CN107256908B - 太阳能组件的电池串阵列连续化生产工艺及其生产设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能组件的电池串阵列连续化生产工艺及其生产设备，主要采用将电池片进行矩阵排列供料，按电池串阵列，将若干电池片同步抓取，经沿输送方向依次设置的供料装置、导电材料贴涂装置、电池片外观检测装置、叠成固定装置、电池串外观检查装置、组串排版焊接装置、EL检测装置，以及输送电池片、电池串的传输装置，得到电池串阵列。本发明将太阳能组件的生产，按矩阵同步抓取电池片，从电池片上料至电池串下料，一次能够完成多个电池串的同步正常，极大的提高了组件的生产效率，设备连续性、自动化程度高，可以实现太阳能组件精细化生产，降低电池片之间的缝隙，在同样的单位面积下铺设更多电池片，提高太阳能组件的功率。

Description

太阳能组件的电池串阵列连续化生产工艺及其生产设备
技术领域
本发明涉及太阳能组件封装加工制造领域，特别是组件的电池串生产工艺及其生产设备。
背景技术
太阳能组件将光伏电池以更紧密的方式互相连结，令电池间的缝隙降到最低，甚至边缘稍微重叠，因此在同样的单位面积中可以铺设更多电池，吸光面积增加，瓦数也能提高10-15W之多。另外，太阳能组件几乎不需要焊带，相对的节省了焊带成本。
相比传统的普通太阳能电池组件结构，在单位面积下放电池片数量方面，太阳能组件的优点主要体现在：使得单位面积下可以放置更多的太阳能电池片，提高组件的发电功率以及稳定性，弥补国内光伏制造领域的空白。
太阳能组件的内部，采用多个电池片进行堆叠形成电池串，电池串再以串联、并联、串并联形成阵列。据此，为提高生产效率，需要对此设计新的生产工艺和生产设备，优化电池串阵列的生产过程，从而减少操作人员，降低占地面积，保证在生产中提高效率，在增加产量的同时，创造有竞争力的成本优势。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的之一是提供一种太阳能组件的电池串阵列的生产工艺，从电池片上料至电池串下料过程，完成生产和检测；本发明的另一目的是提供实现这种生产工艺的生产设备。
技术方案：一种太阳能组件的电池串阵列连续化生产工艺，包括以下步骤：
步骤100：将电池片进行矩阵排列供料，按电池串阵列，将若干电池片同步抓取，输送至下一工位；
步骤200：对电池片指定位置贴涂导电材料，而后将若干电池片同步抓取，输送至下一工位；
步骤300：对电池片进行外观缺陷检测，若存在检测不合格的电池片，将之替换至检测合格，而后将合格的若干电池片同步抓取，输送至下一工位；
步骤400：对电池片叠成固化，形成若干电池串，而后将若干电池串同步输送至下一工位；
步骤500：对电池串进行外观检查，是否合格进行分类；
步骤600：抓取合格的电池串进行组串排版焊接，得到电池串阵列，输送至下一工位；
步骤700：对电池串阵列进行EL检测。
一种上述的太阳能组件的电池串阵列连续化生产的生产设备，包括沿输送方向依次设置的供料装置、导电材料贴涂装置、电池片外观检测装置、叠成固定装置、电池串外观检查装置、组串排版焊接装置、EL检测装置，以及输送电池片、电池串的传输装置；
供料装置为矩阵排列的若干料盒，料盒内叠置有电池片；
导电材料贴涂装置用于对电池片指定位置贴涂导电材料；
电池片外观检测装置用于检测电池片外观是否合格；
叠成固定装置用于将电池片按叠片要求移动并达到堆叠状态，电池片之间正负极依靠导电材料固化压紧，形成电池串；
电池串外观检查装置用于检测电池串外观是否合格；
组串排版焊接装置用于对电池串进行排版并对电池串之间进行焊接操作，得到电池串阵列；
EL检测装置用于对电池串阵列进行EL检测；
传输装置对于沿输送方向依次设置的各装置共用设置或分别设置。
在供料装置、导电材料贴涂装置抓取电池片的传输装置为机械手，还包括承载平台、吸盘，承载平台的上表面与机械手固定，承载平台的下表面按矩阵排列设置若干吸盘。
进一步的，供料装置的料盒下方还设有顶升机构，料盒底面开设有顶升口，料盒内放置顶升底盘，电池片叠置在顶升底盘上方，顶升杆从顶升口竖直作用于顶升底盘下方。
进一步的，导电材料贴涂装置包括对输送至此的电池片进行位置校正的校位机构、贴涂导电材料的贴涂头。
进一步的，电池片外观检测装置包括影像检测机构、去除次品并更换电池片的替料机构。
进一步的，叠成固定装置还包括由焊接固化机构、压紧机构构成的焊接平台，此时，传输装置除包括机械手，还包括承载平台、吸盘，还包括轨道、支座，支座下端安装吸盘，支座上端穿设于轨道，轨道按形成电池串的方向设置在承载平台的下表面，支座通过驱动源驱动沿轨道移动。传输装置还包括限位件，限位件固定在轨道上，对应限制每个支座的移动距离并定位。
最佳的，焊接固化机构包括电阻丝加热机构、紫外线加热机构。
最佳的，压紧机构包括压针阵列及压块。
进一步的，在电池串外观检查装置抓取电池串的传输装置还包括转向接头，转向接头设置连接在承载平台与吸盘之间。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：将太阳能组件的生产，按矩阵同步抓取电池片，从电池片上料至电池串下料，一次能够完成多个电池串的同步正常，极大的提高了组件的生产效率，设备连续性、自动化程度高，可以实现太阳能组件精细化生产，降低电池片之间的缝隙，在同样的单位面积下铺设更多电池片，提高太阳能组件的功率。
附图说明
图1为本发明生产设备结构示意图；
图2为供料装置结构示意图；
图3为实施例中第一传输装置的结构示意图；
图4为实施例中第三传输装置的结构示意图；
图5为第三传输装置完成电池片堆叠的状态示意图；
图6为实施例中第四传输装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种太阳能组件的电池串阵列连续化生产工艺，包括以下步骤：
步骤100：将电池片进行矩阵排列供料，电池片供料矩阵可以大于电池串阵列所需的电池片，例如电池串阵列为20串、每串100片电池片，则电池串阵列所需的电池片为20*100，而设置的电池片供料矩阵可以是大于20*100。然后根据所需制造的电池串阵列，将若干电池片同步抓取，输送至下一工位。
步骤200：对电池片指定位置贴涂导电材料，而后将若干电池片同步抓取，输送至下一工位。
步骤300：对电池片进行外观缺陷检测，若存在检测不合格的电池片，将之替换至检测合格，而后将合格的若干电池片同步抓取，输送至下一工位。
步骤400：对电池片按照叠片电池的要求，进行移位、叠成，调整一串电池串中电池片之间的间隙，各个电池片之间正负极的导电材料连接在一起，然后固化，形成若干电池串，而后将若干电池串同步输送至下一工位。
步骤500：对电池串进行外观检查，是否合格进行分类。
步骤600：抓取合格的电池串进行组串排版焊接，得到电池串阵列，输送至下一工位。
步骤700：对电池串阵列进行EL检测。
一种实现上述的太阳能组件的电池串阵列连续化生产的生产设备，如附图1所示，包括沿输送方向依次设置的供料装置1、导电材料贴涂装置2、电池片外观检测装置3、叠成固定装置4、电池串外观检查装置5、组串排版焊接装置6、EL检测装置7，以及输送电池片、电池串的传输装置。
供料装置，由若干料盒形成矩阵排列的电池片放置区域，如附图2所示，料盒11底面开设有顶升口13，料盒内放置顶升底盘14盖住顶升口13，一摞电池片叠置在顶升底盘14上，料盒下方设有顶升机构12，顶升机构12与顶升口13相对，顶升机构12从顶升口13竖直作用于顶升底盘14下方，抬升料盒内的电池片，以便抓取。
如附图3所示，第一传输装置具有机械手81、承载平台82、吸盘83，承载平台82的上表面与机械手81固定，承载平台82的下表面按矩阵排列设置若干吸盘83。第一传输装置用于抓取料盒内的电池片，吸盘与料盒相对应，根据生产电池串阵列所需的电池片，吸盘吸附电池片表面，一次抓取所需的电池片，输送至导电材料贴涂装置。
导电材料贴涂装置，具有校位机构和贴涂导电材料的贴涂头。第一传输装置将电池片全部放入校位机构。校位机构对电池片放置后的位置进行校正，以便贴涂头在电池片的指定位置进行贴涂导电材料的操作。导电材料包括导电胶带、导电胶等能够与电池片相粘结且导电性能良好的材料。贴涂头包括点胶头或胶带夹爪等将导电材料贴涂于电池片表面的装置，具体结构依据所用导电材料而异。
第二传输装置用于一次抓取贴涂了导电材料的电池片，输送至电池片外观检测装置。第二传输装置与第一传输结构相同。
电池片外观检测装置用于检测电池片外观是否合格，包括影像检测机构、去除次品并更换电池片的替料机构。第二传输装置将贴涂了导电材料的电池片全部放置在影像检测机构的检测平台上，如检测到外观不合格的电池片，由替料机构将该不合格电池片抓取移除，并更换一贴涂了导电材料的电池片至原位，至所有电池片外观检测合格。
第三传输装置用于一次抓取所有外观检测合格的电池片，并将电池片按叠片要求移动并达到堆叠状态，输送至叠成固定装置。第三传输装置相比第一传输装置，如附图4所示，还包括轨道84、支座85、限位件86，轨道84按形成电池串的方向设置在承载平台82的下表面，吸盘83安装在支座85下端，支座85上端穿设于轨道84，支座通过驱动源驱动可沿轨道移动，限位件86固定在轨道上，支座带动吸盘移动合拢至一定间隙，限位件对应限制每个支座的移动距离并定位，完成电池片堆叠，如附图5所示。第三传输装置将电池片输送至叠成固定装置的过程中，可完成以上的电池片堆叠过程。
叠成固定装置包括由焊接固化机构、压紧机构构成的焊接平台，第三传输装置将堆叠后的电池片全部放置在焊接平台上，各个电池片之间正负极依靠导电材料连接在一起，焊接固化机构使电池片与导电材料粘结固化，同步形成若干电池串，具体可以是电阻丝加热机构、紫外线加热机构或其他依据导电材料性质而采取的焊接固化机构，压紧机构包括压针阵列及压块，对电池片与导电材料粘结位置进行紧固。
第四传输装置用于吸附各电池串，输送至电池串外观检查装置，第四传输装置相比第一传输装置，如附图6所示，还包括转向接头87，转向接头87设置连接在承载平台82与吸盘83之间，可使吸盘相对承载平台进行翻转，从而带动电池串翻转，对其进行外观检查，根据电池串外观检查是否合格分选放置于不同区域。
合格的电池串在组串排版焊接装进行排版以及电池串之间的焊接操作，得到电池串阵列。
EL检测装置用于对整块排版焊接后的电池串阵列进行EL检测，而后出料。
以上第一传输装置、第二传输装置、第三传输装置、第四传输装置是对应分别设置的，也可以是共用设置，共用设置时，在同一个传输装置上集合了第一传输装置、第二传输装置、第三传输装置、第四传输装置的结构，通过一个滑轨，在对应工位应用相应功能。

Claims (4)

1.一种太阳能组件的电池串阵列连续化生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤100：将电池片进行矩阵排列供料，按电池串阵列，将若干电池片同步抓取，输送至下一工位；
步骤200：对电池片指定位置贴涂导电材料，而后将若干电池片同步抓取，输送至下一工位；
步骤300：对电池片进行外观缺陷检测，若存在检测不合格的电池片，将之替换至检测合格，而后将合格的若干电池片同步抓取，输送至下一工位；
步骤400：对电池片叠成固化，形成若干电池串，而后将若干电池串同步输送至下一工位；
步骤500：对电池串进行外观检查，是否合格进行分类；
步骤600：抓取合格的电池串进行组串排版焊接，得到电池串阵列，输送至下一工位；
步骤700：对电池串阵列进行EL检测；
上述生产工艺采用的太阳能组件的电池串阵列连续化生产的生产设备，包括沿输送方向依次设置的供料装置、导电材料贴涂装置、电池片外观检测装置、叠成固定装置、电池串外观检查装置、组串排版焊接装置、EL检测装置，以及输送电池片、电池串的传输装置；
供料装置为矩阵排列的若干料盒，料盒内叠置有电池片；
导电材料贴涂装置用于对电池片指定位置贴涂导电材料；
电池片外观检测装置用于检测电池片外观是否合格；
所述电池片外观检测装置包括影像检测机构、去除次品并更换电池片的替料机构；
叠成固定装置用于将电池片按叠片要求移动并达到堆叠状态，电池片之间正负极依靠导电材料固化压紧，形成电池串；
所述叠成固定装置还包括由焊接固化机构、压紧机构构成的焊接平台，传输装置还包括轨道、支座，支座下端安装吸盘，支座上端穿设于轨道，轨道按形成电池串的方向设置在承载平台的下表面，支座通过驱动源驱动沿轨道移动；
电池串外观检查装置用于检测电池串外观是否合格；
组串排版焊接装置用于对电池串进行排版并对电池串之间进行焊接操作，得到电池串阵列；
EL检测装置用于对电池串阵列进行EL检测；
传输装置对于沿输送方向依次设置的各装置共用设置或分别设置；
所述传输装置包括用于抓取料盒内的电池片的第一传输装置、用于一次抓取贴涂了导电材料的电池片的第二传输装置、用于一次抓取所有外观检测合格的电池片第三传输装置以及用于吸附各电池串，输送至电池串外观检查装置的第四传输装置；所述第一传输装置、第二传输装置为机械手，还包括承载平台、吸盘，承载平台的上表面与机械手固定，承载平台的下表面按矩阵排列设置若干吸盘；所述第三传输装置在第一传输装置的基础上还包括限位件，限位件固定在轨道上，对应限制每个支座的移动距离并定位；所述第四传输装置在第一传输装置的基础上还包括转向接头，转向接头设置连接在承载平台与吸盘之间；
供料装置的料盒下方还设有顶升机构，料盒底面开设有顶升口，料盒内放置顶升底盘，电池片叠置在顶升底盘上方，顶升杆从顶升口竖直作用于顶升底盘下方。
2.根据权利要求1所述的太阳能组件的电池串阵列连续化生产工艺，其特征在于：导电材料贴涂装置包括对输送至此的电池片进行位置校正的校位机构、贴涂导电材料的贴涂头。
3.根据权利要求1所述的太阳能组件的电池串阵列连续化生产工艺，其特征在于：焊接固化机构包括电阻丝加热机构、紫外线加热机构。
4.根据权利要求1所述的太阳能组件的电池串阵列连续化生产工艺，其特征在于：压紧机构包括压针阵列及压块。
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