專利名稱：柔性cigs太陽能電池片的串聯(lián)排列定位系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，特別涉及柔性CIGS太陽能電池片的 串聯(lián)排列定位系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，太陽能電池片在進行串聯(lián)時， 一般使用手工焊接， 這樣做的缺陷是焊接質(zhì)量不穩(wěn)定且效率較低；而一般的模仿手工焊接 的設(shè)備則存在定位不準的問題。
特別對于如圖1所示的柔性CIGS太陽能電池片100(為了簡便，如 無特別說明，下文中以電池片代替本發(fā)明所特別針對的柔性CIGS太陽 能電池片)，因為這種電池片的正電極101是圖1中左側(cè)突出部分的下 表面，其負電極102位于圖1中右側(cè)部分的上表面；因而如圖2所示， 在串聯(lián)時必須將一個電池片100的正電極101交疊到另一電池片100 的負電極102部分，然后添加焊料200進行焊接。對于這種電池片互 相交疊的情況，更是無法利用 一般的焊接設(shè)備來對電池片進行串聯(lián)排 列定位，所以目前亟需一種可以用來對圖1所示的電池片進行串聯(lián)排 列定位的設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的就是要針對柔性CIGS 太陽能電池片，提供一種串聯(lián)排列定位效率和準確性都較高的設(shè)備及 其方法。
因此，本發(fā)明提供一種柔性CIGS太陽能電池片的串聯(lián)排列定位系 統(tǒng)，包括電池片支承裝置和翻轉(zhuǎn)裝置；
所述電池片支承裝置包括框架和安裝在所述框架內(nèi)的若干個翻 板；所迷各個翻板的兩端具有用于將該翻板安裝于所述框架上的軸和 軸承，且每個翻板具有用于支承一個所述電池片的基本為平面的表面， 以及用于將所述電池片定位在翻板上的定位部件；所述各翻板在軸向 上互相平行，并且可以在所述翻轉(zhuǎn)裝置的作用下繞各自的軸翻轉(zhuǎn)一定 角度；
所迷翻轉(zhuǎn)裝置用于使所述各個翻板翻轉(zhuǎn)一定角度而使其表面處于 互相平行的傾斜位置，以便將各個所述電池片放置于各個翻板的表面 上；所述翻轉(zhuǎn)裝置不作用時，處于傾斜位置的所述各個翻板在重力的 作用下回復(fù)到水平位置，使放置于其表面上的各個所述電池片處于交 疊狀態(tài)的串聯(lián)相對位置。
進一步地，所述翻轉(zhuǎn)裝置包括用于推動所述各個翻板進行翻轉(zhuǎn)的 推動件，以及用于驅(qū)動該推動件運動的致動器。
可選地，所述推動件為位于所述各個翻板下方的基本呈平面的推 板，該推板的平面基本平行于所述各個翻板的軸所成的平面，且所述 各個翻板的下方具有滾動軸承，所述推板在所述致動器的作用下上下 運動，則推動所述滾動軸承在所述推板上滑動，即所述推板向上運動 時，通過所述滾動軸承的作用推動所述各個翻板到傾斜位置，所述推 板向下運動時，所述翻板自身的重力作用使其回復(fù)到水平位置。
可選地，所述致動器為氣缸，其用于推動所述推板上下運動。
可選地，所述推動件為連桿機構(gòu)，其連接于所述各個翻板上，用 于同步推動各翻板到傾斜位置。
還包括連接在所述框架和翻板之間的用于使所述處于傾斜位置的
翻板回復(fù)到水平位置的拉伸彈簧；在翻板處于傾斜位置時，所述彈簧 處于拉伸狀態(tài)，翻板處于水平位置時，所述彈簧處于卸載狀態(tài)。
可選地，所述定位部件為永磁鐵、電磁鐵或真空腔，所述電池片 可以通過被所述永磁鐵、電磁鐵或真空腔吸附到所述翻板上而進行定位。
優(yōu)選地，述各個翻板的軸是偏心軸。
優(yōu)選地，所述各個翻板處于傾斜位置時其表面與垂直方向所成的 夾角的范圍是30度 60度。
優(yōu)選地，所述夾角為45度。
本明還提供一種柔性CIGS太陽能電池片的串聯(lián)排列定位方法， 其特征在于，包括
(a) .將用于支承各個電池片的多個翻板翻轉(zhuǎn)到互相平行的傾斜位
置；
(b) .在每個翻板上放置一個電池片并對所述電池片進行定位；
(c) .使所述各個翻板回復(fù)到水平位置，此時所述各個電池片處于交 疊狀態(tài)的串聯(lián)相對位置。
進一步地，在步驟(a)中，利用推動件來推動所述各個翻板進行翻 轉(zhuǎn)，并且利用致動器來驅(qū)動該推動件運動。 可選地，在所述各個翻板的下部具有滾動軸承，在步驟(a)中利用 位于所述各個滾動軸承下方的基本呈平面的推板的向上運動來推動所 述滾動軸承在所述推板上滑動，從而使各個翻板翻轉(zhuǎn)。
可選地，利用氣缸使所述推板向上運動。
可選地，在步驟(a)中，利用連接于所述各個翻板上的連桿機構(gòu)同 步推動各翻板到傾斜位置。
優(yōu)選地，在所述步驟(c)中，使用拉伸彈簧將所述各個翻板回復(fù) 到水平位置。
可選地，在所述步驟(b)中，利用永磁鐵、電磁鐵或真空腔將所 述電池片吸附到所述翻板上而進行定位。
優(yōu)選地，所述各個翻板的軸是偏心軸，利用所述翻板由于所述偏 心軸而產(chǎn)生的重力矩使所述翻板易于回到水平位置。
優(yōu)選地，所述各個翻板處于傾斜位置時其表面與垂直方向所成的 夾角的范圍是30度 60度。
優(yōu)選地，所述夾角為45度。
本發(fā)明通過首先將用于支承電池片的翻板翻轉(zhuǎn)到傾斜位置以便放 置各個太陽能電池片，然后將翻板翻轉(zhuǎn)到水平位置從而使各個電池片 排列成串聯(lián)的相對位置形成適于進行焊接的一個平面，從而實現(xiàn)柔性 CIGS太陽能電池片的串聯(lián)排列定位。本發(fā)明專門針對柔性CIGS太陽 能電池片的串聯(lián)焊接，由于采用了先傾斜排列電池片，然后翻轉(zhuǎn)電池 片形成一個平面以便進行焊接的方式，所以可以提高電池片串聯(lián)時的 相對定位的效率和準確性。
圖l為本發(fā)明的系統(tǒng)和方法所特別針對的柔性CIGS太陽能電池 片的示意圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)和方法所特別針對的柔性CIGS太陽能電池 片的串聯(lián)排列示意圖3為本發(fā)明的一個翻板的分離部件示意圖4為本發(fā)明的一個組裝好后的翻板的示意圖5為本發(fā)明的將多個圖4所示的翻板組裝在框架上的電池片支 承裝置的組裝示意圖6為圖5所示的電池片支承裝置組裝完畢后的前側(cè)仰視圖7為圖6的局部放大示意圖8為將圖6所示的電池片支承裝置裝配到氣缸平臺上之后的前 側(cè)俯4見圖9為將圖6所示的電池片支承裝置裝配到氣缸平臺上之后的前 側(cè)仰視圖10為圖8裝置中相鄰幾個翻板在傾斜狀態(tài)時的端部視圖； 圖ll為圖8裝置中相鄰幾個翻板在水平狀態(tài)時的端部視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。
下面以一個較佳實施例來說明本發(fā)明的柔性CIGS太陽能電池片 的串聯(lián)排列定位系統(tǒng)。
首先說明本發(fā)明的翻板的實施例，如圖3所示，為本發(fā)明的一個 翻板300的分離部件示意圖，并且除了翻板300之外，圖中還顯示了 電池片100與翻板300的相對位置，以及拉伸彈簧304的示意圖。其 中翻板300包括翻板主體301、軸302、軸承303、滾動軸承305、滾 動軸承連接件306、永磁鐵307、平板308和端部限位器309。其中翻 板主體301的兩端具有軸302及相應(yīng)的軸承303。如圖3所示，可以將 一個拉伸彈簧304的一端使用一螺紋銷掛在翻板主體301的一端，其 用于在翻板300處于傾斜位置時，將翻板300拉回到水平位置，即在 翻板300傾斜時，該拉伸彈簧304處于拉伸狀態(tài)，在本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)裝 置不作用時，該拉伸彈簧304收縮，可幫助將翻板300拉回到水平位 置。該翻板300還可包括滾動軸承305，其通過滾動軸承連接件306連 接到所述翻板主體301上，其作用在后文中詳細說明。該翻板300可 以使用若干永^磁鐵307作為定位部件對電池片IOO進行定位，所述永 磁鐵307可以安裝在翻板主體301上面的若干個相應(yīng)槽內(nèi)，其S極可 以全部向上；還可以在翻板300的端部裝配永f茲鐵，其S極朝向翻板 300的其它7JCf茲鐵307,這樣可以對所述電池片IOO的端部進行定位。 可以在安裝了永磁鐵307的翻板主體301上面再加一塊平板308，用于 支承所述IOO,可以使用若干個螺絲將該平板308固定在翻板主體301 上。還可以在平板308兩端增加端部限位器309，其也用于限制所述電 池片100在翻板300端部的位置。
圖4所示為圖3中的各分離部件組裝好后的翻板300的示意圖， 上面還包括一電池片100。 由圖5可見，多個翻板300在軸向互相平行的方向上通過軸302 和軸承303安裝在框架501上，得到一個電池片支承裝置500，前文中 說明了拉伸彈簧304的一端掛在翻板300 —端的螺紋銷上，而另一端 則固定在圖5中的翻板300兩端的相應(yīng)框架501上。在安裝時，為了 將翻板300很好地定位在框架501上，還可以使用定位環(huán)、波狀彈簧 等零件在軸的端部進一步進行定位(在圖中未給出附圖標記)，因為這 些均屬于機械連接的常識，并且不涉及本發(fā)明的發(fā)明要點，所以在此 不予詳述。在本實施例中，所述框架501是由前后左右4個分離的框 架構(gòu)成的，但也可以以其它方式如兩個L形的框架構(gòu)成，這并不屬于 本發(fā)明的要點，在此不予詳述。
圖6所示為圖5所示的電池片支承裝置500組裝完畢后的前側(cè)仰 視圖。圖7所示為圖6的局部放大示意圖，其中翻板300通過軸302 和軸承303安裝在所述框架501上。圖7中所示的制動銷502對所述 翻板有一定的制動及限位作用。
如圖8所示，為本發(fā)明將圖6所示的電池片支承裝置500裝配到 氣缸平臺800上之后的前側(cè)俯視圖，其中的氣缸平臺800包括氣缸 801，和用于安放所述電池片支承裝置500的氣缸平臺框架802。而圖 9所示為其前側(cè)仰視圖，其中包括位于電池片支承裝置500 (圖中未給 出附圖標記)下方的一個基本平面的推板900,其在氣缸801的驅(qū)動下 上下運動，從而推動各個翻板進行翻轉(zhuǎn)。
下面結(jié)合圖10和圖11詳細描述所述電池片支承裝置500中的各 個翻板300如何在所述推板900的作用下運動。
如圖IO所示，為圖8中的相鄰幾個翻板在傾斜位置時的端部示意 圖(注意該視圖中的各個單個翻板是從如圖4中所示的箭頭所指方向 所看到的視圖)。在推板900向上運動時，所述翻板300的滾動軸承305 被推動從而在推板900上滑動，翻板300因此繞軸302轉(zhuǎn)動，從而處 于傾斜位置，在本實施例中，各個翻板300的傾斜角度可以為45度， 這時各個翻板300互為支撐與限位，這時可向各個翻板300上放置電 池片100,電池片100可由永》茲4失307定位于所述翻板IOO上，這時彈 簧304呈拉伸狀態(tài)。
然后，推板900向下運動，則各個翻板300在自身重力和彈簧304 的收縮作用下，逐漸向圖11所示的位置轉(zhuǎn)動，直至推板900離開了各 個滾動軸承305，不再對各個翻板300起作用，則各個翻板300回復(fù)到 如圖11所示的水平位置，即其各個表面基本呈一個平面，而電池片100 的一個正電極101則各自交疊到另一電池片100的負電極102處，各 個電池片100呈串聯(lián)的相對位置狀態(tài)。此時對于電池片的串聯(lián)排列定 位即完成，然后可以在相應(yīng)位置添加焊料200對所述電池片100的電 極進行串聯(lián)焊接。
注意，在本實施例中，所述軸302可以為偏心軸，4吏用偏心軸有 利于推板900推動滾動軸承305從而帶動翻板300繞該軸302轉(zhuǎn)動， 也有利于在推板900向下運動，不再作用于滾動軸岸義305上時，翻板 300可以借助自身重力矩的作用趨向水平位置旋轉(zhuǎn)。
在本實施例中，所述推動件使用了一個位于翻板300下方的呈平 面的推板900，但也可以用其它的方式來推動所述各個翻板300，如采 用連桿機構(gòu)來實現(xiàn)同步推動各翻板。
在本實施例中，使用了氣缸801來驅(qū)動所述推板900的運動，還 可以使用其它方式如氣動方式來驅(qū)動推板卯0。
另外，在本實施例中使用了永磁鐵307來對電池片IOO進行定位， 也可使用電磁鐵或真空腔來進行定位。
由圖IO可見，本實施例中所述各個翻板處于傾斜位置時其表面與 垂直方向的夾角為45度，當然也可以為其它適合電池片IOO放置在翻 板300上的角度。例如較佳選擇是，在通過調(diào)節(jié)對電池片的定位吸引 力的大小和范圍后，翻板可以在處于30度~60度的范圍內(nèi)設(shè)置放置電 池片的角度。
本發(fā)明的電池片串聯(lián)排列定位方法，包括以下步驟
(d) .將用于支承各個電池片的翻板旋轉(zhuǎn)到互相平行的傾斜位置；
(e) .在所述每個翻板上放置一個電池片；
(f) .使所述各個翻板回復(fù)到水平位置，此時所述各個電池片處于交 疊狀態(tài)的串聯(lián)相對位置。
至于各個翻板如何翻轉(zhuǎn)到傾斜位置、電池片在翻板上如何定位、 翻板如何回復(fù)到水平位置等內(nèi)容在上文對于柔性CIGS太陽能電池片 的串聯(lián)排列定位系統(tǒng)的描述中已有說明，在此不予贅述。
上述實施例僅用于說明本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明 的實施例做出各種修改或替換，而不偏離本發(fā)明的精神，這些修改或 替換應(yīng)該視為落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要 求書所限定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.柔性CIGS太陽能電池片的串聯(lián)排列定位系統(tǒng)，其特征在于，包括電池片支承裝置和翻轉(zhuǎn)裝置；所述電池片支承裝置包括框架和安裝在所述框架內(nèi)的若干個翻板；所述各個翻板的兩端具有用于將該翻板安裝于所述框架上的軸和軸承，且每個翻板具有用于支承一個所述電池片的基本為平面的表面，以及用于將所述電池片定位在翻板上的定位部件；所述各翻板在軸向上互相平行，并且可以在所述翻轉(zhuǎn)裝置的作用下繞各自的軸翻轉(zhuǎn)一定角度；所述翻轉(zhuǎn)裝置用于使所述各個翻板翻轉(zhuǎn)一定角度而使其表面處于互相平行的傾斜位置，以便將各個所述電池片放置于各個翻板的表面上；所述翻轉(zhuǎn)裝置不作用時，處于傾斜位置的所述各個翻板在重力的作用下回復(fù)到水平位置，使放置于其表面上的各個所述電池片處于交疊狀態(tài)的串聯(lián)相對位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述翻轉(zhuǎn)裝置包括用 于推動所述各個翻板進行翻轉(zhuǎn)的推動件，以及用于驅(qū)動該推動件運動 的致動器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述推動件為位于所 述各個翻板下方的基本呈平面的推板，該推板的平面基本平行于所述 各個翻板的軸所成的平面，且所述各個翻板的下方具有滾動軸承，所 述推板在所述致動器的作用下上下運動，則推動所述滾動軸承在所述 推板上滑動，即所述推板向上運動時，通過所述滾動軸承的作用推動 所述各個翻板到傾斜位置，所述推板向下運動時，所述翻板自身的重 力作用使其回復(fù)到水平位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述致動器為氣缸， 其用于推動所述推板上下運動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所迷的系統(tǒng)，其特征在于，所述推動件為連桿機 構(gòu)，其連接于所述各個翻板上，用于同步推動各翻板到傾斜位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接在所述框 架和翻板之間的用于使所述處于傾斜位置的翻板回復(fù)到水平位置的拉 伸彈簧；在翻板處于傾斜位置時，所述彈簧處于拉伸狀態(tài)，翻板處于 水平位置時，所述彈簧處于卸載狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位部件為永磁 鐵、電/f茲鐵或真空腔，所述電池片可以通過被所述永》茲鐵、電石茲鐵或 真空腔吸附到所述翻板上而進行定位。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述各個翻板的軸是 偏心軸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述各個翻板處于傾 斜位置時其表面與垂直方向所成的夾角的范圍是30度 60度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述夾角為45度。
11. 一種柔性CIGS太陽能電池片的串聯(lián)排列定位方法，其特征在于， 包括(a) .將用于支承各個電池片的多個翻板翻轉(zhuǎn)到互相平行的傾斜位置；(b) .在每個翻板上放置一個電池片并對所述電池片進行定位； (C).使所述各個翻板回復(fù)到水平位置，此時所述各個電池片處于交 疊狀態(tài)的串聯(lián)相對位置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中，利用推 動件來推動所述各個翻板進行翻轉(zhuǎn)，并且利用致動器來驅(qū)動該推動件運動。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在所述各個翻板的下 部具有滾動軸承，在步驟(a)中利用位于所述各個滾動軸承下方的基本 呈平面的推板的向上運動來推動所述滾動軸承在所述推板上滑動，從 而使各個翻板翻轉(zhuǎn)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，利用氣缸使所述推板 向上運動。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中，利用連 接于所述各個翻板上的連桿機構(gòu)同步推動各翻板到傾斜位置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在所述步驟(c)中， 使用拉伸彈簧將所述各個翻板回復(fù)到水平位置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在所述步驟(b)中， 利用永磁鐵、電磁鐵或真空腔將所述電池片吸附到所述翻板上而進行 定位。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述各個翻板的軸是 偏心軸，利用所述翻板由于所述偏心軸而產(chǎn)生的重力矩使所述翻板易 于回到水平位置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述各個翻板處于傾 斜位置時其表面與垂直方向所成的夾角的范圍是30度 60度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述夾角為45度。
全文摘要
柔性CIGS太陽能電池片的串聯(lián)排列定位系統(tǒng)，包括電池片支承裝置和翻轉(zhuǎn)裝置；電池片支承裝置包括框架和安裝在框架內(nèi)的若干個翻板；各個翻板兩端具有軸和軸承，及用于支承一個電池片的基本為平面的表面，以及用于將電池片定位在翻板上的定位部件；各翻板在軸向上互相平行，并且可以在翻轉(zhuǎn)裝置的作用下繞各自的軸翻轉(zhuǎn)一定角度；翻轉(zhuǎn)裝置用于使各個翻板翻轉(zhuǎn)一定角度而處于表面互相平行的傾斜位置，以便將各個電池片放置于各個翻板的表面上，翻轉(zhuǎn)裝置不作用時，處于傾斜位置的各個翻板在重力的作用下回復(fù)到水平位置，使各個電池片處于交疊狀態(tài)的串聯(lián)相對位置。本發(fā)明可應(yīng)用于電池片的串聯(lián)排列定位中以高效準確地對電池片進行定位。
文檔編號H01L31/18GK101373800SQ200710045208
公開日2009年2月25日 申請日期2007年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月23日
發(fā)明者楊智軍, 郭景華 申請人:米亞索能太陽能技術(shù)(上海)有限公司