CN102487108A - 薄膜太阳电池组件及其汇流条的组装方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄膜太阳电池组件及其汇流条的组装方法和装置，该组装装置包括：作业平台，所述作业平台上设有至少一个水平方向的导轨；至少一个移动滑条，设在所述导轨上，宽度与汇流条匹配，用于引导定位汇流条；至少一个定位销，设在所述作业平台上，用于定位所述移动滑条的滑动位置；至少一个滚轮，设在所述移动滑条上并能沿所述移动滑条的长度方向滚动，用于给所述汇流条施加压力以将所述汇流条粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上。该组装方法与装置相对应。使用本发明的组装方法和装置，简化了组装薄膜太阳电池组件汇流条的工艺，组装完成后的薄膜太阳电池组件的汇流条表面电阻低、能量损耗低。

Description

薄膜太阳电池组件及其汇流条的组装方法和装置
技术领域
本发明涉及薄膜太阳电池组件制造领域，尤其涉及一种薄膜太阳电池组件及其汇流条的组装方法和装置。
背景技术
薄膜太阳电池组件需要使用汇流条将电池单元生成的电流汇集在一起，其通常使用镀锡铜带作为汇流条与薄膜太阳电池的背接触层熔融焊接而达成电流汇集的目的，背接触层一般采用PVD金属膜。现有的汇流条与背接触层的熔融焊接通常采用复杂的制造系统制成，制造工序至少涉及熔接剂分配、热焊接、气动技术、线性运动控制和焊接位置调准等多个方面，需要配备精密的控制设备加以精确控制。并且，以熔融焊接的方式进行汇流条与PVD金属膜的焊接容易损坏构成背接触层的PVD金属膜，并且容易造成污染。此外，熔融焊接形成的汇流条会在背接触层上隆起成阶状，这会在组件层压后形成截留气泡等问题，从而增加层压失败的风险。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的一个方面是提供一种结构简单、使用方便而且组装精度更高的薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置。
本发明的另一方面是提供一种操作简单、组装精度更高的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法。
本发明的另一方面是提供一种汇流条表面电阻低、能量损耗低的薄膜太阳电池组件。
本发明中使用的汇流条和普通的镀锡铜带需要熔融焊接才能实现电性连接不同，其具有自粘性，稍微施加压力即可粘贴在其它导体上而实现电性连接。
为了实现上述目的，本发明提供了一种薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置，包括：
作业平台，所述作业平台上设有至少一个水平方向的导轨；
至少一个移动滑条，设在所述导轨上，宽度与汇流条匹配，用于引导定位汇流条；
至少一个定位销，设在所述作业平台上，用于定位所述移动滑条的滑动位置；
至少一个滚轮，设在所述移动滑条上并能沿所述移动滑条的长度方向滚动，用于给所述汇流条施加压力以将所述汇流条粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上。
作为优选，所述组装装置具体包括：
作业平台，所述作业平台上设有沿第一水平方向的第一导轨和沿与所述第一方向垂直的第二水平方向的第二导轨；
第一移动滑条，设在所述第一导轨上，宽度与绝缘条匹配，用于引导定位绝缘条；
第二移动滑条，设在所述第一导轨上，宽度与横向汇流条匹配，用于引导定位互不连接的两条横向汇流条；
第三移动滑条，设在所述第二导轨上，宽度与侧汇流条匹配，用于引导定位侧汇流条；
中心定位销，设在所述作业平台上，用于定位所述第一移动滑条和第二移动滑条的滑动位置；
侧定位销，设在所述作业平台上，用于定位所述第三移动滑条的滑动位置；
第一滚轮，设在所述第一移动滑条上并能沿所述第一移动滑条的长度方向滚动，用于给所述绝缘条施加压力以将所述绝缘条粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上；
第二滚轮，设在所述第二移动滑条上并能沿所述第二移动滑条的长度方向滚动，用于给所述互不连接的两条横向汇流条施加压力以将所述两条横向汇流条粘贴在所述绝缘条上；
第三滚轮，设在所述第三移动滑条上并能沿所述第三移动滑条的长度方向滚动，用于给所述侧汇流条施加压力以将所述侧汇流条粘贴在所述薄膜太阳电池的背接触层上；
作为优选，所述组装装置还包括：
第一切断刀片，设在所述第一移动滑条的端部，用于切断所述绝缘条；
第二切断刀片，设在所述第二移动滑条的端部，用于切断所述互不连接的两条横向汇流条；
第三切断刀片，设在所述第三移动滑条的端部，用于切断所述侧汇流条。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种利用上述装置的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法，包括：
包括在薄膜太阳电池的背接触层上粘贴至少一条汇流条。
作为优选，上述的组装方法具体包括：
S11：将绝缘条粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上；
S12：在所述绝缘条上沿所述绝缘条的长度方向分别粘贴互不连接的横向汇流条；
S13：在所述薄膜太阳电池的背接触层的两侧沿所述绝缘条的宽度方向分别粘贴与相应侧的所述横向汇流条电性连接的侧汇流条。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种太阳电池组件，其汇流条由上述组装方法组装而成。
本发明的有益效果是，薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置结构简单，可以将需要组装的绝缘条、横向汇流条、侧汇流条直接粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上，简化了组装薄膜太阳电池组件汇流条的工艺，由于定位销是固定不动的，提高了汇流条的组装精度。组装完成后，薄膜太阳电池组件的汇流条表面电阻低、能量损耗低。
附图说明
图1是本发明实施例的薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置的结构示意图(已省略滚轮和切断刀片)；
图2是弹簧定位销的结构示意图；
图3是图1中的第一移动滑条引导定位绝缘条的结构示意图；
图4是图1中的第二移动滑条引导定位两条横向汇流条的结构示意图；
图5是图1中的第三移动滑条引导定位绝缘条的结构示意图；
图6是本发明实施例的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法的流程图；
图7是图6中S11步骤的具体流程图；
图8是图6中S12步骤的具体流程图；
图9是图6中S13步骤的具体流程图；
图10是图6的图解示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施例。绝缘条、横向汇流条、侧汇流条的最终位置关系对本领域人员来说是公知的，如下实施例中将不再详细介绍。
如图1至图5所示，本发明实施例的薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置包括：
作业平台2，所述作业平台2上设有沿第一水平方向的第一导轨21和沿与所述第一方向垂直的第二水平方向的第二导轨22；
第一移动滑条11，设在所述第一导轨21上，宽度与绝缘条33匹配，用于引导定位绝缘条33；第一移动滑条11能在第一导轨21上自由滑动，沿第一移动滑条11的长度方向将绝缘条33从绝缘条卷10拉出薄膜太阳电池1的背接触层上需要的长度，由第一移动滑条11引导并确定位置，使得拉出的绝缘条33最终位于绝缘条粘贴位置的垂直上方，以便粘贴。
第二移动滑条12，设在所述第一导轨21上，宽度与横向汇流条43匹配，用于引导定位互不连接的两条横向汇流条43；两条横向汇流条43之间具有绝缘间隙44。
第三移动滑条13，设在所述第二导轨22上，宽度与侧汇流条53匹配，用于引导定位侧汇流条53；
中心定位销31，设在所述作业平台2上，用于定位所述第一移动滑条11和第二移动滑条12的滑动位置；由于绝缘条33和横向汇流条34相对于薄膜太阳电池1的位置是相同的，所以用同一个中心定位销31定位第一移动滑条11和第二移动滑条12的位置。
侧定位销32，设在所述作业平台2上，用于定位所述第三移动滑条13的滑动位置；由于薄膜太阳电池1的背接触层的两侧各需要一条侧汇流条，所以有两个侧定位销32，对第三移动滑条13进行两次定位，以便分别粘贴两侧的侧汇流条53。
第一滚轮31，设在所述第一移动滑条11上并能沿所述第一移动滑条11的长度方向滚动，用于给所述绝缘条33施加压力以将所述绝缘条33粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上；中心定位销31将第一移动滑条11定位后，滚动第一滚轮31，在滚轮31的压力作用下，将已由第一移动滑条11引导定位后的位于粘贴位置的垂直上方的绝缘条33粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上，滚轮来回往复滚动可以使得绝缘条33粘贴牢固。
第二滚轮41，设在所述第二移动滑条12上并能沿所述第二移动滑条12的长度方向滚动，用于给所述互不连接的两条横向汇流条43施加压力以将所述两条横向汇流条43粘贴在所述绝缘条33上；粘贴后两条横向汇流条43之间具有绝缘间隙44。
第三滚轮51，设在所述第三移动滑条13上并能沿所述第三移动滑条13的长度方向滚动，用于给所述侧汇流条53施加压力以将所述侧汇流条53粘贴在所述薄膜太阳电池1的背接触层上；
第一切断刀片32，设在所述第一移动滑条11的端部，用于切断所述绝缘条33；第一切断刀片32仅需要设置在绝缘条卷10的一侧，绝缘条33粘贴后进行切断。
第二切断刀片42，设在所述第二移动滑条12的端部，用于切断所述互不连接的两条横向汇流条43；由于两条横向汇流条43之间需要设置绝缘间隙44，所以在第二移动滑条21两端均有横向汇流条卷20，因此第二移动滑条21两端均需要设置第二切断刀片42，用于切断从相应端的横向汇流条卷20拉出的横向汇流条43。
第三切断刀片52，设在所述第三移动滑条13的端部，用于切断所述侧汇流条53。第三切断刀片52仅需要设置在绝缘条卷30的一侧，侧汇流条53粘贴后进行切断。
由于绝缘条33、横向汇流条43、侧汇流条53的粘贴原理相同，本实施例中仅重点对绝缘条33的粘贴进行说明。
其中，中心定位销31和侧定位销32均可以是常用的弹簧定位销，如图2所示，弹簧定位销具有卡接头201和弹簧202，弹簧202能带动卡接头201上下移动。在第一移动滑条11、第二移动滑条12和第三移动滑条13的底面上设置与卡接头201匹配的卡接孔(未图示)，即能通过定位销在作业平台上的精确定位保证移动滑条相对于汇流条粘贴位置的精确定位。以第一移动滑条11为例，推动第一移动滑条11在第一导轨21上滑动，滑到中心定位销31的位置时，卡接头201插入第一移动滑条11底面匹配的卡接孔中实现准确定位。由于中心定位销31和侧定位销32是固定在作业平台2上的，因此能够保证较高的定位精度，通常能达到±4mil(约0.14mm)，远远超过现有技术中的±0.5mm的定位精度。
在实际生产应用中，根据如下情况组装装置的结构会有所不同，具体如下(没有列举出所有情况)：
1、如果绝缘条、横向汇流条、侧汇流条已经切割成需要的长度，或根据需要的长度在汇流条卷或绝缘条卷上设有断口，则组装装置不需要设置第一切断刀片、第二切断刀片和第三切断刀片；
2、如果薄膜太阳电池的背接触层上已经设置绝缘条，则组装装置不需要设置第一移动滑条、第一滚轮和第一切断刀片；
3、如果薄膜太阳电池的背接触层上已经设置绝缘条和横向汇流条，则组装装置只需要设置作业平台、第二导轨、第三移动滑条、第三滚轮和侧定位销，用于粘贴侧汇流条；
4、如果只需要粘贴绝缘条，横向汇流条和侧汇流条采用其它方法设置，则组装装置只需要设置作业平台、第一导轨、第一移动滑条、第一滚轮和中心定位销，用于粘贴绝缘条；
5、如果只需要粘贴横向汇流条，绝缘条和侧汇流条采用其它方法设置，则组装装置只需要设置作业平台、第一导轨、第二移动滑条、第二滚轮和中心定位销，用于粘贴横向汇流条。
可以看出，使用本实施例的组装装置既可以只粘贴绝缘条33、横向汇流条43和侧汇流条53其中之一，也可以一并完成粘贴绝缘条33、横向汇流条43和侧汇流条53。比如，当上述的绝缘条33、横向汇流条43和侧汇流条53是在不同的工作站别完成时，则仅需在相应的站别根据需要粘贴的绝缘条33、横向汇流条43或侧汇流条53对组装装置进行相应的设置。其中，横向汇流条43和侧汇流条53均需要有自粘性，即施加压力即可粘贴在其它导体上而实现电性连接。可以选用美国3M公司(Minnesota Mining and Manufacuring Company)的满足这种要求的具有自粘性的汇流条。
本实施例的有益效果是，薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置结构简单，可以将需要组装的绝缘条、横向汇流条、侧汇流条直接粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上，简化了组装薄膜太阳电池组件汇流条的工艺，由于定位销是固定不动的，提高了汇流条的组装精度。
下面详细介绍使用本实施例的薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置组装完成绝缘条33、横向汇流条43和侧汇流条53的过程。
如图6至图10所示，本发明实施例的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法包括：
S11：将绝缘条33粘贴在薄膜太阳电池1的背接触层上；
S12：在所述绝缘条33上沿所述绝缘条33的长度方向分别粘贴互不连接的横向汇流条43；横向汇流条43之间具有空气间隙44。
S13：在所述薄膜太阳电池1的背接触层的两侧沿所述绝缘条33的宽度方向分别粘贴与相应侧的所述横向汇流条43电性连接的侧汇流条53。
由于绝缘条33、横向汇流条43、侧汇流条53的粘贴原理相同，本实施例中仅重点对绝缘条33的粘贴进行说明。
其中，S11步骤具体包括：
S111：用所述中心定位销31定位所述第一移动滑条11的滑动位置；即根据薄膜太阳电池1的背接触层上需要粘贴绝缘条的位置，将中心定位销31设置在作业平台2上；
S112：沿所述第一移动滑条11的长度方向从绝缘条卷10中拉出适合长度的绝缘条33并由所述第一移动滑条引导定位；即将绝缘条33从第一移动滑条11的一端拉到另一端，并由第一移动滑条11引导定位，使得拉出的绝缘条33位于第一移动滑条11的垂直下方；
S113：将所述第一移动滑条11滑动到所述中心定位销31定位的滑动位置；绝缘条33随着第一移动滑条11一起滑动，第一移动滑条11定位后，绝缘条33即位于绝缘条粘贴位置的垂直上方。
S114：用所述第一滚轮31在所述第一移动滑条11的长度方向上来回滚动；在滚轮31的压力作用下，绝缘条33粘贴到薄膜太阳电池1的背接触层上。滚轮31来回滚动可以使得粘贴更加牢固。
S115：用所述第一切断刀片32切断从所述绝缘条卷10中拉出的绝缘条33。切断后粘贴好的绝缘条33和绝缘条卷10脱离，从而完成绝缘条33的粘贴。
当然，S112步骤和S113步骤是可以交换的，即先将第一移动滑条11滑动到所述中心定位销31定位的滑动位置，再从绝缘条卷10拉出绝缘条33。
其中，S12步骤具体包括：
S121：用所述中心定位销31定位所述第二移动滑条12的滑动位置；
S122：沿所述第二移动滑条12的长度方向分别从所述第二移动滑条12的两侧的横向汇流条卷20中拉出设定长度的互不相连的横向汇流条43并由所述第二移动滑条12引导定位；互不相连的横向汇流条43分别从位于第二移动滑条12两侧的横向汇流条卷20中拉出，均拉到绝缘间隙44处。
S123：将所述第二移动滑条12滑动到所述中心定位销31定位的滑动位置；
S124：用所述第二滚轮41在所述第二移动滑条12的长度方向上来回滚动；
S125：用所述第二切断刀片42切断分别从所述第二移动滑条12的两侧的横向汇流卷20中拉出的互不相连的横向汇流条43。
其中，步骤S13具体包括：
S131：用所述侧定位销32定位所述第三移动滑条13的滑动位置；
S132：沿所述第三移动滑条13的长度方向从侧汇流条卷30中拉出设定长度的侧汇流条53并由所述第三移动滑条13引导定位；
S133：将所述第三移动滑条13滑动到所述侧定位销32定位的滑动位置；
S134：用所述第三滚轮13在所述第三移动滑条13的长度方向上来回滚动；
S135：用所述第三切断刀片52切断从所述侧汇流条卷30中拉出的侧汇流条53。
由于薄膜太阳电池1的背接触层的两侧各需要一条侧汇流条53，所以有两个侧定位销32，因此步骤S13需要在两个侧定位销32处分别进行一次。
本实施例的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法步骤简单，易于操作，组装精度高。使用这种组装方法组装后的薄膜太阳电池组件汇流条表面电阻低、能量损耗低。这是因为汇流条是直接粘贴在背接触层上的，不再需要熔融焊接。因此接触电阻可以低至0.01欧姆。由于接触电阻低，能量损耗就低，这就提高了薄膜太阳电池组件的输出功率。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由附加的权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置，其特征在于，包括：
作业平台，用于放置和定位所述的薄膜太阳电池，所述作业平台上设有至少一个水平方向的导轨；
至少一个移动滑条，设在所述导轨上，宽度与汇流条匹配，用于引导定位汇流条；
至少一个定位销，设在所述作业平台上，用于定位所述移动滑条的滑动位置；
至少一个滚轮，设在所述移动滑条上并能沿所述移动滑条的长度方向滚动，用于给所述汇流条施加压力以将所述汇流条粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置，其特征在于，所述定位销为带卡接头的弹簧定位销，所述移动滑条的底面上设有与所述卡接头匹配的卡接孔。
3.根据权利要求1所述的薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置，其特征在于，包括：
作业平台，所述作业平台上设有沿第一水平方向的第一导轨和沿与所述第一方向垂直的第二水平方向的第二导轨；
第一移动滑条，设在所述第导轨上，宽度与绝缘条匹配，用于引导定位绝缘条；
第二移动滑条，设在所述第一导轨上，宽度与横向汇流条匹配，用于引导定位互不连接的两条横向汇流条；
第三移动滑条，设在所述第二导轨上，宽度与侧汇流条匹配，用于引导定位侧汇流条；
中心定位销，设在所述作业平台上，用于定位所述第一移动滑条和第二移动滑条的滑动位置；
侧定位销，设在所述作业平台上，用于定位所述第三移动滑条的滑动位置；
第一滚轮，设在所述第一移动滑条上并能沿所述第一移动滑条的长度方向滚动，用于给所述绝缘条施加压力以将所述绝缘条粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上；
第二滚轮，设在所述第二移动滑条上并能沿所述第二移动滑条的长度方向滚动，用于给所述互不连接的两条横向汇流条施加压力以将所述两条横向汇流条粘贴在所述绝缘条上；
第三滚轮，设在所述第三移动滑条上并能沿所述第三移动滑条的长度方向滚动，用于给所述侧汇流条施加压力以将所述侧汇流条粘贴在所述薄膜太阳电池的背接触层上；
4.根据权利要求3所述的薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置，其特征在于，还包括：
第一切断刀片，设在所述第一移动滑条的端部，用于切断所述绝缘条；
第二切断刀片，设在所述第二移动滑条的端部，用于切断所述互不连接的两条横向汇流条；
第三切断刀片，设在所述第三移动滑条的端部，用于切断所述侧汇流条。
5.根据权利要求3或4所述的薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置，其特征在于，所述中心定位销为带第一卡接头的弹簧定位销，所述第一移动滑条和第二移动滑条的底面上均设有与所述第一卡接头匹配的卡接孔；所述侧定位销为带第二卡接头的弹簧定位销，所述第三移动滑条的底面上设有与所述第二卡接头匹配的卡接孔。
6.一种利用权利要求1或2所述的薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法，其特征在于，包括在薄膜太阳电池的背接触层上粘贴至少一条汇流条。
7.一种利用权利要求4或5所述的薄膜太阳电池组件汇流条的组装装置的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法，其特征在于，包括：
S11：将绝缘条粘贴在薄膜太阳电池的背接触层上；
S12：在所述绝缘条上沿所述绝缘条的长度方向分别粘贴互不连接的横向汇流条；
S13：在所述薄膜太阳电池的背接触层的两侧沿所述绝缘条的宽度方向分别粘贴与相应侧的所述横向汇流条电性连接的侧汇流条。
8.根据权利要求7所述的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法，其特征在于，所述S11步骤包括：
S111：用所述中心定位销定位所述第一移动滑条的滑动位置；
S112：沿所述第一移动滑条的长度方向从绝缘条卷中拉出设定长度的绝缘条并由所述第一移动滑条引导定位；
S113：将所述第一移动滑条滑动到所述中心定位销定位的滑动位置；
S114：用所述第一滚轮在所述第一移动滑条的长度方向上来回滚动；
S115：用所述第一切断刀片切断从所述绝缘条卷中拉出的绝缘条。
9.根据权利要求7所述的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法，其特征在于，所述S12步骤包括：
S121：用所述中心定位销定位所述第二移动滑条的滑动位置；
S122：沿所述第二移动滑条的长度方向分别从所述第二移动滑条的两侧的横向汇流条卷中拉出设定长度的互不相连的横向汇流条并由所述第二移动滑条引导定位；
S123：将所述第二移动滑条滑动到所述中心定位销定位的滑动位置；
S124：用所述第二滚轮在所述第二移动滑条的长度方向上来回滚动；
S125：用所述第二切断刀片切断分别从所述第二移动滑条的两侧的横向汇流卷中拉出的互不相连的横向汇流条。
10.根据权利要求7所述的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法，其特征在于，所述S13步骤包括：
S131：用所述侧定位销定位所述第三移动滑条的滑动位置；
S132：沿所述第三移动滑条的长度方向从侧汇流条卷中拉出设定长度的侧汇流条并由所述第三移动滑条引导定位；
S133：将所述第三移动滑条滑动到所述侧定位销定位的滑动位置；
S134：用所述第三滚轮在所述第三移动滑条的长度方向上来回滚动；
S135：用所述第三切断刀片切断从所述侧汇流条卷中拉出的侧汇流条。
11.一种薄膜太阳电池组件，其特征在于，其汇流条利用权利要求6至10之一所述的薄膜太阳电池组件汇流条的组装方法组装而成。
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