CN116705913A - 一种无主栅太阳能光伏组件的生产方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无主栅太阳能光伏组件的生产方法及设备；现有无主栅太阳能光伏组件主要通过覆盖铜丝复合膜后层压或UV胶直接粘接的方式制备。但使用铜丝复合膜的方式存在成本高、光学遮挡等问题；点胶的方式为保证电池片与焊带连接的紧固性需要在电池片与焊带之间设置较为密集的焊点，导致电池片与焊带之间的导电性性能下降。本发明通过在电池片上间隔点胶的方式实现焊带和电池片初步粘连在一起，再利用热压的方式使焊带与电池片导通；最后在焊带表面进行涂胶并固化，形成完全包裹焊带的胶体，胶体一方面能够提高焊带与电池片之间的粘接紧固性，避免焊带因震动导致脱落，影响电池片的使用；另一方面能够在出现外部冲击时保护焊带。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏设备制造技术领域，具体涉及一种无主栅太阳能光伏组件的生产设备及生产方法。
背景技术
目前在国内外出现的常规光伏太阳能组件，其正面和背面通过丝网印刷等方式，使银沉积在电池片表面形成许多条细栅，并且还有多条主栅线及PAD点，通过光伏组件设备将焊带与PAD点进行高温焊接使其合金化，再通过此焊接方式依次将各电池片串联起来。当硅片受到光照后，细栅收集硅片所产生的电流，主栅则汇集各细栅上的电流，焊带则起到传导各电池片的电流的作用。此类电池片的主栅和PAD点尺寸较大，导致有效光电转换的面积减少，使得发电效率降低；且又损耗银浆，造成生产成本较高的问题，严重制约着太阳能光伏组件的发展。
随着光伏产业的迅速发展，各厂家都在降本增效的道路上进行探索，因而出现了一种无主栅电池片，此类无主栅电池片表面只有细栅线，正面及背面不再设置主栅线，由此可以增加有效光电转换的面积，减少银浆的损耗，达到降本增效的目的。目前能将无主栅电池片制备成串的工艺分为两种：1.在电池片上覆盖铜丝复合膜，再经过层压，使得焊带与电池片合金化；2.将焊带与电池片焊接并通过UV胶固定。
这两种方案各有优缺点：使用铜丝复合膜的方式虽然提升了焊带与电池片的结合力，但带来成本上升、光学遮挡等问题；焊接并点胶固定的方式需要使用激光加热的方式进行焊带与电池片的焊接；激光加热的温度需要达到200℃～240℃，易对电池片造成损伤；同时，该方式为保证电池片与焊带连接的紧固性需要在电池片与焊带之间设置较为密集的胶点(一般为每10mm设置一个胶点)，导致电池片与焊带之间的导电性性能下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无主栅太阳能光伏组件的生产设备及生产方法。
本发明提供一种无主栅太阳能光伏组件的生产方法，其包括以下步骤：
步骤一、在被加工的电池片上点胶，使得被加工电池片的每个焊带安装位置上均形成依次间隔排列的多个胶点。之后，在被加工电池片上的各焊带安装位置放置焊带。焊带的长度大于被加工电池片的长度，使得焊带的一端悬空，形成焊带的自由端。焊带的长度方向与被加工电池片上栅线的长度方向相互垂直。
步骤二、对电池片上的胶点进行固化。
步骤三、对粘有焊带的电池片进行热压，使得焊带与电池片上的栅线导通。
步骤四、在被加工的电池片上涂胶，形成覆盖对应焊带的多条胶线。
步骤五、对电池片上的胶线进行固化。
步骤六、将电池片上下翻转，并使得翻转后的电池片上的焊带自由段压在前一个已上下翻转并完成点胶的电池片上。
步骤七、对完成上下翻转的电池片进行点胶；对顶面压有后一个电池片焊带自由段的电池片进行第一次固化、热压、涂胶和第二次固化，使得相邻两个电池片的相反侧通过焊带连接在一起，形成电池串(即太阳能光伏组件)。
作为优选，在步骤一放置焊带之后，以及步骤六中焊带自由段压到前一个电池片上之后，均对焊带施加朝向被加工电池片的压力。
作为优选，步骤一和六中，对焊带施加朝向被加工电池片的压力的方式为：在被加工电池片上放置工装。工装在完成第二次固化后取下。
作为优选，步骤一中形成的胶点和步骤五中形成的胶线均为UV胶；步骤二和六中均通过照射紫外光实现胶体的固化。
作为优选，步骤一中，每个胶点均设置在被加工电池片的相邻两行栅线之间，以免胶点影响焊带与电池片之间的导通；相邻两个胶点的间距为20mm～30mm。
作为优选，步骤三中，对粘有焊带的电池片进行热压时，热压温度为60℃～100℃，焊带受到的压强为0.1MPa～0.4MPa。
第二方面，本发明提供一种无主栅太阳能光伏组件的生产设备，包括机架，以及安装在机架并依次排列的第一加工模块、翻转模块和第二加工模块。所述的第一加工模块包括运输机构、工装循环机构，以及沿着运输机构的输送方向依次排列的点胶机构、第一固化机构、热压机构、涂胶机构和第二固化机构。
所述的运输机构上设有与点胶机构、挤压机构、第一固化机构、热压机构、涂胶机构和第二固化机构分别位置对应的点胶工位、第一固化工位、热压工位、涂胶工位和第二固化工位。
所述的工装循环机构用于在点胶工位将用于工装放置在电池片上对焊带施加压力，以及在第二固化工位回收工装并将工装重新运输到点胶工位。
所述的点胶机构用于对电池片进行点胶操作，使得电池片的各焊带安装位置上均形成依次间隔排列的多个胶点。
所述的第一固化机构用于对焊带与电池片之间的胶点进行固化。
所述的热压机构用于对粘有焊带的电池片进行加压加热，使得焊带与电池片上的栅线合金化。
所述的涂胶机构用于在电池片上涂胶，形成完全覆盖焊带的胶线。
所述的第二固化机构用于对焊带上的胶线进行固化。
所述的翻转模块包括翻转机构和搬运机构。翻转机构用于抓取电池片并带动电池片上下翻转；搬运机构用于抓取完成上下翻转的电池片，并将其放置到第二加工模块。
所述的第二加工模块与第一加工模块结构相同，用于将后一个电池片上的焊带与前一个电池片固定在一起，形成电池串。
作为优选，所述的运输机构采用带式输送机。
作为优选，所述的点胶机构上设置有出胶板；出胶板上设置有依次等间距排列的多个出胶口；各出胶口的排列方向与运输机构的输送方向平行。相邻两个出胶口的中心距等于电池片上相邻两条焊带安装位置之间的中心距。出胶板能够在电机的驱动下沿着垂直于出胶口排列方向的方向移动。
作为优选，所述的翻转机构和搬运机构均通过负压吸附的方式抓取电池片。
本发明具有的有益效果是：
本发明通过在电池片上间隔点胶的方式实现焊带和电池片初步粘连在一起，再利用热压的方式使焊带与电池片导通；最后在焊带表面进行涂胶并固化，形成完全包裹焊带的胶体，胶体一方面能够提高焊带与电池片之间的粘接紧固性，避免焊带因震动导致脱落，影响电池片的使用；另一方面能够在出现外部冲击时保护焊带。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的无主栅太阳能光伏组件的生产设备的整体结构示意图；
图2为本发明实施例1中点胶完成的电池片的结构示意图；
图3为本发明实施例1中涂胶并固化后的电池片的整体示意图；
图4为本发明实施例1中涂胶并固化后的电池片的局部示意图(即图3中A部分放大示意图)；
图5为本发明实施例1中生产出的电池串的结构示意图。
其中，1、运输机构；2、点胶机构；3、第一固化机构；4、热压机构；5、涂胶机构；6、第二固化机构；7、翻转机构；8、搬运机构；9、电池片；10、焊带；11、工装。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种无主栅太阳能光伏组件的生产设备，包括机架，以及安装在机架并依次排列的第一加工模块、翻转模块和第二加工模块。第一加工模块用于在电池片9的其中一面连接并固定焊带；翻转模块用于第一加工模块输出端的电池片9翻面后放置到第二加工模块的输入端。第二加工模块用于在电池的另一个侧面连接并固定焊带；焊带长度为2l；l为电池片9的长度；相邻两个电池片9的相反侧面使用同一组焊带。
如图2所示，第一加工模块包括运输机构1、工装循环机构，以及沿着运输机构1的输送方向依次排列的点胶机构2、第一固化机构3、热压机构4、涂胶机构5和第二固化机构6。运输机构1采用带式输送机。运输机构1设置有固定步进节拍，能够带动放置在运输机构1上的电池片9进行间歇性运动，且电池片9每次运动的位移量相等。运输机构1上设有与点胶机构2、挤压机构、第一固化机构3、热压机构4、涂胶机构5和第二固化机构6分别位置对应的点胶工位、第一固化工位、热压工位、涂胶工位和第二固化工位。工装循环机构用于在点胶工位将用于挤压焊带的工装11放置在电池片9上，在第二固化工位回收工装11，并将工装11重新运输到点胶工位。工装循环机构的具体结构属于现有技术，在此不作赘述。
点胶机构2上设置有出胶板；出胶板上设置有依次等间距排列的多个出胶口；各出胶口的排列方向与运输机构1的输送方向平行。相邻两个出胶口的中心距等于电池片9上相邻两条焊带安装位置之间的中心距。出胶板能够在电机的驱动下沿着垂直于出胶口排列方向的方向移动。点胶机构2用于在被加工电池片9上的各焊带安装位置上点落多行胶点；各行胶点均包括沿着对应的焊带安装位置依次间隔排列的多个胶点，相邻两个胶点的间距为25mm。
工装循环机构在各行胶点上分别放置焊带后，将工装11放置大到焊带的上方，使得焊带受到挤压力，使得胶点向水平方向延伸，增加了胶点与焊带的接触面。工装11呈镂空结构，不影响后续的固化热压阶段。
第一固化机构3能够发射紫外光，用于对焊带与电池片9之间的胶点进行固化，使得焊带初步粘连在被加工电池片9上。
热压机构4用于对粘有焊带的被加工电池片9进行加压加热，使得焊带与电池片9上的栅线合金化，实现焊带与电池片9之间的导通，胶点布置于每两条细栅线之间，在热压导通过程中，焊带不受残余胶点对导通不良的影响。热压机构4对焊带施加的压强为0.1MPa～0.4MPa，热压温度为60℃～100℃。
涂胶机构5的结构与点胶机构2相同，用于沿着各焊带的长度方向，在焊带位于电池片9上的部分进行涂胶处理，形成完全覆盖焊带的胶线。该胶线固化后能够在不影响焊带与电池片9之间的导电性能的情况下，提高焊带与电池片9之间的粘接强度。
第二固化机构6能够发射紫外光，用于对涂抹在焊带上的胶线进行固化。
翻转模块包括翻转机构7和搬运机构8。翻转机构7包括翻转吸盘和翻转运动机构；翻转吸盘能够负压吸附电池片9；翻转运动机构能够带动翻转吸盘进行升降运动，以及带动翻转吸盘绕平行于运输机构1输送方向的水平轴线翻转180°。
搬运机构8用于将翻转完成的电池片9放置到运输机构1上。
第二加工模块与第一加工模块结构相同，用于对翻转后的被加工电池片9上连接和固定焊带。
使用该无主栅太阳能光伏组件的生产设备在电池片9上安装焊带的方法，包括以下步骤：
步骤一、如图2所示，将电池片9放置到运输机构1的输入端；运输机构1带动被加工电池片9移动至点胶工位；点胶机构2对被加工电池片9表面进行点胶，使得被加工电池片9上的每个焊带安装位置上均形成依次等间隔排列的多个胶点，相邻两个胶点的间距为25mm。之后，在被加工电池片9上的各焊带安装位置放置焊带，工装循环机构在被加工电池片9上放置工装11，压住焊带。
步骤二、运输机构1带动被加工电池片9移动至第一固化工位，第一固化机构3对焊带与被加工电池片9连接处的胶点进行紫外光照射，实现焊带与被加工电池片9的初步粘接。
步骤三、运输机构1带动被加工电池片9移动至热压工位；热压机构3对被加工电池片9上的焊带进行热压，使得焊带与电池片9上的细栅线合金化，实现焊带与电池片9之间的导通。
步骤四、运输机构1带动被加工电池片9移动至涂胶工位；涂胶机构5沿着焊带长度方向，对焊带在电池片9上部分的表面进行涂胶处理，形成覆盖对应焊带的多条胶线。
步骤五、如图3和4所示，运输机构1带动被加工电池片9移动至第二固化工位；第二固化机构6对焊带与被加工电池片9连接处的胶点进行紫外光照射，使得覆盖焊带的胶线固化，焊带与电池片9紧密结合在一起。
步骤六、翻转机构7将电池片9翻转180°；搬运机构8完成翻转的电池片9移动至第二加工模块的运输机构1上，并使得进入第二加工模块的电池片9上焊带的自由段压在前一个电池片9的顶面上。
步骤七、第二加工模块按照步骤一至五中的方法，在进入第二加工模块的被加工电池片9上点胶，对顶面压有后一个电池片9焊带自由段的电池片9进行放置工装11、第一次固化、热压、涂胶和第二次固化，使得相邻两个电池片9的相反侧通过同一组焊带连接在一起，形成如图5所示的电池串。
实施例2
一种无主栅太阳能光伏组件的生产设备，本实施例与实施例1的区别在于，运输机构1使用转盘式工位切换机构。
Claims (10)
1.一种无主栅太阳能光伏组件的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、在被加工电池片(9)上点胶，使得被加工电池片(9)的每个焊带安装位置上均形成依次间隔排列的多个胶点；之后，在被加工电池片(9)上的各焊带安装位置放置焊带；焊带的长度大于被加工电池片(9)的长度，使得焊带的一端悬空，形成焊带的自由端；
步骤二、对电池片(9)上的胶点进行固化；
步骤三、对粘有焊带的电池片进行热压，使得焊带与电池片(9)上的栅线导通；
步骤四、在被加工的电池片(9)上涂胶，形成覆盖对应焊带的多条胶线；
步骤五、对电池片(9)上的胶线进行固化；
步骤六、将电池片(9)上下翻转，并使得翻转后的电池片上的焊带自由段压在前一个已上下翻转并完成点胶的电池片(9)上；
步骤七、对完成上下翻转的电池片(9)进行点胶；对顶面压有后一个电池片(9)焊带自由段的电池片(9)进行第一次固化、热压、涂胶和第二次固化，使得相邻两个电池片(9)的相反侧通过焊带连接在一起，形成电池串。
2.根据权利要求1所述的一种无主栅太阳能光伏组件的生产方法，其特征在于：在步骤一放置焊带之后，以及步骤六中焊带自由段压到前一个电池片上之后，均对焊带施加朝向被加工电池片(9)的压力。
3.根据权利要求1所述的一种无主栅太阳能光伏组件的生产方法，其特征在于：步骤一和六中，对焊带施加朝向被加工电池片(9)的压力的方式为：在被加工电池片(9)上放置工装(11)；工装(11)在完成第二次固化后取下。
4.根据权利要求1所述的一种无主栅太阳能光伏组件的生产方法，其特征在于：步骤一中形成的胶点和步骤五中形成的胶线均为UV胶；步骤二和六中均通过照射紫外光实现胶体的固化。
5.根据权利要求1所述的一种无主栅太阳能光伏组件的生产方法，其特征在于：步骤一中，每个胶点均设置在被加工电池片(9)的相邻两行栅线之间；相邻两个胶点的间距为20mm～30mm。
6.根据权利要求1所述的一种无主栅太阳能光伏组件的生产方法，其特征在于：步骤三中，对粘有焊带的电池片进行热压时，热压温度为60℃～100℃，焊带受到的压强为0.1MPa～0.4MPa。
7.一种无主栅太阳能光伏组件的生产设备，包括机架，以及安装在机架并依次排列的第一加工模块、翻转模块和第二加工模块；其特征在于：所述的第一加工模块包括运输机构(1)、工装循环机构，以及沿着运输机构(1)的输送方向依次排列的点胶机构(2)、第一固化机构(3)、热压机构(4)、涂胶机构(5)和第二固化机构(6)；
所述的运输机构(1)上设有与点胶机构(2)、挤压机构、第一固化机构(3)、热压机构(4)、涂胶机构(5)和第二固化机构(6)分别位置对应的点胶工位、第一固化工位、热压工位、涂胶工位和第二固化工位；
所述的工装循环机构用于在点胶工位将用于工装(11)放置在电池片(9)上对焊带施加压力，以及在第二固化工位回收工装(11)并将工装(11)重新运输到点胶工位；
所述的点胶机构(2)用于对电池片(9)进行点胶操作，使得电池片(9)的各焊带安装位置上均形成依次间隔排列的多个胶点；
所述的第一固化机构(3)用于对焊带与电池片(9)之间的胶点进行固化；
所述的热压机构(4)用于对粘有焊带的电池片(9)进行加压加热，使得焊带与电池片(9)上的栅线合金化；
所述的涂胶机构(5)用于在电池片(9)上涂胶，形成完全覆盖焊带的胶线；
所述的第二固化机构(6)用于对焊带上的胶线进行固化；
所述的翻转模块包括翻转机构(7)和搬运机构(8)；翻转机构(7)用于抓取电池片并带动电池片上下翻转；搬运机构(8)用于抓取完成上下翻转的电池片，并将其放置到第二加工模块；
所述的第二加工模块与第一加工模块结构相同，用于将后一个电池片(9)上的焊带与前一个电池片(9)固定在一起，形成电池串。
8.根据权利要求7所述的一种无主栅太阳能光伏组件的生产设备，其特征在于：所述的运输机构(1)采用带式输送机。
9.根据权利要求7所述的一种无主栅太阳能光伏组件的生产设备，其特征在于：所述的点胶机构(2)上设置有出胶板；出胶板上设置有依次等间距排列的多个出胶口；各出胶口的排列方向与运输机构(1)的输送方向平行；相邻两个出胶口的中心距等于电池片(9)上相邻两条焊带安装位置之间的中心距；出胶板能够在电机的驱动下沿着垂直于出胶口排列方向的方向移动。
10.根据权利要求7所述的一种无主栅太阳能光伏组件的生产设备，其特征在于：所述的翻转机构(7)和搬运机构(8)均通过负压吸附的方式抓取电池片。
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