一种全自动晶体硅太阳能电池质量测试机的制作方法

本发明涉及硅太阳能电池片技术，尤其涉及一种全自动晶体硅太阳能电池质量测试机，用于在光伏晶体硅电池片生产过程中检测硅片栅线印刷效果。

背景技术：

晶体硅太阳能电池上的栅线用于收集电流，是其重要组成部分之一。本行业检测晶体硅太阳能电池栅线印刷效果的传统方法是：人工用手将3M胶带直接按压粘黏在硅片的栅线上，然后再揭开胶带，观察栅线或背场上的浆料被胶带粘黏的情况，以此检测栅线是否印刷牢固。若硅片的栅线或背场上的浆料被胶带粘黏下来，即表明硅片栅线的印刷效果不好。

但是，上述手工检测方式存在着以下缺陷：

⑴人工用手将胶带粘黏在硅片上时，手难免与硅片接触，会造成待测硅片的污染。

⑵手工将胶带粘黏在硅片上，由于胶带很容易粘黏不均匀，如此，会造成检测结果失真。

⑶人工用手将胶带直接按压粘黏在硅片的栅线上，按压力度过大会造成硅片破碎或者产生裂纹。

⑷这种手工检测硅片的方式，不但劳动强度大，而且检测效率较低，费时费力。

鉴于以上手工检测方式所存在的缺陷，目前，业界迫切需要一种能够专门检测晶体硅太阳能电池栅线牢固程度的自动化设备。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低、确保硅片质量、检测结果准确、提高检测效率、降低劳动强度的全自动晶体硅太阳能电池质量测试机。

本发明的目的通过以下的技术措施来实现：一种全自动晶体硅太阳能电池质量测试机，其特征在于：包括机台、设于机台内的电控装置、与电控装置相连的驱动机构、设于机台顶面上用于承载待测硅片的检测台、胶带固定器、胶带压轮机构和切刀，在机台的顶面内侧边上设有沿横向延伸的安装板，在所述安装板上开有横向的长形通孔，所述检测台穿过该长形通孔，在所述机台的顶面内侧上开设有与机台内连通的横向长条孔，所述驱动机构通过所述长条孔与所述检测台的底面相连从而驱动检测台在机台上沿着横向运动，所述胶带固定器、切刀和胶带压轮机构均固定在所述安装板上且位于所述长形通孔的上方，所述胶带固定器主要由固定在安装板上的转轴和安装在转轴上用于放置胶带的转轮组成；所述胶带压轮机构包括可升降的压轮，所述压轮与检测台之间具有间隙且该间隙的高度可调以使压轮和待测硅片之间的距离可调；所述切刀位于所述转轮和压轮之间，所述切刀的刀刃朝向所述压轮的轮面；胶带绕接在压轮的轮面底部上，所述电控装置控制驱动机构驱动检测台运动，由压轮将胶带粘接在检测台边侧上，并在压轮的下压作用下使胶带粘黏在待测硅片的主栅线上，再驱动检测台反向运动而将胶带从待测硅片上撕除，切刀再将反折在其刀刃上的胶带裁断从而得到检测胶带。

本发明由电控装置控制驱动机构驱动承载有待测硅片的检测台在行程范围内往返运动，通过胶带压轮将胶带平铺粘贴在待测硅片的主栅线上，再自动返回将胶带撕下并裁断，之后观察检测胶带粘黏栅线或背场上的浆料的情况，完成栅线印刷牢固度的检测。因此，本发明可以实现对待测硅片栅线印刷效果的自动检测，不但检测结果准确，而且大大提高了检测效率，省时省力；另外，由于避免了人手与待测硅片的直接接触，因而不会造成硅片污染，压轮和待测硅片之间具有可上下浮动的间隙，在粘黏胶带时不会下压损伤硅片，确保了硅片的质量；还有，压轮在将胶带粘贴在待测硅片上时将胶带与硅片之间的气泡碾压出去，使得粘黏更为均匀，保证了检测结果的准确性；本发明结构简单、制造成本低，实用性强，适于广泛推广和适用。

作为本发明的一种实施方式，所述可升降的压轮包括采用弹性材质制成的压轮、动固定块、固定件、按压弹簧和静固定块，所述静固定块固定在所述安装板上，所述固定件向下穿过静固定块再套于所述按压弹簧中固定在所述动固定块上，即所述按压弹簧处于所述静固定块与动固定块之间，所述压轮可转动安装在所述动固定块上，通过升降动固定块带动压轮上移或下移，以使压轮和检测台之间的间隙可调。

作为本发明的一种改进，所述检测台的上表面上设有用于固定待测硅片的固定结构。

作为本发明的一种实施方式，所述固定结构包括至少一个压条和一对固定部件，所述固定部件包括固定件、弹簧和固定座，所述固定座安装在所述检测台的两侧，该对固定件穿过压条的两端并套于弹簧内固定在所述固定座上，通过调节固定件使弹簧压缩或伸长以调节压条下压待测硅片的松紧度。

作为本发明的进一步改进，在所述胶带固定器的转轮的后方设有防反转轮，所述防反转轮安装在所述转轴上且与所述转轮连接为一体，在所述防反转轮的轮面圆周上设有勾槽，所述勾槽沿着轮面的宽度方向设置且所述勾槽的槽口斜向下，在所述防反转轮的旁侧设有U型卡片，所述U形卡片朝上弯折成U形，所述U形卡片的一端固定在安装板上，另一端卡合在所述勾槽中以避免装有胶带的转轮发生反转，以使胶带和待测硅片能够更好的接触。

本发明还可以有以下改进，所述全自动晶体硅太阳能电池质量测试机还包括方位调节机构，所述方位调节机构主要由固定板、第一调节板和第二调节板组成，所述固定板固定在所述静固定块上，所述第一调节板和第二调节板垂直连接，所述固定板与第一调节板之间、第二调节板和安装板之间分别具有调节结构，通过所述调节结构实现所述压轮的纵向或者横向的方位调节。

作为本发明的一种实施方式，所述固定板与第一调节板之间的调节结构包括调节件和纵向的调节孔，所述调节孔位于其中一个板体上，调节件穿过所述调节孔固定在另一块板体上，所述调节件沿着调节孔移动并固定从而实现所述压轮的纵向的方位调节；所述第二调节板和安装板之间的调节结构包括调节件和横向的调节孔，所述调节孔位于其中一个板体上，调节件穿过所述调节孔固定在另一块板体上，所述调节件沿着调节孔移动并固定从而实现所述压轮的横向的方位调节。

作为本发明的一种优选实施方式，所述胶带为3M附着力测试胶带。是现有技术中检测硅片栅线牢固程度的专用测试胶带。

作为本发明的一种实施方式，所述驱动机构包括安装在机台内侧板上的伺服电机、同步传动带、横向的导轨、滑块、竖向的连接板、同步带轮、传感器和横向的传感器滑轨，所述伺服电机位于机台内的一端，所述同步带轮位于机台内的另一端，所述伺服电机的动力输出端和同步带轮通过同步传动带相连，所述连接板的上端连接在检测台的下表面上，所述导轨和滑块分别至少为一个，所述滑块固定在所述连接板上，且所述连接板通过滑块与所述导轨滑动连接，所述同步传动带与所述连接板相固定，使得伺服电机驱动同步传动带运动以带动连接板沿着导轨滑动从而带动检测台运动；所述传感器滑轨位于连接板的下方，所述传感器滑轨上滑动安装有传感器，所述传感器和所述伺服电机分别与所述电控装置相连，所述传感器沿传感器滑轨滑动至设定位置后固定以便调节传感器的位置，所述传感器感受检测台的运行位置并将位置信息传送至电控装置，由电控装置控制伺服电机驱动检测台运动，以使检测台在行程范围内往返运动。

本发明在所述机台的顶面上设有控制面板，所述控制面板具有触摸屏，所述控制面板与所述电控装置相连，所述电控装置自动调节检测台运行的速度或者在所述控制面板上由手动调节检测台运行的速度，检测台运行的速度包括检测台空载的速度、将胶带粘黏在待测硅片上时检测台的运行速度和将胶带从待测硅片上撕除时检测台的运行速度。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

⑴本发明可以实现对待测硅片栅线印刷效果的自动检测，不但检测结果准确，而且大大提高了检测效率，省时省力。

⑵本发明由于避免了人手与待测硅片的直接接触，因而，不会造成硅片污染，确保了硅片的质量。

⑶本发明的压轮在将胶带粘贴在待测硅片上时将胶带与硅片之间的气泡碾压出去，使得粘黏更为均匀，保证检测结果准确。

⑷本发明的压轮与待测硅片之间具有可上下浮动的间隙，在粘黏时不会损伤硅片，进一步保证了硅片的质量。

⑸本发明的防反转轮可以避免装有胶带的转轮发生反转，以使胶带和待测硅片能够更好的接触。

⑹本发明结构简单、制造成本低、实用性强，适于广泛推广和适用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的立体结构示意图之一；

图2是图1中A局部放大示意图；

图3是本发明的立体结构示意图之二；

图4是检测台的立体结构示意图之一；

图5是检测台的立体结构示意图之二。

具体实施方式

如图1～5所示，是本发明一种全自动晶体硅太阳能电池质量测试机，包括箱式机台1、设于机台1内的电控装置、与电控装置相连的驱动机构、设于机台1顶面上用于承载待测硅片的检测台2、胶带固定器3、胶带压轮机构4、切刀5和方位调节机构，在机台1的顶面上设有控制面板15，控制面板15具有触摸屏，控制面板15与电控装置相连，在机台1的顶面内侧边上设有沿横向延伸的安装板6，在安装板6上开有横向的长形通孔61，检测台2穿过该长形通孔61，在机台1的内侧上开设有与机台1内相通的横向长条孔11，驱动机构通过长条孔11与检测台2的底面相连从而驱动检测台2在机台上运动，胶带固定器3、切刀5和胶带压轮机构4均固定在安装板6上且位于长形通孔61的上方，胶带固定器3主要由固定在安装板6上的转轴31和安装在转轴31上用于放置胶带33的转轮32组成，在本实施例中，胶带33为3M附着力测试胶带，它是现有技术中检测硅片栅线牢固程度的专用测试胶带。胶带压轮机构4包括可升降的压轮，压轮41与检测台2之间具有间隙且该间隙的高度可调以使压轮41和待测硅片之间的距离可调；切刀5处于转轮32和压轮41之间，且切刀的刀刃朝向压轮41的轮面，在本实施例中，切刀5的刀刃为锯齿状；胶带绕接在压轮41的轮面底部上，电控装置控制驱动机构驱动检测台2运动，由压轮41将胶带粘接在检测台2边侧上，并在压轮41的下压作用下使胶带粘黏在待测硅片的主栅线上，再驱动检测台2反向运动而将胶带从待测硅片上撕除，切刀5再将反折在其刀刃上的胶带裁断从而得到检测胶带。

在本实施例中，可升降的压轮包括采用弹性材质制成的压轮41、动固定块42、固定件、按压弹簧和静固定块44，静固定块44固定在安装板6上，固定件采用螺杆45和螺母46，其中，螺杆45向下穿过静固定块44再套于按压弹簧中固定在动固定块42上，即按压弹簧处于动固定块42与静固定块44之间，压轮41可转动安装在动固定块42相连，通过升降动固定块42带动压轮41上移或者下移，以使压轮41和待测硅片之间的间隙可调，一般具有2～3mm上下浮动可调间隙，在将胶带粘黏在硅片上时不会损伤硅片。

在检测台2的上台面上设有用于固定待测硅片的固定结构。在本实施例中，固定结构包括一对压条25和固定部件，压条25主要由铝合金顶板和设于顶板下表面上的橡胶垫层组成，固定部件包括固定件、弹簧21和固定座22，固定座22安装在检测台2的两侧上，固定件采用螺杆23和螺母24，螺杆23穿过压条25的两端并套于弹簧21内固定在固定座22上，通过调节固定件使弹簧21压缩或伸长以调节压条下压硅片的松紧度。

在胶带固定器3的转轮的后方设有防反转轮7，防反转轮7安装在转轴31上且与转轮32连接为一体，在防反转轮7的轮面圆周上设有沿着轮面的宽度方向设置的勾槽71，勾槽71的槽口斜向下，在防反转轮7的旁侧设有U型卡片8，U形卡片8朝上弯折成U形，U形卡片8的一端固定在安装板6上，另一端向上卡合在勾槽71中以避免装有胶带的转轮32发生反转，以使胶带和待测硅片更好的接触。

在本实施例中，方位调节机构主要由固定板9、第一调节板10和第二调节板12组成，固定板9固定在静固定块44上，第一调节板10和第二调节板12垂直连接，固定板9与第一调节板10之间、第二调节板12和安装板6之间分别具有调节结构，通过调节结构实现压轮的纵向或者横向的方位调节。固定板9与第一调节板10之间的调节结构包括调节件和纵向的调节孔13，调节件具体采用螺栓和螺母，调节孔13位于第一调节板10上，螺栓穿过调节孔13由螺母固定在固定板9上，螺栓沿着调节孔移动并固定从而实现压轮的纵向的方位调节；第二调节板12和安装板6之间的调节结构包括调节件和横向的调节孔14，调节孔14位于安装板6上，调节件具体采用螺栓和螺母，螺栓穿过调节孔14固定在安装板6上，螺栓沿着调节孔14移动并由螺母固定从而实现压轮的横向的方位调节。

驱动机构包括安装在机台1内侧板上的伺服电机、同步传动带、横向的导轨、滑块、竖向的连接板、同步带轮、传感器和横向的传感器滑轨，伺服电机位于机台1内的一端，同步带轮位于机台1内的另一端，伺服电机的动力输出端和同步带轮通过同步传动带相连，连接板的上端连接在检测台2下表面上的底板16上，导轨和滑块分别为两个，滑块固定在连接板上，且连接板通过滑块与导轨滑动连接，同步传动带位于两个导轨之间，同步传动带与连接板相固定，使得伺服电机驱动同步传动带运动以带动连接板沿着导轨滑动从而带动检测台2运动；传感器滑轨位于连接板的下方，传感器滑轨上滑动安装有传感器，传感器和伺服电机分别与电控装置相连，传感器沿传感器滑轨滑动至设定位置后固定以便调节传感器的位置，传感器感受检测台的运行位置并将位置信息传送至电控装置，由电控装置控制检测台运动以使检测台在行程范围内往返运动。

电控装置自动调节检测台2运行的速度或者在控制面板15上由手动调节检测台2运行的速度，检测台2运行的速度包括检测台2空载的速度、将胶带粘黏在待测硅片上时检测台2的运行速度和将胶带从待测硅片上撕除时检测台2的运行速度。即具有三段速调整功能，可以调整空载的脉冲频率，粘黏时的脉冲频率和撕胶带时的脉冲频率，并设有自动手动调节功能；实现了设备多样化调节。

本发明的工作原理是：采用伺服电机带动承载有待测硅片的检测台在行程范围内往返运动，通过压轮将3M胶带平铺粘贴在待测硅片的主栅线上，到达右侧限位点后，自动往回将胶带撕除并裁断，从而进行栅线印刷的牢固度的检测。

本发明的工作过程是：

⑴打开电源将伺服电机回原点，设置伺服电机的脉冲和速度，试运行设备正常，方可进行待测硅片的测试；

⑵将3M胶带固定在胶带固定器，使安装有U型卡片控制的防反转轮不反转；

⑶将待测硅片放置在检测台上，通过铝合金衬橡胶压条将待测硅片固定在检测台上，进行硅片固定，启动运行按钮，伺服电机会高速到达中位传感器；

⑷伺服电机带动检测台从左侧向右侧运行时，在粘胶带前变成低速运行，临到达压轮时，将胶带从压轮底部粘到检测台的右侧边上，对胶带粘黏硅片检测的位置进行定位；

⑸通过胶带压轮机构将3M胶带粘黏在待测硅片上，在运行时压轮将把胶带下的气泡赶走，使胶带更均匀粘黏在硅片上；

⑹伺服电机到达行程限位后自动低速往回运动，胶带与硅片分离，通过锯齿刀切断胶带，分析检测胶带上是否有浆料粘黏，如果没有浆料粘黏在3M胶带上则说明印刷效果良好。

本发明对十块待测硅片的栅线印刷牢固度进行了检测，具体数据如下表1所示：

(表1)

上述一组实例结果表明：本发明可以分析出不同电池的粘黏情况，并且粘片和分离情况良好，无气泡和碎片产生。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明的驱动机构、可升降的压轮、用于固定待测硅片的固定结构、方位调节机构、调节结构等还具有其它的实施方式；因此本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。