晶体硅电池焊带焊接定位装置及定位方法和串焊机与流程

文档序号:11119086阅读:432来源:国知局
晶体硅电池焊带焊接定位装置及定位方法和串焊机与制造工艺

本发明涉及太阳能电池片串焊设备技术领域,尤其涉及一种晶体硅电池焊带焊接定位装置及定位方法和串焊机。



背景技术:

随着光伏太阳能行业的发展,组件销售价格逐渐下跌,各组件厂为了降低制造成本,提高组件发电效率,通过不断地研究对比测试,发现密栅太阳能电池片银浆的消耗量比目前市场上大量运用的三栅、四栅及五栅电池片对银浆的消耗量下降30%~50%,且因密栅电池片主栅线间距离变近,副栅线相应缩短,使电阻损耗减少,并且,由于圆形焊带具备反光的特性,因此运用圆形焊带将密栅电池片串联连接,可减少光线的损失,能够将大部分光线反射进入电池片,因此,这样使组件封装损失有了较明显的下降,降低了制造成本,试验证明,密栅组件可使组件功率提升2.5%~3.5%,因此密栅太阳能电池片必然会代替三栅、四栅及五栅的太阳能电池片,所谓密栅太阳能电池片,指在156mm×156mm太阳能电池片上主栅线的数量大于6根而小于32根的太阳能电池片。

因密栅电池片的串联连接使用的是圆形焊带,在增加了电池片反射光线的同时,却使焊接难度大副度提高,特别是电池片背面的焊接,在电池片背面主栅线的制造工艺中,在电池片的表面上先印刷一层银浆2021,再在银浆2021周围印刷铝浆2022,这样,周围的铝浆2022的表面就略高于银浆2021的表面,在焊带焊接时,铺设好焊带和电池片后,焊接要求需要将焊带与银浆对正紧密焊接,这在没有任何形变的情况下,焊带与银浆2021间就已经存在一定间隙,与电池片背面连接的焊带302不能够直接接触电池片的背面主栅线202,与电池片正面连接的焊带301不能够直接接触电池片的正面主栅线201,因此,焊接的可靠性无法保证,使电池片的串联焊接难度增加,且人工更难实现,效率很低,因此必须用对应的自动化设备来实现。

在制造这种自动化设备的过程中,不仅需将更细的焊带与太阳能密栅电池片的各主栅一一对应,而且必须将连接电池片背面主栅线的焊带与电池片可靠接触,这样才能很好地保证太阳能电池片的串联焊接质量,保证其功率的发挥,即焊带与电池片主栅的贴合质量是影响太阳能发电系统发电效率的一个关键因素。

用焊带连接电池片包括将电池片受光面上主栅线与焊带焊接贴合、以及将电池片背光面上主栅线与焊带焊接贴合,目前,在全自动串焊机的运行操作过程中,固定电池片位置的技术已经成熟,由于串焊生产过程中通常是使电池片受光面朝上放置,背光面朝下放置,由于圆形焊带制造直径误差、自身重力、制造电池片工艺等因素,背光面下方的焊带与电池片背面主栅线很难可靠接触,如果电池片还存在变形翘曲的现象,则进一步影响了焊带与背光面上的主栅线的接触紧密程度,因而无法保证焊接质量。

这种情况在焊带处于扁形较宽的状态下还好控制,但当焊带是圆形且很细时,控制难度就加大了很多,因电池片薄而脆的特性,不仅要使焊带与电池片主栅紧密可靠接触,还需控制焊带与电池片的接触力,因此,将焊带与电池片背面主栅线对齐固定牢固并可靠接触成了本领域新的技术难题。



技术实现要素:

有必要提出一种能使焊带与电池片背光面紧密接触,以完成焊接的晶体硅电池焊带焊接定位装置。

还有必要提出一种电池片焊带定位方法和串焊机。

一种晶体硅电池焊带焊接定位装置,包括安装座、升降机构和驱动机构,所述安装座上设置有对焊带进行定位的凹槽,以使放置于凹槽内的焊带与放置在安装座上的电池片背面的主栅线上下正对,所述安装座的凹槽内有间隔布置的通孔, 所述驱动机构与所述升降机构连接,用于驱动所述升降机构的上下运动,所述升降机构穿在所述安装座的通孔内,在驱动机构的作用下,驱动升降机构在安装座的通孔内向上运动,以将安装座凹槽内的焊带向上托起至与安装座上放置的电池片背面的主栅线接触。

优选的,所述晶体硅电池焊带焊接定位装置还包括限位组件,所述限位组件设置在升降机构的上方和下方,以对升降机构的向上和向下运动的位置点进行定位。

优选的,所述晶体硅电池焊带焊接定位装置还包括运动组件,所述运动组件包括定位座、升降机构和缓冲单元,所述定位座上开设从上向下贯通的安装通孔,所述安装通孔与所述安装座上的通孔上下正对,所述升降机构安装在所述定位座的安装通孔内,升降机构的上端高于定位座的上表面,在驱动机构的作用下,运动组件带动升降机构向上运动将安装座的凹槽内的焊带托起与安装座上放置的电池片背面的主栅线接触,所述缓冲单元设置在定位座与安装座的接触面之间,用于对运动组件向上运动作用力的缓冲及限位。

优选的,所述升降机构包括顶压单元和浮动单元,所述顶压单元设置在浮动单元的上方,顶压单元和浮动单元安装在定位座的安装通孔内,顶压单元的上端高于定位座的上表面,顶压单元的上端穿入所述安装座的通孔,顶压单元和浮动单元在驱动机构的驱动下,在安装座的通孔内上下运动。

优选的,所述顶压单元为顶针,浮动单元为弹簧和封底板,所述顶针设置在弹簧的上方,顶针和弹簧安装在定位座的安装通孔内,顶针的上端高于定位座的上表面,顶针的上端穿入所述安装座的通孔,弹簧的下端与封底板接触,所述封底板设置在定位座的下表面上,顶针和弹簧在驱动机构的驱动下,在安装座的通孔中上下运动。

优选的,所述升降机构的数量设置为3-15个,所述顶针和弹簧的位置依据电池片背面主栅线的特征设置,当电池片的背面主栅线为间断栅线时,顶针和弹簧设置于间断栅线的中间,顶针或顶压单元与电池片背面主栅线接触的压力范围为20N~2000N。

优选的,所述定位座上开设若干所述安装通孔,在相邻的安装通孔之间还开设有凸起顶板,所述凸起顶板和安装通孔在同一直线内,以使凸起顶板和安装座上的凹槽上下正对,若干安装通孔内的升降机构和若干凸起顶板间隔设置,随着运动组件的向上运动,若干凸起顶板和若干升降机构共同将凹槽内的焊带向上托起至与安装座上放置的电池片背面的主栅线接触。

优选的,当运动组件向上运动时,所述凸起顶板进入安装座的凹槽,且凸起顶板的顶部低于所述安装座的上表面的高度,以使凸起顶板与凹槽之间形成容纳焊带的空间,所述顶压单元的顶部与所述安装座的上表面齐平,以通过浮动单元和顶压单元将焊带与电池片背面的主栅线紧密贴合。

一种串焊机,包括输带装置、传输装置、焊接装置和晶体硅电池焊带焊接定位装置,所述焊接装置设置在所述晶体硅电池焊带焊接定位装置的上方,所述输带装置用于将焊带输送至所述晶体硅电池焊带焊接定位装置的安装座的凹槽内,所述传输装置用于将太阳能电池片输送至所述晶体硅电池焊带焊接定位装置的安装座的上表面上,所述焊接装置将焊带与电池片焊接,以使焊带与电池片固定连接,所述晶体硅电池焊带焊接定位装置为上述的晶体硅电池焊带焊接定位装置。

一种电池片焊带定位方法,包括以下步骤:

将焊带输送至或放置于晶体硅电池焊带焊接定位装置的安装座的凹槽内;

将太阳能电池片输送至或放置于晶体硅电池焊带焊接定位装置的安装座的上表面上,并使电池片的主栅线与安装座的凹槽一一对应;

驱动机构驱动晶体硅电池焊带焊接定位装置的运动组件向上运动,使定位座的上表面与安装座的接触面接触,运动组件的向上运动停止;

同时,定位座带动安装于其中的顶针及设置的凸起顶板向上运动,顶针和凸起顶板共同托起放置于安装座凹槽中的焊带向太阳能电池片背面主栅线靠近并贴紧;

焊接装置或人工对太阳能电池片与焊带进行焊接连接;

驱动机构驱动晶体硅电池焊带焊接定位装置的运动组件向下运动;

定位座带动安装于其中的顶针及设置的凸起顶板向下运动,定位座与限位组件接触,运动组件运动停止。

本发明实施例提出的晶体硅电池焊带焊接定位装置通过安装座上设置的凹槽对焊带进行限位,使焊带与电池片背面的主栅线上下正对,通过驱动机构驱动运动组件的向上运动带动升降机构向上运动,由于升降机构自身具有弹性,并且其弹性控制在一定范围内,使得升降机构在托起焊带的同时,确保焊带与主栅线接触充分,还不会将焊带上方的电池片破坏。

本发明实施例提出的晶体硅电池焊带焊接定位装置能够较好地将用于电池片背面连接的焊带与电池片背光面上主栅线对齐,并且克服电池片因变形和制造工艺特性与焊带接触不上而产生虚焊或焊接不上现象,并且很好地解决了密栅线电池片因主栅线密且细,其焊带难定位并使焊带与电池片主栅线焊接不牢问题,提高了电池片串焊工艺的焊接质量,特别是密栅线电池片串焊工艺的焊接质量。

本发明实施例提供的串焊机,通过将背面焊带定位装置设置于串焊机的焊接装置的下方,对与太阳能电池片背面主栅线连接的焊带在焊接时有效定位,并使焊带与电池片背面主栅线能可靠接触焊接,避免了电池片焊接后的正面、背面串焊接不实并有偏离主栅线现象的发生,使电池片的发电效率得到了可靠保证。

本发明提供的背面焊带定位方法克服了依靠拉带手定位焊带和限位槽对焊带进行定位不准确的缺陷,同时也克服了因电池片变形及制造工艺特性,使焊带与电池片主栅线不接触或接触不良的现象。

附图说明

图1为所述晶体硅电池焊带焊接定位装置的主视图。

图2为所述晶体硅电池焊带焊接定位装置的俯视图。

图3为图2沿着A-A的截面图。即该图显示了在不受到驱动机构的驱动力时,运动组件的封底板由于自重及浮动单元的作用力向下运动至下限位组件时的状态图。

图4为图3中表达顶针、缓冲单元、浮动单元的局部放大图。

图5为所述晶体硅电池焊带焊接定位装置的分解示意图。

图6为所述运动组件的定位座、顶针、凸起顶板的装配结构示意图。

图7为所述运动组件的定位座的俯视图。

图8为图6沿着B-B的截面图。

图9为所述晶体硅电池焊带焊接定位装置的另一种状态图,该图显示了在受到驱动机构的驱动时,运动组件的封底板向上运动至顶针与安装座上的焊带接触时晶体硅电池焊带焊接定位装置的状态图。

图10为设置所述晶体硅电池焊带焊接定位装置的串焊机的结构示意图。

图11为图10的局部放大图。

图12为图11中表达所述晶体硅电池焊带焊接定位装置的局部放大图。如图所示,一个所述晶体硅电池焊带焊接定位装置的满足两栅线串焊,该串焊机包括并排设置的五个所述晶体硅电池焊带焊接定位装置,则适用于10栅线电池片串焊。

图13为焊接完毕的太阳能电池片及焊带的示意图。

图14为焊接时,所述晶体硅电池焊带焊接定位装置与电池片的位置关系和配合关系示意图。

图15为未焊接焊带的电池片的背面的示意图。

图中:安装座10、左端头11、右端头12、凹槽13、通孔14、安装座上表面15、转轴16、运动组件30、定位座31、安装通孔311、凸起顶板312、上表面313、下表面314、升降机构32、顶压单元321、顶针3211、浮动单元322、弹簧3221、封底板3222、缓冲单元33、限位组件40、串焊机100、输带装置101、传输装置102、焊接装置103、晶体硅电池焊带焊接定位装置104、电池片200、正面主栅线201、背面主栅线202、银浆2021、铝浆2022、焊带300、与电池片正面连接的焊带301、与电池片背面连接的焊带302。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1,本发明实施例提供了一种晶体硅电池焊带焊接定位装置104,包括安装座10、升降机构32和驱动机构,安装座10上设置有对焊带300进行定位的凹槽13,以使放置于凹槽13内的焊带300与放置在安装座10上的电池片200背面的主栅线202上下正对,安装座10的凹槽13内有间隔布置的通孔14,驱动机构与升降机构32连接,用于驱动升降机构32的上下运动,升降机构32穿在安装座10的通孔14内,在驱动机构的作用下,驱动升降机构32在安装座10的通孔14内向上运动,以将安装座10凹槽13内的焊带300向上托起至与安装座10上放置的电池片200背面主栅线202接触;

进一步,晶体硅电池焊带焊接定位装置104还包括限位组件40,限位组件40设置在升降机构32的上方和下方,以对升降机构32的向上和向下运动的位置点进行定位;

进一步,升降机构的数量可设置为3-15个;

进一步,安装座10上设置的凹槽13的宽度优选大于等于电池片200背面栅线202的宽度,且略大于放置焊带的宽度;

具体地,下面依照本发明,以其中一种具体实施方式为例,对本发明进行具体详尽的描述。

参见图1至图9,及图13,本发明实施例提供了一种晶体硅电池焊带焊接定位装置104,包括安装座10、驱动机构、运动组件30和限位组件40,运动组件30、限位组件40安装在安装座10上,安装座10包括左端头11、右端头12、及连接在左端头11和右端头12之间的安装部,左端头11和右端头12用于将晶体硅电池焊带焊接定位装置104配合安装在外部系统设备上,运动组件30包括定位座31、升降机构32、缓冲单元33,本实施方式中,定位座31的右端与安装座10的右端头12通过一转轴16转动连接,定位座31的左端搭接在下限位组件40上,在定位座31上开设从上向下贯通的安装通孔311,安装通孔311与安装座10上的凹槽13上下正对,升降机构32设置在安装通孔311内,升降机构32的上端高于定位座31的上表面313,在驱动机构的作用下,驱动运动组件30带动升降机构32向上运动将安装座10凹槽13内的焊带300托起与安装座10上放置的电池片200背面的主栅线202接触,缓冲单元33设置在定位座31与安装座10的接触面之间,用于对运动组件30向上运动作用力的缓冲及限位。

升降机构32是具有通过自身上下运动或借助外界驱动上下运动功能的组件或单元,该升降机构32在上下运动的同时,产生的影响是在托起位于升降机构32上方的焊带300或部件也微幅度的上下运动。该升降机构32可以通过气缸、弹簧、凸轮或其组合来实现。

进一步,升降机构32包括顶压单元321和浮动单元322,顶压单元321设置在浮动单元322的上方,顶压单元321和浮动单元322安装在定位座31的安装通孔311内,顶压单元321的上端高于定位座31的上表面313,顶压单元321的上端穿入安装座10的通孔14,顶压单元321和浮动单元322在驱动机构的驱动下,在安装座10的通孔14内上下运动。

进一步,顶压单元321为顶针3211,浮动单元322为弹簧3221和封底板3222,顶针3211设置在弹簧3222的上方,顶针3211和弹簧3222安装在定位座31的安装通孔311内,顶针3211的上端高于定位座31的上表面313,顶针3211的上端穿入安装座10的通孔14,弹簧3221的下端与封底板3222接触,封底板3222设置在定位座31的下表面314上,顶针3211和弹簧3221在驱动机构的驱动下,在安装座10的通孔14中上下运动。

进一步,顶针3211的下端开设通道孔,弹簧3221装入通道孔内。如此使得顶针3211和弹簧3221之间不会相对晃动。

进一步,顶针3211和弹簧的数量设置为3-15个;顶针3211和弹簧3221组的位置依据电池片背面主栅线202的特征设置,当电池片的背面主栅线202为间断栅线时,优选顶针3211和弹簧3221设置于间断栅线的中间,当电池片的背面主栅线202为连续栅线时,则顶针3211和弹簧3221的位置设定不做限制;顶针3211或顶压单元321与电池片背面主栅线202接触的压力范围为20N~2000N;

进一步,定位座31上开设若干安装通孔311,在相邻的安装通孔311之间还开设有凸起顶板312,凸起顶板312和安装通孔311在同一直线内,以使凸起顶板312和安装座10上的凹槽13上下正对,若干安装通孔311内的升降机构32和若干凸起顶板312间隔设置,随着运动组件30的向上运动,若干凸起顶板312和若干升降机构32共同将安装座10凹槽13内的焊带300向上托起至与安装座10上放置的电池片200背面的主栅线202接触。

进一步,当运动组件30向上运动时,凸起顶板312进入安装座10的凹槽13,且凸起顶板312的顶部低于安装座10的上表面15的高度,以使凸起顶板312与凹槽13之间形成容纳焊带300的空间,顶压单元321的顶部与安装座10的上表面15齐平,以通过浮动单元322和顶压单元321将焊带300与电池片200的背面主栅线202紧密贴合。

进一步,在安装座10的凹槽13上间隔开设通孔,通孔的直径大于凹槽13的宽度,通孔的直径大于顶针3211的外径,通孔与顶针3211上下正对,以使顶针3211穿过通孔与凹槽13内的焊带300接触。

参见图10至图12,本发明还提出一种串焊机100,包括输带装置101、传输装置102、焊接装置103和晶体硅电池焊带焊接定位装置104,焊接装置103设置在晶体硅电池焊带焊接定位装置104的上方,输带装置101用于将焊带300输送至晶体硅电池焊带焊接定位装置104的安装座10的凹槽13内,传输装置102用于将太阳能电池片200输送至晶体硅电池焊带焊接定位装置104的安装座的上表面15上,焊接装置103将焊带300与电池片200焊接,以使焊带300与电池片200固定连接,晶体硅电池焊带焊接定位装置104为上述的晶体硅电池焊带焊接定位装置104。

参见图14、图15,该电池片背面焊带带定位装置中安装座10所设置的凹槽13的数量可依据太阳能电池片200的主栅线的数量设置,例如:当电池片200的主栅线数为十根时,则在安装座10上设置凹槽13数也为十个。

晶体硅电池焊带焊接定位装置104的运动组件30的定位座31上开设的安装通孔311及凸起顶板312所组成的直线面可依据太阳能电池片200的主栅线的数量设置。

晶体硅电池焊带焊接定位装置104的运动组件30中的顶针3211、弹簧3221及凸起顶板312的配合组可依据太阳能电池片200的主栅线的数量设置。

本发明还提出一种电池片焊带定位方法,包括以下步骤:

将焊带300输送至或放置于晶体硅电池焊带焊接定位装置104的安装座10的凹槽13内;

将太阳能电池片200输送至或放置于晶体硅电池焊带焊接定位装置104的安装座10的上表面15上,并使电池片200的主栅线与安装座10的凹槽13一一对应;

驱动机构驱动晶体硅电池焊带焊接定位装置104的运动组件30向上运动,使定位座31的上表面313与安装座10的接触面接触,运动组件30的向上运动停止;

同时,定位座31带动安装于其中的顶针3211及设置的凸起顶板312向上运动,顶针3211和凸起顶板312共同托起放置于安装座10凹槽13中的焊带300向太阳能电池片背面主栅线202靠近并贴紧;

焊接装置103或人工对太阳能电池片200与焊带300进行焊接连接;

驱动机构驱动晶体硅电池焊带焊接定位装置104的运动组件30向下运动;

定位座31带动安装于其中的顶针3211及设置的凸起顶板312向下运动,定位座31与限位组件40接触,运动组件30运动停止。

在上述将太阳能电池片200输送至或放置于晶体硅电池焊带焊接定位装置104的安装座10的上表面15上的步骤中,可以将电池片的受光面朝上放置,背光面朝下放置,或者翻转电池片,将电池片的受光面朝下放置,背光面朝上放置,如此,该晶体硅电池焊带焊接定位装置104适用于电池片的受光面朝上放置、背光面朝下放置时的背面焊带的定位,也可适用于电池片的受光面朝下放置、背光面朝上放置时的背面焊带的定位。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。

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