CN102110745A - 薄膜层边缘清除装置及清除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜层边缘清除装置，包括激光器、Y轴轨道、两X轴轨道、两滑台、至少两推动机构及至少两夹持机构，两X轴轨道沿X轴方向呈水平置放并相互平行设置，基板位于两X轴轨道之间并沿X轴方向传输，基板上的薄膜层向下，滑台与X轴轨道滑动连接，夹持机构对称固定在滑台上并对基板的边缘进行夹持和释放，推动机构对称固定在滑台上并沿Y轴方向对基板进行水平推动，Y轴轨道垂直横跨两X轴轨道并位于滑台、基板的上方，激光器具有激光头且激光头位于基板的上方并与Y轴轨道滑动连接。本发明的薄膜层边缘清除装置能高效可靠、快速有效地清除太阳能电池基板上的薄膜层的边缘，提高成品质量。本发明同时公开了一种薄膜层边缘清除方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种清除装置，尤其涉及一种利用激光器对太阳能电池基板的薄膜层边缘进行清除的装置及清除方法。
背景技术
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源，不产生任何的环境污染。在太阳能的有效利用当中；大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。薄膜太阳电池作为太阳能的应用设备，可以使用在价格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨，金属片等不同材料当基板来制造，形成可产生电压的薄膜厚度仅需数微米，目前转换效率最高以可达13％。薄膜电池太阳电池除了平面之外，也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大，可与建筑物结合或是变成建筑体的一部份，应用非常广泛。在薄膜太阳电池中，非晶硅薄膜太阳能电池因为其成本低，且工艺成熟，发展迅猛，成为目前最成熟的技术，非晶硅(a-Si)太阳电池是在玻璃(glass)衬底上沉积透明导电膜(TCO)，然后依次用等离子体反应沉积p型、i型、n型三层a-Si，接着再蒸镀金属电极铝(Al).光从玻璃面入射，电池电流从透明导电膜和铝引出，其结构可表示为glass/TCO/pin/Al，还可以用不锈钢片、塑料等作衬底。
随着人们对能源的需求量日益增大，太阳能电池作为新兴的环保资源，其应用越来越广泛，相应地，太阳能电池制造产业也引起广阔的应用前景而不断发展壮大。镀膜是薄膜太阳能电池生产过程中一个必备工艺流程，薄膜太阳能电池镀膜时容易产生周边的镀膜不完整的缺陷，其薄膜层边缘具有不均匀性，容易剥落，会影响到后续工艺，影响电池板的性能和最终的成品封装。激光蚀刻是一种能在非晶硅薄膜太阳能电池的四周5～10毫米带状区域用激光蚀刻掉薄膜层的边缘的新兴技术，能有效保证太阳能电池片大小统一完整封装，保证良好的绝缘性与成品制作。然而现有的太阳能电池基板的薄膜层的激光蚀刻设备结构复杂，生产效率低，蚀刻精度不高，因此，有必要一种高效可靠、能快速有效清除太阳能电池基板的薄膜层的边缘的清除装置来解决上述需求。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种高效可靠、能快速有效清除太阳能电池基板的薄膜层的边缘，提高成品质量的薄膜层边缘清除装置。
本发明的另一目的在于提供一种高效可靠、能快速有效清除太阳能电池基板的薄膜层的边缘，提高成品质量的薄膜层边缘清除方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种薄膜层边缘清除装置，适用于对太阳能电池基板上的薄膜层的边缘进行清除，其包括激光器、Y轴轨道、两X轴轨道、两滑台、至少两推动机构及至少两夹持机构，两所述X轴轨道沿X轴方向呈水平置放并相互平行设置，所述基板位于两所述X轴轨道之间并沿X轴方向传输，所述基板上的薄膜层向下，所述滑台与所述X轴轨道滑动连接，所述夹持机构对称固定在所述滑台上并对基板的边缘进行夹持和释放，所述推动机构对称固定在所述滑台上并沿Y轴方向对所述基板进行水平推动，所述Y轴轨道垂直横跨两所述X轴轨道并位于所述滑台、基板的上方，所述激光器与所述Y轴轨道滑动连接，所述激光器具有激光头且所述激光头位于所述基板的上方，所述激光头正对所述基板的边缘。
较佳地，还包括吸尘槽及负压吸尘器，所述吸尘槽沿Y轴轨道设于两所述X轴轨道之间并位于所述基板的下方，所述激光头正对所述吸尘槽。所述负压吸尘器的吸尘口与所述吸尘槽连通。薄膜层的所有边缘都在吸尘槽上边被蚀刻，随重力自然飘落的尘粉被负压吸尘器及时吸走，能低能高效完成除尘功能，及时排除蚀刻完成的薄膜尘粉，高度清洁，提高成品质量。
较佳地，所述激光器位于所述X轴轨道的中部。由于基板需随滑台与X轴轨道的滑动最终实现基板四周边缘的蚀刻，X轴轨道的长度需大于基板沿前进方向的长度，将激光器设置于X轴轨道的中部，能最大范围减小X轴轨道的长度，减小占地面积，节约设备资源，降低成本，使薄膜层边缘清除装置更加紧凑。
相应地，本发明同时还提供了一种使用上述薄膜层边缘清除装置对太阳能电池基板上的薄膜层的边缘进行清除的清除方法，所述基板由外界滚轮送至两X轴轨道之间，设定所述基板沿输入方向的前边缘为第一边缘，沿输入方向的后边缘为第三边缘，与激光器的起始位置位于同一侧的基板边缘为第四边缘，位于与激光器的起始位置相对侧的边缘为第二边缘，所述清除方法包括以下步骤：(1)由基板第二边缘同侧的推动机构将基板水平推动并由第四边缘同侧的夹持机构将基板夹持住，通过滑台与X轴轨道的滑动连接，将基板定位在使第一边缘正对激光头的位置，激光器从激光头发射激光，并沿Y轴轨道对基板的第一边缘进行蚀刻清除；(2)滑台带动基板沿基板输入方向继续向前滑动，激光器对基板的第二边缘进行蚀刻清除；(3)激光器沿Y轴轨道返回对基板的第三边缘进行蚀刻清除；(4)松开夹持住基板的夹持机构，并通过同侧第四边缘的推动机构将基板水平推动并由第二边缘同侧的夹持机构将基板夹持住，滑台带动基板沿基板输入方向的反向向后滑动，激光器对基板的第四边缘进行蚀刻清除。
与现有技术相比，由于本发明的薄膜层边缘清除装置通过两X轴轨道与Y轴轨道架设了基板与激光器的活动轨道，为激光器对基板的四周边缘的薄膜进行蚀刻清除提供平台，通过推动机构与夹持机构实现对基板的定位抓取，保证蚀刻过程的稳定可靠性，基板送入两X轴轨道之间后，由一边的推动机构把基板推向另一边，并由另一边所在的夹持机构将基板夹持固定，然后通过激光器沿Y轴轨道清除基板的一边，由滑台带动基板沿X轴轨道滑动在激光器的蚀刻下清除一边，接着激光器沿Y轴轨道回程蚀刻清除基板的第三边，之后再公开原先夹持基板的夹持机构，将基板通过推动机构推向对边，换边夹持基板，滑台带动基板沿X轴轨道滑动在激光器的蚀刻下清除基板的第四边，最后松开夹持机构，送出基板，动作连贯，操作简单，由于基板上的薄膜层向下，激光从激光头射出并穿透过玻璃的基板对薄膜层进行蚀刻，激光头位于基板的上方，从而保证薄膜层的边缘被激光器蚀刻后随重力自然飘落，不残留在基板上，保证较高的清洁度，本发明的薄膜层边缘清除装置能高效可靠、同时快速有效地清除太阳能电池板上的薄膜层的边缘，提高电池板成品质量。相应地，本发明所提供的薄膜层边缘清除方法也实现了高效可靠、快速有效清除太阳能电池板薄膜层边缘，提高成品质量的效果。
附图说明
图1是本发明薄膜层边缘清除装置的俯视结构示意图。
图2是图1中所示基板的结构示意图。
图3是本发明薄膜层边缘清除方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的优选实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供一种薄膜层边缘清除装置，适用于对太阳能电池基板上的薄膜层的边缘进行清除，通过利用激光蚀刻方法处理基板的薄膜层边缘，一般蚀刻的宽度为5-10毫米，根据实际需要选择不同的激光器。
参考图1及图2，本发明实施例的薄膜层边缘清除装置包括激光器20、Y轴轨道30、两X轴轨道40、两滑台50、至少两推动机构60及至少两夹持机构70，两所述X轴轨道40沿X轴方向呈水平置放并相互平行设置，基板10位于两所述X轴轨道40之间并沿X轴方向传输，如图2所示，所述基板10具有薄膜层15，在本发明的薄膜层边缘清除装置中，所述基板10上的薄膜层15向下，所述滑台50与所述X轴轨道40滑动连接，在本发明的实施例中，所述夹持机构70数量优选为6，所述推动机构60的数量优选为8，6个所述夹持机构70对称固定在所述滑台50上并对基板10的边缘进行夹持和释放，8个所述推动机构60对称固定在所述滑台50上并沿Y轴方向对所述基板10进行水平推动，所述推动机构60可选为直线电机或通过丝杠传动等方式传递驱动，所述推动机构60的推动端可设置有推动板，有利于更稳定可靠地作用基板10，实现基板10沿Y轴的位置调节。所述Y轴轨道30垂直横跨两所述X轴轨道40并位于所述滑台50、基板10的上方，所述激光器20与所述Y轴轨道30滑动连接，所述激光器20具有激光头(图未示)且所述激光头位于所述基板10的上方，所述激光头正对所述基板10的边缘。
较佳地，还包括吸尘槽80和负压吸尘器(图未示)，所述吸尘槽80沿Y轴轨道30设于两所述X轴轨道40之间并位于所述基板10的下方，所述激光头正对所述吸尘槽80。所述负压吸尘器的吸尘口与所述吸尘槽80连通。所有薄膜层的边缘都在吸尘槽80上边被蚀刻，随重力自然飘落的尘粉被负压吸尘器及时吸走，能低能高效完成除尘功能，及时排除蚀刻完成的薄膜尘粉，高度清洁，提高成品质量。
较佳地，所述激光器20位于所述X轴轨道40的中部。由于基板10需随滑台50与X轴轨道40的滑动最终实现基板10四周边缘的蚀刻，X轴轨道40的长度需大于基板10沿前进方向的长度，将激光器20设置于X轴轨道40的中部，能最大范围减小X轴轨道40的长度，减小占地面积，节约设备资源，降低成本，使薄膜层边缘清除装置更加紧凑。
参考图3，相应地，本发明同时还提供了一种使用上述薄膜层边缘清除装置对太阳能基板上的薄膜层的边缘进行清除的清除方法，所述基板10由外界滚轮送至两X轴轨道40之间，设定所述基板10沿输入方向的前边缘为第一边缘11，沿输入方向的后边缘为第三边缘13，与激光器20的起始位置位于同一侧的基板边缘为第四边缘14，位于与激光器20的起始位置相对侧的边缘为第二边缘12，所述清除方法包括以下步骤：
(S01)由基板第二边缘同侧的推动机构将基板水平推动并由第四边缘同侧的夹持机构将基板夹持住，通过滑台与X轴轨道的滑动连接，将基板定位在使第一边缘正对激光头的位置，激光器从激光头发射激光，并沿Y轴轨道对基板的第一边缘进行蚀刻清除；
(S02)滑台带动基板沿基板输入方向继续向前滑动，激光器对基板的第二边缘进行蚀刻清除；
(S03)激光器沿Y轴轨道返回对基板的第三边缘进行蚀刻清除；
(S04)松开夹持住基板的夹持机构，并通过同侧第四边缘的推动机构将基板水平推动并由同侧第二边缘的夹持机构将基板夹持住，滑台带动基板沿基板输入方向的反向向后滑动，激光器对基板的第四边缘进行蚀刻清除。
参考图1至图3，本发明实施例的薄膜层边缘清除装置的工作原理如下所述：所述激光器20位于基板10的第四边缘14的同侧，基板10由外界滚轮类的传输装置传送入两X轴轨道40之后，通过基板10第二边缘12一侧的推动机构60推动基板10向第四边缘14一侧水平移动，并利用第四边缘14一侧的夹持机构70对基板10的进行抓取，此时，基板10的第四边缘14为夹持边，可实现对其他边缘的清除，通过滑台50与X轴轨道40的滑动连接，调整使基板10的第一边缘11与激光器20的激光头正对，该对位过程可通过传感器实现精确对位，激光器20沿Y轴轨道30水平滑动清除基板10的第一边缘11，激光器20滑动至Y轴轨道30的另一端并与基板10的第二边缘12对准，接着由滑台50带动基板10沿X轴轨道40滑动在激光器20的蚀刻下清除第二边缘12，再接着激光器20沿Y轴轨道30沿回程方向滑动蚀刻清除基板10的第三边缘13，之后再公开原先夹持基板10的第四边缘14的夹持机构70，将基板10通过推动机构60推向对边，使第二边缘12被夹持，换边夹持基板10，对位后滑台50带动基板10沿X轴轨道40滑动在激光器20的蚀刻下清除基板10的第四边缘14，最后松开夹持机构70，送出基板10，动作连贯，操作简单，蚀刻清除效果好，本发明的推动机构60、夹持机构70、激光器20以及滑台50的驱动均可同时电连接一控制器，实现自动化控制。
与现有技术相比，由于本发明的薄膜层边缘清除装置通过两X轴轨道40与Y轴轨道30架设了基板10与激光器20的活动轨道，为激光器20对基板10薄膜层15的四周边缘的蚀刻清除提供平台，通过推动机构60与夹持机构70实现对基板10的定位抓取，保证蚀刻过程的稳定可靠性，基板10送入两X轴轨道40之间后，由一边的推动机构60把基板10推向另一边，并由另一边所在的夹持机构70将基板10夹持固定，然后通过激光器20沿Y轴轨道30清除基板10的一边，由滑台50带动基板10沿X轴轨道40滑动在激光器20的蚀刻下清除一边，接着激光器20沿Y轴轨道30回程蚀刻清除基板10的第三边，之后再公开原先夹持基板10的夹持机构70，将基板10通过推动机构60推向对边，换边夹持基板10，滑台50带动基板10沿X轴轨道40滑动在激光器20的蚀刻下清除基板10的第四边，最后松开夹持机构70，送出基板10，动作连贯，操作简单，由于基板10上的薄膜层15向下，激光从激光头射出并穿透过玻璃的基板10对薄膜层15进行蚀刻，激光头位于基板10的上方，从而保证薄膜层15的边缘被激光器20蚀刻后随重力自然飘落，不残留在基板10上，保证较高的清洁度，本发明的薄膜层边缘清除装置能高效可靠、同时快速有效地清除太阳能电池板上的薄膜层的边缘，提高电池板成品质量。相应地，本发明所提供的薄膜层边缘清除方法也实现了高效可靠、快速有效清除太阳能电池板薄膜层边缘，提高成品质量的效果。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种薄膜层边缘清除装置，适用于对太阳能电池基板上的薄膜层的边缘进行清除，其特征在于：包括激光器、Y轴轨道、两X轴轨道、两滑台、至少两推动机构及至少两夹持机构，两所述X轴轨道沿X轴方向呈水平置放并相互平行设置，所述基板位于两所述X轴轨道之间并沿X轴方向传输，所述基板上的薄膜层向下，所述滑台与所述X轴轨道滑动连接，所述夹持机构对称固定在所述滑台上并对基板的边缘进行夹持和释放，所述推动机构对称固定在所述滑台上并沿Y轴方向对所述基板进行水平推动，所述Y轴轨道垂直横跨两所述X轴轨道并位于所述滑台、基板的上方，所述激光器与所述Y轴轨道滑动连接，所述激光器具有激光头且所述激光头位于所述基板的上方，所述激光头正对所述基板的边缘。
2.如权利要求1所述的薄膜层边缘清除装置，其特征在于：还包括吸尘槽，所述吸尘槽沿Y轴轨道设于两所述X轴轨道之间并位于所述基板的下方，所述激光头正对所述吸尘槽。
3.如权利要求2所述的薄膜层边缘清除装置，其特征在于：还包括负压吸尘器，所述负压吸尘器的吸尘口与所述吸尘槽连通。
4.如权利要求1所述的薄膜层边缘清除装置，其特征在于：所述激光器位于所述X轴轨道的中部。
5.一种使用如权利要求1-4任一项所述的薄膜层边缘清除装置对太阳能电池基板上的薄膜层的边缘进行清除的清除方法，所述基板由外界滚轮送至两X轴轨道之间，设定所述基板沿输入方向的前边缘为第一边缘，沿输入方向的后边缘为第三边缘，与激光器的起始位置位于同一侧的基板边缘为第四边缘，位于与激光器的起始位置相对侧的边缘为第二边缘，其特征在于：包括以下步骤：
(1)由基板第二边缘同侧的推动机构将基板水平推动并由第四边缘同侧的夹持机构将基板夹持住，通过滑台与X轴轨道的滑动连接，将基板定位在使第一边缘正对激光头的位置，激光器从激光头发射激光，并沿Y轴轨道对基板的第一边缘进行蚀刻清除；
(2)滑台带动基板沿基板输入方向继续向前滑动，激光器对基板的第二边缘进行蚀刻清除；
(3)激光器沿Y轴轨道返回对基板的第三边缘进行蚀刻清除；
(4)松开夹持住基板的夹持机构，并通过第四边缘同侧的推动机构将基板水平推动并由第二边缘同侧的夹持机构将基板夹持住，滑台带动基板沿基板输入方向的反向向后滑动，激光器对基板的第四边缘进行蚀刻清除。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: DONGGUAN ANWELL THIN FILM AND VACUUM TECHNOLOGY CO Free format text: FORMER OWNER: DONGGUAN HONGWEI DIGITAL MACHINERY CO., LTD. Effective date: 20111011 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20111011 Address after: 523000, Guangdong City, Dongguan Province grand ambitious hi tech Development Zone Applicant after: Anwell Technologies Limited Address before: 523000, Dongguan, Guangdong Province grand ambitious High-tech Development Zone, Dongguan Hongwei digital Machinery Co., Ltd. Applicant before: Dongguan Hongwei Digital Machinery Co., Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120704 Termination date: 20131220 |