CN104682867B - 晶体硅太阳能电池焊接检测方法及检测设备 - Google Patents
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Abstract
一种晶体硅太阳能电池焊接检测方法，包括：将待测工件加热，加热温度低于待测工件的焊接温度，若待测工件存在虚焊，则虚焊处会产生明显变形，通过检测待测工件有无明显变形从而确定该待测工件是否为合格品。本发明还包括一种晶体硅太阳能电池焊接检测设备，包括：检测台、加热装置、检测组件、直线驱动机构。本发明利用硅和铜热膨胀系数差别大的特点，通过加热待检测的晶体硅太阳能电池片，使虚焊处的汇流条翘起，通过检测手段来检测有无“翘起”，从而使原本难检测的汇流条虚焊现象变的方便检测，起到了化难为简的效果。
Description
技术领域：
本发明涉及太阳能电池串焊技术领域，特别涉及一种晶体硅太阳能电池焊接检测方法及检测设备。
背景技术：
作为一种可再生的清洁能源，人们将目光越来越多的投向了太阳能，而光伏发电是利用太阳能的一个重要领域，随着各国对清洁能源的大力扶持，促使光伏组件的全自动串焊机也随之发展起来，目前，光伏组件生产厂家对串焊机产能提出了更高的要求，要求产能达每小时2000片，但在电池片焊接质量的自动检测上并没有像全自动串焊机一样同步发展，实现全面检测和自动检测。如图1所示，晶体硅太阳能电池片是负极上布设一列一列线状的金属栅线91和带状的主栅线92，主栅线92与栅线91垂直，在晶体硅太阳能电池片正极上只布设有主栅线92（如图2所示），电池片与电池片串联焊接就是在晶体硅太阳能电池片的主栅线92上焊上一层汇流条，通过汇流条连接一片一片的电池片，形成一定数量的串联电池串，汇流条在各电池片主栅线92上的焊接质量直接决定产品的好坏。目前，大部分检测项目仍完全停留在靠人肉眼来观测、判断并做处理，所以急需有一种高效的可在晶体硅太阳能电池片串焊过程中对太阳能电池片焊接质量进行实时在线检测识别虚焊的装置。
发明内容：
有鉴于此，有必要提供一种晶体硅太阳能电池焊接检测方法。
还有必要提供一种晶体硅太阳能电池焊接检测设备。
一种晶体硅太阳能电池焊接检测方法，包括：将待测工件加热，加热温度低于待测工件的焊接温度，若待测工件存在虚焊，则虚焊处会产生明显变形，通过检测待测工件有无明显变形从而确定该待测工件是否为合格品。以上所述的待测工件指焊接了汇流条的晶体硅太阳能电池片，因为晶体硅太阳能电池片基材为高纯硅，与其串焊在一起的汇流条基材为铜，线胀系数铜是硅6.67倍，当受到加热时，因虚焊的汇流条未牢固地附着在电池片上，会发生明显翘起，即前文所述的明显变形。
优选的，在加热待测工件前，先将待测工件负极向上的平铺在检测台上，并通过真空吸附使待测工件与检测台贴紧。以消除待测工件因内应力或其它原因形成的表面弯曲，同时也使加热过程中晶体硅太阳能电池片基材保持水平。
优选的，检测待测工件使用光线感应扫描方法，即：设有光束发射端和接收端，并使光束总是射向接收端，将光束在待测工件上方扫过，当遇到因待测工件明显变形而导致的光束亮度变化超出预定范围，则检测结果标记为不合格。
优选的，在加热待测工件之前，如果真空吸附在待测工件与检测台之间的负压值低于预设值时，则检测结果标记为不合格。前述预设值为在检测环境不变的情况下，合格的待测工件与检测台之间建立的负压值。
优选的，检测待测工件使用图像对比技术。即给加热后的待测工件成像，并将该图像与标准图像比较以确定该检测待测工件是否合格；前述标准图像为在检测环境不变的情况下，合格的待测工件所呈的图像。
一种晶体硅太阳能电池焊接检测设备，包括：检测台、加热装置、检测组件、直线驱动机构；检测台台面水平用于放置待测工件，检测组件位于检测台上方，检测组件为光线感应扫描装置，包括光束发射端、光束接收端；光束发射端用于发射检测光束，光束发射端、光束接收端位于检测台两侧，加热装置用于加热待测工件，直线驱动机构使检测台和检测组件相对运动使检测光束扫过待测工件平面。
优选的，加热装置为电热式加热棒，加热棒的放热部位于检测台内。
优选的，晶体硅太阳能电池焊接检测设备还包括负压泵，在检测台台面开有抽气孔，抽气孔向下延伸并与检测台内的主抽气管相连，主抽气管的出气端与负压泵相连。
优选的，直线驱动机构包括：导轨、沿导轨滑动的小车和驱动电机；导轨位于检测台右侧，检测组件与小车左侧相固定。
本发明利用电池片硅和汇流条铜热膨胀系数差别大的特点，通过加热待检测的待测工件，加热温度低于待测工件的焊接温度，若待测工件存在虚焊，则虚焊处会产生明显变形，通过检测待测工件有无明显变形从而确定该待测工件是否为合格品。因此，使原本难检测的汇流条与电池片是否存在虚焊现象变的方便检测，起到了化难为简的效果。
附图说明：
附图1是晶体硅太阳能电池片的主视示意图。
附图2是晶体硅太阳能电池片的背面示意图。
附图3是一幅较佳实施方式的晶体硅太阳能电池焊接检测设备的俯视示意图。
附图4是一幅较佳实施方式的晶体硅太阳能电池焊接检测设备的主视示意图。
附图5是晶体硅太阳能电池焊接检测设备检测后的设备状态示意图。
图中：栅线91、主栅线92、检测台1、加热装置2、检测组件3、直线驱动机构4、待测工件8、光束发射端31、光束接收端32、负压泵5、抽气孔11、主抽气管12、导轨41、小车42。
具体实施方式：
一种晶体硅太阳能电池焊接检测方法，包括：将待测工件加热, 加热温度低于待测工件的焊接温度，若待测工件存在虚焊，则虚焊处会产生明显变形，通过检测待测工件有无明显变形从而确定该待测工件是否为合格品。即：当检测到虚焊处即汇流条无明显变形时，该被检测晶体硅太阳能电池片为合格。以上所述的待测工件指焊接汇流条后晶体硅太阳能电池片，因为晶体硅太阳能电池片基材为高纯硅，与其串焊在一起的汇流条基材为铜，线胀系数铜是硅的6.67倍，当加热后，因虚焊的汇流条未牢固地附着在电池片上，会发生明显翘起，即前文所述的明显变形。以此来检验汇流条与电池片焊接后的质量情况。电池片焊接，是将汇流条焊接在电池片的正面（负极）和背面（正极），即电池片的正面和背面都需要检测，只要检测到其中一处存在虚焊现象，则该电池片就判为不合格。
因此，在本实施方式中，在加热待测工件前，先将待测工件负极向上的平铺在检测台上，并通过真空吸附使待测工件与检测台贴紧以消除待测工件因内应力或其它原因形成的表面弯曲，同时也使加热过程中晶体硅太阳能电池片基材保持水平。使用光线感应扫描方法来检测待测工件正面的焊接质量，即：设有光束发射端和接收端，并使光束总是射向接收端，将光束在待测工件上方扫过，当遇到因待测工件明显变形而导致的光束亮度变化超出预定范围，则检测结果标记为不合格。运用真空吸附在待测工件与检测台之间建立的负压值是否低于预设值检测待测工件背面的焊接质量，若低于预设值，说明待检测的晶体硅太阳能电池片的正极存在虚焊，则停止检测并将该次检测结果标记为不合格，前述预设值为在检测环境不变的情况下，合格的待测工件与检测台之间建立的负压值。
在另一种实施方式中，检测待测工件使用图像对比技术。
如图2~4所示，一种晶体硅太阳能电池焊接检测设备，包括：检测台1、加热装置2、检测组件3、直线驱动机构4；检测台1台面水平用于放置待测工件8，检测组件3位于检测台1上方，检测组件3为光线感应扫描装置，包括光束发射端31、光束接收端32；光束发射端31用于发射检测光束，光束发射端31、光束接收端32位于检测台1两侧，加热装置2用于加热待测工件8，直线驱动机构4使检测台1和检测组件3相对运动使检测光束扫过待测工件8的平面。
在本实施方式中，加热装置2为电热式加热棒，加热棒的放热部位于检测台1内。
在本实施方式中，晶体硅太阳能电池焊接检测设备还包括负压泵5，在检测台1台面开有抽气孔11，抽气孔11向下延伸并与检测台内1的主抽气管12相联，主抽气管12的出气端与负压泵5相联。
在本实施方式中，直线驱动机构4包括：导轨41、沿导轨滑动的小车42和驱动电机；导轨41位于检测台1右侧，检测组件3与小车42左侧相固定。
按照图示，在加热待测工件8前，先将待测工件8负极向上的平铺在检测台1上，并通过真空吸附即负压泵5工作通过抽气孔11和主抽气管12作用在检测台1表面形成真空，将待测工件8吸附在检测台1上，使待测工件8与检测台1贴紧以消除待测工件8因内应力或其它原因形成的表面弯曲，同时也使加热装置2在加热晶体硅太阳能电池片过程中使其基材保持水平。此时，利用光线感应扫描方法即检测组件3来检测待测工件8正面的焊接质量，检测组件3包括光束发射端31和光束接收端32，并使光束总是射向接收端32，将光束在待测工件8上方扫过，当遇到因待测工件8明显变形而导致的光束亮度变化超出预定范围，则检测结果标记为不合格。运用负压泵5产生的真空吸附在待测工件8与检测台1之间建立的负压值是否低于预设值检测待测工件8背面的焊接质量，若低于预设值，说明待检测的晶体硅太阳能电池片的正极存在虚焊，则停止检测并将该次检测结果标记为不合格，前述预设值为在检测环境不变的情况下，合格的待测工件8与检测台1之间建立的负压值。
在另一实施方式中，检测待测工件8也可以使用图像对比技术，即通过照相机给焊接的待测工件8侧面进行拍照，与合格焊接电池片拍的标准图像进行比较进行判别检测待测工件8是否合格。
Claims (2)
1.一种晶体硅太阳能电池焊接检测方法，其特征在于：包括：将待测工件加热，加热温度低于待测工件的焊接温度，若待测工件存在虚焊，则虚焊处会产生明显变形，通过检测待测工件有无明显变形从而确定该待测工件是否为合格品；在加热待测工件前，先将待测工件平铺在检测台上，并通过真空吸附使待测工件与检测台贴紧；检测待测工件使用光线感应扫描方法，即：设有光束发射端和接收端，并使光束总是射向接收端，将光束在待测工件上方扫过，当遇到因待测工件明显变形而导致的光束亮度变化超出预定范围，则检测结果标记为不合格；在加热待测工件之前，如果真空吸附在待测工件与检测台之间的负压值低于预设值时，则检测结果标记为不合格。
2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池焊接检测方法，其特征在于：晶体硅太阳能电池焊接检测设备包括检测台、加热装置、检测组件、直线驱动机构；检测台台面水平用于放置待测工件，检测组件位于检测台上方，检测组件为光线感应扫描装置，包括光束发射端、光束接收端；光束发射端用于发射检测光束，光束发射端、光束接收端位于检测台两侧，加热装置用于加热待测工件，直线驱动机构使检测台和检测组件相对运动使检测光束扫过待测工件平面；加热装置为电热式加热棒，加热棒的放热部位于检测台内；晶体硅太阳能电池焊接检测设备还包括负压泵，在检测台台面开有抽气孔，抽气孔向下延伸并与检测台内的主抽气管相连，主抽气管的出气端与负压泵相连；导轨、沿导轨滑动的小车和驱动电机；导轨位于检测台右侧，检测组件与小车左侧相固定。
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