專利名稱：用于連接太陽能電池的焊接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接太陽能電池的焊接設(shè)備，其中，根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要 求所定義， 一種按照感應(yīng)定律工作的熱源與帶有焊劑的所述太陽能電池的 印制電路通過電線相連。
背景技術(shù)：
EP 1 748 495 Al中公知了一種用于電連接多個太陽能電池的焊接設(shè) 備，其中，在所述電池的表面上具有印制電路，所述印制電路上覆蓋有導(dǎo) 電帶，該導(dǎo)電帶能夠借助一種熱源與印制電路實(shí)現(xiàn)電連接，其中，用感應(yīng) 生熱的熱源加熱印制電路和導(dǎo)電帶以及熔化焊劑，該焊劑將所述導(dǎo)電帶與 所述印制電路相聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容
在此本發(fā)明設(shè)法消除弊端。如權(quán)利要求l所述，本發(fā)明的任務(wù)在于， 提出一種焊接設(shè)備，所述焊接設(shè)備按照感應(yīng)定律產(chǎn)生節(jié)能的焊接。 本發(fā)明有益的改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中說明。
通過本發(fā)明所達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)主要在于，這種焊接設(shè)備在很小的能耗下產(chǎn) 生出電線之間的焊接。所述焊接過程中所需的熱量通過感應(yīng)回路產(chǎn)生，其 中，在所述感應(yīng)回路中流動的、高頻的電流產(chǎn)生出隨時間變化的磁場，所 述磁場引起在待連接的電線和焊劑中的渦流，所述渦流再次加熱所述電線 以及熔化所述焊劑。在無電流的感應(yīng)回路中所述電線和焊劑被冷卻，其中 用所述焊劑將所述電線聯(lián)接起來。為在感應(yīng)回路中產(chǎn)生電流所需的高頻發(fā) 電機(jī)根據(jù)功率能夠進(jìn)行更小的尺寸設(shè)計(jì)以便降低生產(chǎn)成本。
通過所述感應(yīng)回路的特殊外形能夠?qū)λ龃艌鲆约八龈袘?yīng)回路的 電流接收器，或者說所述高頻發(fā)電機(jī)的功率進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)本發(fā)明所述的 感應(yīng)回路能夠在與現(xiàn)有的感應(yīng)回路的長度相同的情況下將所述高頻發(fā)電 機(jī)的功率減少到三分之一，或者在與現(xiàn)有高頻發(fā)電機(jī)的功率相同的情況下將感應(yīng)回路的長度增加到三倍。具有波形凸起的所述U形感應(yīng)回路在收縮 處產(chǎn)生更弱的磁場以及在擴(kuò)張?zhí)幃a(chǎn)生更強(qiáng)的磁場并借此構(gòu)成具備有利的 熱分布的主要焊區(qū)。在每一個所述擴(kuò)張?zhí)幍闹醒肽軌蛴么艌鲋行缘暮碗娊^ 緣的壓緊裝置將互相之間待接的所述電線夾緊。根據(jù)本發(fā)明所述的感應(yīng)回 路的有效長度還能夠很容易地與待生成的焊接的長度相匹配。
為此，例如通過手動或機(jī)械置入螺栓或螺絲的方式在相應(yīng)的擴(kuò)張?zhí)幃a(chǎn) 生電短路。


下面參照附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。
其中，
圖1
多個與電池導(dǎo)電帶電連接的太陽能電池，
圖2
帶有感應(yīng)回路的焊頭， 圖3
帶有壓緊裝置的感應(yīng)回路， 圖4和圖5
能夠在有效長度內(nèi)調(diào)節(jié)的感應(yīng)回路， 圖5a
感應(yīng)回路的一種實(shí)施形式和 圖6
感應(yīng)回路的詳細(xì)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了第一太陽能電池l，第二太陽能電池2和第三太陽能電池 3。太陽能電池1、 2、 3也被稱作光電池并且將光線中的輻射能轉(zhuǎn)化為電 能。在單個電池中產(chǎn)生的電壓位于電池上表面5的印制電路4與在圖1中 看不見的電池下表面6的印制電路之間。如果所述電池上表面5的印制電 路4以及所述電池下表面6的印制電路連接到作為負(fù)載的電載荷上，例如歐姆電阻或者蓄電池，電流流出并且從所述太陽能電池中產(chǎn)生的電能在所 述載荷中被消耗或者在蓄電池里儲存。多個太陽能電池在導(dǎo)電帶上電連接 在一起。多個導(dǎo)電帶形成一種被稱為太陽能電池板的組件。所述太陽能電 池在電池上表面5的印制電路4以及在圖1中看不見的電池下表面6的印
制電路上串聯(lián)。同時單個電池的電壓相疊加并且能夠采用更細(xì)的電線7進(jìn)
行所述的連接。
圖1中第一太陽能電池1、第二太陽能電池2和第三太陽能電池3電 連接在電池導(dǎo)電帶8上。電線7將第一太陽能電池1的電池上表面5的印 制電路4與第二太陽能電池2的電池下表面6的印制電路相聯(lián)。電線7將 第二太陽能電池2的電池上表面5的印制電路4與第三太陽能電池3的電 池下表面6的印制電路相聯(lián)。
用焊接過程制作印制電路4和電線7之間的聯(lián)接，其中，熱源加熱具 有焊劑的印制電路板4和電線7，所述焊劑熔化例如軟焊料，其中，液態(tài) 的焊劑浸濕印制電路4和電線7。生熱之后在印制電路4和電線7之間產(chǎn) 生固態(tài)的導(dǎo)電的連接。
針對焊接的制作可以考慮不同的生熱方法。特別有益的是上述的按照 感應(yīng)定律工作的熱源，其中所述高頻發(fā)電機(jī)在感應(yīng)回路中產(chǎn)生高頻的電 流，比如，產(chǎn)生頻率從800kHz至900kHz的電流，所述電流產(chǎn)生高頻磁場。
圖2示出了配有三個感應(yīng)回路21的焊頭10。直線導(dǎo)軌11安裝在底座 12上，其中直線導(dǎo)軌11用來引導(dǎo)滑塊13，所述滑塊借助于電動機(jī)能夠上 下運(yùn)動，如箭頭Pl所示?；瑝K13用來作為外殼15的支架，在所述外殼 上為感應(yīng)回路21和壓緊裝置27安裝有連接塊16、導(dǎo)向塊17、調(diào)整軸心 18。每個感應(yīng)回路21都具有一個調(diào)整軸心18，借助于所述調(diào)整軸心能夠 手動地用調(diào)整螺母18.1將感應(yīng)回路21和壓緊裝置27的位置對齊在太陽能 電池相應(yīng)的印制電路4上。將回路段24插入一塊設(shè)置在導(dǎo)向塊17上的平 板19中，所述平板例如由塑料制成。每一個壓緊裝置27能夠在導(dǎo)向塊17 的豎直的孔17.1內(nèi)自由運(yùn)動。焊頭10朝太陽能電池1、 2、 3的方向下降 時壓緊裝置27支撐在電線7上并且通過所述壓緊裝置本身的重量將電線7 按壓在印制電路4上。
圖2示出了具有三個并聯(lián)印制電路4的太陽能電池。用所示焊頭10能夠借助于所述三個感應(yīng)回路21將所述三個印制電路4在其整個電池長 度上同時進(jìn)行焊接。假設(shè)對具有兩個所述印制電路4的太陽能電池加工即 焊接，那么一個所述連接塊16以及一個具有所述感應(yīng)回路21和所述壓緊 裝置27的所述導(dǎo)向塊17被拆除。針對具有三個以上所述印制電路4的太 陽能電池，所述焊頭10也可以比圖示中制作得更大一些，并且也會具有 三個以上的所述感應(yīng)回路21。
所述連接塊16用來作為所述感應(yīng)回路21的支架并且包括水管接口， 電接口以及在所述感應(yīng)回路21中產(chǎn)生高頻電流的高頻發(fā)電機(jī)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明所述的在焊頭10上設(shè)置的感應(yīng)回路21，該圖 未示出平板19。所述感應(yīng)回路21由連接件22、輸送段23和U形回路段 24組成，其中至少有一個所述U形回路段的凸起在所述感應(yīng)回路上成波 形。輸送段23和回路段24由空心電線構(gòu)成并且用冷卻劑，例如用水貫流。 所述輸送段23由兩個靠近的管子23.1， 23.2組成，所述的管子將冷卻劑 輸送到所述回路段24中并且從所述回路段24導(dǎo)出。所述回路段24由具 有兩個凸起21.1的U形管組成，形成類似U形發(fā)夾的外形。所述回路段 24的管子的自由端和所述輸送段23的管子相連。所述輸送段23的管子和 所述回路段24的管子是由導(dǎo)電的材料比如銅制成的。如圖5， 5a用附圖 標(biāo)記所示的U形管具有收縮處25和擴(kuò)張?zhí)?6。所述收縮處25和所述擴(kuò) 張?zhí)?6有助于優(yōu)化上述的在焊區(qū)的生熱以及因此有助于節(jié)能。每一個擴(kuò) 張?zhí)?6為磁場中性的壓緊裝置27提供焊接位置的入口 ，由例如陶瓷制成 的所述的壓緊裝置將電線7按壓在印制電路4上。用圖3中示出的感應(yīng)回 路21能夠在焊接進(jìn)程中焊接所述太陽能電池1、 2、 3的電池上表面5的 印制電路4的整個長度。所述感應(yīng)回路21的磁場，或者說所述印制電路4 和所述電線7中的渦流能夠同時對所述印制電路和所述電線以及電池下表 面6的焊劑進(jìn)行加熱或熔化并且在所述印制電路4和所述電線7之間產(chǎn)生 焊接。
圖4和圖5示出了在有效長度內(nèi)能夠被調(diào)節(jié)的感應(yīng)回路21?；芈范?24的尺寸與圖3中所示回路段24的尺寸一致。根據(jù)需求即根據(jù)待焊的太 陽能電池的大小能夠?qū)⑺鲇行чL度縮小。在擴(kuò)張?zhí)?6置入的螺絲28或 者在擴(kuò)張?zhí)?6置入的螺栓28將所述回路段24短路。所述高頻電流能夠從高頻發(fā)電機(jī)發(fā)出后僅流到所述螺絲28或螺栓并且產(chǎn)生磁場。所述螺絲
28或螺栓能夠與所述焊頭松動連接并且能夠手動地或機(jī)械地進(jìn)行調(diào)節(jié)。多 余的所述壓緊裝置27將被撤去或者在更高處被固定，并且向擴(kuò)張?zhí)?6與 螺絲28相匹配的孔17.1中置入用于螺絲28的螺栓28.1。
所述擴(kuò)張?zhí)?6和收縮處25的外形也是取決于生產(chǎn)技術(shù)的。功率輸入 的優(yōu)化主要是由逐步減小的或增大的管道阻力決定的。所述擴(kuò)張?zhí)?6和 收縮處25的彎曲半徑在圖5中的例子中選擇得較大，從而能夠用一根管 子或者說整體的用彎曲方法制成所述回路段24。假設(shè)所述外形選擇為一個 具有小的彎曲半徑的形狀，例如之字形，那么所述回路段24必須由針對 所述擴(kuò)張?zhí)?6和收縮處25的單獨(dú)段組成。
圖5a示出了具有彎曲半徑的外形并且還能夠用彎曲方法制成的回路 段24。所述的管子，或所述U形回路段24的一個凸起21.1成水平設(shè)計(jì)， 并且所述回路段24的另一個凸起21.1與所述擴(kuò)張?zhí)?6和收縮處25波形 設(shè)計(jì)。針對所述擴(kuò)張?zhí)?6設(shè)有一個圓弧形的段26.1，針對所述收縮處25 設(shè)有一個水平段25.1，其中，所述壓緊裝置27與所述擴(kuò)張?zhí)?6相匹配。
圖6示出了所述感應(yīng)回路21的連接件22的詳細(xì)視圖。用穿過孔22.1 的螺絲將所述連接件22與所述連接塊16松動聯(lián)接。同時水管接口 22.2 與所述連接塊16相聯(lián)并用一個圖中未示出的在所述連接塊一側(cè)的O形環(huán) 密封。用于冷卻所述回路段24的冷卻劑循環(huán)因此被封閉起來。借助于接 觸面22.3將所述連接件22電連接在所述連接塊16上，其中接觸面22.3 用隔離板22.4相互電隔離。
權(quán)利要求
1.一種焊接設(shè)備，用于連接太陽能電池(1、2、3)，其中，一種按照感應(yīng)定律工作的的熱源與具有焊劑的所述太陽能電池(1、2、3)的印制電路(4)用電線(7)相聯(lián)，其特征在于，所述熱源具有高頻發(fā)電機(jī)和感應(yīng)回路(21)，在所述熱源中高頻發(fā)電機(jī)發(fā)出的高頻電流產(chǎn)生高頻磁場并且所述高頻磁場在印制電路(4)和在沿印制電路(4)設(shè)置的電線(7)中引起渦流，所述渦流產(chǎn)生為焊接過程所必需的熱量。
2. 如權(quán)利要求1所述的焊接設(shè)備， 其特征在于，所述感應(yīng)回路(21)是U形結(jié)構(gòu)，其中，所述U形結(jié)構(gòu)的至少一個 凸起(21.1)被做成波形。
3. 如權(quán)利要求2所述的焊接設(shè)備， 其特征在于，所述感應(yīng)回路(21)具有擴(kuò)張?zhí)?26)和收縮處(25)，所述擴(kuò)張?zhí)?(26)和收縮處(25)用作所述高頻磁場和所述高頻發(fā)電機(jī)的節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn) 的能量優(yōu)化。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的焊接設(shè)備， 其特征在于，所述感應(yīng)回路(21)由管子制成，冷卻劑在所述管中流動。
5. 如權(quán)利要求i至4中任一項(xiàng)所述的焊接設(shè)備， 其特征在于，能夠調(diào)節(jié)所述感應(yīng)回路(21)的有效長度。
6. 如權(quán)利要求5中所述的焊接設(shè)備， 其特征在于，能夠?qū)⒙萁z(28)或螺栓(28)安裝在擴(kuò)張?zhí)?26)，其中，在此處 所述螺絲(28)或螺栓(28)將所述感應(yīng)回路(21)電短路。
7. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的焊接設(shè)備，其特征在于，每一個所述擴(kuò)張?zhí)?26)都具有一個磁場中性的壓緊裝置(27)，所 述壓緊裝置穿過所述擴(kuò)張?zhí)?26)并且將所述電線(7)按壓在所述印制 電路(4)上。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的焊接設(shè)備，其特征在于，焊頭(10)具有數(shù)量相等的感應(yīng)回路(21)和用所述電線(7)連接 的所述太陽能電池(1、 2、 3)的印制電路(4)，其中，用所述電線(7) 將所述太陽能電池上所有的印制電路(4)同時地在所述印制電路的整個 長度上焊接。
全文摘要
在這種連接太陽能電池(1、2、3)的焊接設(shè)備上具有一種按照感應(yīng)定律工作的熱源，所述熱源與具有焊劑的所述太陽能電池(1、2、3)的印制電路(4)用電線(7)相連，其中，所述熱源具有高頻發(fā)電機(jī)和感應(yīng)回路(21)，在所述熱源中高頻發(fā)電機(jī)發(fā)出的高頻電流產(chǎn)生高頻磁場并且所述高頻磁場在印制電路(4)和在沿印制電路(4)上設(shè)置的電線(7)中引起渦流，所述渦流產(chǎn)生為焊接過程所必需的熱量。所述U形感應(yīng)回路(21)具有擴(kuò)張?zhí)?26)和收縮處(25)，所述擴(kuò)張?zhí)?26)和收縮處(25)有助于優(yōu)化焊區(qū)的發(fā)熱并且因此有助于節(jié)能。每一個所述擴(kuò)張?zhí)幎紴榇艌鲋行缘膲壕o裝置(27)提供焊接位置的入口，所述壓緊裝置將所述電導(dǎo)線(7)按壓在所述印制電路板(4)上。在焊接過程中用所述感應(yīng)回路(21)能夠?qū)㈦姵厣媳砻?5)和電池下表面(6)的印制電路(4)的整個長度用所述電線(7)焊接。
文檔編號H01L31/05GK101540353SQ20091012763
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者布拉德·M·丁格勒, 布賴恩·S·米奇切, 托馬斯·R·考瑞爾, 肖恩·M·西德林格, 肯尼斯·A·耐德特 申請人:科馬斯控股股份公司