專利名稱：一種晶體硅太陽能電池背面激光邊緣隔離的在線生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及晶體硅太陽能電池的生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及晶體硅太陽能電池邊緣隔離的生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種用于晶體硅太陽能電池背面激光邊緣隔離的在線生產(chǎn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
晶體硅太陽能電池在擴散制PN結(jié)工藝過程中，即使采用背靠背擴散，硅片的所有表面包括邊緣都將不可避免地擴散上磷。PN結(jié)的正面所收集到的光生電子會沿著邊緣擴散有磷的區(qū)域流到PN結(jié)的背面，從而造成短路。因此，必須對太陽能電池周邊的摻雜硅進行刻蝕，以去除電池邊緣的PN結(jié)。通常的做法是，采用晶體硅太陽能電池正面進行激光邊緣隔離的方法完成這一工藝。該方法技術(shù)成熟、可靠性高，但存在減少有效吸光面積，降低了電池的轉(zhuǎn)換效率的缺陷，同時產(chǎn)生的噴射物容易污染電池片表面。而對晶體硅太陽能電池背面進行激光邊緣刻蝕雖然可以提高轉(zhuǎn)化效率和消除噴射物的污染，但電池片燒結(jié)后易向背面發(fā)生翹曲，導致激光刻蝕時不易聚光；燒結(jié)后電池片正面朝上，對晶體硅太陽能背面刻蝕時不易實現(xiàn)在線生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有晶體硅背面激光邊緣隔離的生產(chǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)化效率不高，且電池片易受噴射物的污染的缺陷，本實用新型旨在提供一種晶體硅背面激光邊緣隔離的在線生產(chǎn)設(shè)備，該設(shè)備可以去除擴散后太陽能電池邊緣的PN結(jié)，提高晶體硅太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率， 并實現(xiàn)全自動的連續(xù)生產(chǎn)，減少中間環(huán)節(jié)。為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是所述晶體硅太陽能電池背面激光邊緣隔離的在線生產(chǎn)設(shè)備，包括設(shè)置在設(shè)備前端的進料位，設(shè)置在設(shè)備尾端的出料位， 和設(shè)置在設(shè)備中部的工作臺面；其結(jié)構(gòu)特點是，所述進料位和工作臺面之間設(shè)有將所述進料位的電池片翻轉(zhuǎn)后由傳送機構(gòu)傳送到工作臺面上的進料電池片翻片機構(gòu)，所述出料位和工作臺面之間設(shè)有將所述工作臺面的電池片翻轉(zhuǎn)后由傳送機構(gòu)傳送到出料位的出料電池片翻片機構(gòu)；所述工作臺面上方設(shè)有激光器，該激光器一側(cè)設(shè)有控制激光器對電池片進行背面刻蝕的激光頭掃描機構(gòu)，以及對電池片基體邊緣進行識別，并將識別的信號傳送給控制系統(tǒng)的視覺定位機構(gòu)。所述工作臺面下方設(shè)有真空吸附機構(gòu)，該真空吸附機構(gòu)為通過氣體管路和接頭與工作臺面連接的真空發(fā)生器，在所述工作臺面上分布了多個吸附孔，通過真空發(fā)生器產(chǎn)生的真空將輸送到工作臺面的電池片吸附在臺面上，減少電池片的翹曲。進一步地，所述傳送機構(gòu)為皮帶傳送機構(gòu)。所述進料電池片翻片機構(gòu)和工作臺面之間設(shè)有緩沖區(qū)。更進一步地，所述緩沖區(qū)下方優(yōu)選設(shè)置有擋點氣缸，采用氣缸運動限位自動調(diào)整
3電池片的位置。所述緩沖區(qū)下方安裝有控制皮帶傳送機構(gòu)皮帶傳送的傳感器。為了把上道工序產(chǎn)生的隱裂片檢測出來，所述進料位下方安裝有識別電池片是否存在隱裂的超聲波探傷檢測器。為了實現(xiàn)精確生產(chǎn)，所述在線生產(chǎn)設(shè)備還包括對每片電池片的運行方向進行矯正和定位的定位機構(gòu)，該定位機構(gòu)置于工作臺面上，并位于傳送機構(gòu)的傳送帶兩側(cè)；在進料位、進料電池片翻片機構(gòu)和出料電池片翻片機構(gòu)、出料位下方均安裝有控制皮帶傳送機構(gòu)皮帶傳送的傳感器。所述進料電池片翻片機構(gòu)和出料電池片翻片機構(gòu)的結(jié)構(gòu)為，包括通過聯(lián)軸器與電機輸出軸相聯(lián)的轉(zhuǎn)軸；在所述轉(zhuǎn)軸上周向設(shè)有多個可隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的用于安裝電池片的翻片單元，優(yōu)選為八個翻片單元；所述每個翻片單元為兩塊固定連接在一起的U形板，該兩塊U 形板之間形成的槽的壁面上設(shè)置有硅橡膠板；所述兩塊U形板底端通過一根U形板固定條裝在所述轉(zhuǎn)軸上。所述電池片的一端置于兩塊U形板之間形成的槽內(nèi)，另一端為自由端。所述進料電池片翻片機構(gòu)和出料電池片翻片機構(gòu)翻轉(zhuǎn)電池片的角度均為180度。籍由上述結(jié)構(gòu)，所述的出料位和進料位用于連接前一道工序和后一道工序，實現(xiàn)設(shè)備的自動化連續(xù)生產(chǎn)；所述進料電池片翻片機構(gòu)和出料電池片翻片機構(gòu)分別固定于進料位的后方和出料位的前方，通過控制伺服電機的旋轉(zhuǎn)，將輸送過來的電池片翻面，進料電池片翻片機構(gòu)將輸送來的正面朝上的電池片變成背面朝上的電池片，以實現(xiàn)背面激光刻蝕； 出料電池片翻片機構(gòu)將刻蝕完成的背面朝上的電池片變成正面朝上的電池片，以實現(xiàn)后道工序的自動連線生產(chǎn)。工作時，進料位傳感器識別到上道工序輸送來的電池片，皮帶傳送機構(gòu)將電池片輸送到進料電池片翻片機構(gòu)，翻片機構(gòu)將電池片由正面朝上變成背面朝上，再傳送到緩沖區(qū)，當工作臺面加工完畢后，電池片將傳送到工作臺面上，工作臺面將通過氣缸升起，將定位好的電池片吸附在工作臺面上，激光頭掃描機構(gòu)根據(jù)控制系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)對電池片背面的邊緣刻蝕一周，加工完成后，工作臺面下降，真空吸附解除，通過皮帶輸送到出料電池片翻片機構(gòu)，最后傳送到出料位。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有效效果是本實用新型去除了擴散后太陽能電池邊緣的PN結(jié)，顯著提高了晶體硅太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率，有效地減少了噴射物對電池片的污，實現(xiàn)了全自動的連續(xù)生產(chǎn)，減少了中間環(huán)節(jié)，且結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，方便操作。

圖1是本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本實用新型所述翻片單元的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中1-進料電池片翻片機構(gòu)；2-激光頭掃描機構(gòu)；3-視覺定位機構(gòu)；4-激光器；5-出料電池片翻片機構(gòu)；6-傳送機構(gòu)；7-進料位；8-工作臺面；9-傳感器；10-出料位；11-緩沖區(qū)；12-U形板固定條；13-U形板14-硅橡膠板；15-轉(zhuǎn)軸。
具體實施方式
一種晶體硅太陽能電池背面激光邊緣隔離的在線生產(chǎn)設(shè)備，見圖1 2所示，包括進料位7、進料電池片翻片機構(gòu)1、皮帶傳送機構(gòu)6、緩沖區(qū)11、工作臺面8、激光器4、激光頭掃描機構(gòu)2、視覺定位機構(gòu)3、真空吸附機構(gòu)、控制系統(tǒng)、出料電池片翻片機構(gòu)5和出料位10。 所述進料位7設(shè)置在設(shè)備前端，所述出料位10設(shè)置在設(shè)備尾端，工作臺面8設(shè)置在設(shè)備中部；所述進料位7和工作臺面8之間設(shè)有將所述進料位7的電池片翻轉(zhuǎn)后由傳送機構(gòu)傳送到工作臺面8上的進料電池片翻片機構(gòu)1，所述出料位10和工作臺面之間設(shè)有將所述工作臺面8的電池片翻轉(zhuǎn)后由傳送機構(gòu)傳送到出料位10的出料電池片翻片機構(gòu)5 ；所述進料電池片翻片機構(gòu)1和工作臺面8之間設(shè)有緩沖區(qū)11 ；所述緩沖區(qū)11下方設(shè)置有采用氣缸運動限位調(diào)整電池片位置的擋點氣缸。所述工作臺面8上方設(shè)有激光器4，該激光器4 一側(cè)設(shè)有控制激光器4對電池片進行背面刻蝕的激光頭掃描機構(gòu)2，以及對電池片基體邊緣進行識別，并將識別的信號傳送給控制系統(tǒng)的視覺定位機構(gòu)3。所述進料電池片翻片機構(gòu)1和出料電池片翻片機構(gòu)5的結(jié)構(gòu)為，包括通過聯(lián)軸器與電機輸出軸相聯(lián)的轉(zhuǎn)軸15，如圖3所示，在所述轉(zhuǎn)軸15上周向設(shè)有八個可隨轉(zhuǎn)軸15旋轉(zhuǎn)的用于安裝電池片的翻片單元；所述每個翻片單元為兩塊固定連接在一起的U形板13，該兩塊U形板13之間形成的槽的壁面上設(shè)置有硅橡膠板14 ；所述兩塊U形板13底端通過一根U形板固定條12裝在所述轉(zhuǎn)軸15上。由此，所述進料電池片翻片機構(gòu)和出料電池片翻片機構(gòu)翻轉(zhuǎn)電池片的角度均為180度，實現(xiàn)電池片的翻面。進料電池片翻片機構(gòu)1和出料電池片翻片機構(gòu)5的精密定位運動各由一臺伺服電機完成，該伺服電機為高精度、高速、低慣量伺服電機。進料電池片翻片機構(gòu)1伺服電機控制進料翻片裝置精確轉(zhuǎn)動，同時由編碼器提供反饋信息，形成閉環(huán)控制，實現(xiàn)既快速又精確的翻轉(zhuǎn)。為了把上道工序產(chǎn)生的隱裂片檢測出來，在進料位下方安裝一個超聲波探傷感應(yīng)器，當電池片到達其上方時，通過超聲波感應(yīng)器檢測其是否隱裂，可提高生產(chǎn)效率，降低成本。激光器4選用260nm 1065nm波長的激光，優(yōu)選為355nm、532nm、1064nm的激光，發(fā)射功率7W 50W。激光頭掃描機構(gòu)2由f- θ鏡等光路元件組成，控制激光頭對電池片進行背面激光刻蝕。傳送帶采用柔軟的皮帶，減少與電池片的接觸面積，避免損傷和污染電池片。 真空吸附機構(gòu)為通過氣體管路和接頭連接工作臺面的真空發(fā)生器，通過真空發(fā)生器產(chǎn)生的真空將輸送到工作臺面的電池片吸附在臺面上，減少電池片的翹曲，同時真空發(fā)生器通過電磁閥控制真空產(chǎn)生和破真空。視覺定位機構(gòu)3通過成像系統(tǒng)對基體邊緣進行識別，將識別到的信號連接到控制系統(tǒng)。在進料位7、緩沖區(qū)11、進料電池片翻片機構(gòu)1、出料電池片翻片機構(gòu)5、出料位8 下方均安裝了傳感器9，當該位置的電池片被傳送走后，下一電池片才會傳送過來，防止電池片重疊。緩沖區(qū)11下方設(shè)置擋點氣缸，采用氣缸運動限位自動調(diào)整電池片的位置，保證電池片準確運送到工作臺面上。工作時，進料位傳感器識別到上道工序輸送來的電池片，皮帶傳送機構(gòu)6將電池片輸送到進料電池片翻片機構(gòu)，進料電池片翻片機構(gòu)1將電池片由正面朝上變成背面朝上，再傳送到緩沖區(qū)11，電池片在進入工作臺面8之前，擋點氣缸自動調(diào)整電池片的位置，再通過皮帶輸送到工作臺面上，工作臺面8將通過氣缸升起，將定位好的電池片吸附在工作臺面8上，激光頭掃描機構(gòu)2根據(jù)控制系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)對電池片背面的邊緣刻蝕一周，加工完成后，工作臺面8下降，真空吸附解除，通過皮帶輸送到出料電池片翻片機構(gòu)5，最后傳送到出料位10。
權(quán)利要求1.一種晶體硅太陽能電池背面激光邊緣隔離的在線生產(chǎn)設(shè)備，包括設(shè)置在設(shè)備前端的進料位(7)，設(shè)置在設(shè)備尾端的出料位(10)，和設(shè)置在設(shè)備中部的工作臺面(8)；其特征是， 所述進料位(7)和工作臺面(8)之間設(shè)有將所述進料位(7)的電池片翻轉(zhuǎn)后由傳送機構(gòu)傳送到工作臺面⑶上的進料電池片翻片機構(gòu)(1)，所述出料位(10)和工作臺面之間設(shè)有將所述工作臺面(8)的電池片翻轉(zhuǎn)后由傳送機構(gòu)傳送到出料位(10)的出料電池片翻片機構(gòu) (5)；所述工作臺面(8)上方設(shè)有激光器，該激光器(4) 一側(cè)設(shè)有控制激光器(4)對電池片進行背面刻蝕的激光頭掃描機構(gòu)(2)，以及對電池片基體邊緣進行識別，并將識別的信號傳送給控制系統(tǒng)的視覺定位機構(gòu)(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的在線生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，所述工作臺面(8)下方設(shè)有真空吸附機構(gòu)，該真空吸附機構(gòu)為通過氣體管路和接頭與工作臺面(8)連接的真空發(fā)生器，在所述工作臺面(8)上分布了多個吸附孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的在線生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，所述傳送機構(gòu)為皮帶傳送機構(gòu)(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的在線生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，所述進料電池片翻片機構(gòu)(1)和工作臺面(8)之間設(shè)有緩沖區(qū)(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的在線生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，所述緩沖區(qū)(11)下方設(shè)置有采用氣缸運動限位調(diào)整電池片位置的擋點氣缸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的在線生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，所述緩沖區(qū)(11)下方安裝有控制皮帶傳送機構(gòu)(6)皮帶傳送的傳感器(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的在線生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，所述進料位(7)下方安裝有識別電池片是否存在隱裂的超聲波探傷檢測器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7之一的在線生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，還包括對每片電池片的運行方向進行矯正和定位的定位機構(gòu)，該定位機構(gòu)置于工作臺面(8)上，并位于傳送機構(gòu)的傳送帶兩側(cè)；在進料位(7)、進料電池片翻片機構(gòu)(1)和出料電池片翻片機構(gòu)(5)、出料位(10) 下方均安裝有控制皮帶傳送機構(gòu)(6)皮帶傳送的傳感器(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 7之一的在線生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，所述進料電池片翻片機構(gòu)(1) 和出料電池片翻片機構(gòu)(5)的結(jié)構(gòu)為，包括通過聯(lián)軸器與電機輸出軸相聯(lián)的轉(zhuǎn)軸(15)，在所述轉(zhuǎn)軸(15)上周向設(shè)有多個可隨轉(zhuǎn)軸(15)旋轉(zhuǎn)的用于安裝電池片的翻片單元；所述每個翻片單元為兩塊固定連接在一起的U形板(13)，該兩塊U形板(1 之間形成的槽的壁面上設(shè)置有硅橡膠板(14)；所述兩塊U形板(1 底端通過一根U形板固定條(1 裝在所述轉(zhuǎn)軸(15)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 7之一的在線生產(chǎn)設(shè)備，其特征是，所述進料電池片翻片機構(gòu) (1)和出料電池片翻片機構(gòu)(5)翻轉(zhuǎn)電池片的角度均為180度。
專利摘要本實用新型公開了一種晶體硅太陽能電池背面激光邊緣隔離的在線生產(chǎn)設(shè)備，屬于晶體硅太陽能電池的生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域。為了解決現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)化效率不高，且電池片易受噴射物的污染的問題，所述在線生產(chǎn)設(shè)備包括進料位、出料位，和工作臺面；所述進料位和工作臺面之間設(shè)有進料電池片翻片機構(gòu)，所述出料位和工作臺面之間設(shè)有出料電池片翻片機構(gòu)；所述工作臺面上方設(shè)有激光器，該激光器一側(cè)設(shè)有激光頭掃描機構(gòu)和視覺定位機構(gòu)。本實用新型去除了擴散后太陽能電池邊緣的PN結(jié)，顯著提高了晶體硅太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率，有效地減少了噴射物對電池片的污，實現(xiàn)了全自動的連續(xù)生產(chǎn)，減少了中間環(huán)節(jié)，且結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，方便操作。
文檔編號H01L31/18GK202185677SQ20112020120
公開日2012年4月11日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者萬喜新, 劉紅江, 王慧勇, 魏唯 申請人:湖南紅太陽光電科技有限公司