CN202196159U

CN202196159U - 薄膜太阳能电池的检测装置

Info

Publication number: CN202196159U
Application number: CN2011203230488U
Authority: CN
Inventors: 李毅; 李全相
Original assignee: Shenzhen Trony Technology Development Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Trony Technology Development Co Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2021-08-31

Abstract

本实用新型涉及一种薄膜太阳能电池的检测装置，属于太阳能电池技术领域。薄膜太阳能电池的检测装置，包括安装在底座（1）上的光箱（14）、X-Y-Z轴运动机构，其特征在于所述Y轴运动机构的立柱（5）上装有横梁（11），该横梁上连接有X-Z轴运动机构，且X轴上装有打标机构，Z轴装有检测机构，检测探头与薄膜太阳能电池芯板（13）中的单元电池电极接触，由打标机构在检测合格的单元电池上标记字符。本实用新型集定位、运动、检测、打标为一体，能在切割工序之前有效地将合格品和不合格品清楚的标识分类，消除了合格品和不合格品在分类时出现混料的可能性，节省了生产工序，提高了生产效率。

Description

薄膜太阳能电池的检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种薄膜太阳能电池的检测装置，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

薄膜太阳能电池目前被广泛地应用到小型电子产品上，如计算器、庭院灯、玩具等，这些产品所用到的薄膜太阳能电池尺寸都比较小，而从沉积设备加工出的太阳能电池尺寸都很大，在一块大的薄膜太阳能电池板上同时可以制作很多的小尺寸太阳能子电池，因此需要对直接生产出的大尺寸的太阳能电池进行切割后获得，在以往的生产工艺流程中，对薄膜太阳能子电池电性能的检测是放到切割后检测，这样带来的不良效果是浪费材料、工作量大，因为把不合格品放到最后去判断，使得不合格品的生产工艺流程同合格品完全一样，而不合格品本身的不合格性是在之前中间过程就能表现出，因此对于不合格品的加工表现出流程多，材料浪费，而且目前对小尺寸太阳能电池的检测大多采用手工检测，同时也使不必要的工作量增加。专利号为ZL200510124972.2的中国专利公开了一种可以进行连续自动测试的在线检测设备，但测试区和分档区是独立的，占用空间大，设备复杂。另有专利号为ZL200910025718.5的中国专利公开了一种半导体器件测试分选机，使得半导体器件的检测、打标、分选、编带可在同一台机器上实现，该装置虽然具有结构紧凑、检测效率高等优点，但是该装置是针对单个半导体器件进行的，设备复杂、成本高，不适合用于检测包括多个单元电池的大幅面薄膜太阳能电池芯板。

实用新型内容

本实用新型是针对现有技术中的不足，设计一种结构简单，集定位、X-Y-Z轴运动、测试和打标为一体的薄膜太阳能电池测试装置。

为了实现以上任务，本实用新型采用的技术方案是：包括安装在底座上的光箱、X-Y-Z轴运动机构，其特征在于所述Y轴运动机构的立柱上装有横梁（11），该横梁上连接有X、Z轴运动机构，X轴上装有打标机构，Z轴装有检测机构，由检测机构检测薄膜太阳能电池中每个单元电池的电性能，由打标机构在检测合格的单元电池上标记字符。

检测装置具有可以带动检测头进行X、Y、Z轴三个方向的运动机构，Y轴采用伺服电机驱动丝杠，带动立柱与横梁运动，横梁上安装有做X轴运动的无杆气缸，无杆气缸上装有Z轴运动的气缸，且Z轴运动的气缸上装有检测机构。

Y轴运动机构（简称Y轴）主要由丝杠、导轨、立柱以及电机组成，丝杠带动立柱沿导轨做Y轴运动。

X轴运动机构（简称X轴）包括固定在横梁下方的无杆气缸。

Z轴运动机构（简称Z轴）安装在X轴运动机构的下方，是由带固定板的气缸组成。

检测机构安装在Z轴运动机构的固定板上，由检测机构的探头固定板连接检测探头和Z轴运动机构。

检测机构的检测探头是单探头或多探头，所述多探头由固定在探头固定板上的多个弹簧探针构成，多探头可同时检测多块子电池，单探头可对每块子电池逐一进行检测，检测探头可以同时检测多个参数，如开路电压、工作电压、短路电流、工作电流等。

检测机构和打标机构由CCD自动定位检测和打标。

薄膜太阳能电池由定位块定位放置在光箱上。

打标机构是激光或喷墨打标机构。

本实用新型的有益效果是：在检测设备上同时安装检测机构和打标机构，通过检测机构检测薄膜太阳能电池芯板中每个单元电池的各项电性能参数，并对单元电池进行自动分类标识，在合格产品上标记字符，对不合格产品则不进行打标，能在切割工序之前有效地将合格品和不合格品清楚的标识分类，消除了合格品和不合格品在分类时出现混料的可能性，取代了传统的人工检测分类，减少了人为误差，提高了检测准确性和检测效率，减少了薄膜单元电池生产工序，降低了生产成本；避免多工序人为因素造成的电池表面二次污染和表面破坏，减轻了产品表面清洁难度和工作量，同时，可以利用打标机构把合格单元电池的序列号等产品信息标识在电池上面，实现电池从生产到客户使用端的品质状态的可追溯性。

本实用新型同时还可实现将检测、打标、切割为一体的设备，适用于连续生产线使用。

附图说明

图1：本实用新型实施例一的结构示意图。

图2：图1的剖视图。

图3：本实用新型实施例二的结构示意图。

图4：本实用新型实施例三的结构示意图。

图1至图4中，1、底座，2、丝杠，3、导轨，4、电机，5、立柱，6、检测探头，7、打标头，8、固定板，9、气缸，10、无杆气缸，11、横梁，12、定位块，13、薄膜太阳能电池芯板，14、光箱，15、探头固定板，17、CCD定位装置。

具体实施方式

本实用新型设计的薄膜太阳能电池的检测装置，包括安装在底座上的光箱，薄膜太阳能电池放置在光箱上，检测装置具有可以带动检测头进行X、Y、Z轴三个方向的运动机构，Y轴采用伺服电机驱动丝杠，带动立柱与横梁运动，横梁上安装有做X轴运动的无杆气缸，无杆气缸上装有Z轴运动的气缸，且沿Z轴运动的气缸上装有检测机构，X-Y-Z轴运动机构控制检测机构和打标机构的运动，且由检测机构检测薄膜太阳能电池，打标机构对产品标识分类。改变已有工艺流程中先全部丝印字符后再检测的流程，采用先检测，再将检测合格品进行字符打标（打标内容包含商标、电池型号、序列号、输出电极标志等），不合格品不进行打标，由此来区别合格品和不合格品，方便在后续的切割工序中直接通过目视将不合格产品剔除，节省工艺步骤，提高了生产效率。

检测原点定位可以采用直角定位或CCD自动定位等方法。检测前先将各参数检测值输入到工控机，检测时由工控机按预先设置的检验标准对输入的各子电池参数的检测值进行比较分析，判定各子电池的性能是否合格，并按子电池在大尺寸电池板上的相应位置在工控机存储器存储对应电池的检测判定状态，同样由工控机控制的打标头对相应位置的检测判定合格的子电池进行打标，如公司的商标或型号、序列号和输出电极标志等，对不合格子电池不进行打标，完成检测和打标后，进行切割，在掰片分粒时作业人员可以直接对不合格品和合格品进行分类：对于没打标的不合格品直接挑出放到废品箱内，对于打标的合格品则可装入包装胶盘内，表面稍作清洁就可以打包入库，完成薄膜子电池的生产过程。本检测装置还可以对不同性能级别的子电池进行标识分类，在设定标准参数值时，先对不同性能级别子电池预先设定性能区域范围，检测后，对于不同级别子电池通过打标不同记号进行区分，同样在切割掰片时直接通过目视进行分类处理。对于检测不同尺寸型号的子电池，只需更换检测探头即可。

实施例一：

见图1、图2，薄膜太阳能电池的测试装置主要由底座1、光箱14、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、检测机构、打标机构组成，光箱14放置在底座1上，Y轴运动机构主要有丝杠2、导轨3、立柱5、横梁11以及电机4组成，电机4驱动两边位置的丝杠2运动，丝杠2带动上面的立柱5沿导轨3做Y轴运动，同时与两立柱相连的横梁11也实现Y轴运动。X轴运动机构主要有无杆气缸10，无杆气缸10固定在横梁11的下方，横梁11带动无杆气缸10做Y轴运动，无杆气缸10本身可以实现X轴运动。Z轴运动机构主要有气缸9和固定板8组成，气缸9固定在无杆气缸10上，气缸9本身可以做Z轴运动，固定板8安装在气缸9上，这样固定板8就可以实现X、Y、Z轴三个方向的运动，检测机构主要有检测探头6和探头固定板15组成，检测探头6安装在探头固定板15上，探头固定板15用连接螺钉固定安装在固定板8上，由固定板8带动检测探头6实现X、Y、Z三个方向的运动，打标机构有打标头7，打标头7固定在X轴上，可实现X、Y轴向运动。

本实施例的大幅面薄膜太阳能电池芯板13（或称薄膜太阳能电池）的尺寸为14英寸×48英寸，包括7×16=114片单元电池阵列，单元电池的正负极位置为单元电池的中间部位的两侧，采用单块单元电池测量方法，检测机构上设置两个检测探头6，分别接触单元电池的正负电极，检测探头6为可压缩弹簧探针，固定在探头固定板15上，采用激光打标，采用CCD自动定位，电机4为伺服电机。检测工艺流程是：将薄膜太阳能电池芯板13放置在固定在光箱14上的定位块12限位的位置，工控机通过CCD锁定定位原点，开始工作，伺服电机4驱动丝杠2带动立柱5在导轨3上做Y轴运动，无杆气缸10做X轴运动，将检测探头6运动到第一个单元电池电极对应位置停止运动，气缸9推动固定板8开始向下做Z轴运动，使得检测探头6同时向下运动接触到电极后停止，工控机进行数据检测，检测合格，打标头7开始打标，打标完成后，气缸9拉动固定板8向上运动，使检测探头6离开电极，若检测不合格，打标头7不工作，气缸9拉动固定板8向上运动，又在电机4和无杆气缸10驱动下到达下一个单元电池电极位置，开始下一个单元电池的检测，全部单元电池检测完毕后，回到定位原点，准备下一块大幅面薄膜太阳能电池芯板13的检测。

实施例二：

见图3，大幅面薄膜太阳能电池芯板13的尺寸为14英寸×16英寸，包括7×7=49片单元电池阵列，单元电池的正负极位置为单元电池的中间部位的两侧，采用每排7块单元电池同时检测方法，检测机构上设置14个检测探头6，分别接触正负极，检测探头6为可压缩弹簧探针，固定在探头固定板15上，采用喷墨打标，CCD自动定位，电机4为伺服电机。检测工艺流程是：将薄膜太阳能电池芯板13放置在固定在光箱14上的定位块12限位的位置，工控机通过CCD锁定定位原点，开始工作，伺服电机4驱动丝杠2带动立柱5在导轨3上做Y向运动，无杆气缸10做X向运动，将检测探头6运动到第一排单元电池电极对应位置停止运动，气缸9推动固定板8开始向下做Z向运动，使得检测探头6同时向下运动接触到电极后停止，工控机进行数据检测，并记录下合格品检测位置，检测完成气缸9拉动固定板8向上运动，气缸9拉动固定板8向上运动，又在电机4驱动下到达下一排电池电极位置开始检测，检测全部完成后，打标头7运动到最后检测的一块单元电池打标位置，开始对检测合格的单元电池打标，打标完成后，运动到下一个合格品位置，开始下一个合格单元电池的打标，全部单元电池打标后，回到定位原点，准备下一块薄膜太阳能电池芯板13的检测。

实施例三：

见图4，大幅面薄膜太阳能电池芯板13的尺寸为14英寸×16英寸，包括7×7=49片单元电池阵列，单元电池的正负极位置为单元电池的中间部位的两侧，采用整板单元电池同时检测方法，检测机构上设置49组108个检测探头6，分别接触正负极，检测探头6为可压缩弹簧探针，固定在探头固定板15上，采用激光打标，电机4为伺服电机。检测工艺流程是：将薄膜太阳能电池芯板13放置在固定在光箱14上的定位块12限位的位置，伺服电机4驱动丝杠2带动立柱5在导轨3上做Y向运动，工控机通过CCD锁定定位原点，开始工作时，气缸9推动固定板8开始向下做Z向运动，使得检测探头6同时向下运动接触到电极后停止，工控机进行数据检测，并记录下合格品检测位置，检测完成气缸9拉动固定板8向上运动，打标头7开始对检测合格单元电池打标，打标完成，准备下一块薄膜太阳能电池芯板13的检测。

以上结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1. 一种薄膜太阳能电池的检测装置，包括安装在底座（1）上的光箱（14）、X-Y-Z轴运动机构，其特征在于所述Y轴运动机构的立柱（5）上装有横梁（11），该横梁上连接有X-Z轴运动机构，且X轴上装有打标机构，Z轴装有检测机构，检测探头与薄膜太阳能电池芯板（13）中的单元电池电极接触，由打标机构在检测合格的单元电池上标记字符。

2. 根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的检测装置，其特征在于所述X轴运动机构包括固定在横梁（11）下方的无杆气缸（10），由无杆气缸带动打标机构做X-Y轴运动。

3. 根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的检测装置，其特征在于所述Z轴运动机构安装在X轴运动机构的下方，由带固定板（8）的气缸（9）组成。

4. 根据权利要求3所述的薄膜太阳能电池的检测装置，其特征在于所述检测机构安装在气缸（9）的固定板上，由工控机程序控制做X-Y-Z轴三个方向的运动。

5. 根据权利要求4所述的薄膜太阳能电池的检测装置，其特征在于所述检测机构的检测探头（6）是由弹簧探针构成的单探头或多探头。

6. 根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的检测装置，其特征在于所述X轴上还装有CCD定位装置，该定位装置和X-Y-Z轴运动机构、检测机构、打标机构均由工控机程序控制。

7. 根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的检测装置，其特征在于所述Y轴运动机构主要由丝杠（2）、导轨（3）、立柱（5）以及电机（4）组成，丝杠带动立柱（5）沿导轨（3）运动。

8. 根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的检测装置，其特征在于所述薄膜太阳能电池芯板（13）由定位块（12）定位放置在光箱（14）上。

9. 根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池的检测装置，其特征在于所述打标机构是激光或喷墨打标机构。