CN204315615U - 一种薄膜刻划装置 - Google Patents

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乐安新
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Abstract

本实用新型属于薄膜太阳电池加工技术领域，一种薄膜刻划装置，包括：工作台；设置在工作台上的Y轴及Y轴滑板；安装在所述Y轴滑板上的定位夹具；设置在工作台上与Y轴垂直的X轴及X轴滑板；安装在所述X轴滑板上的调节机构；固定在所述调节机构上的刻划刀。本实用新型通过采用定位夹具的形式对薄膜电池样品进行定位，再配合沿直线轴滑动的刻划刀对样品进行刻划，将人为不确定因素对刻划结果的影响降到最低，有效保证了刻划效果；由于采用了手动刻划的操作模式，减少了设备成本和后期的维护成本。

Description

一种薄膜刻划装置
技术领域
本实用新型属于薄膜太阳电池加工技术领域，尤其涉及一种薄膜刻划装置。
背景技术
发展低成本、新型薄膜太阳电池是未来国际光伏产业的必然趋势。CIGS薄膜太阳电池(CIGS是太阳能薄膜电池CuInxGa(1-x)Se2的简写)是在玻璃或其它廉价衬底上沉积6层以上化合物半导体和金属薄膜料，薄膜总厚度约3～4微米。该电池成本低、性能稳定、抗辐射能力强，其光电转换效率目前是各种薄膜太阳电池之首，光谱响应范围宽，在阴雨天光强下输出功率高于其它任何种类太阳电池，被国际上称为下一时代最有前途的廉价太阳电池之一，有可能成为未来光伏电池的主流产品之一。
国内外的CIGS的产业流程为溅射Mo层(Mo即高纯金属有机化合物，或叫化合物半导体微结构材料)、激光刻划Mo层、形成CIGS吸收层、形成CdS缓冲层(硫化镉)、机械刻划CIGS层、溅射透明导电膜掺铝氧化锌、机械刻划吸收层和透明导电层、清边、封装及测试；由于CIGS太阳电池镀膜工艺的特殊性，P2P3的刻划(CIGS层的机械刻划(P2)和AZO层的机械刻划(P3))不能使用普通的纳秒激光器进行刻划，因为使用纳秒激光器进行刻划会因为热影响区的原因导致电池短路，而皮秒激光器过于昂贵；刻划“井”字形，以便能准确的测量出单位面积的电池效率，市场上的主流工艺是采用机械刻划的方式。
CIGS电池的镀膜工艺和刻划工艺是目前研究的重点，特别是镀膜工艺是电池制作的核心，在镀膜工艺研究摸索阶段，基于成本因素的考虑，不宜采用价格昂贵的自动化刻划设备，取而代之的是,采用直尺直接压在电池上然后用刻刀进行手工刻划，用这种方式刻划，首先会导致直尺污染膜层；其次直尺测量是易出现偏差，导致刻划的单位面积不准，从而影响最终单位面积电池效率的测量准确性，最后也容易导致手动刻划时的压力变化，导致刻划的深浅不一；因此，现有技术中没有在研究设备成本较低的情形下来充分保证刻划效果的实现方案，增加研究的前期投入，进而给研究工作带来不便。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种薄膜刻划装置，能够实现手动刻划保证刻划效果。
本实用新型实施例是这样实现的：
一种薄膜刻划装置，包括：
工作台；
设置在工作台上的Y轴及Y轴滑板；
安装在所述Y轴滑板上的定位夹具；
设置在工作台上与Y轴垂直的X轴及X轴滑板；
安装在所述X轴滑板上的调节机构；
固定在所述调节机构上的刻划刀。
其中，所述X轴横跨安装在Y轴的上方。
所述的一种薄膜刻划装置，还包括检测刻划刀刀尖对电池片压力的压力计，其安装在工作台上。
其中，在所述X轴滑板侧面设置以推动其沿X轴滑动的操作手柄。
所述的一种薄膜刻划装置，还包括带动Y轴滑板沿Y轴滑动的Y轴伺服电机，其安装在工作台上。
所述的一种薄膜刻划装置，还包括控制所述Y轴伺服电机以确定Y轴滑板行程的操作面板，其安装在所述工作台上。
其中，所述定位夹具与Y轴滑板通过锥角定位销可拆卸连接。
其中，所述定位夹具上设置有方形定位区域，所述方形定位区域的两邻边为两排定位孔，并在定位孔中匹配***偏心销，余下的两邻边为两排定位柱。
其中，所述方形定位区域为100mm*100mm。
其中，所述调节机构包括机构本体、杠杆及滑杆，所述杠杆的一端固定连接所述刻划刀，另一端与所述滑杆的一端活动连接，杠杆的支点设在机构本体上，所述机构本体设有供滑杆滑动的滑行斜平面，滑杆设有匹配的滑行平面。
本实用新型实施例通过采用定位夹具的形式对薄膜电池样品进行定位，再配合沿直线轴滑动的刻划刀对样品进行刻划，将人为不确定因素对刻划结果的影响降到最低，有效保证了刻划效果；定位夹具上设有定位孔及定位柱，在定位孔中***偏心锥以便更好地紧固薄膜电池样品，避免薄膜电池样品在刻划过程中产生松动，进一步保证刻划效果；定位夹具与Y轴滑板采用锥角定位销连接，使得定位夹具可相对Y轴滑板进行90度的旋转，在一次刻划完成后不需要触碰薄膜电池样品即可进行第二次刻划，保证了刻划的精度及一致性，定位夹具可根据薄膜电池样品的形状进行更换，提高了兼容性；由于采用了手动刻划的操作模式，减少了设备成本和后期的维护成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例薄膜刻划装置的立体图；
图2是本实用新型实施例薄膜刻划装置的俯视图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例通过采用定位夹具的形式对薄膜电池样品进行定位，再配合沿直线轴滑动的刻划刀对样品进行刻划，将人为不确定因素对刻划结果的影响降到最低，有效保证了刻划效果；定位夹具上设有定位孔及定位柱，在定位孔中***偏心锥以便更好地紧固薄膜电池样品，避免薄膜电池样品在刻划过程中产生松动，进一步保证刻划效果；定位夹具与Y轴滑板采用锥角定位销连接，使得定位夹具可相对Y轴滑板进行90度的旋转，在一次刻划完成后不需要触碰薄膜电池样品即可进行第二次刻划，保证了刻划的精度及一致性，定位夹具可根据薄膜电池样品的形状进行更换，提高了兼容性；由于采用了手动刻划的操作模式，减少了设备成本和后期的维护成本。
以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述：
如图1和图2所示，薄膜刻划装置包括工作台8、设置在工作台8上的Y轴7及沿Y轴滑动的Y轴滑板701、设置在工作台8上并横跨在Y轴7上方的X轴2及沿X轴滑动的X轴滑板201、安装在所述X轴滑板201上的调节机构1、固定在所述调节机构1上的刻划刀4和安装在Y轴滑板701上的定位夹具6。
为了能检测刻划刀刀尖对薄膜电池样品5的压力，工作台8上还安装了压力计11，压力计11内置压力传感器完成这一功能。
在所述X轴滑板201侧面设置以推动其沿X轴滑动的操作手柄3，进而带动刻划刀4沿X轴方向进行刻划；所述调节机构1包括机构本体101、杠杆102及滑杆103，所述杠杆102的一端固定连接所述刻划刀4，另一端与所述滑杆103的一端活动连接，杠杆102的支点设在机构本体101上，所述机构本体101设有使滑杆103滑动的滑行斜平面101a，滑杆103设有匹配的滑行平面103a，通过滑行滑杆103，产生移动作用于杠杆102上，使得所述刻划刀4的高度可调，进而控制刻划刀4对薄膜电池样品5的刻划深度。
为了能让定位夹具6快速准确地到达预订位置，在工作台8上安装有带动Y轴滑板701沿Y轴7滑动的Y轴伺服电机10，以及在工作台8上安装有控制Y轴伺服电机10以确定Y轴滑板701行程的操作面板9。
定位夹具6通过锥角定位销与Y轴滑板701可拆卸连接，定位夹具6上设置有100mm*100mm方形定位区域，其中的两邻边为两排定位孔601，余下的两邻边为两排定位柱602(球头柱塞)，所述定位孔601中匹配***偏心销603。这里需要指出的是，定位夹具6相对于Y轴滑板701可以拆卸，当样品形状改变时，可以采用不同的定位夹具来进行固定；定位区域也不一定是方形的，以匹配薄膜电池样品为准。
薄膜刻划装置的操作步骤如下：采用偏心销603对不同薄膜电池样品5定位后球头柱塞固定，然后在操作面板9上操作使得Y轴伺服电机10带动薄膜电池样品5到达指定位置(间距可设置)，右手拖动操作手柄3，沿X轴2直线导轨方向带动调节机构1上的刻划刀4实现x轴方向的刻划；手动拉动操作手柄3带动调节机构1回到原始位置，然后再次在操作面板9上操作使得Y轴伺服电机10带动薄膜电池样品5运动指定间距，右手拖动操作手柄3，沿X轴2直线导轨方向带动调节机构1上的刻划刀4再次进行刻划，一直反复操作，直至该方向的刻划完毕；在垂直方向刻划时，提起定位夹具6，通过锥角定位销旋转定位90°，然后重复上述的动作流程，实现垂直刻划，最终刻划出有精度要求的“井”字形方块，便于后期的电池性能的测试。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄膜刻划装置，包括工作台，其特征在于，还包括：
设置在工作台上的Y轴及Y轴滑板；
安装在所述Y轴滑板上的定位夹具；
设置在工作台上与Y轴垂直的X轴及X轴滑板；
安装在所述X轴滑板上的调节机构；
固定在所述调节机构上的刻划刀。
2.根据权利要求1所述的薄膜刻划装置，其特征在于：所述X轴横跨安装在Y轴的上方。
3.根据权利要求1所述的薄膜刻划装置，其特征在于：还包括检测刻划刀刀尖对电池片压力的压力计，其安装在工作台上。
4.根据权利要求1所述的薄膜刻划装置，其特征在于：在所述X轴滑板侧面设置以推动其沿X轴滑动的操作手柄。
5.根据权利要求1所述的薄膜刻划装置，其特征在于：还包括带动Y轴滑板沿Y轴滑动的Y轴伺服电机，其安装在工作台上。
6.根据权利要求5所述的薄膜刻划装置，其特征在于：还包括控制所述Y轴伺服电机以确定Y轴滑板行程的操作面板，其安装在所述工作台上。
7.根据权利要求1所述的薄膜刻划装置，其特征在于：所述定位夹具与Y轴滑板通过锥角定位销可拆卸连接。
8.根据权利要求1所述的薄膜刻划装置，其特征在于：所述定位夹具上设置有方形定位区域，所述方形定位区域的两邻边为两排定位孔，并在定位孔中匹配***偏心销，余下的两邻边为两排定位柱。
9.根据权利要求8所述的薄膜刻划装置，其特征在于：所述方形定位区域为100mm*100mm。
10.根据权利要求1所述的薄膜刻划装置，其特征在于：所述调节机构包括机构本体、杠杆及滑杆，所述杠杆的一端固定连接所述刻划刀，另一端与所述滑杆的一端活动连接，杠杆的支点设在机构本体上，所述机构本体设有供滑杆滑动的滑行斜平面，滑杆设有匹配的滑行平面。
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CN106876518B (zh) * 2017-01-10 2019-09-20 西安中易建科技有限公司 薄膜太阳能电池刻划装置及方法
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