注液封口机的制作方法

本实用新型涉及染料敏化太阳能电池板技术领域，涉及一种染料敏化太阳能电池板的注液封口机。

背景技术：

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，人们越来越关心我们赖以生存的地球，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施 ，在最近几年,通过努力，人们在节能技术的研究和产品开发上都取得了巨大的成果。

目前，作为代替化石燃料的能源，利用太阳光的太阳能电池近年来备受关注。太阳能电池是一种将光能转换为电能的光电转换装置，由于以太阳光作为能源，所以对地球环境的影响极小，欧、美、日等发达国家和地区投入了大量资金对其进行研发。

其中，染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cell，缩写为DSSC、DSC 或DYSC），是一种模仿光合作用原理的、廉价的薄膜太阳能电池。它是基于由光敏电极和电解质构成的半导体，是一个电气化学系统。它可以用低廉的材料制成，不需要用精细的仪器制造，其制造过程比以前的电晶体电池更便宜。它可以被制成软片，机械强度大，不需要特别保护来防止树枝的撞击及冰雹。虽然它的能量转换效率比最好的薄膜电池低，但理论上它们的性能比已足够高，在完成市电平价的情况下可以与化石燃料相提并论。

染料敏化太阳电池有原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单等优势，在大面积工业化生产中具有较大优势，同时所有原材料和生产工艺都无毒、无污染，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要意义。

目前，在电池安全性能方面都是采用薄膜来封装电池，然而，进行该薄膜封装工艺时，染料敏化太阳能电池板的注液封口工艺一直是一个难题。以往，该工艺通常采用手动方式进行，人工在简易的装置下进行注液封口，不仅费时费力效率低，无法实现大规模生产，还制约了其工业化发展，此外，对电池的安全性能也存在影响。

技术实现要素：

鉴于以上所述，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够实现染料敏化太阳能电池板大规模生产的自动化，且在保证产品质量与提高生产效率的同时，节省空间的注液封口机。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种注液封口机，用于染料敏化太阳能电池板的注液封口，包括：承载电池板并沿规定轨道运行的送料机构；具备固定单元和微调单元的定位机构；真空注液机构；以及封口机构； 所述真空注液机构具有真空气囊、注液气囊、抽真空单元、和注液单元，在所述抽真空单元与两个气囊之间的通路上设置第一电磁阀，在两个气囊与抽真空用压缩空气之间的通路上设置第二电磁阀和第三电磁阀，在所述注液单元与两个气囊之间的通路上分别设置第四电磁阀和第五电磁阀，并形成为如下结构：所述注液单元不工作状态下，所述注液气囊和所述真空气囊均为打开状态，所述第二电磁阀得电使所述真空气囊变为关闭状态，所述第一电磁阀动作，所述抽真空单元与两个气囊之间的通路连通，对所述电池板进行抽真空动作；所述注液单元工作状态下，所述第四电磁阀动作使注射筒通过回抽头回抽后所述第四电磁阀关闭，所述第三电磁阀打开从而所述注液气囊变为关闭状态，所述第五电磁阀动作，所述注液单元与两个气囊之间的通路连通，通过注液头对所述电池板进行注液动作。

根据本实用新型，根据本实用新型注液封口机生产节奏快、结构简单、占地面积小，可依次完成电池片定位动作、固定动作、矫正动作、抽真空动作、注液动作、残液清理动作、点胶动作、固化动作等，可为实现染料敏化太阳能电池板大规模生产的自动化提供有效保证，不仅能够提高了产品质量与生产效率，还能够降低了设备成本与劳动力成本。

优选地，所述抽真空单元具备真空泵和用于检测所述真空气囊的气压的真空压力表，并形成为当由所述真空压力表检测到的压力值达到预先设定的压力值后，关闭所述第二电磁阀和所述第一电磁阀，停止所述抽真空动作的结构。

优选地，在所述真空泵和所述空压力表前设置缓冲瓶。藉此，可缓和电解液的腐蚀，保护设备。

优选地，所述注液单元具备用于检测所述注液气囊的气压的微正压力表，并形成为当由所述微正压力表检测到的压力值达到预先设定的压力值后，停止所述注液动作的结构。

优选地，所述注液动作的注液量由定量方式及所述微正压力表反馈方式同时监控。藉此，若注液量过多，则多余液体进入微正压力表管路，通过压力反馈控制注液停止。

优选地，所述封口机构的残液处理动作由注液后同工位回抽及真空回抽两部分同时控制。藉此，回抽用于去除注液头内多余残液，残液真空回抽用于去除电池片注液孔附近残余液体。

优选地，定位机构、真空注液机构及封口机构均在X、Y、Z轴方向上独立运动。藉此，三轴独立运动确保注液头对准电池片注液孔。

优选地，所述注液气囊、所述真空气囊、所述注液头、所述回抽头采用具有一定硬度的硅胶材料定制。藉此，即能够耐电解液腐蚀又有一定弹性确保密闭。

优选地，所有与电解液相接触的部件均为铁氟龙材料或镀氟材料。藉此，可避免被电解液腐蚀。

根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本实用新型的上述内容及其它目的、特征和优点。

附图说明

图1是示出本实用新型注液封口机的整体结构示意图；

图2是示出本实用新型注液封口机的工作流程图；

图3 是示出本实用新型注液封口机的抽真空动作示意图；

图4是示出本实用新型注液封口机的注液动作示意图。

附图标记：

1 送料机构；

2 定位机构；

3 真空注液机构；

4 封口机构；

5 均压板；

6 CCD；

8 真空气囊；

9 注液气囊；

20 抽真空单元；

30 注液单元

A₂、B₂、C₂ 开口；

A₁、B₁、C₁ 开口；

11、12 柔性胶头；

21 真空泵；

22 真空压力表；

SOL1 、SOL2、 SOL3 、SOL4 、SOL6 电磁阀

31 注液泵；

32 注液筒；

33 溶液罐；

34 容器管；

35 微正压力表；

100 钛板壳体。

具体实施方式

下面结合具体实施形态和附图来说明本实用新型的实质性特点和显著性的进步。应理解，这些实施形态仅用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以下将结合实施例对本实用新型注液封口机进行说明。图1是示出本实用新型注液封口机的整体结构示意图；图2是示出本实用新型注液封口机的工作流程图；图3 是示出本实用新型注液封口机的抽真空动作示意图；图4是示出本实用新型注液封口机的注液动作示意图。

如图1所示，本实施例中的注液封口机，包括：沿规定轨道运行的送料机构1；定位机构2；真空注液机构3；封口机构4。其中，真空注液机构3主要用来对小容积空间微孔进行抽真空及注液的动作。此外，本实施例中的染料敏化太阳能电池的外壳材料为钛板或者镀氮化钛材质，但不限于此，可根据实际需要具体变更为镀铝锌板和彩钢板等。

本实施例中的四边封装后的染料敏化太阳能电池的电池片由送料机构1搬运，依次通过定位机构2进行固定以及微调，确保电池片在预定位置上，通过真空注液机构3抽真空随后开始注液，停止注液后通过封口机构4进行封口。因此，根据本实用新型注液封口机结构简单、占地面积小，而且生产节奏快。

如图2所示，本实施例的注液封口机可依次完成电池片定位动作、均压板固定动作、CCD（Charge Couples Devices；充电耦合传感器）微矫正定位动作、抽真空动作、注液动作、残液清理动作、点UV胶动作、UV胶固化动作等，实现染料敏化太阳能电池板的自动化注液封口。为便于说明，以下将电池片定位动作、均压板固定动作、CCD微矫正定位动作这三个动作合并为定位动作进行说明，将残液清理动作、点UV胶动作、UV胶固化动作这三个动作合并为封口动作进行说明。优选地，定位机构2、真空注液机构3及封口机构4均在X、Y、Z轴方向上独立运动。

[定位机构]

具体地，定位机构2具备用于固定的均压板5和用于微调矫正的CCD6。送料机构1将四边封装后的染料敏化太阳能电池的电池片钛板壳体100（以下简称钛板壳体100）置于工位基座中，沿规定轨道送入均压板5的固定工位上进行汽缸定位，均压板5由上下两部分构成，在上下位置夹紧钛板壳体100以对其进行固定，下部为基座，上部为单一均压板。固定后的钛板壳体100继续由送料机构1送入CCD6的检测工位进行微定位。

如图2所示，被精确定位的钛板壳体100通过送料机构1进入真空注液工位。

[真空注液机构]

真空注液机构3具备：真空气囊8、注液气囊9、用于抽吸真空的抽真空单元20、和用于注液的注液单元30。其中，真空气囊8具有开口A₂、开口B₂、和开口C₂；注液气囊9具有开口A₁、开口B₁、和开口C₁，每个气囊中的三个开口通过三通阀连接，且下部具有与真空气囊8连接的柔性胶头11和与注液气囊9连接的柔性胶头12。开口A₂、A₁与注液单元30（稍后详述）连接，开口B₂、B₁ 与真空泵21连接，开口C₂、C₁分别与柔性胶头11、12连接。

抽真空动作-

抽真空动作开始工作时，柔性胶头11、12同时下压，一一对应地对准两个预先设置于电池片壳体上直径为0.5mm的孔。虽然本实施例中将该孔设定为两个，但不限于此。

如图3所示，抽真空单元20具备真空泵21、和安装于真空泵21与两气囊之间用于检测气压的真空压力表22。优选地，在真空泵21和真空压力表22前设置缓冲瓶，以此缓和电解液的腐蚀，保护设备。在真空泵21与两气囊的开口B₂、B₁之间的通路上设置电磁阀SOL1用以控制真空泵的动作，在两气囊的与抽真空用压缩空气K之间的通路上设置电磁阀SOL2和电磁阀SOL3，并形成为在不工作状态下注液气囊8和真空气囊9均为打开状态的结构。

开始工作后，使电磁阀SOL2动作时真空气囊8变为关闭状态，而电磁阀SOL3不动作则注液气囊9处于打开状态，因此开口A₂与开口C₂不相通，而开口B₂与开口C₂相通。此时，令电磁阀SOL1动作，对位于真空注液工位上的钛板壳体100的内部空间进行抽真空动作。当由真空压力表22检测到的压力值达到预先设定的压力值后，关闭电磁阀SOL2，真空气囊8变为打开状态，开口B₂与开口C₂的连通被切断，同时电磁阀SOL1关闭，切断与真空泵21的连接，抽真空动作完毕。

注液动作-

当抽真空动作完毕以后，开始进行注液的动作。现结合图4对本实施例的注液封口机的注液动作进行说明。注液单元30具备：注液泵31、与注液泵31连通的注液筒32、溶液罐33、容器管34、以及检测容器管34内气体压力的微正压力表35；如前所述，注液单元30与 开口A₂、A₁连通，在该连通路上分别设置有电磁阀SOL4、电磁阀SOL5，以此控制注液管路开关。

首先，使电磁阀SOL4动作，注射筒32通过回抽头38回抽，当注射筒32回抽完成后，电磁阀SOL4关闭。然后电磁阀SOL3打开，注液气囊9关闭，开口A₁与开口C₁相通，注射泵21推进，通过注射头39开始执行注液动作，将溶液罐33内的电解液注入至钛板壳体100中。注液量到设定量以后，电磁阀SOL6动作，电解液被挤压到容器管34中，容器管34里空气压缩从而产生一定气压。

随着被压入的电解液增多，容器管34内的空气压力逐渐增高，如果微正压力表35检测到的压力值达到设定的压力值，则表示注液动作完成并停止注液动作。其中，优选地，注液动作的注液量由定量方式及微正压力表35反馈方式同时监控。

[封口机构]

注液动作完成后钛板壳体100由送料机构1移送至封口机构4执行封口动作。具体为，注液完成后马上通过回抽头38进行微量同工位回抽，随后借助送料机构1进入残液吸收工位以清洁钛板壳体100表面，清洁完毕后进入点胶工位进行点胶动作，点胶动作结束后进入UV固化工位进行固化封口，最后由送料结构1送入下一工序。至此，封口动作结束。

优选地，封口机构4的残液处理动作由注液后同工位回抽及真空回抽两部分同时控制，又，优选地，注液气囊8、真空气囊9、注液头39、回抽头38采用具有一定硬度的硅胶材料定制，再，优选地，所有与电解液相接触的部件均为铁氟龙材料或镀氟材料。

根据本实用新型注液封口机生产节奏快、结构简单、占地面积小，可为实现染料敏化太阳能电池板大规模生产的自动化提供有效保证，不仅能够提高了产品质量与生产效率，还能够降低了设备成本与劳动力成本。

在不脱离本实用新型的基本特征的宗旨下，本实用新型可体现为多种形式，因此本实用新型中的实施形态是用于说明而非限制，由于本实用新型的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。