《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》是江西賽維LDK太陽能高科技有限公司於2012年7月10日申請的專利，該專利的申請號為201210237553X，公布號為CN102759695A，授權公布日為2012年10月31日，發明人是何亮、張濤、胡動力、劉俊、雷琦、魯義銘。
《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》實施例公開了一種判斷矽塊質量的方法，包括：掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖；分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例；根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例判斷所述矽塊的質量。該發明實施例還公開了一種判斷矽塊質量的裝置。採用該發明，可以更準確地判斷矽塊的整體質量，有效地減少低效矽片的產出。
2018年12月20日，《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種判斷矽塊質量的方法及裝置
- 公布號：CN102759695A
- 授權日：2012年10月31日
- 申請號：201210237553X
- 申請日：2012年7月10日
- 申請人：江西賽維LDK太陽能高科技有限公司
- 地址：江西省新余市高新經濟開發區賽維工業園專利辦公室
- 發明人：何亮、張濤、胡動力、劉俊、雷琦、魯義銘
- Int.Cl.：G01R31/26(2006.01)I; C30B28/06(2006.01)I; C30B29/06(2006.01)I
- 代理機構：廣州三環專利代理有限公司
- 代理人：郝傳鑫、熊永強
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2012年7月，鑄造多晶矽錠的檢測中，矽塊的少子壽命檢測是很重要的環節，少子壽命的大小通常表征了矽塊的電學性能，少子壽命低的矽塊切割成矽片後，製造的太陽能電池轉換效率較低，難以滿足用戶的使用需求。
截至2012年7月，生產流程中的檢測方式主要通過檢測少子壽命平均值來判斷矽塊的質量，並通過設定的少子壽命平均值區間來判斷矽塊頭尾所需去除的長度。而對矽塊去除頭部和尾部的不適宜切片區域後，並沒有較好的方法對可切片區域的質量進行表征。而且，利用矽塊的平均少子壽命來表征矽塊的質量並不準確，仍有可能導致一些質量較差的矽塊流向切片的流程。
發明內容
專利目的
《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》實施例所要解決的技術問題在於，提供一種判斷矽塊質量的方法及裝置。可以更準確地判斷矽塊的整體質量，有效地減少低效矽片的產出。
技術方案
《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》實施例提供了一種判斷矽塊質量的方法，包括：掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖；
分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例；
根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例判斷所述矽塊的質量。
其中，在所述掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖的步驟之前，還包括：
對所述矽塊表面進行化學鈍化處理。
其中，所述分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例的步驟包括：
調整所述全少子壽命分布圖為灰度圖，其中，所示灰度圖不同區域的灰度值與少子的壽命值一一對應；
計算所述灰度圖中不同灰度值圖案所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內不同灰度值圖案的比例，得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
其中，所述分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例的步驟包括：
從所述全少子壽命分布圖中讀取全少子壽命分布的二維數據；
根據所述二維數據計算得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
其中，所述根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例判斷所述矽塊的質量的步驟包括：
判斷從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內，所述低少子壽命所占的比例是否小於比例閾值K；
若是，則所述矽塊中的此區間為好質量區間，保留所述好質量區間等待切片；
若否，則所述矽塊中的此區間為差質量區間，去除所述差質量區間。
相應地，《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》實施例還提供了一種判斷矽塊質量的裝置，包括：
掃描模組，用於掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖；
分析模組，用於分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例；
判斷模組，用於根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例判斷所述矽塊的質量。
其中，所述掃描模組掃描所述矽塊時採用高精度逐行掃描。
其中，所述掃描模組進一步用於調整所述全少子壽命分布圖為灰度圖，其中，所示灰度圖不同區域的灰度值與少子的壽命值一一對應，所述分析模組進一步用於計算所述灰度圖中不同灰度值圖案所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內不同灰度值圖案的比例，得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
其中，所述分析模組還用於從所述全少子壽命分布圖中讀取全少子壽命分布的二維數據，根據所述二維數據計算得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
其中，所述判斷模組進一步用於判斷從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內，所述低少子壽命所占的比例是否小於比例閾值K；
若是，則所述矽塊中的此區間為好質量區間，保留所述好質量區間等待切片；
若否，則所述矽塊中的此區間為差質量區間，去除所述差質量區間。
有益效果
實施《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》實施例，具有如下有益效果：
根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例來判斷矽塊的質量，取代以往的根據平均少子壽命來判斷的方法，判斷結果更加準確，且填補了對可切片區域質量表征的空白，有效地減少了低效矽片的產出；通過對全少子壽命分布圖的灰度圖或二維數據進行分析計算得到矽塊中低少子壽命所占的比例及所處的區域，為矽塊質量的準確判斷提供了依據，且為後續的切片流程指明了準確的切片位置；通過對不同工藝生產或處理的矽塊進行檢測，根據最後得到的不同矽塊的質量結果進行對比，為矽塊生產的工藝最佳化提供了方向，有利於後續生產流程中，提高矽塊的整體質量。
附圖說明
圖1是《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》判斷矽塊質量的方法的第一實施例流程示意圖；
圖2是《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》判斷矽塊質量的方法的第二實施例流程示意圖；
圖3是《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》判斷矽塊質量的方法的第三實施例流程示意圖；
圖4是《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》判斷矽塊質量的方法的第四實施例流程示意圖；
圖5是《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》實施例判斷矽塊質量的裝置的組成示意圖；
圖6是採用《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》第三實施例所述方法掃描矽塊a得到的全少子壽命分布圖；
圖7是採用《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》第三實施例所述方法掃描矽塊b得到的全少子壽命分布圖；
圖8是圖6所示全少子壽命分布圖處理後得到的矽塊a的灰度圖；
圖9是圖7所示全少子壽命分布圖處理後得到的矽塊b的灰度圖；
圖10是圖8所示灰度圖處理後得到的矽塊a從頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例趨勢圖；
圖11是圖9所示灰度圖處理後得到的矽塊b從頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例趨勢圖。
技術領域
《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》涉及太陽能電池領域，尤其涉及一種判斷矽塊質量的方法及裝置。
權利要求
1.一種判斷矽塊質量的方法，其特徵在於，包括：掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖；分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例；根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例判斷所述矽塊的質量。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖的步驟之前，還包括：對所述矽塊表面進行化學鈍化處理。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例的步驟包括：調整所述全少子壽命分布圖為灰度圖，其中，所述灰度圖不同區域的灰度值與少子的壽命值一一對應；計算所述灰度圖中不同灰度值圖案所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內不同灰度值圖案的比例，得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例的步驟包括：從所述全少子壽命分布圖中讀取全少子壽命分布的二維數據；根據所述二維數據計算得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例判斷所述矽塊的質量的步驟包括：判斷從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內，所述低少子壽命所占的比例是否小於比例閾值K；若是，則所述矽塊中的此區間為好質量區間，保留所述好質量區間等待切片；若否，則所述矽塊中的此區間為差質量區間，去除所述差質量區間。
6.一種判斷矽塊質量的裝置，其特徵在於，包括：掃描模組，用於掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖；分析模組，用於分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例；判斷模組，用於根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例判斷所述矽塊的質量。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述掃描模組掃描所述矽塊時採用高精度逐行掃描。
8.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述掃描模組進一步用於調整所述全少子壽命分布圖為灰度圖，其中，所述灰度圖不同區域的灰度值與少子的壽命值一一對應，所述分析模組進一步用於計算所述灰度圖中不同灰度值圖案所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內不同灰度值圖案的比例，得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
9.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述分析模組還用於從所述全少子壽命分布圖中讀取全少子壽命分布的二維數據，根據所述二維數據計算得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
10.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述判斷模組進一步用於判斷從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內，所述低少子壽命所占的比例是否小於比例閾值K；若是，則所述矽塊中的此區間為好質量區間，保留所述好質量區間等待切片；若否，則所述矽塊中的此區間為差質量區間，去除所述差質量區間。
實施方式
參照圖1，為《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》判斷矽塊質量的方法的第一實施例流程示意圖。所述判斷矽塊質量的方法包括以下步驟：
S101，掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖。
其中，所述矽塊為多晶矽塊或類單晶矽塊。
S102，分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
S103，根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例判斷所述矽塊的質量。
採用該實施例所述方法來判斷矽塊的質量，即根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例進行判斷，取代以往的根據平均少子壽命來判斷的方法，判斷結果更加準確，且填補了對可切片區域質量表征的空白，有效地減少了低效矽片的產出。
參照圖2，為《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》判斷矽塊質量的方法的第二實施例流程示意圖。所述判斷矽塊質量的方法包括以下步驟：
S201，對所述矽塊表面進行化學鈍化處理。
避免所述矽塊在後續的檢測過程中被氧化腐蝕以影響最終的檢測結果。
S202，掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖。
S203，分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
S204，根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例判斷所述矽塊的質量。
參照圖3，為《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》判斷矽塊質量的方法的第三實施例流程示意圖。所述判斷矽塊質量的方法包括以下步驟：
S301，對所述矽塊表面進行化學鈍化處理。
S302，掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖。
S303，調整所述全少子壽命分布圖為灰度圖。
其中，所示灰度圖不同區域的灰度值與少子的壽命值一一對應。
S304，計算所述灰度圖中不同灰度值圖案所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內不同灰度值圖案的比例，得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
S305，判斷從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內，所述低少子壽命所占的比例是否小於比例閾值K。若是，則執行步驟S306，否則執行步驟S307。
其中，所述比例閾值K的具體數值因企業或產品的不同而有所變化。如所述矽塊最後成型的產品用於軍事或其他要求較嚴格的場合時，所述比例閾值K的具體數值可以設定為80%或者更高，如所述矽塊最後成型的產品用於民用或商用時，所述比例閾值K的具體數值則設定為40%-60%之間的某一數值即可。
S306，所述矽塊中的此區間為好質量區間，保留所述好質量區間等待切片。
S307，所述矽塊中的此區間為差質量區間，去除所述差質量區間。
在該實施例中，通過計算不同灰度值圖案所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內不同灰度值圖案的比例，得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例，進而確定低少子壽命所占的比例及所處的區域，為矽塊質量的準確判斷提供了依據，且為後續的切片流程指明了準確的切片位置。
參照圖4，為《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》判斷矽塊質量的方法的第四實施例流程示意圖。所述判斷矽塊質量的方法包括以下步驟：
S401，對所述矽塊表面進行化學鈍化處理。
S402，掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖。
S403，從所述全少子壽命分布圖中讀取全少子壽命分布的二維數據。
S404，根據所述二維數據計算得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
S405，判斷從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內，所述低少子壽命所占的比例是否小於比例閾值K。若是，則執行步驟S406，否則執行步驟S407。
S406，所述矽塊中的此區間為好質量區間，保留所述好質量區間等待切片。
S407，所述矽塊中的此區間為差質量區間，去除所述差質量區間。
在該實施例中，通過從所述全少子壽命分布圖中讀取全少子壽命分布的二維數據，計算得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例，進而確定低少子壽命所占的比例及所處的區域，與第三實施例相比，該實施所述方法通過對具體二維數據的分析得到與第三實施例相同的結果，方法有所不同，目的與結果相同，同樣為矽塊質量的準確判斷提供了依據，且為後續的切片流程指明了準確的切片位置。
參照圖5，為《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》實施例判斷矽塊質量的裝置的組成示意圖。所述判斷矽塊質量的裝置包括：掃描模組100、分析模組200及判斷模組300。
所述掃描模組100用於掃描矽塊得到所述矽塊的全少子壽命分布圖；所述分析模組用於分析所述全少子壽命分布圖得到所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例；所述判斷模組用於根據所述矽塊中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例判斷所述矽塊的質量。
請一併參照圖6、圖7、圖8及圖9，圖6為採用《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》第三實施例所述方法掃描矽塊a得到的全少子壽命分布圖，圖7為採用《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》第三實施例所述方法掃描矽塊b得到的全少子壽命分布圖，圖8為圖6所示全少子壽命分布圖處理後得到的矽塊a的灰度圖，圖9為圖7所示全少子壽命分布圖處理後得到的矽塊b的灰度圖。
其中，所述矽塊a與所述矽塊b來自矽錠的同一位置，但是採用不同鑄錠工藝處理。利用所述掃描模組100掃描所述矽塊a及矽塊b分別得到圖6及圖7所示的全少子壽命分布圖。按照2012年7月前技術中的方法可以檢測得到所述矽塊a的平均少子壽命為4.631微秒，所述矽塊b的平均少子為4.188微秒，從圖6及圖7可以直觀的看出所述矽塊a的低少子壽命區域明顯少於所述矽塊b，但是並不能確定所述矽塊a及矽塊b可切片區域的準確質量及可切片區域中的好質量區域。按紅區標準確定頭尾去除高度並調整圖6及圖7所示圖像的灰度後分別得到圖8及圖9所示的灰度圖，其中，不同區域的灰度值與少子的壽命值一一對應。通過圖8及圖9可看出所述矽塊a及矽塊b的可切片長度大致相同。通過所述分析模組200分別計算圖8和圖9所示灰度圖中不同灰度值圖案所占的比例及從所述矽塊a或矽塊b頭部到尾部的各個區間內不同灰度值圖案的比例，得到所述矽塊a或矽塊b中低少子壽命所占的比例及從所述矽塊a或矽塊b頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例。
請一併參照圖10及圖11，圖10為圖8所示灰度圖處理後得到的矽塊a從頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例趨勢圖，圖11為圖9所示灰度圖處理後得到的矽塊b從頭部到尾部的各個區間內低少子壽命的比例趨勢圖。
其中，圖10及圖11的橫坐標為矽塊從頭部到尾部的數據點，所述數據點與矽塊從頭部到尾部的各個區間一一對應，縱坐標為所述矽塊對應數據點的低少子壽命所占的比例值。
此處，設定所述比例閾值K的具體數值為50%，當所述低少子壽命所占的比例小於50%時，此區間的矽塊切片後製造的電池效率較高，能夠滿足用戶需求，當所述低少子壽命所占的比例不小於50%時，此區間的矽塊切片後製造的電池效率較低，無法滿足用戶需求。根據50%的界限值結合圖10及圖11，可以得到以下表格：
矽塊 | 差質量區域 | 差質量長度 | 好質量區域 | 好質量長度 |
矽塊a | 0-10毫米，210-223毫米 | 23毫米 | 10-210毫米 | 200毫米 |
矽塊b | 0-10毫米，122-217毫米 | 105毫米 | 10-122毫米 | 112毫米 |
由此得到所述矽塊a及矽塊b的可切片區域中的好質量區域，最後去除矽塊中的差質量區域，保留好質量區域進行切片，可以大大減少低效矽片的產出，提高最終電池產品的效率與質量。且通過對比所述矽塊a及矽塊b的最終檢測結果，可以對低少子壽命所占區域比例較大的矽塊b的鑄錠工藝進行改進，以提升所述矽塊b的質量，這樣，對矽塊生產的工藝最佳化提供了方向，有利於後續生產流程中，提高矽塊的整體質量。
該領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程式可存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程式在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、唯讀存儲記憶體（Read-Only Memory，ROM）或隨機存儲記憶體（Random Access Memory，RAM）等。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種判斷矽塊質量的方法及裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
