[发明专利]焊接接合及检查方法和装置

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及一种在太阳能电池生产线中可靠地形成太阳能电池器件中电连接的装置和工艺。

背景技术

光伏(PV)器件或者太阳能电池是将太阳光转换成直流(DC)电功率的器件。典型的薄膜PV器件或者薄膜太阳能电池具有一个或多个p-i-n接合区。每个p-i-n接合区包括p型层、本征型层和n型层。当太阳能电池的p-i-n接合区暴露到太阳光(由光子能量构成)时，太阳光通过PV效应转换成电力。太阳能电池可平铺成较大的太阳能阵列。通过使用特定的框架和连接器连接多个太阳能电池并将它们联合成平板而产生该太阳能阵列。

通常，薄膜太阳能电池包括主动区或者光电转换单元，和作为前电极和/或背电极设置的透明导电氧化物(TCO)膜。光电转换单元包括p型硅层、n型硅层和夹在p型硅层和n型硅层之间的本征型(i型)硅层。可使用包括微晶硅膜(μc-Si)、非晶硅膜(a-Si)、多晶硅膜(poly-Si)等多种类型的硅膜形成光电转换单元的p型、n型和/或i型层。背电极可含有一个或多个导电层。

随着当前替代能源的发展趋势，存在对使用低成本太阳能电池产生电力的低成本方式的需求。常规的太阳能电池制造工艺是高度劳动密集型的且具有多个会影响生产线产能、太阳能电池成本和器件量率的干扰。常规的太阳能电池生产工艺包括多个人工作业，这些人工作业会导致所形成的太阳能电池器件的性能在各器件间相互不同。在典型的太阳能电池电连接工艺中，形成的电引线被人工设置在外壳内部，该外壳被人工接合到太阳能电池。这些人工处理是劳动密集型的，耗费时间且成本高。而且，目前的太阳能电池电连接工艺在不进行物理破坏测试的情况下不能保证形成牢固且可靠的接合。因此，在太阳能电池生产系统中存在对自动电连接模组的需求，该自动电连接模组在电连接工艺期间提供非破坏性接合检测。

发明内容

在本发明的一个实施例中，一种焊接接合检查方法包括：定位导电片至具有至少一个照相机的可视系统附近，所述导电片通过焊接材料至少部分地接合到导电引线。所述焊接材料的一部分至少部分地在导电片的周边附近延伸。该方法还包括捕获导电片和导电引线的一个或多个图像，分析一个或多个图像以确定在导电片的周边附近延伸的焊接材料量，和通过比较所确定的在导电片的周边附近延伸的焊接材料量与第一阈值，确定在导电片和导电引线之间是否形成了合格的接合。

在另一实施例中，一种焊接接合和检查方法包括：使导电片和加热元件接触，其中导电片与导电引线相邻，及其中焊接材料被设置在导电片和导电引线之间。该方法还包括将功率施加到加热元件同时监控施加到加热元件的功率量，在将功率施加到加热元件期间测量加热元件的温度，捕获导电片和导电引线的一个或多个图像，分析一个或多个图像以确定在导电片的周边附近延伸的焊接材料量，和通过比较所监控的功率量和所测量的温度的曲线与期望的功率量和期望的温度的曲线以及比较所确定的在导电片的周边附近延伸的焊接材料量与第一阈值来确定在导电片和导电引线之间是否形成了合格的接合。

在本发明的再一实施例中，一种太阳能电池电连接模组包括：可视系统，被配置成扫描太阳能电池器件并将引线设置在太阳能电池器件上；和具有夹持元件的机械夹具，该夹持元件被配置成使用从可视系统接收的资讯拾取、操控和放置接线盒到太阳能电池器件上，以使接线盒的连接片与引线相邻，其中焊接材料被设置在引线和连接片之间，及其中可视系统被进一步配置成在基本垂直于连接片的角度捕获连接片和引线的一个或多个图像。该模组还包括加热组件，该加热组件包括加热元件，该加热元件连接有热偶，其中加热元件被配置成接触连接片。该模组还包括控制器，该控制器被配置成施加功率至加热元件同时监控施加到加热元件的功率量，监控来自热偶的温度读数同时施加功率，分析一个或多个图像以确定在连接片的周边附近延伸的焊接材料量，和通过比较所监控的功率量和温度读数与期望的功率和温度、以及比较所确定的在连接片的周边附近延伸的焊接材料量与第一阈值来确定在连接片和引线之间是否形成了合格的接合。

附图说明

为了能详细理解本发明的上述特征，将参考实施例对简要说明如上的本发明进行更具体的描述，一些实施例在附图中示出。但是应注意，附图仅示出了本发明的典型实施例，由于本发明允许其他等效的实施例，因此不认为附图限制了本发明的范围。

图1示出了根据本文描述的一个实施例的形成太阳能电池器件的工艺顺序。

图2示出了根据本文描述的一个实施例的太阳能电池生产线的平面图。