CN112899745A - 一种光伏电池片水平电镀的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电池片水平电镀的设备，包括安装槽，所述安装槽的顶部设置阳极滚轮和阴极滚轮，且所述阴极滚轮高于阳极滚轮，同时二者之间的间隙供电池片穿过并能驱动电池片移动，所述阳极滚轮和阴极滚轮交叉间隔设置多个，且相邻的两个所述阳极滚轮和阴极滚轮之间的间隔处设置LED灯，且在每个所述LED灯的外部设置冷风机，所述冷风机的冷风吹向所述LED灯，至少一个所述阳极滚轮设置电镀槽内，且所述电镀槽内设置有电镀液，所述电镀液中含有铜或镍或锡的离子。降低了光伏电池片的生产成本，解决现有银胶价格昂贵且无法代替问题，为了让光伏电池片更平民化。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池的生产设备领域，尤其涉及一种复合型的光伏电池片(包括单晶硅P型或N型、多晶硅P型或N型、CIGS(铜、铟、镓、硒)、TeCd锑化镉等)水平金属电镀的设备。
背景技术
随着光伏行业规模的不断扩大和市场的快速发展,以及相关政策的调整，市场对于光伏电池的价格要求越来越严，导致很多工序都在降低复杂程度，采用便于取得材料进行使用。现有的光伏电池片，采用印刷银胶，银胶占据生产光伏电池片总成本的20％以上，显然采用价格低廉的金属替代部分甚至全部银胶，在降低光伏电池生产成本中有着显著的意义。
采用金属(铜或镍或锡等)是替换昂贵银胶的是一个好方法。并且因铜的纯金属化形式导线使电阻率比银胶佳，提高电性指标,且因电镀前以激光开槽造成更细线宽形成可电镀图型,因其最终因电镀后所形成的导线比原本银胶印刷的线宽更少1/3到1/2，进而增加电池受光率，提高效率。
因此本发明发明人，针对用电镀方式替代印刷银胶，发明一种光伏电池片水平电镀的设备，希望能降低生产成本及提高电池效率。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种光伏电池片水平电镀的设备。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种光伏电池片水平电镀的设备，包括安装槽，所述安装槽的顶部设置阳极滚轮和阴极滚轮，且所述阴极滚轮高于阳极滚轮，同时二者之间的间隙供电池片穿过并能驱动电池片移动，所述阳极滚轮和阴极滚轮交叉间隔设置多个，且相邻的两个所述阳极滚轮和阴极滚轮之间的间隔处设置LED灯，且在每个所述LED灯的外部设置冷风机，所述冷风机的冷风吹向所述LED灯，至少一个所述阳极滚轮设置电镀槽内，且所述电镀槽内设置有电镀液，所述电镀液中含有金属(铜或镍或锡)离子。阳极滚轮和阴极滚轮的交叉设置，即一阳极一阴极的间隔设置(水平方向)，同时在竖直方向阴极滚轮始终高于阳极滚轮，二者之间的间隙放置电池片。
优选地，所述阳极滚轮的顶部高出所述电镀槽，同时在所述电镀槽的底部设置进液口，且所述安装槽内设置回流板，所述回流板上设置多个回流孔，且所述回流板的高度低于所述电镀槽。电镀液从进液口进入电镀槽，并在电镀槽的顶部发生溢流，随后通过回流板上的回流孔进行回流，实现电镀液的闭环流动，阳极滚轮略高出电镀槽，保证阳极滚轮和阴极滚轮能带动电池片进行移动，同时实现电镀。
优选地，所述电镀槽的进液口的位置设置有镀液流量控制器。要能满足并保证电镀液由电镀槽往上涌出为不间断方式，确保通过阳极的电池片表面均匀且不间断的接触到电镀液。
优选地，所述阳极滚轮和阴极滚轮互相平行，且所述阳极滚轮的结构可为以不溶性阳极为轴心,轴心外包覆多孔性耐酸碱多孔性软材料，所述阴极滚轮的材质为导电材料。由于阳极滚轮是设置在电解槽内的，将阳极滚轮的传动转轴为阳极金属，阳极金属的材料包括但不限定于钛、钛合金或不溶性阳极，包覆阳极金属的耐酸碱的材质包括但不限定于PP、PE、PVC、PU等多孔性软材料，导电材料包括但不限定于钛金属、不锈钢金属、磷铜金属等。本案设计之多孔性软材料因内部通孔故可以接通阳极与被镀物,以利电镀液的离子交换。
另一种阳极滚轮的结构可为一般耐酸碱不导电材质,但在滚轮的下方加装不溶性阳极,此不溶性阳极固定在电镀槽药水盒内,不随滚轮旋转。
优选地，所述阳极滚轮和阴极滚轮均通过传动轴设置在安装槽的顶部，且所述传动轴的端部设置传动齿轮，所述传动齿轮直接或间接与驱动齿轮啮合，并由所述驱动齿轮驱动。通过驱动齿轮和传动齿轮的作用，实现了阴极滚轮和阳极滚轮的移动。
优选地，所述安装槽上还设置有传动滚轮，所述传动滚轮设置多个，且所述传动滚轮与阳极滚轮的高度相同，同时每个所述阴极滚轮的下方均设置一个传动滚轮，且所述传动滚轮的端部的传动齿轮与阴极滚轮的传动齿轮啮合，并由所述驱动齿轮驱动。电池片先放在单独设置的传动滚轮上，并带动电池片移动，直至接触一个阴极滚轮或阳极滚轮，继续移动，同时接触阴极滚轮和阳极滚轮，并完成电镀，电镀之后，并由其余的传动滚轮传动并完成收集。
优选地，处于同一竖直方向的所述阴极滚轮与传动滚轮之间错位设置。错位设置的两个滚轮，为了更好的避免上下位置的滚轮互相沾湿药水，有效的保证电池片背部的干燥性，因中间保持阴极的干燥并保证电池的背面与阴极无沾湿的问题，进而保证大量生产时阴极因沾镀液污染电池背面及阴极本身因沾镀液而产生自镀现象。
优选地，所述阳极滚轮和传动滚轮均由驱动齿轮直接驱动，所述阴极滚轮通过传动滚轮并由驱动齿轮间接驱动，同时多个所述驱动齿轮均套设在同一个齿轮传动杆上，且所述阳极滚轮、传动滚轮与阴极滚轮之间互相平行，同时所述阳极滚轮与齿轮传动杆垂直。即齿轮传动杆是设置在互相平行的阳极滚轮、阴极滚轮和传动滚轮的同一侧的，并由驱动齿轮带动传动齿轮发生转动，由于是互相垂直的齿轮啮合，所以齿牙为倾斜设置的。
本发明一种光伏电池片水平电镀的设备(可适用于单晶硅P型或N型、多晶硅P型或N型、CIGS(铜、铟、镓、硒)、TeCd锑化镉等)，其有益效果是用电镀铜、镍等金属替代印刷银胶，降低了光伏电池片的生产成本，解决现有银胶价格昂贵且银成本逐年增加的成本负担，进而让光伏发电成为未来主要的清洁能源。
附图说明
图1为光伏电池片水平电镀的设备的整体结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为电镀部分的结构示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为图4的正视图。
图中：
1-安装槽；2-阳极滚轮；3-阴极滚轮；4-电池片；5-LED灯；6-电镀槽；7-回流板；8-传动轴；9-传动齿轮；10-驱动齿轮；11-传动滚轮；12-齿轮传动杆；
61-进液口；71-回流孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
若一般使用高温铜胶来取代银胶，高温时，铜离子易发生扩散，导致电池片的使用寿命变短，比较不适用于光伏电池生产，但是如果能在低温条件下，把金属铜或镍或锡等沉积到光伏电池上，形成一种导电率更高的金属导电层，成为光伏电池的电极，将是一个好办法。一般而言，在光伏电池的生产过程中，有两种方法可以在低温的条件下把金属沉积在光伏电池表面，生成光伏电池电极：低温物理或者化学沉积金属方法。
低温物理沉积金属方法采用溅射等手段。低温物理沉积金属方法的缺点是不能实施选择性沉积金属，必须采用掩膜技术，还需购买昂贵的设备从而就增加了生产成本，背离了降本的出发点。
化学沉积金属的方法是电镀工艺。相对于物理沉积金属的工艺，电镀工艺不仅具有工艺简单，而且还具有可以选择性沉积金属的优点。因此电镀工艺的生产成本可以被控制的很低，从而可以大幅度降低生产光伏电池的成本。因此，使用电镀工艺在光伏电池上沉积金属是目前相当活跃的一个技术研发领域，而且可以降低成本光伏电池片的生产成本。
参见附图1-5所示，本实施例中的一种光伏电池片水平电镀的设备，包括安装槽1，安装槽1的顶部设置阳极滚轮2和阴极滚轮3，且阴极滚轮3高于阳极滚轮2，同时二者之间的间隙供电池片4穿过并能驱动电池片4移动，阳极滚轮2和阴极滚轮3交叉间隔设置多个，且相邻的两个阳极滚轮2和阴极滚轮3之间的间隔处设置LED灯5(可执行光诱导电镀)，且在每个LED灯5的外部设置冷风机，冷风机的冷风吹向LED灯5，至少一个阳极滚轮2设置电镀槽6内，且电镀槽6内设置有电镀液，电镀液中含有铜或镍或锡离子。阳极滚轮2和阴极滚轮3的交叉设置，即一阳一阴的间隔设置(水平方向)，同时在竖直方向阴极滚轮3始终高于阳极滚轮2，二者之间的间隙放置电池片4。
参见附图1-2，阳极滚轮2的顶部高出电镀槽6，同时在电镀槽6的底部设置进液口61，且安装槽1内设置回流板7，回流板7上设置多个回流孔71，且回流板7的高度低于电镀槽6。电镀液从进液口61进入电镀槽6，并在电镀槽6的顶部发生溢流，随后通过回流板7上的回流孔71进行回流，实现电镀液的闭环流动，阳极滚轮2略高出电镀槽6，保证阳极滚轮2和阴极滚轮3能带动电池片4进行移动，同时实现电镀。
电镀槽6的进液口61的位置设置有镀液流量控制器(附图中未画出)。要能满足并保证电镀液由电镀槽6往上涌出为不间断方式，确保通过阳极的电池片表面均匀且不间断的接触到电镀液。
参见附图1-3，阳极滚轮2和阴极滚轮3互相平行，且阳极滚轮2的材质为耐酸碱材质，阴极滚轮3的材质为导电材料。由于阳极滚轮2是设置在电解槽内的，将阳极滚轮2的传动转轴为阳极金属或单独设置不溶性阳极插入电解槽，阳极金属材料包括但不限定于钛、钛合金或不溶性阳极，耐酸碱的材质包括但不限定于PP、PE、PVC、PU等，导电材料包括但不限定于钛金属、不锈钢金属、磷铜金属等。
参见附图3，阳极滚轮2和阴极滚轮3均通过传动轴8设置在安装槽1的顶部，且传动轴8的端部设置传动齿轮9，传动齿轮9直接或间接与驱动齿轮10啮合，并由驱动齿轮10驱动。通过驱动齿轮10和传动齿轮9的作用，实现了阴极滚轮3和阳极滚轮2的移动。
参见附图1-3，安装槽1上还设置有传动滚轮11，传动滚轮11设置多个，且传动滚轮11与阳极滚轮2的高度相同，同时每个阴极滚轮3的下方均设置一个传动滚轮11，且传动滚轮11的端部的传动齿轮9与阴极滚轮3的传动齿轮9啮合，并由驱动齿轮10驱动。电池片4先放在单独设置的传动滚轮11上，并带动电池片4移动，直至接触一个阴极滚轮3或阳极滚轮2，继续移动，同时接触阴极滚轮3和阳极滚轮2，并完成电镀，电镀之后，并由其余的传动滚轮11传动并完成收集。
参见附图5，处于同一竖直方向的阴极滚轮3与传动滚轮11之间错位设置。错位设置的两个滚轮，为了更好的避免上下位置的滚轮互相沾湿药水，有效的保证电池片4背部的干燥性，因中间保持阴极的干燥并保证电池的背面与阴极无沾湿的问题，进而保证大量生产时阴极因沾镀液污染电池背面及阴极本身因沾镀液而产生自镀现象。
参见附图3-5，阳极滚轮2和传动滚轮11均由驱动齿轮10直接驱动，阴极滚轮3通过传动滚轮11并由驱动齿轮10间接驱动，同时多个驱动齿轮10均套设在同一个齿轮传动杆12上，且阳极滚轮2、传动滚轮11与阴极滚轮3之间互相平行，同时阳极滚轮2与齿轮传动杆12垂直。即齿轮传动杆12是设置在互相平行的阳极滚轮2、阴极滚轮3和传动滚轮11的同一侧的，齿轮传动杆12由电机驱动，并由驱动齿轮10带动传动齿轮9发生转动，由于是互相垂直的齿轮啮合，所以齿牙为倾斜设置的，且均为多个滚轮套设在一个传动轴8上。
一种光伏电池片水平电镀的设备的有益效果是，用铜、镍、锡等替代银，降低了光伏电池片的生产成本，解决现有银胶价格昂贵且无法代替问题，为了让光伏电池片更平民化。
本光伏电池片水平电镀的设备的基本使用步骤为，
第一，按上述说明组装设备，开启驱动齿轮10，并直接或间接的驱动阳极滚轮2、阴极滚轮3和传动滚轮11发生转动，同时打开电镀槽6的进液口61，使电镀液在电镀槽6内发生溢流，并由回流板7上的回流孔71发生回流，实现电镀液的循环，还有打开LED灯(可执行光诱导电镀)5和冷风机(至此，准备工作基本完成)；
第二，将未加工的电池片4放置在传动滚轮11上，并由传动滚轮11带动电池片4发生移动，直至电池片4接触一个阴极滚轮3或阳极滚轮2，同时继续移动，直至同时接触阴极滚轮3和阳极滚轮2，由于阳极滚轮2是浸没在电镀液中的(同时电镀槽6内的电镀液是发生溢流的)，所以能将铜或镍或锡等电镀在电池片4的表面(即电池片4的下表面)，电镀完成后，继续由传动滚轮11带动，进行收集完成电镀之后的电池片4。完成对光伏电池片的水平电镀，用铜或镍或锡等替代银，降低了生产成本。
本光伏电池片水平电镀的设备的基本原理：
首先，需要一个电源，电源的正极连接有不溶性阳极，不溶性阳极直接与电镀液连接，或阳极滚轮2的传动轴8直接为不溶性阳极，或者将阳极滚轮2为不溶性阳极，负极与阴极滚轮3(阴极滚轮3是导电的)连接；
其次，同时电池片4是PN结半导体，经照光后形成正背面导通，当电池片4移动至阳极滚轮2与阴极滚轮3之间时，由于电池片4上面的电极是事先烧结成的导电背电极(俗称背电极或背铝场)的导电性，和电镀液的溢流，会形成一个完整的电镀通路，此时电池片4处于电镀工艺的阴极部分，电镀液中的铜或镍或锡离子会得到两个电子成为铜或镍或锡，并在电池片4的表面沉积(沉积在电池片4的下表面)，即完成铜或镍或锡等在电池片4表面的沉积，实现光伏电池片的电镀，至于专利名称中的水平电镀，是指依靠互相平行且水平放置的阳极滚轮2、阴极滚轮3和传动滚轮11之间的组合实现的。
其中，LED灯5的设计目的是LED灯5会打开电池片4的PN结或俗称光诱导，同时LED灯5外部会增加冷风机，冷风机直接帮助LED灯5降温。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种光伏电池片水平电镀的设备，其特征在于：包括安装槽(1)，所述安装槽(1)的顶部设置阳极滚轮(2)和阴极滚轮(3)，且所述阴极滚轮(3)高于阳极滚轮(2)，同时二者之间的间隙供电池片(4)穿过并能驱动片(4)移动，所述阳极滚轮(2)和阴极滚轮(3)交叉间隔设置多个，且相邻的两个所述阳极滚轮(2)和阴极滚轮(3)之间的间隔处设置LED灯(5)，且在每个所述LED灯(5)的外部设置冷风机，所述冷风机的冷风吹向所述LED灯(5)，至少一个所述阳极滚轮(2)设置电镀槽(6)内，且所述电镀槽(6)内设置有电镀液，且所述电镀液中含有金属离子。
2.根据权利要求1所述的一种光伏电池片水平电镀的设备，其特征在于：所述阳极滚轮(2)的顶部高出所述电镀槽(6)，同时在所述电镀槽(6)的底部设置进液口(61)，且所述安装槽(1)内设置回流板(7)，所述回流板(7)上设置多个回流孔(71)，且所述回流板(7)的高度低于所述电镀槽(6)。
3.根据权利要求2所述的一种光伏电池片水平电镀的设备，其特征在于：所述电镀槽(6)的进液口(61)的位置设置有镀液流量控制器。
4.根据权利要求1所述的一种光伏电池片水平电镀的设备，其特征在于：所述阳极滚轮(2)和阴极滚轮(3)互相平行，且所述阳极滚轮(2)的材质为耐酸碱材质，所述阴极滚轮(3)的材质为导电材料。
5.根据权利要求1所述的一种光伏电池片水平电镀的设备，其特征在于：所述阳极滚轮(2)和阴极滚轮(3)均通过传动轴(8)设置在安装槽(1)的顶部，且所述传动轴(8)的端部设置传动齿轮(9)，所述传动齿轮(9)直接或间接与驱动齿轮(10)啮合，并由所述驱动齿轮(10)驱动。
6.根据权利要求1所述的一种光伏电池片水平电镀的设备，其特征在于：所述安装槽(1)上还设置有传动滚轮(11)，所述传动滚轮(11)设置多个，且所述传动滚轮(11)与阳极滚轮(2)的高度相同，同时每个所述阴极滚轮(3)的下方均设置一个传动滚轮(11)，且所述传动滚轮(11)的端部的传动齿轮(9)与阴极滚轮(3)的传动齿轮(9)啮合，并由所述驱动齿轮(10)驱动。
7.根据权利要求6所述的一种光伏电池片水平电镀的设备，其特征在于：处于同一竖直方向的所述阴极滚轮(3)与传动滚轮(11)之间错位设置。
8.根据权利要求6所述的一种光伏电池片水平电镀的设备，其特征在于：所述阳极滚轮(2)和传动滚轮(11)均由驱动齿轮(10)直接驱动，所述阴极滚轮(3)通过传动滚轮(11)并由驱动齿轮(10)间接驱动，同时多个所述驱动齿轮(10)均套设在同一个齿轮传动杆(12)上，且所述阳极滚轮(2)、传动滚轮(11)与阴极滚轮(3)之间互相平行，同时所述阳极滚轮(2)与齿轮传动杆(12)垂直。
9.根据权利要求1所述的一种光伏电池片水平电镀的设备，其特征在于：所述金属离子为铜离子或镍离子或锡离子。
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