CN114029572A - 太阳能电池片的焊接方法及焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能电池片的焊接方法及焊接装置。该焊接方法包括：步骤S1，提供太阳能电池片，太阳能电池片上设置有多个焊带，各焊带上具有多个待焊点，将待焊点分为N个焊接组，各焊接组内具有多个待焊点；步骤S2，利用激光光斑依次对各焊接组进行加热，以实现太阳能电池片的焊接，且在各焊接组焊接时各激光光斑同时对该焊接组的各待焊点一一对应加热。在每次焊接时，预先将待焊点进行分组，形成N组焊接组，进而可以同时对一个焊接组中的多个待焊点进行焊接，在各焊接组焊接时各激光光斑同时对该焊接组的各待焊点一一对应加热。然后对不同的焊接组的多个待焊点进行加热焊接，相对于单激光焦点焊接方式，焊接效率大大提升。

Description

太阳能电池片的焊接方法及焊接装置

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池片的焊接方法及焊接装置。

背景技术

现有技术中晶体硅太阳能电池组件焊接通常使用电烙铁手工焊或者整面红外加热焊接技术，其中电烙铁手工焊耗时费力，且焊接过程中需要正反面两次焊接，焊接后电池片弯曲程度增加；而整面红外加热焊接对整片电池都有加热效果，部分电池片对温度比较敏感，在没有焊带的区域高温会严重影响电池的电性能。

现有技术也有采用常规的激光焊接技术进行焊接的，但是，均采用单焦点进行焊接，采用单激光焦点相对太阳能电池组件移动，对待焊点一一进行焊接，存在焊接效率低的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种太阳能电池片的焊接方法及焊接装置，以解决现有技术中的焊接效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池片的焊接方法，包括：步骤S1，提供太阳能电池片，太阳能电池片上设置有多个焊带，各焊带上具有多个待焊点，将待焊点分为N个焊接组，各焊接组内具有多个待焊点；步骤S2，利用激光光斑依次对各焊接组进行加热，以实现太阳能电池片的焊接，且在各焊接组焊接时各激光光斑同时对该焊接组的各待焊点一一对应加热。

进一步地，上述激光光斑来自于同一激光器的激光形成的光斑。

进一步地，上述各焊接组的待焊点位于同一焊带上或者各焊接组的待焊点位于不同焊带上，优选各焊接组的待焊点数量为n，且2≤n≤15。

进一步地，上述各焊接组的待焊点位于同一焊带上且依次相邻设置，步骤S2包括：步骤S21，控制激光光斑沿焊带的延伸方向相对太阳能电池片移动，实现对该焊带的各焊接组的加热；步骤S22，在完成一条焊带的焊接后，重复步骤S21对另一条焊带进行焊接至所有焊带的焊接完成。

进一步地，上述各焊接组的待焊点位于同一焊带上且依次相邻设置，步骤S2包括：步骤S21’，控制激光光斑沿与焊带的延伸方向垂直的方向相对太阳能电池片移动，实现对各焊带的一个焊接组的加热；当n小于一条焊带上的待焊点总数量时，步骤S2还包括步骤S22’，在完成各焊带的一个焊接组后，重复步骤S21对各焊带的另一个焊接组进行焊接，至所有焊接组的焊接完成。

进一步地，上述各焊接组的待焊点位于依次相邻的n个焊带上，且位于同一直线上，步骤S2包括：步骤S21”，控制激光光斑沿焊带的延伸方向相对太阳能电池片移动，实现对n个焊带的各焊接组的加热；当n小于所在电池片上的焊带总数时，步骤S2还包括步骤S22”，在完成一次步骤S21”时，重复步骤S21对下一组n个焊带进行焊接至所有焊带的焊接完成。

进一步地，上述同一焊带上相邻两个待焊点的间距为3mm～3.5mm。

进一步地，上述激光光斑在焊带宽度方向的尺寸为a，其中a为焊带宽度的2.5～4倍。

进一步地，上述激光光斑对各焊接组的加热时间50～200ms。

进一步地，上述步骤S2中，激光光斑相对于太阳能电池片的移动速度为10～30m/s。

进一步地，上述步骤S2中，激光光斑移动，太阳能电池片静止；或者激光光斑静止，太阳能电池片移动。

进一步地，上述太阳能电池片封装在太阳能电池组件中。

进一步地，上述太阳能电池片的正面和背面均设置有焊带，且太阳能电池片的正面焊带和背面焊带一一对应设置，步骤S2中各焊接组加热完成后，太阳能电池片的正面焊带和背面焊带均与太阳能电池片焊接。

进一步地，上述步骤S2在真空条件下进行。

根据本发明的另一方面，提供了一种太阳能电池片的焊接装置，焊接装置包括激光加工模组和载物台，载物台用于承载待焊接的太阳能电池片，该激光加工模组包括：激光器，扩束设备，设置在激光器的出光侧；分束器，设置在扩束设备的出光侧；聚焦场镜，设置在分束器的出光侧，激光器发出的激光经过分束器和聚焦场镜处理后在太阳能电池片上形成多个激光光斑。

进一步地，上述分束器为旋转分束器。

进一步地，上述激光加工模组还包括扫描振镜，扫描振镜设置在分束器和聚焦场镜之间的光路上。

进一步地，上述焊接装置还包括移动设备，移动设备带动激光加工模组移动或带动载物台移动。

进一步地，上述激光加工模组还包括光闸，光闸设置在激光器的出光侧，通过光闸的开关控制激光器的激光光路开关。

应用本发明的技术方案，在每次焊接时，预先将待焊点进行分组，形成N组焊接组，进而可以同时对一个焊接组中的多个待焊点进行焊接，在各焊接组焊接时各激光光斑同时对该焊接组的各待焊点一一对应加热。然后对不同的焊接组的多个待焊点进行加热焊接，相对于单激光焦点焊接方式，焊接效率大大提升。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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例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示出了根据本发明的一种实施例的焊接方法实施时的焊接顺序示意图；

图2示出了根据本发明的一种实施例的焊接方法实施时的焊接顺序示意图；

图3示出了根据本发明的一种实施例的焊接方法实施时的焊接顺序示意图；

图4示出了本发明一种实施例提供的太阳能电池组件的剖面结构示意图；

图5示出了根据本发明一种实施例的焊接装置的结构示意图；

图6示出了根据本发明一种实施例的分束器的调整激光聚焦光斑的原理图；

图7示出了根据本发明的三个实施例焊接后太阳能电池片的加工效果图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、激光器；2、光闸；3、第一反射镜；4、第二反射镜；5、扩束设备；6、分束器；7、扫描振镜；8、聚焦场镜；9、太阳能电池片；10、焊带；11、胶膜；12、光伏玻璃；13、密封材料。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本申请中的焊点为激光照射焊接待焊点，使正面焊带和背面焊带融化并与晶硅太阳能电池片焊接的点。

如本申请背景技术所分析的，现有技术中的单激光焦点激光焊接太阳能电池组件的方法焊接效率较低，为了解决该问题，本申请提供了一种太阳能电池片的焊接方法和焊接装置。

在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种太阳能电池片的焊接方法，该焊接方法包括：步骤S1，提供太阳能电池片9，太阳能电池片9上设置有多个焊带10，各焊带10上具有多个待焊点，将待焊点分为N组焊接组，各焊接组内具有多个待焊点；步骤S2，利用激光光斑依次对各焊接组进行加热，以实现太阳能电池片9的焊接，且在各焊接组焊接时各激光光斑同时对该焊接组的各待焊点一一对应加热。

本申请的焊接方法在每次焊接时，预先将待焊点进行分组，形成N组焊接组，进而可以同时对一个焊接组中的多个待焊点进行焊接，在各焊接组焊接时各激光光斑同时对该焊接组的各待焊点一一对应加热。然后对不同的焊接组的多个待焊点进行加热焊接，相对于单激光焦点焊接方式，焊接效率大大提升。

为了简化本申请的焊接方法的操作，本申请选择来自于同一激光器的激光形成的光斑作为与待焊点一一对应的激光光斑。实施时可以采用现有技术中同时可以形成多个具有一定规律的激光光斑的激光发射装置，本领域技术人员可以根据对待焊点的分组形式选择相应的激光发射装置。

上述各焊接组的分组方式没有特别限定，当各焊接组的待焊点位于同一焊带10上或者各焊接组的待焊点位于不同焊带10上时，可以使焊接路线便于规划。此外，本领域技术人员在对待焊点进行分组时，可以根据所设置的焊带的数量、长度、所需焊接位点数量选择合适数量的待焊点数，在本申请一种实施例中，优选各所述焊接组的待焊点数量为n，且2≤n≤15，以满足目前常规规格的太阳能电池片的高效焊接。

本申请的焊接方法在实施时，可以设计待焊点的具体分组形式，以下举例说明几种步骤S2实施效率较高的方式。

在一种实施例中，如图1所示，设计各焊接组的待焊点位于同一焊带10上且依次相邻，上述步骤S2包括：步骤S21，控制激光光斑沿焊带10的延伸方向相对太阳能电池片9移动，实现对该焊带10的各焊接组的加热；步骤S22，在完成一条焊带10的焊接后，重复步骤S21对另一条焊带10进行焊接至所有焊带10的焊接完成。

将激光光斑与位于同一焊带10上依次相邻的n个待焊点一一对应，实现激光对待焊点的加热，在完成这一组焊接组的焊接后，按照图1所示方向扫描使激光光斑与该焊带10上的下一组依次相邻的n个待焊点一一对应，实现激光对对应待焊点的加热，重复该过程，至该焊带10焊接完成。各焊带10的焊接均重复上述过程。如单激光焦点焊接的相似，在激光光斑相对于太阳能电池片9移动时(即不需要进行焊接时)，激光在非待焊点处关闭。

简单来说，在实施焊接时，相邻激光光斑的距离等于同一焊带10上相邻的待焊点的距离，激光光斑分布在同一条焊带10的长度方向的不同待焊点上，并沿焊带10长度方向同步移动扫描，在非待焊点处闭光，待焊点处出光，一次完成一条焊带10多个待焊点的焊接。

以下结合附图1对上述步骤S2进行举例性说明：

焊接组由同一焊带10上3个相邻待焊点组成，三个激光光斑与一条焊带10(电池主栅)的一个焊接组的待焊点对应，图1中a、b、c为三个待焊点的编号，三个激光光斑设置在编号为a、b、c三个待焊点上，停留T1时间完成焊接后，沿焊带10长度方向移动至下一组编号为a1、b1、c1三个待焊点进行扫描，移动过程中激光闭光，到达后，停留T1时间完成焊接；焊接完成后焊接依次进行上述重复动作，完成一条焊带10的焊接。然后，将激光光斑移动至下一焊带10，以同样的方法完成焊接。重复以上步骤直至完成所有的焊接。

在另一种实施例中，如图2所示，设计各焊接组的待焊点位于同一焊带10上且依次相邻，上述步骤S2包括：步骤S21’，控制激光光斑沿与焊带10的延伸方向垂直的方向相对太阳能电池片9移动，实现对各焊带10的一个焊接组的加热；当n小于一条焊带10上的待焊点总数量时，步骤S2还包括步骤S22’，在完成各焊带10的一个焊接组后，重复步骤S21对各焊带10的另一个焊接组进行焊接，至所有焊接组的焊接完成。

该实施例与前述图1所示实施例的区别主要在于，激光光斑相对于太阳能电池片9的移动路径不同。为方便理解，定义沿与焊带10的延伸方向垂直的方向上，各焊带10的焊接组依次为第一焊接组、第二焊接组(如果有的话)……，将激光光斑与位于一条焊带10上的第一焊接组的依次相邻的n个待焊点一一对应，实现激光对第一焊接组待焊点的加热，在完成第一焊接组的焊接后，按照图2所示扫描方向使激光光斑与下一条焊带10上的第一焊接组的依次相邻的n个待焊点一一对应，实现激光对对应待焊点的加热，重复该过程，至所有焊带10的第一焊接组焊接完成。如果还有第二焊接组、第三焊接组等，则重复第一焊接组的焊接过程，至所有焊接组焊接完成。如单激光焦点焊接的相似，在激光光斑相对于太阳能电池片9移动时(即不需要进行焊接时)，激光在非待焊点处关闭。

简单来说，在实施焊接时，相邻激光光斑的距离等于同一焊带10上相邻的待焊点的距离，多激光光斑分布在同一条焊带10的长度方向的不同待焊点上，并沿焊带10宽度方向移动扫描，在非待焊点处闭光，在另一焊带10的待焊点处出光，一次完成多条焊带10的多个待焊点的焊接。

以下结合附图2对上述步骤S2进行举例性说明：

焊接组由同一焊带10上3个相邻待焊点组成，三个激光光斑与一条焊带10(电池主栅)的一个焊接组的待焊点对应，沿与焊带10长度方向垂直方向(即焊带宽度方向)移动。图2中a、b、c为三个待焊点的编号，三个激光光斑设置在编号为a、b、c的三个待焊点上，停留T1时间完成焊接后，沿焊带10宽度方向移动，至下一焊带10的编号为a1、b1、c1三个待焊点，移动过程中激光闭光，到达后，停留T1时间完成焊接；焊接完成后焊接依次进行上述重复动作，完成多条焊带10三个待焊点的焊接。然后，将聚焦光斑移动至下一组三个焊带10，以同样的方法完成焊接。重复以上步骤直至完成所有的焊接。

上述对应图1和图2的焊接组中待焊点的选择是一种更高效更易于操作的方式，本领域技术人员也可以选择间隔的n个待焊点形成焊接组，其中同一个焊接组中的待焊点之间可以设置一个或多个其它焊接组中的待焊点，比如以数字表示顺序排列的待焊点，一个焊接组的待焊点组成为1、3、5……，另一个焊接组的待焊点组成为2、4、6……，或者一个焊接组的待焊点为1、4、7、10……，另一个焊接组的待焊点为2、5、8、11……，第三个焊接组的待焊点为3、6、9、12……。上述实施例中设计各焊接组的待焊点位于同一焊带10上依次相邻的n个待焊点，在实施时已经完成焊接的焊带10在后续焊接中激光不会再经过，因此可以有效避免操作中激光关闭不及时或者误操作导致的激光对已经完成焊接的区域造成误加热、烧蚀等损伤。

在其他实施例中，如图3所示，上述各焊接组的待焊点位于依次相邻的n个焊带10上，且位于同一直线上，步骤S2包括：步骤S21”，控制激光光斑沿焊带10的延伸方向相对太阳能电池片9移动，实现对n个焊带10的各焊接组的加热；当n小于所在电池片上的焊带10总数时，步骤S2还包括步骤S22”，在完成一次步骤S21”时，重复步骤S21对下一组n个条焊带10进行焊接至所有焊带10的焊接完成。

该实施例中，在一次焊接时实现了对n个焊带10的一个待焊点进行同时焊接，然后通过控制激光光斑沿焊带10的延伸方向相对太阳能电池片9移动，实现对m条焊带10的各焊接组的加热。

简单来说，在实施焊接时，相邻激光光斑的距离等于相邻焊带10的距离，激光光斑分别分布在不同的焊带10的待焊点上，控制激光光斑沿焊带10长度方向同步移动，在非待焊点处闭光，在待焊点处出光，一次完成多个焊带10的待焊点的焊接。当m等于一个电池片上的焊带10总数量时，一个移动周期即可完成该电池片上所有焊带10的焊接，从而使焊接更高效。

上述图3中的焊接组中待焊点的选择是一种更高效更易于操作的方式，本领域技术人员也可以选择间隔的n个焊带10的位于同一直线上的待焊点形成焊接组，其中同一个焊接组中的待焊点所在焊带10之间可以设置一个或多个其它焊接组中的待焊点所在焊带10，比如以数字表示顺序排列的焊带10，一个焊接组的待焊点所在焊带10组成为1、3、5……，另一个焊接组的待焊点所在焊带10组成为2、4、6……，或者一个焊接组的待焊点所在焊带10为1、4、7、10……，另一个焊接组的待焊点所在焊带10为2、5、8、11……，第三个焊接组的待焊点所在焊带10为3、6、9、12……。上述实施例中设计各焊接组的待焊点位于依次相邻的n个焊带10上位于同一直线上的n个待焊点，在实施时已经完成焊接的焊带10在后续焊接中激光不会再经过，因此可以有效避免操作中激光关闭不及时或者误操作导致的激光对已经完成焊接的区域造成误加热、烧蚀等损伤。

以下结合附图3对上述步骤S2进行举例性说明：

焊接组由5个相邻焊带10的各一个待焊点组成，五个激光光斑与导电焊带10(电池主栅)一一对应，同步焊接同一片电池不同焊带10(电池主栅)，图3中a、b、c、d、e为5个待焊点的编号，与5根导电焊带10(电池主栅)一一对应，五个激光光斑设置在a、b、c、d、e五个待焊点上，停留T1时间完成焊接后，移动至下一组编号为a1、b1、c1、d1、e1的待焊点，移动过程中闭光，到达后，停留T1时间完成焊接；焊接完成后焊接依次进行上述重复动作，使该太阳能电池片9以及其他太阳能电池片9完成焊接。使用此种方法可以完成3焊带10(电池主栅)、4焊带10(电池主栅)、5焊带10(电池主栅)、9焊带10(电池主栅)、12焊带10(电池主栅)等等，不同焊带10(电池主栅)同时焊接。

本申请中待焊点之间的间距可以参考现有技术中待焊点间距，为了既可以保证电导率，又能尽可能降低焊接后太阳能电池片9的破片率，优选上述同一焊带10上相邻两个待焊点的间距为3mm～3.5mm。

本申请的激光光斑的大小可以参考现有技术中单激光焦点激光焊接时的激光光斑的尺寸，在本申请一种实施例中，上述激光光斑在焊带宽度方向的尺寸为a，其中a为焊带10宽度的2.5～4倍。上述激光光斑的尺寸a，既可以避免激光光斑过小，由此导致激光能量密度高容易损伤焊带10和电池片；又可以避免激光光斑过大，需要的激光能量也大，进而避免过多的光斑能量直接损伤硅片。用于本申请的激光光斑可以为圆形光斑、方形光斑等任意可以实现加热焊接的光斑，在此就不再一一列举。

此外为了实现充分焊接且避免对硅片的损伤，优选上述激光光斑对各焊接组的加热时间50～200ms。此外，优选地，上述单个光斑的能量为50～100W，以实现对电池片的正面和背面焊带的同时焊接，且避免高能量造成电池片的隐裂，以及低能量造成的虚焊。

在每次激光光斑相对于太阳能电池片9移动时，无论是激光光斑移动还是太阳能电池片9移动，由于待焊点间距较小，为了避免频繁移动导致对准准确性降低，优选上述步骤S2中，激光光斑相对于太阳能电池片9的移动速度为10～30m/s。

上述步骤S2中，实现激光光斑相对于太阳能电池片9移动的方式优选二者之一主动移动，另一者保持位置不变，以降低能源消耗，优选上述激光光斑移动，太阳能电池片9静止；或者激光光斑静止，太阳能电池片9移动。激光光斑移动可以通过移动设备对形成激光光斑的激光加工模组进行移动，也可以通过在激光加工模组中设置振镜实现光路偏移进而达到移动激光光斑的目的。而当使太阳能电池片9移动时，可以利用移动设备来实现太阳能电池片9按照规定路径移动。

上述移动的具体实现方式可以参考现有技术中单激光焦点焊接的激光光斑移动或者太阳能电池片9移动的实现方式，在此不再一一赘述。

上述焊接方法可以适用于独立的太阳能电池片9的焊接，也适用于层压前的太阳能电池片9的焊接。即使是后者，太阳能电池片9被胶膜11和光伏玻璃12封装后，采用现有技术中的激光设备，足以使激光束穿过上层光伏玻璃12和胶膜11，在焊带10形成激光光斑。

当用于层压前叠置在太阳能电池组件中的太阳能电池片9的焊接时，此时太阳能电池片的正面和背面均设置有焊带，且太阳能电池片的正面焊带和背面焊带一一对应设置，步骤S2中各焊接组加热完成后，太阳能电池片的正面焊带和背面焊带均与太阳能电池片焊接。由于太阳能电池片9被封装，因此，正面焊带和背面焊带上下对应设置且贴紧太阳能电池片，激光光斑加热在正面焊带和背面焊带与太阳能电池片均形成焊点，焊接完成后，正面焊带、背面焊带和太阳能电池片通过焊点焊接。

对叠置在太阳能电池组件中的太阳能电池片9进行焊接时，由于抽真空后胶膜11和光伏玻璃12紧贴太阳能电池片9和焊带10，因此可以起到辅助压紧太阳能电池片9和焊带10的效果，且避免传统焊接方式下先焊接再封装对太阳能电池片9搬运产生的隐裂过程。此时太阳能电池片9与正面焊带和背面焊带贴紧密封再焊接有助于太阳能电池片9正背面受到的收缩应力相当，两应力相互抵消作用就会避免太阳能电池片9在焊接过程中产生弯曲。可以在焊接完成后再进行层压。此过程，当单个光斑的能量为50～100W，图4所示的封装材料组件中，位于太阳能电池片9上下的焊带10分别紧贴在太阳能电池片9的正面主栅和背面背电极上。封装材料组件通常包括位于太阳能电池片9上层和下层的胶膜11(通常为EVA等)、与胶膜11粘结的上层和下层的光伏玻璃12，以及设置在上层和下层四周的密封材料13，胶膜11、光伏玻璃12、密封材料13形成一个密封空间，抽真空使空间内形成一定的负压。这样的设置，能够实现更好的压紧效果，进行激光焊接时，位于太阳能电池片9上下的焊带10分别紧贴在太阳能电池片9的正面主栅和背面背电极上，激光焊接时，正面焊带10和背面焊带10融化并与太阳能电池片9焊接。焊接结束后，层压，使胶膜11交联。

优选的，本申请的焊接在真空条件下进行。提高激光穿透率，避免激光条件下空气对组件的氧化、老化。当然，本领域技术人员在选择激光时，为了避免激光对胶膜11的损伤，优选激光的损伤阈值不大于胶膜11的损伤阈值。

在焊接过程中，本领域技术人员可以对太阳能电池片和激光光斑的位置进行机械定位，为了提高焊接的效率和对准性，优选采用CCD相机进行对位，该CCD相机与激光同轴设置或旁轴设置。在焊接时，CCD相机在待焊接的太阳能电池片的正上方，与激光同轴或者旁轴，CCD相机拍照定位焊带的位置，给出焊带的待焊点的X、Y、θ三个参数，利用CCD相机得到偏移量后，使激光和太阳能电池片相对移动，从而使激光准确无误的作用在焊带的下一组待焊点上。

在本申请另一种典型的实施方式中，提供了一种太阳能电池片的焊接装置，如图5所示，该焊接装置包括激光加工模组和载物台(图5中未示出)，载物台用于承载待焊接的太阳能电池片9(图5中未示出)，该激光加工模组包括：激光器1、扩束设备5、分束器6和聚焦场镜8，扩束设备5设置在激光器1的出光侧，分束器6设置在扩束设备5的出光侧；聚焦场镜8设置在分束器6的出光侧，激光器1发出的激光经过分束器6和聚焦场镜8处理后在太阳能电池片9上形成多个激光光斑。

本申请利用多个激光光斑可以同时对多个待焊点进行焊接，然后移动激光光斑对其余的多个待焊点进行加热焊接，相对于单激光焦点焊接方式，用本申请的焊接装置可以使太阳能电池片9的焊接效率大大提升。利用该焊接装置实现本申请上述的焊接方法。具体地，上述扩束设备5的作用主要是压缩激光发散角，使发散光形成平行光，同时得到满足分束器6应用要求的激光光束直径。分束器6对经过扩束设备5处理的激光进行分束后再经过聚焦场镜8，选择不同型号聚焦场镜8在正常工作范围上可以得到不同间距的多光斑(各光斑之间的距离相等)，也可得到不同尺寸的光斑。因此通过分束器6和聚焦场镜8共同作用得到所需的光斑数以及相应的光斑分布。上述扩束设备5可以采用扩束镜等具有扩束功能的设备，本领域技术人员可以从已有扩束设备中进行选择，在此不再一一列举。

上述分束器6为衍射光学器件或者其他可以实现分束作用的器件。为了实现不同形式的待焊点分组方式，本申请通过分束器6对激光光斑的间距进行调整，优选地设置分束器6为旋转分束器6，通过旋转分束器6可以使多激光光斑的轴线发生旋转。旋转一个维度使其得到不同间距的激光光斑，当激光光斑距离可调时可实现不同间距同一焊带10上电池片的焊接。当调节角度为θ，旋转后激光光斑分开距离L1＝L*sinθ。参见图6，其为旋转分束器6的一个维度使其得到不同距离的激光光斑(3焦点为例)，当激光光斑距离可调时可实现不同间距主栅电池片的焊接。当调节角度为θ，旋转后多焦点分开距离L1＝L*sinθ。不同型号的聚焦场镜8在改变多光斑之间的间距时属于一个粗调，而分束器6调整间距时相对来说是一个微调，如果栅线数量不变只是间距有轻微变化时，微调分束器6的角度可以实现，此时就不需要更换聚焦场镜8，简化了操作。

在一种实施例中，本申请的将激光光斑设置为可移动方式，为了实现其可移动，优选上述激光加工模组还包括扫描振镜7，扫描振镜7设置在分束器6和聚焦场镜8之间的光路上。扫描振镜7可以引导激光束偏移，使激光光斑快速移动，以满足上述焊接过程中的激光光斑和太阳能电池片9相对移动，提高焊接效率。

在另一种实施例中，可以将激光加工模组或太阳能电池片9设置为可移动模式，优选地，上述焊接装置还包括移动设备，移动设备带动激光加工模组移动或带动载物台移动。以满足上述焊接过程中的激光光斑和太阳能电池片9相对移动。

利用移动设置带动载物台运动，从而带动太阳能电池组件移动。上述移动设备可以为机械手，可以为直线驱动装置(例如气缸)，也可以为滚珠丝杠和电机驱动，也可以为其他本领域技术人员公知的驱动方式，在此不做具体限制。

在焊接时，在非待焊点位置不需要激光加热，因此需要按照需要控制激光在太阳能电池片9上的聚焦，本领域技术人员可以通过控制激光器1的开关的方式来实现上述目的，但是这对仪器的损伤较大，在一种实施例中，上述激光加工模组还包括光闸2，光闸2设置在激光器1的出光侧，通过光闸2的开关控制激光器1的激光光路开关。利用光闸2的关闭实现在非待焊点位置无激光聚焦，在待焊点位置对应形成激光光斑，从而用于上述的焊接方法。光闸2可以紧邻激光器1的出光侧设置。

在一种实施例中，优选上述激光加工模组还包括第一反射镜3和第二反射镜4，第一反射镜3和第二反射镜4依次设置在激光器1和扩束设备5之间的光路上，以使激光器1发射的激光被第一反射镜3和第二反射镜4依次反射后被扩束设备5接受，优选第一反射镜3和所述第二反射镜4均为45°反射镜。通过上述第一反射镜3和第二反射镜4的设置方便激光准直调节。当设置光闸2时，第一反射镜3设置在光闸2之后。

在焊接过程中，本领域技术人员可以对太阳能电池片和激光光斑的位置进行机械定位，为了提高焊接的效率和对准性，优选焊接装置中还设置CCD相机14，该CCD相机14与激光器1同轴设置或旁轴设置。在焊接时，CCD相机14在待焊接的太阳能电池片的正上方，与激光同轴或者旁轴，CCD相机14拍照定位焊带的位置，给出焊带的待焊点的X、Y、θ三个参数，利用CCD相机14得到偏移量后，使激光和太阳能电池片相对移动，从而使激光准确无误的作用在焊带的下一组待焊点上。

上述焊接方法所使用的激光和焊接装置所发出的激光可以为连续激光、脉冲激光或者QCW激光，激光的脉宽可以为微秒、纳秒或者皮秒，且上述激光为红外激光、绿光激光或者紫外激光。

以下结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。

以图1所示的焊接组分组形成和移动形式对图4所示的太阳能电池片进行焊接，检测焊点条件对焊接效果的影响。具体地，激光为红外激光，激光功率为60W，设定激光光斑的直径为焊带宽度的3倍，停留加热时间为100ms，测试焊接前后晶体硅太阳能电池组件电性能的变化，焊接前后晶体硅太阳能电池组件短路电流Isc、开路电压Voc、填充因子FF、转换效率Eff、串联电阻Rs变化、以及对应的破片率如表1。

表1

由表1可以看出，焊点间距为2mm、2.5mm时破片率较高，而焊点间距为4mm、5mm、5.5mm时焊接后的激光焊接晶体硅太阳能电池组件的电性能(开路电压Voc、填充因子FF、转换效率Eff、串联电阻Rs)与焊接前变化较大，即影响了电池的电性能，因此在焊点为3mm～3.5mm时效果最佳。

参见图7，焊点间距为3.0mm时，左图为聚焦光斑直径为焊带宽度的5倍时，停留时间为100ms时的加工效果图，可以看出光斑直径太大时，会导致焊带焊接时导致过度融化阻挡部分副栅；中间的图为聚焦光斑直径为焊带宽度的3倍，停留时间为500ms时的焊带加工效果图，可见当停留时间过长时，也会引起过度融化导致焊接区域变粗，电池片正面受光面积减少，影响电池光电转化效率；右图为聚焦光斑直径为焊带宽度的3倍时，停留时间为100ms时的加工效果图，没有出现前述问题。

采用本发明的焊接方法对太阳能电池片进行焊接，不仅焊接效率高，而且焊接效果良好，电池光电转化率高，碎片率低。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种太阳能电池片的焊接方法，其特征在于，包括：

步骤S1，提供太阳能电池片(9)，所述太阳能电池片(9)上设置有多个焊带(10)，各所述焊带(10)上具有多个待焊点，将所述待焊点分为N个焊接组，各所述焊接组内具有多个待焊点；

步骤S2，利用激光光斑依次对各焊接组进行加热，以实现太阳能电池片(9)的焊接，且在各焊接组焊接时各激光光斑同时对该焊接组的各所述待焊点一一对应加热。

2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述激光光斑来自于同一激光器的激光形成的光斑。

3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，各所述焊接组的待焊点位于同一焊带(10)上或者各所述焊接组的待焊点位于不同焊带(10)上，优选各所述焊接组的待焊点数量为n，且2≤n≤15。

4.根据权利要求3所述的焊接方法，其特征在于，各所述焊接组的待焊点位于同一焊带(10)上且依次相邻设置，所述步骤S2包括：

步骤S21，控制所述激光光斑沿所述焊带(10)的延伸方向相对所述太阳能电池片(9)移动，实现对该焊带(10)的各焊接组的加热；

步骤S22，在完成一条所述焊带(10)的焊接后，重复所述步骤S21对另一条焊带(10)进行焊接至所有焊带(10)的焊接完成。

5.根据权利要求3所述的焊接方法，其特征在于，各所述焊接组的待焊点位于同一焊带(10)上且依次相邻设置，所述步骤S2包括：

步骤S21’，控制所述激光光斑沿与所述焊带(10)的延伸方向垂直的方向相对所述太阳能电池片(9)移动，实现对各所述焊带(10)的一个焊接组的加热；

当所述n小于一条所述焊带(10)上的待焊点总数量时，所述步骤S2还包括步骤S22’，在完成各所述焊带(10)的一个焊接组后，重复所述步骤S21对各所述焊带(10)的另一个焊接组进行焊接，至所有焊接组的焊接完成。

6.根据权利要求3所述的焊接方法，其特征在于，各所述焊接组的待焊点位于依次相邻的n个焊带(10)上，且位于同一直线上，所述步骤S2包括：

步骤S21”，控制所述激光光斑沿所述焊带(10)的延伸方向相对所述太阳能电池片(9)移动，实现对所述n个焊带(10)的各焊接组的加热；

当所述n小于所在电池片上的焊带(10)总数时，所述步骤S2还包括步骤S22”，在完成一次所述步骤S21”时，重复所述步骤S21对下一组n个焊带(10)进行焊接至所有焊带(10)的焊接完成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的焊接方法，其特征在于，同一所述焊带(10)上相邻两个待焊点的间距为3mm～3.5mm。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述激光光斑在所述焊带宽度方向的尺寸为a，其中a为所述焊带(10)宽度的2.5～4倍。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述激光光斑对各焊接组的加热时间50～200ms。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述激光光斑相对于所述太阳能电池片(9)的移动速度为10～30m/s。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述激光光斑移动，所述太阳能电池片(9)静止；或者所述激光光斑静止，所述太阳能电池片(9)移动。

12.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述太阳能电池片(9)封装在太阳能电池组件中。

13.根据权利要求12所述的焊接方法，其特征在于，所述太阳能电池片(9)的正面和背面均设置有所述焊带，且所述太阳能电池片(9)的正面焊带和背面焊带一一对应设置，所述步骤S2中各所述焊接组加热完成后，所述太阳能电池片(9)的正面焊带和背面焊带均与所述太阳能电池片(9)焊接。

14.根据权利要求12或13所述的焊接方法，其特征在于，所述步骤S2在真空条件下进行。

15.一种太阳能电池片的焊接装置，所述焊接装置包括激光加工模组和载物台，所述载物台用于承载待焊接的所述太阳能电池片(9)，其特征在于，所述激光加工模组包括：

激光器(1)，

扩束设备(5)，设置在所述激光器(1)的出光侧；

分束器(6)，设置在所述扩束设备(5)的出光侧；

聚焦场镜(8)，设置在所述分束器(6)的出光侧，

所述激光器(1)发出的激光经过所述分束器(6)和所述聚焦场镜(8)处理后在所述太阳能电池片(9)上形成多个激光光斑。

16.根据权利要求15所述的焊接装置，其特征在于，所述分束器(6)为旋转分束器(6)。

17.根据权利要求15所述的焊接装置，其特征在于，所述激光加工模组还包括扫描振镜(7)，所述扫描振镜(7)设置在所述分束器(6)和所述聚焦场镜(8)之间的光路上。

18.根据权利要求15所述的焊接装置，其特征在于，所述焊接装置还包括移动设备，所述移动设备带动所述激光加工模组移动或带动所述载物台移动。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的焊接装置，其特征在于，所述激光加工模组还包括光闸(2)，所述光闸(2)设置在所述激光器(1)的出光侧，通过所述光闸(2)的开关控制所述激光器(1)的激光光路开关。

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