CN116364802A - 光伏组件的制备方法及用于光伏组件的叠片设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光伏组件的制备方法及用于光伏组件的叠片设备，所述光伏组件的制备方法包括：输送第一电池单元至叠片工位，采用第一相机获取第一电池单元正面主栅的位置；输送第二电池单元至红外定位工位，采用下方的红外光源照射第二电池单元的背面第一时长，并采用第二相机获取第二电池单元背面主栅的位置，其中，第二相机为红外相机；控制机械臂抓取第二电池单元堆叠至第一电池单元上，使得第二电池单元的背面主栅交叠在第一电池单元的正面主栅上，通过上述制备方法可精确确定第二电池单元背面主栅的位置信息，使得第二电池单元背面主栅和第一电池单元正面主栅之间具有较大的交叠宽度，进而形成良好的接触。

Description

光伏组件的制备方法及用于光伏组件的叠片设备
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏组件的制备方法及叠瓦串联设备。
背景技术
由若干电池单元堆叠形成的光伏组件因其电池单元间无间隙，在同样的占地面积下获得更高的发电量，因此成为目前组件效率最高的一类组件设计，光伏组件的电池单元一般具有正面主栅、背面主栅，且正面主栅和背面主栅错位设计，使得前电池片单元的正面主栅和后电池片单元的背面主栅相互配合进而形成电池串列。
目前，相邻的电池片单元串联方法为在对正面主栅定位，在正面主栅上涂导电胶，定位下一片正面主栅位置，根据理论背面主栅位置定位堆叠位置。这种方法由于硅片尺寸偏差以及丝网印刷正背面定位方法及定位精度的不同，理论背面主栅位置与实际位置通常存在偏差，偏差一般在±0.1mm-±0.2mm左右。而目前正面主栅宽度一般在0.3-0.5mm。这就导致了在堆叠后正背面主栅的交叠宽度减小，极限情况下可能完全不交叠，造成组件串联电阻增大从而影响组件的热斑温度上升，导致组件长期可靠性下降。
发明内容
本发明提供一种新型的光伏组件的制备方法及用于光伏组件的叠片设备来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种光伏组件的制备方法，包括输送第一电池单元至叠片工位，第一电池单元的受光面朝上，采用第一相机获取第一电池单元正面主栅的位置信息；
输送第二电池单元至红外定位工位，第二电池单元的受光面朝上，采用下方的红外光源照射第二电池单元的背面第一时长，并采用第二相机获取第二电池单元背面主栅的位置信息，其中，第二相机为红外相机；
控制机械臂抓取第二电池单元堆叠至第一电池单元上，使得第二电池单元的背面主栅交叠在第一电池单元的正面主栅上。
进一步地，在上述采用第一相机获取第一电池单元正面主栅的位置信息之后，控制点胶单元在正面主栅上设置粘结胶。
进一步地，上述采用第一相机获取第一电池单元正面主栅的位置信息具体为：控制第一相机采集第一电池单元的图片，然后将图片发送给主控单元，主控单元通过图片识别第一电池单元正面主栅相对于叠片工位基准点的位置信息；
上述并采用第二相机获取第二电池单元背面主栅的位置信息具体指：控制第二相机采集第二电池单元的图片，然后将图片发送给主控单元，主控单元通过图片识别第二电池单元背面主栅相对于红外定位工位基准点的位置信息；
主控单元将正面主栅和背面主栅的位置信息经计算处理后传输至机械臂。
进一步地，第一时长不大于500ms。
进一步地，所述制备方法还包括：输送堆叠后的第一电池单元和第二电池单元至固化工位，经加热固化成一体。
进一步地，上述控制机械臂抓取第二电池单元堆叠至第一电池单元上之后，所述制备方法还包括：输送第二电池单元至叠片工位处，输送第三电池单元至红外定位工位，获取第二电池单元正面主栅位置信息、第三电池单元背面主栅位置信息，并将第三电池单元的背面主栅堆叠在第二电池单元的正面主栅位置，至达到预设电池串的长度。
本发明还提供一种用于光伏组件的叠片设备，包括叠片单元、叠片单元上方的第一相机、与第一相机通信连接的主控单元、用于输送电池单元的输送带，所述叠片设备还包括位于叠片单元前侧且与输送带配合的红外定位单元，所述红外定位单元包括用以支撑电池单元的透明支撑板、位于支撑板上方的第二相机、位于支撑板下方的红外光源，所述第二相机为红外相机，所述第二相机和红外光源均与主控单元通信连接。
进一步地，还包括设于输送带一端的上料单元，所述红外定位单元位于上料单元和叠片单元之间。
进一步地，还包括用以将红外定位单元上的电池单元输送至叠片单元的机械臂，所述机械臂与主控单元通信连接。
进一步地，还包括用以对电池单元正面主栅设置粘结胶的点胶单元，所述点胶单元和所述主控单元通信连接。
进一步地，还包括对交叠后的电池单元进行加热固化的固化单元，所述固化单元位于所述叠片单元的后侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明光伏组件的制备方法通过利用红外光源和第二相机相配合可精确确定第二电池单元背面主栅的位置信息，使得第二电池单元背面主栅和第一电池单元正面主栅之间具有较宽的交叠宽度，进而形成良好的接触。
附图说明
图1是本发明光伏组件的制备方法一个实施例的流程图。
图2是本发明光伏组件的制备方法另一个实施例的流程图。
图3是图1实施例中前后相邻的电池片堆叠状态的结构示意图。
图4是本发明用于光伏组件的叠片设备一个实施例的结构示意图。
其中，11-叠片单元，12-第一相机，13-主控单元，14-输送带，15-红外定位单元，151-红外光源，152-支撑板，153-第二相机，16-上料单元，17-机械臂，18-点胶单元，19-固化单元，21-第一电池单元，211-正面主栅，22-第二电池单元，221-背面主栅，31-导电胶。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“上”、“下”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，仅是为了便于简化描述本发明，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保护范围的限制。具体地，在本发明中，朝向太阳的一面为上，相反的一面为下。
在本发明的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构部分夸大，因此，仅用于图示本发明主题的基本结构。
本发明提供一种光伏组件的制备方法及用于光伏组件的叠片设备，如图1至图4所示，其中，光伏组件的制备方法采用本发明的用于光伏组件的叠片设备来实现，可有效地实现前后排列的第一电池单元21和第二电池单元22之间形成良好的接触。
具体地，一种用于光伏组件的叠片设备，如图1所示，包括叠片单元11、叠片单元11上方的第一相机12、与第一相机12通信连接的主控单元13、用于输送电池单元的输送带14，所述叠片设备还包括位于叠片单元11前侧且与输送带14配合的红外定位单元15，所述红外定位单元15包括用以支撑电池单元的透明支撑板152、位于支撑板152上方的第二相机153、位于支撑板152下方的红外光源151，所述第二相机153和红外光源151均与主控单元13通信连接。
本发明的叠片设备通过红外定位单元15可以获取第二电池单元22的背面主栅221位置信息，使得在后续第二电池单元22和第一电池单元21叠片配合时，第二电池单元22的背面主栅221和第一电池单元21的正面主栅211具有较大的交叠面积，使得第一电池单元21和第二电池单元22之间形成良好的接触，使得光伏组件可以正常工作，避免热斑现象的发生。
本发明中涉及的第一电池单元21和第二电池单元22上均具有正面主栅和背面主栅，在电池单元的宽度方向上，正面主栅和背面主栅均间隔位于电池单元的两端，便于前后相邻的两个电池单元相互配合。
所述叠片单元11位于输送带14上，所述第一相机12位于所述叠片单元11的上方，第一电池单元21输送至叠片单元11，通过第一相机12对第一电池单元21采集照片，一般来说，所述叠片单元11上具有定位标志，当第一相机12将采集到的第一电池单元21的照片传送至主控单元13，主控单元13根据第一电池单元21的照片和叠片单元11的定位标志的信息确定所述正面主栅211的位置信息。
进一步地，所述红外定位单元15中的支撑板152用于支撑输送带14输送过来的第二电池单元，红外光源151位于所述支撑板152的底部，且内嵌在支撑板152底部的安装部位处，以实现红外光源151照射在第二电池单元22上的均匀性。本实施例中，所述支撑板152优选为玻璃材质，所述第二相机153为红外相机，由下向上照射第二电池单元22的背面，激发第二电池单元22的载流子跃迁到基态，且采用第二电池单元22正面上方的红外相机153采集照片，由于红外相机可以捕捉红外光谱区域较弱的信号，使得红外相机可以有效地采集到背面主栅221的图像。
进一步地，所述叠片设备还包括设于输送带14一端的上料单元16，所述红外定位单元15位于上料单元16和叠片单元11之间。所述上料单元16用于装载等待输送的电池单元，也就是，上料单元16位于所述输送带14远离红外定位单元15的一端。
进一步地，所述叠片设备还包括用以将红外定位单元15上的电池单元输送至叠片单元11的机械臂17，所述机械臂17与主控单元13通信连接。所述机械臂17在主控单元13的指令下，可在X、Y、Z三个维度上进行调节，使得机械臂17可以根据位置设置的需求携带第二电池单元22叠放至第一电池单元21之上。
进一步地，所述叠片设备还包括用以对电池单元正面主栅设置导电胶31的点胶单元18，所述点胶单元18和所述主控单元13通信连接。所述点胶单元18相邻所述叠片单元11设置，当主控单元13获取到第一电池单元21的正面主栅211的位置信息以后，主控单元13控制点胶单元18在正面主栅211位置进行点胶处理，本实施例中，所述点胶单元18设置在正面主栅211的胶为导电胶31，一方面，用于固定两个电池单元，另一方面使得两个电池单元之间形成良好的电性接触。
进一步地，所述叠片设备还包括对交叠后的电池单元进行加热固化的固化单元19，所述固化单元19位于所述叠片单元11的后侧。输送带14将完成堆叠的电池单元输送至固化单元19，所述固化单元19对导电胶31进行加热处理以加强所述导电胶31的粘性及导电性。
所述叠片设备的工作流程为：所述输送带14将上料单元16上的第一电池单元21、第二电池单元22依次分别输送至叠片单元11、红外定位单元15，主控单元13控制第一相机12采集第一电池单元21正面主栅211图片，处理后获取正面主栅211的位置信息，主控单元13控制点胶单元18在正面主栅211上设置导电胶31。
主控单元13控制第二相机153采集第二电池单元22背面主栅221的图片，经过处理后获取第二电池单元22背面主栅221的位置信息，主控单元13对第一电池单元21正面主栅221位置信息和第二电池单元22背面主栅221位置信息计算处理并传送至机械臂17并控制机械臂17将第二电池单元22叠放至第一电池单元21上。
输送带14输送第一电池单元21至固化单元19，同时，第二电池单元22被输送至叠片单元11，此时，第三电池单元被输送至红外定位单元15，然后分别通过第一相机12和第二相机153获取第二电池单元22正面主栅的位置信息、第三电池单元背面主栅的位置信息的过程。
可以理解的是，第一电池单元21可以直接由输送带14直接输送至叠片单元11，也可以先输送至红外定位单元15，由机械臂17将第一电池单元21输送至叠片单元11，均可以实现本发明的目的。
综合上述可知，基于上述用于光伏组件的叠片设备，本发明还提供一种光伏组件的制备方法，图1至图3所示，所述制备方法包括输送第一电池单元21至叠片工位，第一电池单元21的受光面朝上，主控单元13通过第一相机12获取第一电池单元21正面主栅211的位置信息；所述的叠片工位为叠片设备的叠片单元11的位置；
输送第二电池单元22至红外定位工位，第二电池单元22的受光面朝上，采用下方的红外光源151照射第二电池单元22的背面第一时长，主控单元13通过第二相机153获取第二电池单元22背面主栅221的位置信息，其中，第二相机153为红外相机；所述红外定位工位为叠片设备的红外定位单元15的位置；
控制机械臂17抓取第二电池单元22堆叠至第一电池单元21上，如图3所示，使得第二电池单元22的背面主栅221交叠在第一电池单元21的正面主栅211上。
本发明光伏组件的制备方法主控单元13通过红外光源151和红外相机153的配合可以获取第二电池单元22背面主栅221的位置信息，以实现第二电池单元22和第一电池单元21之间具有较大的交叠面积，实现第一电池单元21和第二电池单元22之间形成良好的接触。
进一步地，上述采用第一相机12获取第一电池单元21正面主栅211的位置信息具体为：控制第一相机12采集第一电池单元21的图片，然后将图片发送给主控单元13，主控单元13通过图片识别第一电池单元21正面主栅211相对于叠片工位基准点的位置信息；由于叠片工位基准点为叠片设备上的固定点，使得主控单元13获取到的正面主栅211的位置信息相对较准确。
本实施例中，第二相机153采集在第二电池单元22的图片之前，先利用红外光源151对第二电池单元22的背面照射，以激发第二电池单元22的载流子至基层，以利于被红外相机153采集到的图片上显示有背面主栅221的信息，为了充分地激发第二电池单元22的载流子，同时避免被激发的载流子继续复合，红外光源151照射第二电池单元22的第一时长不小于500ms。
上述并采用第二相机153获取第二电池单元22背面主栅221的位置信息具体指：控制第二相机153采集第二电池单元22的图片，然后将图片发送给主控单元13，主控单元13通过图片识别第二电池单元22背面主栅221相对于红外定位工位基准点的位置信息；也就是获取背面主栅221相对叠片设备的相对位置信息，使得背面主栅221的位置信息比较准确。
主控单元13将正面主栅211和背面主栅221的位置信息结合叠片工位和红外定位工位的位置信息经计算处理后传输至机械臂17，并控制机械臂17根据背面主栅221和正面主栅211的相对位置信息进行调整机械臂17的行程或者转动的角度，以将第二电池单元22精准地堆叠在第一电池单元21的上面使得第二电池单元22的背面主栅221刚好位于第一电池单元21正面主栅211的上面，实现正面主栅211和背面主栅221之间具有较大的交叠面积。
进一步地，在上述采用第一相机12获取第一电池单元21正面主栅211的位置信息之后，控制点胶单元18在正面主栅211上设置导电胶31，用以将第二电池单元22和第一电池单元21固定地堆叠在一起且形成电性连接。
可以理解的是，主控单元13控制点胶单元18在正面主栅211上设置导电胶31可以在获取到第一电池单元21正面主栅211的位置信息之后完成，也可以在获取到第二电池单元22背面主栅221的位置信息之后完成，均可以实现电池单元的叠片操作。
进一步地，上述控制机械臂17抓取第二电池单元22堆叠至第一电池单元21上之后，所述制备方法还包括：输送第二电池单元21至叠片工位处，输送第三电池单元至红外定位工位，获取第二电池单元22正面主栅位置信息、第三电池单元背面主栅位置信息，并将第三电池单元的背面主栅堆叠在第二电池单元22的正面主栅位置，至达到预设电池串的长度，以实现产业自动化的生产。
其中，在输送第二电池单元22至叠片工位处，输送第三电池单元至红外定位工位的同时，交叠后的第一电池单元21和第二电池单元22被输送至固化工位，经加热固化成一体，其中固化的温度和时长根据导电胶31的类型和性质确定，不再赘述。
综上所述，本发明的光伏组件的制备方法通过叠片设备来实现，其中制备方法通过红外光源151和红外相机153的配合可精确确定第二电池单元22背面主栅221的位置信息，第二电池单元22和第一电池单元21堆叠后使得第二电池单元22背面主栅221和第一电池单元21正面主栅211之间具有较大的交叠宽度，进而形成良好的接触，确保光伏组件的正常工作，避免热斑现象的发生。
应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种光伏组件的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：
输送第一电池单元至叠片工位，第一电池单元的受光面朝上，采用第一相机获取第一电池单元正面主栅的位置信息；
输送第二电池单元至红外定位工位，第二电池单元的受光面朝上，采用下方的红外光源照射第二电池单元的背面第一时长，并采用第二相机获取第二电池单元背面主栅的位置信息，其中，第二相机为红外相机；
控制机械臂抓取第二电池单元堆叠至第一电池单元上，使得第二电池单元的背面主栅交叠在第一电池单元的正面主栅上。
2.如权利要求1所述的光伏组件的制备方法，其特征在于：在上述采用第一相机获取第一电池单元正面主栅的位置信息之后，控制点胶单元在正面主栅上设置粘结胶。
3.如权利要求1所述的光伏组件的制备方法，其特征在于：上述采用第一相机获取第一电池单元正面主栅的位置信息具体为：控制第一相机采集第一电池单元的图片，然后将图片发送给主控单元，主控单元通过图片识别第一电池单元正面主栅相对于叠片工位基准点的位置信息；
上述并采用第二相机获取第二电池单元背面主栅的位置信息具体指：控制第二相机采集第二电池单元的图片，然后将图片发送给主控单元，主控单元通过图片识别第二电池单元背面主栅相对于红外定位工位基准点的位置信息；
主控单元将正面主栅和背面主栅的位置信息经计算处理后传输至机械臂。
4.如权利要求1所述的光伏组件的制备方法，其特征在于：第一时长不大于500ms。
5.如权利要求1至4任一项所述的光伏组件的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括：输送堆叠后的第一电池单元和第二电池单元至固化工位，经加热固化成一体。
6.如权利要求5所述的光伏组件的制备方法，其特征在于：上述控制机械臂抓取第二电池单元堆叠至第一电池单元上之后，所述制备方法还包括：输送第二电池单元至叠片工位处，输送第三电池单元至红外定位工位，分别获取第二电池单元正面主栅位置信息、第三电池单元背面主栅位置信息，并将第三电池单元的背面主栅堆叠在第二电池单元的正面主栅位置，至达到预设电池串的长度。
7.一种用于光伏组件的叠片设备：包括叠片单元、叠片单元上方的第一相机、与第一相机通信连接的主控单元、用于输送电池单元的输送带，其特征在于：还包括位于叠片单元前侧且与输送带配合的红外定位单元，所述红外定位单元包括用以支撑电池单元的透明支撑板、位于支撑板上方的第二相机、位于支撑板下方的红外光源，所述第二相机为红外相机，所述第二相机和红外光源均与主控单元通信连接。
8.如权利要求7所述的用于光伏组件的叠片设备，其特征在于：还包括设于输送带一端的上料单元，所述红外定位单元位于上料单元和叠片单元之间。
9.如权利要求7所述的用于光伏组件的叠片设备，其特征在于：还包括用以将红外定位单元上的电池单元输送至叠片单元的机械臂，所述机械臂与主控单元通信连接。
10.如权利要求7所述的用于光伏组件的叠片设备，其特征在于：还包括用以对电池单元正面主栅设置粘结胶的点胶单元，所述点胶单元和所述主控单元通信连接。
11.如权利要求7所述的用于光伏组件的叠片设备，其特征在于：还包括对交叠后的电池单元进行加热固化的固化单元，所述固化单元位于所述叠片单元的后侧。
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