本发明涉及薄膜电池的制备领域，特别涉及一种对于薄膜电池中的次品、制备失败品进行回收再利用的薄膜电池返工方法及应用该方法的薄膜电池制程返工系统。
背景技术：
传统的薄膜电池，例如为薄膜太阳能电池的制作过程，首先是准备一玻璃基板，然后于该玻璃基板上沉积一层导电层，再在该导电层上面依次布设功能膜层及电极层，最后通过后续封装工艺完成一成品。
但在薄膜太阳能电池制作过程中往往会受到一些不确定因素的影响，导致制程失败，组件失效。通常来说就是形成功能层或者最后制成的电极层的步骤失败，最终就会造成整个薄膜电池失效，形成不良品或废品。一旦不良或废品的比例变高，整体的生产成本就会增加，影响生产企业的市场竞争力。
技术实现要素：
本发明提供了一种通过刮除薄膜电池上的失效膜层而仅保留基板及有效膜层并将其回收利用的薄膜电池返工方法及应用该方法的薄膜电池制程返工系统。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种薄膜电池返工方法，包括：
确定待返工的薄膜电池是否位于第一目标位置；
若是，发送驱动指令至驱动装置；
所述驱动装置根据所述驱动指令驱动所述机械刮刀刮除所述薄膜电池的失效膜层，而保留有效膜层及用于承载所述有效膜层的基板；
移动经所述机械刮刀刮除后的所述薄膜电池至第二目标位置。
作为优选，在所述发送驱动指令至驱动装置步骤之前还包括：
获取所述薄膜电池的状态参数信息，其中，所述状态参数信息至少包括所述失效膜层的材料信息、厚度信息中的至少一种；
根据所述状态参数信息确定所述驱动指令，其中，所述驱动指令至少包括所述机械刮刀的刮除深度信息。
作为优选，在所述发送驱动指令至驱动装置步骤之前还包括：
确定所述驱动装置的驱动方式信息；
根据所述驱动方式信息确定用于改变所述驱动装置的驱动速度和/或驱动力的条件参数信息；
根据所述条件参数信息确定所述驱动指令，其中，所述驱动指令至少包括所需的驱动速度信息、驱动力信息中的一种。
作为优选，在所述发送驱动指令至驱动装置步骤之前还包括：
获取输入的所述驱动指令。
作为优选，所述驱动装置根据所述驱动指令驱动所述机械刮刀刮除所述薄膜电池的失效膜层时，所述方法还包括：
获取所述机械刮刀施加在所述失效膜层上的刮除压力信息；
获取所述机械刮刀的刮除速度信息；
根据所述刮除压力信息和刮除速度信息确定用于调整所述驱动装置的驱动速度和驱动力的调整指令；
发送所述调整指令至所述驱动装置。
作为优选，所述驱动装置根据所述驱动指令驱动所述机械刮刀刮除所述薄膜电池的失效膜层时，所述方法还包括：
获取所述机械刮刀与所述薄膜电池间的加工角度信息；
根据所述加工角度信息确定用于调整所述驱动装置的驱动力的调整指令；
发送所述调整指令至所述驱动装置。
作为优选，所述驱动装置根据所述驱动指令驱动所述机械刮刀刮除所述薄膜电池的失效膜层时，所述方法还包括：
发送触发指令至用于收集经所述机械刮刀刮除的失效膜层及其残渣的除尘装置。
作为优选，所述移动所述薄膜电池至第二目标位置包括：
确定所述第二目标位置的位置信息；
根据所述位置信息控制传送装置将所述薄膜电池传送至所述第二目标位置，其中，所述第二目标位置为收集装置所在位置，或为薄膜电池的生产制备系统所在位置。
本申请实施例同时提供一种薄膜电池制程返工系统，其特征在于，包括：
机械刮刀；
驱动装置，用于驱动所述机械刮刀沿待返工的薄膜电池移动以将所述薄膜电池上的失效膜层刮除，而保留有效膜层及用于承载所述和有效膜层的基板，其中所述薄膜电池包括玻璃基板和由上至下依次布设于玻璃基板上的电极层、功能膜层(包括一种或多种膜层)、导电层；
传送装置，用于移动所述薄膜电池(3)至第一目标位置或移动经所述机械刮刀(1)刮除所述失效膜层后的所述薄膜电池(3)至第二目标位置；以及
控制装置，用于获取所述待返工的薄膜电池(3)的状态信息，并发送驱动指令至驱动装置(2)或是传送装置，以控制所述驱动装置(2)或是传送装置的运行，所述驱动指令是根据所述状态参数信息计算获得的。
作为优选，还包括：
除尘装置，其与所述机械刮刀(1)联动，用于收集经所述机械刮刀刮除的失效膜层及其残渣。
基于上述实施例的公开可以获知，本发明实施例具备如下的有益效果：
本发明公开的薄膜电池返工方法首先通过确定薄膜电池的位置是否在预设位置，只有处于预设位置时才会驱动驱动装置对薄膜电池的失效层进行刮除，保证刮除效果。而通过使用机械刮刀刮除失效层的方法，使得薄膜电池生产过程中产生的不良品或废品可以重新回收再利用，降低不良品及废品的比例，从而降低整体的生产成本。同时，在将薄膜电池处理完成后可根据用户需求将处理后的薄膜电池移动至预设的第二目标位置，整体过程流畅，效率高。另外，通过设置除尘装置使得失效膜层中对环境有污染的元素不会流入环境当中产生污染。。
应当理解，前面的一般描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是用于限制本公开。
本申请文件提供本公开中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，将结合附图对本发明的技术方案进行更为详细的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为本发明实施例中的薄膜电池返工方法的方法流程图。
图2为本发明实施例中的薄膜电池返工方法的方法流程图。
图3为本发明实施例中的薄膜电池返工方法的方法流程图。
图4为本发明实施例中的薄膜电池返工方法的方法流程图。
图5为本发明实施例中的薄膜电池返工方法的方法流程图。
图6为本发明实施例中的薄膜电池返工方法的方法流程图。
图7为本发明实施例提供的一种薄膜电池制程返工系统的结构示意图。
图8中为本发明实施例提供的一种薄膜电池返工系统示意图。
附图标记如下：
1-机械刮刀；2-驱动装置；3-薄膜电池；4-基体；5-夹持件；6-压力传感器；7-速度传感器；8-除尘管道；9-废料收集器；10-气泵。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。
下面，结合附图详细的说明本发明实施例。
如图1所示，本发明的实施例提供一种薄膜电池返工方法，包括步骤：
s1：确定待返工的薄膜电池是否位于第一目标位置；
s2：若是，发送驱动指令至驱动装置；
s3：驱动装置根据驱动指令驱动机械刮刀刮除薄膜电池的失效膜层，而保留有效膜层及用于承载失效膜层和有效膜层的基板；
s4：移动经机械刮刀刮除后的薄膜电池至第二目标位置。
采用该方法在刮除薄膜电池的失效膜层后同时又不会损伤薄膜电池的基底部分，同时保留了可被再利用的结构部分，故可将其收集并再次投入至生产制备环节中进行再次加工制备，以形成合格产品。本申请实施例中通过使用机械刮刀刮除薄膜电池失效膜层的方法，使得薄膜电池生产过程中产生的不良品或废品可以重新回收再利用，降低不良品及废品的比例，从而降低整体的生产成本。同时，通过设置除尘装置使得失效膜层中对环境有污染的元素不会流入环境当中产生污染，
具体地，在执行步骤s1：确定待返工的薄膜电池是否位于第一目标位置时，可通过例如安装重力感应器的方式、如设置用于在第一目标位置感测薄膜电池重力的重力传感器等方式而确定薄膜电池当前是否在第一目标位置，而该第一目标位置可认为是薄膜电池进行返工操作的操作点。
进一步地，如图2所示，上述步骤s2中的驱动指令的获取方式不唯一，以下结合不同的实施例进行详细描述：
实施例一：本申请实施例中获取驱动指令的方法包括：
获取薄膜电池的状态参数信息，其中，状态参数信息至少包括失效膜层的材料信息、厚度信息中的至少一种；
根据状态参数信息确定驱动指令，其中，驱动指令至少包括机械刮刀的刮除深度信息。
也即是，本实施例中需要预先获取待返工的薄膜电池的状态参数信息，以通过该参数信息获得例如该薄膜电池中包括哪些膜层、各膜层的材料信息、基板的材料信息、各膜层以及基板的厚度信息、哪些膜层为失效膜层、哪些膜层为有效膜层中的一个或多个信息，但至少需要包括失效膜层的材料信息、厚度信息中的至少一种。接着系统便可根据获取的信息而确定失效膜层相对有效膜层的位置，以及失效膜层的厚度，进而据此确定出机械刮刀所需要刮除的失效膜层的位置以及厚度，即，具体的相对薄膜电池表面的刮除深度信息，以避免机械刮刀刮除过量而损坏有效膜层，也避免机械刮刀刮除的不够彻底，留有残留物，保证机械刮刀的刮除效果。
进一步地，薄膜电池中的失效膜层可为一个也可为多个，同理有效膜层也可为一个或多个，具体数量不限，根据实际情况而定。当失效膜层为叠摞设置的多个，且其中还夹杂一个或多个有效膜层时，系统可视具体情况而将多个失效膜层和掺加在多个失效膜层中的有效膜层的厚度进行统计，以控制机械刮刀将其一同刮除，也可仅将部分失效膜层刮除，以保留有效膜层及其与基板间的失效膜层。
进一步地，在机械刮刀刮除失效膜层时，机械刮刀沿薄膜电池表面运行，与薄膜电池的表面呈一定角度，，以保证失效膜层的刮除效果，避免残留失效膜层，或损伤有效膜层。
实施例二：本申请实施例在获取驱动指令时可独立进行，也可基于实施例一进行，也即将本实施例中的方法与实施例一中的方法结合，具体执行方式不唯一，可视具体情况而定。具体地，本实施例中的方法包括：
确定驱动装置的驱动方式信息；
根据驱动方式信息确定用于改变驱动装置的驱动速度和/或驱动力的条件参数信息；
根据条件参数信息确定驱动指令，其中，驱动指令至少包括所需的驱动速度信息、驱动力信息中的一种。
本实施例中的上述方法意在通过不论是由用户输入的，还是系统主动获取的驱动装置的驱动方式信息而确定出驱动装置的种类及其完成驱动的条件因素，例如驱动装置为压力气缸，则其驱动方式即采用冲压的形式而推动活塞杆伸出或缩回，以此驱动机械刮刀移动。因此，压力气缸完成驱动以及输出的驱动力、控制活塞杆的伸缩速度等的条件因素即为冲入气缸内的气压量及充压速度。当系统获取到上述条件因素时，则根据该条件因素，如冲压量，而确定与驱动装置的驱动力及驱动速度。例如，可根据实施例一中获取的状态参数信息确定出适合机械刮刀的刮除速度后，可根据该刮除速度信息而确定出应向气压缸内以何种速度充压，且单位时间内的冲压量为多少才可使得气压缸的活塞杆能够以设定刮除速度带动机械刮刀同样以刮除速度移动。
实施例三：本申请实施例中获取驱动指令的方法不同于上述两个实施例，本实施例中获取的驱动指令是由用户输入的，系统获取驱动指令后便可根据该驱动指令进行相应响应。
进一步地，如图4所示，待加工的薄膜电池表面并不一定平整，因此机械刮刀在进行刮除操作时，会受各种不确定因素影响而使得机械刮刀并不一定能够始终按照预设要求进行刮除操作。为解决该技术问题，本实施例中的方法还包括：
获取机械刮刀施加在失效膜层上的刮除压力信息；
获取机械刮刀的刮除速度信息；
根据刮除压力信息和刮除速度信息确定用于调整驱动装置的驱动速度和驱动力的调整指令；
发送调整指令至驱动装置。
即，可实时或定时或在一预设时间阈值内获取机械刮刀的刮除速度和刮除压力信息，并根据该获取的信息而调整驱动装置的驱动速度，进而实现调整机械刮刀的刮除速度。在获取刮除速度和刮除压力信息时，可分别采用在机械刮刀上设置速度传感器和压力传感器实现主动采集，也可为用户采集上述信息后输入至系统中。
优选地，如图5所示，本实施例中的方法还包括：
获取机械刮刀与薄膜电池间的加工角度信息；
根据加工角度信息确定用于调整驱动装置的驱动力的调整指令；
发送调整指令至驱动装置。
该上述步骤的设置是为了避免机械刮刀因薄膜表面不够平整，而致使机械刮刀的刮除角度发生偏移，导致机械刮刀在按照偏移后的角度进行刮除操作时易误刮损有效膜层，或不能彻底刮除有效膜层，影响后续薄膜电池的利用。上述加工角度信息的获取可由系统通过设置角度传感器而主动采集，也可由用户采集后输入至系统中，具体方法不限。
进一步地，如图5所示，本申请实施例中的方法还包括：
发送触发指令至用于收集经机械刮刀刮除的失效膜层及其残渣的除尘装置。
具体使用时，系统在控制机械刮刀开始进行刮除操作时便发送触发指令至除尘装置，使其运行，以收集失效膜层的残渣；也可检测失效膜层刮除后的状态或其残渣是否到达一定阈值时再发送触发指令至除尘装置，使除尘装置运行以收集残渣；再或者，也可根据用户指令而发送触发指令至除尘装置。也即，触发指令的发送时间不定，可根据实际需要而定。
进一步地，如图6所示，本实施例中步骤s4：移动薄膜电池至第二目标位置在被执行时，包括：
确定第二目标位置的位置信息；
根据位置信息控制传送装置将薄膜电池传送至第二目标位置，其中，第二目标位置为收集装置所在位置，或为薄膜电池的生产制备系统所在位置。
也就是，系统在例如根据用户的预设指令等而确定第二目标位置的位置信息后便可根据该第二目标位置的位置信息而控制传送装置将当前处于第一位置的已完成处理的薄膜电池传送至第二目标位置。同时，系统还可在传送装置将完成处理的薄膜电池移离第一目标位置后，控制传送装置将下一个待处理的薄膜电池传送至第一目标位置。
如图7和图8所示，本发明的实施例提供一种薄膜电池的制程返工系统，其包括：
机械刮刀1；
驱动装置2，用于驱动机械刮刀1沿待返工的薄膜电池3移动以将薄膜电池3上的失效膜层刮除，而保留有效膜层及用于承载失效膜层和有效膜层的基板；
传送装置，用于移动薄膜电池3至第一目标位置或移动经机械刮刀1刮除失效膜层后的薄膜电池3至第二目标位置；以及
控制装置，用于获取待返工的薄膜电池3的状态信息，并发送驱动指令至驱动装置2或是传送装置，以控制驱动装置2或是传送装置的运行，驱动指令是根据状态参数信息计算获得的。
本申请实施例中的待返工的薄膜电池3由于被刮除失效膜层后仅保留了可被再利用的结构部分，故可将其再次投入至生产制备环节中进行再次加工制备，以形成合格产品。本申请实施例中通过使用机械刮刀1刮除薄膜电池3失效膜层的方法，使得薄膜电池3生产过程中产生的不良品或废品可以重新回收再利用，降低不良品及废品的比例，从而降低整体的生产成本。
而，由于在进行刮除操作时可能会产生大量例如粉尘、薄膜碎片等废料，为了不影响操作人员正常操作，同时避免对环境产生污染。本申请实施例中的薄膜电池的制程返工系统还包括除尘装置，其与机械刮刀相连，同时与控制装置通信连接，以用于在控制装置的控制下而启动以收集被机械刮刀刮除的失效膜层及其残渣，例如刮除时产生的失效膜层的残片及粉尘等。通过设置除尘装置使得失效膜层中对环境有污染的元素不会流入环境当中产生污染。
进一步地，薄膜电池3中的失效膜层可为一个也可为多个，同理有效膜层也可为一个或多个，具体数量不限，根据实际情况而定。当失效膜层为叠摞设置的多个，且其中还夹杂一个或多个有效膜层时，控制装置或用户可视具体情况而令机械刮刀1将多个失效膜层和掺加在多个失效膜层中的有效膜层一同刮除，也可仅将部分失效膜层刮除，以保留有效膜层及其与基板间的失效膜层。例如以薄膜电池3为铜铟镓硒薄膜太阳能电池(当然也可为其他薄膜电池3，例如碲化镉，非晶硅及各类玻璃基薄膜太阳能电池等)，其包括玻璃基板和由上至下依次布设于玻璃基板上的电极层、功能膜层(包括一种或多种膜层)、导电层，其中若电极层和功能膜层损坏，则成为失效膜层，导电层若无损坏，则成为有效膜层，当对该电池进行处理时，可使机械刮刀1将电极层和功能膜层进行刮除，而保留导电层及玻璃基板进行回收利用。
进一步地，在机械刮刀1刮除失效膜层时，机械刮刀1需紧贴薄膜电池3表面运行，以保证失效膜层的刮除效果，避免残留失效膜层，或损伤有效膜层。为实现该技术效果，继续结合图1所示，本实施例中的薄膜电池3制程返工系统还包括夹持装置，该夹持装置用于夹持机械刮刀1使机械刮刀1与薄膜电池3的基板(例如为玻璃基板)保持平行。
具体地，该夹持装置包括基体4和与基体4相连并能够相对基体4万向转动的夹持件5，机械刮刀1与夹持件5相连，故机械刮刀1便可相对基体4万向转动。其中，万向转动的实现方式并不唯一，也即，能够实现夹持件5及机械刮刀1相对基体4万向转动的结构并不唯一。例如，通过在夹持件5上设置球型的第一连接头，同时在基体4上对应设置能够至少容置部分第一连接头并允许第一连接头相对基体4万向转动的第二连接头等，具体可在第二连接头上设置与第一连接头外形匹配的圆底凹槽等。将基体4与夹持件5间采用该种连接方式，可使得机械刮刀1能够随着基板的表面的平整度进行位置调整，如当机械刮刀1经过基板表面凹凸不平的地方时能够适应性地产生上下波动，使机械刮刀1始终沿膜层表面运行，进而保证能将该失效膜层完整刮除掉，同时又不会损伤有效膜层。另外，为了使得失效膜层的刮除效果更佳，机械刮刀1的刃部的宽度优选为4mm-10mm，当然也可超过10mm，例如11mm、12mm等。但若当机械刮刀1同时被用于高温镀膜时，其刃部不可过宽，否则可能会因高温镀膜过程而对薄膜电池3的基板带来弯曲变形的影响。
进一步地，本实施例中的驱动装置2本驱动气缸，其伸缩杆通过与夹持装置中的基体4相连，以通过驱动夹持装置的基体4而带动机械刮刀1移动。
控制装置包括用于接收用户的输入信息并根据输入信息向驱动装置2输出指令信息以控制驱动装置2运行的控制器。例如，控制器可为控制面板，具有触控屏，用户可通过触控屏输入机械刮刀1的操作要求、工艺参数以及失效膜层的基本参数(如材料、厚度)等，具体可为机械刮刀1在操作时与失效膜层间的接触压力及角度、机械刮刀1的移动速度、失效膜层和有效膜层及基板的硬度及材质等参数，使控制器根据用户输入的信息而控制驱动装置2的运行。或控制器即为一台计算机或由多台计算机形成的控制系统，其可通过远程控制驱动装置2的运行。或者，控制装置也可包含其他信息采集装置，以通过主动采集上述信息而自动确定出驱动策略，该驱动策略包括应向驱动气缸以何种流速进行充压，充压量为多少，以保证其以预设速度驱动机械刮刀1移动。
进一步地，本实施例中的控制装置还包括设于机械刮刀1上用于感测机械刮刀1的刮除压力的压力传感器6、用于感测机械刮刀1刮除速度的速度传感器7以及用于检测机械刮刀1与薄膜电池3间的加工角度的角度传感器。该压力传感器6、速度传感器7以及角度传感器均与控制器通信连接，以将检测到的压力信息、速度信息以及角度信息传输至控制器中，使控制器根据该信息控制驱动装置2的驱动压力以及驱动速度，确保机械刮刀1在刮除失效膜层时，其操作压力控制在5n-20n之间，移动速度控制在150mm/s-200mm/s之间，加工角度控制在50°-70°之间。上述各参数的具体数值不唯一，需要具体结合失效膜层、有效膜层、基板的材质、硬度、厚度而定，且各参数之间也具有一定制约性，例如机械刮刀1的移动速度就需要同时结合操作压力及加工角度而定。
进一步地，本实施例中的回收装置依次包括除尘管道8、气泵10和与气泵10相连的废料收集器9，除尘管道8与机械刮刀1和/或夹持装置相连以能够随机械刮刀1同步移动。除尘管道8的入口端与机械刮刀1的刃部紧密相邻，以在除尘管道8跟随机械刮刀1移动时，被刮除的失效膜层的残片及粉尘便经除尘管道8的入口端吸入至除尘管道8中，再经除尘管道8送入至废料收集器9中，使得机械刮刀1的操作全程不会产生大量烟尘等有害物质，且机械刮刀1完工后无需对操作环境进行单独清扫。而废料收集器9中收集的粉尘及失效膜层的残片等可根据需要而送至专门的材料回收机构进行回收再利用。例如将膜层中污染环境的重金属元素以及贵金属元素回收再利用，减少资源的浪费。
优选地，本实施例中的传送装置与控制装置通信连接，同时可与第二目标位置所在地相连，例如可与薄膜电池3的制备系统相连。以传送装置为传送带装置为例，其与薄膜电池3的制备系统相连，以在控制装置的控制下接收制备失败的薄膜电池3，同时将经机械刮刀1处理后的薄膜电池3回传至薄膜电池3的制备系统中进行再次加工。当然也可接收检验后不合格的薄膜电池3产品进入薄膜电池3制程返工系统中进行处理。也即，经本实施例的返工系统处理后的薄膜电池3可被回传至制备系统中的相应环节中进行正常工艺生产，一定程度上为薄膜电池3生产性企业降低了电池生产成本，为企业带来了可观的经济效益。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。