CN115318542B - 一种太阳能电池的湿膜涂覆装备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，它包括输送装置、滚涂装置和给液装置，所述滚涂装置包括涂覆辊、挤压组件和加液组件，还包括自动控制单元，连接所述挤压组件和给液装置，用以控制所述挤压组件和给液装置的工作状态；所述自动控制单元包括PLC控制器模块，分别连接所述挤压组件和给液装置，用以控制所述挤压组件对涂覆辊的挤压强度和所述给液装置的给液流量；监控模块，与PLC控制器模块连接，用以向PLC控制器模块反馈工作信号。本发明提供的湿膜涂覆装备，可以自动控制挤压辊的挤压力度和滴加装置的供液流量，达到均匀滚涂的目的，提升湿膜膜层的涂覆均匀性，减轻工作人员的劳动强度，消除安全隐患。

Description

一种太阳能电池的湿膜涂覆装备
技术领域
本发明涉及太阳能电池的工艺生产技术领域，具体涉及一种太阳能电池的湿膜涂覆装备。
背景技术
太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，太阳能电池只要受一定亮度的光照射，就能够输出电压，人们可以通过其输出的电压用于日常使用，也可以用于储存。
在太阳能电池芯片的制备工艺中，需要涂覆湿膜材料进行化学反应或物理变化，例如湿膜材料可以是光刻胶水溶液或者氯化铜水溶液，其作用是填充在太阳能电池的激光刻线内，使子电池之间相互绝缘和进行铜离子的扩散，消除太阳能电池中的势垒作用，优化电池的欧姆接触。湿膜膜层作为太阳能电池重要的缓冲层，其涂覆方式目前主要为滚涂方式，通过向海绵辊上滴加湿膜溶液，依靠海绵辊与太阳能电池玻璃基板的挤压接触达到涂覆的目的。
目前最优的技术为通过隔膜泵从溶液罐中抽送湿膜溶液到滴加装置中，滴加装置将湿膜溶液滴入挤压辊和海绵辊之间的沟缝内，通过挤压辊和海绵辊的同步反向旋转，挤压辊对海绵辊进行挤压，使海绵辊吸收湿膜溶液，然后再通过海绵辊与太阳能电池玻璃基板的挤压接触将湿膜溶液涂覆在玻璃基板的薄膜沉积物上面。挤压辊对海绵辊的挤压力可以调节，从而使海绵辊能够挤出多余的溶液。由于挤压辊和海绵辊之间的沟缝中的溶液不足会导致海绵辊发生结晶、析晶现象，造成基板涂覆不良和损坏海绵辊；溶液过多会导致海绵辊侧边漏液，造成芯片受光面污染的外观不良，因此需要对沟缝内的溶液量进行控制。目前对于挤压辊和海绵辊的沟缝内的湿膜溶液量是通过手动调节滴加装置流量来进行控制的，这需要生产工人时刻关注涂覆效果并随时进行设备调整，不仅极大的增加了工作人员的工作量，而且人工调节滴加装置流量存在极大的安全隐患，严重威胁工作人员的人身安全。
由于海绵辊的长度是与太阳能电池的尺寸匹配的，当太阳能电池尺寸偏大时，所使用的海绵辊的长度也会较长，而过长的海绵辊会导致海绵辊上的锁液区域不均匀、海绵辊与挤压辊之间的挤压压力不均等，从而造成基板的涂覆量不均匀，滚涂后的湿膜膜层均匀性差、质量差，达不到要求，同时可能导致海绵辊两端产生漏液现象，从而污染基板受光面，造成电池的外观不良，不良成本上升，转换效率下降，同时需要人员及时去清理海绵辊的漏液，给生产带来诸多不确定性因素。
发明内容
针对上述背景技术中提出的问题，本申请的目的在于提供一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，可以自动控制挤压辊的挤压力度和滴加装置的供液流量，达到均匀滚涂的目的，提升湿膜膜层的涂覆均匀性，减轻工作人员的劳动强度，消除安全隐患。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，包括用于输送电池基板的输送装置、用于对电池基板涂覆湿膜溶液的滚涂装置和用于对滚涂装置提供湿膜溶液的给液装置，滚涂装置设置在输送装置上方，所述滚涂装置包括涂覆辊、挤压组件和加液组件，所述涂覆辊与所述输送装置之间设有间隙，所述间隙与电池基板的厚度相匹配，所述涂覆辊与挤压组件接触并在涂覆辊与挤压组件的接触面上方设置有沟槽，所述加液组件设置在所述沟槽上方，所述加液组件与所述给液装置连通，所述给液装置包括可调节流量的泵体，其特征在于：
还包括自动控制单元，连接所述挤压组件和给液装置，用以控制所述挤压组件和给液装置的工作状态；
所述自动控制单元包括：
PLC控制器模块，分别连接所述挤压组件和给液装置，用以控制所述挤压组件对涂覆辊的挤压强度和所述给液装置的给液流量；
监控模块，与PLC控制器模块连接，用以向PLC控制器模块反馈工作信号。
本发明通过自动控制单元实现了挤压辊对涂覆辊挤压力度的自动控制以及给液装置给液流量的自动调节，保证了沟槽内的溶液量处于合理液位区间，使涂覆辊吸收足够的滚涂溶液，使涂覆辊在滚涂时始终是均匀的涂覆，达到均匀滚涂的目的。
优选的是，所述监控模块包括红外监控装置，用以监控所述涂覆辊与加压组件之间的沟槽内的溶液含量。
在本发明中，监控模块采用红外监控装置监控沟槽内的溶液含量并反馈给PLC控制器来控制挤压组件和给液装置的工作状态：红外监控装置对沟槽内的溶液进行监控，当沟槽内溶液减少时，红外监控装置的红外射线变短，PLC控制器会收到溶液减少反馈信号，当沟槽内的溶液液位低于PLC控制器设定的液位值后，PLC控制器会触发给液装置增大给液流量，通过加液组件对沟槽进行补液，同时PLC控制器会触发挤压组件增加对涂覆辊的挤压，使涂覆辊吸收更多的溶液。相反的，当沟槽内溶液增加时，PLC控制器会收到溶液增加反馈信号，当溶液增加量超出PLC控制器的设定液位后，PLC控制器会触发给液装置停止给液，加液组件不再向沟槽内加入溶液，同时PLC控制器会触发挤压组件减少对涂覆辊的挤压，从而减少涂覆辊的吸液量。通过该操作，使涂覆辊吸收了足够的滚涂溶液，保证了涂覆辊吸收的溶液在滚涂时始终是均匀的涂覆。
优选的，所述红外监控装置安装在所述加液组件上。加液组件设置在沟槽上方，红外监控装置设置在加液组件上，可以提升红外监控装置监控沟槽溶液量的准确度。
更优的是，所述加液组件包括供液管以及与供液管连通的数根滴管，滴管垂直设置在沟槽上方，所述红外监控装置安装在所述滴管上。滴管位置与沟槽更接近，红外监控装置安装在滴管上能够进一步提升红外监控装置监控沟槽溶液量的准确度。
优选的是，所述滴管在沟槽上方等间距布置，加强了加液组件对沟槽的加液均匀性，从而使涂覆辊更易于均匀的吸收湿膜溶液，提升涂覆均匀性。
优选的是，所述红外监控装置安装在沟槽两边和中心对应的三根滴管上，不仅提高了监控数据的准确性而且也减少了监控装置的用量。
红外监控装置用于监控沟槽内的溶液含量，根据红外监控装置的监控面积以及沟槽的长度，可以在沟槽上方设置一个或者多个红外监控装置。而为了保证监控数据的准确度，可以设置两个以上的红外监控装置对数据进行比较和分析，在保证红外监控装置监控面积的前提下，在沟槽的中心位置和两边分别设置红外监控装置，可以进一步提高监控数据的准确性。
优选的是，所述挤压组件包括挤压辊、挤压轮以及调节挤压轮与挤压辊之间距离的调节机构，挤压辊与涂覆辊接触，挤压轮与挤压辊接触，所述调节机构将挤压轮、挤压辊与涂覆辊联动连接。
在本发明中，设置挤压轮对挤压辊进行挤压，调节机构联动挤压辊再对涂覆辊进行挤压，挤压轮的设置可以使挤压辊与涂覆辊之间的挤压压力均等，提高基板的涂覆均匀性。
在本发明中，挤压轮的数量是根据涂覆辊的长度进行调节的。优选的是，所述挤压轮的数量与所述滴管的数量相等，所述挤压轮的位置对应所述滴管的位置。
进一步的，所述涂覆辊包括海绵辊。海绵辊是一种海绵制成的辊体，海绵辊具有众多微孔，而且微孔之间相互连通，因此其具有良好的吸水性，此外，海绵辊还具有较好的耐腐蚀性能，因此，海绵辊的使用能够使得滚涂获得更好的效果，通过海绵辊的高密度及高吸水性，能够确保海绵辊的表面能够吸附足够的湿膜溶液液体，以实现均匀涂覆。
与现有技术相比，本发明使用监控装置对沟槽内的溶液量进行监控，作为自动控制单元控制挤压组件和给液装置工作状态的工作信号，实现了挤压辊对涂覆辊挤压力度的自动控制以及给液装置给液流量的自动调节，保证了沟槽内的溶液量处于合理液位区间，避免了沟槽内溶液量过少导致涂覆辊结晶，过多造成漏液污染芯片受光面的情况，并且保证了涂覆辊吸收足够的滚涂溶液，使涂覆辊在滚涂时始终是均匀的涂覆，达到均匀滚涂的目的，从而解决了现有滚涂装置存在的涂覆不均匀、膜层质量差、析晶、芯片受光面污染造成外观不良的问题。本发明涂覆装备采用PLC控制器实现组件的自动调节，减轻了工作人员的劳动强度，消除了安全隐患。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的俯视图；
图4为本发明实施例中自动控制单元的模块示意图。
图例说明：1-输送装置；2-涂覆辊；3-挤压轮；4-挤压辊；5-调节机构；6-沟槽；7-供液管；8-滴管；9-红外监控装置；10-电池基板。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图3，一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，包括用于输送电池基板10的输送装置1、用于对电池基板涂覆湿膜溶液的滚涂装置和用于对滚涂装置提供湿膜溶液的给液装置(图中未示出)，滚涂装置设置在输送装置1上方，所述滚涂装置包括涂覆辊2、挤压组件和加液组件，所述挤压组件包括挤压轮3、挤压辊4和调节机构5，在挤压辊4与涂覆辊2之间设置有沟槽6，所述加液组件包括供液管7和滴管8，供液管7与给液装置通过管道连通，给液装置通过泵体向供液管7输送湿膜溶液，滴管8将湿膜溶液加入到沟槽中，通过挤压辊4与涂覆辊2相同线速度的反向转动，挤压辊4对涂覆辊2施加挤压，使涂覆辊2吸收沟槽6内的溶液，输送装置1将电池基板10运送至涂覆辊2下方时，由涂覆辊2对电池基板10的上表面进行滚涂。
优选的是，所述滴管8在沟槽6上方等间距布置，加强了加液组件对沟槽的加液均匀性，从而使涂覆辊更易于均匀的吸收湿膜溶液，提升涂覆均匀性。
在本发明中，设置挤压轮3对挤压辊4进行挤压，调节机构5联动挤压辊4再对涂覆辊2进行挤压，挤压轮3的设置可以使挤压辊与涂覆辊之间的挤压压力均等，提高基板的涂覆均匀性。
挤压轮3的数量是根据涂覆辊的长度进行调节的。在本发明的另一实施例中，所述挤压轮的数量与所述滴管的数量相等，所述挤压轮的位置对应所述滴管的位置。
参见图4，在本发明实施例中，一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，还包括自动控制单元，连接所述挤压组件和给液装置，用以控制所述挤压组件和给液装置的工作状态；
所述自动控制单元包括：
PLC控制器模块，分别连接所述挤压组件和给液装置，用以控制所述挤压组件对涂覆辊的挤压强度和所述给液装置的给液流量；
监控模块，与PLC控制器模块连接，用以向PLC控制器模块反馈工作信号。
所述监控模块包括红外监控装置9，用以监控涂覆辊2与挤压辊4之间的沟槽6内的溶液含量。
在本发明实施例中，监控模块采用红外监控装置监控沟槽内的溶液含量并反馈给PLC控制器来控制挤压组件和给液装置的工作状态：红外监控装置9对沟槽6内的溶液进行监控，当沟槽6内溶液减少时，红外监控装置的红外射线变短，PLC控制器会收到溶液减少反馈信号，当沟槽内的溶液液位低于PLC控制器设定的液位值后，PLC控制器会触发给液装置的泵体增大给液流量，通过加液组件对沟槽进行补液，同时PLC控制器会触发调节机构5增加挤压轮3对挤压辊4的挤压，从而增加对涂覆辊2的挤压，使涂覆辊吸收更多的溶液。相反的，当沟槽6内溶液增加时，PLC控制器会收到溶液增加反馈信号，当溶液增加量超出PLC控制器的设定液位后，PLC控制器会触发给液装置的泵体停止给液，加液组件不再向沟槽内加入溶液，同时PLC控制器会触发调节机构5减少挤压轮3对挤压辊4的挤压，从而减少对涂覆辊2的挤压，减少涂覆辊的吸液量。通过该操作，可以使涂覆辊始终吸收到足够的滚涂溶液，保证涂覆辊吸收的溶液在滚涂时始终是均匀的涂覆。
在本发明的另一实施例中，所述红外监控装置9安装在所述加液组件上。
在本发明的另一实施例中，所述红外监控装置9安装在所述滴管8上。更优的是，在本发明的另一实施例中，所述红外监控装置9安装在沟槽6两边和中心对应的三根滴管8上。
红外监控装置用于监控沟槽内的溶液含量，根据红外监控装置的监控面积以及沟槽的长度，可以在沟槽上方设置一个或者多个红外监控装置。而为了保证监控数据的准确度，可以设置两个以上的红外监控装置对数据进行比较和分析，在保证红外监控装置监控面积的前提下，在沟槽的中心位置和两边分别设置红外监控装置，可以进一步提高监控数据的准确性。
进一步的，所述涂覆辊2包括海绵辊。海绵辊是一种海绵制成的辊体，海绵辊具有众多微孔，而且微孔之间相互连通，因此其具有良好的吸水性，此外，海绵辊还具有较好的耐腐蚀性能，因此，海绵辊的使用能够使得滚涂获得更好的效果，通过海绵辊的高密度及高吸水性，能够确保海绵辊的表面能够吸附足够的湿膜溶液液体，以实现均匀涂覆。
需要说明的是，给液装置和PLC控制器的安装位置在图中并未示出，其可以根据现场安装条件来决定其安装装置。给液装置通过泵体向加液组件输送湿膜溶液，在本发明实施例中，泵体使用的是气动隔膜泵，气动隔膜泵采用压缩空气为动力源，能够对各种腐蚀性液体进行使用，并且能够进行流量调节。在其它的实施例中，也可使用阀门进行流量的调节。
本发明使用监控装置对沟槽内的溶液量进行监控，作为自动控制单元控制挤压组件和给液装置工作状态的工作信号，实现了挤压辊对涂覆辊挤压力度的自动控制以及给液装置给液流量的自动调节，保证了沟槽内的溶液量处于合理液位区间，避免了沟槽内溶液量过少导致涂覆辊结晶，过多造成漏液污染芯片受光面的情况，并且保证了涂覆辊吸收足够的滚涂溶液，使涂覆辊在滚涂时始终是均匀的涂覆，达到均匀滚涂的目的，从而解决了现有滚涂装置存在的涂覆不均匀、膜层质量差、析晶、芯片受光面污染造成外观不良的问题。本发明涂覆装备采用PLC控制器实现组件的自动调节，减轻了工作人员的劳动强度，消除了安全隐患。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，包括用于输送电池基板的输送装置、用于对电池基板涂覆湿膜溶液的滚涂装置和用于对滚涂装置提供湿膜溶液的给液装置，滚涂装置设置在输送装置上方，所述滚涂装置包括涂覆辊、挤压组件和加液组件，所述涂覆辊与所述输送装置之间设有间隙，所述间隙与电池基板的厚度相匹配，所述涂覆辊与挤压组件接触并在涂覆辊与挤压组件的接触面上方设置有沟槽，所述加液组件设置在所述沟槽上方，所述加液组件与所述给液装置连通，所述给液装置包括可调节流量的泵体，所述加液组件包括供液管以及与供液管连通的数根滴管，滴管垂直设置在沟槽上方，其特征在于：
还包括自动控制单元，连接所述挤压组件和给液装置，用以控制所述挤压组件和给液装置的工作状态；
所述自动控制单元包括：
PLC控制器模块，分别连接所述挤压组件和给液装置，用以控制所述挤压组件对涂覆辊的挤压强度和所述给液装置的给液流量；
监控模块，与PLC控制器模块连接，用以监控所述涂覆辊与加压组件之间的沟槽内的溶液含量从而向PLC控制器模块反馈工作信号；
所述挤压组件包括挤压辊、挤压轮以及调节挤压轮与挤压辊之间距离的调节机构，挤压辊与涂覆辊接触，挤压轮与挤压辊接触，所述调节机构将挤压轮、挤压辊与涂覆辊联动连接，所述挤压轮的数量与所述滴管的数量相等，所述挤压轮的位置对应所述滴管的位置。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，其特征在于：所述监控模块包括红外监控装置。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，其特征在于：所述红外监控装置安装在所述加液组件上。
4.根据权利要求2所述的一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，其特征在于：所述红外监控装置安装在所述滴管上。
5.根据权利要求2所述的一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，其特征在于：所述红外监控装置安装在所述沟槽两边和中心对应的三根滴管上。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，其特征在于：所述滴管在沟槽上方等间距布置。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池的湿膜涂覆装备，其特征在于：所述涂覆辊包括海绵辊。
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