一种全自动太阳能电池片抗光衰激光加工设备的制作方法

本实用新型涉及电池片加工技术领域，特别涉及一种全自动太阳能电池片抗光衰激光加工设备。

背景技术：

随着光伏太阳能晶硅电池片已发展为绿色新能源的主流，光伏产业已具规模化，提升晶硅电池片的发电效率和光致衰减率，已成为业界的追求的目标。晶体硅太阳能电池片由于光照下硼氧复合物的形成，导致LID现象的发生，掺硼p型电池片功率衰减可高达5％；对于目前已实现量产的p型高效电池结构-PERC(钝化发射极与背表面电池)技术，由于其效率提升源于电池片背面钝化和背反射性能的提高，硼氧复合物的存在阻碍载流子向背面迁移，极大吞噬了高效电池结构带来的功率提升，导致PERC高效结构比常规铝背场电池出现更严重的效率衰减。因此，LID问题的解决不仅是常规p型电池结构效率的保证，更是p型高效电池得以真正应用推广的关键所在。

目前，p型高效太阳能电池片光衰问题可以通过抑制光衰减的缺陷生成-硼氧复合体的方法来解决，抑制硼氧复合体的方法包括①降低氧含量②降低硼浓度③p型掺镓硅晶体(镓取代硼)④n型硅晶体(不含硼)⑤同族掺杂锗、锡和碳硅晶体⑥高温热处理，但上述方法加工效率均不理想，且处理时工艺比较复杂，不适于高效生产。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种全自动太阳能电池片抗光衰激光加工设备，有效的解决了现有技术的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种全自动太阳能电池片抗光衰激光加工设备，包括加工台面、机械旋转臂总成、旋转温控吸附工作台、电池片传送模组和激光发生器模组；

上述机械旋转臂总成、旋转温控吸附工作台、电池片传送模组分别安装在加工台面上，上述旋转温控吸附工作台和电池片传送模组分布在上述机械旋转臂总成两侧，且均可在上述加工台面上水平转动；

上述旋转温控吸附工作台上端设有两组并列且对称分布的温控吸盘模组，上述机械旋转臂总成两端具有上料吸盘和冷却下料吸盘；

上述机械旋转臂总成转动过程中，上述上料吸盘和冷却下料吸盘可分别转动至其中一组上述温控吸盘模组或电池片传送模组的上方；

上述激光发生器模组通过支架安装在加工台面上，并位于另外一组上述温控吸盘模组的上方。

本实用新型的有益效果是：结构简单，使用方便，在电池片加工过程中可实现预加热及加工后的快速冷却，加工效率较高。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，上述加工台面下端设置有机箱，上述机箱内设有抽真空系统，上述抽真空系统分别通过管路连接每组温控吸盘模组以及上料吸盘和冷却下料吸盘。

采用上述进一步方案的有益效果是整个设备结构紧凑，使用简单、方便。

进一步，上述机械旋转臂总成包括第一旋转驱动装置和机械臂，上述第一旋转驱动装置安装在上述加工台面上，且其驱动端向上，上述机械臂水平安装在上述第一旋转驱动装置的驱动端，且上述机械臂中部与上述第一旋转驱动装置的驱动端固定连接，上述上料吸盘和冷却下料吸盘分别固定在上述机械臂的两端。

采用上述进一步方案的有益效果是机械旋转臂总成结构简单，使用方便。

进一步，上述旋转温控吸附工作台包括第二旋转驱动装置和安装板，上述第二旋转驱动装置安装在加工台面上，且其驱动端向上，上述安装板水平固定在上述第二旋转驱动装置的驱动端，且其底部的中部与上述第二旋转驱动装置的驱动端固定连接，两组上述温控吸盘模组均通过垫板并列且对称分布的安装在上述安装板上。

采用上述进一步方案的有益效果是旋转温控吸附工作台结构简单，使用方便，温控吸盘模组布局合理，便于双工位加工。

进一步，还包括设置在机箱内的水冷循环系统，上述安装板内具有水冷循环腔，上述安装板上具有分别连通水冷循环腔的进水接头和出水接头，上述水冷循环系统的输入端和输出端分别通过管路连接出水接头和进水接头。

采用上述进一步方案的有益效果是便于通过水冷循环系统对安装板进行循环水冷，使得整个旋转温控吸附工作台环境温度降低，避免出现高温引发的不安全事故。

进一步，每组上述温控吸盘模组均由至少两个并列且水平设置的温控吸盘组成，每个上述温控吸盘均通过垫板安装在上述安装板上，上述上料吸盘和冷却下料吸盘分别设置有至少两个，并分别与其中一组的至少两个上述温控吸盘一一对应，上述上料吸盘和冷却下料吸盘分别并列设置在上述机械臂的两端，上述机械旋转臂总成转动过程中，每个上述上料吸盘和冷却下料吸盘可分别转动至对应的上述温控吸盘以及电池片传送模组的上方，每个上述温控吸盘分别通过管路连接上述抽真空系统。

采用上述进一步方案的有益效果是温控吸盘模组设计合理，便于实现多片电池片的加工，提高整体加工效率。

进一步，每个上述温控吸盘均包括吸盘本体和设置在吸盘本体内的加热装置，上述吸盘本体内具有独立的冷却气流流动风腔和抽真空腔；上述吸盘本体上设有分别连通冷却气流流动风腔的进风口和出风口，上述进风口处连通设有第一气管接头，上述机箱内具有风冷系统，上述风冷系统连通上述第一气管接头；上述吸盘本体上设有连通上述抽真空腔的抽真空口，上述抽真空口处连通设有第二气管接头，上述第二气管接头连接上述抽真空系统；上述吸盘本体上端端面设为吸附面，上述吸附面上开有多个均匀布置并连通抽真空腔的吸附孔，上述吸附孔均与上述抽真空腔气流连通。

采用上述进一步方案的有益效果是温控吸盘结构简单，设计合理，可通过调节温度对电池片进行预加热或降温处理。

进一步，上述第一旋转驱动装置和第二旋转驱动装置均为DD马达，其中部均同轴设有上下贯穿其的通孔。

采用上述进一步方案的有益效果是便于通过第一旋转驱动装置和第二旋转驱动装置中部的通孔布置管路，使得整个设备结构紧凑，外形美观。

进一步，两组上述温控吸盘模组之间设有由上向下依次穿过安装板、第二旋转驱动装置中部通孔以及加工台面的分路器，上述分路器内具有相互独立的真空吸腔、进水腔、出水腔和风冷腔，上述分路器上、下端分别设置有与上述真空吸腔、进水腔、出水腔和风冷腔对应连通的接头，每个上述第二气管接头均通过管路连接上述分路器上端对应真空吸腔的接头，每个上述第一气管接头均通过管路连接上述分路器上端对应风冷腔的接头，每个上述进水接头均通过管路连接上述分路器上端对应进水腔的接头，每个上述出水接头均通过管路连接上述分路器上端对应出水腔的接头，上述分路器下端对应真空吸腔的接头通过管路连通上述抽真空系统，上述分路器下端对应风冷腔的接头通过管路连通上述风冷系统，上述分路器下端对应进水腔的接头通过管路连通上述水冷循环系统的输出端，上述分路器下端对应出水腔的接头通过管路连通上述水冷循环系统的输入端。

采用上述进一步方案的有益效果是通过分路器可连接机箱内的抽真空系统、风冷系统和水冷循环系统相连，避免整个设备中管路布置复杂，影响正常使用。

进一步，每个上述上料吸盘和冷却下料吸盘均通过穿过第一旋转驱动装置中部通孔的管路与上述抽真空系统连接。

采用上述进一步方案的有益效果是避免上料吸盘和冷却下料吸盘与抽真空系统之间管路布置复杂，影响正常使用的状况出现。

进一步，上述电池片传送模组包括呈直线分布的上料传送模组、至少两个缓存传送模组和下料传送模组，至少两个上述缓存传送模组依次顺序设置在上料传送模组和下料传送模组之间，并分别与上述上料吸盘和冷却下料吸盘一一对应，上述机械旋转臂总成转动过程中，上述上料吸盘和冷却下料吸盘可分别转动至对应的上述缓存传送模组上方。

采用上述进一步方案的有益效果是电池片传送模组结构简单，使用方便，便于上、下料和缓存电池片。

附图说明

图1为本实用新型的全自动太阳能电池片抗光衰激光加工设备的结构示意图；

图2为本实用新型中机械旋转臂总成的结构示意图；

图3为本实用新型中旋转温控吸附工作台的结构示意图；

图4为本实用新型中温控吸盘的结构示意图；

图5为本实用新型中旋转温控吸附工作台的仰视结构示意图；

图6为本实用新型中旋转温控吸附工作台的另一实施例的结构示意图；

图7为本实用新型的全自动太阳能电池片抗光衰激光加工设备中电池片传送模组的结构示意图；

图8为本实用新型中冷却下料吸盘的结构示意图；

图9为本实用新型中冷却板的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、加工台面，2、机械旋转臂总成，3、旋转温控吸附工作台，4、电池片传送模组，5、激光发生器模组，6、温控吸盘模组，7、分路器，11、支架，12、机箱，21、第一旋转驱动装置，22、机械臂，23、上料吸盘，24、冷却下料吸盘，31、第二旋转驱动装置，32、安装板，33、垫板，41、上料传送模组，42、缓存传送模组，43、下料传送模组，51、激光发生器，61、温控吸盘，71、防护罩，241、冷却板，242、冷却密封板，243、吸板，321、进水接头，322、出水接头，323、盘管，611、吸盘本体，612、加热装置，2411、凹槽，2412、吸气通道，2413、冷却液流通槽，2422、进液接头，2423、出液接头，2431、气孔，6111、第一气管接头，6112、第二气管接头，6113、吸附孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的全自动太阳能电池片抗光衰激光加工设备，包括加工台面1、机械旋转臂总成2、旋转温控吸附工作台3、电池片传送模组4和激光发生器模组5；

上述机械旋转臂总成2、旋转温控吸附工作台3、电池片传送模组4分别安装在加工台面1上，上述旋转温控吸附工作台3和电池片传送模组4分布在上述机械旋转臂总成2两侧，且均可在上述加工台面1上水平转动；

上述旋转温控吸附工作台3上端设有两组并列且对称分布的温控吸盘模组6，上述机械旋转臂总成2两端具有上料吸盘23和冷却下料吸盘24；

上述机械旋转臂总成2转动过程中，上述上料吸盘23和冷却下料吸盘24可分别转动至其中一组上述温控吸盘模组6或电池片传送模组4的上方；

上述激光发生器模组5通过支架11安装在加工台面1上，并位于另外一组上述温控吸盘模组6的上方。

生产过程中，电池片在电池片传送模组4上依次传送，机械旋转臂总成2通过上料吸盘23吸取电池片转动180°后放置在旋转温控吸附工作台3的其中一组温控吸盘模组6上被其吸附，通过温控吸盘模组6对电池片进行预加热，之后，旋转温控吸附工作台3旋转180°，吸附有电池片的一组上述温控吸盘模组6转动至激光发生器模组5下方，激光发生器模组5对电池片进行加工，加工过程中，旋转温控吸附工作台3可调节降低激光加工对太阳能电池片温升的影响，同步，机械旋转臂总成2在另一组上述温控吸盘模组6放片，加工完成后，旋转温控吸附工作台3回转，另一组上述温控吸盘模组6转动至激光发生器模组5下方进行加工，机械旋转臂总成2通过冷却下料吸盘24将加工好的电池片吸取并回转180°后放置在电池片传送模组4上传送出，在加工过程中，电池片传送模组4上可同步实现上料和放料的动作，整个设备在加工过程中可对旋转温控吸附工作台3可对电池片进行预加热，同时，冷却下料吸盘24可将加工好的电池片快速降温处理，有效的降低了电池片加工后LID现象的问题出现。

考虑到，旋转温控吸附工作台3以及上料吸盘23和冷却下料吸盘24均需介入抽真空系统，在上述加工台面1下端设置有机箱12，上述机箱12内设有抽真空系统，上述抽真空系统分别通过管路连接每组上述温控吸盘模组6以及上料吸盘23和冷却下料吸盘24，使得整个设备可独立生产加工，其结构紧凑，使用方便。

优选的，如图2所示，上述机械旋转臂总成2包括第一旋转驱动装置21和机械臂22，上述第一旋转驱动装置21安装在上述加工台面1上，且其驱动端向上，上述机械臂22水平安装在上述第一旋转驱动装置21的驱动端，且上述机械臂22中部与上述第一旋转驱动装置21的驱动端固定连接，上述上料吸盘23和冷却下料吸盘24分别固定在上述机械臂22的两端，使用时，第一旋转驱动装置21驱动机械臂22实现180°转动以及回转，使得上料吸盘23和冷却下料吸盘24可分别转动至旋转温控吸附工作台3对应的位置以及电池片传送模组4上，进行上料和下料的操作。

优选的，如图3所示，上述旋转温控吸附工作台3包括第二旋转驱动装置31和安装板32，上述第二旋转驱动装置31安装在加工台面1上，且其驱动端向上，上述安装板32水平固定在上述第二旋转驱动装置31的驱动端，且其底部的中部与上述第二旋转驱动装置31的驱动端固定连接，两组上述温控吸盘模组6均通过垫板33并列且对称分布的安装在上述安装板32上，实现双工位的加工和电池片预热工艺，实现高效的加工生产，同时，垫板33可避免温控吸盘模组6在加工生产中的高温传递到安装板32以及第二旋转驱动装置31上对安装板32或第二旋转驱动装置31造成损坏。

优选的，每组上述温控吸盘模组6均由至少两个并列且水平设置的温控吸盘61组成，每个上述温控吸盘61均通过垫板33安装在上述安装板32上，上述上料吸盘23和冷却下料吸盘24分别设置有至少两个，并分别与其中一组的至少两个上述温控吸盘61一一对应，上述上料吸盘23和冷却下料吸盘24分别并列设置在上述机械臂22的两端，上述机械旋转臂总成2转动过程中，每个上述上料吸盘23和冷却下料吸盘24可分别转动至对应的上述温控吸盘61以及电池片传送模组4的上方，每个上述温控吸盘61分别通过管路连接上述抽真空系统，加工过程中，每个上述温控吸盘61均进行放片，即可实现每组上述温控吸盘模组6上放置至少两个电池片进行同步加工以及同步取放片工序，实现双工位多片加工模式，保证生产加工高效进行。

更优选的，每组上述温控吸盘模组6均由两个并列且水平设置的温控吸盘61组成。

优选的，如图4所示，每个上述温控吸盘61均包括吸盘本体611和设置在吸盘本体611内的加热装置612，上述加热装置612安装在吸盘本体611内，上述吸盘本体611内具有独立的冷却气流流动风腔和抽真空腔；上述吸盘本体611上设有分别连通冷却气流流动风腔的进风口和出风口，上述进风口处连通设有第一气管接头6111，上述机箱12内具有风冷系统，上述风冷系统连通上述第一气管接头6111；上述吸盘本体611上设有连通上述抽真空腔的抽真空口，上述抽真空口处连通设有第二气管接头6112，上述第二气管接头6112连接上述抽真空系统；上述吸盘本体611上端端面设为吸附面，上述吸附面上开有多个均匀布置并连通抽真空腔的吸附孔6113，上述吸附孔6113均与上述抽真空腔气流连通，温控吸盘61结构简单，使用方便，生产过程中，可通过加热装置612对温控吸盘61进行加热，还可通过风冷系统对冷却气流流动风腔导入冷风对整个温控吸盘61进行降温处理，确保对电池片在激光加工前进行预加热和激光加工过程中恒温处理。

上述加热装置612为加热棒。

在一些实施例中，如图1所示，还包括设置在机箱12内的水冷循环系统，上述安装板32内具有水冷循环腔，上述安装板32上具有分别连通水冷循环腔的进水接头321和出水接头322，上述水冷循环系统的输入端和输出端分别通过管路连接出水接头322和进水接头321，因温控吸盘61在加热过程中，会辐射热量到周围环境中，因此，通过水冷循环系统对安装板32进行循环冷却，可避免高温对管线路和电机的损伤。

优选的，上述第一旋转驱动装置21和第二旋转驱动装置31均为DD马达，其中部均同轴设有上下贯穿其的通孔，通孔处可穿过管路进行相关管路布置，避免管路布置时错综复杂影响正常使用。

优选的，如图3所示，两组上述温控吸盘模组6之间设有由上向下依次穿过安装板32、第二旋转驱动装置31中部通孔以及加工台面1的分路器7，上述分路器7内具有相互独立的真空吸腔、进水腔、出水腔和风冷腔，上述分路器7上、下端分别设置有与上述真空吸腔、进水腔、出水腔和风冷腔对应连通的接头，每个上述第二气管接头6112均通过管路连接上述分路器7上端对应真空吸腔的接头，每个上述第一气管接头6111均通过管路连接上述分路器7上端对应风冷腔的接头，每个上述进水接头321均通过管路连接上述分路器7上端对应进水腔的接头，每个上述出水接头322均通过管路连接上述分路器7上端对应出水腔的接头，上述分路器7下端对应真空吸腔的接头通过管路连通上述抽真空系统，上述分路器7下端对应风冷腔的接头通过管路连通上述风冷系统，上述分路器7下端对应进水腔的接头通过管路连通上述水冷循环系统的输出端，上述分路器7下端对应出水腔的接头通过管路连通上述水冷循环系统的输入端，通过分路器7可更好的布置与抽真空系统、水冷循环系统和风冷系统的管路连接，是整个设备中涉及的管路能更好的走线布置，是设备结构紧凑，外形美观。

优选的，如图5所示，上述安装板32底部对应每个上述温控吸盘61的位置均设有与上述温控吸盘61一一对应的盘管323，每个上述盘管323的一端分别通过管路与对应的上述第二气管接头6112，另一端分别通过管路连接上述分路器7上端对应真空吸腔的接头，通过盘管323能更好的连接每个上述温控吸盘61上第二气管接头6112与分路器7的连通，缩短管路的尺寸，利于整体管路的布局。

如图6所示，上述分路器7外覆盖设有防护罩71，通过防护罩可对分路器7进行安全防护，避免在激光加工过程中由于误操作而损坏分路器7的状况发生。

优选的，每个上述上料吸盘23和冷却下料吸盘24均通过穿过第一旋转驱动装置21中部通孔的管路与上述抽真空系统连接，确保上料吸盘23和冷却下料吸盘24与抽真空系统之间连接的管路能部分隐藏在第一旋转驱动装置21中，使得管路不影响上料吸盘23和冷却下料吸盘24的取、放片动作。

优选的，如图7所示，上述电池片传送模组4包括呈直线分布的上料传送模组41、至少两个缓存传送模组42和下料传送模组43，至少两个上述缓存传送模组42依次顺序设置在上料传送模组41和下料传送模组43之间，并分别与上述上料吸盘23和冷却下料吸盘24一一对应，上述机械旋转臂总成2转动过程中，上述上料吸盘23和冷却下料吸盘24可分别转动至对应的上述缓存传送模组42上方，并确保每个缓存传送模组42缓存一张电池片，取片时，上料吸盘23在对应的缓存传送模组42上进行取片，取片完毕后机械臂22旋转180°在对应的一组上述温控吸盘模组6上进行放片，当加工完毕后，冷却下料吸盘24旋转至对应的上述温控吸盘模组6上进行取片，并在取片过程中，冷却下料吸盘24对加工完毕的电池片进行快速冷却降温处理，之后旋转在对应的缓存传送模组42上进行放片，最终由下料传送模组43传送出。

在一些实施例中，如图8和9所示，上述冷却下料吸盘24包括冷却板241和分别密封固定在冷却板241上、下端面上的冷却密封板242和吸板243；

上述冷却板241下端面开有凹槽2411，上述吸板243覆盖住上述凹槽2411，上述吸板243与凹槽2411之间形成气腔；

上述冷却板241上设有上下贯穿其并连通上述气腔的吸气通道2412，上述冷却密封板242上对应吸气通道2412的位置设有上下贯穿其的装配孔2421，上述冷却板241上端面设置有冷却液流通槽2413，上述冷却密封板242覆盖住上述冷却液流通槽2413，上述冷却密封板242上安装有分别与上述冷却液流通槽2413连通的进液接头2422和出液接头2423；

上述吸板243上设有多个均匀设置并上下贯穿其的气孔2431，且上述气孔2431均与气腔连通；上述吸气通道2412通过穿过第一旋转驱动装置21中部通孔的管路与抽真空系统连接，上述机箱12内设有冷却液循环供给系统，上述冷却液循环供给系统的输出端和输入端分别通过穿过第一旋转驱动装置21中部通孔的管路与进液接头2422和出液接头2423连通，取片时，吸板吸附加工完毕的电池片，电池片热量传递给吸板243，热量被流经冷却液流通槽2413的冷却液吸收并带走，使得吸板243快速冷却降温，进而达到对电池片进行快速冷却处理的目的。

上述吸板243及冷却板241均采用铝合金材料制成，其质量轻，强度高，热传递效果好。

上述激光发生器模组5包括至少两个并列设置且与每组上述温控吸盘模组6中温控吸盘61一一对应的激光发生器51，加工过程中，每个激光发生器51均向下发生光束打在对应的温控吸盘61上的电池片上进行加工。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。