發(fā)布時間：2017-11-15 18:20

  本文關鍵詞：基于條紋反射的太陽能電池硅晶片表面質量檢測方法研究

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【摘要】：基于條紋反射的面結構光三維面形測量技術根據由待測鏡面物體反射的變形條紋來檢測物體表面的梯度分布,根據此測量梯度重建出物體三維形貌,具有非接觸、高精度、高靈敏度和結構簡單等優(yōu)點,在對眼鏡、汽車車體噴漆表面以及拋光模具等鏡面以及類鏡面物體的面形檢測方面具有很好的應用前景。本文對基于條紋反射的類平面鏡面太陽能電池硅晶片表面質量檢測方法進行了研究,分析研究了基于質量導向的相位展開方法。然后對條紋反射系統(tǒng)的標定進行了研究,應用基于二維平面標定靶標定技術完成對條紋反射測量系統(tǒng)的標定工作。最后針對太陽能電池硅晶片表面鏡面反射的特點,把條紋反射測量技術應用于太陽能電池硅晶片的表面質量檢測,實驗驗證了該檢測方法的可行性和可靠性。論文的主要研究工作包括:1.為了獲得精確的測量相位,本文對質量導向相位展開方法進行了研究。質量導向相位展開方法適用于對高度躍變以及包含孔洞物體的相位進行展開,對陰影區(qū)域具有良好的展開效果。相對于傳統(tǒng)的空間相位展開技術,質量導向相位展開技術具有更好的穩(wěn)定性。針對較大高度躍變物體的相位展開,實驗結果表明質量導向相位展開技術比傳統(tǒng)的空間相位展開技術具有優(yōu)越性。2.本文對用于太陽能電池硅晶片質量檢測的條紋反射測量系統(tǒng)的標定進行了研究。基于條紋反射的三維測量系統(tǒng)的標定精度影響著系統(tǒng)的三維重建精度。本文詳細分析了相機的標定方法。針對顯示屏空間位置的標定,采用基于Hough變換的圓檢測技術提取特征圓的像素坐標,并根據特征圓的相對空間位置確定其世界坐標,依據基于平面標定靶的相機標定技術計算出顯示屏鏡像的旋轉和平移矩陣,完成顯示屏空間位置的標定,并根據線面交點計算出顯示屏到參考面的距離以及根據兩點間距離公式計算出參考面上積分步長。實驗結果表明,該標定技術可實現(xiàn)對平面鏡和曲率半徑分別為20000mm和5000mm的球面鏡的測量厚度均方根誤差分別為2.061×10-5mm、6.189×10-5mm和1.002×10-3mm,硅晶片的中心pv值為100nm。利用此標定系統(tǒng)完成對太陽能電池片表面質量的檢測。3.本文研究了條紋反射測量系統(tǒng)多義性問題并探索了消除系統(tǒng)多義性的方法。理論分析了條紋反射系統(tǒng)重建面形中包含二次曲面的原因,引出條紋反射測量系統(tǒng)多義性問題。并根據光線追蹤的方法推導了相位-梯度-高度三者之間的映射關系。公式表明適當增加顯示屏到參考面的距離可以提高待測物體梯度測量的精度。仿真和實驗系統(tǒng)多義性對梯度測量的影響以及條紋反射系統(tǒng)測量的適用范圍,實驗結果表明當顯示屏與參考面之間的距離與待測物體的厚度之比大于200時,待測物體的厚度對梯度測量的影響可以忽略。4.應用條紋反射測量系統(tǒng)完成對太陽能電池硅晶片表面質量的檢測。分析了太陽能電池的表面特性以及缺陷類型,應用本文的條紋反射測量系統(tǒng)對太陽能電池表面指紋臟污、劃痕等缺陷進行檢測,并分析了本文的條紋反射系統(tǒng)的測量精度。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前2條

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2 朱錚濤,黎紹發(fā);鏡頭畸變及其校正技術[J];光學技術;2005年01期

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本文編號：1190750