[实用新型]薄膜太阳能电池超声波焊接设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种焊接设备。

背景技术

太阳能电池铝带焊接机是一种常用的自动焊接设备，是介于冷压焊和摩擦焊之间，超声波焊接是将50/60HZ的低频电能，通过超声波发生器转换成35KHZ的高频电能，利用换能系统将高频电子能转换为高频机械振动，通过同频率传动焊头传导至焊接铝带焊接处，铝带外表面及内在分子的摩擦使其接口玻璃处的温度升高，当温度达到铝带本身的熔点时，使焊接处铝带迅速熔化，当振动停止，铝带焊接到芯片上。但是焊接过程中，焊材受到局部加热而产生不均匀温度场，引起局部塑性变形和比容不同的组织易产生焊接应力和变形。再者，薄膜在镀制过程中基材与薄膜之间，各膜层之间，以及膜层和基体之间由于膨胀系数不同，存在热应力。

非晶硅薄膜太阳能电池背电极采用磁控溅射法镀膜，薄膜电池组件在PVD溅射薄膜顺序依次为AZO/Ag/NiCr/Al，AZO中，由于金属氧化物中共价键替代金属键，其热膨胀系数很低，其次是NiCr合金，金属Ag和Al热膨胀系数较高，分别为19.5*10-6/K和23.2*10-6/K，Si膜的热膨系数为2.5*10-6/K，随着热膨胀系数的增加应力逐渐变大，所以PVD镀膜后需经退火处理。2、传统的超音波焊接铝带装置，真空发生器产出真空，能量施加到需焊接的金属片界面使金属片结合处因高频摩擦瞬间生热，进而使金属片结合处的分子相互渗透而焊接在一起(AZO、NiCr合金、Si膜的熔点都在1000摄氏度以上，纯金属Ag、Al的熔点较低，分别为962摄氏度和660摄氏度)，但该装置存在问题为：需要焊接的铝带因高频振动和摩擦温度急速升高和下降，容易产生应力，导致滚焊出现脱模，所以滚焊温度需控制，达到界面附着力最大热应力最小。本专利根据热时效原理，在焊接时在焊带附件进行局部加热，可以有效的消除残余应力效果可以达到70％。

实用新型内容

本实用新型是为解决现有薄膜太阳能电池超声波焊接设备存在焊接的铝带因高频振动和摩擦温度急速升高和下降，焊接残余应力高和焊接变形大以及滚焊出现脱模的问题，进而提供一种薄膜太阳能电池超声焊接设备。

本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：本实用新型的薄膜太阳能电池超声波焊接设备包括滚焊机构、增幅器、换能器、气动装置和机架，增幅器、换能器、气动装置及滚焊机构连接为一体并安装在机架上，机架能在轨道上往复运动，增幅器与换能器传动连接；

它还包括氩气储箱、两个热风炉、六个换热器、六个调压阀、六个气体过滤器、六根软质输送管、六根硬质输送管、六个温度传感器和六个喷嘴；六根软质输送管分成两组，两个软质输送管组布置在滚焊机构的滚焊圆盘的轴向两侧，氩气储箱的氩气出口分别与六个换热器的氩气进口连通，六个硬质输送管各自与对应的六个软质输送管连接，每根硬质输送管上安装有一个调压阀、一个气体过滤器和一个温度传感器，六个软质输送管固定在架体上，六个软质输送管的端部安装有喷嘴，其中一个热风炉的热气出口分别与其中三个换热器的热气进口连通，所述其中三个换热器的氩气出口分别与相应的硬质输送管连通，另一个热风炉的热气出口分别与剩余三个换热器的热气进口连通，所述剩余三个换热器的氩气出口分别与相应的剩余硬质输送管连通。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在滚焊圆盘的铝带支架上采用随焊两侧加热的方式，使焊缝能比较自由地收缩，以减小残余应力，防止膜层脱落以提高非晶硅薄膜太阳能电池板使用寿命，这样的方式能有效减少减少焊接区域整体的温差，温差越小，越能使焊缝区与结构整体均匀冷却，可有效地降低焊接残余应力，控制焊接变形，残余应力可降低30％-50％。本设计改善和修复了PVD沉积的AZO和AL膜的微观结构，晶格结构更加紧密，提高其稳定性，有效的降低了非晶硅太阳能电池背电极各膜层之间存在的应力同时消除了超声波焊接产生的焊带变形和残余应力。本实用新型减少了回火等工序，降低了成本，提高了生产效率和良品率，达到了节能增效的目的。本实用新型可以连续使用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图，图2是滚焊机构与软质管、硬质管、换热器和热风炉连接的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明，本实施方式的薄膜太阳能电池超声波焊接设备包括滚焊机构1、增幅器2、换能器3、气动装置4和机架5，增幅器2、换能器3、气动装置4及滚焊机构1连接为一体并安装在机架5上，机架5能在轨道上往复运动，增幅器2与换能器3传动连接；