专利名称：一种晶体硅太阳能电池背面激光边缘隔离的在线生产设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及晶体硅太阳能电池的生产设备领域，尤其涉及晶体硅太阳能电池边缘隔离的生产设备领域，具体为一种用于晶体硅太阳能电池背面激光边缘隔离的在线生产设备。
背景技术：
晶体硅太阳能电池在扩散制PN结工艺过程中，即使采用背靠背扩散，硅片的所有表面包括边缘都将不可避免地扩散上磷。PN结的正面所收集到的光生电子会沿着边缘扩散有磷的区域流到PN结的背面，从而造成短路。因此，必须对太阳能电池周边的掺杂硅进行刻蚀，以去除电池边缘的PN结。通常的做法是，采用晶体硅太阳能电池正面进行激光边缘隔离的方法完成这一工艺。该方法技术成熟、可靠性高，但存在减少有效吸光面积，降低了电池的转换效率的缺陷，同时产生的喷射物容易污染电池片表面。而对晶体硅太阳能电池背面进行激光边缘刻蚀虽然可以提高转化效率和消除喷射物的污染，但电池片烧结后易向背面发生翘曲，导致激光刻蚀时不易聚光；烧结后电池片正面朝上，对晶体硅太阳能背面刻蚀时不易实现在线生产。
发明内容为了克服现有晶体硅背面激光边缘隔离的生产设备转化效率不高，且电池片易受喷射物的污染的缺陷，本实用新型旨在提供一种晶体硅背面激光边缘隔离的在线生产设备，该设备可以去除扩散后太阳能电池边缘的PN结，提高晶体硅太阳能电池的转化效率， 并实现全自动的连续生产，减少中间环节。为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是所述晶体硅太阳能电池背面激光边缘隔离的在线生产设备，包括设置在设备前端的进料位，设置在设备尾端的出料位， 和设置在设备中部的工作台面；其结构特点是，所述进料位和工作台面之间设有将所述进料位的电池片翻转后由传送机构传送到工作台面上的进料电池片翻片机构，所述出料位和工作台面之间设有将所述工作台面的电池片翻转后由传送机构传送到出料位的出料电池片翻片机构；所述工作台面上方设有激光器，该激光器一侧设有控制激光器对电池片进行背面刻蚀的激光头扫描机构，以及对电池片基体边缘进行识别，并将识别的信号传送给控制系统的视觉定位机构。所述工作台面下方设有真空吸附机构，该真空吸附机构为通过气体管路和接头与工作台面连接的真空发生器，在所述工作台面上分布了多个吸附孔，通过真空发生器产生的真空将输送到工作台面的电池片吸附在台面上，减少电池片的翘曲。进一步地，所述传送机构为皮带传送机构。所述进料电池片翻片机构和工作台面之间设有缓冲区。更进一步地，所述缓冲区下方优选设置有挡点气缸，采用气缸运动限位自动调整
3电池片的位置。所述缓冲区下方安装有控制皮带传送机构皮带传送的传感器。为了把上道工序产生的隐裂片检测出来，所述进料位下方安装有识别电池片是否存在隐裂的超声波探伤检测器。为了实现精确生产，所述在线生产设备还包括对每片电池片的运行方向进行矫正和定位的定位机构，该定位机构置于工作台面上，并位于传送机构的传送带两侧；在进料位、进料电池片翻片机构和出料电池片翻片机构、出料位下方均安装有控制皮带传送机构皮带传送的传感器。所述进料电池片翻片机构和出料电池片翻片机构的结构为，包括通过联轴器与电机输出轴相联的转轴；在所述转轴上周向设有多个可随转轴旋转的用于安装电池片的翻片单元，优选为八个翻片单元；所述每个翻片单元为两块固定连接在一起的U形板，该两块U 形板之间形成的槽的壁面上设置有硅橡胶板；所述两块U形板底端通过一根U形板固定条装在所述转轴上。所述电池片的一端置于两块U形板之间形成的槽内，另一端为自由端。所述进料电池片翻片机构和出料电池片翻片机构翻转电池片的角度均为180度。籍由上述结构，所述的出料位和进料位用于连接前一道工序和后一道工序，实现设备的自动化连续生产；所述进料电池片翻片机构和出料电池片翻片机构分别固定于进料位的后方和出料位的前方，通过控制伺服电机的旋转，将输送过来的电池片翻面，进料电池片翻片机构将输送来的正面朝上的电池片变成背面朝上的电池片，以实现背面激光刻蚀； 出料电池片翻片机构将刻蚀完成的背面朝上的电池片变成正面朝上的电池片，以实现后道工序的自动连线生产。工作时，进料位传感器识别到上道工序输送来的电池片，皮带传送机构将电池片输送到进料电池片翻片机构，翻片机构将电池片由正面朝上变成背面朝上，再传送到缓冲区，当工作台面加工完毕后，电池片将传送到工作台面上，工作台面将通过气缸升起，将定位好的电池片吸附在工作台面上，激光头扫描机构根据控制系统传送的数据对电池片背面的边缘刻蚀一周，加工完成后，工作台面下降，真空吸附解除，通过皮带输送到出料电池片翻片机构，最后传送到出料位。与现有技术相比，本实用新型的有效效果是本实用新型去除了扩散后太阳能电池边缘的PN结，显著提高了晶体硅太阳能电池的转化效率，有效地减少了喷射物对电池片的污，实现了全自动的连续生产，减少了中间环节，且结构简单，易于安装，方便操作。
图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是本实用新型所述翻片单元的结构示意图。在图中1-进料电池片翻片机构；2-激光头扫描机构；3-视觉定位机构；4-激光器；5-出料电池片翻片机构；6-传送机构；7-进料位；8-工作台面；9-传感器；10-出料位；11-缓冲区；12-U形板固定条；13-U形板14-硅橡胶板；15-转轴。
具体实施方式
一种晶体硅太阳能电池背面激光边缘隔离的在线生产设备，见图1 2所示，包括进料位7、进料电池片翻片机构1、皮带传送机构6、缓冲区11、工作台面8、激光器4、激光头扫描机构2、视觉定位机构3、真空吸附机构、控制系统、出料电池片翻片机构5和出料位10。 所述进料位7设置在设备前端，所述出料位10设置在设备尾端，工作台面8设置在设备中部；所述进料位7和工作台面8之间设有将所述进料位7的电池片翻转后由传送机构传送到工作台面8上的进料电池片翻片机构1，所述出料位10和工作台面之间设有将所述工作台面8的电池片翻转后由传送机构传送到出料位10的出料电池片翻片机构5 ；所述进料电池片翻片机构1和工作台面8之间设有缓冲区11 ；所述缓冲区11下方设置有采用气缸运动限位调整电池片位置的挡点气缸。所述工作台面8上方设有激光器4，该激光器4 一侧设有控制激光器4对电池片进行背面刻蚀的激光头扫描机构2，以及对电池片基体边缘进行识别，并将识别的信号传送给控制系统的视觉定位机构3。所述进料电池片翻片机构1和出料电池片翻片机构5的结构为，包括通过联轴器与电机输出轴相联的转轴15，如图3所示，在所述转轴15上周向设有八个可随转轴15旋转的用于安装电池片的翻片单元；所述每个翻片单元为两块固定连接在一起的U形板13，该两块U形板13之间形成的槽的壁面上设置有硅橡胶板14 ；所述两块U形板13底端通过一根U形板固定条12装在所述转轴15上。由此，所述进料电池片翻片机构和出料电池片翻片机构翻转电池片的角度均为180度，实现电池片的翻面。进料电池片翻片机构1和出料电池片翻片机构5的精密定位运动各由一台伺服电机完成，该伺服电机为高精度、高速、低惯量伺服电机。进料电池片翻片机构1伺服电机控制进料翻片装置精确转动，同时由编码器提供反馈信息，形成闭环控制，实现既快速又精确的翻转。为了把上道工序产生的隐裂片检测出来，在进料位下方安装一个超声波探伤感应器，当电池片到达其上方时，通过超声波感应器检测其是否隐裂，可提高生产效率，降低成本。激光器4选用260nm 1065nm波长的激光，优选为355nm、532nm、1064nm的激光，发射功率7W 50W。激光头扫描机构2由f- θ镜等光路元件组成，控制激光头对电池片进行背面激光刻蚀。传送带采用柔软的皮带，减少与电池片的接触面积，避免损伤和污染电池片。 真空吸附机构为通过气体管路和接头连接工作台面的真空发生器，通过真空发生器产生的真空将输送到工作台面的电池片吸附在台面上，减少电池片的翘曲，同时真空发生器通过电磁阀控制真空产生和破真空。视觉定位机构3通过成像系统对基体边缘进行识别，将识别到的信号连接到控制系统。在进料位7、缓冲区11、进料电池片翻片机构1、出料电池片翻片机构5、出料位8 下方均安装了传感器9，当该位置的电池片被传送走后，下一电池片才会传送过来，防止电池片重叠。缓冲区11下方设置挡点气缸，采用气缸运动限位自动调整电池片的位置，保证电池片准确运送到工作台面上。工作时，进料位传感器识别到上道工序输送来的电池片，皮带传送机构6将电池片输送到进料电池片翻片机构，进料电池片翻片机构1将电池片由正面朝上变成背面朝上，再传送到缓冲区11，电池片在进入工作台面8之前，挡点气缸自动调整电池片的位置，再通过皮带输送到工作台面上，工作台面8将通过气缸升起，将定位好的电池片吸附在工作台面8上，激光头扫描机构2根据控制系统传送的数据对电池片背面的边缘刻蚀一周，加工完成后，工作台面8下降，真空吸附解除，通过皮带输送到出料电池片翻片机构5，最后传送到出料位10。
权利要求1.一种晶体硅太阳能电池背面激光边缘隔离的在线生产设备，包括设置在设备前端的进料位(7)，设置在设备尾端的出料位(10)，和设置在设备中部的工作台面(8)；其特征是， 所述进料位(7)和工作台面(8)之间设有将所述进料位(7)的电池片翻转后由传送机构传送到工作台面⑶上的进料电池片翻片机构(1)，所述出料位(10)和工作台面之间设有将所述工作台面(8)的电池片翻转后由传送机构传送到出料位(10)的出料电池片翻片机构 (5)；所述工作台面(8)上方设有激光器，该激光器(4) 一侧设有控制激光器(4)对电池片进行背面刻蚀的激光头扫描机构(2)，以及对电池片基体边缘进行识别，并将识别的信号传送给控制系统的视觉定位机构(3)。
2.根据权利要求1的在线生产设备，其特征是，所述工作台面(8)下方设有真空吸附机构，该真空吸附机构为通过气体管路和接头与工作台面(8)连接的真空发生器，在所述工作台面(8)上分布了多个吸附孔。
3.根据权利要求1的在线生产设备，其特征是，所述传送机构为皮带传送机构(6)。
4.根据权利要求3的在线生产设备，其特征是，所述进料电池片翻片机构(1)和工作台面(8)之间设有缓冲区(11)。
5.根据权利要求4的在线生产设备，其特征是，所述缓冲区(11)下方设置有采用气缸运动限位调整电池片位置的挡点气缸。
6.根据权利要求4的在线生产设备，其特征是，所述缓冲区(11)下方安装有控制皮带传送机构(6)皮带传送的传感器(9)。
7.根据权利要求1的在线生产设备，其特征是，所述进料位(7)下方安装有识别电池片是否存在隐裂的超声波探伤检测器。
8.根据权利要求1 7之一的在线生产设备，其特征是，还包括对每片电池片的运行方向进行矫正和定位的定位机构，该定位机构置于工作台面(8)上，并位于传送机构的传送带两侧；在进料位(7)、进料电池片翻片机构(1)和出料电池片翻片机构(5)、出料位(10) 下方均安装有控制皮带传送机构(6)皮带传送的传感器(9)。
9.根据权利要求1 7之一的在线生产设备，其特征是，所述进料电池片翻片机构(1) 和出料电池片翻片机构(5)的结构为，包括通过联轴器与电机输出轴相联的转轴(15)，在所述转轴(15)上周向设有多个可随转轴(15)旋转的用于安装电池片的翻片单元；所述每个翻片单元为两块固定连接在一起的U形板(13)，该两块U形板(1 之间形成的槽的壁面上设置有硅橡胶板(14)；所述两块U形板(1 底端通过一根U形板固定条(1 装在所述转轴(15)上。
10.根据权利要求1 7之一的在线生产设备，其特征是，所述进料电池片翻片机构 (1)和出料电池片翻片机构(5)翻转电池片的角度均为180度。
专利摘要本实用新型公开了一种晶体硅太阳能电池背面激光边缘隔离的在线生产设备，属于晶体硅太阳能电池的生产设备领域。为了解决现有生产设备转化效率不高，且电池片易受喷射物的污染的问题，所述在线生产设备包括进料位、出料位，和工作台面；所述进料位和工作台面之间设有进料电池片翻片机构，所述出料位和工作台面之间设有出料电池片翻片机构；所述工作台面上方设有激光器，该激光器一侧设有激光头扫描机构和视觉定位机构。本实用新型去除了扩散后太阳能电池边缘的PN结，显著提高了晶体硅太阳能电池的转化效率，有效地减少了喷射物对电池片的污，实现了全自动的连续生产，减少了中间环节，且结构简单，易于安装，方便操作。
文档编号H01L31/18GK202185677SQ20112020120
公开日2012年4月11日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日
发明者万喜新, 刘红江, 王慧勇, 魏唯 申请人:湖南红太阳光电科技有限公司