专利名称：一种太阳能电池片正面电极的制作设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电池正面电极的制造领域，特别涉及一种太阳能电池正面电极的制作设备。
背景技术：
目前，太阳能电池正面电极的制造设备主要是丝网印刷机，一般的丝网印刷机具有印刷载置台、印刷掩模以及刮板；印刷载置台在载置台面上具有多个吸附孔，通过真空吸附来支撑固定被载置在该载置台面上的被印刷物；印刷掩模用于在支撑固定于该印刷载置台上的被印刷物上形成规定的电极图案；刮板用于向配置在该印刷掩模上的导电浆料施加既定的压力、向被印刷物进行印刷。·上述传统的丝网印刷工艺制作太阳能电池正面电极的特点是利用印刷网版的通透性，使导电浆料(一般为银浆)在刮板的压力下透过网版，从而在晶体硅太阳能电池片上形成具有一定高度和间距的电极图案。太阳能电池的正面电极图案的结构包括细栅线和主栅线，传统的太阳能电池正面电极制作方法也就是利用丝网印刷机将导电浆料通过网版印刷至电池片正面电极而形成细栅线，细栅线和主栅一般垂直交叉。其中，细栅线的作用是收集电池片表面由于太阳光照所产生的光生电流，而主栅线的作用是汇集并导出由细栅线收集的电流。由于细栅线和主栅线会在太阳能电池片的正面占据一定的表面积并粘附在电池片表面，这会对太阳能电池片的光电转换效率产生重要的影响，因此，在制作工艺上对细栅线和主栅线的制作提出了不同的要求对于细栅线，不仅要求具有更窄更高和更平整的表面形貌，也要求细栅线具有更低的接触电阻和体电阻，这就要求细栅线的导电浆料不仅具有良好的印刷性能，使印刷出来的细栅线具有更好的印刷塑性而不致于在后续的烘干和烧结过程塌陷，也要求其与电池片表面具有更好的接触性能，即更好的欧姆接触特性，更低的接触电阻；对于主栅线，由于其宽度比细栅线大得多，对于其印刷性能的要求比细栅线的要低得多。由于现有丝网印刷设备及其工艺的限制，在实际生产中，细栅线和主栅线图形被同时制作在一块网版上，在印刷时，使用同样的导电浆料，细栅线和主栅线图形也就同时被印刷在电池片上。尤其是对于主栅线，在对成本控制非常严格的情况下，这种一体化的、笼统的正面电极制作工艺造成了不必要的技术性、工艺性的浪费和损失。另外，现有丝网印刷工艺，也有其本身的缺陷，比如在印刷过程中产生的断栅和虚印等问题，对电池片造成了一定的效率损失，也对后续经封装的太阳能电池板组件造成了较大的功率损失。另外丝网印刷工艺本身的不稳定性，比如在使用过程中由于持续不断的压力造成的网版张力的退化，并且网版的压力也有可能造成电池片损坏，以及栅线宽度的增加，都对电池片效率的整体分布产生了很大的影响，对整体效率造成了一定的降低。此外，丝网印刷工艺制作的细栅线宽度，由于受到网版和导电银浆的限制，在保证电极一定高度的情况下，很难达到一定的窄度。具体来说主要存在下面这样一个矛盾制作成的细栅线如果要有良好的塑性和印刷形貌，导电浆料就要有一定大的黏度，而导电浆料黏度越大，就越不容易透过网版。而对于太阳能电池来说，只有降低细栅线的宽度才能减小正面遮光面积，从面提升电池的转换效率。而丝网印刷工艺在降低电池正面电极细栅线宽度方面，面临着巨大的困难和严峻的挑战。另一方面，由于丝网印刷是用银浆通过网版而被印刷在电池片上形成细栅线，其与使用导电丝裹银浆相比必定会耗费更多银浆，从而不可避免地增加了生产成本。因此丝网印刷机制作太阳能电池正面电极的缺点是制造成本较高、细栅线较宽、遮光面积大、电池光电转换效率低等，利用本实用新型的设备和方法制作的太阳能电池片节约成本至少20%-30%。—种能解决上述矛盾的新的太阳能正面电极制作设备的出现，也就具有了显著的现实意义。
发明内容为了克服现有的太阳能电池正面电极制造过程中的上述不足，本实用新型提出一种新型的太阳能电池正面电极制作设备，通过本实用新型的太阳能电池正面电极制造设备，可有效降低制造成本，大大提高光电转换效率。本实用新型所采用的技术方案是一种太阳能电池片正面电极制作设备，所述设备包括机架；供丝机构，所述供丝机构内包含有导电丝；拉丝机构，用于将所述导电丝从所述供丝机构中拉伸出；裹浆机构，用于在拉伸出的所述导电丝上裹覆导电浆料；以及贴丝机构，用于将所述裹覆有导电浆料的导电丝粘贴到所述太阳能电池片正面上。可选的是所述设备还包括裁丝机构，用于在已贴丝的所述太阳能电池片一侧裁断所述导电丝。可选的是所述设备还包括丝头处理装置，利用所述丝头处理装置处理丝头使得在所述太阳能电池片在贴丝方向上的两侧边缘无所述导电丝伸出。可选的是所述设备还包括传送装置，所述传送装置用于将所述太阳能电池片传送到贴丝位置。可选的是所述设备还包括张力机构，所述张力机构用于使所述导电丝处于张紧状态以便于在所述导电丝上裹覆导电浆料。优选的是所述传送装置为传送带装置，由传送带和定滑轮以及驱动电机组成。可选的是所述设备还包括分隔机构，所述分隔机构用于均匀地分隔拉伸出来的所述导电丝并能调整所述导电丝之间的间距。优选的是所述供丝机构为丝盒，所述丝盒内具有线盘，所述线盘内缠绕所述导电丝。优选的是所述裹浆机构包括能与所述导电丝接触圆弧面和顶丝机构，所述顶丝机构用于将所述导电丝顶起从而所述导电丝与所述圆弧面相切。优选的是所述拉丝机构包括固定夹装置和活动夹装置。优选的是所述贴丝机构包括校准装置，所述校准装置内包括可以使其进行上升和下降的升降装置。优选的是所述裁丝机构可以为裁刀或任何能将所述导电丝整齐切断的装置。优选的是所述张力机构为高度可调整的圆柱形轴。优选的是所述导电浆料可以为银浆或具有高导电性能的导电浆料。优选的是所述导电丝的间距也可通过所述丝盒来进行调整。优选的是所述固定夹装置和活动夹装置能在垂直方向上打开或闭合，所述活动夹装置可相对于所述固定夹装置在拉丝方向上往返运动。优选的是所述升降装置位于所述传送装置的传送带之间的中间位置。优选的是所述传送装置用于传送所述太阳能电池片，所述校准装置用于在已裹覆有导电浆料的所述导电丝正下方将所述传送机构传送来的所述所述太阳能电池片与所述裹覆有导电浆料的导电丝对准固定，并利用其升降装置是校准的电池片上升与已裹覆有导电浆料的所述导电丝贴合。优选的是所述导电丝可以为任何由具有高导电性能的材料制成的导电丝。本实用新型的有益效果是使用所述设备制作太阳能电池片正面电极，通过调整导电丝直径以及裹浆机构的裹浆，可有效降低栅线宽度，提高正面电极的高宽比，因为使用了导电丝，大大减少了导电浆料(一般为银浆)的用量，使得同时降低了制作成本，提高转换效率。
以下结合附图和实例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的太阳能电池正面电极制造设备的立体图；图2是本实用新型的太阳能电池正面电极制造设备的主视图；图3是本实用新型的太阳能电池正面电极制造设备的俯视图；图4是本实用新型的太阳能电池正面电极制造设备的局部示意图；图5是本实用新型的太阳能电池正面电极制造设备的局部示意图。图中附图标记1.平台；2.贴丝机构；3.传送机构；4.丝头处理机构；5.活动夹装置；6.裁丝装置；7.电气柜；8.气动柜；9.机架；10.供丝机构；11.导电丝；12.张力机构；13.分隔机构；14.裹浆机构；15.拉丝机构；16.升降装置；17.校准装置。
具体实施方式
本实用新型采用了一种与现有技术完全不同的太阳能电池片正面电极制作设备，现有技术都是在丝网印刷机上通过网版来在电池片上印刷细栅线，现有技术的改进也是对丝网印刷机的改进，或者是对导电浆料的改进。本实用新型采用了十分有效的替代设备和制作方法来代替丝网印刷机以及丝网印刷工艺，使得制造成本降低并且进一步提高了太能能电池片的光电转换效率。
以下结合附图对本实用新型实施例进行详细的描述如图1至图2所示，其示出了新型的太阳能电池片正面电极制作设备一个实施例，该制作设备100主要包括机架9、供丝机构10、裹浆机构14、拉丝机构15、贴丝机构2。机架9包括设置在其上的平台1，在该平台I上装配有供丝机构10、裹浆机构14、拉丝机构15、贴丝机构2，从而形成制作太阳能正面电极的设备，机架9还可以包括外壳，机架9的下部空间内可具有电气柜7和气动柜8，可以用来驱动该制作设备的各种机构，当然所述制作设备也可以用其他控制装置的来驱动和控制。如图3所示，该制作设备100中的供丝机构10为丝盒，当然供丝机构也可以采用其他提供导电丝的机构如丝线柱等，丝盒10包含有相邻排列的多个线盘，该多个线盘内缠绕有用于拉丝和贴丝操作的导电丝11，丝盒10中的线盘个数可以根据所需导电丝11的根数及其所需间距而进行调整，从而改变太阳能正面电极根数，当然也可以使用除线盘之外的其他提供导电丝11的装置如丝轴来代替线盘。制作设备100中的拉丝机构15设置在与丝盒相对应的另一侧，该拉丝机构15包括有固定夹装置和活动夹装置，该固定夹装置和活动夹装置在垂直方向上都可以进行打开或闭合操作，而活动夹装置在水平方向上可相对于固定夹装置来回移动，在起始位置时活动夹装置与固定夹装置贴合并排设置，此时该固定夹装置和活动夹装置能闭合从而将导电丝11夹紧使得导电丝11从丝盒10中被拉伸出来，当需要移动该活动夹装置时，固定夹装置打开，活动夹装置夹紧导电丝11可移动离开固定夹装置进一步拉伸导电丝11移动一定距离。裹浆机构14设置在丝盒10和拉丝机构15之·间，用于将从丝盒10中拉伸出的导电丝11均匀地裹上到点浆料。从图3中可以看出，导电丝11被拉伸穿过裹浆机构14的下部，当然，根据裹浆机构14的不同结构和设置，导电丝11也可以从裹浆机构14的上部穿过，当裹浆机构14上添加导电浆料时，操作裹浆机构14上的顶丝装置，顶丝装置顶起导电丝11，使导电丝11与裹浆机构14上粘附有导电浆料的圆弧面相接触(即相切)，该裹浆机构14可使导电丝表面均匀包裹导电浆料，当裹好一段后，顶丝装置下降，导电丝11不与裹浆机构14上的圆弧面相接触，从而形成间断性裹浆，这也节约了导电浆料，并且进一步的，可通过对裹浆机构14上的圆弧面上的导电浆料的厚度的调整，使得导电丝11的导电浆料包裹厚度也可调，从而根据需要以及不同的制作要求，导电丝11直径可进行改变，因此可有效降低细栅线的宽度，提高细栅线高宽比，进一步提高太阳能电池片的光电转换效率。导电丝11通过裹浆机构14被裹覆上导电浆料后，拉丝机构15的固定夹装置张开，活动夹装置进一步拉动已经裹覆导电浆料的导电丝11穿过固定夹紧装置，当活动夹紧装置拉动已经裹覆导电浆料的导电丝11移动预定距离时，对准到贴丝机构2的上方时，固定夹装置闭合夹紧导电丝11的另一侧。从图3我们还可以看出，贴丝机构2包括校准装置17，为保证太阳能电池片正面与导电丝11结合时位置准确，校准装置17可校准太阳能电池片因初始放置、传送带输送偏差等原因带来的位置误差，从而保证太阳能电池片准确定位，之后再与导电丝11贴合；当传送装置(一般为传送带)将太阳能电池片传送到预定位置处时，会触发校准装置17，校准装置17在该预定位置处7固定并校准有未贴丝的太阳能电池片，该太阳能电池片正面面向上方的导电丝11，校准装置17包括有能够进行上升和下降操作的升降装置16，升降装置16可进行垂直方向上的升降操作，其使得固定并校准的太阳能电池片能被升降装置抬升，因而上升一定距离后该太阳能电池片的正面能够与固定在固定夹装置和活动夹装置之间的已经裹覆有导电浆料的导电丝11相接触，从而导电丝11通过导电浆料而被粘贴在太阳能电池片的正面上，此时贴丝机构2的贴丝操作完成。根据本实用新型的一个实施例，如图3和图4所示，太阳能电池片正面电极制作设备100还包括裁丝机构6，裁丝机构6设置在校准装置17与固定夹装置之间，当太阳能电池片贴好丝后，贴丝动作完成时，拉丝机构15的活动夹装置及固定夹装置均为闭合状态，裁丝机构6裁断固定夹装置与太阳能电池片之间的导电丝，并在固定夹装置侧预留丝头；裁丝操作完成后，活动夹装置张开，操作校准装置17的升降机构下降，将贴好丝的太阳能电池片送回传送带，之后，活动夹装置回程靠拢固定夹装置，夹紧固定夹装置侧预留的导电丝头，可以进行下一次拉丝动作，如此可以重复操作。根据本实用新型的另一个实施例，如图3所示，该太阳能电池片正面电极制作设备100还可以包括张力机构12，张力机构12可以适当的调整拉丝机构15和丝盒之间导电丝11上的张力，适当地增加导电丝11上的张力有助于导电丝11更加平直整齐，使得导电丝11通过裹浆机构14时裹浆更加均匀，从而一方面也为贴丝创造更加良好的条件，对后续制造的出的电池片具有良好的欧姆接触也有重要影响。根据本实用新型的另一实施例，如图3所示，该制作设备100还可包括分隔机构13，该分隔机构13设置在丝盒10拉丝一侧，用于将从丝盒10中拉出的导电丝11均匀等间 距的间隔开来，以便于后续的裹导电浆料和贴丝之用。该分隔机构13也可以根据需要调整导电丝11之间的间距。根据本实用新型的另一实施例，如图3所示，该制作设备100还包括丝头处理装置4，当裁丝机构6裁断固定夹装置与太阳能电池片之间的导电丝11、活动夹装置张开松开导电丝11时，在太阳能电池片两端依然留有小段丝头需要处理，当传送机构3输送太阳能电池片至丝头处理机构4时，该机构可去除两端丝头，进而完成太阳能电池片正面电极的制作。根据本实用新型的另一实施例，图3和图4所示，该制作设备100还包括传送机构3，传送机构3可以例如是通常所用的传送带装置，其用于将未贴丝的太阳能电池片源源不断地送到校准装置17的位置，贴好丝后，该传送机构3可以进一步将电池片传送到丝头处理机构，以便进行丝头处理。传送机构3既可以是制作设备的一部分，用于传输待加工的太阳能电池片，保证加工效率；同时亦是制作设备与生产线其他设备的接口，方便与太阳能电池片其他加工工序的外围设备连接，组成完整的硅太阳能电池片生产线。本实用新型还包括一种使用上述制作设备制作太阳能正面电极的方法，该方法主要包括下述步骤拉丝裹浆在拉丝机构14的拉丝作用下，导电丝11从丝盒10中绕出，同时经过张力机构使导电丝11张紧，经过分隔机构使导电丝11间隔均匀，穿过裹浆机构时使其裹上导电浆料，当裹有导电浆料的导电丝11被拉丝机构的活动夹装置拉伸超过固定夹装置至预定长度后，拉丝机构14的固定夹装置闭合，此时在固定夹装置和活动夹装置之间固定有间隔均匀的裹浆导电丝11，固定夹与活动夹之间的导电丝11用于贴在太阳能电池表面制作正面电极，同时在裹浆机构与固定夹之间的导电丝11也已裹上导电浆料，以备下次贴丝操作使用，循环往复，周而复始。贴丝在传送装置的传送作用下，太阳能电池片被输送到预定位置，当到达该预定位置时，太阳能电池片触发校准机装置17的升降装置16，该升降装置16上的平台面托起太阳能电池片上升，同时在校准装置17作用下校准太阳能电池片，太阳能电池片升至制定距离与已裹有浆料的导电丝结合，完成贴丝动作。在上述实施例中，本实用新型所述的方法还可以包括裁丝，当导电丝11完全贴合到电池片正面，即贴丝动作完成时，活动夹装置及固定夹装置均为闭合状态，裁丝机构6裁断固定夹装置与太阳能电池片之间的导电丝11，并在固定夹装置一侧预留丝头；裁丝完成后，活动夹装置张开，升降装置16下降，将太阳能电池片送回传送装置的传送带，之后，活动夹装置以张开状态回程靠拢固定夹装置，当活动夹装置紧靠固定夹装置时，其会夹紧预留的导电丝头，当夹紧预留丝头后，拉丝装置的该活动夹装置与固定夹装置可重复拉丝动作，以便下一次裹浆贴丝。根据本实用新型的所述方法，其还具有其他实施例，该实施例还包括丝头处理步骤，即在完成上述的裁丝过程后，太阳能电池片被传送回传送装置，传送装置输送已贴丝电池片进一步达到丝头处理装置，在丝头处理机构作用下，去除太阳能电池片两边缘的丝头，最终完成太阳能电池片正面电极的制作。本实用新型的上述方法的有益效果是使用该方法制作太阳能电池片正面电极， 通过调整导电丝直径以及裹浆机构，可有效降低栅线宽度，提高正面电极的高宽比，降低制作成本，提高转换效率。本实用新型并不限于上述特定实施例，在不背离本实用新型精神及其情况下，本领域的普通技术人员可根据本实用新型作出的改变和变形，都应属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
权利要求1.一种太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，该设备包括机架；供丝机构，所述供丝机构内包含有导电丝；拉丝机构，用于将所述导电丝从所述供丝机构中拉伸出；裹浆机构，用于将导电浆料裹覆在拉伸出的所述导电丝上；以及贴丝机构，用于将裹覆有导电浆料的所述导电丝粘贴到所述太阳能电池片上。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，还包括裁丝机构，用于在已贴丝的所述太阳能电池片一侧裁断所述导电丝。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，还包括丝头处理装置，利用所述丝头处理装置处理丝头使得在所述太阳能电池片在贴丝方向上的两侧边缘无所述导电丝伸出。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，还包括传送装置，所述传送装置用于将所述太阳能电池片传送到贴丝位置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，还包括张力机构，所述张力机构用于使所述导电丝处于张紧状态以便于在所述导电丝上裹覆导电浆料。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述传送装置为传送带装置，由传送带和定滑轮以及驱动电机组成。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，还包括分隔机构，所述分隔机构用于均匀地分隔拉伸出来的所述导电丝并能调整所述导电丝之间的间距。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述供丝机构为丝盒，所述丝盒内具有线盘，所述线盘内缠绕所述导电丝。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述裹浆机构包括能与所述导电丝接触的圆弧面和顶丝机构，所述顶丝机构用于将所述导电丝顶起从而所述导电丝能与所述圆弧面相切。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述拉丝机构包括固定夹装置和活动夹装置。
11.根据权利要求4所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述贴丝机构包括校准装置，所述校准装置内包括可以使其进行上升和下降的升降装置。
12.根据权利要求2所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述裁丝机构可以为裁刀或任何能将所述导电丝整齐切断的装置。
13.根据权利要求5所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述张力机构为高度可调整的圆柱形轴。
14.根据权利要求2所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述导电浆料可以为银浆或具有高导电性能的导电浆料。
15.根据权利要求8所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述导电丝的间距也可通过所述丝盒来进行调整。
16.根据权利要求10所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述固定夹装置和活动夹装置能在垂直方向上打开或闭合，所述活动夹装置可相对于所述固定夹装置在拉丝方向上往返运动。
17.根据权利要求11所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述升降装置位于所述传送装置的传送带之间的中间位置。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述传送装置用于传送所述太阳能电池片，所述校准装置用于在已裹覆有导电浆料的所述导电丝正下方将所述传送机构传送来的所述所述太阳能电池片与所述裹覆有导电浆料的导电丝对准固定，并利用其升降装置将校准的电池片上升与已裹覆有导电浆料的所述导电丝贴合。
19.根据权利要求8所述的太阳能电池片正面电极制作设备，其特征在于，所述导电丝可以为任何由具有高导电性能的材料制成的导电丝。
专利摘要一种太阳能电池片正面电极的制作设备，该制作设备包括机架、供丝机构、拉丝机构、裹浆机构以及贴丝机构。所述供丝机构提供导电丝，所述拉丝机构从所述供丝机构中拉伸出导电丝穿过裹浆机构，所述裹浆机构用于将所述导电丝裹覆导电浆料，所述贴丝机构将所述裹浆的导电丝贴合到太阳能电池片上，从而完成电池片正面电极的制作。本实用新型的制作设备的有益效果是使用该设备和方法制作电池片的正面电极，通过调整导电丝直径以及裹浆机构，可有效降低栅线宽度，提高正面电极的高宽比，降低制作成本，提高转换效率。
文档编号H01L31/18GK202839709SQ20122034150
公开日2013年3月27日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者武建康, 秋晨, 武宇涛, 马勇, 王磊 申请人:杭州塞利仕科技有限公司