CN104368889A - 用于连接太阳能电池的钎焊装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于连接太阳能电池(9)的钎焊装置，包括：用于产生高频磁场来将导体钎焊到太阳能电池上的感应线圈(2)；以及穿过该感应线圈的夹具(3)，夹具(3)用于将所述导体(10)挤压到太阳能电池(9)的导体带上。在夹具(3)的每个夹具销(5)中，布置有由铁素体构成的磁场集中器元件(7)，由此，磁场能够被局部加强以及被集中。

Description

用于连接太阳能电池的钎焊装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于连接太阳能电池的钎焊装置。按照感应原理工作的钎焊装置优选针对每个导体带都具有一个感应线圈，凭借感应线圈能够在导体带中产生高频磁场，用于将导体钎焊到太阳能电池上。
背景技术
依据类属的类似的、用于连接太阳能电池的钎焊装置已由WO2011/012175 A1公知。该钎焊装置具有呈U形的感应线圈，通过该感应线圈来引导夹具，用以将导体挤压到太阳能电池的导体带上。U形感应线圈的臂呈波纹状地成型，其中，夹具分别在扩宽部的区域中穿过感应线圈。夹具分别由磁场中性材料构成。在扩宽部的区域中，感应线圈可以由铁素体构成或者由铁素体包围。在另一变型中，在感应线圈上装设有由铁素体制成的管状部件，通过该管状部件能够分别对夹具销加以引导。铁素体相应地促成了磁场的集中。在WO 2011/012175 A1中示出的用以使磁场集中的解决对策很复杂而且由此比较昂贵。针对特定的应用领域，例如当应仅在非常小的面积上进行感应式钎焊时，则利用所述钎焊装置达成该目标可能是很困难的。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种钎焊装置，凭借该钎焊装置能够简单而且成本低廉地通过感应式钎焊将太阳能电池连接起来。利用所述钎焊装置制成的钎焊部位应当在品质上满足高要求。所述钎焊装置应当还特别适合用于以最佳而且精确的方式在非常小的面积上进行钎焊。
该目的凭借如下的钎焊装置来实现：该钎焊装置具有权利要求1的特征。根据本发明的钎焊装置具有带感应线圈的、依照感应原理工作的热源，用于产生高频磁场来将导体钎焊到太阳能电池上。为了使感应线圈工作，热源还可以具有高频发生器。高频发生器的高频电流产生了高频磁场，高频磁场通过感应线圈在导体带中以及在沿着导体带布置的电导体中感生出涡电流，涡电流产生对于钎焊过程所必需的热量。钎焊装置还包括至少一个、有利地为多个夹具，用于将导体挤压到太阳能电池的导体带上。在此，一个或多个夹具实施为磁场集中器，由此，磁场在应当在其中进行钎焊的目标区域中能够被局部加强以及被集中。带有这种具有磁场集中特性的夹具的试验令人惊讶地显示出：能够实现出色的钎焊结果。特别是这样也能够以精确的方式对具有非常小面积的部位进行感应式钎焊。可以应用传统的感应线圈，其不具有铁素体也未被铁素体包围。根据本发明的构造是成本低廉的而且以简单的结构见长。现有的钎焊装置能够被简单地通过将迄今所用的夹具替换成所介绍的磁场集中器式夹具而得到改装。
感应线圈能够呈U形地构造。U字形的臂可以在与太阳能电池表面平面平行的平面上延伸。与WO 2011/012175 A1相类似地，所述臂可以呈波纹状地成型。为了形成波纹形状，感应线圈可以包括缩窄部和扩宽部，凭借所述缩窄部和扩宽部能够使得在钎焊区内的热量产生得到进一步优化。每个扩宽部能够分别为一个夹具提供一个通向钎焊部位的通道。
夹具可以是具有至少一个磁体线圈的主动式的磁场集中器。磁体线圈可以在这种情况下以如下方式取向：主动式的磁场集中器及感应线圈的磁场线大致相同地取向。但优选的是，至少一个夹具被实施为被动式的磁场集中器，并且至少部分地由铁素体或其他具有高磁导率的材料构成，或者该夹具包含所述这样的材料。
特别优选地可以为：至少一个夹具具有夹具销，夹具销由铁素体或其他具有高磁导率的材料构成。该夹具铁素体销可以例如具有圆柱形的外部轮廓。夹具销的朝向太阳能电池的自由端部可以具有抵靠面，用于对导体加载负荷，来使导体挤压到太阳能电池的导体带上。这样的铁素体销能够成本低廉地获得并且能够简单地制造。
有利地可以为：至少一个夹具具有具备管状基体的夹具销，其中，在基体的朝向太阳能电池的前端部中，将由铁素体或其他具有高磁导率的材料制成的磁场集中器元件布置在基体的空腔中。磁场集中器元件例如可以在粘贴或夹紧在基体的内部。不言而喻地，也可以考虑其他固定可行方案。管状基体可以具有磁场中性的特性并且由玻璃、陶瓷材料或合成材料构成。
对于一定的应用领域，有利地可以为：管状基体在前端部的区域中敞开地构造。磁场集中器元件可以相对于管的自由端部齐平地定位。但也可以设想的是：磁场集中器元件相对于管状基体的自由的前端部回缩地布置，由此，磁场集中器元件不能直接碰触到导体。
可替选地，管状基体可以至少在前端部的区域中是闭合的。按照这种方式，可以确保：布置于基体中的磁场集中器元件不直接碰触有待钎焊的导体。
夹具可以具有管状基体，其具有一体地成型于基体上的底部，用以使基体的前端部闭合。可替选地，在基体的朝向太阳能电池的前端部上固定有形成抵靠面的足部件，该抵靠面在挤压过程中对导体加载负荷。足部件可以为了扩大抵靠面而相对于基体有所扩宽。当基体呈圆柱形构造时，有利地可以为：足部件限定出圆形的抵靠面，该抵靠面的圆直径大于基体的圆柱体直径。
此外，有利地可以为：至少一个夹具穿过感应线圈。优选的是，感应线圈由金属材料制成。感应线圈不一定具有磁场集中器特性。这样的结构是成本低廉的，其中，同时能够实现良好的钎焊结果。
特别优选的是：钎焊装置具有大量前面介绍的夹具。
在与方法相关的方面，本发明的长处在于，实施为磁场集中器的夹具被用来以其对通过优选借助高频发生器和感应线圈产生的高频磁场进行局部加强以及进行集中。用于连接太阳能电池的钎焊方法的长处主要在于，能够以高精确度来产生或者说制造出很小的钎焊部位。
附图说明
其他特征和优点由对实施例的下列说明以及由附图来获得。其中：
图1示出了用于连接太阳能电池的根据本发明的钎焊装置的带夹具的感应线圈的透视图，
图2示出用于钎焊装置的、可替选的带夹具的感应线圈的简化的透视图，
图3以另一透视图示出图2中的夹具之一，
图4示出穿过感应线圈的夹具的纵剖图，
图5示出根据图4的夹具的可替选的构造方案，
图6示出夹具的第三实施例，以及
图7示出根据第四实施例的夹具。
具体实施方式
图1示出整体上以1标示的、用于连接太阳能电池的钎焊装置，在该钎焊装置1中，应用电磁感应效应来产生热量，以便将电导体10钎焊到太阳能电池上。钎焊装置1包括依照感应原理工作的热源。热源具有在图1中示意地以20标示的高频发生器。高频发生器20与以18标示的钎焊头相连接，在钎焊头18上布置有以2标示的感应线圈，用于产生用于钎焊进程的高频磁场。依照感应原理工作的、借助高频发生器20在感应线圈2中产生例如频率为800kHz至900kHz的高频电流的热源产生了高频磁场。凭借钎焊装置1能够将太阳能电池9电连接起来，其中，电导体10(例如小铜带)被钎焊到太阳能电池上侧上的导体带上。
在根据图1的图示中，太阳能电池例如分别具有三个平行的导体带。相应地，相邻的太阳能电池9在应用三个导体的情况下连接起来。出于简要性考虑以及为了更好地理解，在图1中仅示出一个感应线圈2。钎焊装置1自身具有另外两个(未示出的)能够布置在钎焊头18上的感应线圈。由此，凭借钎焊头18对三个导体带在其整个电池单元长度上借助三个感应线圈2同时进行钎焊。但原则上也可以考虑其他线圈布置方案。替代为每个导体带分别设置一个感应线圈地，当然例如也可以的是：凭借唯一的、但能沿横向推移的感应线圈对太阳能电池电连接。
感应线圈2具有固定或能够固定在钎焊头18上的连接件16、与连接件16相连的连接件17以及U形的臂部段8。连接件16用作用于感应线圈2的载体并且包括水接口、电接口以及高频发生器，用以在感应线圈2中产生高频电流。臂部段8与太阳能电池9的上侧隔开间距并且沿着太阳能电池的导体带延伸。臂部段8的由管件形成的臂显见是呈波纹状地成型，由此，形成了缩窄部和扩宽部。感应线圈2在扩宽部的区域中被夹具3穿过，利用夹具将导体10挤压到太阳能电池9的导体带上。附图标记4代表用于保持夹具的盒匣件，以19标示用以挤压夹具的配重件。除了夹具3的后面详细示出和阐释的特殊构造方案外，此类的或类似的钎焊装置除后面详细介绍的夹具外，对于本领域技术人员已是公知的。示例性地列出了WO 2011/012175 A1：其就此而言在表达上适合作为本申请公开内容的一部分。因此，关于其他对于钎焊装置的结构细节方面，参引所提到的文献。
在图2中，夹具销5对分配给中间导体带的导体10加载负荷。在以11标示的前部导体带还没有敷设导体。后续应当得到钎焊的接触区被以12标示。
如由图2得出，感应线圈2也不一定非得呈波纹状地构造并且具有缩窄部和扩宽部。在本示例中，U形的臂部段8的布置于导体10上方的臂呈直线式地构造。图2示出具有多个穿过线圈的夹具3的感应线圈2。夹具3具有夹具销5，夹具销5将导体10挤压到太阳能电池9的所属的导体带上。与由现有技术公知的夹具不同地(现有技术中的夹具通过压紧而仅用于在钎焊过程之前和期间将导体根据位置固定到太阳能电池上)，根据本发明的夹具3具有附加的功能。夹具3不仅防止所敷设的导体10发生无意的滑脱，而且夹具3还在感应式钎焊进程中一并起作用，这是因为夹具3被实施为磁场集中器。相应的夹具3被实施为被动式的磁场集中器并且至少部分地由铁素体或者其他具有高磁导率的材料构成。引导套筒可以固定地装配在(这里未示出的)壳体(例如图1中示出的盒匣件4)中。钎焊过程以如下方式开始：钎焊头连同所提及的壳体一起从上部位置下沉到钎焊位置。在达到钎焊位置之前，夹具已经与接触条带发生接触并且将接触条带挤压到太阳能电池上。这通过夹具3连同配重件19的重力来实现。夹具3在引导套筒6中沿竖向能自由运动地支承，其中，例如有赖于配重件上的肩部来确保：配重件不能从壳体中掉出来。不言而喻地也可以考虑的是：夹具(例如借助气动缸)主动下沉。引导套筒不一定非得具有磁场集中特性。但附加于构造为磁场集中器的夹具销地，引导套筒也可以由铁素体构成。
实施为磁场集中器的夹具3的作用原理由图3开示。由感应线圈2产生的高频磁场以方向相反地定向的半圆形箭头来标示。在夹具销5中布置有例如由铁素体构成的磁场集中器元件7。围绕磁场集中器的磁场线通过虚线来标示。有赖于磁场集中器元件7，显见地获得了对磁场的局部加强以及集中。由此热量产生被限制于相对小的面积上。由此，利用该钎焊装置能够实施的、用于连接太阳能电池的钎焊方法的长处明显在于，能够以高精确度产生很小的钎焊部位。
图4示出带有由引导套筒6承载的夹具销5的夹具3，其中，夹具销5由铁素体制成。但不言而喻地同样可行的是：夹具销由其他具有高磁导率的材料制造。
图5至图7示出如下变型，其中，例如在(未示出的)分配给钎焊装置的壳体的引导套筒中沿竖向能运动地支承或引导的夹具销5分两部分或多部分地构造。在不将整个夹具销实施为磁场集中器的情况下，在根据图5至图7的夹具销中布置有单独的元件7。元件7由具有高磁导率的材料(例如铁素体)构成。在后面称为磁场集中器元件的该元件布置在夹具销的前端部的区域中。
在图5中，夹具销5由管状基体15构成，磁场集中器元件7布置在该基体15中。基体15是圆柱形的管件，其例如由玻璃、陶瓷或合成材料构成。因此，管件15自身是磁场中性的。在管状基体15的朝向太阳能电池的敞开的前端部上布置有由铁素体构成的磁场集中器元件7。磁场集中器元件例如可以粘贴或夹紧在基体15的内部。
在依照图6的实施例中，夹具销5的基体在自由端部的区域中是闭合的。在管状部段上，在前部接有底部14。由此确保的是：磁场集中器元件7不能直接碰触导体。要是不在管件上成型出底部的话，则夹具销5也可以配设有对管状部段加以封闭的、单独的构件。
在图7中，在管状基体15上固定有足部件13。相对于基体15扩宽的足部件13于是形成扩大的抵靠面，该抵靠面在挤压过程中对导体加载负荷。

Claims (8)

1.一种用于连接太阳能电池(9)的钎焊装置，包括：
依照感应原理工作的热源，凭借所述热源能够将所述太阳能电池(9)的配有钎焊剂的导体带(11)与电导体(10)相连接，其中，所述热源具有感应线圈(2)，用于产生高频磁场来将导体钎焊到太阳能电池上，以及
至少一个夹具(3)，用于将所述导体(10)挤压到所述太阳能电池(9)的所述导体带(11)上，其特征在于，
所述至少一个夹具(9)实施为磁场集中器，由此，磁场能够被局部加强以及被集中。
2.根据权利要求1所述的钎焊装置，其特征在于，所述至少一个夹具(3)至少部分地由铁素体或其他具有高磁导率的材料构成或者包含所述这些材料。
3.根据权利要求1或2所述的钎焊装置，其特征在于，所述至少一个夹具(3)具有夹具销(5)，所述夹具销(5)由铁素体或其他具有高磁导率的材料构成。
4.根据权利要求1至3之一所述的钎焊装置，其特征在于，所述至少一个夹具(3)具有具备管状基体(15)的夹具销(5)，其中，在所述基体的朝向所述太阳能电池的前端部上，将由铁素体或其他具有高磁导率的材料构成的磁场集中器元件(7)布置在所述基体的空腔中。
5.根据权利要求4所述的钎焊装置，其特征在于，所述管状基体(15)在所述前端部的区域中敞开地构造。
6.根据权利要求4所述的钎焊装置，其特征在于，所述管状基体(15)至少在所述前端部的区域中是闭合的。
7.根据权利要求6所述的钎焊装置，其特征在于，所述管状基体(15)具有一体地成型于所述基体上的底部(14)，用以使所述基体的所述前端部闭合；或者在所述基体(15)的所述前端部上固定有为了扩大抵靠面而优选相对于所述基体扩宽的足部件(13)。
8.根据前述权利要求1至7之一所述的钎焊装置，其特征在于，所述至少一个夹具(3)穿过所述感应线圈(2)。
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