[实用新型]太阳能电池汇流条激光焊接装备

说明书

本实用新型涉及太阳能电池汇流条激光焊接装备，包含：激光器，输出激光光束，提供汇流条焊带焊接能量；光束聚焦系统，将激光束聚焦至焊接区域；预压机构，在需要焊接的区域附近施加预压力；Z轴向运动单元，用于激光束的聚焦和离焦控制；一维电控运动平台，驱动焊接头沿汇流条方向移动，实现整条焊带的焊接。实现热导式焊接或穿透式焊接，采用连续激光器对焊带进行加热，当加热温度高于锡熔点时，焊带的表层锡层受热热熔实现锡层间互连，热导式焊接；采用脉冲激光聚焦在焊带上，作用区形成极强激光能量密度，表层的锡和内部铜气化，在汇流条焊带内部形成空腔致使内部铜材料之间紧密咬合，两层焊带的铜层直接熔接形成极高的焊接强度，穿透式焊接。

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池汇流条激光焊接装备，属于激光加工技术领域。

背景技术

目前，随着全球技术和经济的迅猛发展，日益需要更多更清洁的能源来满足需求。太阳能资源在发电时没有二氧化碳排出并且环境负担小，因此许多国家和地区都在大力发展太阳能(例如光伏)电池作为能源。

单片太阳能电池作用有限，太阳能电池组件成为更好的选择。太阳能电池组件要实现发电的功能要将单片太阳能电池连接起来使其成为一个整体。目前，在太阳能电池组件封装工艺中均采用汇流条作为连接汇流目的。

汇流条焊带是一种涂锡铜带。当前汇流条焊接的主要方法是通过电烙铁焊接。在太阳能电池完成串焊后需要用汇流条将多串电池连接，汇流条将电池片串联起来，电流通过汇流条流经后面的接线盒，再分正负极引出线，最终形成更高功率的太阳能电池组件。常规的焊接方法是通过人工或者设备自动使用电烙铁将每串电池的端引线与汇流条热熔焊接。首先，焊接前需要对需要焊接的焊带预热到一定的温度；其次，需要在焊接的焊带之间填充焊锡丝或者锡膏等助焊剂；再次，控制电烙铁的电流和焊头温度保证焊接效果；最后将电烙铁以一定的压力作用于需要焊接的焊带位置并保持一定的时间，保证焊接强度。该焊接方法焊接工序复杂、有助焊剂等耗材费用、电烙铁长时间焊接端头有材料残留和氧化问题容易导致焊接不良等劣势，越来越不适合太阳能电池组件智能化、高效率、高品质制造的发展需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种太阳能电池汇流条激光焊接装备。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

太阳能电池汇流条激光焊接装备，特点是：包含：

激光器，输出激光光束，提供汇流条焊带焊接能量；

光束聚焦系统，将激光束聚焦至焊接区域；

预压机构，在需要焊接的区域附近施加预压力；

Z轴向运动单元，用于激光束的聚焦和离焦控制；

一维电控运动平台，驱动焊接头沿汇流条方向移动，实现整条焊带的焊接。

进一步地，上述的太阳能电池汇流条激光焊接装备，其中，激光器的输出光路上布置光束聚焦系统，光束聚焦系统包含沿光路设置的扩束镜、反射镜以及激光焊接头，扩束镜扩束后的激光光束经反射镜进入激光焊接头，激光焊接头将激光束聚焦至焊接样品上。

进一步地，上述的太阳能电池汇流条激光焊接装备，其中，所述激光焊接头包括聚焦镜以及置于其上同轴用于监控激光焊接区域温度的温度反馈系统，聚焦镜焦距5mm～10000mm，聚焦镜将激光光束形成汇聚光束聚焦于焊接样品，温度反馈系统接受焊接过程中热辐射反射光，热辐射反射光通过聚焦镜并透过反射镜传输至温度反馈系统，温度反馈系统采集焊接热辐射光束转化为温度信息，并对焊接区域的温度进行标定。

进一步地，上述的太阳能电池汇流条激光焊接装备，其中，所述激光焊接头安装于第一Z轴向运动单元上，可上下平移用以调节激光焊接头焦点和激光焊接光斑尺寸。