專利名稱：薄膜太陽能電池的檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種薄膜太陽能電池的檢測裝置，屬于太陽能電池技術領域。
背景技術：
薄膜太陽能電池目前被廣泛地應用到小型電子產(chǎn)品上，如計算器、庭院燈、玩具等，這些產(chǎn)品所用到的薄膜太陽能電池尺寸都比較小，而從沉積設備加工出的太陽能電池尺寸都很大，在一塊大的薄膜太陽能電池板上同時可以制作很多的小尺寸太陽能子電池， 因此需要對直接生產(chǎn)出的大尺寸的太陽能電池進行切割后獲得，在以往的生產(chǎn)工藝流程中，對薄膜太陽能子電池電性能的檢測是放到切割后檢測，這樣帶來的不良效果是浪費材料、工作量大，因為把不合格品放到最后去判斷，使得不合格品的生產(chǎn)工藝流程同合格品完全一樣，而不合格品本身的不合格性是在之前中間過程就能表現(xiàn)出，因此對于不合格品的加工表現(xiàn)出流程多，材料浪費，而且目前對小尺寸太陽能電池的檢測大多采用手工檢測，同時也使不必要的工作量增加。專利號為ZL2005101M972. 2的中國專利公開了一種可以進行連續(xù)自動測試的在線檢測設備，但測試區(qū)和分檔區(qū)是獨立的，占用空間大，設備復雜。另有專利號為ZL200910025718. 5的中國專利公開了一種半導體器件測試分選機，使得半導體器件的檢測、打標、分選、編帶可在同一臺機器上實現(xiàn)，該裝置雖然具有結構緊湊、檢測效率高等優(yōu)點，但是該裝置是針對單個半導體器件進行的，設備復雜、成本高，不適合用于檢測包括多個單元電池的大幅面薄膜太陽能電池芯板。

實用新型內容本實用新型是針對現(xiàn)有技術中的不足，設計一種結構簡單，集定位、X-Y-Z軸運動、 測試和打標為一體的薄膜太陽能電池測試裝置。為了實現(xiàn)以上任務，本實用新型采用的技術方案是包括安裝在底座上的光箱、 X-Y-Z軸運動機構，其特征在于所述Y軸運動機構的立柱上裝有橫梁(11)，該橫梁上連接有 X、z軸運動機構，X軸上裝有打標機構，Z軸裝有檢測機構，由檢測機構檢測薄膜太陽能電池中每個單元電池的電性能，由打標機構在檢測合格的單元電池上標記字符。檢測裝置具有可以帶動檢測頭進行X、Y、Z軸三個方向的運動機構，Y軸采用伺服電機驅動絲杠，帶動立柱與橫梁運動，橫梁上安裝有做X軸運動的無桿氣缸，無桿氣缸上裝有Z軸運動的氣缸，且Z軸運動的氣缸上裝有檢測機構。Y軸運動機構(簡稱Y軸)主要由絲杠、導軌、立柱以及電機組成，絲杠帶動立柱沿導軌做Y軸運動。X軸運動機構(簡稱X軸)包括固定在橫梁下方的無桿氣缸。Z軸運動機構(簡稱Z軸)安裝在X軸運動機構的下方，是由帶固定板的氣缸組成。檢測機構安裝在Z軸運動機構的固定板上，由檢測機構的探頭固定板連接檢測探頭和Z軸運動機構。檢測機構的檢測探頭是單探頭或多探頭，所述多探頭由固定在探頭固定板上的多個彈簧探針構成，多探頭可同時檢測多塊子電池，單探頭可對每塊子電池逐一進行檢測，檢測探頭可以同時檢測多個參數(shù)，如開路電壓、工作電壓、短路電流、工作電流等。 檢測機構和打標機構由CCD自動定位檢測和打標。薄膜太陽能電池由定位塊定位放置在光箱上。打標機構是激光或噴墨打標機構。本實用新型的有益效果是在檢測設備上同時安裝檢測機構和打標機構，通過檢測機構檢測薄膜太陽能電池芯板中每個單元電池的各項電性能參數(shù)，并對單元電池進行自動分類標識，在合格產(chǎn)品上標記字符，對不合格產(chǎn)品則不進行打標，能在切割工序之前有效地將合格品和不合格品清楚的標識分類，消除了合格品和不合格品在分類時出現(xiàn)混料的可能性，取代了傳統(tǒng)的人工檢測分類，減少了人為誤差，提高了檢測準確性和檢測效率，減少了薄膜單元電池生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)成本；避免多工序人為因素造成的電池表面二次污染和表面破壞，減輕了產(chǎn)品表面清潔難度和工作量，同時，可以利用打標機構把合格單元電池的序列號等產(chǎn)品信息標識在電池上面，實現(xiàn)電池從生產(chǎn)到客戶使用端的品質狀態(tài)的可追溯性。本實用新型同時還可實現(xiàn)將檢測、打標、切割為一體的設備，適用于連續(xù)生產(chǎn)線使用。

圖1 本實用新型實施例一的結構示意圖。圖2:圖1的剖視圖。圖3 本實用新型實施例二的結構示意圖。圖4 本實用新型實施例三的結構示意圖。圖1至圖4中，1、底座，2、絲杠，3、導軌，4、電機，5、立柱，6、檢測探頭，7、打標頭，8、 固定板，9、氣缸，10、無桿氣缸，11、橫梁，12、定位塊，13、薄膜太陽能電池芯板，14、光箱，15、 探頭固定板，17、CXD定位裝置。
具體實施方式
本實用新型設計的薄膜太陽能電池的檢測裝置，包括安裝在底座上的光箱，薄膜太陽能電池放置在光箱上，檢測裝置具有可以帶動檢測頭進行X、Y、Z軸三個方向的運動機構，Y軸采用伺服電機驅動絲杠，帶動立柱與橫梁運動，橫梁上安裝有做X軸運動的無桿氣缸，無桿氣缸上裝有Z軸運動的氣缸，且沿Z軸運動的氣缸上裝有檢測機構，X-Y-Z軸運動機構控制檢測機構和打標機構的運動，且由檢測機構檢測薄膜太陽能電池，打標機構對產(chǎn)品標識分類。改變已有工藝流程中先全部絲印字符后再檢測的流程，采用先檢測，再將檢測合格品進行字符打標(打標內容包含商標、電池型號、序列號、輸出電極標志等)，不合格品不進行打標，由此來區(qū)別合格品和不合格品，方便在后續(xù)的切割工序中直接通過目視將不合格產(chǎn)品剔除，節(jié)省工藝步驟，提高了生產(chǎn)效率。檢測原點定位可以采用直角定位或CCD自動定位等方法。檢測前先將各參數(shù)檢測值輸入到工控機，檢測時由工控機按預先設置的檢驗標準對輸入的各子電池參數(shù)的檢測值進行比較分析，判定各子電池的性能是否合格，并按子電池在大尺寸電池板上的相應位置在工控機存儲器存儲對應電池的檢測判定狀態(tài)，同樣由工控機控制的打標頭對相應位置的檢測判定合格的子電池進行打標，如公司的商標或型號、序列號和輸出電極標志等，對不合格子電池不進行打標，完成檢測和打標后，進行切割，在掰片分粒時作業(yè)人員可以直接對不合格品和合格品進行分類對于沒打標的不合格品直接挑出放到廢品箱內，對于打標的合格品則可裝入包裝膠盤內，表面稍作清潔就可以打包入庫，完成薄膜子電池的生產(chǎn)過程。本檢測裝置還可以對不同性能級別的子電池進行標識分類，在設定標準參數(shù)值時，先對不同性能級別子電池預先設定性能區(qū)域范圍，檢測后，對于不同級別子電池通過打標不同記號進行區(qū)分，同樣在切割掰片時直接通過目視進行分類處理。對于檢測不同尺寸型號的子電池，只需更換檢測探頭即可。實施例一見圖1、圖2，薄膜太陽能電池的測試裝置主要由底座1、光箱14、X軸運動機構、Y 軸運動機構、Z軸運動機構、檢測機構、打標機構組成，光箱14放置在底座1上，Y軸運動機構主要有絲杠2、導軌3、立柱5、橫梁11以及電機4組成，電機4驅動兩邊位置的絲杠2運動，絲杠2帶動上面的立柱5沿導軌3做Y軸運動，同時與兩立柱相連的橫梁11也實現(xiàn)Y 軸運動。X軸運動機構主要有無桿氣缸10，無桿氣缸10固定在橫梁11的下方，橫梁11帶動無桿氣缸10做Y軸運動，無桿氣缸10本身可以實現(xiàn)X軸運動。Z軸運動機構主要有氣缸 9和固定板8組成，氣缸9固定在無桿氣缸10上，氣缸9本身可以做Z軸運動，固定板8安裝在氣缸9上，這樣固定板8就可以實現(xiàn)X、Y、Z軸三個方向的運動，檢測機構主要有檢測探頭6和探頭固定板15組成，檢測探頭6安裝在探頭固定板15上，探頭固定板15用連接螺釘固定安裝在固定板8上，由固定板8帶動檢測探頭6實現(xiàn)Χ、Υ、Ζ三個方向的運動，打標機構有打標頭7，打標頭7固定在X軸上，可實現(xiàn)X、Y軸向運動。本實施例的大幅面薄膜太陽能電池芯板13 (或稱薄膜太陽能電池)的尺寸為14英寸Χ48英寸，包括7X16=114片單元電池陣列，單元電池的正負極位置為單元電池的中間部位的兩側，采用單塊單元電池測量方法，檢測機構上設置兩個檢測探頭6，分別接觸單元電池的正負電極，檢測探頭6為可壓縮彈簧探針，固定在探頭固定板15上，采用激光打標， 采用CCD自動定位，電機4為伺服電機。檢測工藝流程是將薄膜太陽能電池芯板13放置在固定在光箱14上的定位塊12限位的位置，工控機通過CCD鎖定定位原點，開始工作，伺服電機4驅動絲杠2帶動立柱5在導軌3上做Y軸運動，無桿氣缸10做X軸運動，將檢測探頭6運動到第一個單元電池電極對應位置停止運動，氣缸9推動固定板8開始向下做Z軸運動，使得檢測探頭6同時向下運動接觸到電極后停止，工控機進行數(shù)據(jù)檢測，檢測合格，打標頭7開始打標，打標完成后，氣缸9拉動固定板8向上運動，使檢測探頭6離開電極，若檢測不合格，打標頭7不工作，氣缸9拉動固定板8向上運動，又在電機4和無桿氣缸10驅動下到達下一個單元電池電極位置，開始下一個單元電池的檢測，全部單元電池檢測完畢后， 回到定位原點，準備下一塊大幅面薄膜太陽能電池芯板13的檢測。實施例二 見圖3，大幅面薄膜太陽能電池芯板13的尺寸為14英寸X 16英寸，包括7X7=49 片單元電池陣列，單元電池的正負極位置為單元電池的中間部位的兩側，采用每排7塊單元電池同時檢測方法，檢測機構上設置14個檢測探頭6，分別接觸正負極，檢測探頭6為可壓縮彈簧探針，固定在探頭固定板15上，采用噴墨打標，CCD自動定位，電機4為伺服電機。
5檢測工藝流程是將薄膜太陽能電池芯板13放置在固定在光箱14上的定位塊12限位的位置，工控機通過CXD鎖定定位原點，開始工作，伺服電機4驅動絲杠2帶動立柱5在導軌3 上做Y向運動，無桿氣缸10做X向運動，將檢測探頭6運動到第一排單元電池電極對應位置停止運動，氣缸9推動固定板8開始向下做Z向運動，使得檢測探頭6同時向下運動接觸到電極后停止，工控機進行數(shù)據(jù)檢測，并記錄下合格品檢測位置，檢測完成氣缸9拉動固定板8向上運動，氣缸9拉動固定板8向上運動，又在電機4驅動下到達下一排電池電極位置開始檢測，檢測全部完成后，打標頭7運動到最后檢測的一塊單元電池打標位置，開始對檢測合格的單元電池打標，打標完成后，運動到下一個合格品位置，開始下一個合格單元電池的打標，全部單元電池打標后，回到定位原點，準備下一塊薄膜太陽能電池芯板13的檢測。實施例三見圖4，大幅面薄膜太陽能電池芯板13的尺寸為14英寸X 16英寸，包括7X7=49 片單元電池陣列，單元電池的正負極位置為單元電池的中間部位的兩側，采用整板單元電池同時檢測方法，檢測機構上設置49組108個檢測探頭6，分別接觸正負極，檢測探頭6為可壓縮彈簧探針，固定在探頭固定板15上，采用激光打標，電機4為伺服電機。檢測工藝流程是將薄膜太陽能電池芯板13放置在固定在光箱14上的定位塊12限位的位置，伺服電機4驅動絲杠2帶動立柱5在導軌3上做Y向運動，工控機通過CXD鎖定定位原點，開始工作時，氣缸9推動固定板8開始向下做Z向運動，使得檢測探頭6同時向下運動接觸到電極后停止，工控機進行數(shù)據(jù)檢測，并記錄下合格品檢測位置，檢測完成氣缸9拉動固定板8向上運動，打標頭7開始對檢測合格單元電池打標，打標完成，準備下一塊薄膜太陽能電池芯板13的檢測。以上結合附圖對本實用新型的實施例作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。
權利要求1.一種薄膜太陽能電池的檢測裝置，包括安裝在底座(1)上的光箱(14)、X-Y-Z軸運動機構，其特征在于所述Y軸運動機構的立柱(5)上裝有橫梁(11)，該橫梁上連接有X-Z 軸運動機構，且X軸上裝有打標機構，Z軸裝有檢測機構，檢測探頭與薄膜太陽能電池芯板 (13)中的單元電池電極接觸，由打標機構在檢測合格的單元電池上標記字符。
2.根據(jù)權利要求1所述的薄膜太陽能電池的檢測裝置，其特征在于所述X軸運動機構包括固定在橫梁(11)下方的無桿氣缸(10)，由無桿氣缸帶動打標機構做X-Y軸運動。
3.根據(jù)權利要求1所述的薄膜太陽能電池的檢測裝置，其特征在于所述Z軸運動機構安裝在X軸運動機構的下方，由帶固定板(8)的氣缸(9)組成。
4.根據(jù)權利要求3所述的薄膜太陽能電池的檢測裝置，其特征在于所述檢測機構安裝在氣缸(9 )的固定板上，由工控機程序控制做X-Y-Z軸三個方向的運動。
5.根據(jù)權利要求4所述的薄膜太陽能電池的檢測裝置，其特征在于所述檢測機構的檢測探頭(6)是由彈簧探針構成的單探頭或多探頭。
6.根據(jù)權利要求1所述的薄膜太陽能電池的檢測裝置，其特征在于所述X軸上還裝有 CCD定位裝置，該定位裝置和X-Y-Z軸運動機構、檢測機構、打標機構均由工控機程序控制。
7.根據(jù)權利要求1所述的薄膜太陽能電池的檢測裝置，其特征在于所述Y軸運動機構主要由絲杠(2)、導軌(3)、立柱(5)以及電機(4)組成，絲杠帶動立柱(5)沿導軌(3)運動。
8.根據(jù)權利要求1所述的薄膜太陽能電池的檢測裝置，其特征在于所述薄膜太陽能電池芯板(13)由定位塊(12)定位放置在光箱(14)上。
9.根據(jù)權利要求1所述的薄膜太陽能電池的檢測裝置，其特征在于所述打標機構是激光或噴墨打標機構。
專利摘要本實用新型涉及一種薄膜太陽能電池的檢測裝置，屬于太陽能電池技術領域。薄膜太陽能電池的檢測裝置，包括安裝在底座(1)上的光箱(14)、X-Y-Z軸運動機構，其特征在于所述Y軸運動機構的立柱(5)上裝有橫梁(11)，該橫梁上連接有X-Z軸運動機構，且X軸上裝有打標機構，Z軸裝有檢測機構，檢測探頭與薄膜太陽能電池芯板(13)中的單元電池電極接觸，由打標機構在檢測合格的單元電池上標記字符。本實用新型集定位、運動、檢測、打標為一體，能在切割工序之前有效地將合格品和不合格品清楚的標識分類，消除了合格品和不合格品在分類時出現(xiàn)混料的可能性，節(jié)省了生產(chǎn)工序，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號G01R31/26GK202196159SQ201120323048
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權日2011年8月31日
發(fā)明者李全相, 李毅 申請人:深圳市創(chuàng)益科技發(fā)展有限公司