专利名称：一种制作太阳能电池电极的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制作太阳电池电极的方法及装置，尤其是涉及一种在晶体硅太阳电池上焊接导电栅线和汇流带的方法。
背景技术：
目前，主流的太阳电池表面栅线采用丝网印刷方式印刷并烧结的方法，这种方法存在着遮光面积大，栅线电阻高的问题。
发明内容
为了解决现有技术中太阳电池表面栅线遮光面积大，栅线电阻高的问题，本发明提供一种制作太阳能电池电极的方法及装置。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种制作太阳电池电极的装置，它包括视觉对位机械手和旋转定位装置，所述旋转定位装置包括托盘、在线印刷装置、布线装置、红外线焊接装置、冷却装置、汇流带焊接装置和剪线装置，所述视觉对位机械手用于将基础太阳能电池放到托盘上或将基础太阳能电池从托盘上取下，所述旋转定位装置用于将托盘上的基础天阳能电池依次送到在线印刷装置、布线装置、红外线焊接装置、冷却装置、 汇流带焊接装置和剪线装置处。进一步的，所述托盘上设有弹簧补偿装置，该弹簧补偿装置使得放置其上的基础太阳能电池做升降运动。进一步的，所述布线装置上设有用于将导电栅线均勻排布在基础太阳能电池上的布线机械手，所述布线机械手上设有引线固定装置和剪线压紧装置。一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，它包括以下步骤
步骤1 视觉定位机械手通过视觉定位将基础太阳能电池放入托盘上的多孔吸取装置上负压固定；
步骤2:旋转定位装置旋转，将基础太阳能电池送到在线印刷装置下印刷金属浆料； 步骤3 旋转定位装置旋转，将托盘送到布线装置下，布线装置的布线机械手在印刷有金属浆料的基础太阳能电池上均勻的排布导电栅线；
步骤4 旋转定位装置旋转，将托盘送到红外线焊接装置下，通过红外加热使金属浆料受热熔融，从而使基础太阳能电池与导电栅线焊接在一起；
步骤5 旋转定位装置旋转，焊接后的基础太阳能电池通过滑动导轨被送到冷却装置冷却；
步骤6 旋转定位装置旋转，将托盘旋转到汇流带焊接装置下，汇流带焊接装置通过热风焊接将汇流带与基础太阳能电池的一侧的导电栅线连接；
步骤7 旋转定位装置旋转，将托盘送到剪线装置下，剪线装置将基础太阳能电池和汇流带周围过长的导电栅线剪掉；
步骤8 视觉定位机械手将制作好的电极的基础太阳能电池取下。
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进一步的，所述步骤3包括以下子步骤
步骤3. 1 布线机械手移动到剪线夹紧装置，抓紧剪线夹紧装置上排列好的多根导电栅线，然后剪线夹紧装置松开，布线机械手移动一定距离，抽出一定长度的导电栅线，将其移动到太阳能电池的上方，所述导电栅线的长度与太阳能电池的长度相匹配；
步骤3. 2:引线固定装置固定导电栅线，并用剪线装置将多余的导电栅线剪断，布线机械手取走剪断后的导电栅线；
进一步的，所述步骤4中红外加热之前托盘的弹簧补偿装置顶升基础太阳能电池，使基础太阳能电池与导电栅线紧密贴合在一起。进一步的，所述步骤4中托盘的弹簧补偿装置的顶升力范围为1 2. 5N。进一步的，所述基础太阳能电池采用表面带有可焊接的点或焊盘的普通晶体硅太阳电池。进一步的，所述导电栅线采用直径范围为0. 1 0. 18mm的金属导线，其抗张强度大于2N,延伸率在20% 50%之间，电阻率小于1. 8X10-8ohm · m。进一步的，所述步骤2中印刷金属浆料时的设定条件包括在线印刷装置的刮刀压力为5 15N，金属浆料重量为40 150mg，金属浆料合金熔点不高于300°C，金属浆料的材质为合金颗粒、有机物及无机溶剂的混合物，所述合金颗粒直径为20 70μπι。进一步的，所述汇流带为导电金属材质。进一步的，所述步骤4中红外线加热温度不超过350°C，烧结时间范围10 15S。进一步的，所述步骤5中冷却时间2 10S。进一步的，所述步骤6中热风焊接加热温度不超过500°C，焊接时间范围8 15S 本发明的有益效果是本发明采用在太阳电池上焊接导电栅线和汇流带的方法，这种
方法在不增加遮光面积的情况下，有效的降低了串联电阻，提高了电池的光电转换效率。
图1为本发明旋转定位盘的结构示意图； 图2为本发明布线装置放大示意图3为本发明布线机械手布线中导电栅线未剪断的状态示意图； 图4为本发明布线机械手布线结束导电栅线被剪断的状态示意图； 图5为本发明基础太阳能电池焊接导电栅线和汇流带后的示意图； 图6本发明制作太阳能电池电极的方法流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。如图1和图2所示，一种制作太阳电池电极的装置，它包括视觉对位机械手和旋转定位装置2，所述旋转定位装置2包括托盘204、在线印刷装置206、布线装置207、红外线焊接装置208、冷却装置209、汇流带焊接装置210和剪线装置211，所述视觉对位机械手用于将基础太阳能电池104放到旋转定位装置2的托盘204上或将基础太阳能电池104从托盘 204上取下，所述旋转定位装置2用于将托盘204上的基础天阳能电池104依次送到在线印刷装置206、布线装置207、红外线焊接装置208、冷却装置209、汇流带焊接装置210和剪线装置211处。所述托盘204上设有弹簧补偿装置，该弹簧补偿装置使得放置其上的基础太阳能电池104做升降运动。所述布线装置207上设有用于将导电栅线均勻排布在基础太阳能电池104上的布线机械手2001，所述布线机械手2001上设有引线固定装置2002、剪线夹紧装置2003和与引线固定装置连接的剪线装置。如图5所示，基础太阳能电池104 (表面带有焊盘103)通过焊接介质金属浆料与多根导电栅线101焊接在一起、汇流带105设置在基础太阳能电池104的一侧，并与导电栅线101的引出端连接。基础太阳能电池104可以采用表面带有可焊接的点或焊盘的任何普通晶体硅太阳电池。导电栅线101可以采用直径范围0. 1 0. 18mm的金属导线，抗张强度大于2N，延伸率在20% 50%之间，电阻率小于1. 8X10-8ohm · m。金属浆料合金熔点不高于300°C。汇流带105为导电金属材质，可以与导电栅线焊接在一起，引出电流，以便与其他太阳能电池连接。如图6所示，一种制作太阳能电池电极的方法包括以下步骤，
步骤1 视觉定位机械手通过视觉定位将基础太阳能电池放入托204上的多孔吸取装置上负压固定；
步骤2:旋转定位装置2旋转，将基础太阳能电池104送到在线印刷装置206下印刷金属浆料；
此步骤需要注意金属浆料量的控制和基础太阳能电池104的所受的压力，以免过多的遮挡基础太阳能电池104的受光面积及造成裂片，这里的优选设定条件如下
刮刀压力在5 15N ；金属浆料量范围40 150mg ；金属浆料的材质为锡银铜等合金颗粒、有机物物及无机溶剂的混合物，合金颗粒直径为20 70 μ m。步骤3 旋转定位装置2旋转，将托盘204送到布线装置207下，布线装置207的布线机械手在印刷有金属浆料的基础太阳能电池104上均勻的排布导电栅线101 ；
如图2、图3和图4所示，布线装置207布线具体如下，
步骤3. 1 布线机械手2001移动到剪线夹紧装置2003，抓紧剪线夹紧装置2003上排列好的多根导电栅线101，然后剪线夹紧装置2003松开，布线机械手2001移动一定距离，抽出一定长度的导电栅线101，将其移动到太阳能电池的上方，所述导电栅线101的长度与太阳能电池的长度相匹配；
步骤3. 2 引线固定装置2002固定导电栅线，并用剪线装置2004将多余的导电栅线剪断，布线机械手2001取走剪断后的导电栅线101 ；
步骤4 旋转定位装置2旋转，将托盘204送到红外线焊接装置208下，通过红外加热使金属浆料受热熔融，从而使基础太阳能电池104与导电栅线101焊接在一起，此步骤优选设定条件如下红外线加热温度不超过350°C ；烧结时间范围10 15S ；
红外加热之前，托盘204的弹簧补偿装置顶升基础太阳能电池104，使基础太阳能电池104与导电栅线101紧密贴合在一起，弹簧补偿装置的顶升力范围1 2. 5N ；
步骤5 旋转定位装置2旋转，焊接后的基础太阳能电池104通过斜坡状滑动导轨212 被送到冷却装置209冷却，冷却时间2 IOS ；
利用弧形斜坡滑动导轨212提供张力，使基础太阳能电池在滑动中保持电池与导电栅线相互贴合不移动的状态从红外线焊接装置208整体移动到冷却装置209，如果没有滑动导轨212，基础太阳能电池104与导电栅线101尚未冷却就分离的话导电栅线会与电池片分离，导电栅线101所受的张力大小为1 2. 5N。步骤6 旋转定位装置2旋转，将托盘204旋转到汇流带焊接装置210下，汇流带焊接装置210通过热风焊接将汇流带105与基础太阳能电池104的一侧的导电栅线101连接；
汇流带焊接装置210包括剪带及压带装置、传送机构、固定及升降装置，汇流带焊接装置210可以通过剪带及压带装置定长送料并由剪带装置将汇流带剪断，传送机构将上过助焊剂的汇流带送入固定及升降装置负压固定，升降装置上升使得汇流带105与导电栅线 101压紧，然后热风焊接，这里的优选设定条件如下热风加热温度不超过500°C;焊接时间范围8 15S ；顶升力2 5N。步骤7 旋转定位装置2旋转，将托盘204送到剪线装置211下，剪线装置211将基础太阳能电池104和汇流带105周围过长的导电栅线101剪掉；
步骤8 视觉定位机械手将制作好的电极的基础太阳能电池104取下。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种制作太阳电池电极的装置，其特征在于，它包括视觉对位机械手和旋转定位装置，所述旋转定位装置包括托盘、在线印刷装置、布线装置、红外线焊接装置、冷却装置、汇流带焊接装置和剪线装置，所述视觉对位机械手用于将基础太阳能电池放到托盘上或将基础太阳能电池从托盘上取下，所述旋转定位装置用于将托盘上的基础天阳能电池依次送到在线印刷装置、布线装置、红外线焊接装置、冷却装置、汇流带焊接装置和剪线装置处。
2.根据权利要求1所述的一种制作太阳电池电极的装置，其特征在于，所述托盘上设有弹簧补偿装置，该弹簧补偿装置使得放置其上的基础太阳能电池做升降运动。
3.根据权利要求1所述的一种制作太阳电池电极的装置，其特征在于，所述布线装置上设有用于将导电栅线均勻排布在基础太阳能电池上的布线机械手，所述布线机械手上设有剪线夹紧装置、引线固定装置和与引线固定装置连接的剪线装置。
4.根据权利要求1所述的一种制作太阳电池电极的装置，其特征在于，所述红外线焊接装置和冷却装置之间设有滑动导轨，所述滑动导轨为弧形，且沿着从红外线焊接装置和冷却装置的方向逐渐升高。
5.一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，它包括以下步骤步骤1 视觉定位机械手通过视觉定位将基础太阳能电池放入托盘上的多孔吸取装置上负压固定；步骤2:旋转定位装置旋转，将基础太阳能电池送到在线印刷装置下印刷金属浆料； 步骤3 旋转定位装置旋转，将托盘送到布线装置下，布线装置的布线机械手在印刷有金属浆料的基础太阳能电池上均勻的排布导电栅线；步骤4 旋转定位装置旋转，将托盘送到红外线焊接装置下，通过红外加热使金属浆料受热熔融，从而使基础太阳能电池与导电栅线焊接在一起；步骤5 旋转定位装置旋转，焊接后的基础太阳能电池通过滑动导轨被送到冷却装置冷却；步骤6 旋转定位装置旋转，将托盘旋转到汇流带焊接装置下，汇流带焊接装置通过热风焊接将汇流带与基础太阳能电池的一侧的导电栅线连接；步骤7 旋转定位装置旋转，将托盘送到剪线装置下，剪线装置将基础太阳能电池和汇流带周围过长的导电栅线剪掉；步骤8 视觉定位机械手将制作好的电极的基础太阳能电池取下。
6.根据权利要求5所述的一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，所述步骤3包括以下子步骤步骤3. 1 布线机械手移动到剪线夹紧装置，抓紧剪线夹紧装置上排列好的多根导电栅线，然后剪线夹紧装置松开，布线机械手移动一定距离，抽出一定长度的导电栅线，将其移动到太阳能电池的上方，所述导电栅线的长度与太阳能电池的长度相匹配；步骤3.2 引线固定装置固定导电栅线，并用剪线装置将多余的导电栅线剪断，布线机械手取走剪断后的导电栅线；根据权利要求5所述的一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，所述步骤4中红外加热之前托盘的弹簧补偿装置顶升基础太阳能电池，使基础太阳能电池与导电栅线紧密贴合在一起。
7.根据权利要求7所述的一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，所述步骤4中托盘的弹簧补偿装置的顶升力范围为1 2. 5N。
8.根据权利要求5所述的一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，所述基础太阳能电池采用表面带有可焊接的点或焊盘的普通晶体硅太阳电池。
9.根据权利要求5所述的一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，所述导电栅线采用直径范围为0. 1 0. 18mm的金属导线，其抗张强度大于2N，延伸率在20% 50%之间， 电阻率小于1. 8X10-8ohm · m。
10.根据权利要求5所述的一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，所述步骤2 中印刷金属浆料时的设定条件包括在线印刷装置的刮刀压力为5 15N，金属浆料重量为 40 150mg，金属浆料合金熔点不高于300°C，金属浆料的材质为合金颗粒、有机物及无机溶剂的混合物，所述合金颗粒直径为20 70 μ m。
11.根据权利要求5所述的一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，所述步骤6中汇流带为导电金属材质。
12.根据权利要求5所述的一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，所述步骤4中红外线加热温度不超过350°C，烧结时间范围10 15S。
13.根据权利要求5所述的一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，所述步骤5中冷却时间2 IOS。
14.根据权利要求5所述的一种制作太阳电池电极的方法，其特征在于，所述步骤6中热风焊接加热温度不超过500°C，焊接时间范围8 15S。
全文摘要
本发明涉及一种制作太阳电池电极的装置，它包括视觉对位机械手和旋转定位装置，所述旋转定位装置包括托盘、在线印刷装置、布线装置、红外线焊接装置、冷却装置、汇流带焊接装置和剪线装置，所述视觉对位机械手用于将基础太阳能电池放到托盘上或将基础太阳能电池从托盘上取下，所述旋转定位装置用于将托盘上的基础天阳能电池依次送到在线印刷装置、布线装置、红外线焊接装置、冷却装置、汇流带焊接装置和剪线装置处，本发明还涉及一种制作太阳电池电极的方法。本发明的有益效果是本发明采用在太阳电池上焊接导电栅线和汇流带的方法，这种方法在不增加遮光面积的情况下，有效的降低了串联电阻，提高了电池的光电转换效率。
文档编号B23K1/005GK102208490SQ20111013320
公开日2011年10月5日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者丁蓓, 李雳 申请人:武汉珈伟光伏照明有限公司