CN113020795B - 一种柔性太阳电池串焊机及柔性太阳电池的串焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性太阳电池串焊机，包括真空吸附平台水平放置；第一料带用于传输太阳电池；第二料带用于传输互连片；光学定位模块用于识别位于真空吸附平台上太阳电池的定位点；第一吸嘴装置和第二吸嘴装置均设置在真空吸附平台的上方，能够在真空吸附平台与第一料带之间以及真空吸附平台与第二料带之间移动；下压探头底部为平面，中间区域镂空，下压探头能沿真空吸附平台表面的垂直方向移动，以将太阳电池压紧；激光器能够发射激光束，以穿过下压探头的镂空区域对太阳电池进行焊接；本发明的柔性太阳电池串焊机，能够实现自动化生产，焊接牢固且一致性高，形成的太阳电池串整齐，生产质量可控，效率高。

Description

一种柔性太阳电池串焊机及柔性太阳电池的串焊方法
技术领域
本发明涉及太阳电池制造技术领域，特别涉及一种柔性太阳电池串焊机及柔性太阳电池的串焊方法。
背景技术
柔性太阳电池具有轻薄、柔软的特性，进行人工焊接操作极易造成太阳电池损伤甚至报废。同时，手动对太阳电池焊接的方式具有缺陷，例如各焊点的牢固性差、焊接一致性低，生产的产品质量不可控，并且生产效率极低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种柔性太阳电池串焊机，能够实现自动化生产，焊接牢固且一致性高，形成的太阳电池串整齐，生产质量可控，效率高。
本发明还提出一种柔性太阳电池的串焊方法。
根据本发明第一方面实施例的柔性太阳电池串焊机，包括：真空吸附平台，所述真空吸附平台水平放置；第一料带，所述第一料带用于传输太阳电池，所述第一料带与所述真空吸附平台并排设置；第二料带，所述第二料带用于传输互连片，所述第二料带与所述真空吸附平台并排设置；光学定位模块，所述光学定位模块设置在所述真空吸附平台的上方，用于识别位于所述真空吸附平台上太阳电池的定位点；第一吸嘴装置和第二吸嘴装置，所述第一吸嘴装置和所述第二吸嘴装置均设置在所述真空吸附平台的上方，能够在所述真空吸附平台与所述第一料带之间以及所述真空吸附平台与所述第二料带之间移动；下压探头，所述下压探头设置在所述真空吸附平台的上方，所述下压探头底部为平面，中间区域镂空，所述下压探头能沿所述真空吸附平台表面的垂直方向移动，以将太阳电池压紧；激光器，所述激光器设置在所述真空吸附平台的上方，所述激光器能够发射激光束，以穿过所述下压探头的镂空区域对太阳电池进行焊接。
根据本发明实施例的柔性太阳电池串焊机，至少具有如下技术效果：真空吸附平台能有效吸附太阳电池，防止位移；第一料带和第二料带能持续自动输送太阳电池和互连片；光学定位模块能够精确定位太阳电池所处的位置，为后续操作定位；第一吸嘴装置能吸附并放置太阳电池和互连片；激光器将太阳电池之间通过互连片导电焊接，形成整齐的太阳电池串。
在本发明的一些实施例中，所述第一料带上开设有若干太阳电池放置槽，所述太阳电池放置槽沿所述第一料带的传送方向均匀间隔布置。
在本发明的一些实施例中，所述第二料带上开设有若干互连片放置槽，所述互连片放置槽沿所述第二料带的传送方向均匀间隔布置。
在本发明的一些实施例中，所述真空吸附平台内设有加热装置，以加热所述真空吸附平台。
在本发明的一些实施例中，所述第一吸嘴装置和所述第二吸嘴装置的吸盘为硅胶软吸盘。
在本发明的一些实施例中，所述激光器为紫外激光器。
根据本发明第二方面实施例的柔性太阳电池的串焊方法，包括上述的柔性太阳电池串焊机及以下步骤：步骤S1，第一吸嘴装置从第一料带中吸取一颗太阳电池，放置于真空吸附平台上；步骤S2，光学定位模块获取真空吸附平台上太阳电池的位置信息，所述第一吸嘴装置从第二料带中吸取互连片，将其放置于太阳电池的焊接区域上；步骤S3，下压探头向下压在太阳电池的焊接区域上，太阳电池与互连片形成良好接触；步骤S4，激光器将激光聚焦于太阳电池与互连片的焊接处，太阳电池与互连片焊接成柔性太阳电池半成品；步骤S5，第一吸嘴装置将柔性太阳电池半成品吸取，使其背电极朝上重新放置于第一料带中；步骤S6，第二吸嘴装置从第一料带中吸取一颗背电极朝上的柔性太阳电池半成品，放置于真空吸附平台上；步骤S7，光学定位模块获取真空吸附平台上柔性太阳电池半成品的位置信息，所述第二吸嘴装置吸附下一颗柔性太阳电池半成品，将其互连片放置于前一颗柔性太阳电池半成品的背电极上；步骤S8，下压探头向下压在互连片与背电极的焊接处，形成良好接触；步骤S9，激光器将激光聚焦于互连片与背电极的焊接处，进行焊接。
根据本发明实施例的柔性太阳电池的串焊方法，至少具有如下有益效果：太阳电池之间焊接牢固且一致性高，形成的太阳电池串整齐，生产质量可控，效率高。
在本发明的一些实施例中，在步骤S1中，包括以下步骤：步骤S11，加热装置对所述真空吸附平台加热，并维持温度恒定；步骤S12，所述第一吸嘴装置从第一料带中吸取一颗太阳电池，放置于真空吸附平台上。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的工作方法流程图。
附图标记：
真空吸附平台110、第一料带220、第二料带230、太阳电池放置槽240、互连片放置槽250、第一吸嘴装置310、第二吸嘴装置330、激光器410、下压探头420。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1所示，根据本发明第一方面实施例的柔性太阳电池串焊机，包括：真空吸附平台110，真空吸附平台110水平放置；第一料带220，第一料带220用于传输太阳电池，第一料带220与真空吸附平台110并排设置；第二料带230，第二料带230用于传输互连片，第二料带230与真空吸附平台110并排设置；光学定位模块，光学定位模块设置在真空吸附平台110的上方，用于识别位于真空吸附平台110上太阳电池的定位点；第一吸嘴装置310和第二吸嘴装置330，第一吸嘴装置310和第二吸嘴装置330均设置在真空吸附平台110的上方，能够在真空吸附平台110与第一料带220之间以及真空吸附平台110与第二料带230之间移动；下压探头420，下压探头420设置在真空吸附平台110的上方，下压探头420底部为平面，中间区域镂空，下压探头420能沿真空吸附平台110表面的垂直方向移动，以将太阳电池压紧；激光器410，激光器410设置在真空吸附平台110的上方，激光器410能够发射激光束，以穿过下压探头420的镂空区域对太阳电池进行焊接。
第一料带220用于传输太阳电池，第二料带230用于传输互连片。第一吸嘴装置310移动到第一料带220处，吸取一颗太阳电池放置在真空吸附平台110上，然后光学定位模块识别太阳电池上方的定位点，记录太阳电池所处的位置；第一吸嘴装置310移动到第二料带230处，吸取一互连片放置在太阳电池的焊接区域上；下压探头420下压将太阳电池与互连片压紧，激光器410发射激光，通过下压探头420的镂空区域照射到太阳电池和互连片的焊接处进行焊接，生成柔性太阳电池半成品；第一吸嘴装置310吸取柔性太阳电池半成品，将其背电极朝上重新放置于第一料带220中；第二吸嘴装置330将背电极朝上的柔性太阳电池半成品吸取搬运至真空吸附平台110的另一区域；光学定位模块识别柔性太阳电池半成品上方的定位点，确定其所处真空吸附平台110上的位置；第二吸嘴装置330再吸取下一颗柔性太阳电池半成品，将其的互连片放置在前一片柔性太阳电池半成品的背电极上；下压探头420下压将背电极与互连片压紧，激光器410发射激光进行焊接。重复上述步骤，最终形成太阳电池串。
在本发明的一些实施例中，第一料带220上开设有若干太阳电池放置槽240，太阳电池放置槽240沿第一料带220的传送方向均匀间隔布置。
太阳电池可以放置在第一料带220的太阳电池放置槽240内，使得太阳电池的位置相对固定，不会因第一料带220的传动发生位置偏移，更易被第一吸嘴装置310定位吸取。
在本发明的一些实施例中，第二料带230上开设有若干互连片放置槽250，互连片放置槽250沿第二料带230的传送方向均匀间隔布置。
互连片可以放置在第二料带230的互连片放置槽250内，使得互连片的位置相对固定，不会因第二料带230的传动发生位置偏移，更易被第一吸嘴装置310定位吸取。
在本发明的一些实施例中，真空吸附平台110内设有加热装置，以加热真空吸附平台110。
太阳电池是铜衬底上沉积半导体形成的，由于半导体层与铜衬底存在热膨胀系数差异，造成自然翘曲，对真空吸附平台110进行加热，真空吸附平台110的热量传递到太阳电池上，对太阳电池的加热能减少热膨胀系数差异，并且依靠真空吸附平台110的吸力，使得太阳电池变得平整，便于后续的焊接定位。
在本发明的一些实施例中，第一吸嘴装置310和第二吸嘴装置330的吸盘为硅胶软吸盘。
硅胶软吸盘的材质与太阳电池的材质能够良好的相容，在第一吸嘴装置310或第二吸嘴装置330吸取太阳电池时，不会造成太阳电池表面出现损伤。
在本发明的一些实施例中，激光器410为紫外激光器。
激光焊接时，可采用红外激光器或紫外激光器等，优选地，采用紫外激光器。紫外激光可以被聚焦到亚微米数量级的点上，因此可以进行细微部件的加工，即使在不高的脉冲能量水平下，也能得到很高的能量密度。
根据本发明第二方面实施例的柔性太阳电池的串焊方法，包括上述的柔性太阳电池串焊机及以下步骤：步骤S1，第一吸嘴装置310从第一料带220中吸取一颗太阳电池，放置于真空吸附平台110上；步骤S2，光学定位模块获取真空吸附平台110上太阳电池的位置信息，第一吸嘴装置310从第二料带230中吸取互连片，将其放置于太阳电池的焊接区域上；步骤S3，下压探头420向下压在太阳电池的焊接区域上，太阳电池与互连片形成良好接触；步骤S4，激光器410将激光聚焦于太阳电池与互连片的焊接处，太阳电池与互连片焊接成柔性太阳电池半成品；步骤S5，第一吸嘴装置310将柔性太阳电池半成品吸取，使其背电极朝上重新放置于第一料带220中；步骤S6，第二吸嘴装置330从第一料带220中吸取一颗背电极朝上的柔性太阳电池半成品，放置于真空吸附平台110上；步骤S7，光学定位模块获取真空吸附平台110上柔性太阳电池半成品的位置信息，第二吸嘴装置330吸附下一颗柔性太阳电池半成品，将其互连片放置于前一颗柔性太阳电池半成品的背电极上；步骤S8，下压探头420向下压在互连片与背电极的焊接处，形成良好接触；步骤S9，激光器410将激光聚焦于互连片与背电极的焊接处，进行焊接。
太阳电池放置在真空吸附平台110上，能够被吸附固定位置；互连片一端焊接在前一太阳电池的焊接区域上，另一端焊接在后一太阳电池的背电极上，用于固定和导电连接相邻两太阳电池。
在本发明的一些实施例中，在步骤S1中，包括以下步骤：步骤S11，加热装置对真空吸附平台110加热，并维持温度恒定；步骤S12，第一吸嘴装置310从第一料带220中吸取一颗太阳电池，放置于真空吸附平台110上。
在放置太阳电池前，对真空吸附平台110进行加热并维持恒温，能够减少太阳电池的半导体层与铜衬底的热膨胀系数所导致的差异，使得太阳电池更为平整不翘曲，便于后续定位与焊接。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种柔性太阳电池的串焊方法，包括：
真空吸附平台（110），所述真空吸附平台（110）水平放置，所述真空吸附平台（110）内设有加热装置，以加热所述真空吸附平台（110）；
第一料带（220），所述第一料带（220）用于传输太阳电池，所述第一料带（220）与所述真空吸附平台（110）并排设置；
第二料带（230），所述第二料带（230）用于传输互连片，所述第二料带（230）与所述真空吸附平台（110）并排设置；
光学定位模块，所述光学定位模块设置在所述真空吸附平台（110）的上方，用于识别位于所述真空吸附平台（110）上太阳电池的定位点；
第一吸嘴装置（310）和第二吸嘴装置（330），所述第一吸嘴装置（310）和所述第二吸嘴装置（330）均设置在所述真空吸附平台（110）的上方，能够在所述真空吸附平台（110）与所述第一料带（220）之间以及所述真空吸附平台（110）与所述第二料带（230）之间移动；
下压探头（420），所述下压探头（420）设置在所述真空吸附平台（110）的上方，所述下压探头（420）底部为平面，中间区域镂空，所述下压探头（420）能沿所述真空吸附平台（110）表面的垂直方向移动，以将太阳电池压紧；
激光器（410），所述激光器（410）设置在所述真空吸附平台（110）的上方，所述激光器（410）能够发射激光束，以穿过所述下压探头（420）的镂空区域对太阳电池进行焊接；
其特征在于，具有以下步骤：
步骤S1，加热装置对所述真空吸附平台（110）加热，并维持温度恒定，第一吸嘴装置（310）从第一料带（220）中吸取一颗太阳电池，放置于真空吸附平台（110）上；
步骤S2，光学定位模块获取真空吸附平台（110）上太阳电池的位置信息，所述第一吸嘴装置（310）从第二料带（230）中吸取互连片，将其放置于太阳电池的焊接区域上；
步骤S3，下压探头（420）向下压在太阳电池的焊接区域上，太阳电池与互连片形成良好接触；
步骤S4，激光器（410）将激光聚焦于太阳电池与互连片的焊接处，太阳电池与互连片焊接成柔性太阳电池半成品；
步骤S5，第一吸嘴装置（310）将柔性太阳电池半成品吸取，使其背电极朝上重新放置于第一料带（220）中；
步骤S6，第二吸嘴装置（330）从第一料带（220）中吸取一颗背电极朝上的柔性太阳电池半成品，放置于真空吸附平台（110）上；
步骤S7，光学定位模块获取真空吸附平台（110）上柔性太阳电池半成品的位置信息，所述第二吸嘴装置（330）吸附下一颗柔性太阳电池半成品，将其互连片放置于前一颗柔性太阳电池半成品的背电极上；
步骤S8，下压探头（420）向下压在互连片与背电极的焊接处，形成良好接触；
步骤S9，激光器（410）将激光聚焦于互连片与背电极的焊接处，进行焊接。
2.根据权利要求1所述的柔性太阳电池的串焊方法，其特征在于，所述第一料带（220）上开设有若干太阳电池放置槽（240），所述太阳电池放置槽（240）沿所述第一料带（220）的传送方向均匀间隔布置。
3.根据权利要求1所述的柔性太阳电池的串焊方法，其特征在于，所述第二料带（230）上开设有若干互连片放置槽（250），所述互连片放置槽（250）沿所述第二料带（230）的传送方向均匀间隔布置。
4.根据权利要求1所述的柔性太阳电池的串焊方法，其特征在于，所述第一吸嘴装置（310）和所述第二吸嘴装置（330）的吸盘为硅胶软吸盘。
5.根据权利要求1所述的柔性太阳电池的串焊方法，其特征在于，所述激光器（410）为紫外激光器。
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