CN106925859B - 一种晶硅电池串焊加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶硅电池串焊加热装置,包括加热底板,加热底板上表面设置有凹槽,凹槽内安装有表面与凹槽表面平齐的绝热活动块或导热活动块,绝热活动块安装在凹槽内,用于对三角形主栅的双面电池焊接,导热活动块安装在凹槽内,用于镂空主栅的双面电池或单面电池的焊接。通过在加热底板上设置凹槽,并且在凹槽内安装绝热活动块或导热活动块,使用绝热活动块,底部加热底板无垂直传热,绝热活动块垂直上方的温度不能达到焊锡熔化的温度,对应区域的焊带不能与电池连接,三角形主栅的双面电池保留了非焊接区域;而对于镂空主栅的双面电池或单面电池进行串焊时,使用导热活动块即可,这样就实现了对所有类型电池的串焊,提高良品率。

Description

一种晶硅电池串焊加热装置
技术领域
本发明涉及太阳能电池焊接技术领域,特别是涉及一种晶硅电池串焊加热装置。
背景技术
随着光伏产业技术的不断成熟,光伏电池的光电效率快速提升,从而使得制造成本快速下降,晶体硅太阳能电池已逐步占据着光伏产业的主导地位。从太阳能电池到光伏组件,需要将单片的电池串联起来形成一个整体,焊接就是其中最主要的工序。
目前,市场上主流的晶硅太阳能电池的自动串焊机的焊接方式主要有两种:红外线灯焊接和电磁感应焊接。但无论哪一种形式的焊接方式都需要底板对电池进行加热,并通过电池正反两面热量的垂直传递和横向传递,使焊锡熔化完成焊接。实践表明,当加热底板温度低于125℃时,加热平台即不能满足正常的焊锡工作。
双面发电组件因背面可吸收周围环境反射的光,能实现传统单面发电10%~30%的发电量增益,得到了广泛的关注和应用。为降低焊接过程中的碎片率,保证组件的良品率,在双面电池的自动串焊中,通常会在“前电池”的尾端与“后电池”的始端保留4mm~10mm预留非焊接区,以降低电池串在移动的过程中的碎片或隐裂风险。为收集更多的电流,提高电池的转换效率,双面电池的主栅线两端一般会设计成三角形形状,而非边缘镂空设计,但是在组件制作中,在该主栅的设计方式使得焊接更加容易的同时,会引起焊带与电池栅线预留非焊接区焊死现象,在组件生产过程中极容易发生焊点隐裂,而隐裂会大大降低了组件的良品率,提高了组件的生产成本。
而面对这一问题,通常只能通过更改焊接工艺参数和部分隔绝正面加热来实现电池预留非焊接区。更改工艺参数主要包括调节助焊剂的喷涂位置、焊结温度及时间,但是在连续串焊作业中,加热区温度会有所上升,再加上加热底板的吸附力,无法改善预留非焊接区的焊死问题,同时会增加预留非焊接区的虚焊风险。
在不同的焊接方式中,可以通过遮挡红外灯管的加热区域或去除磁感应探针来达到部分隔离正面加热,但持续串焊造成温度升高,横向传递的热量增加,同样增加了预留非焊接区的虚焊风险。因此,依照现有的技术,并不能保证在不影响电池焊接效果的情况下实现电池背面的预留非焊接区,这样会增加电池边缘电极的虚焊风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶硅电池串焊加热装置,满足双面电池和常规单面晶硅电池的焊接需求,降低隐裂和虚焊的可能。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种晶硅电池串焊加热装置,包括加热底板,所述加热底板的上表面设置有凹槽,所述凹槽内安装有表面与所述凹槽表面平齐的绝热活动块或导热活动块,所述绝热活动块安装在所述凹槽内,用于对三角形主栅的双面电池焊接,所述导热活动块安装在所述凹槽内,用于镂空主栅的双面电池或单面电池的焊接。
其中,所述凹槽的轴线方向与所述加热底板的长度方向垂直。
其中,所述凹槽在所述加热底板的长度方向的纵截面为矩形。
其中,所述凹槽的深度为8mm~10mm。
其中,所述凹槽的宽度为12mm~15mm。
其中,所述绝热活动块或所述导热活动块的宽度与所述凹槽的宽度差为0.2mm~0.3mm。
其中,所述绝热活动块为特氟龙绝热块或电木绝热块。
其中,所述导热活动块为金属导热活动块。
其中,所述导热活动块为SKD11模具钢导热活动块。
其中,还包括设置在所述加热底板的锁紧件,用于将所述绝热活动块或导热活动块固定在所述凹槽。
本发明实施例所提供的晶硅电池串焊加热装置,与现有技术相比,具有以下优点:
本发明实施例提供的晶硅电池串焊加热装置,包括加热底板,所述加热底板的上表面设置有凹槽,所述凹槽内安装有表面与所述凹槽表面平齐的绝热活动块或导热活动块,所述绝热活动块安装在所述凹槽内,用于对三角形主栅的双面电池焊接,所述导热活动块安装在所述凹槽内,用于镂空主栅的双面电池或单面电池的焊接。
所述晶硅电池串焊加热装置,通过在加热底板上设置凹槽,并且在凹槽内安装绝热活动块或导热活动块,使用绝热活动块,底部加热底板无垂直传热,绝热活动块垂直上方的温度不能达到焊锡熔化的温度,对应区域的焊带不能与电池连接,三角形主栅的双面电池保留了非焊接区域;而对于镂空主栅的双面电池或单面电池进行串焊时,使用导热活动块即可,这样就实现了对所有类型电池片的串焊。在电池片的串焊过程中,尤其是三角形主栅的双面电池的串焊,降低了隐裂和虚焊的风险,提高良品率,降低了生产成本。同时,由于绝热活动块或导热活动块的安装或者更换非常方便,不必对加热底板进行整体拆卸和安装,相比较更改工艺参数更加的省时可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的晶硅电池串焊加热装置的一种具体实施方式中的加热底板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参考图1,图1为本发明实施例提供的晶硅电池串焊加热装置的一种具体实施方式中的加热底板的结构示意图。
在一种具体实施方式中,所述晶硅电池串焊加热装置,包括加热底板10,所述加热底板10的上表面设置有凹槽11,所述凹槽11内安装有表面与所述凹槽11表面平齐的绝热活动块或导热活动块,所述绝热活动块安装在所述凹槽11内,用于对三角形主栅的双面电池焊接,所述导热活动块安装在所述凹槽11内,用于镂空主栅的双面电池或单面电池的焊接。这样在进行电池串焊时,如果是三角形主栅的双面电池,则在凹槽11中安装绝热活动块,使得绝热活动块底部的加热底板10无垂直传热,绝热活动块垂直上方的温度不能达到焊锡熔化的温度,对应区域的焊带不能与电池连接,这样就使得三角形主栅的双面电池保留了非焊接区域。同时,如果是对于普通的其它的如主栅边缘为镂空结构的双面电池以及常规单面电池的串焊,使用导热活动块即可,而且由于导热活动块的导热效率一般较加热底板10本身的导热效率好,使得热量的传输效率更好,焊接位置处的焊锡熔化的速率保持一致,串焊质量好。
本发明中的设置在加热底板10的上表面的凹槽11,一般设置在加热底板10边缘,其数量一般有一个就可以,如果在加热底板10上设置多个凹槽11,同时安装绝热活动块或导热活动块也可以实现对不同主栅设计的电池的焊接。
通过绝热活动块与导热活动块在凹槽11中的安装与更换,实现了不同主栅线设计的晶硅电池的串焊,满足常规单面电池和不同丝网印刷双面电池的焊接,大幅降低了隐裂、虚焊等焊接中存在的风险,提高了串焊效率和质量,提高了组件的良品率,降低了生产成本。同时,由于无需更改串焊工艺参数,减少了调试时间,绝热活动块与导热活动块的安装与拆卸非常简单、方便,无需对加热底板10进行整体的拆卸和安装,增加的制造成本非常有限,能够降低整个组件生产的成本,降低组件的综合发电成本,提高企业竞争力。
本发明中,凹槽11所在位置为加热底板10的上表面的两端,并不是加热底板10上相邻的两端,而是相对的两边,如与加热底板10的两条长边平行设置的凹槽11,或者是与两条短边平行设置的凹槽11,本发明对凹槽11与加热底板10的最近的侧面的间距不做具体限定,可以根据实际需求进行设计。凹槽11的轴线方向与所述加热底板10的长度方向垂直设计,即可保证电池上所有主栅线的预留非焊接区。
而对于凹槽11的形状,本发明中凹槽11的作用主要是在安装绝热活动块时进行加热底板10与绝热活动块对应的电池的非焊接区域之间的绝热,如果凹槽11的某个位置处的深度过小,会使得相应的安装的绝热活动块在该处的厚度较小,绝热效果较差,对非焊接区域的保护能力降低,为避免这一情况的发生,所述凹槽11在所述加热底板10的长度方向的纵截面为矩形。这样就使的相应的绝热活动块的在各处的厚度是均等的,不会发生绝热效果差的情况,保证非焊接区的温度不会发生焊锡熔化的温度,保证在串焊中不存在隐裂的可能,提高组件的良品率。
因此,本发明对凹槽11在加热底板10的具体位置以及凹槽的数量不做具体限定。
由于不同材质的绝热活动块的绝热能力不同,为保证在使用一些绝热能力较差的绝热活动块时也不会使得非焊接区的温度不会发生焊锡熔化的温度,因此,一般凹槽11的深度在设计时可以稍微加大一些,一般所述凹槽11的深度为8mm~10mm。
而对于凹槽11的宽度,如果凹槽11的宽度设计的过宽,虽然能够很好的获得绝热的目的,但是无疑会降低电池焊接的效果,降低组件的电性能;而相反,如果凹槽11的宽度过小,在焊带的横向热传导作用下,将非焊接区中的焊锡加热到熔化的温度,使得非焊接区中的焊锡发生熔化,所预设的预留非焊接区会变小,达不到工艺要求,甚至会电池边缘焊死,在随后的电池串流动中容易发生隐裂,而不能达到目的。因此一般会对焊接区有一定的扩展或预留,一般所述凹槽11的宽度为12mm~15mm。
而由于绝热活动块或导热活动块是安装在凹槽11内,为方便拆卸与安装。如果活动块与凹槽11的宽度差过小,在安装进凹槽11后,长期的不同材料间的热胀冷缩变形造成拆卸不便利;但宽度差过大,加热底板表面的传送布容易发生变形而造成电池的隐裂甚至破片,带来新的问题,因此,所述绝热活动块或所述导热活动块的宽度与所述凹槽11的宽度差一般设定为0.2mm~0.3mm。例如,凹槽11的宽度为12mm,绝热活动块与导热活动块的宽度为11.8mm。
本发明对加热底板10的尺寸以及凹槽11的尺寸不做具体限定。
而对于绝热活动块,一般选择特氟龙绝热块或电木绝热块。特氟龙绝热块具有耐腐蚀、耐磨、耐高温等特性,容易加工,使用成本低,电木的特性是不吸水、不导电、耐高温、强度、导热性差,因此,采用电木制作的电木绝热块具有很好的绝热性能。
在本发明中,并不限定采用特氟龙绝热块或电木绝热块,还可以使用其它材质的绝热块,本发明对此不做具体限定。
而为了提高对普通的电池的串焊效果,使得导热活动块具有很好的导热能力,一般所述导热活动块为金属导热活动块。优选的,所述导热活动块为SKD11模具钢导热活动块。SKD11模具钢热处理变形非常小,使用SKD11模具钢导热活动块使得在高温下的热膨胀较小,不会将凹槽11破坏,保障串焊的稳定性。
需要指出的是,在本发明中,还可以使用其它的金属材质的导热活动块,本发明对此不作具体限定,只要能够实现稳定串焊过程即可。
由于凹槽11有四周均与加热底板10接触,那么凹槽11中的绝热活动块或导热活动块在使用过程中,拆卸还是较为繁琐,因此一般将凹槽11的一端或两端设置在加热底板10的侧面,形成半通槽或全通槽,在使用过程中,有可能出现绝热活动块或导热活动块从凹槽11中滑出的情况,无法保证串焊过程的稳定。为避免这一情况的发生,所述晶硅电池串焊加热装置还包括设置在所述加热底板10的锁紧件20,用于将所述绝热活动块或导热活动块固定在所述凹槽11。
本发明中的锁紧件20可以是在垂直于凹槽11侧面的方向设置一个或多个通孔,在绝热活动块或导热活动块安装进凹槽11后,将螺栓作为锁紧件20,穿过绝热活动块或导热活动块将其与加热底板10固定,或者是在绝热活动块或导热活动块以及凹槽11在竖直方向的对应位置设置螺栓孔,采用绝热螺栓或导热螺栓固定,或者是在凹槽11的两个端面设置紧锁件,在绝热活动块或导热活动块安装进凹槽11后,将凹槽11的开口的一侧封闭,将绝热活动块或导热活动块固定在凹槽11内,需要更换时,打开即可将其取出,非常简单,或者是锁紧件20为围栏,在绝热活动块或导热活动块安装进凹槽11时升起,将凹槽11的开口打开,完成安装后,将围栏降低即可,类似现有的进出小区的升降杆的作用。本发明对锁紧件20不做具体限定。
当然,在本发明中主要针对晶硅电池的串焊,对于其它类型的太阳能电池,只要结构相似,也能够进行串焊,本发明对此不作具体限定。
综上所述,本发明实施例提供的晶硅电池串焊加热装置,通过在加热底板上设置凹槽,并且在凹槽内安装绝热活动块或导热活动块,使用绝热活动块,底部加热底板无垂直传热,绝热活动块垂直上方的温度不能达到焊锡熔化的温度,对应区域的焊带不能与电池连接,三角形主栅的双面电池保留了非焊接区域;而对于镂空主栅的双面电池或单面电池进行串焊时,使用导热活动块即可,这样就实现了对所有类型电池片的串焊,尤其是,三角形主栅的双面电池的串焊,降低了隐裂和虚焊的风险,提高良品率,降低了生产成本。同时,由于绝热活动块或导热活动块的安装或者更换非常方便,不必对加热底板进行整体拆卸和安装,相比较更改工艺参数更加的省时可靠。
以上对本发明所提供的晶硅电池串焊加热装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶硅电池串焊加热装置,其特征在于,包括加热底板,所述加热底板的上表面设置有凹槽,所述凹槽内安装有表面与所述凹槽表面平齐的绝热活动块或导热活动块,所述绝热活动块安装在所述凹槽内,用于对三角形主栅的双面电池焊接,所述导热活动块安装在所述凹槽内,用于镂空主栅的双面电池或单面电池的焊接。
2.如权利要求1所述晶硅电池串焊加热装置,其特征在于,所述凹槽的轴线方向与所述加热底板的长度方向垂直。
3.如权利要求2所述晶硅电池串焊加热装置,其特征在于,所述凹槽在所述加热底板的长度方向的纵截面为矩形。
4.如权利要求3所述晶硅电池串焊加热装置,其特征在于,所述凹槽的深度为8mm~10mm。
5.如权利要求4所述晶硅电池串焊加热装置,其特征在于,所述凹槽的宽度为12mm~15mm。
6.如权利要求5所述晶硅电池串焊加热装置,其特征在于,所述绝热活动块或所述导热活动块的宽度与所述凹槽的宽度差为0.2mm~0.3mm。
7.如权利要求1所述晶硅电池串焊加热装置,其特征在于,所述绝热活动块为特氟龙绝热块或电木绝热块。
8.如权利要求1所述晶硅电池串焊加热装置,其特征在于,所述导热活动块为金属导热活动块。
9.如权利要求8所述晶硅电池串焊加热装置,其特征在于,所述导热活动块为SKD11模具钢导热活动块。
10.如权利要求1-8任意一项所述晶硅电池串焊加热装置,其特征在于,还包括设置在所述加热底板的锁紧件,用于将所述绝热活动块或导热活动块固定在所述凹槽。
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