JP2019111579A - 太陽電池バスバー溶接装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】バスパーの溶接品質を改善できる、太陽電池バスバー溶接装置を提供する。【解決手段】太陽電池バスバー溶接装置は、溶接台１、レーザ装置2、センサ及びレーザ調節手段を備え、前記レーザ装置は、前記溶接台の上方に配置され、前記レーザ調節手段は、前記レーザ装置と接続され、前記溶接台の表面には、前記センサが配置される。前記太陽電池バスバー溶接装置は、伝統の手半田ごて溶接及び抵抗加熱溶接方法の替わりに、レーザ溶接方法を採用し、レーザ調節手段を利用して、必要によってレーザ装置のパワーを調節することで、バスバー溶接温度の精度及び均一性をよりよく把握できて、バスバー溶接の品質を改善でき、バスバーとリードバーとの間で位置ずれが発生することを避けて、疑似溶接、漏れ溶接等の不良な現象を削減させて、光起電アセンブリの全体的の性能を高める事ができる。【選択図】図１

Description

本発明は、高効率ヘテロ接合太陽電池アセンブリの製造技術分野に関し、特に、太陽電池バスバー溶接装置に関する。
光起電は、認知されているクリーンエネルギーとして、その応用の範囲がますます広くなっているし、同時に、国の政策から継続的に強力な支持を得ている。バスバー溶接は、太陽電池アセンブリのパッケージングにおいては不可欠な工芸の一つであり、伝統のバスバー溶接工芸では、一般的に、手半田ごて溶接或いは抵抗加熱溶接のような二種の方法を採用している。
手半田ごて溶接を採用する場合、溶接品質の一貫性を確保することが難しく、抵抗加熱溶接を使用する場合、加熱温度制御の精度が悪いし、また、接触方法の溶接によるとリードバー（ピン）とバスバーとの間で位置ずれが発生し易いため、疑似溶接、漏れ溶接、等の問題を引き起こす。
このため、このような状況を改善するために、太陽電池バスバー溶接装置を提供する必要がある。
本発明の目的は、従来技術で手半田ごて溶接及び抵抗加熱溶接を採用するため、存在する精度がより悪いし、バスバーとバスバーとの間で位置ずれが発生し易い問題を解決するために、太陽電池バスバー溶接装置を提供する。本発明の太陽電池バスバー溶接装置は、伝統の溶接方法の替わりに、レーザ溶接を採用することで、バスバーとリードバーとの間で位置ずれが発生することを避けて、バスバーの溶接品質を改善して、疑似溶接或いは漏れ溶接等の不良な現象を削減した。
本発明は、上記の目的を実現するために、以下のような技術案を提供する。
太陽電池バスバー溶接装置は、溶接台、レーザ装置、センサ及びレーザ調節手段を備え、前記レーザ装置は、前記溶接台の上方に配置され、前記レーザ調節手段は、前記レーザ装置と接続され、前記溶接台の表面には、前記センサが配置される。
好ましくは、駆動装置及び移動手段をさらに備え、前記駆動装置は、前記移動手段と接続されて前記移動手段を駆動し、前記レーザ装置は、前記移動手段と接続される。
好ましくは、角度調節手段及び可動腕をさらに備え、前記角度調節手段は、前記溶接台の端部と接続され、前記可動腕の端部には、吸盤が配置される。
好ましくは、前記溶接台上には溶接領域及び非溶接領域が配置され、前記センサは、温度センサ及び圧力センサを備え、前記圧力センサ及び前記温度センサは、いずれも、前記溶接領域内に配置される。
好ましくは、距離センサをされに備え、前記距離センサは、前記レーザ装置のレーザヘッド上に配置される。
好ましくは、転送装置をさらに備え、前記転送装置の下方には、ジャッキ装置が配置される。
好ましくは、前記溶接台上には、断熱板が配置される。
好ましくは、前記溶接台上には、滑り止め領域が配置される。
好ましくは、前記溶接台上には、清掃装置が配置される。
好ましくは、前記レーザ装置は、ファイバレーザ装置であり、前記ファイバレーザ装置は、複数のレーザビームを、同時に、出射できる。
本発明の有益な効果は、以下のとおりである。
本発明によって提供する太陽電池バスバー溶接装置によると、溶接台、レーザ装置、センサ及びレーザ調節手段を備え、前記レーザ装置は、前記溶接台の上方に配置され、前記レーザ調節手段は、前記レーザ装置と接続され、前記溶接台の表面には、前記センサが配置される。本発明の太陽電池バスバー溶接装置は、伝統の手半田ごて溶接及び抵抗加熱溶接方法の替わりに、レーザ溶接方法を採用し、レーザ調節手段を利用して必要によってレーザ装置のパワーを調節することで、バスバーの溶接温度の精度及び均一性をよりよく把握できる。従来技術と比較すると、本発明は、バスバーの溶接品質を改善でき、バスバーとリードバーとの間で位置ずれが発生することを避けて、疑似溶接、漏れ溶接等の不良な現象を削減させて、光起電アセンブリの全体的の性能を高めた。
本発明の実施例に係る太陽電池バスバー溶接装置の正面図である。 本発明の実施例に係る太陽電池バスバー溶接装置の左側面図である。 本発明の実施例に係る太陽電池バスバー溶接装置の第１の一部の構成の模式図である。 本発明の実施例に係る太陽電池バスバー溶接装置の第２の一部の構成の模式図である。
以下の図面を参考しながら説明した実施例は、例示的なものであり、ただ、本発明を解釈するためのものであり、本発明を制限するためのものであると解釈してはいけない。
図１及び図２に示したように、本発明の実施例によって提供する太陽電池バスバー溶接装置は、溶接台１、レーザ装置２、センサ及びレーザ調節手段を備え、前記レーザ装置２は、前記溶接台１に上方配置され、前記レーザ調節手段は、前記レーザ装置２と接続され、前記溶接台１の表面には、前記センサが配置されている。溶接台１は、好ましくは、例えば、テフロン（登録商標）等の非金属材料を採用して製作する。
本発明の使用方法は、図３及び図４に示したように、まず、バスバー４を溶接台１上に設置した後、太陽電池ストリングのリードバー（ピン）５を、バスバー４上に設置し、その後、レーザ装置２をオンにし、レーザ装置２により、超高エネルギー密度のレーザビーム７を利用して、リードバー５及びバスバー４に対して、非接触ホットメルト溶接を実行する。この過程においては、レーザ調節手段を利用してレーザ装置２のパワーを調節して、レーザビーム７の強度を調整することで、互いに異なる溶接要求に適用してもよい。上記の操作ステップからわかるように、本発明の太陽電池バスバー溶接装置は、伝統の手半田ごて溶接及び抵抗加熱溶接方法の替わりに、レーザ溶接方法を採用して、レーザ調節手段を利用して、必要によってレーザ装置２のパワーを調節することで、バスバー４の溶接温度の精度及び均一性をよりよく把握して、バスバー４の溶接品質を改善でき、また、レーザ装置２はバスバー４及びリードバー５と直接に接触する必要なしに、溶接が実現できることで、バスバー４とリードバー５との間の位置ずれを避けて、疑似溶接、漏れ溶接、等の不良な現象を削減させて、光起電アセンブリの全体的の性能を高めた。
上記の構成を基に、本発明の実施例に係る太陽電池バスバー溶接装置は、好ましくは、駆動装置及び移動手段をさらに備え、前記駆動装置は、前記移動手段と接続されて前記移動手段を駆動し、前記レーザ装置２は、前記移動手段と接続される。移動手段は、好ましくは、水平移動もできるし垂直移動もできる手段であり、レーザ装置２を動かしていろんな溶接経路を形成することで、ユーザのパーソナライズされた要件をよりよく満足させる。
なお、本発明は、好ましくは、角度調節手段及び可動腕をさらに備え、前記角度調節手段は、前記溶接台１の端部と接続され、前記可動腕の端部には、吸盤が配置される。ここで、前記角度調節手段及び前記可動腕は、好ましくは、前記溶接台１の両側に配置される。図４に示したように、実際の溶接過程において、バスバー４は、別途に存在することでなく、フロントパネルガラス６に接続されている。それで、バスバー４を溶接台１上に設置する場合、まず、可動腕の吸盤を利用してリードバー５を吸い上げる必要があり、その後、角度調節手段を利用して溶接台１を一定の角度に反転することで、バスバー４とフロントパネルガラス６の間の隙間に合わせる。その後、溶接台１を当該隙間中に設置してから、組立後の溶接台１、バスバー４及びフロントパネルガラス６を水平に設置し、さらに、可動腕の吸盤を利用してリードバー５をバスバー４上に設置することで、溶接の前期準備作業を完了する。
さらに、前記溶接台１上には溶接領域及び非溶接領域が配置され、前記センサは、温度センサ及び圧力センサを備え、前記圧力センサ及び前記温度センサは、いずれも、前記溶接領域内に配置される。前記温度センサは、好ましくは、リードバー５及びバスバー４の溶接ポイントに対応する位置に設置されて、リアルタイムに溶接ポイントの位置の温度を検出する役割を果たす。温度センサは、溶接ポイントの温度がより低いことを検出する場合、当該信号を制御機構に転送し、制御機構により、レーザ調節手段を制御して、レーザ装置２のパワーを増大させて、レーザビーム７の強度を高めることで、溶接ポイントの温度を高める。反対の場合は、レーザ調節手段を利用してレーザ装置２のパワーを減少して、レーザビーム７の強度を減少することで、溶接ポイントの温度を低下させる。前記圧力センサは、好ましくは、バスバー４の設置領域の下方に設置されて、主には、検出した圧力の大きさによって、バスバー４及びリードバー５が溶接台１上に設置されているか否かを判断して、バスバー４及びリードバー５がいずれも溶接台１上に設置された後、当該信号を制御機構に転送して、制御機構を介してレーザ装置２をオンにして溶接を実行するようにする役割を果たす。
バスバー４とリードバー５の溶接精度を改善するために、本発明の実施例は、好ましくは、距離センサをさらに備え、前記距離センサは、前記レーザ装置２のレーザヘッド３上に配置される。距離センサは、好ましくは、前記レーザヘッド３の軸線に平行し、且つ、バスバー４及びリードバー５に垂直する。距離センサ一も、バスバー４及びリードバー５が溶接領域に設置されているか否かを検出して、レーザ装置２の起動に参考情報を提供する役割を果たす。その一方、検出結果によって、バスバー４及びリードバー５の精密な設置領域を判断して、バスバー４及びリードバー５の位置によって、レーザ装置２のレーザヘッド３の位置を調整することで、よりよい溶接を実現する。
作業効率を改善し、人件費を節約して、装置全体の自動化及びインテリジェント化を改善するために、転送装置をさらに備え、前記転送装置の下方には、ジャッキ装置が配置される。ジャッキ装置を利用して、転送装置の高さを調節することができて、バスバー４、リードバー５及び溶接台１の間の協力を便利にする。
好ましくは、前記溶接台１上には、断熱板が配置される。断熱板を利用して、レーザビーム７によってフロントパネルガラス６上のＥＶＡ膜が溶化されることを避ける。
さらに、前記溶接台１上には、滑り止め領域が配置される。当該滑り止め領域に、滑り止め顆粒或いは滑り止め波紋を設置して滑り止めを実現してもよい。滑り止め領域によって、バスバー４とリードバー５との間で位置ずれが発生する確率をさらに低下させる。
なお、前記溶接台１上には、好ましくは、清掃装置がさらに配置される。清掃装置をりようして、溶接台１上の不純物を除去して、バスバー４と溶接台１のよい協力を確保して、さらに、バスバー４とリードバー５の溶接品質を確保する。
具体的に、前記レーザ装置２は、ファイバレーザ装置であり。当該ファイバレーザ装置は、複数のレーザビーム７を同時に出射できる。これらレーザビーム７は、互いに平行し、且つ、溶接ポイントの距離によって隣接するレーザビーム７同士の間の間隔を調整して、溶接の効率を改善する。図２及び図３に示したように、レーザ装置２は、四つのレーザビームを同時に出射して、バスバー４とリードバー５の四つの位置を同時に溶接できる。
以上、図面に示した実施例によって本発明の構成、特徴及び作用効果を詳細に説明したが、これらは本発明のよりよい実施例だけであり、本発明は図面に示したものによって実施範囲が制限されないし、本発明の構想に従って行った変更、或いは、同様に変化された等価実施例の変更は、明細書及び図示によってカバーされた精神を脱離しない限り、いすれも、本発明の保護範囲内に属する。
１ 溶接台
２ レーザ装置
３ レーザヘッド
４ バスバー
５ リードバー
６ フロントパネルガラス
７ レーザビーム

Claims (10)

  1. 溶接台（１）、レーザ装置（２）、センサ及びレーザ調節手段を備え、前記レーザ装置（２）は、前記溶接台（１）の上方に配置され、前記レーザ調節手段は、前記レーザ装置（２）と接続され、前記溶接台（１）の表面には、前記センサが配置される
    ことを特徴とする太陽電池バスバー溶接装置。
  2. 駆動装置及び移動手段をさらに備え、前記駆動装置は、前記移動手段と接続されて前記移動手段を駆動し、前記レーザ装置（２）は、前記移動手段と接続される
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池バスバー溶接装置。
  3. 角度調節手段及び可動腕をさらに備え、前記角度調節手段は、前記溶接台（１）の端部と接続され、前記可動腕の端部には、吸盤が配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池バスバー溶接装置。
  4. 前記溶接台（１）上には、溶接領域及び非溶接領域が配置され、前記センサは、温度センサ及び圧力センサを備え、前記圧力センサ及び前記温度センサは、いずれも、前記溶接領域内に配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池バスバー溶接装置。
  5. 距離センサをされに備え、前記距離センサは、前記レーザ装置（２）のレーザヘッド（３）上に配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池バスバー溶接装置。
  6. 転送装置をさらに備え、前記転送装置の下方には、ジャッキ装置が配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池バスバー溶接装置。
  7. 前記溶接台（１）上には、断熱板が配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池バスバー溶接装置。
  8. 前記溶接台（１）上には、滑り止め領域が配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池バスバー溶接装置。
  9. 前記溶接台（１）上には、清掃装置が配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池バスバー溶接装置。
  10. 前記レーザ装置（２）は、ファイバレーザ装置であり、前記ファイバレーザ装置は、複数のレーザビーム（７）を、同時に、出射できる
    ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池バスバー溶接装置。
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