本實用新型涉及染料敏化太陽能電池板技術領域，涉及一種染料敏化太陽能電池板四邊封裝材料的加工領域，具體地，涉及一種回字形沖切機。

背景技術：

隨著社會的不斷進步與科學技術的不斷發展，人們越來越關心我們賴以生存的地球，世界上大多數國家也充分認識到了環境對我們人類發展的重要性。各國都在采取積極有效的措施改善環境，減少污染。這其中最為重要也是最為緊迫的問題就是能源問題，要從根本上解決能源問題，除了尋找新的能源，節能是關鍵的也是目前最直接有效的重要措施 ，在最近幾年,通過努力，人們在節能技術的研究和產品開發上都取得了巨大的成果。

目前，作為代替化石燃料的能源，利用太陽光的太陽能電池近年來備受關注。太陽能電池是一種將光能轉換為電能的光電轉換裝置，由于以太陽光作為能源，所以對地球環境的影響極小，歐、美、日等發達國家和地區投入了大量資金對其進行研發。

其中，染料敏化太陽能電池（dye-sensitized solar cell，縮寫為DSSC、DSC 或DYSC），是一種模仿光合作用原理的、廉價的薄膜太陽能電池。它是基于由光敏電極和電解質構成的半導體，是一個電氣化學系統。它可以用低廉的材料制成，不需要用精細的儀器制造，其制造過程比以前的電晶體電池更便宜。它可以被制成軟片，機械強度大，不需要特別保護來防止樹枝的撞擊及冰雹。雖然它的能量轉換效率比最好的薄膜電池低，但理論上它們的性能比已足夠高，在完成市電平價的情況下可以與化石燃料相提并論。

染料敏化太陽電池有原材料豐富、成本低、工藝技術相對簡單等優勢，在大面積工業化生產中具有較大優勢，同時所有原材料和生產工藝都無毒、無污染，部分材料可以得到充分的回收，對保護人類環境具有重要意義。

目前，在電池安全性能方面都是采用薄膜來封裝電池，然而，進行該薄膜封裝工藝時，四周邊緣接合處的封裝容易出現微短路、殼體腐蝕、殼體帶電等不良情況，因此，染料敏化太陽能電池板的四邊封裝一直是一個難題。

例如，在專利文獻1中公開了一種采用特殊UV膠紫外固化方法的染料敏化太陽能電池的四邊封裝方法，上述UV膠固化原理是UV 固化材料中的光引發劑（或光敏劑）在紫外線的照射下吸收紫外光后產生活性自由基或陽離子，引發單體聚合、交聯和接支化學反應，使粘合劑在數秒鐘內由液態轉化為固態。該工藝是一種環境友好的綠色技術，亦稱3E技術，即節能（energy）、環保（environment）、經濟（economy）。然而，專利文獻1所記載的封裝工藝、即特殊UV膠紫外固化工藝的材料及設備均非常昂貴，嚴重制約了其規模化發展，同時使得染料敏化太陽能電池板的制備成本大幅度提高。

在專利文獻2中公開了一種加裝樹脂邊框并用玻璃膠密封固定的染料敏化太陽能電池的四邊封裝方法。該方法雖然成本低廉但工序繁雜，會導致施工設備大型化。

現有技術：

專利文獻1：中國專利公開CN101593632A；

專利文獻2：中國專利公開CN101777434A。

技術實現要素：

鑒于以上所述，本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種能夠實現染料敏化太陽能電池板大規模生產的自動化及染料敏化太陽能電池板四邊封裝材料的加工自動化，且在提高產品質量與生產效率的同時，還能降低設備成本與勞動力成本的回字形沖切機。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供的一種回字形沖切機，包括：機架；和設置在所述機架上的沖切機構、卷膜機構、和Y軸移動滑臺；所述沖切機構具有：位于所述機架上方可上下移動的上模；位于所述機架上、可沿所述Y軸移動滑臺滑動的下模；和驅動所述上模移動的驅動單元；所述上模具有回字形刀片、卸料板、和彈性構件，并且形成為所述回字形刀片的下緣在所述彈性構件的自然狀態下不從所述卸料板突出，而在所述彈性構件被壓縮時所述回字形刀片的下緣可從所述卸料板突出的結構；所述下模具有壓板、和形成于所述壓板上且與所述上模的所述回字形刀片相對應的凹槽；所述壓板上密布有氣孔可形成真空負壓。

根據本實用新型，卷膜機構將薄膜傳送至沖切位置，上模在驅動單元的驅動下在上下方向直線運動進行沖切，薄膜被沖切成回字形后，下模沿Y軸移動滑臺將沖切下的回字形薄膜送出，由移載機械手吸取后送入熱壓機構進行四邊封裝。以此，可實現大規模生產的自動化，且具有生產節奏快成本低、結構簡單、占地面積小、質量優等優點。

優選地，所述卷膜機構具備供給薄膜的開卷機構和回收廢料的收卷機構。通過兩側的機構可將待沖切的薄膜張緊并牢固地固定，以此看避免褶皺以及沖切過程中產生的歪斜，可提高沖切成品率進而提高質量。

優選地，所述上模的所述回字形刀片具有外側刀片和內側刀片，內外為一組分別裝于四個刀片座上，所述外側刀片的接口垂直相交，所述內側刀片的接口45°相交。以此可以便于拆裝刀片，使刀片的修磨或替換變得容易；通過使內側刀片和外側刀片呈規定角度，可使沖切更利落。

優選地，下模采用浮動結構。藉此，當前后位置出現偏差時，在插銷過程中可自行微量調整，確保沖切的精確性。

優選地，還具備移載機械手；所述移載機械手吸盤分兩路，外圈吸取沖切下來的回字形薄膜，內圈吸取中間廢料膜。

優選地，還具備對沖切下的所述回字形薄膜進行熱壓封裝的熱壓機構。

優選地，還具備收集被沖切下的所述中間廢料膜的廢料收集盒。

優選地，所述驅動單元還具備可在上下方向上運動的直線軸承。藉此，可以確保上模在上下方向上的運動精度，進一步提高沖切的成品率進而提高質量。

優選地，具備設置于所述開卷機構和所述沖切機構之間的去離子風棒。藉此，可消除靜電，改善薄膜在沖切過程中的貼合度，提高沖切的成品率進而提高質量。

優選地，所述薄膜為熱熔膜。

根據下述具體實施方式并參考附圖，將更好地理解本實用新型的上述內容及其它目的、特征和優點。

附圖說明

圖1是示出根據本實用新型一實施形態的回字形沖切機的結構示意圖；

圖2是示出圖1所示回字形沖切機的另一角度的剖視示意圖；

圖3 是示出圖1所示回字形沖切機的的沖切機構的結構剖視示意圖；

圖4是示出從圖3中A-A觀察的矢視圖；

圖5是示出從圖3中B-B觀察的矢視圖；

圖6是示出本實用新型沖切后的熱熔膜。

附圖標記：

1 機架；

2 卷膜機構；

3 沖切機構；

4 Y軸移動滑臺；

R 移載機械手；

5 開卷機構；

6 收卷機構；

10 上模；

11 下模；

12 驅動單元；

13 浮動模柄；

15a、15b 直線軸承；

18a～18d 內側刀片；

19～19d 外側刀片；

21 卸料板；

23 矩形彈簧；

25 中間廢料板；

26 回字形凹槽；

27 下模回字圈；

30 熱壓機構。

具體實施方式

下面結合具體實施形態和附圖來說明本實用新型的實質性特點和顯著性的進步。應理解，這些實施形態僅用于對本實用新型進行進一步說明，不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。

圖1是示出根據本實用新型一實施形態的回字形沖切機的結構示意圖；圖2是示出圖1所示回字形沖切機的另一角度的剖視示意圖。如圖所示，為方便說明，將送料方向設定為左右方向，上游側設定為左側，下游側設定為右側，與該送料方向垂直的方向設定為Y軸方向，該方向的設定是為了便于進行說明而非限制。

本實用新型所采用的薄膜例如為熱熔膜，可為由杜邦拜牢粒子吹膜形成，厚度為100～200um的薄膜。具體地，本實施例中的熱熔膜例如為由杜邦拜牢粒子“Bynel? 4033”吹膜形成、厚度為100um的薄膜，但材質與厚度不限于此，可根據實際需求適當替換或增減。

如圖1-2所示，本實用新型的回字形沖切機，用于沖切熱熔膜，將熱熔膜沖切成具有回字形的封裝材料，用于封裝染料敏化太陽能電池板的四邊。其中，本實施例的回字形沖切機采用氣液增壓缸形式，具有機架1、以及設置在機架1上的卷膜機構2、沖切機構3以及Y軸移動滑臺4等。熱熔膜在機架1上通過卷膜機構2傳送至沖切機構3的沖切位置上，沖切機構3將薄膜沖切成回字形，然后由Y軸移動滑臺4將沖切下的回字形薄膜沿Y軸方向從沖切位置送出，由位于Y軸移動滑臺一端的移載機械手R吸取后送入熱壓機構30，進行四邊封裝。以此，可實現大規模生產的自動化，且具有生產節奏快成本低、結構簡單、占地面積小、質量優等優點。采用該回字形沖切機所制備的回字形熱熔膜規格例如可為：長125mm×寬120mm×厚0.1mm。該工藝原先由人工用刀片劃樣，費時費力，且產品一致性較差，本實用新型實現了自動化切割，大大提高了效率和產品質量。

具體而言，上述卷膜機構2具有位于送料方向上游的開卷機構5，和位于送料方向下游的收卷機構6， 人工將熱熔膜料筒裝入卷膜機構4的開卷機構5的被動芯軸7，再將熱熔膜纏繞到收卷機構6的主動芯軸8上，由電機9（未圖示）帶動并在送料方向上張緊。

熱熔膜通過主動芯軸8的轉動而在送料方向上移動，熱熔膜每次移動的距離由編碼器（encoder）控制，且該移動距離可以調整。此外，優選地，在熱熔膜進入沖切位置前，由去離子風棒（未圖示）消除靜電。

圖3 是示出圖1所示回字形沖切機的的沖切機構的結構剖視示意圖；圖4是示出從圖3中A-A觀察的矢視圖；圖5是示出從圖3中B-B觀察的矢視圖。本實施例中，沖切機構3包括上模10、下模11、以及驅動單元12。

如圖3所示，浮動模柄13貫通模架安裝板14的中央位置并與上模10固定，模架安裝板14在送料方向的兩端側分別安裝有直線軸承15a、15b，所述直線軸承15a、15b內分別插通有導柱16a、16b，導柱16a、16b的下端與上模板17的上表面相連，上模10安裝于上模板17的下表面的中央位置并通過浮動模柄13與氣液增壓缸（未圖示）連接。

驅動單元12形成為：在氣液增壓缸的驅動下，浮動模柄13開始上下運動，借助于左右兩側直線軸承15a、15b內的導柱16a、16b，從而帶動整個上模10在上下方向上做精度運動。

如圖所示，上模10具有：上限位擋塊20a、20b，借助于此可避免模具沖切過頭，損壞刀片、卸料板21、矩形彈簧23、以及回字形刀片等。該回字形刀片具有內側刀片18a～18d和外側刀片19～19d共八把刀片，且形成為其下緣在矩形彈簧23自然狀態下不從卸料板21突出，而在矩形彈簧23被壓縮時可從卸料板21突出的結構。

其中，優選地，上述八把刀片內外為一組，分別裝于四個刀片座A～D上，便于修磨刀片時單獨拆裝，更優選地，外側刀片19a～19d接口垂直相交，內側刀片18a～18d接口45°相交，組成回字形。本實施例中，刀片18a、19a為一組安裝于刀座A上，刀片18b、19b為一組安裝于刀座B上，刀片18c、19c為一組安裝于刀座C上，刀片18d、19d為一組安裝于刀座D上。

下模11位于機架1上，可沿所述Y軸移動滑臺在規定方向（Y軸方向）上滑動。下模11具有：與上模10的上限位擋塊20a、20b相對應的下限位擋塊24a、24b，借助于此可避免模具沖切過頭，損壞刀片；可與卸料板21抵接的中間廢料板25；與上模10的回字形內外側刀片的切口相對應的回字形凹槽26；和借由該回字形凹糟26劃分的回字形區域的下模回字圈27。其中，下模回字圈27與中間廢料板25上均布氣孔。

優選地，下模11采用浮動結構，當前后位置出現偏差時，在沖切過程中可自行微量調整。又，優選地，上下模機構合模時，由前后導正銷定位。

現結合附圖來說明回字形熱熔膜的沖切過程。熱熔膜進入沖切位置后，氣液增壓缸開始下壓工作，浮動模柄13帶動上模10在上下方向上運動，卸料板21先將張緊的熱熔膜壓在下模11上，氣液增壓缸克服矩形彈簧23的彈簧力繼續下壓，上模10的回字形刀片的下緣從卸料板23突出，沿上下方向伸入下模11的回字形凹槽26內，從而完成沖切動作。

同時，下模回字圈27與中間廢料板25上密布的的氣孔與真空負壓接通分別吸住回字形熱熔膜與中間廢料膜。氣液增壓缸帶動上模10抬起，回字形刀片先離開下模11，卸料板23在矩形彈簧23作用下繼續壓住沖切下來的熱熔膜避免被帶起，氣液增壓缸繼續上升，卸料板23最終離開熱熔膜，而沖切下來的回字形熱熔膜與中間廢料膜依然吸附在下模11上，至此沖切過程結束。沖切后的回字形薄膜如圖6所示。

下模11隨Y軸滑臺4沿Y軸方向移出沖切位置，抵達移載機械手R處，移載機械手R的吸盤分為兩路，外圈吸取沖切下來的回字行熱熔膜，內圈吸取中間廢料膜。移載機械手R將內圈吸取的中間廢料膜送入一側的廢料收集盒內，同時將外圈吸取的回字行熱熔膜送入熱壓模具30內進行熱壓，從而完成染料敏化太陽能電池板的四邊封裝。

本實施例中的回字形沖切機主要參數如下所示，但應明了本實用新型各參數并不限定于此，可根據實際情況而做具體變更：

a. 氣液增壓缸最大沖壓力： 17.1 KN

b. Y軸滑臺行程： 270 mm

c. Y軸伺服電機功率： 400 W

d. 熱熔膜筒料規格： φ75×φ200×160 mm

e. 卷膜伺服電機功率： 400 W。

根據本實用新型的回字形沖切機具有可實現了大規模生產的自動化，改善質量與效率的同時還能降低設備與人工成本，故在染料敏化太陽能電池板技術領域的非常有益。

在不脫離本實用新型的基本特征的宗旨下，本實用新型可體現為多種形式，因此本實用新型中的實施形態是用于說明而非限制，由于本實用新型的范圍由權利要求限定而非由說明書限定，而且落在權利要求界定的范圍，或其界定的范圍的等價范圍內的所有變化都應理解為包括在權利要求書中。