本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種自動化電連接模組，用于自動貼附接線盒到復(fù)合太陽能電池結(jié)構(gòu)。該電連接模組包括：具有加熱元件的熱電極組件，用于在接線盒和復(fù)合太陽能電池結(jié)構(gòu)之間形成焊接連接；和與加熱元件熱連通的溫度感應(yīng)器件，用于檢測連接工藝期間的溫度曲線。該加熱元件和溫度感應(yīng)器件連接到控制器，該控制器被配置成在整個連接過程中監(jiān)控和比較輸入到加熱元件中的能量和加熱元件尖端附近的溫度。該電連接模組還提供了可視系統(tǒng)，該可視系統(tǒng)被配置成捕獲接線盒和復(fù)合太陽能電池結(jié)構(gòu)之間的焊接連接圖像。該可視系統(tǒng)連接控制器，該控制器被配置成分析并比較所捕獲的圖像和形成適當(dāng)接合的圖像以證實(shí)是否實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量接合。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)的實(shí)施例一般涉及一種在太陽能電池生產(chǎn)線中可靠地形成太陽能電池器件中電連接的裝置和工藝。
技術(shù)介紹
光伏(PV)器件或者太陽能電池是將太陽光轉(zhuǎn)換成直流(DC)電功率的器件。典型的薄膜PV器件或者薄膜太陽能電池具有一個或多個p-i-n接合區(qū)。每個p-i-n接合區(qū)包括P型層、本征型層和η型層。當(dāng)太陽能電池的p-i-n接合區(qū)暴露到太陽光(由光子能量構(gòu)成)時，太陽光通過PV效應(yīng)轉(zhuǎn)換成電力。太陽能電池可平鋪成較大的太陽能陣列。通過使用特定的框架和連接器連接多個太陽能電池并將它們聯(lián)合成平板而產(chǎn)生該太陽能陣列。通常，薄膜太陽能電池包括主動區(qū)或者光電轉(zhuǎn)換單元，和作為前電極和/或背電極設(shè)置的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)膜。光電轉(zhuǎn)換單元包括P型硅層、η型硅層和夾在P型硅層和η型硅層之間的本征型(i型)硅層。可使用包括微晶硅膜(μ c-Si)、非晶硅膜(a-Si)、 多晶硅膜(poly-Si)等多種類型的硅膜形成光電轉(zhuǎn)換單元的ρ型、η型和/或i型層。背電極可含有一個或多個導(dǎo)電層。隨著當(dāng)前替代能源的發(fā)展趨勢，存在對使用低成本太陽能電池產(chǎn)生電力的低成本方式的需求。常規(guī)的太陽能電池制造工藝是高度勞動密集型的且具有多個會影響生產(chǎn)線產(chǎn)能、太陽能電池成本和器件量率的干擾。常規(guī)的太陽能電池生產(chǎn)工藝包括多個人工作業(yè)，這些人工作業(yè)會導(dǎo)致所形成的太陽能電池器件的性能在各器件間相互不同。在典型的太陽能電池電連接工藝中，形成的電引線被人工設(shè)置在外殼內(nèi)部，該外殼被人工接合到太陽能電池。這些人工處理是勞動密集型的，耗費(fèi)時間且成本高。而且，目前的太陽能電池電連接工藝在不進(jìn)行物理破壞測試的情況下不能保證形成牢固且可靠的接合。因此，在太陽能電池生產(chǎn)系統(tǒng)中存在對自動電連接模組的需求，該自動電連接模組在電連接工藝期間提供非破壞性接合檢測。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在本專利技術(shù)的一個實(shí)施例中，一種焊接接合檢查方法包括定位導(dǎo)電片至具有至少一個照相機(jī)的可視系統(tǒng)附近，所述導(dǎo)電片通過焊接材料至少部分地接合到導(dǎo)電引線。所述焊接材料的一部分至少部分地在導(dǎo)電片的周邊附近延伸。該方法還包括捕獲導(dǎo)電片和導(dǎo)電引線的一個或多個圖像，分析一個或多個圖像以確定在導(dǎo)電片的周邊附近延伸的焊接材料量，和通過比較所確定的在導(dǎo)電片的周邊附近延伸的焊接材料量與第一閾值，確定在導(dǎo)電片和導(dǎo)電引線之間是否形成了合格的接合。在另一實(shí)施例中，一種焊接接合和檢查方法包括使導(dǎo)電片和加熱元件接觸，其中導(dǎo)電片與導(dǎo)電引線相鄰，及其中焊接材料被設(shè)置在導(dǎo)電片和導(dǎo)電引線之間。該方法還包括將功率施加到加熱元件同時監(jiān)控施加到加熱元件的功率量，在將功率施加到加熱元件期間測量加熱元件的溫度，捕獲導(dǎo)電片和導(dǎo)電引線的一個或多個圖像，分析一個或多個圖像以確定在導(dǎo)電片的周邊附近延伸的焊接材料量，和通過比較所監(jiān)控的功率量和所測量的溫度的曲線與期望的功率量和期望的溫度的曲線以及比較所確定的在導(dǎo)電片的周邊附近延伸的焊接材料量與第一閾值來確定在導(dǎo)電片和導(dǎo)電引線之間是否形成了合格的接合。在本專利技術(shù)的再一實(shí)施例中，一種太陽能電池電連接模組包括可視系統(tǒng)，被配置成掃描太陽能電池器件并將引線設(shè)置在太陽能電池器件上；和具有夾持元件的機(jī)械夾具，該夾持元件被配置成使用從可視系統(tǒng)接收的資訊拾取、操控和放置接線盒到太陽能電池器件上，以使接線盒的連接片與引線相鄰，其中焊接材料被設(shè)置在引線和連接片之間，及其中可視系統(tǒng)被進(jìn)一步配置成在基本垂直于連接片的角度捕獲連接片和引線的一個或多個圖像。 該模組還包括加熱組件，該加熱組件包括加熱元件，該加熱元件連接有熱偶，其中加熱元件被配置成接觸連接片。該模組還包括控制器，該控制器被配置成施加功率至加熱元件同時監(jiān)控施加到加熱元件的功率量，監(jiān)控來自熱偶的溫度讀數(shù)同時施加功率，分析一個或多個圖像以確定在連接片的周邊附近延伸的焊接材料量，和通過比較所監(jiān)控的功率量和溫度讀數(shù)與期望的功率和溫度、以及比較所確定的在連接片的周邊附近延伸的焊接材料量與第一閾值來確定在連接片和引線之間是否形成了合格的接合。附圖說明為了能詳細(xì)理解本專利技術(shù)的上述特征，將參考實(shí)施例對簡要說明如上的本專利技術(shù)進(jìn)行更具體的描述，一些實(shí)施例在附圖中示出。但是應(yīng)注意，附圖僅示出了本專利技術(shù)的典型實(shí)施例，由于本專利技術(shù)允許其他等效的實(shí)施例，因此不認(rèn)為附圖限制了本專利技術(shù)的范圍。圖1示出了根據(jù)本文描述的一個實(shí)施例的形成太陽能電池器件的工藝順序。圖2示出了根據(jù)本文描述的一個實(shí)施例的太陽能電池生產(chǎn)線的平面圖。圖3A是根據(jù)本文描述的一個實(shí)施例的薄膜太陽能電池器件的側(cè)截面圖。圖;3B是根據(jù)本文描述的一個實(shí)施例的薄膜太陽能電池器件的側(cè)截面圖。圖3C是根據(jù)本文描述的一個實(shí)施例的復(fù)合太陽能電池結(jié)構(gòu)的平面圖。圖3D是根據(jù)本文描述的一個實(shí)施例的薄膜太陽能電池器件的平面圖。圖3E是沿著圖3D的截面A-A的側(cè)截面圖。圖3F是根據(jù)本文描述的一個實(shí)施例的薄膜太陽能電池器件的側(cè)截面圖。圖4A是根據(jù)本文描述的一個實(shí)施例的接線盒貼附模組(attachment module)的示意性等視圖。圖4B是圖4A中描述的組件頭的一個實(shí)施例的正視圖。圖4C是圖4B中描述的熱電極組件的示意性截面圖，該熱電極組件位于接合接線盒連接片(tab)和太陽能電池器件引線的位置。圖4D是圖4B中描述的可視系統(tǒng)的示意性截面圖，該可視系統(tǒng)位于捕獲連接片和太陽能電池器件弓I線之間的焊接連接的圖像的位置。圖4E是通過圖4D中描述的照相機(jī)捕獲的圖像的示意圖。圖5示出了根據(jù)本文描述的一個實(shí)施例的處理順序。圖6示出了根據(jù)本文描述的一個實(shí)施例的保證高質(zhì)量焊接接合的處理順序。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)大體涉及一種自動化太陽能電池電連接模組，該模組被設(shè)置在自動化太陽能電池生產(chǎn)線中，并被配置成確保在電連接工藝期間形成牢固且可靠的接合。自動化太陽能電池生產(chǎn)線通常是用于形成太陽能電池器件的自動化處理模組和自動化裝置的排列。電連接模組通常提供一種用于在生產(chǎn)完整太陽能電池器件期間自動貼附接線盒至復(fù)合太陽能電池結(jié)構(gòu)的模組和工藝。該電連接模組還提供熱電極組件，該熱電極組件包括用于在接線盒和復(fù)合太陽能電池結(jié)構(gòu)之間形成焊接接合的加熱元件。在一個實(shí)施例中，熱電極組件還包括與加熱元件熱連通的溫度感應(yīng)器件，用于檢測連接工藝期間的溫度分布。該加熱元件和溫度感應(yīng)器件連接到控制器，該控制器被配置成在整個連接工藝期間監(jiān)控和比較輸入到加熱元件的能量和加熱元件尖端附近的溫度。控制器還被配置成在整個連接工藝期間比較實(shí)際的能量溫度分布和所期望的分布，并檢驗(yàn)是否實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量接合。在一個實(shí)施例中，電連接模組提供可視系統(tǒng)，該可視系統(tǒng)被配置成捕獲接線盒和復(fù)合太陽能電池結(jié)構(gòu)之間的焊接連接的圖像。可視系統(tǒng)連接到控制器，該控制器被配置成分析和比較被捕獲的圖像和正確形成接合的圖像，以檢驗(yàn)是否實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量接合。圖1示出了工藝順序100的一個實(shí)施例，該工藝順序100包括使用太陽能電池生產(chǎn)線200形成太陽能電池器件的多個步驟(即步驟102-14 ，生產(chǎn)線200包括被配置成執(zhí)行本文描述的接合和質(zhì)量保證工藝的電連接模組。圖2是生產(chǎn)線200的一個實(shí)施例的平面圖，意圖通過系統(tǒng)以及系統(tǒng)設(shè)計的其他相關(guān)方面示出一些處理模組和工藝流程。系統(tǒng)控制器290可用于控制太陽能電池生產(chǎn)線200中的一個或多個部件。該系統(tǒng)控制器290有利于整個太陽能電池生產(chǎn)線200的控制和自動化，且通常本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種焊接接合檢查方法，包括：定位導(dǎo)電片至具有至少一個照相機(jī)的可視系統(tǒng)附近，所述導(dǎo)電片通過焊接材料至少部分地接合到導(dǎo)電引線，其中所述焊接材料的一部分至少部分地在所述導(dǎo)電片的周邊附近延伸；捕獲所述導(dǎo)電片和所述導(dǎo)電引線的一個或多個圖像；分析所述一個或多個圖像，以確定在所述導(dǎo)電片的周邊附近延伸的焊接材料量；和通過比較所確定的在所述導(dǎo)電片的周邊附近延伸的焊接材料量與第一閾值，確定在所述導(dǎo)電片和所述導(dǎo)電引線之間是否形成了合格的接合。
【技術(shù)特征摘要】
2010.05.20 US 12/783,6681.一種焊接接合檢查方法，包括定位導(dǎo)電片至具有至少一個照相機(jī)的可視系統(tǒng)附近，所述導(dǎo)電片通過焊接材料至少部分地接合到導(dǎo)電引線，其中所述焊接材料的一部分至少部分地在所述導(dǎo)電片的周邊附近延伸；捕獲所述導(dǎo)電片和所述導(dǎo)電引線的一個或多個圖像；分析所述一個或多個圖像，以確定在所述導(dǎo)電片的周邊附近延伸的焊接材料量；和通過比較所確定的在所述導(dǎo)電片的周邊附近延伸的焊接材料量與第一閾值，確定在所述導(dǎo)電片和所述導(dǎo)電引線之間是否形成了合格的接合。2.如權(quán)利要求1所述的焊接接合檢查方法，其中至少一個照相機(jī)被定位成以基本垂直于所述導(dǎo)電片的表面的角度捕獲圖像。3.如權(quán)利要求2所述的焊接接合檢查方法，其中所述分析包括確定所述焊接材料的可視表面面積。4.如權(quán)利要求3所述的焊接接合檢查方法，其中確定所述可視表面面積包括對一個或多個圖像中的與焊接材料的可視表面對應(yīng)的圖元進(jìn)行求和。5.如權(quán)利要求4所述的焊接接合檢查方法，其中所述分析還包括測量在所述導(dǎo)電片的周邊附近延伸的所述焊接材料的連續(xù)性，及其中所述確定是否形成了合格的接合還包括比較所確定的連續(xù)性與第二閾值。6.如權(quán)利要求5所述的焊接接合檢查方法，其中所述分析還包括檢測所述導(dǎo)電片相對于所述導(dǎo)電引線的位置和取向，及其中所述確定是否形成了合格的接合還包括比較所檢測的位置和取向與第三閾值。7.如權(quán)利要求6所述的焊接接合檢查方法，其中所述導(dǎo)電片耦連到接線盒，及所述導(dǎo)電弓I線耦連到薄膜太陽能電池器件。8.一種焊接接合和檢查方法，包括使導(dǎo)電片和加熱元件接觸，其中所述導(dǎo)電片與導(dǎo)電引線相鄰，及其中在所述導(dǎo)電片和所述導(dǎo)電引線之間設(shè)置有焊接材料；施加功率至所述加熱元件，同時監(jiān)控施加到所述加熱元件的功率量； 在施加功率至所述加熱元件期間測量所述加熱元件的溫度； 捕獲所述導(dǎo)電片和所述導(dǎo)電引線的一個或多個圖像；分析所述一個或多個圖像以確定在所述導(dǎo)電片的周邊附近延伸的焊接材料量；和通過以下步驟，確定在所述導(dǎo)電片和所述導(dǎo)電引線之間是否形成了合格的接合 比較所監(jiān)控的功率量和所測量的溫度的曲線與期望的功率量和期望的溫度的曲線；和比較所確定的在所述導(dǎo)電片的周邊附近延伸的焊接材料量與第一閾值。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中測量所述溫度包括在施加功率至所述加熱元件期間持續(xù)地測量溫度，及其中監(jiān)控所述功率量包括持續(xù)地監(jiān)控施加到所述加熱元件的功率量。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述圖像是以基本垂直于所述導(dǎo)電片的表面的角度捕獲的。11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中分析所述一個或多個圖像包括對一個或多個圖像中的與焊接材料的可視表面對應(yīng)的圖元進(jìn)行求和，來確定所述焊接材料的可視表面面積。12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：埃里克·本森，丹尼·卡姆·盧，杰弗里·S·沙利文，馬提亞斯·文特，保羅伊曼紐·埃姆，
申請(專利權(quán))人：應(yīng)用材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US
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