光伏電池片的激光劃片裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光伏電池片的激光劃片裝置，包括激光源、內(nèi)管結(jié)構(gòu)、外管結(jié)構(gòu)、氧化氣體氣源、抽氣系統(tǒng)和劃片工作臺(tái)，外管結(jié)構(gòu)套設(shè)在內(nèi)管結(jié)構(gòu)外部，激光源發(fā)出的光束穿過(guò)內(nèi)管結(jié)構(gòu)照射在劃片工作臺(tái)上，氧化氣體氣源的氧化氣體通過(guò)內(nèi)管結(jié)構(gòu)噴射至激光劃片的前鋒，抽氣系統(tǒng)通過(guò)外管結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽氣。本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)激光自動(dòng)化切片，大大提高了生產(chǎn)效率，而且因?yàn)楸苊饬巳肆ζ蛛x，可以徹底解決人工折斷方式帶來(lái)的碎片和隱裂問(wèn)題；同時(shí)，通過(guò)在切割的同時(shí)進(jìn)行氧化清洗的方式，對(duì)被切割硅片邊緣導(dǎo)電物質(zhì)進(jìn)行絕緣處理，避免了相鄰硅片尖端發(fā)電的電應(yīng)力產(chǎn)生，可以在光伏電池片互聯(lián)前進(jìn)行切片，也可以在電池片互聯(lián)后進(jìn)行切片分割。
【專利說(shuō)明】光伏電池片的激光劃片裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏電池片的劃片【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種光伏電池片的激光劃片裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的激光劃片技術(shù)僅僅在光伏電池的硅片的表面制造一個(gè)深槽，然后以這個(gè)深槽為導(dǎo)引，通過(guò)人工手動(dòng)折斷的方式來(lái)進(jìn)行切割后兩個(gè)部分的分離。一般而言，電池片在受到外力以后，會(huì)沿著缺陷最嚴(yán)重的激光劃出的深槽部分?jǐn)嗔押头蛛x。但實(shí)際操作中，由于人工操作的手指用力部位不同，不同手指的用力大小不同，片分離時(shí)光伏電池片內(nèi)部的應(yīng)力場(chǎng)分布不均勻是常態(tài)。從而，人工片分離時(shí)常常會(huì)有不規(guī)則碎片或不規(guī)則隱裂，無(wú)法保證切割后光伏電池片的高質(zhì)量?，F(xiàn)有技術(shù)方案中的碎片問(wèn)題會(huì)造成成品率低，產(chǎn)品成本升高，隱裂等問(wèn)題會(huì)造成光伏產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性大幅度下降，隱裂造成光伏電池片的熱應(yīng)力，電應(yīng)力和化學(xué)應(yīng)力集中點(diǎn)，容易形成熱斑，黑線等缺陷，并成為光伏應(yīng)用隱患。
[0003]同時(shí)通過(guò)現(xiàn)有的激光劃片裝置切割后的電池片邊緣存在裸露的導(dǎo)電物質(zhì)，容易產(chǎn)生尖端放電效應(yīng)，造成電應(yīng)力。
[0004]因此，目前小型切片電池難以和高質(zhì)量產(chǎn)品聯(lián)系起來(lái)，激光切片是關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:光伏電池片切割后存在碎裂問(wèn)題或電池片內(nèi)部隱裂，同時(shí)切割后的電池片邊緣存在裸露導(dǎo)電物質(zhì)，容易產(chǎn)生尖端放電效應(yīng)，造成電應(yīng)力。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種光伏電池片的激光劃片裝置，包括激光源、內(nèi)管結(jié)構(gòu)、外管結(jié)構(gòu)、氧化氣體氣源、抽氣系統(tǒng)和劃片工作臺(tái)，外管結(jié)構(gòu)套設(shè)在內(nèi)管結(jié)構(gòu)外部，激光源發(fā)出的光束穿過(guò)內(nèi)管結(jié)構(gòu)后照射在放置光伏電池片的劃片工作臺(tái)上，氧化氣體氣源的氧化氣體通過(guò)內(nèi)管結(jié)構(gòu)噴射至激光劃片的前鋒，抽氣系統(tǒng)通過(guò)外管結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽氣。
[0007]進(jìn)一步限定，氧化氣體為氧氣。
[0008]為更好地進(jìn)行氣體導(dǎo)流，以及真空吸走附近的殘?jiān)?，進(jìn)一步限定，外管結(jié)構(gòu)的靠近劃片工作臺(tái)的一端為喇叭口。
[0009]為保護(hù)劃片工作臺(tái)，避免激光束損傷劃片工作臺(tái)，進(jìn)一步限定，劃片工作臺(tái)為透明材料，在劃片工作臺(tái)下鋪設(shè)犧牲層。
[0010]進(jìn)一步限定，透明材料為石英玻璃。
[0011]進(jìn)一步限定，犧牲層為硅材料、木質(zhì)或塑料。
[0012]進(jìn)一步限定，內(nèi)管結(jié)構(gòu)上具有用于連接氧化氣體氣源的通氣管，在外管結(jié)構(gòu)上具有用于連接抽氣系統(tǒng)的抽氣管，氧化氣體通過(guò)通氣管進(jìn)入內(nèi)管結(jié)構(gòu)，抽氣系統(tǒng)連接抽氣管，并通過(guò)外管結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽氣。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)激光自動(dòng)化切片，避免了人工干預(yù)，大大提高了生產(chǎn)效率，而且因?yàn)楸苊饬巳肆ζ蛛x，可以徹底解決人工折斷方式帶來(lái)的碎片和隱裂問(wèn)題；同時(shí)，通過(guò)在切割的同時(shí)進(jìn)行氧化清洗的方式，對(duì)被切割硅片邊緣導(dǎo)電物質(zhì)進(jìn)行絕緣處理，避免了相鄰硅片尖端發(fā)電的電應(yīng)力產(chǎn)生，可以在光伏電池片互聯(lián)前進(jìn)行切片，也可以在電池片互聯(lián)后進(jìn)行切片分割。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明；
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的劃片工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為通過(guò)本發(fā)明的劃片裝置切片為邊緣為波浪形的電池片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為常規(guī)激光劃片工藝流程圖；
[0019]圖5為本發(fā)明的激光劃片工藝流程圖；
[0020]圖中，1.激光源，2.照相和圖形定位系統(tǒng)，3.通氣管，4.抽氣管，5.外管結(jié)構(gòu)，6.內(nèi)管結(jié)構(gòu)，7.光伏電池片，8.劃片工作臺(tái)，9.犧牲層。

【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，一種光伏電池片的激光劃片裝置，包括激光源1、內(nèi)管結(jié)構(gòu)6、外管結(jié)構(gòu)5、氧化氣體氣源、抽氣系統(tǒng)和劃片工作臺(tái)8，外管結(jié)構(gòu)5套設(shè)在內(nèi)管結(jié)構(gòu)6外部，外管結(jié)構(gòu)5的靠近光伏電池片7的一端為喇機(jī)口，激光源I發(fā)出的光束穿過(guò)內(nèi)管結(jié)構(gòu)6后照射在放置光伏電池片7的劃片工作臺(tái)8上，內(nèi)管結(jié)構(gòu)6上具有用于連接氧化氣體氣源的通氣管3，氧化氣體氣源的氧化氣體通過(guò)通氣管3進(jìn)入內(nèi)管結(jié)構(gòu)6，并通過(guò)內(nèi)管結(jié)構(gòu)6噴射至激光劃片的前鋒，在外管結(jié)構(gòu)5上具有用于連接抽氣系統(tǒng)的抽氣管4，抽氣系統(tǒng)連接抽氣管4，并通過(guò)外管結(jié)構(gòu)5進(jìn)行抽氣。
[0022]如圖2所示，與常規(guī)激光切片設(shè)備的金屬劃片工作臺(tái)不同，本發(fā)明的劃片工作臺(tái)8為耐高溫的透明材料，如石英玻璃，便于少量過(guò)剩的激光能夠透過(guò)石英玻璃的的劃片工作臺(tái)8,而不會(huì)損傷劃片工作臺(tái)8。
[0023]在劃片工作臺(tái)8下鋪滿黑色或淺黑色的犧牲層9，用于吸收殘留激光。犧牲層9為硅材料，如光伏電池片生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的硅廢料，或者直接應(yīng)用木質(zhì)或塑料犧牲層。
[0024]激光源發(fā)出的激光的波長(zhǎng)為1064?800nm，氧化氣體為濃度>99%的工業(yè)用氧氣。本光伏電池片的激光劃片裝置通過(guò)照相和圖形定位系統(tǒng)2對(duì)光伏電池片的電極印刷圖形的模式進(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)定位，從而控制劃片工作臺(tái)8或激光束按照劃片設(shè)計(jì)要求移動(dòng)，準(zhǔn)確度可達(dá)土 10um。
[0025]本光伏電池片的激光劃片裝置同時(shí)將高溫氧化和真空清洗結(jié)合。通過(guò)雙層管狀套裝結(jié)構(gòu)在劃片區(qū)域建立氧化和真空吸塵微環(huán)境。在微環(huán)境中，氧氣從通氣管3通入，進(jìn)入內(nèi)管結(jié)構(gòu)6后噴射到光伏電池片7的激光切割前鋒，在激光高溫切割的同時(shí)進(jìn)行邊緣氧化。抽氣系統(tǒng)通過(guò)外管結(jié)構(gòu)5抽氣，實(shí)現(xiàn)清洗除塵及除有害氣作用。
[0026]如圖4所示，現(xiàn)有的激光劃片技術(shù)要求在激光劃片之間才能進(jìn)行電池片之間的串焊，定制化程度低。如圖5所示，這種激光切片裝置不但可以在光伏電池片互聯(lián)前進(jìn)行切片，而且可以在電池片互聯(lián)后進(jìn)行切片分割，并保證相鄰小片之間的電性絕緣，使得光伏產(chǎn)品的定制化成為可能。
[0027]圖1中所示，光伏電池片7組成電池串后，被放置在劃片工作臺(tái)8上進(jìn)行切割，相鄰小片之間雖然距離很近，但是依然可以保證小片之間的電性絕緣。
[0028]同時(shí)，本激光切片裝置也使得不規(guī)則圖形的發(fā)電單元的大規(guī)模制造成為可能。在一個(gè)實(shí)例中，如圖3所示，光伏電池片可以分離為邊緣為波浪形的小片，利于應(yīng)用在美觀度要求高的場(chǎng)合。這種情況下，借助本發(fā)明的激光裝置，可以很容易地進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和大批量制造。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏電池片的激光劃片裝置，其特征是:包括激光源(I)、內(nèi)管結(jié)構(gòu)(6)、外管結(jié)構(gòu)(5)、氧化氣體氣源、抽氣系統(tǒng)和劃片工作臺(tái)(8)，外管結(jié)構(gòu)(5)套設(shè)在內(nèi)管結(jié)構(gòu)(6)外部，激光源(I)發(fā)出的光束穿過(guò)內(nèi)管結(jié)構(gòu)(6)后照射在放置光伏電池片(7)的劃片工作臺(tái)(8)上，氧化氣體氣源的氧化氣體通過(guò)內(nèi)管結(jié)構(gòu)(6)噴射至激光劃片的前鋒，抽氣系統(tǒng)通過(guò)外管結(jié)構(gòu)(5)進(jìn)行抽氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電池片的激光劃片裝置，其特征是:所述的氧化氣體為氧氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光伏電池片的激光劃片裝置，其特征是:所述的外管結(jié)構(gòu)(5)的靠近劃片工作臺(tái)(8)的一端為喇叭口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光伏電池片的激光劃片裝置，其特征是:所述的劃片工作臺(tái)⑶為透明材料，在劃片工作臺(tái)⑶下鋪設(shè)犧牲層(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏電池片的激光劃片裝置，其特征是:所述的透明材料為石英玻璃。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光伏電池片的激光劃片裝置，其特征是:所述的犧牲層(9)為硅材料、木質(zhì)或塑料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光伏電池片的激光劃片裝置，其特征是:所述的內(nèi)管結(jié)構(gòu)(6)上具有用于連接氧化氣體氣源的通氣管(3)，在外管結(jié)構(gòu)(5)上具有用于連接抽氣系統(tǒng)的抽氣管(4)，氧化氣體通過(guò)通氣管(3)進(jìn)入內(nèi)管結(jié)構(gòu)(6)，抽氣系統(tǒng)連接抽氣管(4)，并通過(guò)外管結(jié)構(gòu)(5)進(jìn)行抽氣。
【文檔編號(hào)】B23K26/402GK104353933SQ201410568545
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】黃強(qiáng), 黃家燁, 馮巖, 程濤, 韓會(huì)麗, 夏燕杰, 孟藍(lán)翔, 陳華, 劉江峰, 耿曉菊, 彭琪, 劉盟盟, 余本海, 劉彥明, 盧克平 申請(qǐng)人:信陽(yáng)師范學(xué)院