CN104647885B - 用于电极激光转印中的激光转印对准装置及其对准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电极激光转印中的激光转印对准装置，它包括：浆料载体，所述浆料载体具有至少一个和打印工位上的待打印电池片的金属电极相对应的金属电极镂空图案；激光器，所述激光器具有一激光扫描头和一控制器，激光扫描头的信号输入端与控制器的信号输出端相连接；浆料载体视觉定位系统，所述浆料载体视觉定位系统具有反射镜和多个相机，多个相机的信号输出端与控制器的信号输入端相连接；当待打印电池片位于打印工位时，反射镜将浆料载体上金属电极镂空图案的图像反射至多个相机内。本发明实现了激光转印技术实现过程中的图案的精确及数值定位，根据浆料载体的实际图案提高对位的精度，减少此技术印刷不良，实现更精细化的印刷。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电极激光转印中的激光转印对准装置及其对准方法，属于激光转印技术领域。
背景技术
目前，传统光伏太阳能电池制作过程中，电极是通过丝网印刷的方法把导电银浆料作用到电池片的基体(硅片)上，由于要把浆料按一定的图形(网版的PATTERN)印刷至电池片表面，其涉及到网版与电池片对准问题，其实现方法是通过两套视觉系统分别搜索网版上的MARK点和硅片的四个边缘，从而定位出网版和硅片的位置，此方法并没有考虑到网版在印刷过程中，在网版的使用寿命期内，随着印刷电池片的数量的增大，网版本身是有一个变形量，如果印刷正面电极的两台设备的变形不一致，就会导致正面电极的两次印刷对位的不准，引起金属电极的加粗不良，既影响外观，也影响电池片的电性能与转换效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种用于电极激光转印中的激光转印对准装置，它实现了激光转印技术实现过程中的图案的精确及数值定位，根据浆料载体的实际图案(包括变形)提高对位的精度，减少此技术印刷不良，实现更精细化的印刷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于电极激光转印中的激光转印对准装置，它包括：
浆料载体，所述浆料载体具有至少一个和打印工位上的待打印电池片的金属电极相对应的金属电极镂空图案；
激光器，所述激光器具有一激光扫描头和一控制器，激光扫描头的信号输入端与控制器的信号输出端相连接；
浆料载体视觉定位系统，所述浆料载体视觉定位系统具有反射镜和多个相机，多个相机的信号输出端与控制器的信号输入端相连接；当待打印电池片位于打印工位时，反射镜将浆料载体上金属电极镂空图案的图像反射至多个相机内，相机用于将所照射的图像位置信息传递给控制器，控制器根据接收到的图像位置信息驱动激光扫描头的动作以便使激光扫描头扫描出的图案的位置与金属电极镂空图案的位置相吻合。
用于电极激光转印中的激光转印对准装置还包括传送装置，所述的浆料载体安装在传送装置上，传送装置用于将浆料载体上的金属电极镂空图案传送至打印工位的上方。
用于电极激光转印中的激光转印对准装置还包括刮刀，刮刀与浆料载体相抵接，以便当传送装置运动时，所述刮刀将浆料刮至浆料载体的金属电极镂空图案内。
用于电极激光转印中的激光转印对准装置还包括电池片定位视觉系统和硅片承载台，电池片定位视觉系统与硅片承载台控制连接，以便电池片定位视觉系统控制移动硅片承载台的位置使待打印电池片位于打印工位上。
所述的浆料载体视觉定位系统包括两组视觉定位装置，并且两组视觉定位装置分别位于激光器的两侧，每组视觉定位装置包括四个相机和一个反射镜，每组视觉定位装置中，反射镜的反射面分别与金属电极镂空图案的法向和相机的照射方向具有45°夹角。
本发明还提供一种用于电极激光转印中的激光转印对准装置的对准方法，该方法的步骤如下：
(a)校准浆料载体视觉定位系统，步骤如下：
(a1)将校准激光感应纸固定在浆料载体的其中一个金属电极镂空图案所处的位置上；其中，校准激光感应纸上具有校准图案；
(a2)利用浆料载体视觉定位系统对校准激光感应纸的图像进行拍取和定位；
(a3)利用激光器在校准激光感应纸上激光打印出标准图案，并进行测量和校准，保证激光打印出的标准图案与校准激光感应纸上的校准图案完全重合，得到激光扫描头和各相机的位置和坐标对应关系，从而校准浆料载体视觉定位系统；
(b)采用浆料载体视觉定位系统自动对浆料载体上的金属电极镂空图案进行识别；
(c)硅片承载台在电池片定位视觉系统的定位下将待打印电池片运输至该金属电极镂空图案的正下方；
(d)浆料载体视觉定位系统把识别到的金属电极镂空图案的位置和图案输至控制器中，通过控制器调整激光扫描头，使激光扫描头扫描出的图案与金属电极镂空图案相吻合；
(e)控制激光扫描头出光并作用至金属电极镂空图案上，把浆料转印至待打印电池片上。
采用了上述技术方案后，本发明的载体视觉定位系统具有多个相机，每个相机的视野为拍摄金属电极镂空图案的一部分图案，并保证相邻两相机具有重叠范围，这样通过图案处理与坐标转换，就可以最大限度的知道每个金属电极镂空图案的实际图案，然后生成图形并控制激光器的激光扫描头进行扫描出与金属电极镂空图案一样的图形，从而把金属电极镂空图案上的浆料通过激光的能量打掉并作用到电池片上，从而形成金属电极图案。本发明能实现30um甚至以下宽度的电极，一是可以减少银浆的每片单耗30％～50％，二是可以提升电池片的光电转换效率0.15～0.3％，通过提升系统的稳定性，在保证上面印刷对准精度的情况下，提升量产设备的良率，从而把此激光转印技术进一步大面积推广。
附图说明
图1为本发明的用于电极激光转印中的激光转印对准装置的结构示意图；
图2为浆料载体的部分示意图；
图3为本发明的用于电极激光转印中的激光转印对准装置的部分结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1～3所示，一种用于电极激光转印中的激光转印对准装置，它包括：
浆料载体4-4，所述浆料载体4-4具有至少一个和打印工位上的待打印电池片4-5的金属电极相对应的金属电极镂空图案；
激光器，所述激光器具有一激光扫描头4-1和一控制器，激光扫描头4-1的信号输入端与控制器的信号输出端相连接；
浆料载体视觉定位系统，所述浆料载体视觉定位系统具有反射镜4-2和多个相机4-3，多个相机4-3的信号输出端与控制器的信号输入端相连接；当待打印电池片4-5位于打印工位时，反射镜4-2将浆料载体4-4上金属电极镂空图案的图像反射至多个相机4-3内，相机4-3用于将所照射的图像位置信息传递给控制器，控制器根据接收到的图像位置信息驱动激光扫描头4-1的动作以便使激光扫描头4-1扫描出的图案的位置与金属电极镂空图案的位置相吻合。
用于电极激光转印中的激光转印对准装置还包括传送装置1-9，所述的浆料载体4-4安装在传送装置上，传送装置1-9用于将浆料载体4-4上的金属电极镂空图案传送至打印工位的上方。
用于电极激光转印中的激光转印对准装置还包括刮刀1-3，刮刀(1-3)与浆料载体4-4相抵接，以便当传送装置1-9运动时，刮刀1-3将浆料刮至浆料载体4-4的金属电极镂空图案内。
用于电极激光转印中的激光转印对准装置还包括电池片定位视觉系统和硅片承载台4-6，电池片定位视觉系统与硅片承载台4-6控制连接，以便电池片定位视觉系统控制移动硅片承载台4-6的位置使待打印电池片4-5位于打印工位上。
浆料载体视觉定位系统包括两组视觉定位装置，并且两组视觉定位装置分别位于激光器的两侧，每组视觉定位装置包括四个相机4-3和一个反射镜4-2，每组视觉定位装置中，反射镜4-2的反射面分别与金属电极镂空图案的法向和相机4-3的照射方向具有45°夹角。
该用于电极激光转印中的激光转印对准装置的对准方法，该方法的步骤如下：
(a)校准浆料载体视觉定位系统，步骤如下：
(a1)将校准激光感应纸固定在浆料载体4-4的其中一个金属电极镂空图案所处的位置上；其中，校准激光感应纸上具有校准图案；
(a2)利用浆料载体视觉定位系统对校准激光感应纸的图像进行拍取和定位；
(a3)利用激光器在校准激光感应纸上激光打印出标准图案，并进行测量和校准，保证激光打印出的标准图案与校准激光感应纸上的校准图案完全重合，得到激光扫描头(4-1)以及各相机4-3的位置和坐标对应关系，从而校准浆料载体视觉定位系统；
(b)采用浆料载体视觉定位系统自动对浆料载体4-4上的金属电极镂空图案进行识别；
(c)硅片承载台4-6在电池片定位视觉系统的定位下将待打印电池片4-5运输至该金属电极镂空图案的正下方；
(d)浆料载体视觉定位系统把识别到的金属电极镂空图案的位置和图案输至控制器中，通过控制器调整激光扫描头4-1，使激光扫描头4-1扫描出的图案与金属电极镂空图案相吻合；
(e)控制激光扫描头4-1出光并作用至金属电极镂空图案上，把浆料转印至待打印电池片4-5上。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于电极激光转印中的激光转印对准装置，其特征在于，它包括：
浆料载体(4-4)，所述浆料载体(4-4)具有至少一个和打印工位上的待打印电池片(4-5)的金属电极相对应的金属电极镂空图案；
激光器，所述激光器具有一激光扫描头(4-1)和一控制器，激光扫描头(4-1)的信号输入端与控制器的信号输出端相连接；
浆料载体视觉定位系统，所述浆料载体视觉定位系统具有反射镜(4-2)和多个相机(4-3)，多个相机(4-3)的信号输出端与控制器的信号输入端相连接；当待打印电池片(4-5)位于打印工位时，反射镜(4-2)将浆料载体(4-4)上金属电极镂空图案的图像反射至多个相机(4-3)内，相机(4-3)用于将所照射的图像位置信息传递给控制器，控制器根据接收到的图像位置信息驱动激光扫描头(4-1)的动作以便使激光扫描头(4-1)扫描出的图案的位置与金属电极镂空图案的位置相吻合；
还包括电池片定位视觉系统和硅片承载台(4-6)，电池片定位视觉系统与硅片承载台(4-6)控制连接，以便电池片定位视觉系统控制移动硅片承载台(4-6)的位置使待打印电池片(4-5)位于打印工位上。
2.根据权利要求1所述的用于电极激光转印中的激光转印对准装置，其特征在于：还包括传送装置(1-9)，所述的浆料载体(4-4)安装在传送装置上，传送装置(1-9)用于将浆料载体(4-4)上的金属电极镂空图案传送至打印工位的上方。
3.根据权利要求2所述的用于电极激光转印中的激光转印对准装置，其特征在于：还包括刮刀(1-3)，刮刀(1-3)与浆料载体(4-4)相抵接，以便当传送装置(1-9)运动时，所述刮刀(1-3)将浆料刮至浆料载体(4-4)的金属电极镂空图案内。
4.根据权利要求1所述的用于电极激光转印中的激光转印对准装置，其特征在于：所述的浆料载体视觉定位系统包括两组视觉定位装置，并且两组视觉定位装置分别位于激光器的两侧，每组视觉定位装置包括四个相机(4-3)和一个反射镜(4-2)，每组视觉定位装置中，反射镜(4-2)的反射面分别与金属电极镂空图案的法向和相机(4-3)的照射方向具有45°夹角。
5.一种如权利要求1至4中任一项所述的用于电极激光转印中的激光转印对准装置的对准方法，其特征在于该方法的步骤如下：
(a)校准浆料载体视觉定位系统，步骤如下：
(a1)将校准激光感应纸固定在浆料载体(4-4)的其中一个金属电极镂空图案所处的位置上；其中，校准激光感应纸上具有校准图案；
(a2)利用浆料载体视觉定位系统对校准激光感应纸的图像进行拍取和定位；
(a3)利用激光器在校准激光感应纸上激光打印出标准图案，并进行测量和校准，保证激光打印出的标准图案与校准激光感应纸上的校准图案完全重合，得到激光扫描头(4-1)以及各相机(4-3)的位置和坐标对应关系，从而校准浆料载体视觉定位系统；
(b)采用浆料载体视觉定位系统自动对浆料载体(4-4)上的金属电极镂空图案进行识别；
(c)硅片承载台(4-6)在电池片定位视觉系统的定位下将待打印电池片(4-5)运输至该金属电极镂空图案的正下方；
(d)浆料载体视觉定位系统把识别到的金属电极镂空图案的位置和图案输至控制器中，通过控制器调整激光扫描头(4-1)，使激光扫描头(4-1)扫描出的图案与金属电极镂空图案相吻合；
(e)控制激光扫描头(4-1)出光并作用至金属电极镂空图案上，把浆料转印至待打印电池片(4-5)上。
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