多互联导线的光伏电池的滚动焊接装置及其焊接方法_2

文档序号:8213412阅读:来源:国知局
b的示意图;
[0041 ] 图4b是本发明的光伏电池的滚动焊接方法的步骤c至f的示意图;
[0042]图5a是本发明的光伏电池的滚动焊接方法的步骤g的示意图;
[0043]图5b是本发明的光伏电池的滚动焊接方法的步骤h至j的示意图;
[0044]图6a是本发明的光伏电池的滚动焊接方法的步骤k的示意图;
[0045]图6b是本发明的光伏电池的滚动焊接方法的步骤I至η的示意图;
[0046]图中:101.细栅线,102.加大加粗的焊接点,103.互联导线,104.汇流条,105.表面封装层,106.粘结层,107.光伏电池,108.背面封装层,201.线轮,202.前端夹线装置,203.后端夹线装置,204.固体分隔物,205.光伏电池识别定位装置,206.上硅片传送装置,207.下硅片传送装置,208.焊接加热装置,209.前端剪线装置,210.后端剪线装置,211.第一焊接工作区,212.第二焊接工作区,213.冷却区,214.预处理装置,215.预加热装置。
【具体实施方式】
[0047]本发明公开了一种多互联导线的光伏模块:光伏模块中的两两光伏电池107之间通过多根互联导线103进行互联,多根互联导线103通过高温焊接和光伏电池107的栅线形成合金的方式电连接,互联导线103的数量>15根,互联导线103为细铜金属导线。
[0048]图1a本发明的光伏电池107的正面电极的结构示意图。正面电极包括收集电流的细栅线101和加大加粗的焊接点102,细栅线101采用断栅设计,这种断栅设计可以降低细栅线101的Ag浆用量,并缓解光伏电池107的表面应力,细栅线101的材质为贵金属,如Ag。加大加粗的焊接点102—方面便于光伏电池识别定位装置进行图形识别,另一方面也减低接触电阻。加大加粗的焊接点102存在于光伏电池107的边缘和正中心,起到加固互联导线103的作用。在实际的实施例中,加大加粗的焊接点102的数量也可设计可以更多,也可以更少。除此之外,光伏电池识别定位装置也可以利用光伏电池107的正面电极的变化特征来进行图形识别与定位,如利用细栅线101的断栅设计特征。
[0049]图1b是本发明的光伏模块中的光伏电池107的互联结构示意图,图1c是本发明的光伏模块的示意图。在图1b和Ic中,涂覆有助焊层如SnPbAg、InSn或其他低熔点合金的高导电率的互联导线103 —方面直接和左边的光伏电池107的正面电极相连,一方面,互联导线103直接和右边的光伏电池107的背面电极相连,从而将两个光伏电池107串接起来。汇流条104为涂有焊接层金属的高导电率铜带,和目前业界通用的一致,在图1b中光伏电池串左右两侧的汇流条104分别连接其他光伏电池串的负极和正极,构成更大的光伏电池串,这对熟悉本领域的技术人员来说是显而易见的,这里就不赘述了。根据上述信息,本专业领域的技术人员很容易制造出相应不同大小规格的光伏模块。
[0050]如图1c所示,为最大限度地简化设计,以节省成本和提升可靠性。本发明的多互联导线下的光伏模块,除了光伏电池107和互联导线103之外只有4层。其中一层为表面封装层105,如玻璃或ETFE ;另外两层为分别位于电池正面和反面的粘结层106,如EVA或硅胶膜层;最后一层为背面封装层108,一般为TPT或PET。和加拿大专利CA2496557或德国专利DE 10239845C1不同,互联导线103直接与光伏电池107电连接,并通过中间两层粘结层106与表面封装层105、背面封装层108粘合为一体,除此以外不和其他透明膜层结合,这起到了降本和提升可靠性的作用,但也增加了光伏电池107与多根互联导线103的焊接实现和封装操作难度,需要通过本发明所披露的特殊设备滚动焊接装置来实现。
[0051]如图3所示,该光伏模块中的光伏电池107和互联导线103通过本发明公开的一种多互联导线的光伏电池的滚动焊接装置进行焊接,滚动焊接装置包括光伏电池识别定位装置205、布线装置、上硅片传送装置206、下硅片传送装置207、焊接加热装置208、前端剪线装置209和后端剪线装置210,上硅片传送装置206、下硅片传送装置207上下相对设置,并通过升降装置驱动相对闭合或打开,上硅片传送装置206、下硅片传送装置207之间的重叠区域为焊接工作区,焊接工作区分为前后设置的第二焊接工作区212和第一焊接工作区211,布线装置将互联导线103布线至上硅片传送装置206和下硅片传送装置207之间,光伏电池识别定位装置205将待焊接的光伏电池107定位并放置于焊接工作区,前端剪线装置209和后端剪线装置210分别设置在焊接工作区的左右两侧,焊接加热装置208对焊接工作区进行焊接加热。
[0052]多互联导线的光伏电池的滚动焊接装置还包括汇流条引出装置,汇流条引出装置将汇流条104引出至焊接工作区。
[0053]在图3中用一根线代表了相互平行的多根互联导线103。在图3中本焊接装置有三个不同温区,除第二焊接工作区212和第一焊接工作区211外还有冷却区213。第一焊接工作区211和第二焊接工作区212通过焊接加热装置208进行加热,焊接加热装置208包括提供基础温度的基础温度加热器和提供峰值温度的峰值温度加热器。基础温度加热器通过电阻加热方式进行预热,基础温度一般为160°C,峰值温度加热器采用红外加热方式,峰值温度一般为200°C,持续1-2秒。采用红外加热方式的峰值温度加热器可以位于光伏电池107上方,也可以放到光伏电池107的下方,甚至上硅片传送装置206和下硅片传送装置207的滚轮当中。
[0054]光伏电池识别定位装置205通过照相定位的方式来识别光伏电池107表面预留的特征图案。特征图案为表面电极图形,如加大加粗的焊接点102图案和/或断栅图案。设备根据这一信息进行位置调整,确保多根互联导线103能够贴合到光伏电池107合适的预定位置。
[0055]布线装置分为“川字形”布线装置和“凹字形”布线装置,
[0056]如图2a和图3所示,“川字形”布线装置包括线轮201、前端夹线装置202和后端夹线装置203,多根互联导线103平行排布的卷绕在线轮201上,线轮201表面布有导线槽,前端夹线装置202和后端夹线装置203交替使用,在前后两个方向分别夹持线轮201释放的互联导线103,并将夹持的互联导线103平行拉直地布线至上硅片传送装置206和下硅片传送装置207之间。“川字形”布线装置为针对任何直径金属导线的通用型排布技术。
[0057]如图2b所示,“凹字形”布线装置针对超细超软(直径〈=0.1mm)金属导线的特殊情况,首先将超细超软金属导线沿纸面的垂直向下方向用一定张力拉直,然后使用一定数量的固体分隔物204 (如金属柱)212和213交错水平移动,将一根金属导线变换为多根相互平行的互联导线103。布线时,金属导线通过固体分隔物204加热到200°C左右的软化温度,可使金属导线的机械强度降低为室温的20%左右,有助于布线顺利进行。相比“川字形”布线,“凹字形”布线可以大大减少布线的复杂度和制造成本。
[0058]布线装置还包括为互联导线103涂覆助焊层的预处理装置214和对涂覆助焊层的互联导线103进行预加热的预加热装置215,在图3中,预处理装置214和预加热装置215设置在线轮201和前端夹线装置202之间。
[0059]上硅片传送装置206和下硅片传送装置207由多个输送滚轮构成,优选,在输送滚轮表面具有与互联导线103配合的导向槽;或者所述的上硅片传送装置206和下硅片传送装置207由多个输送滚轮和套在输送滚轮上的传导带构成,优选,在传导带表面具有与互联导线103配合的导向槽。上硅片传送装置206和下硅片传送装置207的挤压作用,限制多根互联导线103的活动范围,使得互联导线103贴服在光伏电池107表面。上硅片传送装置206和下硅片传送装置207的其中之一的滚轮为主动轮,可提供电池片前进、后退的动力。
[0060]以图3所示的多互联导线的光伏电池的滚动焊接装置为例,披露该多互联导线的光伏电池的滚动焊接装置焊接方法,具有如下步骤:
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