专利名称：一种线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺。
背景技术：
太阳能具有清洁、无资源地域限制、对人类来说永无枯竭等优良特性，越来越受到人们的青睐，其中太阳能光伏利用即太阳光通过光伏器件直接转换成电能的技术尤其引人注目。目前，国内光伏太阳电池组件的生产工艺过程，包括对普通晶硅太阳电池片的分档测试，电池片的单片焊接和串焊，叠层，层压固化以及铝合金边框的组装。整个工艺过程中所用的晶体硅电池片由于价格比较昂贵，使用量比较大，因此最终生产出的光伏太阳电池组件成本较高，致使现阶段光伏发电的发电成本较常规发电成本高出数倍，因此限制了光伏发电技术的规模化应用，制约了整个行业的发展。因此，能够在保证太阳能光伏利用的情况下，有效减少普通光伏组件的电池片用量，从而降低光伏组件生产成本已成为重要的研究方向，在现有的太阳电池组件的生产工艺中，采用将太阳电池片进行切割后，通过聚光的原理，利用聚光玻璃面板将太阳光汇聚到切割后的各条状太阳电池上，为了保证条状太阳电池能够充分接收聚光玻璃面板汇聚的太阳光，故在太阳电池组件的生产中，对于条状太阳电池与聚光玻璃面板中聚光曲面的对齐则显得十分重要。
发明内容
本发明的目的在于:针对上述存在的问题，提供一种在线性聚光组件生产中，能够精确地将条状太阳电池中心与线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面中心对齐重合的太阳电池对位工艺。本发明的技术方案是这样实现的:一种线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，所述线性聚光组件生产工艺包括以下步骤:电池片分档测试、电池片切割形成条状太阳电池、条状电池焊接形成格栅电池片、格栅电池片的串联焊接形成电池串、层叠、检查及测试，其特征在于:在所述层叠过程中，先将线聚光玻璃面板放好后，再在线聚光玻璃面板上敷设一层电池密封材料，然后放电池串并采用定位设备将电池串中各条状太阳电池的中心与线聚光玻璃面板上各线型聚光曲面的光学结构中心对齐，对位完成后，再依次敷设一层电池密封材料以及背板材料。本发明所述的线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，其所述线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构中心通过两个位置感应器进行识别，所述位置感应器沿着线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构面作运动判断线型聚光曲面的最高点，然后判断出线型聚光曲面的中心线，条状太阳电池通过条状电池位置移动装置进行前后、左右或旋转动作，条状电池位置移动装置根据位置感应器所识别出来的线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的中心位置，根据偏差值作相应的动作，对条状太阳电池进行位置修正，使其中心与线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构中心对齐。
本发明所述的线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，其所述线聚光玻璃面板将接收到的太阳光线汇聚后投射到所述电池串上，所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度不大于所述电池串中各条状太阳电池的宽度，或所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度不小于所述电池串中各条状太阳电池的宽度。
本发明所述的线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，其所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度与所述电池串中各条状太阳电池的宽度一致，所述相邻两个条状太阳电池之间的间距与相邻线型聚光曲面形成的线型聚光光线之间的间距一致。
本发明所述的线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，其所述格栅状电池片中各条状太阳电池上表面接收面在同一平面上，所述电池串中各格栅状电池片上表面形成的接收面在同一平面上，所述各电池串上表面形成的接收面在同一平面上。
本发明通过两个位置感应器对线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的中心位置的识别以及条状电池位置移动装置对条状太阳电池前后、左右或旋转动作的控制，精确地使条状太阳电池中心与线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面中心对齐重合，在使用中，使条状太阳电池能够充分接收到线聚光玻璃面板中相应线型聚光曲面所汇聚的太阳光，有效保证了太阳电池的利用。
图1是将线聚光玻璃面板与电池串中各条状太阳电池对齐的定位设备。
图2是对齐的判定识别流程图。
图3是格栅状电池片的结构示意图。
图4是电池串的结构示意图。
图5是线聚光玻璃面板的结构示意图。
图6和图7是根据A X的不同取值得到的透镜聚光折射面的截面轮廓图。
图中标记:1为条状太阳电池，2为互联条，3为格栅状电池片，4为电池串，5为线聚光玻璃面板，6为位置感应器，7为条状电池位置移动装置，8为入射光线，9为垂直中轴。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，所述线性聚光组件生产工艺包括以下步骤: a)、电池片分档测试，对已经进行功率分档后的电池片依据其最大功率输出时的电流值进行分档。
b)、电池片切割，采用激光或金刚石沿垂直于电池片主栅线的方向将晶体硅太阳电池进行切割处理，形成条状太阳电池。
C)、条状电池焊接，将若干切割成条状的太阳电池按一定间距进行排列，并用互联条8对其进行电学连接，形成格栅状电池片3，如图3所示。
d)、格栅电池片的串联焊接，将若干经过步骤c)形成的格栅状电池片9按一定间距排列并焊接起来，形成电池串4，如图4所示。
e)、层叠，依次将线聚光玻璃面板、电池密封材料、电池串、电池密封材料以及背板材料层叠起来，通过汇流带将不同格栅状的电池串进行电气连接。其中，先将线聚光玻璃面板放好后，再在线聚光玻璃面板上敷设一层电池密封材料，然后放电池串并采用定位设备将电池串中各条状太阳电池的中心与线聚光玻璃面板上各线型聚光曲面的光学结构中心对齐，对位完成后，再依次敷设一层电池密封材料以及背板材料。如图1所示，所述线聚光玻璃面板5上线型聚光曲面的光学结构中心通过两个位置感应器6进行识别，所述位置感应器6沿着线聚光玻璃面板5上线型聚光曲面的光学结构面作运动判断线型聚光曲面的最高点，然后判断出线型聚光曲面的中心线，条状太阳电池I通过条状电池位置移动装置7进行前后、左右或旋转动作，条状电池位置移动装置7根据位置感应器6所识别出来的线聚光玻璃面板5上线型聚光曲面的中心位置，根据偏差值作相应的动作，对条状太阳电池进行位置修正，使其中心与线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构中心对齐；所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度与所述电池串中各条状太阳电池的宽度一致，所述相邻两个条状太阳电池之间的间距与相邻线型聚光曲面形成的线型聚光光线之间的间距一致；所述格栅状电池片中各条状太阳电池上表面接收面在同一平面上，所述电池串中各格栅状电池片上表面形成的接收面在同一平面上，所述各电池串上表面形成的接收面在同一平面上。如图2所示为用于将线聚光玻璃面板与电池串中各条状太阳电池对齐的判定识别流程图。
其中，如图5所示，所述线聚光玻璃面板上端面为透镜聚光折射面，其下端面为平整面，所述透镜横向延伸呈长条状，所述线聚光玻璃面板能够将相互平行的入射光线折射到设置于线聚光玻璃面板下方的格栅状电池片上从而形成线型聚光光线，若其中任意一条入射光线8和所述透镜聚光折射面的接触点与该线聚光玻璃面板上对应透镜垂直中轴9之间的垂直距离为X，该入射光线8经透镜折射到对应条状太阳电池上后形成的投影点与所述线型聚光光线长度方向中心线的垂直距离为m，所述透镜聚光折射面边缘到垂直中轴9的垂直距离为a，经所述透镜聚光折射面边缘折射的入射光线在电池接收板上的投影点与所述线型聚光光线长度方向中心线的垂直距离为b，则该透镜满足的条件为x/m=a/b，其中，所述该入射光线8的入射点与透镜聚光折射面两侧边缘构成的垂直面与所述线型聚光光线长度方向中心线垂直，该垂直面上部为透镜聚光折射面的轮廓形状，所述入射光线8经过透镜聚光折射面时的入射角为β，折射角力该入射光线8经折射后的光线与条状太阳电池的夹角为α，所述透镜聚光折射面边缘与条状太阳电池的垂直距离为h，在该垂直面中，由垂直中轴9以及透镜聚光折射面两侧边缘连线构成平面坐标系，以透镜聚光折射面两侧边缘连线中点为坐标原点，该垂直面上部的透镜聚光折射面的轮廓形状在所述平面坐标系中的曲线方程，由以下公式得出:公式1:x/m=a/b, x=a_N* A x,其中Δ χ是一个在X轴方向上很小的距离，N示这个小间距的个数；
公式 2 Iyn=Yn-!+ Δ x*tan β ；
公式 3:tan α = (h+yn) / (a_m), m=b_P A x*b/a ；
公式4:sin β =n*sin ,其中系数n为透镜折射率；
公式 5:<1_5+3 = 31/2，即 ￠ = ( α+β ) - Ji /2 ；
公式 6:sin^=n*sin[ ( α+β ) - τι / 2 ] = η * [-cos ( α + β ) ]=η*(sin α 氺sin β —cos α 氺cos β )；
公式 7:tan β =η 氺 cos α / (n* sin α—I);
其中，a、b、h、n、Λ χ为已知,且ypO,变量x为所述透镜聚光折射面上任意一点与该垂直面上垂直中轴之间的横向距离，变量y为该点与透镜聚光折射面两侧边缘所在的平面之间的纵向距离。所述透镜聚光折射面边缘到垂直中轴9的垂直距离a以及经所述透镜聚光折射面边缘折射的入射光线在条状太阳电池的投影点与所述线型聚光光线长度方向中心线的垂直距离b，其满足以下条件:1 < a/b ≤ 10时，效果最好，这是一个优选值，不是硬性条件。其中，所述透镜聚光折射面在垂直面上的轮廓形状为具有多边形的结构，随着A χ取值变小，透镜聚光折射面的多边形边数越多，直至构成圆滑的线型弧形聚光曲面。例如:当入口条件分别为:a=3,b=0.5,h=7.5,n=l.51893时;若么x=3,可计算得到2个点，坐标分别为(3，O )和(O，3.267658 )，在得到的点关于y轴对称得到的整个曲面则为如图6所示的形状。若& X=L 5，可计算得到3个点，坐标分别为(3，0)、(1.5，1.633829)和(0，
2.245685)，在得到的点关于y轴对称得到的整个曲面则为如图7所示的形状。以此类推，可以得到各种边形的多边形结构透镜聚光折射面，其中，Δ χ应满足的条件为a/ Λ x=M, M为任意一个整数，当Δ χ足够小的时候，我们就得到了一个平滑的线型弧形聚光曲面，且为了得到尽可能高的透过率，我们的A χ—般都会非常小，同时为了便于模型建立及满足加工要求，一般我们取2000 < a/ Δ χ < 10000。f)、检查及测试，对层叠后的线聚光组件进行外观检查，然后进行EL测试，最后进行后续工序。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，所述线性聚光组件生产工艺包括以下步骤:电池片分档测试、电池片切割形成条状太阳电池、条状电池焊接形成格栅电池片、格栅电池片的串联焊接形成电池串、层叠、检查及测试，其特征在于:在所述层叠过程中，先将线聚光玻璃面板放好后，再在线聚光玻璃面板上敷设一层电池密封材料，然后放电池串并采用定位设备将电池串中各条状太阳电池的中心与线聚光玻璃面板上各线型聚光曲面的光学结构中心对齐，对位完成后，再依次敷设一层电池密封材料以及背板材料。
2.根据权利要求1所述的线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，其特征在于:所述线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构中心通过两个位置感应器进行识别，所述位置感应器沿着线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构面作运动判断线型聚光曲面的最高点，然后判断出线型聚光曲面的中心线，条状太阳电池通过条状电池位置移动装置进行前后、左右或旋转动作，条状电池位置移动装置根据位置感应器所识别出来的线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的中心位置，根据偏差值作相应的动作，对条状太阳电池进行位置修正，使其中心与线聚光玻璃面板上线型聚光曲面的光学结构中心对齐。
3.根据权利要求2所述的线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，其特征在于:所述线聚光玻璃面板将接收到的太阳光线汇聚后投射到所述电池串上，所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度不大于所述电池串中各条状太阳电池的宽度，或所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度不小于所述电池串中各条状太阳电池的宽度。
4.根据权利要求3所述的线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，其特征在于:所述线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面汇聚太阳光后形成的线型聚光光线宽度与所述电池串中各条状太阳电池的宽度一致，所述相邻两个条状太阳电池之间的间距与相邻线型聚光曲面形成的线型聚光光线之间的间距一致。
5.根据权利要求4所述的线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，其特征在于:所述格栅状电池片中各条状太阳电池上表面接收面在同一平面上，所述电池串中各格栅状电池片上表面形成的接收面在同一平面上，所述各电池串上表面形成的接收面在同一平面上。
全文摘要
本发明公开了一种线性聚光组件生产中太阳电池的对位工艺，所述线性聚光组件生产工艺包括电池片分档测试、电池片切割形成条状太阳电池、条状电池焊接形成格栅电池片、格栅电池片的串联焊接形成电池串、层叠、检查及测试，在所述层叠过程中，先将线聚光玻璃面板放好后，再在线聚光玻璃面板上敷设一层电池密封材料，然后放电池串并采用定位设备将电池串中各条状太阳电池的中心与线聚光玻璃面板上各线型聚光曲面的光学结构中心对齐，对位完成后，再依次敷设一层电池密封材料以及背板材料。本发明精确地将条状太阳电池中心与线聚光玻璃面板中各线型聚光曲面中心对齐重合，使条状太阳电池充分接收线聚光玻璃面板汇聚的太阳光，保证了太阳电池的利用。
文档编号H01L31/18GK103165751SQ20131008639
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者黄忠, 李少春 申请人:四川中汉太阳能电力有限公司