CN104353933B - 光伏电池片的激光划片装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光伏电池片的激光划片装置，包括激光源、内管结构、外管结构、氧化气体气源、抽气系统和划片工作台，外管结构套设在内管结构外部，激光源发出的光束穿过内管结构照射在划片工作台上，氧化气体气源的氧化气体通过内管结构喷射至激光划片的前锋，抽气系统通过外管结构进行抽气。本发明的有益效果是：通过激光自动化切片，大大提高了生产效率，而且因为避免了人力片分离，可以彻底解决人工折断方式带来的碎片和隐裂问题；同时，通过在切割的同时进行氧化清洗的方式，对被切割硅片边缘导电物质进行绝缘处理，避免了相邻硅片尖端发电的电应力产生，可以在光伏电池片互联前进行切片，也可以在电池片互联后进行切片分割。

Description

光伏电池片的激光划片装置
技术领域
本发明涉及光伏电池片的划片技术领域，特别是一种光伏电池片的激光划片装置。
背景技术
现有的激光划片技术仅仅在光伏电池的硅片的表面制造一个深槽，然后以这个深槽为导引，通过人工手动折断的方式来进行切割后两个部分的分离。一般而言，电池片在受到外力以后，会沿着缺陷最严重的激光划出的深槽部分断裂和分离。但实际操作中，由于人工操作的手指用力部位不同，不同手指的用力大小不同，片分离时光伏电池片内部的应力场分布不均匀是常态。从而，人工片分离时常常会有不规则碎片或不规则隐裂，无法保证切割后光伏电池片的高质量。现有技术方案中的碎片问题会造成成品率低，产品成本升高，隐裂等问题会造成光伏产品的质量和可靠性大幅度下降，隐裂造成光伏电池片的热应力，电应力和化学应力集中点，容易形成热斑，黑线等缺陷，并成为光伏应用隐患。
同时通过现有的激光划片装置切割后的电池片边缘存在裸露的导电物质，容易产生尖端放电效应，造成电应力。
因此，目前小型切片电池难以和高质量产品联系起来，激光切片是关键的技术瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：光伏电池片切割后存在碎裂问题或电池片内部隐裂，同时切割后的电池片边缘存在裸露导电物质，容易产生尖端放电效应，造成电应力。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光伏电池片的激光划片装置，包括激光源、内管结构、外管结构、氧化气体气源、抽气系统和划片工作台，外管结构套设在内管结构外部，激光源发出的光束穿过内管结构后照射在放置光伏电池片的划片工作台上，氧化气体气源的氧化气体通过内管结构喷射至激光划片的前锋，抽气系统通过外管结构进行抽气。
进一步限定，氧化气体为氧气。
为更好地进行气体导流，以及真空吸走附近的残渣，进一步限定，外管结构的靠近划片工作台的一端为喇叭口。
为保护划片工作台，避免激光束损伤划片工作台，进一步限定，划片工作台为透明材料，在划片工作台下铺设牺牲层。
进一步限定，透明材料为石英玻璃。
进一步限定，牺牲层为硅材料、木质或塑料。
进一步限定，内管结构上具有用于连接氧化气体气源的通气管，在外管结构上具有用于连接抽气系统的抽气管，氧化气体通过通气管进入内管结构，抽气系统连接抽气管，并通过外管结构进行抽气。
本发明的有益效果是：通过激光自动化切片，避免了人工干预，大大提高了生产效率，而且因为避免了人力片分离，可以彻底解决人工折断方式带来的碎片和隐裂问题；同时，通过在切割的同时进行氧化清洗的方式，对被切割硅片边缘导电物质进行绝缘处理，避免了相邻硅片尖端发电的电应力产生，可以在光伏电池片互联前进行切片，也可以在电池片互联后进行切片分割。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的划片工作台的结构示意图；
图3为通过本发明的划片装置切片为边缘为波浪形的电池片的结构示意图；
图4为常规激光划片工艺流程图；
图5为本发明的激光划片工艺流程图；
图中，1.激光源，2.照相和图形定位系统，3.通气管，4.抽气管，5.外管结构，6.内管结构，7.光伏电池片，8.划片工作台，9.牺牲层。
具体实施方式
如图1所示，一种光伏电池片的激光划片装置，包括激光源1、内管结构6、外管结构5、氧化气体气源、抽气系统和划片工作台8，外管结构5套设在内管结构6外部，外管结构5的靠近光伏电池片7的一端为喇叭口,激光源1发出的光束穿过内管结构6后照射在放置光伏电池片7的划片工作台8上，内管结构6上具有用于连接氧化气体气源的通气管3，氧化气体气源的氧化气体通过通气管3进入内管结构6，并通过内管结构6喷射至激光划片的前锋，在外管结构5上具有用于连接抽气系统的抽气管4，抽气系统连接抽气管4，并通过外管结构5进行抽气。
如图2所示，与常规激光切片设备的金属划片工作台不同，本发明的划片工作台8为耐高温的透明材料，如石英玻璃，便于少量过剩的激光能够透过石英玻璃的的划片工作台8，而不会损伤划片工作台8。
在划片工作台8下铺满黑色或浅黑色的牺牲层9，用于吸收残留激光。牺牲层9为硅材料，如光伏电池片生产过程中产生的硅废料，或者直接应用木质或塑料牺牲层。
激光源发出的激光的波长为1064～800nm，氧化气体为浓度>99％的工业用氧气。本光伏电池片的激光划片装置通过照相和图形定位系统2对光伏电池片的电极印刷图形的模式进行识别，实现定位，从而控制划片工作台8或激光束按照划片设计要求移动，准确度可达±10um。
本光伏电池片的激光划片装置同时将高温氧化和真空清洗结合。通过双层管状套装结构在划片区域建立氧化和真空吸尘微环境。在微环境中，氧气从通气管3通入，进入内管结构6后喷射到光伏电池片7的激光切割前锋，在激光高温切割的同时进行边缘氧化。抽气系统通过外管结构5抽气，实现清洗除尘及除有害气作用。
如图4所示，现有的激光划片技术要求在激光划片之间才能进行电池片之间的串焊，定制化程度低。如图5所示，这种激光切片装置不但可以在光伏电池片互联前进行切片，而且可以在电池片互联后进行切片分割，并保证相邻小片之间的电性绝缘，使得光伏产品的定制化成为可能。
图1中所示，光伏电池片7组成电池串后，被放置在划片工作台8上进行切割，相邻小片之间虽然距离很近，但是依然可以保证小片之间的电性绝缘。
同时，本激光切片装置也使得不规则图形的发电单元的大规模制造成为可能。在一个实例中，如图3所示，光伏电池片可以分离为边缘为波浪形的小片，利于应用在美观度要求高的场合。这种情况下，借助本发明的激光装置，可以很容易地进行计算机辅助设计和大批量制造。

Claims (7)

1.一种光伏电池片的激光划片方法，其特征是：采用激光切片装置对互联前或互联后的光伏电池片进行切片分隔，避免人工片分离，
采用的激光切片装置包括激光源(1)、内管结构(6)、外管结构(5)、氧化气体气源、抽气系统和划片工作台(8)，外管结构(5)套设在内管结构(6)外部，激光源(1)发出的光束穿过内管结构(6)后照射在放置光伏电池片(7)的划片工作台(8)上，氧化气体气源的氧化气体通过内管结构(6)喷射至激光划片的前锋，抽气系统通过外管结构(5)进行抽气。
2.根据权利要求1所述的光伏电池片的激光划片方法，其特征是：所述的氧化气体为氧气。
3.根据权利要求1或2所述的光伏电池片的激光划片方法，其特征是：所述的外管结构(5)的靠近划片工作台(8)的一端为喇叭口。
4.根据权利要求1或2所述的光伏电池片的激光划片方法，其特征是：所述的划片工作台(8)为透明材料，在划片工作台(8)下铺设牺牲层(9)。
5.根据权利要求4所述的光伏电池片的激光划片方法，其特征是：所述的透明材料为石英玻璃。
6.根据权利要求4所述的光伏电池片的激光划片方法，其特征是：所述的牺牲层(9)为硅材料、木质或塑料。
7.根据权利要求1或2所述的光伏电池片的激光划片方法，其特征是：所述的内管结构(6)上具有用于连接氧化气体气源的通气管(3)，在外管结构(5)上具有用于连接抽气系统的抽气管(4)，氧化气体通过通气管(3)进入内管结构(6)，抽气系统连接抽气管(4)，并通过外管结构(5)进行抽气。
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