一种减反膜的厚度测量装置及原位监控减反膜生长的方法

技术领域

本发明涉及减反膜厚度检测技术领域，具体涉及一种减反膜的厚度测量装置及原位监控减反膜生长的方法。

背景技术

减反膜(ARC)是太阳能电池制造中需要重点考虑的薄膜结构之一。减反膜可以减少太阳能电池表面对入射光的反射，增加太阳光的透过率，提高光生电流和转换效率。透明氧化物导电膜(TCO)是太阳能电池中应用最广泛的透明电极材料，兼具有光学和电学两种性能。对于光学性能来说，TCO膜需要满足减反膜对厚度的要求，一定厚度的薄膜能对某波长的光形成最佳反射效果，所以TCO膜厚度往往对应太阳光谱中强度最高的波长。但单一减反膜的减反效果有限，除最佳减反波长外，其它波段未到达最佳减反效果，往往需要添加额外的减反膜，即形成多层减反膜结构。

这层额外的减反膜可以是MgF

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中采用晶振检测减反膜厚度可能不准确的缺陷，从而提供一种减反膜的厚度测量装置及原位监控减反膜生长的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种减反膜的厚度测量装置，包括：

样品台，具有容纳太阳能电池的凹腔；

激光发射器，其激光发射方向朝向所述太阳能电池表面的减反膜设置；

电流测试仪，其正负极分别与所述太阳能电池的相对两侧电连接。

可选的，所述电流测试仪的正极连接有第一电极贴片，所述电流测试仪的负极连接有第二电极贴片，所述第一电极贴片和所述第二电极贴片适于贴附在所述太阳能电池的表面。

可选的，还包括激光接收器，其激光接收方向朝向所述太阳能电池表面的减反膜设置；所述激光发射器发射的激光经过所述减反膜发射后能被所述激光接收器接收，所述激光接收器连接有光强测试装置。

可选的，所述激光发射器和所述激光接收器均安装在所述样品台上。

可选的，所述激光发射器和所述激光接收器的倾斜角度范围在0－90度之间。

可选的，所述样品台为镀膜设备内承载太阳能电池进行镀膜的载台，所述样品台上凹腔的开口面向镀膜设备内的蒸发源。

可选的，所述凹腔的开口侧设有挡板，所述挡板用于挡在所述太阳能电池的镀膜面和所述蒸发源之间。

可选的，所述挡板连接有驱动件；所述挡板在所述驱动件的作用下具有挡在所述太阳能电池的镀膜面和所述蒸发源之间的减反膜测试状态，以及从所述太阳能电池的镀膜面和所述蒸发源之间移出的减反膜镀膜状态。

可选的，所述样品台为可绕自身轴线旋转的旋转台。

还提供了一种太阳能电池减反膜的生长方法，包括以下步骤：

S1，在太阳能电池表面镀减反膜，镀膜持续时间为t

S2，对太阳能电池进行遮挡，利用光束照射太阳能电池表面上的减反膜，测量太阳能电池产生的电流i

S3，重复n次上述S1和S2的步骤，得到电流大小与镀膜时间的n+1组数据对，其中，n为大于或等于2的自然数；

S4，根据得到电流大小与镀膜时间的n+1组数据对，通过线性拟合，得到电流大小和镀膜时间的电流－时间函数曲线；

S5，根据得到的电流－时间函数曲线，预测电流－时间函数曲线中的电流最大值i

S6，继续在太阳能电池表面镀减反膜，镀膜持续时间为t

可选的，在S2步骤中，在利用光束照射太阳能电池(7)表面上的减反膜之后还包括：接收太阳能电池表面上减反膜反射的光束，测量接收光束的光强I

在S3步骤中，重复n次上述S1和S2的步骤，得到光强大小与镀膜时间的n+1组数据对；

在S3步骤之后，还包括：根据得到光强大小与镀膜时间的n+1组数据对，通过线性拟合，得到光强大小和镀膜时间的光强－时间函数曲线；预测光强－时间函数曲线中的光强最小值I

在步骤S6之前，还包括：判断时间点T

其中，步骤S6中的减反膜的生长条件与步骤S1中的减反膜的生长条件相同。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的减反膜的厚度测量装置，通过激光发射器照射在太阳能电池表面的减反膜上，太阳能电池内部产生电流，使用电流测试仪对太阳能电池产生的电流进行检测，当减反膜的厚度不同时，激光照射所产生的电流也会有所不同，通过检测电流的大小，进而判断减反膜的厚度，保证减反膜厚度测量的准确性。

2.本发明提供的减反膜的厚度测量装置，电流测试仪的正负极采用第一电极片与第二电极片，待需要对减反膜厚度进行测量时，只需将电极片贴合至太阳能电池的表面即可，操作简便。

3.本发明提供的减反膜的厚度测量装置，还包括有激光接收器，可以接收经太阳能电池表面的减反膜反射的光，在经过光强测试装置，对反射的光进行分析，进而得到不同厚度的减反膜产生的不同光强，进而通过光强也可判断减反膜的厚度变化，结合电流测试结果，能够更加准确的测试减反膜的厚度。

4.本发明提供的减反膜的厚度测量装置，激光发射器与激光接收器的倾斜角度范围均在0－90度之间，可以保证激光发射器发射的光能够经减反膜反射后能被激光接收器所接收。

5.本发明提供的减反膜的厚度测量装置，样品台为镀膜设备内承载太阳能电池进行镀膜的载台，可以直接在太阳能电池的镀膜工位上对减反膜厚度进行实时测量，方便生成最佳厚度的减反膜。

6.本发明提供的减反膜的厚度测量装置，在凹腔的开口侧设有挡板，在需要对减反膜厚度进行测量时，将挡板横在太阳能电池与蒸发源之间，此时减反膜的厚度不在增加，保证测量的准确性。此外，挡板还可以防止外部光线照射到太阳能电池的表面上而影响测量结果的准确性。

7.本发明提供的减反膜的厚度测量装置，样品台为可绕自身轴线旋转的旋转台，使放置在样品台上的太阳能电池在镀膜时更加均匀。

8.本发明提供的原位监控减反膜的生长方法，随着太阳能电池表面减反膜厚度的增加，额定光照照射在太阳能电池上所产生电流的大小会增大后减小；根据太阳能电池上产生电流与减反膜厚度的这种函数关系，在减反膜的生长过程中，减反膜每生长一段时间，测量太阳能电池所产生电流的大小，得到电流大小与镀膜时间的多组数据对，通过线性拟合，可以得到电流大小和镀膜时间的电流－时间函数曲线，并且可以根据电流－时间函数曲线进行预测，得到电流最大值时对应的最佳减反膜厚度所需的生长时间点，根据该时间点生长减反膜，可以得到最佳厚度的减反膜。

9.本发明提供的原位监控减反膜的生长方法，随着太阳能电池表面减反膜厚度的增加，额定光照照射在太阳能电池减反膜上接收到的反射光的光强大小会先减小后增大；根据接收到反射光的光强与减反膜厚度的这种函数关系，在减反膜的生长过程中，减反膜每生长一段时间，测量太阳能电池表面反射光的光强大小，可以得到光强大小和镀膜时间的光强－时间函数曲线，并且可以根据光强－时间函数曲线进行预测，得到光强最小值时对应的最佳减反膜厚度所需的生长时间点，根据该时间点，对电流－时间函数曲线中电流最大值时对应的生长时间点进行验证，可以确保根据电流大小预测最佳减反膜厚度对应生产时间点的结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明本实施例提供的减反膜的厚度测量装置的结构示意图；

图2为电流大小与镀膜时间的函数曲线；

图3为光强大小与镀膜时间的函数曲线；

图4为本发明本实施例提供的原位监控减反膜生长的方法的流程图。

附图标记说明：

1、挡板；2、激光发射器；3、样品台；4、电流测试仪；5、激光接收器；6、蒸发源；7、太阳能电池。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了减反膜的厚度测量装置的一种具体的实施方式，如图1所示，太阳能电池7放置在样品台3内的凹腔内，在样品台3上安装有激光发射器2，太阳能电池7表面连接有电流测试仪4，通过激光发射器2照射在太阳能电池7表面的减反膜上，太阳能电池内部产生电流，使用电流测试仪4对太阳能电池7产生的电流进行检测，当减反膜的厚度不同时，激光照射所产生的电流也会有所不同，通过检测电流的大小，进而判断减反膜的厚度，保证减反膜厚度测量的准确性。

电流测试仪4的正负极采用第一电极片与第二电极片，待需要对减反膜厚度进行测量时，只需将电极片贴合至太阳能电池7的表面即可，操作简便。

在本实施例中，样品台3为可绕自身轴线旋转的旋转台，如此设置，可使放置在样品台3上的太阳能电池7表面各处的镀膜厚度更加均匀。

样品台3上还安装有激光接收器5，激光接收器5可以接收经太阳能电池7表面的减反膜反射的光，在经过光强测试装置，对反射的光进行分析，得到不同厚度的减反膜产生的不同光强，进而通过光强也可判断减反膜的厚度变化，结合电流测试结果，能够更加准确的测试减反膜的厚度。此外，激光发射器2和激光接收器5均安装在样品台3，激光发射器2、激光接收器5以及太阳能电池7可以随样品台3同步运动，避免样品台3旋转过程中，激光发射器2在太阳能电池7表面的照射位置出现变化，影响激光接收器5准确地接收到反射光，以及太阳能电池7产生电流的测量结果。激光发射器2与激光接收器5的倾斜角度范围均在0－90度之间，可以保证激光发射器2发射的光能够经减反膜反射后能被激光接收器5所接受。

在本实施例中，激光发射器一方面作为太阳能电池产生光伏效应的激发源，提供激光照射在太阳能电池表面上产生电流，进而使得对太阳能电池产生的电流检测－减反膜厚度测量得以实现；另一方面作为电流检测过程中的对照源，提高减反膜厚度测量的准确度。

样品台3为镀膜设备内承载太阳能电池7进行镀膜的载台，可以直接在太阳能电池的镀膜工位上进行实时测量，方便生成最佳厚度的减反膜。

在凹腔的开口侧设有挡板1，挡板1滑动安装在滑轨上，在挡板1一侧连接有驱动机构，驱动机构为气缸，气缸的驱动端与挡板1连接，可以使挡板1进行左右移动，在需要对减反膜厚度进行测量时，控制驱动机构，使挡板1横在太阳能电池7与蒸发源6之间，此时减反膜的厚度不在增加，保证测量的准确性，此外，挡板1还可以防止外部光线照射到太阳能电池的表面上而影响测量结果的准确性；测量完毕后，若是需要继续对减反膜增加厚度，则控制驱动机构将挡板1移走。

实施例2

本实施例提供了一种原位监控减反膜的生长方法，如图4所示，具体包括以下步骤：

步骤S1，测量在太阳能电池7表面镀减反膜，镀膜持续时间为t

步骤S2，测量对太阳能电池7进行遮挡，利用光束照射太阳能电池7表面上的减反膜，测量太阳能电池7产生的电流i

步骤S3，重复n次上述S1和S2的步骤，得到电流大小与镀膜时间的n+1组数据对，其中，n为大于或等于2的自然数；

步骤S4，根据得到电流大小与镀膜时间的n+1组数据对，通过线性拟合，得到电流大小和镀膜时间的电流－时间函数曲线；

步骤S5，根据得到的电流－时间函数曲线，预测电流－时间函数曲线中的电流最大值i

步骤S6，继续在太阳能电池7表面镀减反膜，镀膜持续时间为t

由于随着太阳能电池表面减反膜厚度的增加，额定光照照射在太阳能电池上所产生电流的大小会增大后减小。这种太阳能电池减反膜的生长方法，根据太阳能电池上产生电流与减反膜厚度的这种函数关系，在减反膜的生长过程中，减反膜每生长一段时间，测量太阳能电池所产生电流的大小，得到电流大小与镀膜时间的多组数据对，通过线性拟合，可以得到电流大小和镀膜时间的函数曲线，如图2所示，同时，还可得到减反膜厚度随时间变化的曲线，通过两条曲线可以进行预测，得到电流最大值时对应的最佳减反膜厚度所需的生长时间点，根据该时间点生长减反膜，可以得到最佳厚度的减反膜。

在本实施例中，在S2步骤中，在利用光束照射太阳能电池(7)表面上的减反膜之后还包括：接收太阳能电池表面上减反膜反射的光束，测量接收光束的光强I

由于随着太阳能电池表面减反膜厚度的增加，额定光照照射在太阳能电池减反膜上接收到的反射光的光强大小会先减小后增大；根据接收到反射光的光强与减反膜厚度的这种函数关系，在减反膜的生长过程中，减反膜每生长一段时间，测量太阳能电池表面反射光的光强大小，可以得到光强大小和镀膜时间的光强－时间函数曲线，并且可以根据光强－时间函数曲线进行预测，得到光强最小值时对应的最佳减反膜厚度所需的生长时间点，根据该时间点，对电流－时间函数曲线中电流最大值时对应的生长时间点进行验证，可以确保根据电流大小预测最佳减反膜厚度对应生产时间点的结果的准确性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。