薄膜光伏自动点胶互联系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及薄膜光伏柔性太阳能电池片互联技术领域，具体而言，涉及薄膜光伏自动点胶互联系统及方法。
【背景技术】
[0002]出于对严重的环境污染和全球变暖的担忧，以及化石燃料将在不远的未来耗尽的预期，人类对可再生清洁能源的开发与利用近年来已获得飞速的发展。在可再生清洁能源的家族中，太阳能作为人类取之不尽的终极能源而地位独尊，对太阳能的利用可分为光热与光伏两大方面。传统的光伏器件，或称太阳能电池，是基于诸如单晶或多晶硅材料的硅半导体，然而，硅材料的制造是一种高耗能高污染的产业，硅电池片的刚性与脆性又极大地限制了它们的应用空间。为克服这些问题，一些替代物，如薄膜太阳能电池已经被开发为第二代太阳能电池。目前主要有三种第二代薄膜太阳能电池存在:非晶硅、铜铟镓砸CIGS和碲化镉CdTe。在这些薄膜太阳能电池中，铜铟镓砸太阳能电池具有可与晶硅电池匹敌的超过20%的最高光电转换率，同时也是目前唯一适合于在柔性基板上制作的薄膜光伏电池。在元素周期表中，铜铟镓砸吸收层的元素位于IB-1IIA-VIA族，这些吸收材料属于多组份P型半导体。对于这种半导体材料而言，不同组份的分布、化学计量关系以及晶体型态可决定材料的质量。
[0003]铜铟镓砸与碲化镉太阳能电池二者均包含吸收/缓冲薄膜层的堆集以产生有效的光伏异质结。一个包含一高电阻层，该电阻层具有一个透射太阳光到吸收/缓冲界面的禁带和一旨在于减小阻抗损失及提供电接触的低电阻层的透明导电金属氧化物TCO窗口被沉积于吸收/缓冲堆集的表面。这种设计显著减少了电荷载流子在窗口层和/或在窗口/缓冲界面的重新组合，因为大多数电荷载流子的产生与分离是座落在吸收层内部及其界面上的。一般说来，铜铟镓砸太阳能电池是一个位于元素周期表IB-1IIA-VIA组别的化合物半导体的典型，而这些化合物半导体由位于IB组(铜、银、金)、IIIA组(硼、铝、镓、铟、铊)和VIA组(氧、硫、砸、碲、卦)的元素所构成，而这些元素构成了优异的薄膜太阳能电池吸收层材料。尤其是，包含铜、铟、镓、砸和硫的化合物一般被写为CIGS(S)或Cu (In，Ga)(S，Se) ^CuInhGax (SySei_y)n，这里O彡x彡1，O彡y彡1，且η大约为2，并且已经被应用于可产生超过20%光电转换率的铜铟镓砸薄膜太阳能电池的结构中。
[0004]铜铟镓砸和碲化镉薄膜均必须被高温退火以形成均匀且符合化学计量关系的化合物吸收层。一层缓冲层薄膜，通常为N型硫化物半导体材料，必须被沉积于吸收层之上以形成光伏异质结。随后将透明导电金属氧化物沉积于缓冲层表面以形成完整的铜铟镓砸或碲化镉薄膜太阳能电池。碲化镉薄膜电池一般以基板在TCO窗口层之上的顶层配置为主，这使其不适用于柔性基板而一般沉积于刚性透明的玻璃板上，而铜铟镓砸薄膜太阳能电池因其均为底层配置而可将各层薄膜沉积于覆有金属背电极导电层的柔性不透明基板之上。
[0005]无论铜铟镓砸太阳能电池的各层薄膜是沉积于刚性的玻璃板或以卷对卷的方式沉积于柔性基板之上，它们最后都要被分割成小块独立的电池片再通过串并联的方法连接成电池组以满足输出参数的要求。若背电极及吸收层等皆沉积于刚性玻璃或柔性绝缘高分子基板之上，这种分割与互联可通过经典的机械或激光划线的“3P”方法，即P1、P2、P3三道划线工序进行。但由于铜铟镓砸吸收层需要经过高温退火的过程，而能够耐高温且表面平滑的柔性高分子或硅基板非常昂贵，柔性薄膜电池片所采用的基板一般均为导电金属材料，如不锈钢或铝合金，它们无法以划线的方式分割成不同的相互绝缘的电池单元，而需要先在TCO表面上印刷金属珊线，再切割成一片片类似于多晶硅的电池片，最后在电池片之间用互联条串接。对于硅片而言，这种串接可通过焊接的方法并具有成熟的技术。但焊接目前难以在柔性薄膜电池片上进行，这是由于互联后的薄膜电池串没有经过类似于硅电池片的高温烧结过程，印刷后的金属珊线是低温固化的，焊接很难将电池片牢固地结合在一起，于是柔性薄膜电池片的互联一般均以导电银胶粘接后再低温固化的方式进行。
[0006]不同于晶硅电池的焊接方法，柔性薄膜电池片的互联很难通过手工完成。这是因为手工难以准确控制涂胶及安放互联条的操作且难以解决定位固化的难题，因此需要由机器来完成，某些发达国家已制成并出售这种成套设备，但价格通常高于百万美元，令资本不足的小企业望而却步。
[0007]综上所述，本领域急需一种性价比较高的自动点胶互联系统及方法来完成柔性薄膜太阳能电池片的粘接。
【发明内容】
[0008]本发明实施例的目的在于提供一种薄膜光伏自动点胶互联系统及方法，以改善现有技术中缺少一种性价比较高的自动点胶互联系统及方法来完成柔性薄膜太阳能电池片的粘接，无法满足实际需求的问题。
[0009]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0010]第一方面，本发明实施例提供了一种薄膜光伏自动点胶互联系统，包括工作台、真空吸附模块和电池片压块，以及均安装在所述工作台上的自动点胶单元、可移动串接模板；
[0011]所述串接模板包括多个串接单元和设于各所述串接单元内部的多个真空室，所述串接单元与所述真空室一一对应，各所述串接单元上均设有与所述串接单元对应的所述真空室连通的电池片吸附孔和互联条吸附孔，所述真空室通过所述串接单元底部的大真空孔与工作台上的真空源相通，在开启所述真空室的真空源时，与开启真空源的所述真空室对应的所述串接单元用于吸附住位于所述电池片吸附孔上的电池片和位于所述互联条吸附孔上的互联条；
[0012]所述自动点胶单元用于涂胶；
[0013]所述真空吸附模块的底部设有两个高度不同的平面，两个所述平面中较高的平面上设有互联条吸附孔，较低的平面上设有与真空泵相连接的真空吸盘，所述真空吸附模块用于通过所述较低的平面吸附所述电池片压块、使吸附后的所述电池片压块底面朝上，经所述较低的平面吸附的所述电池片压块的底面与所述真空吸附模块较高的平面处于同一水平面；
[0014]所述电池片压块顶面设有真空孔，用于与所述真空吸附模块低平面的真空吸盘实现无缝对接，底面设有互联条吸附孔，用于在所述电池片压块被连接到所述真空吸附模块的真空源时，通过底面的所述互联条吸附孔吸附互联条。
[0015]结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述系统还包括可沿平行于所述串接模板的方向移动、臂膀可上下左右运动的电池片传递机械臂，所述电池片传递机械臂上安装有真空吸盘，所述电池片传递机械臂用于通过所述真空吸盘吸取电池片、将吸取的所述电池片放置于所述串接单元上的电池片吸附孔上；
[0016]所述工作台上设有供所述电池片传递机械臂移动的轮轨。
[0017]结合第一方面，或第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述系统还包括与所述真空吸附模块相连接的机械手;
[0018]所述机械手用于带动所述真空吸附模块移动和转动并可将所述真空吸附模块翻转180度；
[0019]所述工作台上设有供所述机械手移动的轮轨。
[0020]结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述系统还包括互联条点切机，所述互联条点切机包括装载互联条卷的轮轴，水平传送所述互联条卷中的互联条、将传送的所述互联条在狭缝中拉直的传动系统，以及切断传送的所述互联条的切刀。
[0021]结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述串接模板安装于所述工作台中部，供所述电池片传递机械臂移动的所述轮轨和供所述机械手移动的所述轮轨分别设于所述串接模板两侧。
[0022]第二方面，本发明实施例提供了一种薄膜光伏自动点胶互联方法，应用于点胶互联系统，所述点胶互联系统包括工作台、点胶单元、串接模板、真空吸附模块、互联条