CN101502902A - 太阳电池焊接设备及焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳电池制造领域，具体地说涉及一种太阳电池焊接设备及焊接工艺。本发明提出了一种太阳电池焊接设备及焊接工艺，所述焊接设备包括电池片固定夹具及加热焊接炉。所述固定夹具在其底座的上面至少设置两条相互平行的用于定位互联条的定位凹槽，在互联条定位凹槽的上方设有下压条，用于定位下互联条；在下压条的上方有上压条，用于定位上互联条。本发明可以提高电池片的焊接效率，降低对硅片的损伤，减少报废，适合太阳电池组件的大批量生产。

Description

太阳电池焊接设备及焊接工艺
技术领域
本发明涉及太阳电池制造领域，具体地说涉及一种太阳电池焊接设备及焊接工艺。
背景技术
太阳能光伏发电作为新兴绿色能源，现在已经得到了广泛的应用。由于单个太阳电池片的输出功率比较小，一般是先将单个的太阳电池片利用互联条一个个窜焊起来，形成输出功率比较大的太阳电池组件，目前使用的焊接方法是手工焊接。在薄片化的趋势下，太阳电池使用的硅片厚度越来越薄，单晶硅片的厚度普遍降到160微米，而多晶硅片的厚度也已经达到180微米，所以利用传统的手工焊接在生产过程中会产生一些不稳定因素，比如使硅片在局部高温受热变形，造成硅片的隐裂甚至碎片；另外由于硅片在太阳电池生产过程中会不可避免的产生弯曲现象，且自动焊接一般也是采用局部加热焊接的方法，所以机器自动焊接的报废率也比较高。所以，针对薄片化的特点，如何设计一种快速高效的太阳电池焊接工艺成了太阳电池生产中急需解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种太阳电池焊接设备及焊接工艺，可以提高电池片的焊接效率，降低对硅片的损伤，减少报废，适合太阳电池组件的大批量生产。
根据本发明的目的，本发明的太阳电池的焊接工艺包括如下步骤：
步骤一，在电池片的正面及背面印刷焊锡膏，并烘干所述焊锡膏；
步骤二，将所述电池片及电池片焊接所需互联条固定于夹具上后，通过加热炉对若干电池片进行电池串焊接；
在上述步骤二将电池片及互联条固定并焊接的操作中，按照下述顺序进行：
A、将下互联条放于夹具底座上的定位凹槽中，再用下压条压住下互联条，对下互联条进行定位；
B、将印刷有焊锡膏的电池片放于夹具底座的凹腔内，电池片背面上的焊锡膏与下互联条接触；
C、在电池片的上面放置上互联条，并使电池片正面上的焊锡膏与上互联条接触，并用上压条压住上互联条；
D、将下压条抽出；
E、将夹具及固定于其上的电池片送入加热炉内加热，待焊锡膏熔融后，将夹具及电池片从加热炉内取出冷却，焊锡膏与互联条即熔接在一起将电池片窜焊在一起。
在上述步骤一中，烘干温度为80～100℃，时间3～5分钟；印刷焊锡膏时利用325目规格的网布，印刷压力35～45牛顿，印刷后焊锡膏的厚度为30～50微米。在上述步骤二的加热焊接过程中，加热温度为190～240℃，时间2～4分钟。
根据本发明的目的，本发明还提出一种太阳电池焊接设备，包括电池片固定夹具及加热焊接炉。所述固定夹具在其底座的上面至少设置两条相互平行的用于定位互联条的定位凹槽，在互联条定位凹槽的上方设有下压条，用于定位下互联条；在下压条的上方有上压条，用于定位上互联条。
如上所述，在夹具底座上设置向下凹陷的凹腔，所述互联条及电池片定位凹槽设置于所述凹腔的表面上。在凹腔的侧壁上设置下压条的插孔，当下互联条置于定位凹槽后，所述下压条由插孔插入，固定下互联条，使下互联条与焊锡膏紧密接触；所述上压条通过扭簧设置于底座的侧面，当上互联条置于电池片上之后，所述上压条通过扭簧的扭力将上互联条抵靠于电池片上，使上互联条与焊锡膏紧密接触。
另，根据本发明的目的，在所述夹具底座上设置贯通的导热孔，使电池片在焊接加热炉中焊接时电池片两面的受热均匀，降低电池片由于受热不均引起的弯曲变形现象。
另，根据本发明的目的，在所述夹具底座上设置互联条定位柱，使互联条准确定位。
如上所述，根据本发明的焊接设备及焊接工艺，可以避免传统手工焊接时对电池片的局部高温热冲击，减少焊接对电池片造成的损伤；另外，可以一次性焊接多块电池片，提高了焊接效率，降低生产成本。为使本发明更为明显易懂及凸显本发明的优点，下面将以具体实施例并结合图示作详细说明。
附图说明
图1是太阳电池片的正面示意图；
图2是太阳电池片的背面示意图；
图3是本发明的第一实施例的夹具结构示意图；图4是图3的右视图；
图5是图3的夹具与电池片的固定示意图；
图6是图5的剖面示意图；
图7是本发明的第二实施例的夹具与电池片的固定示意图；
图8是本发明的第三实施例的夹具与电池片的固定示意图(三栅线的情况)。
具体实施方式
图1所示为太阳电池片9的正面1的示意图，包括主柵???线4、副柵线3以及焊锡膏2，其中主柵???线4与副柵???线3正交，焊锡膏2间隔印刷在副柵???线3上；图2所示为太阳电池片9的背面示意图，包括背电场5，背电极6以及间隔印刷在背电极6上的焊锡膏2。本发明的焊接设备包括电池片9的固定夹具及加热焊接炉，请一并参照图3、图4、图5及图6，图3所示为本发明的第一实施例的固定夹具示意图，图4为图3的右视图，图5所示为图3的夹具与电池片的固定示意图，图6为图5的剖面示意图。如图所示，所述固定夹具包括底座12，上压条8以及下压条11，上压条8通过扭簧7与底座12的一侧枢接，下压条11通过所述底座12侧壁的通孔121穿过底座12。在所述底座12上设置向下凹陷的凹腔16，当电池片9放入凹腔16内后，可以获得良好的定位；在所述凹腔16的表面上设置两条相互平行的用于定位互联条的定位凹槽15，对应于电池片9置于凹腔16后其背电极6的位置；当连接电池片的下互联条13置于所述定位凹槽15后，所述下压条11穿过底座12的侧壁后压住所述下互联条13使其固定，电池片9放置于所述底座12的凹腔16后，下互联条13与电池片9的背电极6的位置对应；当上互联条10置于电池片9上之后，所述上压条8压住所述上互联条10并通过扭簧7的扭力将上互联条10抵靠于电池片9上，使上互联条10与电池片9的主柵线4上的焊锡膏2紧密接触，确保在后续的加热焊接过程中，上互联条10不会产生偏移等现象；
为更好的达到本发明的目的，所述通孔121内设置弹片123，当下压条11穿过通孔121压住下互联条13时，所述弹片123抵靠于下压条11使下互联条13固定在定位凹槽15中，防止下互联条产生偏移；
另，更为优选的，在所述底座12上设置上互联条10与下互联条13的定位柱110，使上互联条10与下互联条13的定位更为方便及准确；
另，更为优选的，在所述底座12上设置贯通的导热孔14，使电池片9在焊接加热炉中焊接时电池片9两面的受热均匀，降低电池片9由于受热不均引起的弯曲变形现象。
请参照图7，其所示为本发明的第二实施例，在此实施例中，采用两个上压条8，通过扭簧7分别设置在所述定位夹具的底座12的两侧，分别对应固定电池片9的两条上互联条10，其他结构与实施例一类似，在此不再重复赘述。
请接着参照图8，其所示为本发明的第三实施例，此实施例是针对三柵???线电池片的情况对焊接用固定夹具所作的变更，在此实施例中，固定夹具的底座包括3个互联条定位凹槽；另外，采用两个上压条，分别与底座的两侧壁枢接；当然，根据电池片尺寸的大小，也可使用单侧上压条设置，同时固定三根互联条。
本发明的太阳电池焊接工艺包括如下步骤：
步骤一，在电池片9的正面及背面印刷焊锡膏2，并烘干所述焊锡膏2；其中，所用烘干温度与时间没有特别要求，只要能将焊锡膏2烘干即可，优选的，采用的烘干温度为80～100℃，时间3～5分钟。印刷焊锡膏2时可以利用325目规格的网布，印刷压力35～45牛顿；印刷后焊锡膏2的厚度为30～50微米。
步骤二，将所述电池片9及互联条放置于夹具的底座12上，利用夹具对其定位后送入加热炉对电池片9进行电池串焊接；
在使用夹具时，按照下述顺序操作：
A、将下互联条13放于底座12上的定位凹槽15中，再用下压条11压住下互联条13，对下互联条13进行定位；
B、将印刷有焊锡膏2的电池片9放于底座12的凹腔16中，下互联条13与电池片9的背电极6对应；
C、在电池片9的上面放置上互联条10，并使电池片主柵线4上的焊锡膏2与上互联条10接触，然后将上压条8压住上互联条10；
D、取出下压条11；
E、将夹具及电池片9送入加热炉内加热，待焊锡膏2熔融后，将夹具及电池片9从加热炉内取出冷却，使焊锡膏2与互联条熔接在一起；在此过程中，采用加热温度与加热时间没有特殊要求，只要保证将焊锡膏2加热至熔融状态即可。优选的加热温度为190～240℃，时间2～4分钟；当然，根据互联条材料的不同可选择适当的加热焊接条件。
另外，根据本发明的目的，本发明的焊接工艺还包括对焊接后的电池串进行焊接检测及补焊的步骤，然后即可进行下一阶段的组件制造过程。
如上所述为本发明的太阳电池的焊接设备及焊接工艺，通过本发明的焊接设备，可快速可靠的将待焊接电池片及互联条定位，且因为是批量生产，所以相比目前的手工焊接，明显地提高了生产效率；另由于在焊接过程中是采用整体加热焊接的方法，避免了手工焊接及自动焊接在局部加热造成电池片变形及隐裂的问题，降低了电池片的报废率，节省了生产成本，符合大批量生产的需要。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用于限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神及公开的范围内，仍可作一些更动或润色，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (10)

1、一种太阳电池焊接用焊接设备，包括电池片(9)的固定夹具及焊接加热炉，其特征是：所述固定夹具包括底座(12)，在所述底座(12)上设有电池片定位凹腔(16)及至少两条相互平行的用于定位互联条的定位凹槽(15)；在定位凹槽(15)的上方设置用于定位下互联条(13)的下压条(11)，所述下压条(11)穿过所述底座(12)；以及在所述底座(12)的至少一侧壁设有固定上互联条(10)且与底座(12)枢接的上压条(8)。
2、如权利要求1所述的焊接设备，其特征是：在所述底座(12)上设置上互联条(10)与下互联条(13)的定位柱(110)，使上互联条(10)与下互联条(13)准确定位。
3、如权利要求1所述的焊接设备，其特征是：所述上压条(8)通过扭簧(7)抵靠所述上互联条(10)使其固定。
4、如权利要求1或2或3所述的焊接设备，其特征是：在所述底座(12)上设置贯通的导热孔(14)，使电池片(9)在焊接加热炉中焊接时电池片(9)两面的受热均匀，降低电池片(9)由于受热不均引起的弯曲变形现象。
5、如权利要求1所述的焊接设备，其特征是：在所述底座(12)的侧壁上设置下压条(11)的插孔，当下互联条(13)置于定位凹槽(15)后，所述下压条(11)由插孔插入，固定下互联条(13)。
6、如权利要求5所述的焊接设备，其特征是：在所述插孔内设置有弹片，在下压条(11)插入后将所述下压条(11)抵靠所述下互联条(13)使其固定。
7、一种太阳电池的焊接工艺，利用如权利要求1所述的焊接设备进行太阳电池片窜焊，其特征是：所述工艺包括如下步骤：
步骤一，在电池片(9)的正面及背面印刷焊锡膏(2)，并烘干所述焊锡膏；
步骤二，将所述电池片(9)及电池片(9)焊接所需的互联条固定于固定夹具上后，通过加热炉对若干电池片(9)进行电池串焊接；
在上述步骤二将电池片(9)及互联条固定并焊接的操作中，按照下述顺序进行：
A、将下互联条(13)放于底座(12)上的定位凹槽(15)中，再用下压条(11)压住下互联条(13)，对下互联条(13)进行定位；
B、将印刷有焊锡膏的电池片(9)放于底座(12)的凹腔(16)内，电池片(9)背面上的焊锡膏与下互联条(13)对应；
C、在电池片(9)的上面放置上互联条(10)，并使电池片(9)正面上的焊锡膏与上互联条(10)接触，再用上压条(8)压住上互联条(10)；
D、将下压条(11)抽出；
E、将固定夹具及固定于其上的电池片(9)送入加热炉内加热，待焊锡膏熔融后，将固定夹具及电池片(9)从加热炉内取出冷却，使焊锡膏与上互联条(10)及下互联条(13)熔接在一起，从而将电池片(9)窜焊在一起。
8、如权利要求7所述太阳电池的焊接工艺，其特征是：在上述步骤一中，烘干温度为80～100℃，时间3～5分钟；印刷焊锡膏时的印刷压力35～45牛顿，印刷后焊锡膏(2)的厚度为30～50微米。
9、如权利要求7所述太阳电池的焊接工艺，其特征是：在上述步骤二的加热焊接过程中，加热温度为190～240℃，时间2～4分钟。
10、如权利要求7所述太阳电池的焊接工艺，其特征是：还包括对焊接后的电池串进行焊接检测及补焊的步骤。
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Assignee: Kuttler Automation Systems (Suzhou) Co., Ltd.

Assignor: Wuxi Shangde Solar Electric Power Co., Ltd.

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Denomination of invention: Solar battery welding device and welding process

Granted publication date: 20101229

License type: Exclusive License

Open date: 20090812

Record date: 20111122