CN201402815Y - 薄膜太阳能电池划线装置 - Google Patents

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叶春清
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Abstract

本实用新型公开了一种薄膜太阳能电池划线装置，其包括有机架，机架包括有呈箱体结构的下部及呈龙门结构的上部，下部箱体内设有电器***、主控箱、工控机及气路***，下部箱体外侧设有与工控机相连接的控制台，下部箱体上方设有Y方向运动***，Y方向运动***包括工作台以及与工控机相连接的数控直线电机，工作台上设有定位汽缸组；上部龙门结构上设有X方向运动***，X方向运动***包括运动台及与工控机相连接的数控直线电机，运动台上设有激光器安装装置、分光装置、组合聚焦装置及图像采集装置，与工控机相连接的图像采集装置包括高倍显微镜头及图像采集电荷耦合器件；所述装置能够实现高速度、高精度地划线，并能减少发电层面积的损失。

Description

薄膜太阳能电池划线装置
技术领域
本实用新型关于一种能源领域，更具体地说，关于一种薄膜太阳能电池划线装置。
背景技术
薄膜太阳能电池制造的关键工序之一，是使用红外激光和绿激光作为刻划工具，把沉积在玻璃基板上的连续的薄膜太阳能电池膜层细分为单个的电池，并在单个的电池之间建立串联连接的结构。把连续的膜层细分为单个的电池以及在单个的电池之间建立串联连接结构需要两个不同的激光完成：
1、采用红外激光用于第一层透明导电膜(TCO)层的划刻，因为透明的TCO层不吸收可见光；
2、采用绿激光来划刻非晶硅层，并同时处理非晶硅层和背电极。
在激光划线工艺中，通过调整划刻的线条数，将电池串联起来形成最佳的电压和电流。其技术难点是要在达到1.5m/s的划刻速度下，划切线在超过1.3米的距离里保持笔直和均匀，并且三次划刻总宽度不超过250um，三次划切线不能相交。
目前，完成上述工艺的传统设备是采用伺服驱动、滚珠丝杠与导轨传动、激光切割头固定、采用X-Y方式的工作台工作。这种工作方式由于其组成结构的限制，刻膜速度只能达到0.5m/s，三次划刻总宽度在600um以上，一路光束单次刻膜。具有如下缺点：刻膜速度慢、效率低；刻膜线宽大，发电层面积损失严重。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种能够实现两维分离、4路、6路或8路分光、光点沿X轴运动、薄膜太阳能电池沿Y轴运动、通过直线电机驱动的龙门结构，具有图像监视***的高速度、高精度的薄膜太阳能电池划线装置。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种薄膜太阳能电池划线装置，包括有机架，所述机架包括有呈箱体结构的下部以及呈龙门结构的上部，
所述机架下部箱体内设置有电器***、用于控制激光器的主控箱、工控机以及气路***，所述机架下部箱体的外侧设置有控制台，所述控制台与工控机相连接，所述机架下部箱体上方设置有Y方向运动***，所述Y方向运动***包括有用于放置薄膜太阳能电池的工作台以及与工控机相连接的数控直线电机，所述工作台上还设置有用于固定薄膜太阳能电池的定位汽缸组；
所述机架上部龙门结构上设置有X方向运动***，所述X方向运动***包括有运动台以及与所述工控机相连接的数控直线电机，所述运动台上设置有用于加装所述激光器的激光器安装装置、分光装置、组合聚焦装置以及用于采集薄膜太阳能电池图像信息的图像采集装置，所述图像采集装置包括有高倍显微镜头以及能够把光学影像转化为数字信号的图像采集电荷耦合器件，所述图像采集装置与工控机相连接。
所述分光装置为4路、6路或8路分光装置。
所述薄膜太阳能电池划线装置还包括有设置在机架上部的用于排除加工过程中产生的灰尘粉粒的抽尘装置。
采用上述技术方案后的有益效果是：
1、工作台两维分离、激光***4路、6路或8路分光，光点沿X轴运动、薄膜太阳能电池板沿Y轴运动，并且是使用直线电机驱动的龙门结构，使得刻膜速度达到1.5m/s。
2、带有CCD图像监视***，与直线电机驱动的龙门结构配合工作，使得三次刻膜线宽总宽度不超过250um，减少了发电层面积的损失。
附图说明
图1为本实用新型中薄膜太阳能电池划线装置的结构示意图；
图2为本实用新型中薄膜太阳能电池划线装置的另一方向上的结构示意图。
其中，1抽尘装置、2薄膜太阳能电池、3Y方向运动***、4控制台、5图像采集装置、6机架、7电器***、8主控箱、9工控机、10激光器安装装置、11X方向运动***、12分光装置、13组合聚焦装置、14定位汽缸组、15气路***。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型中具体实施例作进一步详细说明。
如图1及图2所示，本实用新型的薄膜太阳能电池划线装置，其包括有机架6，机架6包括有呈箱体结构的下部以及呈龙门结构的上部，其中：
机架6下部箱体内设置有电器***7、用于控制激光器的主控箱8、工控机9以及气路***15，其中，主控箱8以及工控机9均为市售成熟产品，其组成结构易于被本领域的技术人员所掌握，在此不再赘述，机架6下部箱体的外侧设置有控制台4，控制台4与工控机9相连接，机架6下部箱体上方设置有Y方向运动***3，如图2所示，Y方向运动***3包括有用于放置薄膜太阳能电池2的工作台以及与工控机9相连接的数控直线电机，所述工作台上还设置有用于固定薄膜太阳能电池2的定位汽缸组14；
机架6上部龙门结构上设置有X方向运动***11，如图1所示，X方向运动***11包括有运动台以及与工控机9相连接的数控直线电机，所述运动台上设置有用于加装激光器的激光器安装装置10、分光装置12、组合聚焦装置13以及用于采集薄膜太阳能电池2图像信息的图像采集装置5，其中，图像采集装置5包括有高倍显微镜头以及能够把光学影像转化为数字信号的图像采集电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)，图像采集装置5与工控机9相连接。
组合聚焦镜3为两片及两片以上球面镜或非球面镜安装在镜筒中组合而成，实现了特定焦距、特定聚焦光斑大小的激光聚焦。组合聚焦镜筒安装在X方向运动***11上，随X方向运动***11可左右运动。
分光装置统12可以为4路、6路或8路分光装置，并不以此为限，可以根据实际需要进行设计。
本实用新型的薄膜太阳能电池划线装置还包括有设置在机架6上部的抽尘装置1，抽尘装置1可以排除加工过程中产生的灰尘粉粒。
在工作过程中，薄膜太阳能电池2由定位汽缸组14顶压固定在工作台平面上，通过图像采集装置5中的高倍显微镜头和图像采集CCD进行薄膜太阳能电池图像采集，而后将采集到的信息传输给工控机9作图像监视成像后显示在控制台4上，控制台4控制工控机9通过指令调节龙门结构的X轴运动***11中的数控直线电机动作而达到X方向的定位，随后，控制台4控制工控机9通过指令调节Y轴运动***3中的数控直线电机动作而达到Y方向的定位，定位完成后，***自动将薄膜太阳能电池2的划线起点移动到分光装置12中的激光光路的焦点下，将激光焦点聚焦于薄膜太阳能电池2的表面，通过Y轴运动***3的直线电机带动薄膜太阳能电池2沿Y轴高速往返运动，同时X轴运动***11按设定的步进带动激光光点沿X轴方向运动，直到刻划完整个薄膜太阳能电池2，实现薄膜太阳能电池2的划线过程。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1、一种薄膜太阳能电池划线装置，包括有机架，所述机架包括有呈箱体结构的下部以及呈龙门结构的上部，其特征在于，
所述机架下部箱体内设置有电器***、用于控制激光器的主控箱、工控机以及气路***，所述机架下部箱体的外侧设置有控制台，所述控制台与工控机相连接，所述机架下部箱体上方设置有Y方向运动***，所述Y方向运动***包括有用于放置薄膜太阳能电池的工作台以及与工控机相连接的数控直线电机，所述工作台上还设置有用于固定薄膜太阳能电池的定位汽缸组；
所述机架上部龙门结构上设置有X方向运动***，所述X方向运动***包括有运动台以及与所述工控机相连接的数控直线电机，所述运动台上设置有用于加装所述激光器的激光器安装装置、分光装置、组合聚焦装置以及用于采集薄膜太阳能电池图像信息的图像采集装置，所述图像采集装置包括有高倍显微镜头以及能够把光学影像转化为数字信号的图像采集电荷耦合器件，所述图像采集装置与工控机相连接。
2、根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池划线装置，其特征在于，所述分光装置为4路、6路或8路分光装置。
3、根据权利要求1或2所述的薄膜太阳能电池划线装置，其特征在于，所述薄膜太阳能电池划线装置还包括有设置在机架上部的用于排除加工过程中产生的灰尘粉粒的抽尘装置。
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Effective date of registration: 20120709

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Patentee after: Wuhan WISCO-HGLaser Large Scale Equipment Co., Ltd.

Address before: 430223 Industrial Park, Huazhong University of Science and Technology, East Lake Development Zone, Hubei, China,

Patentee before: Huagong Laser Engineering Co., Ltd., Wuhan

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