太阳能电池片抗光衰设备及其上下料系统和上下料方法与流程

文档序号:13912162阅读:358来源:国知局

本发明属于太阳能电池加工技术领域,具体涉及一种太阳能电池片抗光衰设备及其上下料系统和上下料方法。



背景技术:

perc技术与常规电池生产线兼容性高,生产线改造投资低,效率提升效果明显,其成功的工业化应用,大大增强了p型晶硅的竞争力,perc技术也成为晶硅太阳能电池近年来最具性价比的效率提升手段。但是,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光致衰减(lightinduceddegradation,lid)。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。

现有技术在生产perc太阳能电池时,在对印刷电极进行烧结后,测试分选前,增加抗lid退火过程,降低perc太阳能电池的光致衰减,一般采用在一定温度下进行注电、光照射等方法进行。由于目前太阳能电池片的生产均采用流水线,抗光衰设备和上下道设备的在线对接对生产效率的保证非常重要。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是:提供一种太阳能电池片抗光衰设备及其上下料系统和上下料方法,能够与上下道工序对接,提高生产效率。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种太阳能电池片抗光衰设备上下料系统,其特征在于:它包括:

至少一组上料组件,每组上料组件包括至少1个用于将电池片从上一道工序末端传输至抗光衰设备的加工平台前端的上料传送模组,上料传送模组的末端设有准备工位;

转移组件,包括直线运动机构和设置在直线运动机构上的上料转移组件和下料转移组件;其中上料转移组件用于从准备工位吸附电池片、将电池片放在所述加工平台,下料转移组件用于从加工平台吸附加工后的电池片、将加工后的电池片放在下料工位,直线运动机构用于将上料转移组件从准备工位上方转移到加工平台上方、将下料转移组件从加工平台上方转移到下料工位上方;

至少一组下料组件,包括用于将加工后的电池片传输至下一道工序的下料传送模组,所述的下料工位设置在下料传送模组的最前端;

控制系统,包括设置在上料传送模组的末端用于检测电池片到达准备工位的传感器,以及根据传感器和加工平台的数据控制上料组件、转移组件和下料组件运行的控制器;

其中,所述的上料转移组件包括上料吸盘组件;所述的下料转移组件包括下料吸盘组件和位于下料吸盘组件内的冷却模组。

按上述系统,所述的上料传送模组包括若干个依次排布的一般传送模组和位于一般传送模组后端的一个末端传送模组,每个一般传送模组的长度小于相邻的两个电池片之间的距离从而使得每个一般传送模组上只有一个电池片;每个上料传送模组均包括两侧的传送带;所述的准备工位为2个,均设置在末端传送模组上,按与加工平台的由近到远设为第一准备工位和第二准备工位,每个准备工位上均设有所述的传感器;第一准备工位设有用于当电池片到达第一准备工位时将电池片托起从而脱离传送带的托起机构;

所述的控制器用于控制传感器、托起机构和上料传送模组按以下顺序循环运行:当传感器检测到有电池片到达第一准备工位时上料传送模组停止传送;托起机构将电池片托起;上料传送模组继续传送至有电池片到达第二准备工位时上料传送模组停止传送;托起机构将位于第一准备工位的电池片放回至传送带上供上料转移组件吸附。

按上述系统,系统还包括缓存模组,用于当抗光衰设备或下一道工序出现故障时,存储所述的上料组件传输来的电池片;缓存模组包括电池片存储装置和电池片转移机构。

一种太阳能电池片抗光衰设备,包括本体,本体顶部设有激光发生器模组,本体下部设有与激光发生器模组配合进行抗光衰工艺的工作平台,其特征在于:它还包括所述的太阳能电池片抗光衰设备上下料系统。

按上述设备,所述的直线运动机构设置在本体的中部,直线运动机构的两侧各设有一个所述的工作平台,每个工作平台对应根据一个激光发生器模组、一个上料传送模组、一组上料组件、一个上料转移组件、一个下料转移组件和一组下料组件。

按上述设备,所述的工作平台包括从上到下依次设置的吸盘、隔热板和用于控制吸盘旋转的旋转电机;所述的吸盘上设有预加工工位和加工工位,其中预加工工位与所述的上料转移组件和下料转移组件对应,加工工位与所述的激光发生器模组对应;所述的吸盘还设有吸盘加热装置和吸盘冷却装置。

按上述设备,所述的准备工位与预加工工位之间的距离=预加工工位与下料工位之间的距离=上料转移组件与下料转移组件之间的距离;准备工位、预加工工位、下料工位在同一直线上。

利用所述的太阳能电池片抗光衰设备上下料系统实现的上下料方法,其特征在于:它包括以下步骤:

上料步骤:控制直线运动机构使得上料转移组件运行至准备工位上方,当上料传送模组有电池片传输至准备工位,控制上料转移组件从准备工位吸附电池片,控制直线运动机构使得上料转移组件运行至加工平台上方,控制上料转移组件将电池片放在加工平台上;

下料步骤:控制直线运动机构使得下料转移组件运行至加工平台上方,当加工平台上的电池片加工完成,控制下料转移组件从加工平台吸附加工后的电池片,控制直线运动机构使得下料转移组件运行至下料工位上方,控制下料转移组件将加工后的电池片放在下料工位上,由下料组件传输至下一道工序。

按上述方法,设置:1)准备工位与预加工工位之间的距离=预加工工位与下料工位之间的距离=上料转移组件与下料转移组件之间的距离;2)准备工位、预加工工位、下料工位在同一直线上;

直线运动机构带动上料转移组件和下料转移组件同时运动,当上料转移组件运行至准备工位上方时,下料转移组件位于预加工工位上方,上料转移组件和下料转移组件同时向下运动吸附待加工电池片和已加工后的电池片,然后在直线运动机构的带动下,上料转移组件和下料转移组件同时运动,从而上料转移组件运行至预加工工位上方时,下料转移组件位于下料工位上方,上料转移组件和下料转移组件同时向下运动放下待加工电池片和已加工后的电池片。

按上述方法,所述的上料传送模组包括若干个依次排布的一般传送模组和位于一般传送模组后端的一个末端传送模组,每个一般传送模组的长度小于相邻的两个电池片之间的距离从而使得每个一般传送模组上只有一个电池片;每个上料传送模组均包括两侧的传送带;所述的准备工位为2个,均设置在末端传送模组上,按与加工平台的由近到远设为第一准备工位和第二准备工位,每个准备工位上均设有所述的传感器;第一准备工位设有用于当电池片到达第一准备工位时将电池片托起从而脱离传送带的托起机构;

所述的上料步骤在判断当上料传送模组有电池片传输至准备工位时,具体按以下方法判断:当传感器检测到有电池片到达第一准备工位时上料传送模组停止传送;托起机构将电池片托起;上料传送模组继续传送至有电池片到达第二准备工位时上料传送模组停止传送;托起机构将位于第一准备工位的电池片放回至传送带上,此时判断上料传送模组有电池片传输至准备工位,控制上料转移组件从准备工位吸附电池片。

本发明的有益效果为:

1、通过采用本发明抗光衰设备及其上下料系统和上下料方法,能够与上下道工序对接,并且利用直线运动机构和吸盘的组合进行电池片的上下料,上下料过程变成了简单的直线运动过程和吸附过程,成本低、吸附稳定;下料吸盘组件上的冷却模组使得下料时完成电池片的冷却工序节约时间,从而提高生产效率。

2、通过设置2个准备工位,可同时对2片电池片进行加工,进一步提高生产效率;并同时解决了电池片在传送带上相对滑动造成的同时转移2片电池片的精确定位问题。

3、利用一套直线运动机构,两侧各设置一组工作平台的结构,合理的布设各个组件,使得整体结构紧凑,节省了设备,占地面积小,提高产量。

4、通过增设缓存模组,当抗光衰设备或下一道工序出现故障时,存储上料组件传输来的电池片,无需全程停机,提高工作效率。

附图说明

图1为本发明一实施例的整体结构示意图。

图2为上料传输模组的结构示意图。

图3为转移组件的结构示意图。

图4为缓存组件的结构示意图。

图5为下料吸盘组件的结构示意图。

图6为图5的爆炸图。

图7为下料吸盘的结构示意图。

图8为托起机构的布置结构示意图。

图中:1-本体,2-上料传送模组,2-1-传送带,2-2-导向条,2-3-托起机构,2-4-第一传感器,2-5-第二传感器,2-6-末端传送模组,2-7-一般传送模组,3-下料传送模组,4-直线运动机构,5-工作平台,6-预加工位,7-加工位,8-上料转移组件,8-1-上料吸盘组件,9-下料转移组件,9-1-下料吸盘组件,9-1-1-下料吸盘,9-1-2-动力气管,9-1-3-吸气管,9-1-4-出水管,9-1-5-进水管,9-1-6-检测管,9-1-7-密封板,9-1-8-密封件,10-激光发生器模组,11-缓存模组,11-1-直线运行机构,11-2-缓存吸盘,12-电池片,13-孔洞,14-冷却水管。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

本发明提供一种太阳能电池片抗光衰设备上下料系统,如图1所示,它包括:

至少一组上料组件,每组上料组件包括至少1个用于将电池片12从上一道工序末端传输至抗光衰设备的加工平台5前端的上料传送模组2,上料传送模组2的末端设有准备工位。如图2和图8所示,上料传送模组2包括若干个依次排布的一般传送模组2-7和位于一般传送模组2-7后端的一个末端传送模组2-6,每个一般传送模组2-7的长度小于相邻的两个电池片之间的距离从而使得每个一般传送模组2-7上只有一个电池片12;每个上料传送模组2均包括两侧的传送带2-1;所述的准备工位为2个,均设置在末端传送模组2-6上,按与加工平台5的由近到远设为第一准备工位和第二准备工位,每个准备工位上均设有所述的传感器,即第一传感器2-4和第二传感器2-5;第一准备工位设有用于当电池片12到达第一准备工位时将电池片12托起从而脱离传送带的托起机构2-3。可选的,在上料传送模组2的两侧还可以设置导向机构2-2,用于对电池片12进行导向,避免电池片12向两侧歪斜。

转移组件,如图3所示,包括直线运动机构4和设置在直线运动机构4上的上料转移组件8和下料转移组件9;其中上料转移组件8用于从准备工位吸附电池片12、将电池片12放在所述加工平台5,下料转移组件9用于从加工平台5吸附加工后的电池片12、将加工后的电池片12放在下料工位,直线运动机构4用于将上料转移组件8从准备工位上方转移到加工平台5上方、将下料转移组件8从加工平台5上方转移到下料工位上方。本实施例中,直线运动机构4采用的是滚珠丝杆型的直线模组,上料转移组件8和下料转移组件9固定在直线模组的滑座上滑动。其中,所述的上料转移组件8包括上料吸盘组件8-1,利用直线运动机构4使得上料转移组件完成水平移动,利用上料吸盘组件8-1完成吸附和松开电池片12的动作。下料转移组件9包括下料吸盘组件9-1,运动方式及原理与上料转移组件8相同。下料转移组件9转移的是加工后的电池片12,而加工后的电池片12的温度较高,因此优选的,下料吸盘组件9-1上还设有冷却模组,这样能够对电池片12进行降温处理。另外,上料吸盘组件8-1和下料吸盘组件9-1上还可选的连接有气缸,一般情况下上料吸盘组件8-1和下料吸盘组件9-1是靠近并对准加工平台5的,不发生移动,当设备故障时,可以利用气缸将上料吸盘组件8-1和下料吸盘组件9-1升起来,移动到直线运动机构4的上方,避免长期处于加工平台5上方附近,加工平台5的温度将其烤坏。

至少一组下料组件,包括用于将加工后的电池片12传输至下一道工序的下料传送模组3,所述的下料工位设置在下料传送模组3的最前端。

控制系统,包括设置在上料传送模组的末端的所述的传感器,以及根据传感器和加工平台的数据控制上料组件、转移组件和下料组件运行的控制器。

优选的,本系统还包括缓存模组11,用于当抗光衰设备或下一道工序出现故障时,存储所述的上料组件传输来的电池片12;缓存模组包括电池片存储装置和电池片转移机构,其中电池片转移机构如图4所示,包括一个直线运行机构11-1,直线运行机构上设有沿直线运行机构运动的缓存吸盘11-2,直线运行机构的摆放位置使得缓存吸盘11-2能够在上料传送模组2和电池片存储装置之间运动。当设备出现故障,或者下一道工序出现故障时,缓存模组11将上料传送模组2上的电池片12转移并进行缓存,设备故障排除,或者下一道工序故障排除时,再将缓存的电池片12转移到上料传送模组,继续进行加工,无需全线停机。上一道工序正常进行,无需停机。

进一步的,所述的下料吸盘组件9-1的具体结构如图5和图6所示。它包括下料吸盘9-1-1,下料吸盘9-1-1上分布有用于对电池片12进行负压吸附的孔洞13、以及用于冷却降温的冷却水管14,下料吸盘9-1-1上设有密封板9-1-7,密封板9-1-7与下料吸盘9-1-1之间构成用于负压吸附的空腔,密封板9-1-7的上方固定有与所述的空腔连通的吸气管9-1-3,吸气管9-1-3通向抽真空系统,吸气管9-1-3与空腔连通的部分还连有动力气管9-1-2,动力气管9-1-2与抽真空系统连接为吸气管提供动力,动力气管9-1-2,吸气管9-1-3所在的工件为负压发生模组,动力气管9-1-2提供动力,并从吸气管9-1-3排出,带动气体从孔洞13吸入,形成负压吸附。密封板9-1-7上还设有进水管9-1-5和出水管9-1-4,分别与所述的冷却水管14的两端连接,进水管9-1-5和出水管9-1-4与外部的冷却水连接,从而构成水循环,在下料转移时对下料吸盘进行降温处理。进一步优选的,所述的冷却水管14设有通向下料吸盘9-1-1外界的通孔,通孔通过密封件9-1-8密封。另外,下料吸盘组件9-1上还设有与所述的空腔连接的检测管9-1-6,检测管9-1-6的一端密封,检测管9-1-6内设有压力传感器用于检测吸盘吸附时空腔内的负压大小。

在上述上下料系统的基础上,本发明提供一种太阳能电池片抗光衰设备,包括本体1,本体1顶部设有激光发生器模组10,本体1下部设有与激光发生器模组10配合进行抗光衰工艺的工作平台,还包括所述的太阳能电池片抗光衰设备上下料系统。抗光衰工艺的主要步骤为固定电池片后对电池片进行预加热、激光加工和冷却处理,可参考中国专利申请cn1065019a。

作为改进方案,所述的直线运动机构4设置在本体1的中部,直线运动机构4的两侧各设有一个所述的工作平台5,每个工作平台5对应根据一个激光发生器模组10、一组上料组件、一个上料转移组件8、一个下料转移组件9和一组下料组件。即,一台抗光衰设备中可以同时处理2组上料组件传送来的电池片12。此改进方案与cn1065019a相比,相同的体积下容纳了双倍的工作平台5和激光发生器模组10,结构更为紧凑,其风冷、抽真空系统均可共用,直线运动机构4也是共用,只是工作平台5和激光发生器模组10增加了1个,效率翻倍。

作为进一步改进的方案,所述的工作平台5包括从上到下依次设置的吸盘、隔热板和用于控制吸盘旋转的旋转电机;所述的吸盘上设有预加工工位和加工工位,其中预加工工位与所述的上料转移组件和下料转移组件对应,加工工位与所述的激光发生器模组对应;所述的吸盘还设有吸盘加热装置和吸盘冷却装置。预加工工位和加工工位各为2个,从而每次能够加工2片电池片12,旋转电机控制吸盘每次旋转180度,从而使得预加工工位和加工工位互换位置,在加工的同时可以进行电池片12的转移工作,包括已加工电池片12向下料工位的转移和将准备工位的电池片12转移至预加工工位进行准备加工,更节约时间成本。

经过两种改进方案的叠加,从一次加工1片电池片12改进为一次加工4片电池片12,并且在加工电池12的同时进行电池片12的转移工作,在下一次加工电池片12时无需再等待转移电池片12,工作效率翻了8倍。

由于一次加工2片电池片需要从准备工位一次转移2片电池片12,而电池片12在上料传送模组2上传输时会因为摩擦、惯性等原因而产生部分位移,这样导致无法让2片电池片12同步的刚好传输到2个准备工位上。因此本发明采用了托起机构2-3,配合第一传感器2-4和第二传感器2-5来解决电池片12在上料传送模组2的精确定位问题,使得电池片12能够准确的落在2个准备工位上。

利用所述的太阳能电池片抗光衰设备上下料系统实现的上下料方法,包括以下步骤:

上料步骤:控制直线运动机构4使得上料转移组件8运行至准备工位上方,当上料传送模组2有电池片12传输至准备工位,控制上料转移组件8从准备工位吸附电池片12,控制直线运动机构4使得上料转移组件8运行至加工平台5上方,控制上料转移组件8将电池片12放在加工平台5上;更具体的,是上料转移组件8运行至预加工工位上方,将电池片12放在预加工工位上。

待抗光衰工艺结束,加工平台5旋转180度,从而将加工工位已加工好的电池片12转移至预加工工位,而原来位于预加工工位上的待加工电池片12转移至加工工位进行抗衰减工艺的加工。

下料步骤:当加工平台5上的电池片加工完成,控制直线运动机构4使得下料转移组件9运行至加工平台5的预加工工位上方,控制下料转移组件9从预加工工位吸附加工后的电池片12,控制直线运动机构5使得下料转移组件9运行至下料工位上方,控制下料转移组件9将加工后的电池片12放在下料工位上,由下料组件传输至下一道工序。

结合上述步骤,设置:1)准备工位与预加工工位之间的距离=预加工工位与下料工位之间的距离=上料转移组件8与下料转移组件9之间的距离;2)准备工位、预加工工位、下料工位在同一直线上。这样设置后,直线运动机构4带动上料转移组件8和下料转移组件9同时运动,当上料转移组件8运行至准备工位上方时,下料转移组件9位于预加工工位上方,上料转移组件8和下料转移组件9同时向下运动吸附待加工电池片和已加工后的电池片,然后在直线运动机构4的带动下,上料转移组件8和下料转移组件9同时运动,从而上料转移组件8运行至预加工工位上方时,下料转移组件9位于下料工位上方,上料转移组件8和下料转移组件9同时向下运动放下待加工电池片和已加工后的电池片。从而同时完成上料和下料的过程。

进一步的,增加托起机构2-3后,所述的上料步骤在判断当上料传送模组2有电池片12传输至准备工位时,具体按以下方法判断:

当传感器检测到有电池片12到达第一准备工位时上料传送模组2停止传送;托起机构2-3将电池片12托起;上料传送模组2继续传送至有电池片12到达第二准备工位时上料传送模组2停止传送;托起机构2-3将位于第一准备工位的电池片12放回至传送带2-1上,此时判断当上料传送模组2有电池片12传输至准备工位,控制上料转移组件8从准备工位吸附电池片12。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,本发明的保护范围不限于上述实施例。所以,凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰,均在本发明的保护范围之内。

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