一种太阳能电池串的生产方法及生产装置与流程

1.本发明涉及光伏技术领域，特别是一种太阳能电池串的生产方法及生产装置。


背景技术：

2.焊带又称镀锡铜带或涂锡铜带，分汇流带和互连条，应用于光伏组件电池片的连接。传统的焊带多为扁平状的扁平焊带，在焊带连接方式中，电池正背面均采用扁平焊带连接。但是在电池正面使用扁平焊带时会遮挡一部分太阳电池的受光面积，并对入射太阳光具有反射作用，导致焊带处太阳光的利用不够充分。
3.为了减少焊带覆盖住太阳能电池片的面积，提高电池片正面的二次反射率，并且能保证电池片背面的焊接效果。目前焊带厂家开发了一种三角焊带与平带交错的异形焊带，其中异形焊带包括由三角焊带形成的异形段和由扁平焊带组成的平带段和连接平带段和异形段的过渡段。其中焊带的异形段用于焊接到电池片正面，以减少焊带覆盖住太阳能电池片的面积，并提高组件二次反射率。焊带的平带段用于焊接到电池片背面，以保证焊接效果。
4.采用上述的异形焊带，在实际焊接机上焊接时卷在焊带卷轴上的异形焊带多呈周期性的连续设置，也即一个异形段、过渡段和扁平段三个分段形成一个周期，多个周期长度的异形焊带连续的缠绕在焊带卷轴上。
5.在使用过程中从焊带卷轴上将焊带拉伸出来然后根据设计的需求长度对相应的焊带进行裁切，并将裁切后的焊带移动到太阳能电池片上进行焊接。现有技术中由于焊带不同位置的尺寸都是一致的，因此在进行焊带裁切过程中无需考虑不同焊带卷轴上拉伸长度尺寸的差异，也就不需要对从焊带卷轴上拉伸出来的焊带的位置进行识别。但是由于异形焊带存在异形段和扁平段的区别并且由于异形焊带上的异形段在实际生产制造过程中存在细微偏差，例如：设计一个异形段长度为76mm的异形焊带，在实际制造过程中异形段的长度范围在
±
0.5mm以内浮动均满足合格要求。因此，实际制作时异形段在75.5～76.5mm之间波动，在实际焊接过程中一般要多根焊带一起进行裁切焊接，由于异形段的误差的存在，在一同裁切的多个焊带之间容易造成不同焊带在相应位置上的差异较大，从而影响焊接后的电池片的使用。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种太阳能电池串的生产方法，以解决现有技术中的不足，它能够及时发现焊带的识别点的位置偏差较大的情况，避免识别点的位置偏差较大的焊带在电池片上焊接使用后造成的各样问题。
7.本发明提供了的太阳能电池串的生产方法，包括如下步骤：
8.提供一太阳能电池片，并将其铺设于工作台上；
9.从若干焊带卷轴中周期性地拉取出若干焊带，并确保单个周期内拉出的各个焊带上均具备有识别点；
10.获取同一周期内各个焊带上识别点的位置偏差数据；
11.判断位置偏差数据是否小于第一预设值，若是，则将焊带放置于所述太阳能电池片表面。
12.进一步的，“获取同一周期内各个焊带上识别点的位置偏差数据”包括如下步骤：
13.获取各个焊带上识别点位置和基准点位置；
14.计算在焊带拉伸方向上识别点与基准点的距离，从而得到位置偏差数据。
15.进一步的，所述基准点预先设定在所述工作台上。
16.进一步的，所述焊带为异形焊带并具有一体相连但截面形状不同的异形段和扁平段，所述识别点位于所述异形段和扁平段相衔接的过渡段。
17.进一步的，“将焊带放置于所述太阳能电池片表面”之前还包括：
18.根据位置偏差数据调整焊带以使识别点与基准点对齐；
19.拉动调整后的焊带，使其移动预设长度l；
20.将上述移动后的焊带进行裁切，然后再将裁切后的焊带放置于所述太阳能电池片的正面。
21.进一步的，所述预设长度l小于一个周期焊带长度l。
22.进一步的，在“拉动调整后的焊带，使其移动预设长度l”之前还包括：
23.根据位置偏差数据对焊带的自由端进行裁切。
24.进一步的，所述生产方法还包括：“在判断出位置偏差数据超出第一预设值”时，
25.根据位置偏差数据调整焊带以使识别点与基准点对齐；
26.根据位置偏差数据对相应焊带的自由端进行裁切，以将超出第一预设值的部分切除；
27.拉动裁切后的剩余焊带，使其移动预设长度l；
28.将上述移动后的焊带进行裁切，并将裁切后的焊带放置于太阳能电池片的正面。
29.本发明另一实施例还公开了太阳能电池串的生产装置，包括：
30.工作台，具有用于支撑太阳能电池片的支撑部；
31.焊带卷轴支撑轮，用于放置焊带卷轴；
32.牵引夹钳，用于将焊带从焊带卷轴中拉出并移动焊带；
33.数据采集单元，用于获取焊带的识别点位置；
34.控制模块，与所述数据采集单元和牵引夹钳电性连接，并根据自数据采集单元获取的识别点位置数据控制牵引夹钳动作；
35.裁切单元，与所述控制模块电性连接并用于对焊带进行裁切。
36.进一步的，所述生产装置还包括：
37.纠偏电机，与所述控制模块电性连接用于调整焊带，并在控制模块的控制下根据数据采集单元采集的识别点位置数据对焊带进行位置调整。
38.与现有技术相比，本发明实施例公开的方案中在将焊带从焊带卷轴上裁切后放置于太阳能电池片表面前，对从不同焊带卷轴上相同周期拉伸出来的焊带进行了识别点位置的预先判断，并在判断结果满足要求的情况下再进行裁切，从而能够及时发现焊带的识别点的位置偏差较大的情况，避免识别点的位置偏差较大的焊带在电池片上焊接使用后造成的各样问题。
附图说明
39.图1是本发明实施例公开的太阳能电池串的生产方法的流程示意图；
40.图2是本发明实施例公开的太阳能电池串的生产方法中确定数据偏差的流程示意图；
41.图3是本发明实施例公开的太阳能电池串的生产方法中对位置偏差数据对没超出第一预设值的焊带调整的流程示意图；
42.图4是本发明实施例公开的太阳能电池串的生产方法中对超出第一预设值后的焊带进行调整的流程示意图；
43.图5是本发明实施例公开的太阳能电池串的生产方法中在不对焊带调整的焊带在焊接在电池片上的结构示意图；
44.图6是本发明实施例公开的太阳能电池串的生产方法中在对焊带调整的焊带在焊接在电池片上的结构示意图；
45.1-异形段，11-末端，12-自由端，2-过渡段，3-扁平段，100-第一电池片，200-第二电池片。
具体实施方式
46.下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
47.本发明的实施例：如图1所示，公开了一种太阳能电池串的生产方法，包括如下步骤：
48.提供一太阳能电池片，并将其铺设于工作台上；
49.从若干焊带卷轴中周期性地拉取出若干焊带，并确保单个周期内拉出的各个焊带上均具备有识别点；
50.获取同一周期内各个焊带上识别点的位置偏差数据；
51.判断位置偏差数据是否小于第一预设值，若是，则将焊带放置于所述太阳能电池片表面。
52.本发明提供的太阳能电池串的生产方法在将焊带从焊带卷轴上裁切后放置于太阳能电池片表面前，对从不同焊带卷轴上相同周期拉伸出来的焊带进行了识别点位置的预先判断，并在判断结果满足要求的情况下再进行裁切，从而能够及时发现焊带的识别点的位置偏差较大的情况，避免识别点的位置偏差较大的焊带在电池片上焊接使用后造成的各样问题。
53.位置偏差数据可以是不同焊带之间的相互偏差的数据，这一数据能够反映在裁切后的同一周期内的不同焊带之间异形段之间的对齐情况，进而也能够反映出焊带在电池片上焊接后的整齐性。在本实施例中位置偏差数据为焊带上的识别点距离基准点的位置，其中基准点为预先设置在工作台上。
54.由于基准点的存在，如图2所示“获取同一周期内各个焊带上识别点的位置偏差数据”具体包括如下步骤：获取各个焊带上识别点位置和基准点位置；
55.计算在焊带拉伸方向上识别点与基准点的距离，从而得到位置偏差数据。
56.识别点可以是异形焊带上的异形段的末端也就是异形段与过渡段的衔接位置或
者是扁平段的始端也就是过渡段与扁平段相互衔接的位置或者是焊带的异形段上的某一点。作为优选的方案在本实施例中识别点位于异形段的末端，或者识别点为异形段上距离过渡段长度为m的位置。总之，识别点位置要能够准确的识别出异形段与过渡段衔接的具体位置也就是一个周期内异形段的末端的位置。由于裁切后的一个周期内的焊带包括异形段、过渡段和扁平段，因此，能够准确的标识出异形段的末端的位置，对相邻的太阳能电池片的安装固定有重要的影响。
57.在实际安装使用焊带过程中，异形焊带的异形段需要焊接在电池片的正面，扁平段需要焊接在相邻电池片的背面，而过渡段则位于两个电池片之间的间隙中作为过渡，从而实现相邻两个电池片的串联。由于焊带的异形段是不能焊接在电池片的背面，否则会造成电池片的裂片。有鉴于此，在实际使用过程中对异形段的末端距离相邻电池片的距离也是有要求的，因此在将所需要的额定长度的焊带从焊带卷轴上裁切下来的过程中，准确的识别异形段末端的位置并根据该末端的位置对焊带的长度进行判断进而确定裁切点位置至关重要，其影响着后续过程中焊带的焊接位置的确定。
58.现有技术的设备中不具备对识别点位置的识别，只是按照周期性的裁切焊带并将裁切后的焊带部分放置在电池片的正面，其中部分焊带伸出电池片以用于与相邻的电池片焊接。由于是机械的周期性的裁切，因此能够保证每一裁切后的预设长度焊带的始端和末端都是整齐的，这种方案对于普通的焊带来说没有什么影响，但却不能应用到异形焊带。
59.如图5所示，由于异形焊带分成异形段1和扁平段3和位于两者之间的过渡段2，在采用现有设备进行裁切后由于异形段1自身存在的误差的影响，导致裁切后的焊带在放置到第一电池片100的正面后不同焊带的异形段的末端11是参差不齐的，随着不断的误差的叠加容易出现在焊带定位后异形段的末端11超出第一电池片100而延伸到第二电池片200的焊接位置。当异形段1焊接到第二电池片200的背面的时候容易造成电池片的裂片情况出现，在生产中应避免上述状况的出现。本发明实施例公开的电池串的生产方法中能够对指示异形段位置的识别点进行位置的检测，仅在识别点位置的偏差数据在第一预设值的时候对焊带进行裁切移动，能够及时的发现识别点位置偏差较大的情况。
60.在本实施例由于焊带的焊接与裁切在焊接工位和裁切工位两个工位分别独立的实施，两者之间通过移动单元将裁切工位裁切后的焊带转运到焊接工位以与电池片进行焊接。为了会好的确定识别点的位置偏差数据，在裁切工位上引入了基准点以保证在裁切后的预设长度焊带的异形段的末端是符合要求的，这样在通过移动单元运转焊带的时候能够更方便的实现运转，同时也能更方便的实现焊带在运转到焊接工位后在电池片上的定位。
61.由于基准点设置在工作台上，因此位置偏差数据为在沿焊带前进方向上基准点与相应焊带的识别点的距离，或者可以理解为识别点在工作台上的正投影与识别点之间的距离。基准点的位置可以理解为指示了安装后的焊带的异形段的末端距离相邻电池片的边缘的距离，当距离在第一预设值之内时通过裁切所需长度对焊带进行裁切。
62.进一步的，如图3所示，在将焊带放置于所述太阳能电池片表面”之前还包括：根据位置偏差数据调整焊带以使识别点与基准点对齐；
63.拉动调整后的焊带，使其移动预设长度l；
64.将上述移动后的焊带进行裁切，然后再将裁切后的焊带放置于所述太阳能电池片的正面。
65.在本实施例中通过数据采集单元对识别点和基准点位置进行识别，并将数据传递至控制单元，控制单元计算获得位置偏差数据后，即便焊带的位置偏差数据满足第一预设值的范围内也通过控制调整单元进行调整，使识别点与基准点位置对齐，然后再通过移动单元将调整后的焊带进行拉伸预设长度l。在这里移动单元采用的是牵引夹钳，在对焊带进行移动后通过裁切单元将满足需求长度的焊带裁切，然后再通过牵引夹钳将裁切后的焊带移动到电池片焊接工位的第一电池片100上。在这里异形焊带的调整采用的是纠偏电机，纠偏电机能够根据位置偏差数据对焊带的识别点位置进行调整。需要说明的是在工作台上纠偏电机、裁切单元和牵引夹钳在焊带的前进方向上依次设置，在纠偏电机调整过后牵引夹钳将所有的焊带一同沿焊带移动方向拉动预设长度l，此时需要的预设长度的焊带的末端正好位于裁切单元的位置，通过控制裁切单元的运动即可实现对焊带的裁切。
66.在理论上控制单元也可以根据偏差数据控制牵引夹钳拉动焊带移动不同的长度从而保证裁切后的焊带的异形段的末端11的对齐。但是现有技术中通过牵引夹钳控制焊带产生不同长度的移动不仅不方便实现操控且精准度达不到要求。因此在本实施例中引入了纠偏电机对焊带先进行调整然后再进行移动裁切。先将识别点与基准点位置的对齐调整能够更方便精准的实现牵引夹钳对焊带的移动，使同一周期长度的焊带在焊接到电池片之后异形段的末端11更加的整齐(如图6)，这不仅提高了焊接后的美观性并且也能够方便精准的实现焊带的定位。
67.在经纠偏电极调整后牵引夹钳夹住异形焊带突伸出纠偏电机前侧的异形段，使异形焊带移动预设长度l，预设长度l原则上为异形焊带的一个周期焊带长度l，这样在移动后裁切单元裁切掉的异形焊带的长度正好是一个周期焊带长度l，一个周期焊带长l度包括一个周期内的异形段、过渡段和扁平段的长度。但是如果拉伸一个周期长度l的距离，在下一周期裁切的时候容易出现识别点前移到基准点的前侧，这样在调整识别点到基准点的时候需要部分焊带往后退，考虑到纠偏电机一般只有前进功能，因此为了避免在纠偏电机调整前识别点移动到基准点的前侧.在本实施例中将预设长度l设置成略小于一个周期焊带长度l。这样的设置能够使识别点在纠偏电机调整前都位于基准点的后侧方向从而方便的实现了纠偏电机的调整以使所有识别点都能在基准点位置对齐。具体的，在本实施例中一个周期焊带长度l与预设长度l之间的差值m的取值范围为0.3-1.5mm。一个周期焊带长度l与预设长度l之间虽然有差值但是两者之间的差值必须很小否则也会造成下一周期裁切过程的异常。需要说明的是预设长度l设置呈小于一个周期焊带长度l虽然会缩短裁切后的焊带的长度，但缩短后并不影响其在电池片上的使用仍满足需求。
68.由图6可知在通过纠偏电机调整后的不同焊带在识别点位置也就是异形段的末端11能够实现对齐，但是在异形段1的自由端12则会相应的表现出参差不齐。为了实现异形段1的自由端12的对齐，在“拉动调整后的焊带，使其移动预设长度l”之前还包括：根据位置偏差数据对相应焊带的自由端进行裁切。也就是在每次调整后都对焊带的自由端都进行一次裁切以使异形段的自由端更加的整齐。
69.在根据位置偏差数据对相应焊带调整后并对自由端裁切虽然能够使异形段的自由端更加的整齐，但是由于裁切单元切割下来的小焊带尺寸一般＜1mm，如果每次调整后都进行裁切会产生大量的小焊带到处飞溅，很容易附着在电池片和焊带上，从而导致电池片使用过程中的短路或者层压后的电池片隐裂不良。
70.作为优选的方案在位置偏差数据小于第一预设值的时候，由于通过纠偏电机调整后异形段的自由端的参差不齐状况并不明显，并且不会有自由端凸伸出第一电池片的边缘的情况出现，因此在这种状况下并不对异形段的自由端进行裁切。
71.上述步骤给出了在识别点位置偏差数据满足第一预设值的时候的操作，如图4所示，在本实施例中所述生产方法还包括：“在判断出位置偏差数据超出第一预设值”时：
72.根据位置偏差数据调整焊带以使识别点与基准点对齐；在这里采用的调整单元仍是纠偏电机；控制单元获取到识别点的位置偏差数据并根据位置偏差数据以控制纠偏电机做出调整；
73.根据位置偏差数据对相应焊带的自由端进行裁切，以将超出第一预设值的部分切除；
74.在裁切单元裁切后通过移动单元拉动裁切后的剩余焊带，使其移动预设长度l；
75.将移动单元移动焊带后再次对焊带进行裁切，并将裁切后的焊带放置于太阳能电池片的正面。
76.需要说明的是由于位置偏差数据较大，因此在位置偏差数据超出第一预设值的情况下必须对焊带进行纠偏的调整，否则容易造成裁切后的焊带在焊接到电池片之后异形段焊接到相邻电池片的背面从而造成裂片。同时，在位置偏差数据较大的情况下此时需要对焊带做出较大的调整，也就有可能出现部分焊带异形段的末端11在对齐后其自由端12会突伸出第一电池片100的边缘位置，这样的情况很容易造成电池串相互之间的短路，因此需要将过长伸出第一电池片100的边缘位置的部分焊带进行裁切去除。也就是在位置偏差数据超出第一预设值的焊带必须进行纠偏电机的调整并且必须对纠偏电机调整后的焊带进行裁切以切除部分焊带异形段的自由端从而避免出现焊带的异形段突伸出第一电池片的情况。
77.本发明实施例公开的方案中通过判断位置偏差数据是否超出第一预设值并仅在超出第一预设值的情况下才对纠偏电机移动后的异形焊带进行裁切，以根据位置偏差数据对所述位置偏差数据产出第一预设值的异形焊带部分进行裁切。上述方法的设置能够有效的降低裁切单元裁切异形焊带的频率能够减少裁切后的小焊带到处飞溅，降低出现小焊带附着在电池片和焊带上，从而导致电池片使用过程中的短路或者层压后的电池片隐裂不良的风险。
78.具体的，在本实施例中“获取各个焊带上识别点位置和基准点位置”包括如下步骤：
79.通过数据采集单元获取焊带的过渡段与异形段连接位置的图像，其中基准点也包含在图像中。在本实施例中数据采集单元可以为设置在异形焊带前进方向的正上方的某一位置，数据采集单元可以为相机。
80.控制模块识别所述图像中识别点位置及基准点位置，并确定识别点位置及基准点位置在图像中的位置偏差数据。
81.具体包括将所述图像沿前进方向相反方向依次分割成若干识别单元；
82.从前往后依次获取当前识别单元相比于前一识别单元的像素点的数值变化；
83.识别像素点的数值变化超出第二预设值时的位置即为识别点位置。
84.异形端的宽度小于扁平段的宽度，并且小于过渡段的宽度，宽度的变化能够直接
反映出像素点的增大，因此在获取图像后可以通过图像上像素点的信息的变化来找出异形段与过渡段之间的连接位置。在本实施例中第二预设值可以设置为四个像素点，也就是当像素点变化超过四个像素点的位置即为识别点的位置。需要说明的是本发明中只是给出了一种通过图像获取识别点的实施例，在其他实施例中也可以通过其他方式获取识别点位置。
85.本发明的另一实施例还公开了太阳能电池串的生产装置，如图4所示，包括：工作台，具有用于支撑太阳能电池片的支撑部；
86.焊带卷轴支撑轮，用于放置焊带卷轴；
87.牵引夹钳，用于将焊带从焊带卷轴中拉出并移动焊带；
88.数据采集单元，用于获取焊带的识别点位置；
89.控制模块，与所述数据采集单元和牵引夹钳电性连接，并根据自数据采集单元获取的识别点位置数据控制牵引夹钳动作；
90.裁切单元，与所述控制模块电性连接并用于对焊带进行裁切；
91.纠偏电机，与所述控制模块电性连接，并在控制模块的控制下根据数据采集单元采集的识别点位置数据对焊带进行位置调整。
92.当存在位置偏差数据超出第一预设值时，控制模块控制先控制纠偏电机调整异形焊带以使识别点与基准点在焊带前进方向上对齐，然后控制模块再控制裁切单元运动，以根据位置偏差数据对所述位置偏差数据超出第一预设值的异形焊带进行裁切。
93.当不存在位置偏差数据超出第一预设值时，控制模块仅控制纠偏电机调整异形焊带以使识别点与基准点在焊带前进方向上对齐。
94.在本实施例中所述数据采集处理单元包括：
95.图像采集单元，用于获取焊带的识别点位置的图像；
96.识别处理单元，用于识别所述图像中识别点位置及基准点位置。
97.以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。