光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统及方法，包含有，电池片侧光源组，其具有相背布置的两个条形侧光源，所述两个条形侧光源分别向所述晶硅电池片的四个边角区域打光；工业相机组，其具有同一水平平面的四个工业相机，所述四个工业相机的相机镜头朝下设置并且分别向下对应于所述晶硅电池片的所述四个边角区域；以及，电池片背光源。本发明专利技术的有益效果在于：利用四个工业相机分别采样晶硅电池片的四个边角区域，对晶硅电池片的刻线及Mark点等SE工艺特征进行检测，根据检测结果可进行报警告知或停机处理，实现对SE工艺实时检测并且有效拦截不良品，反馈工艺并大幅降低生产成本。反馈工艺并大幅降低生产成本。反馈工艺并大幅降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及光伏领域，特别地是，光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统及方法。

技术介绍

[0002]光伏行业具有能源普及、采用方便、使用长久、无污染等优势。据国家能源局数据统计，2019年我国新增光伏装机量达30.11GW，占全球总装机量比例超过1/4。光伏行业的迅猛发展对光伏生产厂家提出更高的要求。
[0003]光伏晶硅电池片的生产拥有一个非常复杂的工艺流程，包含切片、制绒清洗、扩散制节、SE、刻蚀、丝网印刷、PL等几十种工艺。每一种工艺的质量控制，都会影响电池片成品的光电转换效率。SE工艺在全部工序流程中位置靠前，并且SE工艺所产生的不良会对后道工序造成严重的影响，因此必须严格把控SE工艺的质量。SE工艺是在扩散后的电池片上使用激光进行表面雕刻，雕刻刻线以及mark点。刻线排列密集且精度要求极高，无法通过肉眼直接观察识别出异常，而是采用机器视觉技术进行检测。目前针对光伏晶硅电池片SE的视觉检测存在缺点如下：1.检测准确度不高：对晶硅电池片的刻线及Mark点等SE工艺指标可能存在较大的检测误差；2.检测工序复杂：为求效率，往往采用抽检方式进行离线检测，容易导致数量较大的异常片流入后道工序，导致成品低良率，造成生产成本提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决现有技术中光伏晶硅电池片SE的视觉检测存在检测准确度不高的技术问题，提供一种新型的光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统及方法。
[0005]为了实现这一目的，本专利技术的技术方案如下：光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统，用于以机器视觉的方式检测晶硅电池片的SE工艺特征，包含有，电池片侧光源组，其位于所述晶硅电池片正上方且靠近所述晶硅电池片，所述电池片侧光源组被固定，所述电池片侧光源组具有相背布置的两个条形侧光源，所述两个条形侧光源分别向所述晶硅电池片的四个边角区域打光；工业相机组，其位于所述晶硅电池片正上方且远离所述晶硅电池片，所述工业相机组被固定，所述工业相机组具有同一水平平面的四个工业相机，所述四个工业相机的相机镜头朝下设置并且分别向下对应于所述晶硅电池片的所述四个边角区域；以及，电池片背光源，其位于所述晶硅电池片下方，所述电池片背光源被固定。
[0006]作为光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统的优选方案，还包含有，布置于各所述条形侧光源上的偏振片及布置于各所述工业相机上的偏振镜。
[0007]作为光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统的优选方案，还包含有，顶部固定架，所述顶部固定架具有固定架水平部及固定架竖向部，所述固定架水平部与所述固定架竖向部共同构成T形结构，所述工业相机组被固定于所述固定架水平部，所述电池片侧光源组被固定于所述固定架竖向部。
[0008]作为光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统的优选方案，所述电池片侧光源组中各
所述条形侧光源的位置及角度可微调；所述工业相机组中各所述工业相机的位置可微调。
[0009]作为光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统的优选方案，所述条形侧光源的出光方向与所述晶硅电池片的刻线相平行或垂直。
[0010]作为光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统的优选方案，定义所述四个工业相机分别为左前工业相机、左后工业相机、右前工业相机及右后工业相机，定义所述四个边角区域分别为左前边角区域、左后边角区域、右前边角区域及右后边角区域，定义所述两个条形侧光源为左侧条形侧光源及右侧条形侧光源，所述左前工业相机的相机镜头朝下设置并且向下对应于所述左前边角区域，所述左前工业相机用于采样所述晶硅电池片于所述左前边角区域的图像信息，所述左后工业相机的相机镜头朝下设置并且向下对应于所述左后边角区域，所述左后工业相机用于采样所述晶硅电池片于所述左后边角区域的图像信息，所述右前工业相机的相机镜头朝下设置并且向下对应于所述右前边角区域，所述右前工业相机用于采样所述晶硅电池片于所述右前边角区域的图像信息，所述右后工业相机的相机镜头朝下设置并且向下对应于所述右后边角区域，所述右后工业相机用于采样所述晶硅电池片于所述右后边角区域的图像信息，所述左侧条形侧光源的出光方向向左，所述左侧条形侧光源用于向左打光所述左前边角区域及所述左后边角区域，所述右侧条形侧光源的出光方向向右，所述右侧条形侧光源用于向右打光所述右前边角区域及所述右后边角区域。
[0011]本专利技术还提供光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测方法，包含有，步骤S1，提供光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统；步骤S2，确定所述四个工业相机关于世界坐标系间的关联关系；步骤S3，提供所述晶硅电池片并且利用所述四个工业相机分别采样所述晶硅电池片的所述四个边角区域，以获取关于所述晶硅电池片的所述四个边角区域的四幅采样图像；步骤S4，预处理各所述采样图像；以及，步骤S5，分析预处理后的各所述采样图像，以得到关于所述晶硅电池片的检测结果。
[0012]作为光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测方法的优选方案，步骤S2包含有，子步骤S21，提供二维码棋盘格标定板；子步骤S22，将所述二维码棋盘格标定板置于所述四个工业相机下方；以及，子步骤S23，利用所述二维码棋盘格标定板对所述四个工业相机进行联合标定，以得到所述四个工业相机关于世界坐标系间的关联关系。
[0013]作为光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测方法的优选方案，步骤S4中所述预处理所采用的方式为中值滤波、低通滤波、锐化或双阈值拉伸。
[0014]作为光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测方法的优选方案，步骤S5包含有，子步骤S51，定位各所述采样图像中所述晶硅电池片的SE工艺特征；以及，子步骤S52，根据所述四个工业相机关于世界坐标系间的关联关系，将各所述采样图像的所述SE工艺特征整合处理，得到所述检测结果。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少在于：1.利用四个工业相机分别采样晶硅电池片的四个边角区域，对晶硅电池片的刻线及Mark点等SE工艺特征进行检测，根据检测结果可进行报警告知或停机处理，实现对SE工艺实时检测并且有效拦截不良品，反馈工
艺并大幅降低生产成本。2.利用二维码棋盘格标定板对四个工业相机联合标定，使得四个工业相机能够协同工作，保证检测准确度。
[0016]除了上面所描述的本专利技术解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本专利技术所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将连接附图作出进一步详细的说明。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的结构示意图。
[0018]图2为本专利技术中晶硅电池片的结构示意图。
[0019]图3为本专利技术的方法流程图。
[0020]图4为本专利技术中上位机的界面展示图。
[0021]图5为本专利技术中二维码棋盘格标定板的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面通过具体的实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统，用于以机器视觉的方式检测晶硅电池片的SE工艺特征，其特征在于，包含有，电池片侧光源组，其位于所述晶硅电池片正上方且靠近所述晶硅电池片，所述电池片侧光源组被固定，所述电池片侧光源组具有相背布置的两个条形侧光源，所述两个条形侧光源分别向所述晶硅电池片的四个边角区域打光；工业相机组，其位于所述晶硅电池片正上方且远离所述晶硅电池片，所述工业相机组被固定，所述工业相机组具有同一水平平面的四个工业相机，所述四个工业相机的相机镜头朝下设置并且分别向下对应于所述晶硅电池片的所述四个边角区域；以及，电池片背光源，其位于所述晶硅电池片下方，所述电池片背光源被固定。2.根据权利要求1所述的光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统，其特征在于，还包含有，布置于各所述条形侧光源上的偏振片及布置于各所述工业相机上的偏振镜。3.根据权利要求1所述的光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统，其特征在于，还包含有，顶部固定架，所述顶部固定架具有固定架水平部及固定架竖向部，所述固定架水平部与所述固定架竖向部共同构成T形结构，所述工业相机组被固定于所述固定架水平部，所述电池片侧光源组被固定于所述固定架竖向部。4.根据权利要求3所述的光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统，其特征在于，所述电池片侧光源组中各所述条形侧光源的位置及角度可微调；所述工业相机组中各所述工业相机的位置可微调。5.根据权利要求1所述的光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统，其特征在于，所述条形侧光源的出光方向与所述晶硅电池片的刻线相平行或垂直。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的光伏晶硅电池片SE工艺视觉检测系统，其特征在于，定义所述四个工业相机分别为左前工业相机、左后工业相机、右前工业相机及右后工业相机，定义所述四个边角区域分别为左前边角区域、左后边角区域、右前边角区域及右后边角区域，定义所述两个条形侧光源为左侧条形侧光源及右侧条形侧光源，所述左前工业相机的相机镜头朝下设置并且向下对应于所述左前边角区域，所述左前工业相机用于采样所述晶硅电池片于所述左前边角区域的图像信息，所述左后工业相机的相机镜头朝下设置并且向下对应于所述左后边角区域，所述左后工业相机用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆哲，金秉文，冯佳斌，陈旺，武小龙，王墨航，
申请(专利权)人：杭州利珀科技有限公司，
类型：发明
国别省市：