实用新型所提供的该种光伏元件检测装置，其中该致动设 备为一正压吹气装置或一负压产生装置。
如前述本实用新型的光伏元件检测装置，得以经由下列实施方式及图 示说明，使得到更深入的理解。
图1为本实用新型的光伏元件检测装置的第一具体实施方式
的示意
图2为本实用新型的光伏元件检测装置的第二具体实施方式
的示意
图3为受测的光伏元件为无瑕疵的标准样本(golden sample)时的频谱
图4为受测的光伏元件有瑕疵时的频谙图；及
图5为本实用新型的光伏元件检测方法的工作流程图。
具体实施方式
本实用新型将可由以下的实施方式的说明得到充分的理解，使得本领 域技术人员可以据以完成本实用新型，然而本实用新型的实施不可因下列 实施方式而4皮限制。
首先请参阅图1，其为本实用新型的光伏元件检测装置的第一具体实 施方式的示意图。图1中的光伏元件检测装置1包括了光伏元件11、承载 设备12、电源13、控制单元14、致动设备15、收音设备16、隔音腔体 17、电子运算单元18、振动101及共振声波102，以上各元件之间的连接 关系如图1中所示。
在图1中所示的各式元件，其中承载设备12用于承栽或移动光伏元件ll，承载设备12为皮带式平台、滚轮式平台、气浮式平台、透明玻璃 平台、上下镂空的输送装置或其他已有承载或移动设备或上述装置的组 合；电子运算单元18为台式计算机、工业计算机、笔记本计算机或具有 运算处理器的电子电路板等；收音设备16可为麦克风；而隔音腔体17可 由吸音材料或隔音材料所制成，收音设备16位于隔音腔体17中。
当光伏元件检测装置1对光伏元件11进行检测时，首先，在生产线上 的承载设备12遵循系统的设定而向前移动固定距离，而将受测的光伏元 件11输送到预设的检测位置上，此检测位置位于隔音腔体17内，之后控 制单元14传送含有特定振动频率的控制信号给致动设备15，致动设备15 将依此控制信号产生具有特定频率的振动，其中致动设备15为喇叭、偏 心马达、音圈振荡器或超声波发生器等等，而致动设备15所产生的振动 101将经由空气及承栽设备12传递给光伏元件11并迫使光伏元件11产生 对应于振动101的共振声波102，此共振声波102是以声响的形式发生的， 共振声波102可为纵波或横波的形式，此时收音设备16接收光伏元件11 的共振声波102并传送至信号放大器进行适当的信号增强后，再将增强后 信号传送至电子运算单元18，之后电子运算单元18解析共振声波102的 频率特征，从而确定受测的光伏元件11是否具有瑕疵。
使用以上所公开的光伏元件检测装置1，即可迅速发现光伏元件ll自 身所具有的各式瑕疵，诸如微小裂缝或微裂瑕疵等，这些瑕疵可能是在制 作光伏元件11的过程中所形成的，也可能是在搬运光伏元件11的过程中 所形成的，此光伏元件11可为太阳能电池，包括了晶硅型太阳能电池、薄 膜型太阳能电池、电化学太阳能电池、可挠式太阳能电池或平板型太阳能 电池，而以上各种的太阳能电池的材质为单晶硅、多晶硅、带状硅或非晶 硅，以上所述的各种太阳能电池均可^f吏用本实用新型的光伏元件检测装置 1进4亍瑕疯^:测。
上述过程中，由于收音设备16与光伏元件11位于隔音腔体17中，即 收音设备16是在隔音腔体17中接收光伏元件11的共振声波102，因此所 接收到的共振声波102几乎不含有其他的声波信号，即设置隔音腔体17 的原因在于隔绝外部噪音或其他声波信号以利于后续对共振声波102的解析程序；且收音设备16在此处的优选的设置方式为将收音设备16设置在 与光伏元件11的平面上的法线垂直的位置，以收集共振声波102的纵波； 且收音设备16的数量并非仅限于一个，可在隔音腔体17中布置多个收音 设备16,当视实际状况而定；而收音设备16例如麦克风必须具有相当的 灵敏度(sensitivity)，才足以精确且良好地捕捉共振声波102的纵波，本具 体实施方式中所采用的麦克风其规格为1/2英寸，灵敏度为40.34 mV/Pa 或-27.89dB re. 1V/Pa，频率范围介于2Hz 3000Hz。
本实用新型的光伏元件检测装置1中的控制单元14，会随着受测的光 伏元件11的尺寸、厚度或大小的不同，而传送含有不同振动频率的控制信 号给致动设备15,举例而言，对于6寸的太阳能电池，控制单元14会产 生频率为30Hz的控制信号，而致动设备15将对应地产生30Hz的振动， 当受测光伏元件11的尺寸、厚度或大小不同时，控制单元14对应地产生 含有不同频率的控制信号。
从前面的实施方式可以看到本实用新型可以使用不同的致动设备使 受测光伏元件产生声波，再由收音设备接受声波，据此分析光伏元件的瑕 疵情况。本领域技术人员应理解针对不同的情况，在不同的实施环境中， 本实用新型的光伏元件检测装置可以不包括承载设备12、控制单元14、 隔音腔体17、电子运算单元18等辅助设备。
其次请参阅图2，其为本实用新型的光伏元件^r测装置的第二具体实 施方式的示意图。图2中的光伏元件检测装置2包括了光伏元件21、承载 设备22、间隔元件23、致动设备24、输送设备25、收音设备26、隔音腔 体27、电子运算单元28及声波202，以上各元件之间的连接关系如图2 中所示。
在图2中所示的各式元件，其中间隔元件23设置于输送设备25上； 输送设备设置在承载设备22的下方，其中输送设备25为可调整高度的升 ^没备，输送设备25也可以上升至高于承载设备22的位置，或降低至低 于承栽设备22的位置。
当光伏元件检测装置2对光伏元件21进行4全测时，首先，在生产线 上的承载设备22遵循系统的设定而向前移动固定距离，而将受测的光伏
9元件21输送到预设的检测位置上，此检测位置位于隔音腔体27内，此时 间隔元件23与输送设备25的位置仍低于承载设备22，但当光伏元件21 到达预设的检测位置后，输送设备25及设置于输送设备25上的间隔元件 23将开始上升并高于承载设备22,间隔元件23在上升的同时会带动光伏 元件21同步上升而靠近致动i殳备24,致动设备24可为负压产生装置或正 压吹气装置，在本实施方式中的致动设备24为负压产生装置，此时致动
即负压产生装置上，当光伏元件21吸附于致动设备24上后，输送设备25
之后致动设备24停止产生负压，光伏元件21自由落下并落于间隔元件23 上，光伏元件21因碰撞间隔元件23而产生声波202，此声波202是以声 响的形式产生的，此时收音it备26接收光伏元件21的声波202并传送至 信号放大器进行适当的信号增强后，再将增强后的信号传送至电子运算单 元28，之后电子运算单元28解析声波202的频率特征，从而确定受测的 光伏元件21是否具有瑕疵。
以上所述本实用新型的光伏元件检测装置1或2中的电子运算单元18 或及28，其利用频谱分析(spectrum analysis)来判断共振声波102或声波202 的频率在频域(frequency domain)中的特征，从而确定受测的光伏元件11 或21有无瑕疵；在制作频谱图时，电子运算单元18或者以及28是使用 傅立叶变换(Fourier transform)作为信号处理方法，以获得共振声波102或 声波202的频谱图，观察频谙图中主要频率分布的情况即可迅速获知光伏 元件11或21中材料组成的特征，即可判断受测的光伏元件11或21有无 瑕疯
举例而言，可通过比对受测光伏元件的频谱图与标准样本(golden sample)的频镨图之间的相似程度，从而确定受测光伏元件是否具有瑕疯。 请参阅图3和图4，其分别为受测的光伏元件为无瑕疯的标准样本时的频 谱图和受测的光伏元件有瑕疵时的频镨图。图3中所示的频镨图为测量作 为标准样本的无瑕疯光伏元件所获得的频谱图，图4中所示的频^"图相比 于图3中所示的频语图，明显具有异常的频率分布，从而可确定图4中所显示的频谱图的受测光伏元件具有瑕疵。
现将本实用新型所使用的光伏先件检测方法归纳如后。请参阅图5， 该图为本实用新型的光伏元件检测方法的工作流程图。图5中包括了移动 光伏元件(步骤51)、作用于该光伏元件以使该光伏元件产生声波(步骤 53)、接收该声波(步骤55)、解析该声波(步骤57)及确定该光伏元件 是否具有瑕疵(步骤59)。
步骤51即为利用前述的承载i殳备12或22将光伏元件11或21输送至 预设的检测位置上，步骤53即为利用前述的致动设备15或24使光伏元 件11或21产生共振声波102或声波202，步骤55即为利用收音i殳备16 或收音设备26接收共振声波102或声波202,步骤57即为利用傅立叶变 换对共振声波102或声波202进行频谱分析，以解析共振声波102或声波 202，步骤59即为通过比对光伏元件11或21的频谱图与标准样本的频谱 图之间的相似程度，从而确定受测光伏元件11或21是否具有瑕疵。
综上所述，通过这些实施方式应当可以说明本实用新型的光伏元件检 测装置确实可以有效检测光伏元件所具有的瑕疵，进而达到降低生产成本 和提高产品质量等功效，因而与现有的技术相比具有显著的进步性。
以上所述的内容，仅为本实用新型的最佳实施方式，不能以上述内容 限定本实用新型的实施的范围，即只要是依照本实用新型的权利要求所作 的等同的变化和修改，都应属于本实用新型专利涵盖的范围内。
权利要求1.一种光伏元件检测装置，用以发现一光伏元件的瑕疵，其特征在于，所述光伏元件检测装置包括一致动设备，该致动设备作用于该光伏元件以使该光伏元件产生声波；及一收音设备，该收音设备用于接收该声波。
2. 如权利要求1所述的光伏元件检测装置，其特征在于，所述光伏 元件检测装置还包括一承载设备，该光伏元件位于该承载设备上。
3. 如权利要求1所述的光伏元件检测装置，其特征在于，所述光伏 元件检测装置还包括一 电子运算单元，该电子运算单元与该收音设备电连 接以解析该声波。
4. 如权利要求2所述的光伏元件检测装置，其特征在于，所述光伏 元件检测装置还包括一电子运算单元，该电子运算单元与该收音i殳备电连 接以解析该声波。
5. 如权利要求3或4所述的光伏元件检测装置，其特征在于，该电 子运算单元为一台式计算机、 一工业计算机、 一笔记本计算机或一具有运 算处理器的电子电路板。
6. 如权利要求1至4中任一项所述的光伏元件检测装置，其特征在 于，所述光伏元件检测装置还包括一控制单元，用以控制该致动设备。
7. 如权利要求1至4中任一项所述的光伏元件检测装置，其特征在 于，所述光伏元件;险测装置还包括一输送设备，用以将该光伏元件靠近该 致动设备。
8. 如权利要求7所述的光伏元件检测装置，其特征在于，该输送设 备设有一间隔元件。
9. 如权利要求1至4中任一项所述的光伏元件检测装置，其特征在 于，该光伏元件及该收音设备位于一隔音腔体当中。
10. 如权利要求9所述的光伏元件;险测装置，其特征在于，该隔音腔体由吸音材料或隔音材料所制成。
11. 如权利要求1至4中任一项所述的光伏元件检测装置，其特征在 于，该光伏元件为一太阳能电池。
12. 如权利要求11所述的光伏元件检测装置，其特征在于，该太阳能 电池为一晶硅型太阳能电池、 一薄膜型太阳能电池、 一电化学太阳能电池、 一可挠式太阳能电池或一平板型太阳能电池。
13. 如权利要求11所述的光伏元件检测装置，其特征在于，该太阳能 电池的材质为一单晶硅、 一多晶硅、 一带状硅或一非晶硅。
14. 如权利要求1至4中任一项所述的光伏元件检测装置，其特征在 于，该瑕疵为微小裂缝或微裂瑕疯。
15. 如权利要求2或4所述的光伏元件检测装置，其特征在于，该承 载设备用于承载或移动该光伏元件，该承载设备为一皮带式平台、 一滚轮 式平台、 一气浮式平台、 一透明玻璃平台或一上下镂空的输送装置或上述 装置的组合。
16. 如权利要求1至4中任一项所述的光伏元件检测装置，其特征在 于，该致动装置为一喇叭、 一偏心马达、 一音圈振荡器、 一超声波发生器、 一正压吹气装置或一负压产生装置。
17. 如权利要求1至4中任一项所述的光伏元件检测装置，其特征在 于，该光伏元件受该致动装置的作用而产生的该声波为一横波、 一纵波或 一共振声波。
18. 如权利要求1至4中任一项所述的光伏元件检测装置，其特征在 于，该收音设备为一麦克风。
专利摘要本实用新型提出一种光伏元件检测装置，用以发现一光伏元件的瑕疵，其包括一致动设备，其作用于该光伏元件以使该元件产生声波；及一收音设备，其用于接收该声波。
文档编号G01N29/34GK201277962SQ20082013320
公开日2009年7月22日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者张仁明, 李俞玺, 林瑞堉, 许贸雄, 陈正锴 申请人:台达电子工业股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
