CN110977186A - 单晶电池片裂片设备及单晶电池片裂片方法 - Google Patents

单晶电池片裂片设备及单晶电池片裂片方法 Download PDF

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李文
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Abstract

本发明公开了一种单晶电池片裂片设备及单晶电池片裂片方法,所述单晶电池片裂片设备包括电池片输送装置、能够发射脉冲激光束的开槽激光器及能够发射连续激光束的裂片激光器,所述开槽激光器和所述裂片激光器沿所述电池片输送装置的输送方向依次布置,所述开槽激光器设置为能够采用脉冲激光束对所述电池片输送装置输送的电池片在待裂片方向上开设至少一个槽体;所述裂片激光器设置为能够采用连续激光束对所述电池片输送装置输送的电池片在待裂片方向上加热以使得所述电池片沿所述槽体裂开。本发明提供的技术方案中,通过裂片的方式分割电池片,可以提升电池片的品质,减少电池片的废品率。

Description

单晶电池片裂片设备及单晶电池片裂片方法
技术领域
本发明属于光伏电池生产领域,尤其涉及一种单晶电池片裂片设备及单晶电池片裂片方法。
背景技术
在光伏电池生产过程中,存在将整片的电池片分割成至少两片并将所分割成的电池片连接形成电池串的工序。
目前,对整片的电池片进行分割的方法通常是先在电池片上通过激光划线,然后通过掰片装置沿划线将电池片机械地掰断。但是,目前的这种分片方式会产生在电池片的划线区域形成烧熔的情况,而且在机械掰断时也容易造成电池片的损伤。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种单晶电池片裂片设备及单晶电池片裂片方法,以解决现有技术中电池片的分片方式存在划线区域形成烧熔以及机械掰断时造成电池片损伤的问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供一种单晶电池片裂片设备,所述单晶电池片裂片设备包括电池片输送装置、能够发射脉冲激光束的开槽激光器及能够发射连续激光束的裂片激光器,所述开槽激光器和所述裂片激光器沿所述电池片输送装置的输送方向依次布置,所述开槽激光器设置为能够采用脉冲激光束对所述电池片输送装置输送的电池片在待裂片方向上开设至少一个槽体;所述裂片激光器设置为能够采用连续激光束对所述电池片输送装置输送的电池片在待裂片方向上加热以使得所述电池片沿所述槽体裂开。
优选地,所述单晶电池片裂片设备还包括用于对所述电池片输送装置上所输送的电池片进行位置和外观检测的定位检测装置;
在所述电池片输送装置的输送方向上,所述定位检测装置设置在所述开槽激光器的上游,所述开槽激光器根据所述定位检测装置所检测的电池片的位置信息进行开槽,以及所述裂片激光器根据所述定位检测装置所检测的电池片的位置信息工作。
优选地,所述电池片输送装置包括能够旋转的旋转主体,所述旋转主体上围绕旋转中心沿周向间隔设置有四个用于承载电池片的承载台,围绕所述旋转中心布置有上料工位、检测工位、开槽工位及裂片工位,所述旋转主体的四个所述承载台能够分别对应旋转至所述上料工位、所述检测工位、所述开槽工位及所述裂片工位;其中,所述承载台在转动至所述上料工位时承载电池片,所述开槽激光器位于所述开槽工位,所述裂片激光器位于所述裂片工位,所述定位检测装置位于所述检测工位。
优选地,所述电池片输送装置上设置有用于吸附所述电池片的吸附孔;
所述吸附孔设置为在所述裂片激光器对所述电池片发射连续激光束时能够停止对所述电池片进行吸附固定。
优选地,所述开槽激光器设置为能够开设所述槽体的深度大于所述电池片厚度的50%,和/或,每个所述槽体的长度为0.5mm~2mm。
优选地,所述开槽激光器设置为通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向的第一端部和/或第二端部开设槽体,所述第一端部和所述第二端部为所述电池片的相对的两个端部;
和/或,所述开槽激光器设置为通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向的所述第一端部和所述第二端部之间开设至少一个槽体。
根据本发明的另一方面,还提供一种单晶电池片裂片方法,所述方法包括:
通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向上开设至少一个槽体;
沿所述待裂片方向对所述电池片发射连续激光束,所述电池片在所述连续激光束产生的热能下沿所述槽体在所述待裂片方向上裂开。
优选地,发射所述连续激光束的激光器的功率为100W~200W,所述连续激光束与所述电池片相交的宽度为2-5mm。
优选地,所述槽体的深度大于所述电池片厚度的50%;
和/或,每个所述槽体的长度为0.5mm~2mm。
优选地,在所述沿所述待裂片方向对所述电池片发射连续激光束之前,所述单晶电池片裂片方法还包括:
对电池片进行吸附固定;
在所述沿所述待裂片方向对所述电池片发射连续激光束的过程中,停止对所述电池片进行吸附固定。
优选地,所述通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向上开设至少一个槽体,包括:
通过所述脉冲激光束在电池片的待裂片方向的第一端部和/或第二端部开设槽体,所述第一端部和所述第二端部为所述电池片的两个相对的端部;
和/或,通过所述脉冲激光束在电池片的待裂片方向的所述第一端部和所述第二端部之间开设至少一个槽体。
本发明提供的技术方案中,电池片通过裂片的方式分割形成至少两片电池片,裂片形成的电池片不存在划线形成烧熔的情况,而且也不存在掰片对电池片产生损伤的问题。因此,通过裂片的方式形成的电池片利于提升电池片的品质,减少电池片的废品率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
在附图中:
图1为本发明的一个实施方式中单晶电池片裂片设备的结构示意图;
图2为图1所示的单晶电池片裂片设备的俯视图;
图3为本发明的一个实施方式中上料装置的结构示意图;
图4为本发明的一个实施方式中电池片输送装置的结构示意图;
图5为本发明的一个实施方式中收料装置的结构示意图;
图6为本发明的另一实施方式中收料装置的结构示意图;
图7为图6所示的收料装置上的一个第二料盒移走后的状态示意图。
附图标记说明:
1-整片输送装置;2-上料装置;21-安装架;22-取料吸盘;23-旋转驱动机构;24-升降驱动机构;3-电池片输送装置;31-旋转主体;311-承载台; 312-吸附孔;4-定位检测装置;5-开槽激光器;6-裂片激光器;7-下料装置; 8-收料装置;81-第一料盒;82-移动架;83-固定架;84-导轨;85-第一举升机构;86-料盒承载架;861-开孔;87-第二料盒;88-第二举升机构;881-举升柱;882-举升块;9-废料盒。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解,并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分,因而将省略对它们的重复描述。
此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
为了易于说明,在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语,用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是,除了图中示出的方位之外,空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的装置被倒置,被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此,示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置还可以以其他方式定位,例如旋转90度或位于其他方位,这里所用的空间相对说明可相应地解释。
本发明提供一种单晶电池片裂片设备,该单晶电池片裂片设备包括电池片输送装置3、能够发射脉冲激光束的开槽激光器5及能够发射连续激光束的裂片激光器6,所述开槽激光器5和所述裂片激光器6沿所述电池片输送装置3的输送方向依次布置,所述开槽激光器5设置为能够采用脉冲激光束对所述电池片输送装置3输送的电池片在待裂片方向上开设至少一个槽体;所述裂片激光器6设置为能够采用连续激光束对所述电池片输送装置3输送的电池片在待裂片方向上加热以使得所述电池片沿所述槽体裂开。
其中,所述开槽激光器5可以设置为通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向的第一端部和/或第二端部开设槽体,所述第一端部和所述第二端部分别为所述电池片相对的两端,即可以在电池片的相对的两端分别设置槽体,或者仅在一端设置槽体;也可以在电池片的待裂片方向的所述第一端部和所述第二端部之间开设至少一个槽体。
为提高裂片质量,优选地,所述开槽激光器5设置为能够开设所述槽体的深度大于电池片厚度的50%,更优选地,所述槽体的深度大于电池片厚度的80%,当然,最好大于90%。当然,所述槽体的深度也可以是电池片厚度的60%、70%甚至100%,在此不做赘述。
在一个实施方式中,在电池片的第一端开设的槽体的深度大于电池片厚度的80%,该第一端为裂片激光器6发射激光的起始端,而与第一端相对的第二端所开设的槽体深度大于电池片厚度的50%,这样,裂片激光器发射连续激光束使得电池片从第一端的槽体向第二端裂开时,可以使得电池片更容易裂开,且裂片质量更好。
优选地,所述开槽激光器5所开设的每个槽体的长度为0.5mm~2mm,更优选地,每个槽体的长度为0.5mm~1mm,槽体的长度尽量短,以最大长度地使电池片以裂片的方式裂开,因以裂片的方式裂开的电池片的断面相比开槽激光器5所开的槽体的断面质量更好。
本发明提供的单晶电池片裂片设备,可以使得电池片裂片分割形成至少两片电池片,裂片形成的电池片不存在划线形成烧熔的情况,而且也不存在掰片对电池片产生损伤的问题。因此,通过裂片的方式形成的电池片利于提升电池片的品质,减少电池片的废品率。
下面通过具体实施方式对本发明提供的单晶电池片裂片设备进行详细说明。
如图1和图2所示的实施方式中,该单晶电池片裂片设备还包括用于对所述电池片输送装置3上所输送的电池片进行位置和外观检测的定位检测装置4;在所述电池片输送装置3的输送方向上,所述定位检测装置4设置在所述开槽激光器5的上游,所述开槽激光器5根据所述定位检测装置4所检测的电池片的位置信息进行开槽,以及所述裂片激光器6根据所述定位检测装置4所检测的电池片的位置信息工作。
其中,所述定位检测装置4可以包括位于电池片上方的相机,通过相机获取电池片的图像信息,并根据图像信息获取电池片的外观信息和位置信息,从而开槽激光器5和裂片激光器6可以根据该位置信息进行相应操作。
在该实施方式中,如图4所示,用于输送电池片的电池片输送装置3包括能够旋转的旋转主体31,所述旋转主体31上围绕旋转中心沿周向间隔设置有四个用于承载电池片的承载台311,围绕所述旋转中心布置有上料工位、检测工位、开槽工位及裂片工位,所述旋转主体31的四个所述承载台311 能够分别对应旋转至所述上料工位、所述检测工位、所述开槽工位及所述裂片工位。其中,所述承载台311在转动至所述上料工位时承载电池片,所述开槽激光器5位于所述开槽工位,所述裂片激光器6位于所述裂片工位,所述定位检测装置4位于所述检测工位。
其中,所述承载台311上设置有用于吸附电池片的吸附孔312,该吸附孔312可以连接气路,以抽吸吸附孔312的气体,使得电池片吸附在承载台 311上。
为防止吸附孔312的吸附力对裂片产生影响,在承载台311旋转到裂片工位且所述裂片激光器6对所述电池片发射连续激光束时,所述吸附孔设置为能够停止对所述电池片进行吸附固定,以防止吸附对裂片过程造成影响。
该单晶电池片裂片设备还包括位于所述上料工位的上料装置2,所述上料装置2将电池片搬运至位于所述上料工位的承载台311上,所述上料装置 2的具体结构如图3所示,包括安装架21、呈180度布置的两个取料吸盘22、驱动两个所述取料吸盘22相对安装架21升降的升降驱动机构24及驱动两个所述取料吸盘22转动的旋转驱动机构23。通过升降驱动机构24升降取料吸盘22以及通过旋转驱动机构23旋转取料吸盘22,可以使得取料吸盘22 移动到合适的位置吸附电池片或者释放电池片。
该单晶电池片裂片设备还包括整片输送装置1,所述整片输送装置1用于输送盛放电池片的电池盒,所述上料装置2的每个所述取料吸盘22能旋转至所述电池片输送装置3所输送的电池盒处从所述电池盒内吸附电池片,然后旋转至所述上料工位将吸附的电池片释放到所述上料工位的所述承载台311上,其中,在一个取料吸盘22转动至向承载台311释放电池片时,另一个取料吸盘211转动至从整片输送装置1上吸附电池片。
该单晶电池片裂片设备还包括下料装置7,在所述裂片工位裂片后的电池片通过该下料装置7搬运离开所述承载台311。该下料装置7可以包括间隔预设角度布置的至少两个下料吸盘、驱动所述至少两个所述下料吸盘升降的升降驱动部件以及驱动两个所述下料吸盘旋转的旋转驱动部件。所述下料吸盘在从裂片工位吸附电池片后转动至收料装置8释放电池片。其中,一个下料吸盘转动至收料装置8释放电池片的同时,另一下料吸盘位于裂片工位吸附电池片,这样可以提高下料速度。
图1和图2中显示了该单晶电池片裂片设备包括有两个收料装置8,下料装置7可以向两个收料装置8输送裂片后的电池片。
该单晶电池片裂片设备中所采用的所述收料装置8可以采用各种结构,在此不限制。
在一个实施方式中,如图5所示,所述收料装置8包括固定架83、移动架82以及设置在所述移动架82上的第一料盒81,该第一料盒81用于接收下料装置7所释放的电池片,固定架83和移动架82之间设置有导轨84,移动架82能够沿导轨84带动第一料盒81移动。。另外,该收料装置8还包括能够举升位于所述移动架82上的第一料盒81的第一举升机构85,移动架 82上可以设置开孔,第一举升机构85可以穿过开孔举升第一料盒81。在移动架82上的第一料盒81移动到第一举升机构85上方时,第一举升机构85 可以将第一料盒81举升到合适的高度,方便下料装置7将吸附的电池片释放到第一料盒81内。所述移动架82上可以设置把手,在第一料盒81装满电池片后,通过把手拉动移动架82到合适的位置卸料或方便搬走该第一料盒81。
在另一实施方式中,所述收料装置8的结构如图6和图7所示,包括第二料盒87、料盒承载架86、驱动所述料盒承载架86旋转的承载架旋转机构,所述料盒承载架86设置为能够承载至少两个所述第二料盒87;所述收料装置8还包括第二举升机构88,用于举升位于所述料盒承载架86上的所述第二料盒87的。该第二举升机构88优选设置为能够举升靠近下料装置7的第二料盒87,在料盒承载架86将其中一个第二料盒87旋转至靠近下料装7 时,第二举升机构88举升该第二料盒87到合适的位置接收下料装置7释放的电池片,该第二料盒87装载完毕后,料盒承载架86旋转,另一个第二料盒87转动至第二举升机构88所在的位置并举升到合适的高度接收电池片,而已装载有电池片的第二料盒87转动至另一位置,方便该第二料盒87搬走。
其中,所述第二举升机构88的具体结构如图7所示,包括举升柱881 及驱动举升柱881升降的举升驱动部件,在料盒承载架86上设置有开孔861,举升驱动部件可以驱动举升柱881穿过开孔861而举起位于该开孔861上方的第二料盒87,或者在举升柱881上固定举升块882,通过举升块882来举升第二料盒87。在举升驱动机构驱动举升柱881缩回时,举升柱881或者其上所连接的举升块882缩回,不会与料盒承载架86的旋转产生干涉,下降的第二料盒87支撑在料盒承载架86上。
此外,该单晶电池片裂片设备还包括废料盒9,废料盒9位于下料装置 7处,定位检测装置4可以检测到电池片是否有外观缺陷,在检测到电池片有缺陷时,该电池片不经过开槽激光器5和裂片激光器6操作,在转动至裂片工位时,由下料装置7搬运至废料盒9内。
根据本发明的另一方面,还提供一种单晶电池片裂片方法,该方法包括:
通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向上开设至少一个槽体;
沿所述待裂片方向对所述电池片发射连续激光束,所述电池片在所述连续激光束产生的热能下沿所述槽体在所述待裂片方向上裂开。
其中,所述通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向上开设至少一个槽体,具体包括:
通过所述脉冲激光束在电池片的待裂片方向的第一端部和/或第二端部开设槽体,所述第一端部和所述第二端部分别位于所述电池片相对的两个侧边的相对位置,即可以在电池片的相对的两端分别设置槽体,或者仅在一端设置槽体;
和/或,通过所述脉冲激光束在电池片的待裂片方向的所述第一端部和所述第二端部之间开设至少一个槽体。
优选地,所述槽体的深度大于所述电池片厚度的50%;更优选地,所述槽体的深度大于电池片厚度的80%,最好大于90%。当然,所述槽体的深度也可以是电池片厚度的60%、70%甚至100%,在此不做赘述。
在一个实施方式中,采用脉冲激光束在电池片的第一端开设的槽体的深度大于电池片厚度的80%,该第一端为裂片激光器6发射激光的起始端,而与第一端相对的第二端所开设的槽体深度大于电池片厚度的50%,这样,发射连续激光束使得电池片沿第一端的槽体向第二端裂片时,电池片更容易裂开,且裂片质量更好。
优选地,所述开槽激光器5所开设的每个槽体的长度为0.5mm~2mm,更优选地,每个槽体的长度为0.5mm~1mm,槽体的长度尽量短,以最大长度地使电池片以裂片的方式裂开,因以裂片的方式裂开的电池片的断面相比开槽激光器5所开的槽体的断面质量更好。
优选地,所述裂片激光器6的功率为100W~200W,当然,所述裂片激光器6的功率也可以是120W、150W或者180W,在此不做赘述。所述裂片激光器6设置为所发射的所述连续激光束与所述电池片相交的宽度为2-5mm。当然,电池片上的激光宽度也可以是3mm或者4mm,在此不做赘述。也就是说,裂片激光器6所发射的连续激光束的焦点不在电池片上,而是在电池片上方或者穿过电池片至另一侧。
此外,在所述沿所述待裂片方向对所述电池片发射连续激光束之前,所述单晶电池片裂片方法还包括:
对电池片进行吸附固定,使得电池片能够稳定地承载运输。
在所述沿所述待裂片方向对所述电池片发射连续激光束的过程中,停止对所述电池片进行吸附固定,这样可以避免吸附力对裂片产生影响。
本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解,上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的,而非限制性的。而且,本发明所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案,或者进行其它改动,而都属于本发明的范围之内。

Claims (11)

1.一种单晶电池片裂片设备,其特征在于,所述单晶电池片裂片设备包括电池片输送装置、能够发射脉冲激光束的开槽激光器及能够发射连续激光束的裂片激光器,所述开槽激光器和所述裂片激光器沿所述电池片输送装置的输送方向依次布置,所述开槽激光器设置为能够采用脉冲激光束对所述电池片输送装置输送的电池片在待裂片方向上开设至少一个槽体;所述裂片激光器设置为能够采用连续激光束对所述电池片输送装置输送的电池片在待裂片方向上加热以使得所述电池片沿所述槽体裂开。
2.根据权利要求1所述的单晶电池片裂片设备,其特征在于,所述单晶电池片裂片设备还包括用于对所述电池片输送装置上所输送的电池片进行位置和外观检测的定位检测装置;
在所述电池片输送装置的输送方向上,所述定位检测装置设置在所述开槽激光器的上游,所述开槽激光器根据所述定位检测装置所检测的电池片的位置信息进行开槽,以及所述裂片激光器根据所述定位检测装置所检测的电池片的位置信息工作。
3.根据权利要求2所述的单晶电池片裂片设备,其特征在于,所述电池片输送装置包括能够旋转的旋转主体,所述旋转主体上围绕旋转中心沿周向间隔设置有四个用于承载电池片的承载台,围绕所述旋转中心布置有上料工位、检测工位、开槽工位及裂片工位,所述旋转主体的四个所述承载台能够分别对应旋转至所述上料工位、所述检测工位、所述开槽工位及所述裂片工位;其中,所述承载台在转动至所述上料工位时承载电池片,所述开槽激光器位于所述开槽工位,所述裂片激光器位于所述裂片工位,所述定位检测装置位于所述检测工位。
4.根据权利要求1所述的单晶电池片裂片设备,其特征在于,所述电池片输送装置上设置有用于吸附所述电池片的吸附孔;
所述吸附孔设置为在所述裂片激光器对所述电池片发射连续激光束时能够停止对所述电池片进行吸附固定。
5.根据权利要求1所述的单晶电池片裂片设备,其特征在于,所述开槽激光器设置为能够开设所述槽体的深度大于所述电池片厚度的50%;和/或,每个所述槽体的长度为0.5mm~2mm。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的单晶电池片裂片设备,其特征在于,所述开槽激光器设置为通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向的第一端部和/或第二端部开设槽体,所述第一端部和所述第二端部为所述电池片的相对的两个端部;
和/或,所述开槽激光器设置为通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向的所述第一端部和所述第二端部之间开设至少一个槽体。
7.一种单晶电池片裂片方法,其特征在于,所述方法包括:
通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向上开设至少一个槽体;
沿所述待裂片方向对所述电池片发射连续激光束,所述电池片在所述连续激光束产生的热能下沿所述槽体在所述待裂片方向上裂开。
8.根据权利要求7所述的单晶电池片裂片方法,其特征在于,发射所述连续激光束的激光器的功率为100W~200W,所述连续激光束与所述电池片相交的宽度为2-5mm。
9.根据权利要求7所述的单晶电池片裂片方法,其特征在于,所述槽体的深度大于所述电池片厚度的50%;
和/或,每个所述槽体的长度为0.5mm~2mm。
10.根据权利要求7所述的单晶电池片裂片方法,其特征在于,在所述沿所述待裂片方向对所述电池片发射连续激光束之前,所述单晶电池片裂片方法还包括:
对电池片进行吸附固定;
在所述沿所述待裂片方向对所述电池片发射连续激光束的过程中,停止对所述电池片进行吸附固定。
11.根据权利要求7-10中任一所述的单晶电池片裂片方法,其特征在于,所述通过脉冲激光束在电池片的待裂片方向上开设至少一个槽体,包括:
通过所述脉冲激光束在电池片的待裂片方向的第一端部和/或第二端部开设槽体,所述第一端部和所述第二端部为所述电池片的两个相对的端部;
和/或,
通过所述脉冲激光束在电池片的待裂片方向的所述第一端部和所述第二端部之间开设至少一个槽体。
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CN111571006A (zh) * 2020-05-22 2020-08-25 苏州沃特维自动化系统有限公司 电池片的分割方法

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