一种OBB异质结附PVB膜层压装置及其工艺

技术领域

本发明涉及异质结电池生产技术领域，具体涉及一种OBB异质结附PVB膜层压装置及其工艺。

背景技术

电池片正背面的金属电极用于导出内部电流，可分为主栅和副栅。其中主栅主要起到汇集副栅的电流、串联的作用，副栅用于收集光生载流子。0BB即无主栅，电池片随技术的升级，逐渐取消掉其主栅，以降低生产的银耗，在组件环节用铜焊带替代原有主栅起到导出电流的作用。

0BB分为SmartWire、点胶、焊接点胶三种方案。其中SmartWire方案为：先制作内嵌圆形铜焊带的有机薄膜(铜丝复合膜)，将电池片串接后再通过层压实现焊带与电池片的合金化，这种方案与其它方案最大的不同在于需要铜丝复合膜。铜丝复合膜，主要包括电绝缘光学透明薄膜、薄膜平面上的胶粘剂层以及嵌入在胶粘剂层中的多条平行带涂层的铜丝(焊带)，铜丝由胶粘结层粘贴在薄膜的表面，其表面低熔点的合金涂层从胶粘剂层中突出出来。SmartWire方案的焊带在铜丝上涂层铟锡(InSn)，涂层提升焊带和电池的有效接触。InSn涂层中含有49.1％的Sn和50.9％的In，熔点为120℃，体电阻率低至14.4μΩ.cm。

这样的方案缺点是：

薄膜平面上需要胶粘剂层(以及嵌入在胶粘剂层中的多条平行带涂层的铜丝，一般方案为EVA涂布胶水)，EVA的流动强，且温度小于涂层铟锡丝焊接的120℃，EVA胶膜在层压过程中流延进入焊带和电池中间，导致焊带和电池片不能完全贴合，绝缘胶EL黑影等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种OBB异质结附PVB膜层压装置及其工艺

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

一种0BB异质结附PVB膜层压装置及其工艺，所述工艺包括以下步骤：

步骤一：原材料准备：所述原材料包括PVB薄膜、涂层铜丝焊带及电池片；所述涂层铜丝焊带的涂层为铋锡涂层；

步骤二：PVB薄膜与涂层铜丝焊带复合成焊带覆膜；将PVB薄膜加热至60-80℃，然后将涂层铜丝焊带复合于加热后的PVB薄膜表面，并保持部分漏于PVB薄膜外部；

步骤三：电池片与焊带覆膜复合；将电池片贴合在PVB薄膜复合有涂层铜丝焊带的一面，其表面与露出于PVB薄膜表面的涂层铜丝焊带接触；

步骤四：焊接；加热温度至140℃以上，使涂层铜丝焊带表面的铋锡涂层熔化与电池片形成欧姆接触完成合金化；

所述装置包括：机架；

所述机架包括第一进料口、第二进料口和出料口；所述第一进料口开设于所述机架一端，所述出料口开设于所述机架另一端部；所述第二进料口开设于所述机架侧面；

所述机架内部设置有可运动的传输带；所述传输带截面呈凵字型，材质为铁氟龙；所述传输带用于输送PVB薄膜；

所述机架内部沿PVB薄膜运动方向依次设置有压辊、电池片搬运机构、加热焊接机构和冷却机构；

所述压辊通过升降机构可升降地设置在所述机架内部，且位于所述传输带上方；所述压辊靠近所述第一进料口一侧设置有导辊以引导涂层铜丝焊带至所述压辊；

所述电池片搬运机构包括搬运板和运输带；所述运输带设置于所述机架一侧，用于输送电池片；所述搬运板可由所述第二进料口往返于所述机架内部和所述运输带，以将所述运输带上的电池片搬运至所述机架内部与所述传输带上的焊带覆膜复合；

所述加热焊接机构包括上压板和下压板；所述上压板可升降地设置于所述机架内部，且位于所述传输带上方，可下压顶住电池片；所述下压板可升降地设置于所述机架内部，且位于所述传输带下方，内部包括加热模块，可抵接于所述传输带底面加热使铋锡涂层熔化；

所述冷却机构包括冷却箱和冷却装置；所述冷却箱设置于所述机架内部，包括一进口和一出口；所述冷却装置设置于所述冷却箱内部，用于冷却电池片与焊带覆膜复合物；

所述机架内设置有加热组件以保持其内部温度维持大于℃。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述PVB薄膜的厚度为0.07-0.10mm；所述铋锡涂层包括40-44％的铋和56-60％的锡。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述升降机构包括连接块、滑杆、丝杆和驱动电机；所述连接块固定连接在所述压辊两端；所述滑杆固定设置在所述机架内部；所述丝杆转动设置在所述滑杆一侧，一端与所述驱动电机传动连接；所述连接块滑动连接于所述滑杆上，且与所述丝杆螺纹配合。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述搬运板通过平移机构往返于所述机架和所述运输带；所述平移机构包括滑轨、滑动板、平移丝杆和平移驱动电机；所述滑轨设置于所述机架顶部，一端延伸至所述运输带上方，并于端部设置有支撑架；所述滑动板滑动设置于所述滑轨上，与所述平移丝杆螺纹配合；所述平移丝杆一端与所述平移驱动电机传动连接；所述搬运板通过连接杆设置于所述滑动板下方。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述连接杆为伸缩杆，可带动所述搬运板升降。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述搬运板为气动搬运板；中心设置有输气管；所述输气管另一端连接气源。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述上压板通过伸缩杆可升降的设置于所述机架中；所述伸缩杆为四根，分布于所述上压板四角处。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述下压板通过伸缩杆可升降的设置于所述机架中；所述伸缩杆为四根，分布于所述上压板四角处。

本发明的有益效果是：

本发明电池覆膜采用PVB薄膜和涂层铜丝焊带组成，利用PVB在温度60度以上已经对对玻璃、金属、陶瓷、电池片等皆有很强的结合性，但是对PET和铁氟龙等几乎没有粘结性，铁氟龙材质的传输带带动玻璃化的PVB薄膜与涂层铜丝焊带复合，无需胶粘剂，避免焊接时高温导致胶粘剂流延至铜丝焊带与电池片之间而造成贴合不完全等问题。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

图2为本发明另一视角结构示意图。

图3为本发明装置正视透视图。

图4为本发明压辊示意图。

图5为本发明电池片搬运机构结构示意图。

图6为本发明焊接机构结构示意图。

图中：1、机架；2、传输带；3、压辊；31、连接块；32、滑杆；33、丝杆；34、驱动电机；4、电池片搬运机构；41、搬运板；42、运输带；43、滑轨；44、滑动板；45、平移丝杆；46、平移驱动电机；47、支撑架；48、连接杆；49、输气管；5、加热焊接机构；51、上压板；52、下压板；6、冷却机构；61、冷却箱；62、冷却装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

如图1和图2所示，一种0BB异质结附PVB膜层压装置及其工艺，所述工艺包括以下步骤：

步骤一：原材料准备：所述原材料包括PVB薄膜、涂层铜丝焊带及电池片；所述涂层铜丝焊带的涂层为铋锡涂层。其中PVB薄膜的厚度为0.07-0.10mm；铋锡涂层包括40-44％的铋和56-60％的锡。

步骤二：PVB薄膜与涂层铜丝焊带复合成焊带覆膜；将PVB薄膜加热至60-80℃，然后将涂层铜丝焊带复合于加热后的PVB薄膜表面，并保持部分漏于PVB薄膜外部。

步骤三：电池片与焊带覆膜复合；将电池片贴合在PVB薄膜复合有涂层铜丝焊带的一面，其表面与露出于PVB薄膜表面的涂层铜丝焊带接触。

步骤四：焊接；加热温度至140℃以上，使涂层铜丝焊带表面的铋锡涂层熔化与电池片形成欧姆接触完成合金化。

如图3所示，本发明装置包括：机架1，机架1包括第一进料口、第二进料口和出料口。

第一进料口开设于机架1一端，出料口开设于机架1另一端部；第二进料口开设于机架1侧面。机架1内设置有加热组件以保持其内部温度维持大于60℃。

机架1内部设置有可运动的传输带2，传输带2截面呈凵字型，材质为铁氟龙。传输带2用于输送PVB薄膜。具体说，传输带2呈回转式运动设置在机架1内部，其凵字型结构可防止玻璃态化的PVB薄膜向两侧流延变形，保证PVB薄膜的厚度不变，保证良好的贴合度。

机架1端部一侧设置有PVB薄膜放料卷和涂层铜丝焊带架，PVB薄膜和涂层铜丝焊带在引导辊的作用下由机架1的第一见料口进入机架1内部。

机架1内部沿PVB薄膜运动方向依次设置有压辊3、电池片搬运机构4、加热焊接机构5和冷却机构6。

其中，压辊3通过升降机构可升降地设置在机架1内部，且位于传输带2上方。压辊3靠近第一进料口一侧设置有导辊以引导涂层铜丝焊带至压辊3，该引导辊的高于压辊3的高度。优选地，压辊3距第一进料口一段距离，该段距离满足PVB薄膜进入机架1内后，在加热组件的作用下玻璃转化，保证在压辊3处涂层铜丝焊带与PVB薄膜接触时具有良好的结合性。通过升降机构可带动压辊3升降，可改变涂层铜丝焊带浸入PVB薄膜的深度。

优选地，如图4所示，升降机构包括连接块31、滑杆32、丝杆33和驱动电机34。连接块31固定连接在压辊3两端。滑杆32固定设置在机架1内部；丝杆33转动设置在滑杆32一侧，一端与驱动电机34传动连接。连接块31滑动连接于滑杆32上，且与丝杆33螺纹配合。在驱动电机34的带动下丝杆33转动，丝杆33带动连接块31升降，压辊3同步连接块31升降。

电池片搬运机构4包括搬运板41和运输带42。运输带42设置于机架1一侧，用于输送电池片。搬运板41可由第二进料口往返于机架1内部和运输带42，以将运输带42上的电池片搬运至机架1内部与传输带2上的焊带覆膜复合。

其中，如图5所示，搬运板41通过平移机构往返于机架1和运输带42。平移机构包括滑轨43、滑动板44、平移丝杆45和平移驱动电机46。滑轨43设置于机架1顶部，一端延伸至运输带42上方，并于端部设置有支撑架47。支撑架47布置于运输带42远离机架1的侧面。滑动板44滑动设置于滑轨43上，与平移丝杆45螺纹配合，平移丝杆45一端支撑架47转动连接，另一端与平移驱动电机46传动连接。搬运板41通过连接杆48设置于滑动板44下方。平移驱动电机46带动平移丝杆45转动，平移丝杆45带动滑动板44运动，滑动板44通过连接杆48带动搬运板41同步移动。

优选地，连接杆48为伸缩杆，可带动搬运板41升降。本实施例中，连接杆48为两根，对称设置在搬运板41上。伸缩杆优选为气缸，气缸固定在滑动板44上，其活塞与搬运板41连接。

搬运板41为气动搬运板，中心设置有输气管49；输气管49另一端连接气源。通过负压吸附电池片实现搬运，简单高效，且无需夹持，降低电池片损伤的概率。

如图6所示，加热焊接机构5包括上压板51和下压板52。上压板51可升降地设置于机架1内部，且位于传输带2上方，可下压顶住电池片。下压板52可升降地设置于机架1内部，且位于传输带2下方，内部包括加热模块，可抵接于传输带2底面加热使铋锡涂层熔化。

优选地，上压板51通过伸缩杆可升降的设置于机架1中；伸缩杆为四根，分布于上压板51四角处。下压板52通过伸缩杆可升降的设置于机架1中；伸缩杆为四根，分布于上压板51四角处。其中，伸缩杆为气缸。

冷却机构6包括冷却箱61和冷却装置62。冷却箱61设置于机架1内部，包括一进口和一出口，冷却装置62设置于冷却箱61内部，用于冷却电池片与焊带覆膜复合物。冷却箱61可隔绝热量，以避免机架1与冷却箱61间温度相互影响。

工作过程：PVB薄膜和涂层铜丝焊带进入机架1后，在机架1内部加热组件的作用PVB薄膜逐渐玻璃转化，涂层铜丝焊带在压辊3处浸入PVB薄膜内与之结合，在外部动力辊和PVB薄膜的牵动下，涂层铜丝焊带与PVB薄膜结合后并随之前进。PVB薄膜与涂层铜丝焊带复合完成后，移动至电池片搬运机构4处，电池片搬运机构4从运输带42上搬运电池片至PVB薄膜上。然后移动至加热焊接机构5，由上下压板压住加热实现焊接；之后冷却，传输出机架1进入下一道工序。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。