CN220896659U - 太阳能电池片的el检测装置及其生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能电池片的EL检测装置及其生产设备，检测装置包括支撑框架、承载组件、第一驱动组件、传送组件、电连接组件、第二驱动组件、夹紧组件和光学组件。支撑框架具有沿第一方向相对设置的输入端和输出端。承载组件沿第二方向与支撑框架相对移动设置。第一驱动组件与承载组件传动连接。传送组件设置于支撑框架。电连接组件相对于承载组件移动设置。第二驱动组件设置于承载组件并与电连接组件传动连接。夹紧组件设置于承载组件。光学组件设置于支撑框架，光学组件被配置为获取太阳能电池片的电致发光图像。该检测装置能够提高太阳能电池片电致发光的测试效率。

Description

太阳能电池片的EL检测装置及其生产设备

技术领域

本实用新型属于太阳能电池的检测技术领域，特别涉及一种太阳能电池片的EL检测装置及其生产设备。

背景技术

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，其以光伏效应工作的晶硅太阳能电池片为主流。在太阳能电池片流入市场之前，需要对其进行电致发光(简称为EL)测试，测试太阳能电池片的电致发光状态，以得到被测试太阳能电池片的电致发光图像，以筛选出有缺陷的不良产品。

现有的太阳能电池片的EL检测装置检测时需按照太阳能电池片上引出节的位置来确定汇流带所固定的位置，将其固定在测试平台上，然后翻转太阳能电池片使其膜面朝下放置在检测平台上再通入直流电源，设置好测试所需的电压和电流上限值，就可以通过专业相机进行拍照检测。这一检测过程存在以下几个问题：

①小尺寸规格的太阳能电池片检测较为容易，太阳能电池片翻转及电极对位也容易进行。但尺寸较大时这一检测方法却难以进行，在翻转过程中容易划伤太阳能电池片膜面，且大尺寸太阳能电池片在搬运过程中会出现弯曲变形甚至发生断裂；

②现有的检测手段，由于拍照设备均为垂直向下采样，因此对于薄膜电池如钙钛矿太阳能薄膜电池，电池片采用膜面朝下的放置方式容易导致膜面划伤；

③太阳能电池片检测中常会遇到分节测试，即将一块完整的太阳能电池片划分为几个小部分单独测试，以细化电池的缺陷区域并找到具体位置。现有的检测方式只能通过调整汇流带之间的距离来实现这一过程，若每次测试区域的子电池数量不一致就需要一一调整汇流带之间的距离来适配，降低了检测的效率；

④钙钛矿太阳能电池片在规模化生产后，若需要对组件进行EL抽检测试，现有检测方式难以进行；

⑤太阳能电池片的尺寸规格严格约束着常规面阵相机的物距，使用广角镜头也不能很好解决相机悬挂过高的问题，只能进行图像的合成与拼接。

因此，亟需提供一种提高太阳能电池片电致发光的测试效率的检测装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种太阳能电池片的EL检测装置及其生产设备，该检测装置能够提高太阳能电池片电致发光的测试效率。

第一方面，本实用新型的一个或多个实施方式提供了一种太阳能电池片的EL检测装置，包括支撑框架、承载组件、第一驱动组件、传送组件、电连接组件、第二驱动组件、夹紧组件和光学组件。支撑框架具有沿第一方向相对设置的输入端和输出端。承载组件沿第二方向与支撑框架相对移动设置，并相对所述支撑框架移动设置，其中，第一方向和第二方向相交。第一驱动组件与承载组件传动连接。传送组件设置于支撑框架，传送组件被配置驱动待测太阳能电池片在支撑框架的输入端和输出端之间移动。电连接组件相对于承载组件移动设置，电连接组件被配置为向待测太阳能电池片供电以使待测太阳能电池片电致发光。第二驱动组件设置于承载组件，并与电连接组件传动连接。夹紧组件设置于承载组件，夹紧组件被配置为夹紧待测太阳能电池片。光学组件设置于支撑框架，光学组件被配置为获取待测太阳能电池片的电致发光图像。

在本实用新型的一个或多个实施方式中，承载组件包括第一承载部件和第二承载部件，第一承载部件与支撑框架移动连接，第二承载部件沿第二方向与第一承载部件相对设置；第一驱动组件包括第一驱动部件和第一升降部件，第一驱动部件设置于第一承载部件以驱动第一承载部件带动第二承载部件沿第一方向相对支撑框架移动，第一升降部件连接于第一承载部件和第二承载部件之间以驱动第二承载部件沿第二方向移动。

在本实用新型的一个或多个实施方式中，支撑框架设置有导向轨，第一承载部件开设有与导向轨相适配的滑槽。

在本实用新型的一个或多个实施方式中，第二驱动组件包括导向杆、支架和第二驱动部件，导向杆设置于第二承载部件；支架可移动设置于导向杆，并与电连接组件连接；第二驱动部件与支架连接以驱动支架带动电连接组件沿导向杆的轴向方向移动。

在本实用新型的一个或多个实施方式中，电连接组件包括电连接部件和缓冲部件，电连接部件与支架连接，缓冲部件设置于支架和电连接部件之间。

在本实用新型的一个或多个实施方式中，夹紧组件包括两个第一夹紧部件和两个第二夹紧部件，两个第一夹紧部件沿垂直于第一方向的方向相对设置于第二承载部件；两个第二夹紧部件沿第一方向相对设置于第二承载部件。

在本实用新型的一个或多个实施方式中，传送组件包括多个传动轴、多个传动轮组和动力部件，多个传动轴沿第一方向间隔设置于支撑框架；多个传动轮组与多个传动轴一一对应设置，传动轮组包括多个传动轮，多个传动轮间隔设置于传动轴。动力部件与传动轴传动连接。

在本实用新型的一个或多个实施方式中，检测装置还包括定位组件，设置于支撑框架并位于相邻两个传动轮组之间，定位组件包括沿传动轴轴向且相对设置的第一定位部件和第二定位部件。

在本实用新型的一个或多个实施方式中，光学组件包括相机和反射镜。相机可移动设置于支撑框架。反射镜沿第一方向与相机间隔设置，反射镜被配置为改变待测太阳能电池片电致发光的光线方向，以使经反射镜改变方向后的光线入射至相机的视野。

第二方面，本实用新型实施方式提供了一种太阳能电池片的生产设备，包括本实用新型第一方面的检测装置。

与现有技术相比，本实用新型的太阳能电池片的EL检测装置及其生产设备具有以下特点：

在本实用新型的检测装置中，支撑框架和承载组件能够对驱动组件、传送组件、电连接组件、夹紧组件和光学组件起到较好的支撑，传送组件可带动待测太阳能电池片在其输入端和输出端之间移动，而第一驱动组件能够驱动承载组件相对于支撑框架移动，这样能够带动夹紧组件和电连接组件移动至待测太阳能电池片的上方，夹紧组件可以对待测太阳能电池片进行夹紧，电连接组件与待测太阳能电池片接触并电连接电池的正负电极，这样可以使所测试的电池片电致发光，设置于支撑框架的光学组件能够获取上述电致发光图像。由于承载组件和电连接组件的可移动设置，可以获取到待测太阳能电池片中任何区域的子电池节电致发光图像，从而通过该图像可以反映出电池片的缺陷。因此，上述检测装置能够提高太阳能电池片电致发光的测试效率。

另外，本实用新型的太阳能电池片的EL检测装置及其生产设备实现EL测试的批量化和自动化，满足规模化生产时太阳能电池片的检测需求。在保证检测需求的同时让设备的传动结构与生产设备保持一致，较大程度上减少了备用件类型，具备较强的兼容性。EL测试可以清楚的反映出太阳能电池片的缺陷，为生产异常时提供有力的检测手段和准确的检测结果，保证产品的良品率，间接降低生产成本。另外，本实用新型能够灵活的调节待测太阳能电池片的检测区域，太阳能电池片上的缺陷可以最终细化到某一节子电池节上，为进一步高精度检测分析提供基础保证。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照实用新型的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

图1为本实用新型检测装置的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图2中支撑框架、传送组件、定位组件和光学组件的结构示意图；

图4为图2中第一承载部件的结构示意图；

图5为图2中第二承载部件、第二驱动组件、夹紧组件和电连接组件的结构示意图；

图6为图2中第二驱动组件和电连接组件的结构示意图（局部）。

具体实施方式中附图标记说明：

10 检测装置；100 支撑框架；110 导向轨；

200 承载组件；210 第一承载部件；211 滑槽；220 第二承载部件；

310 第一升降部件；

400 传送组件；410 传动轴；420 传动轮组；

500 电连接组件；510 电连接部件；520 缓冲部件；

600 第二驱动组件；610 导向杆；620 支架；630 第二驱动部件；

700 夹紧组件；710 第一夹紧部件；720 第二夹紧部件；

800 光学组件；810 相机；820 反射镜；

910 第一定位部件；920 第二定位部件。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中，太阳能电池片包括相互串联的多个子电池结构，其中，以子电池为例，其包括电子传输层ETL(Electron TransportingLayer)、发光层以及空穴传输层HTL(Hole Transporting Layer)等，并在其上覆盖金属层形成金属电极。当相互串联的多个子电池节中任意一个或多个子电池节存在缺陷时，可能会导致电池损坏。因此，需要对太阳能电池片进行电致发光测试以获取图像，通过电致发光图像能够清楚观察到太阳能电池片的缺陷，例如材料缺陷、烧结、制程污染、微裂、线路短路等缺陷，从而筛选出有这些缺陷的不良产品。

然而，在相关技术中，对太阳能电池片电致发光的测试效率较低，易损伤太阳能电池片的膜面，而且其结构布局不合理。鉴于此，本实用新型提供了一种提供一种太阳能电池片的EL检测装置及其生产设备，该检测装置能够提高太阳能电池片电致发光的测试效率。

下面结合附图具体说明根据本实用新型公开内容的太阳能电池片的EL检测装置的优选实施方式。

第一方面，请同时参阅图1至图3所示，本实用新型的一个或多个实施方式提供了一种太阳能电池片的EL检测装置，检测装置10包括支撑框架100、承载组件200、第一驱动组件（图中未示出）、传送组件400、电连接组件500、第二驱动组件600、夹紧组件700和光学组件800。

支撑框架100具有沿第一方向相对设置的输入端和输出端。承载组件200沿第二方向与支撑框架100相对移动设置，其中，第一方向和第二方向相交。第一驱动组件与承载组件200传动连接。传送组件400设置于支撑框架100，传送组件400被配置驱动待测太阳能电池片A在支撑框架100的输入端和输出端之间移动。电连接组件500相对于承载组件200移动设置，电连接组件500被配置为向待测太阳能电池片A供电以使待测太阳能电池片A电致发光。第二驱动组件600设置于承载组件200，并与电连接组件500传动连接。夹紧组件700设置于承载组件200，夹紧组件700被配置为夹紧太阳能电池片A。光学组件800设置于支撑框架100，光学组件800被配置为获取待测太阳能电池片A的电致发光图像。

在本实用新型中，第一方向是指水平方向，第二方向是指竖直方向。

在本实用新型实施方式提供的检测装置10中，支撑框架100和承载组件200能够对驱动组件、传送组件400、电连接组件500、夹紧组件700和光学组件800起到较好的支撑，传送组件400可带动待测太阳能电池片A在其输入端和输出端之间移动，而第一驱动组件能够驱动承载组件200相对于支撑框架100移动，这样能够带动夹紧组件700和电连接组件500移动至待测太阳能电池片A的上方，夹紧组件700可以对待测太阳能电池片A进行夹紧，电连接组件500与待测太阳能电池片A接触并电连接电池的正负电极，这样可以使所测试的太阳能电池片A电致发光，设置于支撑框架100的光学组件800能够获取上述电致发光图像。由于承载组件200和电连接组件500的可移动设置，可以获取到待测太阳能电池片A中任何区域的子电池节电致发光图像，从而通过该图像可以反映出电池的缺陷。因此，上述检测装置10能够提高太阳能电池片A电致发光的测试效率。

在上述实施方式中，支撑框架100可以包括第一框架、第二框架、两个第一连接架体和两个第二连接架体，第一连接架体在水平方向连接于第一框架和第二框架的第一端之间，传送组件400设置于第一框架和第二框架之间，两个第二连接架体分别对应连接于第一框架和第二框架中任意一个的第二端，且两个第二连接架体间隔相对设置。

请继续参阅图1和图2所示，在本实用新型的一些实施方式中，承载组件200包括第一承载部件210和第二承载部件220，第一承载部件210与支撑框架100移动连接，第二承载部件220沿第二方向与第一承载部件210相对设置；第一驱动组件包括第一驱动部件和第一升降部件310，第一驱动部件设置于第一承载部件210以驱动第一承载部件210带动第二承载部件220沿第一方向相对支撑框架100移动，第一升降部件310连接于第一承载部件210和第二承载部件220之间以驱动第二承载部件220沿第二方向移动。

具体地，第一承载部件210与第二连接架体连接，第二承载部件220位于第一框架和第二框架之间，第一驱动部件能够驱动第一承载部件210带动第二成绩部件沿第一方向相对支撑框架100移动，这样能够有助于准确定位到待测太阳能电池片A的检测区域，提高检测效率。而且第一升降部件310能够驱动第二承载部件220沿第二方向升降，这样可以带动电连接组件500与待测太阳能电池片A的检测区域电连接，进而使检测区域的子电池节电致发光。

在上述实施方式中，第一驱动部件可以包括第一丝杆和第一电机，第一电机通过联轴器与第一丝杆传动连接。为满足精确定位，第一承载部件210设置有与第一丝杆啮合的螺纹孔，这样就可以通过第一电机驱动丝杆带动第一承载部件210和第二承载部件220沿第一方向移动。

第一升降部件310可以包括升降气缸，该气缸的一端固定于第一承载部件210，活塞轴连接第二承载部件220。

此外，为了能够清楚观察到检测情况，还可以在第一承载部件210上开设多个观察口。

请参阅图2和图4所示，在本实用新型的一些实施方式中，支撑框架100设置有导向轨110，第一承载部件210开设有与导向轨110相适配的滑槽211。

请参阅图5和图6所示，在本实用新型的一些实施方式中，第二驱动组件600包括导向杆610、支架620和第二驱动部件630，导向杆610设置于第二承载部件220，支架620移动设置于导向杆610，并与电连接组件500连接，第二驱动部件630与支架620连接以驱动支架620带动电连接组件500沿导向杆610的轴向方向移动。

在上述实施例方式中，第二驱动部件630包括第二电机和齿轮组，其中，齿轮组包括主齿轮和从动齿轮，主齿轮连接于第二电机的输出端，从动齿轮设置于支架620中，这样第二电机能够通过齿轮组驱动支架620沿导向杆610的轴向方向移动。

此外，导向杆610可以为丝杆，并且该丝杆的两端可以通过紧固件将其固定于第二承载部件220。

请参阅图6所示，在本实用新型的一些实施方式中，电连接组件500包括电连接部件510和缓冲部件520，电连接部件510与支架620连接，缓冲部件520设置于支架620和电连接部件510之间。

可以理解的是，电连接部件510通常为两个，分别对应太阳能电池片A的正负两个电极，每个电连接部件510连接一个支架620，每一个支架620对应连接一个第二电机和齿轮组，通过电机控制可以降低两个支架620发生碰撞的现象。

在第一升降部件310驱动第二承载部件220下降的过程中，电连接部件510会接触到待测太阳能电池片A的膜面，通过缓冲部件520可以起到缓冲作用，这样能够使电连接部件510与太阳能电池片A的电连接牢靠以降低接触不良的出现。当电连接部件510与待测太阳能电池片A中子电池节的正负电极电连接时，将两个电连接部件510分别通过导线连接在可调直流电源上，设置输出的电压和电流的上限值后可以开始检测。

请参阅图5所示，在本实用新型的一些实施方式中，夹紧组件700包括两个第一夹紧部件710和两个第二夹紧部件720，两个第一夹紧部件710沿垂直于第一方向的方向相对设置于第二承载部件220；两个第二夹紧部件720沿第一方向相对设置于第二承载部件220。

在上述实施方式中，通过第一夹紧部件710和第二夹紧部件720的相互配合能够不同方位夹紧太阳能电池片A，使其不会发生滑动，从而有助于提高检测的准确性。

示例性的，第一夹紧部件710和第二夹紧部件720可以为夹紧气缸或吸盘。在本实用新型的一些具体实施例中，传送组件400设置有光电传感器，当待测太阳能电池片A被传送组件400传送至光电传感器位置时，传送组件400会停止运转，此时，夹紧气缸会运动以夹紧太阳能电池片A。

请参阅图5和图6所示，在本实用新型的一些实施方式中，传送组件400包括多个传动轴410、多个传动轮组420和动力部件，多个传动轴410沿第一方向间隔设置于支撑框架100；多个传动轮组420与多个传动轴410一一对应设置，传动轮组420包括多个传动轮，多个传动轮间隔设置于传动轴410。动力部件与传动轴410传动连接。

在上述实施方式中，传动组件的结构简单，传送可靠，可以在无尘车间使用，并且还使检测装置10的传送组件400结构与生产设备的传送结构相同，这样可以减少备用零部件的使用，使检测装置10具备较强的兼容性。其中，太阳能电池片A的玻璃面贴合在传动轮上，接触面积较大且受力均匀，减少了太阳能电池片A的形变和对膜面划伤的发生。

请参阅图3所示，在本实用新型的一些实施方式中，检测装置10还包括定位组件，设置于支撑框架100并位于相邻两个传动轮组420之间，定位组件包括沿传动轴410轴向且相对设置的第一定位部件910和第二定位部件920。

在上述实施方式中，通过第一定位部件910和第二定位部件920能够将太阳能电池片A夹紧并归位于正中位置。

请继续参阅图5和图6所示，在本实用新型的一些实施方式中，光学组件800包括相机810和反射镜820。相机810可移动设置于支撑框架100。反射镜820沿第一方向与相机810间隔设置，反射镜820被配置为改变待测太阳能电池片A电致发光的光线方向，以使经反射镜820改变方向后的光线入射至相机810的视野。反射镜820可以有助于实现大尺寸电池的拍摄，再配合可移动的相机810，可以适当调整相机810的物距，这样能够降低检测装置10在竖直方向的高度，合理利用检测装置10的内部空间。

在上述实施方式中，相机810可以为线阵相机810，而反射镜820可以沿着太阳能电池片A的前进方向向后倾斜适当的角度，例如45°。

第二方面，本实用新型实施方式提供了第一方面的一种检测装置10的使用方法，具体包括如下步骤：

S100、输入待检测区域的太阳能电池片A的子电池节的序号（以电池正极引出节为1号，相邻下一节子电池节为2号，以此类推，编号在负极引出节结束），传送组件的电机可以根据相关程序驱动电连接组件的电连接部件移动到对应的子电池节位置上，并分别对应于待测太阳能电池片A的正负两个电极。

S200、待测太阳能电池片A经过传送组件的传动轮输送到目标位置后停止移动，夹紧组件的定位气缸开始工作，将待测太阳能电池片A夹紧并归位于正中位置，定位完成后，定位气缸收缩并处于待机位，等待下一次工作。

S300、第二驱动组件的升降气缸开始工作，驱动承载组件的第二承载部件下移直至电连接部件接触待测太阳能电池片A的膜面，之后第二承载部件还会下移，直至第二承载部件上四个方位的气缸夹紧待测太阳能电池片A，使其不会发生滑动。

S400、夹紧就绪后，通过电连接组件的电连接部件将直流电通到待测太阳能电池片A上，第一驱动组件的第一电机驱动承载组件的第一承载部件带动第二承载部件和待测太阳能电池片A沿第一方向移动，此时第一承载部件和传动轮将保持同步运动，太阳能电池片A产生的荧光会通过光学组件的45°反射镜调整传播方向后进入线阵相机，待太阳能电池片A扫描完毕，第一承载部件到达设定位置后停止运动，此时传动轮将同步停止。

S500、夹紧组件的四个方位的夹紧气缸全部松开，太阳能电池片A置于传动轮上，第二承载部件上移，电连接部件脱离待测太阳能电池片A的膜面，传动轮再次运转，将太阳能电池片A传输出去，第一承载部件返回待机位，等待下一张待测太阳能电池片A。

第三方面，本实用新型实施方式提供了一种太阳能电池片的生产设备，包括本实用新型第一方面的检测装置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能电池片的EL检测装置，其特征在于，包括：

支撑框架，具有沿第一方向相对设置的输入端和输出端；

承载组件，沿第二方向与所述支撑框架相对设置，并相对所述支撑框架移动设置，其中，所述第一方向和第二方向相交；

第一驱动组件，与所述承载组件传动连接；

传送组件，设置于所述支撑框架，所述传送组件被配置驱动待测太阳能电池片在支撑框架的输入端与输出端之间移动；

电连接组件，相对于所述承载组件移动设置，所述电连接组件被配置为向所述待测太阳能电池片供电以使待测太阳能电池片电致发光；

第二驱动组件，设置于所述承载组件，并与所述电连接组件传动连接；

夹紧组件，设置于所述承载组件，所述夹紧组件被配置为夹紧所述待测太阳能电池片；

光学组件，设置于所述支撑框架，所述光学组件被配置为获取所述待测太阳能电池片的电致发光图像。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述承载组件包括第一承载部件和第二承载部件，所述第一承载部件与所述支撑框架移动连接，所述第二承载部件沿所述第二方向与所述第一承载部件相对设置；

所述第一驱动组件包括第一驱动部件和第一升降部件，所述第一驱动部件设置于所述第一承载部件以驱动所述第一承载部件带动所述第二承载部件沿所述第一方向相对所述支撑框架移动，所述第一升降部件连接于所述第一承载部件和所述第二承载部件之间以驱动所述第二承载部件沿所述第二方向移动。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括：

导向杆，设置于所述第二承载部件；

支架，移动设置于所述导向杆，并与所述电连接组件连接；

第二驱动部件，与所述支架连接以驱动支架带动电连接组件沿导向杆的轴向方向移动。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述电连接组件包括：

电连接部件，与所述支架连接；

缓冲部件，设置于所述支架和电连接部件之间。

5.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述夹紧组件包括：

两个第一夹紧部件，沿垂直于所述第一方向的方向相对设置于所述第二承载部件；

两个第二夹紧部件，沿所述第一方向相对设置于所述第二承载部件。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述传送组件包括：

多个传动轴，沿所述第一方向间隔设置于所述支撑框架；

多个传动轮组，与所述多个传动轴一一对应设置，所述传动轮组包括多个传动轮，所述多个传动轮间隔设置于所述传动轴；

动力部件，与所述传动轴传动连接。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：

定位组件，设置于所述支撑框架并位于相邻两个所述传动轮组之间，所述定位组件包括沿所述传动轴轴向且相对设置的第一定位部件和第二定位部件。

8.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光学组件包括：

相机，可移动设置于所述支撑框架；

反射镜，沿所述第一方向与所述相机间隔设置，所述反射镜被配置为改变待测试太阳能电池片电致发光的光线方向，以使经所述反射镜改变方向后的光线入射至相机的视野。

9.一种太阳能电池片的生产设备，其特征在于，包括权利要求1~8中任一项所述的检测装置。