CN103847029B - 薄膜太阳能电池镀膜基片切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种薄膜太阳能电池镀膜基片切割装置，包含有支架，支架上设有持片台和切割刀具，持片台使镀膜基片在其中定位并保持固定，切割刀具对镀膜基片进行切割，刀具由刀架、刀柄、刀头夹块与刀头组成，刀架上设有可调整的刀柄限位块，刀柄和刀头夹块之间设有压缩弹簧，刀柄限位块、刀柄、刀头夹块和压缩弹簧一起构成恒力结构，使刀具在切割时玻璃的受力恒定。使用该切割装置可方便快捷的切割镀膜基片，玻璃切割线深度均匀，不会造成因切割力波动而使切割线深浅不一导致掰片时出现玻璃不均匀破碎而成为废片，同时因无须顾虑切割时用力大小，可以迅速完成切割动作，提高了成品率和切割效率，也不需要专门培训相应人员，节约了生产成本。

Description

薄膜太阳能电池镀膜基片切割装置

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造技术，尤其涉及一种薄膜太阳能电池镀膜基片切割装置。

背景技术

由于传统能源的日渐减少和对环境造成的危害日益突出，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。在这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点，光伏太阳能技术就是直接将太阳光能转变成电能的技术。光伏效应光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。利用光伏发电效应原理而制成的将太阳光能转化为电能的装置称之为光伏太阳能电池或光伏电池，由多个太阳能电池经过封装而形成光伏太阳能电池板。

传统的硅基太阳能电池容量大，对太阳光的转换率可以达到20％，技术成熟，但是它存在的最大问题就是主要原料多晶硅或单晶硅制造工艺复杂、耗能大、成本高，而且必须加工成坚硬的板块状电池板，其使用范围受到极大限制。

薄膜太阳能电池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，因此在同一受光面积之下可较硅晶圆太阳能电池大幅减少原料的用量(厚度可低于硅晶圆太阳能电池90％以上)，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。目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种：非晶体硅(a-Si)太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)。

与硅基太阳能电池相比，薄膜太阳能电池具有用材少、重量轻、外表光滑、安装方便等优点。但是薄膜太阳能电池制作工艺较难，技术要求高，需要在薄膜电池制造过程中严格控制工艺。薄膜电池制造过程有大量工艺环节，为保证薄膜电池功率和质量，需要工艺实验室抽取检测各个工艺环节中的基片，而实验室检测设备一般只能检测小片，所以需要人工将大片薄膜电池基片切割成小片，同时为了保证检测真实性，必须避免在切割过程中污染薄膜电池基片，并且因为检测的基片数量较多，需要切割过程方便简捷。因此有必要设计一种切割装置，以方便快捷的完成基片切割工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄膜太阳能电池镀膜基片切割装置，以便快速将大片基片切割成各种尺寸的小片，并且不会损害或者污染镀膜基片，从而方便实验设备从小片中真实的检测基片镀膜的数据。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，

薄膜太阳能电池镀膜基片切割装置，包含有支架，该支架上设有持片台和切割刀具，持片台使镀膜基片在支架上定位及得受到支撑，切割刀具对镀膜基片进行切割，切割刀具包含有刀具，该刀具具有刀柄与刀头，刀柄中设有恒力结构，刀头通过该恒力结构与刀柄连接，使刀头在切割时受力恒定。

恒力结构中包含有压缩弹簧，刀柄中具有刀头夹块的刀杆导向孔和压缩弹簧的导向孔，刀头连接杆安装于刀杆导向孔中，可以上下滑动。压缩弹簧安装在刀柄的压缩弹簧导向孔和刀杆轴肩之间，当刀柄被压下使刀头接触到镀膜基片后再向下压时刀头压在镀膜基片上的力由压缩弹簧的压缩产生，刀柄上还设有限位销，刀杆上开有与限位销直径等宽的腰形限位槽，限位销插在限位槽中，限制刀头的转动、防止刀头掉落，在切割完毕后刀柄回升到一定高度后由限位销带动刀头向上脱离镀膜基片表面。

刀具的切割部分设有刀头夹块、压板和切割刀头，通过紧固件将切割刀头夹紧在刀头夹块上。

刀具通过刀架安装于固定在铝合金型材横梁上的直线导轨的滑块上，刀具沿导轨滑动，用来在镀膜基片上划出切割线，实现对镀膜基片的切割。

刀柄上轴向具有导向长孔，连接刀柄的刀架上固定有两个导向轴，限制刀柄只能在轴向上下移动。

刀柄中设有复位弹簧，该复位弹簧下方抵住导向轴，使刀柄在切割后向上自动复位。

刀架上设有调整的刀柄限位块，刀柄上具有凸台，刀柄限位块限制刀柄向下的移动范围，从而限制刀头部分压缩弹簧的压缩量，达到限制切割力的目的。切割力通过调整刀架上刀柄限位块的位置而改变。

持片台由两个持片条组成，位于支架两侧，持片条中具有卡槽，镀膜基片的边缘嵌于该卡槽中，用于支撑镀膜基片，持片条的前端设定位挡片，使镀膜基片在持片台中定位。

该装置将玻璃切割刀头固定在沿一定方向移动的刀具上，通过持片台的卡槽夹住镀膜基片两边一定距离，使镀膜面朝下悬空固定，刀头从镀膜基片背面切割镀膜基片，防止膜面因切割过程产生的玻璃碎渣污染。可通过手动移动镀膜基片，从而将大片镀膜基片切割一定尺寸的小片，以方便检测。由于刀具采用了恒力结构，在切割过程中，玻璃切割线深度均匀，不会造成因切割力波动而使切割线深浅不一导致掰片时出现玻璃不均匀破碎而成为废片。

本发明的优点在于，使用该切割装置可方便快捷的切割镀膜基片，因无须顾虑切割时用力大小，可以迅速完成切割动作，提高了成品率和切割效率，不需要因切割玻璃而专门培训相应人员。

附图说明

图1是本发明提出的切割装置的结构示意图之一，图中，刀具开始对镀膜基片进行切割；

图2是该切割装置的结构示意图之二，图中，刀具在镀膜基片上划出切割线；

图3是该切割装置的结构示意图之三，图中，镀膜基片被移动到持片台前端掰片，刀具可以对镀膜基片进行下一次切割；

图4是该切割装置的截面图；

图5是持片条上镀膜基片卡槽(图4中A处)的放大特写图；

图6是刀具的立体视图；

图7是刀具的正面视图；

图8是刀具的剖面结构图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明提出的薄膜太阳能电池镀膜基片切割装置包含有铝合金支架1，支架1上设有持片台2和切割刀具，持片台2使镀膜基片4在支架1上保持固定，切割刀具对镀膜基片4进行切割，切割刀具包含有刀具3，刀具3具有刀柄31与刀头夹块32以及刀头324，刀柄31中设有恒力结构，刀头324固定于刀头夹块32上，刀头夹块32通过该恒力结构与刀柄31连接，使刀头32在切割时受力恒定，刀具设于横梁5上，横梁5横跨支架1两侧，横梁5上具有滑轨51，刀具3沿滑轨51移动，对镀膜基片4进行切割，持片台2的两个持片条位于支架1的两侧，持片台2中具有卡槽21，镀膜基片的边缘嵌于该卡槽中，使镀膜基片在持片台中保持固定。

图1中，刀具3从镀膜基片4的一边开始移动，对镀膜基片4进行切割，图2中，刀具3已到达镀膜基片4的另一边，切割完成，图3中，镀膜基片4被移动到持片台前端掰片，刀具3可对镀膜基片4进行下一次切割。

如图4、图6、图7、图8，刀柄31连固定在刀架33上，刀架33固定在直线导轨的滑块331上，使刀架33与刀柄31一同沿导轨51移动。刀柄31中具有轴向长孔311，刀架33上设有两个导向轴332，限制刀柄31只能沿其轴向上下移动。刀架33上设有刀柄限位块333，刀柄31上具有凸起部312，刀柄31向下移动到刀柄上的凸起部312与刀柄限位块333接触就是向下的极限位置,这个位置决定了刀头324在切割镀膜基片时给基片的压力大小,调整刀柄限位块333的位置可以相应地调整刀头324在切割时施加在镀膜基片上的力。刀柄31中设有复位弹簧313，复位弹簧313抵住上面的导向轴332，使刀柄31切割完成后自动复位。刀具的切割部分设有刀头夹块32、压板323和切割刀头324，通过紧固件和压板323将切割刀头324夹紧在刀头夹块32上。刀柄31中有刀头夹块32的刀杆导向孔和压缩弹簧314的导向孔，刀头夹块的连接杆安装于刀杆导向孔中，可以上下滑动。压缩弹簧314安装在刀柄31的弹簧导向孔和刀杆轴肩之间，当刀柄31被压下使刀头324接触到镀膜基片4以后再向下压时刀头压324在镀膜基片4上的力由压缩弹簧324的压缩产生。刀柄31上还设有限位销315，刀杆上开有与限位销315直径等宽的腰形限位槽，限位销插315在限位槽中，限制刀头324的转动并防止其掉落，在切割完毕后刀柄31回升到一定高度后由限位销315带动刀头324向上脱离镀膜基片表面。

该装置将玻璃切割刀头固定在沿一定方向移动的刀具上，通过持片台的卡槽夹住镀膜基片两边一定距离，使镀膜面朝下悬空固定，刀头从镀膜基片玻璃面切割镀膜基片，防止膜面因切割过程产生的玻璃碎渣污染。可手动通过移动镀膜基片和刀具，从而将大片镀膜基片切割成小片，以方便检测。同时刀具采用了恒力结构，在切割过程中，不会造成因切割力波动而使切割线深浅不一导致掰片时出现玻璃不均匀破碎而成为废片甚至压碎镀膜基片的现象。使用该切割装置可方便快捷的切割镀膜基片，因无须顾虑切割时用力大小，可以迅速完成切割动作，提高了成品率和切割效率。不需要因切割玻璃而专门培训相应人员，节约生产成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.薄膜太阳能电池镀膜基片切割装置，包含有支架，支架上设有持片台和切割刀具，持片台使镀膜基片在其中定位并保持固定，切割刀具对镀膜基片进行切割，其特征在于，切割刀具机构包含有刀具，该刀具具有刀柄与刀头，刀柄和刀头夹块之间设有恒力结构，刀头通过该恒力结构与刀柄连接，使刀头在切割时镀膜基片所受切割力恒定，刀架上设有刀柄限位块，该恒力结构通过调整刀架上的刀柄限位块位置来调整切割时刀头压在镀膜基片上的力，以适应不同厚度的镀膜基片所需的不同切割力；

恒力结构包含有压缩弹簧，刀柄中具有刀头夹块的刀杆导向孔和压缩弹簧的导向孔，刀头连接杆安装于刀杆导向孔中，可以上下滑动，压缩弹簧安装在刀柄的压缩弹簧导向孔和刀杆轴肩之间，当刀柄被压下使刀头接触到镀膜基片后再向下压时刀头压在镀膜基片上的力由压缩弹簧的压缩产生，刀柄上还设有限位销，刀杆上开有与限位销直径等宽的腰形限位槽，限位销插在限位槽中，限制刀头的转动、防止刀头掉落，在切割完毕后刀柄回升到一定高度后由限位销带动刀头向上脱离镀膜基片表面，刀头上设有压板和切割刀头，通过紧固件和压板将切割刀头夹紧在压板与刀头夹块之间；

刀具通过刀架安装于固定在铝合金型材横梁上的直线导轨的滑块上，刀具沿导轨滑动，用来在镀膜基片上划出切割线，实现对镀膜基片的切割，刀柄上轴向具有导向长孔，连接刀柄的刀架上固定有两个导向轴，限制刀柄只能在轴向上下移动，刀柄中设有复位弹簧，该复位弹簧下方抵住导向轴，使刀柄在切割后向上自动复位。

2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池镀膜基片切割装置，其特征在于，刀架上设有调整的刀柄限位块，刀柄上具有凸台，刀柄限位块限制刀柄向下的移动范围，从而限制刀头部分压缩弹簧的压缩量，达到限制切割力的目的，切割力通过调整刀架上刀柄限位块的位置而改变。

3.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池镀膜基片切割装置，其特征在于，持片台由两个持片条组成，位于支架两侧，持片条中具有卡槽，镀膜基片的边缘嵌于该卡槽中，用于支撑镀膜基片，持片条的前端设定位挡片，使镀膜基片在持片台中定位。