[发明专利]一种光伏电池的栅线电极自动加工装置及其控制系统

说明书

本发明提供一种用焊锡合金制造光伏电池栅线电极的自动加工装置及其控制系统，其自动加工装置包括运输装置、控制及检测装置和超声波加工装置；所述的运输装置包括上料装置、加工运输带和下料装置；所述的超声波加工装置包括加工底座、负压固定装置、供锡装置、超声波焊头和加热装置；所述的控制检测装置包括和上料机械手一体的视觉检测装置，和下料机械手一体的视觉检测装置，以及所述各个装置之间的联动控制。本发明利用超声波加工控制系统对超声波焊头进行控制，通过超声波空洞效应完成焊锡合金和光伏电池片表面的焊接过程，实现光伏电池锡合金栅线电极制作，代替传统银浆印刷烧结制造栅线电极工艺，有效降低光伏电池的制造成本。

技术领域

本发明涉及一种光伏电池生产技术领域，尤其涉及一种光伏电池栅线电极自动加工装置及其控制系统。

背景技术

太阳能作为一种清洁能源，，提高了环保效果，作为战略能源正在被广泛接受并越来越受到重视和鼓励。但是传统的光伏电池因其使用价格昂贵银浆制造栅线电池，栅线电极的制造成本目前已经达到光伏电池非硅成本的50％以上，限制了光伏电池的成本继续下降，限制了光伏的更广泛运用。

传统的光伏电池片在使用时，通过表面受光进行发电。光伏电池表面布置的栅线电极用于收集和汇集电池片的载流子，形成电流和光伏电池间的电学连接。传统光伏电池的栅线电极采用价格昂贵的银粉作为原材料，通过丝网印刷在光伏电池表面涂覆银浆并通过高温烧结，将银浆固化在电池表面形成光伏电池的栅线电极。

在传统电学设计中，虽然有着众多价格低廉导电性极佳的金属材料，却因为光伏电池表面要么是氮化硅减反射层，要么是氧化铝电极层，要么是透明导电金属氧化膜，如氧化铟锡，无法利用传统的电学连接方式将这些低价格，高导电性的金属连接在光伏电池表面形成栅线电极，实现取代银浆栅线电极。特别是异质结双面光伏电池，和常规晶硅电池相比，虽然有非常多的优势，但由于异质结光伏电池双面的栅线电极的结构，提高了银浆的使用量，极大增加了电池片的生产成本，使异质结电池的推广严重受限。因此，为了近一步降低其光伏电池栅线电极的制造成本，提高太阳能发电的应用，需要采用一种可以将低价高导电率合金材质和光伏电池表面电学连接的方法，实现低成本制造光伏电池栅线电极的目的。

实验表明，通过超声波的空洞效应可以将焊锡合金直接焊接在光伏电池表面形成电池片的焊锡合金栅线电极，起到收集和汇流载流子的作用，同时还能满足和电池片以及焊带间的焊接拉力要求，保证了光伏电池的长期可靠性要求。特别是焊锡合金栅线电极直接与异质结光伏电池表面形成了欧姆连接，不但没有增加异质结光伏电池栅线电极的成本，进一步提高汇集电池表面载流子的效率。

将焊锡合金加热熔化后，通过超声波焊头在熔融焊锡合金中的空洞效应，将熔融状态的焊锡合金与电池片表面直接焊接形成光伏电池片焊锡合金栅线电极是目前技术可以实现的方案，如何高效工业化实现自动化的制造光伏电池栅线电极就成为进一步要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提出一种光伏电池的栅线电极自动加工装置及其控制系统，通过超声波加热焊接，直接将熔化的低温焊锡合金，和光伏电池表面进行焊接形成电学连接的低温焊锡合金直线带状栅线电极。

特别是，对于异质结光伏电池，利用本发明自动化加工装置，采用低成本的焊锡合金和光伏电池表面的透明导电金属氧化膜直接焊接电学连接，形成异质结光伏电池的焊接带状栅线电极，取代使用高成本的低温银浆中通过树脂固化在透明导电金属氧化膜形成栅线电极的制造工艺，使光伏电池的生产成本大幅下降。

同时，配合自动化加工装置进行操作系统的设置，提高设备自动化程度，将上料、加工、成品检测汇集在一台设备上，实现多工艺集成，提高自动化程度。

因此，为解决传统光伏电池使用银浆导致的高生产成本问题，本发明的技术方案如下。

本发明的技术方案在于：提供一种光伏电池的栅线电极自动加工装置及其控制系统，在光伏电池片的表面，制造布置栅线电极；