CN113695796A - 一种焊接工装及电池串制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊接工装及电池串制造方法，焊接工装包括安装座，所述安装座上设有压针组，所述压针组包括沿第一方向间隔设置的多个压针，各所述压针分别用于与焊带接触，且各所述压针与所述电池片上沿第一方向设置的各焊点错位设置以将所述焊带压覆于电池片，所述压针的数量多于所述焊点的数量。与现有技术相比，本发明通过优化焊接工装，尤其是压针数目和头尾压针的压力来降低焊接热应力导致焊带偏移，更好的解决了现有技术中虽然压针压紧焊带，但焊带和电池片主栅线未完全对齐导致的虚焊问题，达到了提高焊接效率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏组件技术领域，特别是一种太阳能电池焊接工装及电池串制造方法。
背景技术
随着光伏产业发展日趋成熟，多主栅技术已成为行业标配，多主栅电池焊接普遍通过焊接工装定位焊带后通过红外灯箱实现，焊接工装的压针数量与多主栅电池的焊点相一致，此设计可以保证焊带与焊点接触良好，从而形成较好的焊接效果。然后经过叠层、层压、装框等工序完成多主栅电池的封装。
但多主栅技术基本采用圆丝焊接，无法完全避免因焊接高温导致的焊带形变而造成焊带偏移问题；在焊带直径降低后，显得更为突出。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能电池焊接工装及电池串制造方法，以解决现有技术中的技术问题。
本发明提供了一种太阳能电池焊接工装，包括安装座，所述安装座上设有压针组，所述压针组包括沿第一方向间隔设置的多个压针，各所述压针分别用于与焊带接触，且各所述压针与所述电池片上沿第一方向设置的各焊点错位设置以将所述焊带压覆于电池片，所述压针的数量多于所述焊点的数量。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，至少有两个所述压针位于任意两个相邻的所述焊点之间。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，至少有两个所述压针位于沿第一方向的至少一端的两个相邻所述焊点之间；或者，至少有两个所述压针位于每两个相邻的所述焊点之间。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，多个所述压针对应分布于所述电池片的主栅线的端部焊点与所述主栅线的端部之间、以及每两个相邻的所述焊点之间。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，所述压针的数量较所述焊点数量多1-6个。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，所述压针的数量较所述焊点数量多3-4个。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，所述压针组设置有5-12个所述压针。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，位于所述安装座第一方向两端的所述压针的底面的面积大于其余所述压针的底面的面积。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，位于所述安装座第一方向两端的所述压针的底面的面积较其余所述压针的底面的面积大20-80％。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，位于所述安装座上第一方向两端的两个所述压针的底面的面积为5-8mm。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，所述压针通过弹性件弹性连接于所述安装座上。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，所述弹性件为弹簧，通过调节所述弹簧的压缩量来调节所述压针施加于所述焊带上的作用力。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，位于所述安装座第一方向两端的所述弹簧的压缩量小于于其余所述弹簧的压缩量。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，所述安装座上设有多个压针组，多个所述压针组沿第二方向平行间隔设置。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，所述安装座上设有9-17个压针组。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，所述安装座的下方还设有磁性吸块，所述磁性吸块与所述压针组对应。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，所述磁性吸块的宽度为4-8mm。
如上所述的一种太阳能电池焊接工装，其中，优选的是，所述磁性吸块的宽度为5mm。
本发明还提供了一种电池串的制造方法，包括以下步骤：
S1：将焊带置于至焊接平台的台面上方；
S2：将电池片置于所述焊带上方，并使所述电池片的背面与所述焊带的位置相对固定；
S3：所述焊接平台向前传输一定距离后，将另一焊带置于所述电池片的正面，将安装座上的多个压针组与所述电池片上的多个主栅线一一对应，所述压针组上的多个压针与沿第一方向设置于电池片上的多个焊点错位设置，使所述压针的底面与所述焊带接触，并向所述焊带施加朝向所述电池片正面的压力，以将所述焊带压覆于所述电池片的正面，将所述焊带焊接固定于所述电池片正面的焊点；以同样的方式将所述电池片下方的所述焊带焊接于所述电池片的背面；
S4：重复S2、S3步骤，直至将若干所述电池片连接成为电池串。
如上所述的一种电池串的制造方法，其中，优选的是，所述步骤S3中，位于所述安装座第一方向两端的两个所述压针所提供的压力小于其余所述压针所提供的压力。
如上所述的一种电池串的制造方法，其中，优选的是，位于所述安装座第一方向两端的两个所述压针所提供的压力为0.4-0.6N，其余所述压针所提供的压力为0.9-1.1N。
与现有技术相比，本发明通过优化焊接工装，尤其是压针数目和头尾压针的压力来降低焊接热应力导致焊带偏移，更好的解决了现有技术中虽然压针压紧焊带，但焊带和电池片主栅线未完全对齐导致的虚焊问题，达到了提高焊接效率的效果。
附图说明
图1是本发明焊接工装的结构示意图；
图2是本发明焊接工装的侧视图；
图3是本发明的压针的结构示意图；
图4是本发明两个电池片焊接状态示意图；
图5是本发明光伏组件生产的工艺流程图。
附图标记说明：1-安装座，2-压针，3-安装框架，4-安装肋条，5-透光孔，6-压针组，7-针头，8-压针主体，9-限位结构，10-弹簧，11-磁性吸块，12-焊带，13-电池片。
具体实施方式
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，而不能解释为对本发明的限制。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种太阳能电池光伏串焊机的焊接工装，包括安装座1，所述安装座1可设于用于传输电池片13的传输装置上，所述传输装置优选的是传送带，所述安装座1跨设于所述传送带的既定位置。
所述安装座1上设有压针组6，所述压针组6包括沿第一方向间隔设置的多个压针2，所述第一方向优选的是与所述焊带12的延伸方向平行，各所述压针2分别用于与焊带12接触，且各所述压针2与所述电池片13的主栅线上沿第一方向设置的各焊点错位设置以将所述焊带12压覆于电池片13，从而保证了焊带12与电池片13上的主栅线平行且紧密贴合，防止焊带12在焊接过程中发生窜动。
与现有技术相比，本实施例所提供的焊接工装的每个电池片13的每根焊带所对应的所述压针2的数量多于所述焊点的数量，从而与焊带接触的压点更多、分布更密，更好的解决了现有技术中虽然压针2压紧焊带12、但焊带12和电池片13主栅线未完全对齐导致的虚焊问题，达到了提高焊接效率的效果。
本实施例中，所述安装座1包括安装框架3以及设置于所述安装框架3上的若干安装肋条4，若干所述安装肋条4沿着第一方向间隔设置，每个所述安装肋条4上沿第二方向均设有多个安装孔，所述第二方向与第一方向相垂直，每个所述安装孔内均对应可往复升降的安装有一个压针2，单个所述安装肋条4上的安装孔的数目对应于电池片13上的主栅线的数目，优选的是，单个所述安装肋条4上的安装孔的数目为9-17个，也就是9-17个压针组6，从而与各类型的电池片13的主栅线的数目相匹配，若干所述安装肋条4上每列沿着第一方向间隔设置的压针2构成一个压针组6，每个压针组6对应于一根焊带12，将焊带12抵压于电池片13的主栅线上。
本领域的技术人员也可以知晓，还有另一种实施方式，若干所述安装肋条4也可以沿着第二方向间隔设置，所述安装肋条4的数量与所述主栅线的数量一致，且所述安装肋条4的延伸方向与所述主栅线的延伸方向一致，每个所述安装肋条4对应于一根主栅线，所述安装肋条4上沿第一方向间隔设有多个安装孔，个所述安装孔内均对应可往复升降的安装有一个压针2，每个所述安装肋条4上的所有压针2共同构成压针组6。
进一步地，主栅线上两个相邻的焊点之间可对应设有至少两个压针2以抵压焊带12于电池片13的主栅线上，由于增加了压针2的数量，从而使得至少有两个所述压针2位于任意两个相邻的所述焊点之间，从而更进一步地对焊带12进行压覆定位。现有技术中，焊带12的直径有所减少，而两个相邻的电池片13之间具有高度差，如图4所示，在焊带12的直径未降低之前，焊带12能弥补此高度差，而焊带12变细后，焊带12的高度不足以抵消高度差，所以通过增加压针2对焊带12的压覆点，且增加端部压针2的作用力，作用力平均且一致，能更好的压覆焊带12于电池片13上，避免了因焊接高温导致的焊带12形变而造成焊带12偏移问题。
为进一步提高对焊带12的压紧作用，至少有两个所述压针2位于沿第一方向的至少一端的两个相邻所述焊点之间；或者，至少有两个所述压针2位于每两个相邻的所述焊点之间，压针2一方面要避开焊点设置，另一方面，也要对焊点之间的焊带12进行有效的压覆，较现有技术中，两个焊点之间只存在一个压针的情况，本实施例增加了压针2的数目，使得焊带12不易偏移，改善焊接效果。具体的，沿第一方向的至少一端的两个相邻所述焊点之间设置至少两个压针2可以针对性对焊带12头尾牢靠固定；每两个相邻的所述焊点之间设置两个以上的压针2可以对焊带12沿长度方向的各个位置进行全面固定，从而避免偏移和改善焊接效果。
更进一步地，为更好的利用压针2抵压定位焊带12，防止焊带12在主栅线的头尾两端偏移，所述压针2不仅分布在两个相邻的焊点之间，同时也设在焊点与主栅线的端部之间，具体的，多个所述压针2对应分布于所述主栅线的端部焊点与所述主栅线的端部之间、以及每两个相邻的所述焊点之间，这样可以全面限制焊带12，达到更好的避免偏移的效果。
优选的是，压针组6包含的压针2的数量较沿第一方向设置的所述焊点数量多1-6个，更具体的是，所述压针2的数量较所述焊点数量多3-4个。这样可以保证有多个压针设于任意两个相邻的焊点之间。
本实施例中，综合考虑银浆耗量和遮光情况，每个电池片13的主栅线上的焊点数量最多为20个，同时考虑到焊接不良带来的电学损失，所以焊点的数量不能太少，最少选择4个。因此每个电池片13的主栅线上的焊点数量为4-20个。
在主栅线上的焊点数量为4-20个的基础上，所述压针组6设置有5-26个压针2。
优选的，为降低银浆耗量和遮光，每个电池片13的主栅线上的焊点数量最多选择10个，则每个电池片13的主栅线上的焊点数量为4-10个。在此基础上加1-6个，则压针组6设置有5-16个压针2。
在利用焊带12将电池片13串联成电池串的生产中，通常会将预定长度的焊带12的一端对齐放置于相邻电池片13中在前电池片13的正面主栅线上，焊带12的另一端放置在后电池片13的背面主栅线上，两个相邻的电池片13之间存在高度差，位于所述安装座1第一方向两端的两个所述压针2所提供的压力小于其余所述压针2所提供的压力，具体的位于所述安装座1第一方向两端的两个所述压针2所提供的压力为0.4-0.6N，其余所述压针2所提供的压力为0.9-1.1N。更进一步地，位于所述安装座1第一方向两端的两个所述压针2所提供的压力为0.5N，其余所述压针2所提供的压力为1N。如果端部的压针2对首尾两端的焊带12施加过大的作用力，会导致焊带12翘起，而如果端部的压针2压力保持和传统技术中的压力一致(0.1N)，又导致焊带12端部无法和电池片13接触好，所以将端部的压针2的压力从0.1N调高，从而既可以保证焊带12和电池片13的良好接触，又能避免焊带12端部翘起，从而避免处于翘起状态的焊带12被压变形移位或损害。
进一步地，位于所述安装座1第一方向两端的所述压针2的底面的面积大于其余所述压针2的底面的面积，本实施例中，优选的是大20-80％，举例而言，位于所述安装座1上第一方向两端的两个所述压针2的底面的面积为5-8mm，而其余的压针2的底面的面积为4mm，通过增大端部的压针2的底面面积，一方面增大与焊带12的接触面积，另一方面可以分散压力，可以避免处于焊带12处于翘起状态，进而被压变形移位或损害。
进一步地，参照图3所示，所述压针2通过弹性件弹性连接于所述安装座1上，所述弹性件优选为弹簧10，通过调节所述弹簧10的压缩量来调节所述压针2施加于所述焊带12上的作用力，位于所述安装座1第一方向两端的所述弹簧10的压缩量小于其余所述弹簧10的压缩量。本实施例中，参照图3所示，所述压针2包括针头7、压针主体8以及限位结构9，压针主体8间隙配合于所述安装肋条4的安装孔内，所述限位结构9位于所述安装肋条4的上方，以限制压针主体8的升降，防止压针主体8脱出，所述限位结构9优选为卡簧。而针头7位于压针主体8的底部，所述针头7与所述压针主体8之间形成有台阶面，所述弹簧10圈套于所述压针主体8上，弹簧10的顶端与所述安装肋条4抵接，所述弹簧10的底部与所述台阶面抵接，从而实现了压针2的活动安装，并且减弱了对压针2对焊带12的冲击，同时通过调节弹簧10的压缩量能够调节压针2对焊带12的作用力，保证压针2压紧焊带12，使焊带12与电池片13充分接触，能够有效避免虚焊。本实施例中，将原有的圆锥形针头7变更为圆柱形，从而降低了因压针2接触面积小而造成的电池片13破片及微裂不良品产生，提高了焊接质量。
更进一步地，两个相邻的安装肋条4之间设有若干透光孔5，即相邻的压针之间设有透光孔5，可以使得安装框架3增加透光面积，位于上方的用于焊接焊带12的灯管的光线可以通过所述透光孔5对焊带12进行焊接，并且设置所述透光孔5还可以减少所述安装框架3的重量。
参照图2所示，所述安装座1的下方还设有磁性吸块11，所述磁性吸块11与所述压针组6对应，在利用焊带12将电池片13串联成电池串的生产中，常会将预定长度的焊带12的一端对齐放置于相邻电池片13中在前电池片13的正面主栅线上，焊带12的另一端放置在后电池片13的背面主栅线上，利用磁性吸块11的吸附力与压针2配合，增大压针2的稳定性，实现将焊带12与主栅线的紧密贴合，更好的解决了现有技术中虽然压针2压紧焊带12，但焊带12和电池片13主栅线未完全对齐导致的虚焊问题，达到了提高焊接效率的效果。
所述磁性吸块11的宽度受主栅线之间的间隔而定，通常为4-8mm，优选的是5mm，在保证磁性吸附作用的同时，避免发生干涉。
基于上述的太阳能电池光伏串焊机的焊接工装，本发明还提供了一种电池串的制造方法，包括以下步骤：
S0：将料盒内的电池片13，通过机械手转运至CCD检测平台，进行外观检测；
S1：将焊带12置于至焊接平台的台面上方，所述焊接平台的台面优选的是传送带结构；
S2：将电池片13置于所述焊带12上方，并通过电池片13的自重和真空吸附使所述电池片13的背面与所述焊带12的位置相对固定；
S3：所述焊接平台向前传输一定距离后，将另一焊带12置于所述电池片13的正面，将安装座1上的多个压针组6与所述电池片13上的多个主栅线一一对应，所述压针组6上的多个压针2与沿第一方向设置于电池片13上的多个焊点错位设置，使所述压针2的底面与所述焊带12接触，并向所述焊带12施加朝向所述电池片13正面的压力，以将所述焊带12压覆于所述电池片13的正面，将所述焊带12焊接固定于所述电池片13正面的焊点；以同样的方式将所述电池片13下方的所述焊带12焊接于所述电池片13的背面；
S4：重复S2、S3步骤，直至将若干所述电池片13连接成为电池串；
S5：串EL检测。
检测结果如下：
| 焊接不良类型 | 焊带偏移 | 头尾虚焊 |
| 焊接工装优化前 | 6.27％ | 1.35％ |
| 焊接工装优化后 | 0.58％ | 0.23％ |
更进一步地，如图5所示，本实施例还提供了一种光伏组件生产方法，包括：
切片：将整片电池通过激光切割方式，切割成长度尺寸相等的多个电池片13；
焊接：将电池片13焊接成电池串，并经过串EL检测。具体方法参考前述的电池串制造方法；
叠层：依次将盖板玻璃、EVA膜、互相连接好的太阳电池串、胶膜、背板叠在一起，胶膜的克重为焊带12直径或厚度130-170％；层压效果如下：
| 500g/㎡ | 400g/㎡ | |
| 层压后电池隐裂率 | 0.176％ | 0.183％ |
中检：进行层压前的外观和EL检测；
层压：将叠层好的电池组件放入层压机，通过温度、抽真、加压等动作完成组件的固化；
装框、清洗：完成铝边框、接线盒的安装，以及组件表面的清洁工作；
终检：绝缘耐压测试、IV测试、EL和外检检测。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (21)
1.一种焊接工装，其特征在于，包括安装座，所述安装座上设有压针组，所述压针组包括沿第一方向间隔设置的多个压针，各所述压针分别用于与焊带接触，且各所述压针与电池片上沿第一方向设置的各焊点错位设置以将所述焊带压覆于电池片，所述压针的数量多于所述焊点的数量。
2.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于：至少有两个所述压针位于任意两个相邻的所述焊点之间。
3.根据权利要求2所述的焊接工装，其特征在于：至少有两个所述压针位于沿第一方向的至少一端的两个相邻所述焊点之间；或者，至少有两个所述压针位于每两个相邻的所述焊点之间。
4.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于：多个所述压针对应分布于所述电池片的主栅线的端部焊点与所述主栅线的端部之间、以及相邻的所述焊点之间。
5.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于：所述压针的数量较所述焊点数量多1-6个。
6.根据权利要求5所述的焊接工装，其特征在于：所述压针的数量较所述焊点数量多3-4个。
7.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于：所述压针组设置有5-26个所述压针。
8.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于：位于所述安装座第一方向两端的所述压针的底面的面积大于其余所述压针的底面的面积。
9.根据权利要求8所述的焊接工装，其特征在于：位于所述安装座第一方向两端的所述压针的底面的面积较其余所述压针的底面的面积大20-80％。
10.根据权利要求8所述的焊接工装，其特征在于：位于所述安装座上第一方向两端的两个所述压针的底面的面积为5-8mm。
11.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于：所述压针通过弹性件弹性连接于所述安装座上。
12.根据权利要求11所述的焊接工装，其特征在于：所述弹性件为弹簧，通过调节所述弹簧的压缩量来调节所述压针施加于所述焊带上的作用力。
13.根据权利要求12所述的焊接工装，其特征在于：位于所述安装座第一方向两端的所述弹簧的压缩量小于其余所述弹簧的压缩量。
14.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于：所述安装座上设有多个压针组，多个所述压针组沿第二方向平行间隔设置。
15.根据权利要求14所述的焊接工装，其特征在于：所述安装座上设有9-17个压针组。
16.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于：所述安装座的下方还设有磁性吸块，所述磁性吸块与所述压针组对应。
17.根据权利要求16所述的焊接工装，其特征在于：所述磁性吸块的宽度为4-8mm。
18.根据权利要求16所述的焊接工装，其特征在于：所述磁性吸块的宽度为5mm。
19.一种电池串的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将焊带置于至焊接平台的台面上方；
S2：将电池片置于所述焊带上方，并使所述电池片的背面与所述焊带的位置相对固定；
S3：所述焊接平台向前传输一定距离后，将另一焊带置于所述电池片的正面，将安装座上的多个压针组与所述电池片上的多个主栅线一一对应，所述压针组上的多个压针与沿第一方向设置于电池片上的多个焊点错位设置，使所述压针的底面与所述焊带接触，并向所述焊带施加朝向所述电池片正面的压力，以将所述焊带压覆于所述电池片的正面，将所述焊带焊接固定于所述电池片正面的焊点；以同样的方式将所述电池片下方的所述焊带焊接于所述电池片的背面；
S4：重复S2、S3步骤，直至将若干所述电池片连接成为电池串。
20.根据权利要求19所述的电池串的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中，位于所述安装座第一方向两端的两个所述压针所提供的压力小于其余所述压针所提供的压力。
21.根据权利要求19所述的电池串的制造方法，其特征在于：位于所述安装座第一方向两端的两个所述压针所提供的压力为0.4-0.6N，其余所述压针所提供的压力为0.9-1.1N。
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