薄膜太陽能電池的刻劃裝置制造方法
【專利摘要】一種薄膜太陽能電池的刻劃裝置，包括刀桿組件、導柱和動力組件；刀桿組件固定連接在導柱的一端；動力組件包括第一氣缸、第二氣缸和連接件；第一氣缸和第二氣缸相對設置，且第一氣缸和第二氣缸的出力方向相反，第一氣缸和第二氣缸共同帶動連接件運動；連接件與導柱固定連接，且導柱與連接件的運動方向平行。第一氣缸和第二氣缸相對的同時出力，第一氣缸和第二氣缸的出力可以單獨控制，可通過調節向上的出力平衡掉動件的重量，然后根據需要調節出力的差，控制恒力輸出。因氣源的可壓縮性及壓力控制回路，使得相對的第一氣缸和第二氣缸在行程內出力變動小，能夠滿足制造薄膜太陽能電池對力度的精準要求。
【專利說明】薄膜太陽能電池的刻劃裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及制造薄膜太陽能電池的【技術領域】，特別是涉及一種薄膜太陽能電池的刻劃裝置。
【背景技術】
[0002]全球的光伏市場是以晶體硅太陽能電池為主的，但晶體硅太陽能電池的高能耗生產工藝導致能源資源的快速消耗，將制約光伏產業的發展。因此，發展低成本的薄膜太陽能電池是未來國際光伏產業的必然趨勢。CIGS (CuInxGa(1-x) Se2)薄膜太陽能電池是在玻璃或其它廉價襯底上沉積6層以上化合物半導體和金屬薄膜料形成的電池，薄膜總厚度約3?4微米。該電池成本低、性能穩定、抗輻射能力強，光電轉換效率高，光譜響應范圍寬，在陰雨天光強下輸出功率高于其它任何種類太陽能電池。
[0003]薄膜太陽能電池的生成流程為濺射Mo層、激光刻劃Mo層(Pl)、形成CIGS吸收層、形成CdS緩沖層、機械刻劃CIGS層(P2)、濺射透明導電膜摻鋁氧化鋅、機械刻劃吸收層和透明導電層(P3)、清邊、封裝及測試。機械刻劃CIGS層(P2)和機械刻劃吸收層和透明導電層(P3)，要求線寬在40-60 μ m,力度一般控制在300g以下。一般的刻劃裝置的精準程度，無法滿足制造薄膜太陽能電池對力度的要求。
【發明內容】
[0004]基于此，有必要針對薄膜太陽能電池的制造過程中對力度的精準程度要求高的問題，提供一種薄膜太陽能電池的刻劃裝置。
[0005]一種薄膜太陽能電池的刻劃裝置，包括刀桿組件、導柱和動力組件；
[0006]所述刀桿組件固定連接在所述導柱的一端；
[0007]所述動力組件包括第一氣缸、第二氣缸和連接件；
[0008]所述第一氣缸和所述第二氣缸相對設置，且所述第一氣缸和所述第二氣缸的出力方向相反，所述第一氣缸和所述第二氣缸共同帶動所述連接件運動；
[0009]所述連接件與所述導柱固定連接，且所述導柱與所述連接件的運動方向平行。
[0010]在其中一個實施例中，所述第一氣缸的出力軸和所述第二氣缸的出力軸分別抵接在所述連接件的相對兩側；
[0011]或者，所述第一氣缸的出力軸和所述第二氣缸的出力軸固定連接，且所述連接件與所述第一氣缸的出力軸或所述第二氣缸的出力軸固定連接。
[0012]在其中一個實施例中，還包括導向桿，所述導向桿與所述導柱平行設置，所述連接件與所述導向桿滑動連接。
[0013]在其中一個實施例中，還包括浮動臺，所述浮動臺為U型結構；
[0014]所述第一氣缸和所述第二氣缸分別固定在所述浮動臺的兩端；
[0015]所述導柱的兩端分別穿過所述浮動臺的相對的兩側；
[0016]所述導向桿的兩端均固定在所述浮動臺上。[0017]在其中一個實施例中，還包括基座、調節組件和固定件；
[0018]所述調節組件設置在所述基座上，且所述調節組件位于在所述導柱的另一端處；
[0019]所述基座上開設有中心孔，所述中心孔內設置有調心球軸承，所述調心球軸承的外圈與所述基座固定連接，所述調心球軸承的內圈與所述固定件連接；
[0020]所述固定件與所述刀桿組件或所述導柱固定連接。
[0021]在其中一個實施例中，所述調節組件包括調節架和螺紋旋鈕；
[0022]所述調節架固定連接在所述基座上，且所述調節架套設在所述導柱上；
[0023]所述調節架上開設有與所述螺紋旋鈕相適配的螺紋孔，所述螺紋旋鈕穿過所述螺紋孔，能夠通過旋擰所述螺紋旋鈕調節所述導柱的位置。
[0024]在其中一個實施例中，所述螺紋旋鈕為多個，多個所述螺紋旋鈕從至少兩個方向調節所述導柱的位置。
[0025]在其中一個實施例中，所述螺紋孔為四個，四個所述螺紋孔位于同一平面，且所述導柱垂直于四個所述螺紋孔所在的平面；
[0026]四個所述螺紋孔呈矩形分布，且每個所述螺紋孔中對應設置一個所述螺紋旋鈕。
[0027]在其中一個實施例中，所述導柱與所述螺紋旋鈕抵接；
[0028]或者，所述調節組件還包括定位件，所述定位件的內部開設與所述導柱相適配的孔，所述定位件套設在所述導柱的端部；所述定位件與所述螺紋旋鈕抵接，且所述定位件與所述螺紋旋鈕抵接處設置有垂直于相對應的螺紋旋鈕的平面。
[0029]在其中一個實施例中，所述刀桿組件包括刀柄、彈簧夾頭、螺帽和機械刻針；
[0030]所述刀柄的一端與所述導柱固定連接，所述刀柄的另一端開設容納所述彈簧夾頭的孔，所述彈簧夾頭部分收容于所述刀柄的孔內；
[0031]所述螺帽安裝在所述刀柄的端部，將所述彈簧夾頭與所述刀柄連接；
[0032]所述彈簧夾頭內部具有容納所述機械刻針的孔，所述機械刻針部分收容于所述彈簧夾頭的孔內，所述彈簧夾頭夾持所述機械刻針。
[0033]上述薄膜太陽能電池的刻劃裝置，第一氣缸和第二氣缸相對的同時出力，豎立設置時其出力的差綜合動件的重量就是作用在刀尖上的力。第一氣缸和第二氣缸的出力可以單獨控制，可通過調節向上的出力平衡掉動件的重量，然后根據需要調節出力的差，控制恒力輸出。因氣源的可壓縮性及壓力控制回路，使得相對的第一氣缸和第二氣缸在行程內出力變動小，能夠滿足制造薄膜太陽能電池對力度的精準要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1為一實施例薄膜太陽能電池的刻劃裝置的示意圖；
[0035]圖2為又一實施例薄膜太陽能電池的刻劃裝置的示意圖；
[0036]圖3為圖1所示薄膜太陽能電池的刻劃裝置的刀桿組件的示意圖。
【具體實施方式】
[0037]為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對薄膜太陽能電池的刻劃裝置進行更全面的描述。附圖中給出了薄膜太陽能電池的刻劃裝置的首選實施例。但是，薄膜太陽能電池的刻劃裝置可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對薄膜太陽能電池的刻劃裝置的公開內容更加透徹全面。
[0038]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的【技術領域】的技術人員通常理解的含義相同。本文中在薄膜太陽能電池的刻劃裝置的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0039]如圖1所示，一實施方式的薄膜太陽能電池的刻劃裝置10包括刀桿組件100、導柱200和動力組件300。刀桿組件100固定連接在導柱200的一端。動力組件300包括第一氣缸320、第二氣缸340和連接件360。第一氣缸320和第二氣缸340相對設置，且第一氣缸320和第二氣缸340的出力方向相反，第一氣缸320和第二氣缸340共同帶動連接件360運動。連接件360與導柱200固定連接，且導柱200與連接件360的運動方向平行。
[0040]本實施例的薄膜太陽能電池的刻劃裝置10，用于CIGS薄膜太陽能電池制造過程中的機械刻劃CIGS層的工序、機械刻劃吸收層和透明導電層的工序，能夠實現對刀桿組件100的恒力輸出。薄膜太陽能電池的刻劃裝置10 —般是豎立設立的,第一氣缸320和第二氣缸340相對的同時出力，其出力的差綜合動件的重量就是作用在刀尖上的力。第一氣缸320和第二氣缸340的出力可以單獨控制，可通過調節向上的出力平衡掉動件的重量，然后根據需要調節出力的差，控制恒力輸出。因氣源的可壓縮性及壓力控制回路，使得相對的第一氣缸320和第二氣缸340在行程內出力變動小,能夠滿足制造薄膜太陽能電池對力度的精準要求。
[0041]如圖1所示，一實施方式的薄膜太陽能電池的刻劃裝置10包括刀桿組件100、導柱200、動力組件300和基座400、調節組件500和固定件600，還可以包括浮動臺700。
[0042]參見圖1，在其中一個實施例中，第一氣缸320的出力軸和第二氣缸340的出力軸分別抵接在連接件360的相對兩側。參見圖2，在另一個實施例中，第一氣缸320的出力軸和第二氣缸340的出力軸固定連接，連接件360與兩個出力軸形成的整體固定連接，連接件360可以與第一氣缸320的出力軸固定連接，也可以與第二氣缸340的出力軸固定連接。
[0043]基座400上開設有中心孔，薄膜太陽能電池的刻劃裝置10在使用狀態下，中心孔的軸線與水平面垂直。中心孔內設置有調心球軸承420，調心球軸承420的外圈與基座400固定連接，調心球軸承420的內圈與固定件600連接。固定件600與刀桿組件100或導柱200固定連接。在其中一個實施例中，固定件600與浮動臺700固定連接。調心球軸承420的內圈可沿調心球軸承420的的中心點，繞中心孔的軸線小角度擺動，行程錐面式浮動。
[0044]本實施例的薄膜太陽能電池的刻劃裝置10還可以包括導向桿800，導向桿800與導柱200平行設置，連接件360與導向桿800滑動連接。在一實施例中，連接件360與導向桿800之間設置滾珠導軌,導向桿800可以使導柱200運動更加穩定,導向性能好。導向桿800、導柱200、第一氣缸320的出力軸和第二氣缸340的出力軸在同一個平面上，第一氣缸320的出力軸和第二氣缸340的出力軸位于導柱200的一側，導向桿800位于另一側，導向桿800還可以同時起到防止導柱200轉動的作用，進而防止刀桿組件100轉動。
[0045]第一氣缸320、第二氣缸340和導向桿800可以固定在浮動臺700上，導柱200穿過浮動臺700。具體的，浮動臺700為U型結構，第一氣缸320和第二氣缸340分別通過氣缸固定座固定在浮動臺700的兩端，導柱200的兩端分別穿過浮動臺700的相對的兩側，導向桿800的兩端均固定在浮動臺700上。導柱200與浮動臺700之間設置有滾珠導軌，因為采用滾珠導軌，相互間摩擦為滾動摩擦，受摩擦力的影響較小。
[0046]調節組件500設置在基座400上，且調節組件500位于在導柱200與安裝刀桿組件100的一端相對的另一端處。調節組件500包括調節架520和螺紋旋鈕540，調節架520固定連接在基座400上，且調節架520套設在導柱200上。調節架520上開設有與螺紋旋鈕540相適配的螺紋孔，螺紋旋鈕540穿過螺紋孔，能夠通過旋擰螺紋旋鈕540調節導柱200的位置。
[0047]在其中一個實施例中，調節架520設置在中心孔的上方，調節架520上開設有一個四方形的通腔,通孔的中心線和中心孔的中心線重合。刀桿組件100和導柱200組成的整體在下部與固定件600固定連接，固定件600與調心球軸承420的內圈固定連接，因此刀桿組件100和導柱200組成的整體在下部與調心球軸承420的內圈相對固定，上端在通腔的內浮動，且上端浮動的位置由螺紋旋鈕540精確的調節，從而實現高精度的調節機械刻針180的角度。
[0048]螺紋旋鈕540可以為多個，螺紋旋鈕540優選12 μ m級的螺紋旋鈕540，多個螺紋旋鈕540從至少兩個方向調節導柱200的位置。圖1、圖2中所示的實施例中，螺紋孔為四個，四個螺紋孔位于同一平面，且導柱200垂直于四個螺紋孔所在的平面，四個螺紋孔呈矩形分布，且每個螺紋孔中對應設置一個螺紋旋鈕540。即螺紋旋鈕540為四個，四個螺紋旋鈕540位于同一平面，且四個螺紋旋鈕540所在的平面垂直于導柱200。四個螺紋旋鈕540形成兩對螺紋旋鈕540，每對的兩個螺紋旋鈕540相對設置，且每個螺紋旋鈕540與另一對的螺紋旋鈕540垂直。
[0049]調節組件500還可以包括定位件560，定位件560的內部開設與導柱200相適配的孔，定位件560套設在導柱200的端部。定位件560與螺紋旋鈕540抵接，且定位件560與螺紋旋鈕540抵接處設置有垂直于相對應的螺紋旋鈕540的平面。在其他實施例中，導柱200也可以直接與螺紋旋鈕540抵接。
[0050]四個螺紋旋鈕540分別位于四方形的通腔的四壁內，四個螺紋旋鈕540的中心焦點與通孔的中心線重合。螺紋旋鈕540鎖死后，四個螺紋旋鈕540的四個端點均頂在定位件560或導柱200上，實現刀桿組件100和導柱200組成的整體的上端在通腔的內固定。
[0051]調節組件500的調節位置到調心球軸承420的中心點的距離與調心球軸承420的中心點到機械刻針180的端部的距離的比例，影響調節的精度，比例越大精度越高，反之，比例越小精度相對越低。調節組件500可以用于實現機械刻針180在約為50 μ m范圍內的平面上的水平調節，效果和精度好，調節快速。
[0052]同時參見圖3，刀桿組件100包括刀柄120、彈簧夾頭140、螺帽160和機械刻針180。刀柄120的一端與導柱200固定連接，刀柄120的另一端開設容納彈簧夾頭140的孔，彈簧夾頭140部分收容于刀柄120的孔內。螺帽160安裝在刀柄120的端部，將彈簧夾頭140與刀柄120連接。彈簧夾頭140內部具有容納機械刻針180的孔，機械刻針180部分收容于彈簧夾頭140的孔內，彈簧夾頭140夾持機械刻針180。刀桿組件100的夾持可靠，精度高，換刀簡單，可以通過旋轉螺帽160控制彈簧夾頭140的拆裝及松緊，彈簧夾頭140可穩定的夾持機械刻針180，且彈簧夾頭140對一定軸徑范圍內的機械刻針180都可以夾持，使用方便。
[0053]在其中一個實施例中，薄膜太陽能電池的刻劃裝置10還可以包括氣噴嘴920，氣噴嘴920安裝在基座400上，可自由調節出氣角度，使氣噴嘴920 —直朝向機械刻針180的位置。具體的，在底座的垂直面上開設凹槽，氣噴嘴920設置在凹槽內，氣噴嘴920包括氣接頭922，氣接頭922用于與氣源相連。機械刻針180刮起的粉塵和沾在機械刻針180上的粉塵被氣噴嘴920噴出的氣流吹離。為了提高除塵能力，薄膜太陽能電池的刻劃裝置10還可以包括除塵管940，除塵管940的吸氣口與氣噴嘴920的出氣口相對設置。較佳地，除塵管940的吸氣口、氣噴嘴920的出氣口以及機械刻針180的端部，三者的中心點位于同一直線上。除塵管940用于吸除機械刻針180刮起的粉塵和沾在機械刻針180上的粉塵，除塵管940和氣噴嘴920相配合，除塵管940吸走氣噴嘴920吹離的粉塵，實現除塵效果。基于薄膜太陽能電池的刻劃裝置10在刻劃過程中的運行方向，較佳地，氣噴嘴920位于前方，除塵管940位于后方。在一實施例中，除塵管940通過氣管固定結構960安裝在基座400上，使結構穩定。
[0054]在其中一個實施例中，薄膜太陽能電池的刻劃裝置10還可以包括CO)(Charge-coupled Device,電荷稱合元件)組件,CO)組件980為圖像傳感器。在刻劃的同時，CXD組件980采集刻劃的線的數據信息。較佳地，CXD組件980信息采集的區域、除塵管940的吸氣口、機械刻針180的端部以及氣噴嘴920的出氣口，四者的中心點位于同一直線上。基于薄膜太陽能電池的刻劃裝置10在刻劃過程中的運行方向，較佳地，C⑶組件980位于后方。CXD組件980可安裝在基座400上，也可以直接與氣管固定結構固定連接。
[0055]以上實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種薄膜太陽能電池的刻劃裝置，其特征在于，包括刀桿組件、導柱和動力組件； 所述刀桿組件固定連接在所述導柱的一端； 所述動力組件包括第一氣缸、第二氣缸和連接件； 所述第一氣缸和所述第二氣缸相對設置，且所述第一氣缸和所述第二氣缸的出力方向相反，所述第一氣缸和所述第二氣缸共同帶動所述連接件運動； 所述連接件與所述導柱固定連接，且所述導柱與所述連接件的運動方向平行。
2.根據權利要求1所述的薄膜太陽能電池的刻劃裝置，其特征在于，所述第一氣缸的出力軸和所述第二氣缸的出力軸分別抵接在所述連接件的相對兩側； 或者，所述第一氣缸的出力軸和所述第二氣缸的出力軸固定連接，且所述連接件與所述第一氣缸的出力軸或所述第二氣缸的出力軸固定連接。
3.根據權利要求1所述的薄膜太陽能電池的刻劃裝置，其特征在于，還包括導向桿，所述導向桿與所述導柱平行設置，所述連接件與所述導向桿滑動連接。
4.根據權利要求3所述的薄膜太陽能電池的刻劃裝置，其特征在于，還包括浮動臺，所述浮動臺為U型結構； 所述第一氣缸和所述第二氣缸分別固定在所述浮動臺的兩端； 所述導柱的兩端分別 穿過所述浮動臺的相對的兩側； 所述導向桿的兩端均固定在所述浮動臺上。
5.根據權利要求1至4任一項所述的薄膜太陽能電池的刻劃裝置，其特征在于，還包括基座、調節組件和固定件； 所述調節組件設置在所述基座上，且所述調節組件位于在所述導柱的另一端處； 所述基座上開設有中心孔，所述中心孔內設置有調心球軸承，所述調心球軸承的外圈與所述基座固定連接，所述調心球軸承的內圈與所述固定件連接； 所述固定件與所述刀桿組件或所述導柱固定連接。
6.根據權利要求5所述的薄膜太陽能電池的刻劃裝置，其特征在于，所述調節組件包括調節架和螺紋旋鈕； 所述調節架固定連接在所述基座上，且所述調節架套設在所述導柱上； 所述調節架上開設有與所述螺紋旋鈕相適配的螺紋孔，所述螺紋旋鈕穿過所述螺紋孔，能夠通過旋擰所述螺紋旋鈕調節所述導柱的位置。
7.根據權利要求6所述的薄膜太陽能電池的刻劃裝置，其特征在于，所述螺紋旋鈕為多個，多個所述螺紋旋鈕從至少兩個方向調節所述導柱的位置。
8.根據權利要求6所述的薄膜太陽能電池的刻劃裝置，其特征在于，所述螺紋孔為四個，四個所述螺紋孔位于同一平面，且所述導柱垂直于四個所述螺紋孔所在的平面； 四個所述螺紋孔呈矩形分布，且每個所述螺紋孔中對應設置一個所述螺紋旋鈕。
9.根據權利要求6所述的薄膜太陽能電池的刻劃裝置，其特征在于，所述導柱與所述螺紋旋鈕抵接； 或者，所述調節組件還包括定位件，所述定位件的內部開設與所述導柱相適配的孔，所述定位件套設在所述導柱的端部；所述定位件與所述螺紋旋鈕抵接，且所述定位件與所述螺紋旋鈕抵接處設置有垂直于相對應的螺紋旋鈕的平面。
10.根據權利要求5所述的薄膜太陽能電池的刻劃裝置，其特征在于，所述刀桿組件包括刀柄、彈簧夾頭、螺帽和機械刻針； 所述刀柄的一端與所述導柱固定連接，所述刀柄的另一端開設容納所述彈簧夾頭的孔，所述彈簧夾頭部分收容于所述刀柄的孔內； 所述螺帽安裝在所述刀柄的端部，將所述彈簧夾頭與所述刀柄連接； 所述彈簧夾頭內部具有容納所述機械刻針的孔，所述機械刻針部分收容于所述彈簧夾頭的孔內，所述彈簧夾頭夾持所述機械刻針。
【文檔編號】H01L31/18GK104022184SQ201410241910
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】陶尚輝, 王振華, 楊凱, 謝建, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司