柔性太阳能电池自动测试分选系统的制作方法

本实用新型涉及电池测试技术领域，具体涉及一种柔性太阳能电池自动测试分选系统。

背景技术：

目前柔性太阳能电池常采用人工测试分选的方式，该方式不仅工作效率低、测试重复性和准确性低，而且人为操作不当极易造成电池损伤。现有的自动测试系统主要针对晶体硅电池，电池运行至测试位置时，是利用机械装置将电池推到固定位置。晶体硅电池厚度较高，因而电池具有一定刚性。机械定位方式可以准确并且无损的定位晶体硅电池。而柔性电池的厚度在100微米以下，其本身比较脆弱，现有的机械定位方法会对柔性电池造成一定程度的损伤，而且由于柔性电池易于弯曲，机械定位无法准确识别电池主栅极的位置。因此，现有的自动测试系统不适合柔性太阳能电池。

技术实现要素：

针对上述问题中的至少一个，作为本实用新型的一个方面，提出了一种柔性太阳能电池自动测试分选系统，包括：

进料装置，用于传输待测试的柔性太阳能电池至测试位置；

测试装置，用于测试位于测试位置的所述电池的电学参数，所述测试装置包括测试用探针，用于与所述电池的主栅极接触；

定位装置，用于相对于位于测试位置的所述电池定位探针的位置；和

控制装置，用于控制所述进料装置、所述测试装置和所述定位装置的操作；

其中，所述定位装置包括可移动的定位台，所述定位台上安装有所述探针和摄像头，所述摄像头用于确定所述电池的主栅极的位置；并且

所述定位台构造为根据所述摄像头确定的所述电池的主栅极的位置，将所述探针移动到与电池的主栅极对准的位置。

在一些实施例中，所述进料装置包括进料盘；

所述进料盘内包括多个相互间隔开的存储区域，每个存储区域适于放置一片电池。

在一些实施例中，所述进料装置还包括转盘台，

所述转盘台包括一个或多个适于放置电池的工作区域，所述转盘台能够转动，使得所述工作区域上的电池旋转至进料位置、所述测试位置或出料位置。

在一些实施例中，所述进料装置还包括进料机械手，所述进料机械手适于抓取所述进料盘中的电池并将所述电池传送到所述转盘台上的进料位置。

在一些实施例中，所述进料装置还包括进料台，所述进料盘安装在所述进料台上；

所述进料机械手适于沿第一轴向方向和第三轴向方向运动，所述进料台适于沿第二轴向方向运动，所述第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向之间相互垂直。

在一些实施例中，所述进料机械手适于沿第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向运动，所述第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向之间相互垂直；和/或，所述进料机械手能够转动。

在一些实施例中，所述进料机械手包括吸盘，通过所述吸盘来抓取所述电池。

在一些实施例中，所述定位台适于沿第一轴向方向、第二轴向方向、第三轴向方向运动，所述第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向之间相互垂直，和/或，所述定位台能够转动。

在一些实施例中，所述电池包括位置识别点，所述控制装置适于控制所述定位台的运动，使得所述摄像头识别所述位置识别点的位置，进而确定电池主栅极的位置；以及根据所识别的所述位置识别点的位置，将所述探针移动到与电池的主栅极对准的位置。

在一些实施例中，所述转盘台由导电材料制成，所述电池的与主栅极极性相反的另一电极通过转盘台电连接到所述测试装置的测试电路中。

在一些实施例中，所述转盘台包括至少一个反射点，所述系统还包括位置固定的光电转换器，所述光电转换器适于探测所述反射点，以确定所述转盘台的转动位置。

在一些实施例中，所述测试装置还包括太阳光模拟器，所述太阳光模拟器适于将模拟太阳光照射到被测试的电池上。

在一些实施例中，系统还包括出料装置，所述出料装置包括出料机械手和多个电池盒；

所述出料机械手适于将测试后的电池运送到各个电池盒中；

所述电池盒适于根据测得的所述电池的电学参数分类存放所述电池。

在一些实施例中，同一电池盒中的电池之间用隔离片隔开；

所述电池盒中的一个电池盒用于存放所述隔离片；

所述出料机械手适于取放所述隔离片。

在一些实施例中，所述出料机械手能够沿第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向运动，所述第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向之间相互垂直；和/或，所述出料机械手能够转动。

本实用新型实施例提供的柔性太阳能电池自动测试分选系统，能够准确高效地完成柔性太阳能电池的自动测试分选，并且能够很好地防止电池损伤。

附图说明

图1为根据本实用新型的一个实施例的柔性太阳能电池自动测试分选系统的模块结构图；

图2为根据本实用新型的一个实施例的柔性太阳能电池自动测试分选系统的结构示意图；

图3为图2的柔性太阳能电池自动测试分选系统的一个局部结构的放大图；

图4为图2的柔性太阳能电池自动测试分选系统的另一局部结构的放大图；以及

图5为图4的柔性太阳能电池自动测试分选系统的局部结构的另一放大图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

图1为根据本实用新型的一个实施例的柔性太阳能电池自动测试分选系统的模块结构图。参照图1，该柔性太阳能电池自动测试分选系统总的来说包括进料装置02、定位装置03、测试装置04和控制装置01。可选地，该柔性太阳能电池自动测试分选系统还包括出料装置05。进料装置02用于传输待测试的柔性太阳能电池1至测试位置。测试装置04用于测试位于测试位置的所述电池的电学参数，测试装置04包括测试用探针13，用于与电池1的主栅极接触。所述定位装置03用于相对于位于测试位置的电池1定位探针13的位置。控制装置01用于控制进料装置02、定位装置03和测试装置04的操作。

具体地，控制装置01可以为计算机，并与进料装置02、定位装置03、测试装置04和出料装置05操作地连接。控制装置01可以将控制命令发送给进料装置02、定位装置03、测试装置04和出料装置05。并且，控制装置01可以接收定位装置03及测试装置04的反馈信息。从而，在控制装置01的控制下，进料装置02、定位装置03、测试装置04和出料装置05协调操作，完成电池的传输、定位、测试以及分档。

图2为根据本实用新型的一个实施例的柔性太阳能电池自动测试分选系统的结构示意图。图3为图2的柔性太阳能电池自动测试分选系统的一个局部结构的放大图。图4为图2的柔性太阳能电池自动测试分选系统的另一局部结构的放大图。图5为图4的柔性太阳能电池自动测试分选系统的局部结构的另一放大图。

如图2、4和5所示，定位装置03包括可移动的定位台8，定位台8上安装有探针13和摄像头14，摄像头14用于确定所述电池1的主栅极的位置；并且定位台8构造为根据摄像头14确定的所述电池1的主栅极的位置，将探针13移动到与电池的主栅极对准的位置。摄像头14例如为电荷耦合器件(CCD)摄像头。

具体地，在本实用新型的一些实施例中，电池1包括位置识别点，所述控制装置01适于控制定位台8的运动，使得摄像头14识别出所述位置识别点的位置，然后根据所识别的所述位置识别点的位置，控制定位台8的运动以将探针13移动到与电池1的主栅极对准的位置。所述位置识别点和主栅级的相对位置可预先确定并存储在控制装置01中或控制装置01可访问的存储装置中。因此，摄像头14找到位置识别点的位置并反馈给控制装置01后，控制装置01可计算出电池1主栅极的位置，进而控制定位台8的运动以将探针13移动到与电池1的主栅极对准的位置；之后，控制装置01进一步控制定位台8的运动，将探针13下压直至与主栅极电性接触，从而做好测试准备。

通过摄像头14对电池1上的位置识别点进行视觉定位，并将定位信息发送给控制装置01，然后控制装置01控制定位台8的运动，使得探针13能够移动到与电池1的主栅极对准的位置，防止了探针13定位不准确，扎坏电池的表面，并影响测试结果。

如图2-4所示，所述进料装置02包括进料盘3、进料机械手4和转盘台6。进料盘3例如为图2所示的矩形盒状，其内包括多个相互间隔开的存储区域，每个存储区域适于放置一片电池1。存储区域可以阵列式均匀排布，例如每个进料盘3包括5×20个阵列式均匀排布的存储区域。每个存储区域可以为独立的小隔室，用于存放一片电池。或者，每个存储区域为平面区域，该区域下方可设置真空吸取装置，用于吸取电池。

柔性电池柔软、易弯曲，且厚度非常薄，叠加放置易于粘在一起。本实用新型的实施例的进料盘3通过设置多个相互间隔开的存储区域，每个存储区域用于放置一片电池1，而不是采用传统的叠加放置的方式，防止了柔性电池粘在一起，导致不易取放。

在一些实施例中，所述进料装置02还包括转盘台6，转盘台6包括一个或多个适于放置电池1的工作区域，在控制装置01的控制下，转盘台6能够转动，使得所述工作区域上的电池1分别位于进料位置17、测试位置18或出料位置19。可选地，各个工作区域的下方可以设置真空吸取装置，用于牢固地吸取电池。

如图4所示，转盘台6包括4个工作区域，分别对应进料位置17、测试位置18及出料位置19和备用位置。进料位置17、测试位置18及出料位置10是间隔90度排列。当进行电池测试时，首先，进料机械手4抓取进料盘3中的电池1并将所述电池1传送到转盘台6上的进料位置17。然后，转盘台6例如逆时针转动90度，将电池1运送至测试位置18，以进行测试。测试完毕后，转盘台6再逆时针转动90度，将电池1运送至出料位置19。采用转盘台6，有助于节约空间，并且有利于对多个电池进行并行操作，例如进料机械手4从进料盘3抓取一片电池1放置于进料位置17，与此同时，测试装置04可以对已经处于测试位置18的电池进行测试，出料机械手9可以取走测试完成的电池，并进行分类存放。

在其他实施例中，所述进料装置也可以不包括转盘台6，而是采用例如桌子的支撑台来代替转盘台6，用于放置测试电池。进料机械手4可以抓取进料盘3中的电池1并将所述电池1直接传送到支撑台上的确定的测试位置处，以进行后续测试。

如图2所示，进料装置02还可以包括进料台2，进料盘3安装在进料台2上。在控制装置01的控制下，进料机械手4适于沿第一轴向方向和第三轴向方向运动，进料台2适于沿第二轴向方向运动，所述第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向之间相互垂直。上述第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向分别对应图1中的x、y、z方向。

在另一些实施例中，进料装置02可以不包括进料台2。在控制装置01的控制下，进料机械手4可以沿第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向运动，第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向之间相互垂直。可选地，进料机械手4可以转动。

如图3所示，在一些实施例中，进料机械手4包括吸盘12，优选为真空吸盘，通过吸盘12来抓取电池1，避免了电池1与机械手的直接碰撞与摩擦，降低了电池受到损伤的可能，提高了产品的成品率。

在一些实施例中，在控制装置01的控制下，定位台8适于沿第一轴向方向、第二轴向方向、第三轴向方向运动，所述第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向之间相互垂直，并且，可选地，定位台8能够转动。这样，当摄像头14寻找电池1的位置识别点时，控制装置01能够控制定位台8的运动，进而控制摄像头14运动，从而便于找到所述位置识别点的位置。另外，当摄像头14找到电池1上的位置识别点后，控制装置01能够根据所识别的所述位置识别点的位置，再次控制定位台8的运动以将探针13移动到与电池1的主栅极对准的位置。然后，控制装置01控制探针13下压以接触主栅极并进行后续测试。

如图2所示，测试装置04可包括机柜11和太阳光模拟器7。所述机柜11用于容纳测试装置04的相关测试电路。探针13通过导线连接至所述测试电路。太阳光模拟器7位于转盘台6的测试位置18的上方，用于将模拟太阳光照射到被测试的电池1上。在一些实施例中，所述测试装置04还包括显示屏5，用于显示测试结果。可以采用常用的电池测试用系统对电池1实施测试，本实用新型对此不做限定。定位台8可以放置于机柜11上。

在一些实施例中，柔性电池测试系统还包括光电转换器15，转盘台6的下方包括反射点16，所述光电转换器15适于探测所述反射点，以确定所述转盘台6的转动位置。例如，如图4和5所示，转盘台6的下方对应四个电池存放区域的位置分别设置四个反射点16，即，四个反射点16以90度间隔开。光电转换器15固定安装于机柜11上，其敏感元件位于转盘台6上的测试位置的正下方。随着转盘台6的转动，当光电转换器15探测到反射点16时，转盘台6停止转动，使得工作区域上的电池准确停在测试位置。

在一些实施例中，转盘台6由导电材料制成，所述电池1的与主栅极极性相反的另一电极通过转盘台6电连接到测试装置04的测试电路中。例如，转盘台6为金属材料，并通过导线连接到机柜11中的测试电路中。从而，当探针13与电池1的主栅极接触时，测试装置可以测试电池的电参数，例如开路电压、短路电流、填充因子、转换效率等。

如图2所示，在一些实施例中，出料装置5包括出料机械手9和多个电池盒10。在控制装置01的控制下，出料机械手9适于将测试后的电池1从出料位置19(图4)运送到各个电池盒10中。电池盒10适于根据测得的电池的电学参数分类存放电池。例如，可以根据光电转换效率、电压或电流等参数来分档存放电池。根据光电转换效率分类时，可以按照30-33％分为四档，还可以在根据光电转换效率分类后，再根据电压进行细分，依次放在不同的电池盒10中。

在一些实施例中，同一电池盒10中的电池之间用隔离片隔开；电池盒10中的一个电池盒10用于存放所述隔离片；出料机械手9适于取放所述隔离片。隔离片可以防止电池在运输过程中受到损伤，在一些实施例中，隔离片包括塑料、纸、金属等材料。

在一些实施例中，出料机械手9能够沿第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向运动，所述第一轴向方向、第二轴向方向和第三轴向方向之间相互垂直。可选地，出料机械手9能够转动。

在一些实施例中，出料机械手9包括吸盘，优选为真空吸盘，通过吸盘来抓取电池，避免了电池与机械手的碰撞与摩擦，降低了电池受到损伤的可能，提高了产品的成品率。

以下描述根据本实用新型的一个优选实施例的柔性太阳能电池自动测试分选系统对柔性太阳能电池进行测试分选的全过程。

首先，控制装置01给进料装置02下达指令，进料机械手4从进料盘3中抓取一片电池1，放置在转盘台6上的进料位置17；然后，转盘台6逆时针转动90度，将电池1移动至测试位置18；光电传感器15探测反射点16后，转盘台6停止转动；随后控制装置01控制定位台8运动，摄像头14寻找电池1上的位置识别点；找到位置识别点后，控制装置01根据位置识别点的位置，控制探针13移动到电池1的主栅极上方；随后，控制装置01打开太阳光模拟器7和测试装置04，测试装置04测试电池1的电学参数并显示在显示屏5上；测试完成后，控制装置01发指令给转盘台6，转盘台6继续转动90度，将电池转至出料位置19；控制装置01根据测试结果，给出料装置05指令，出料机械手9取出电池并放置于对应的电池盒10中。可选地，出料机械手9从放置隔离片的电池盒中取出一片隔离片，并放置于电池1的上方；之后，重复对下一电池片的操作。如前所述，部分操作可以并行进行。

本实用新型的实施例提供的柔性太阳能电池自动测试分选系统，能够准确高效地完成性太阳能电池自动测试分选，解决了人工测试和现有的机械定位方法测试柔性电池所导致的效率低、重复性低、准确性低以及易损伤等问题。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。