一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备，包括复合阴极刀具、绝缘板和电解池，复合阴极刀具底端伸入电解池的电解液内；复合阴极刀具底端设置有不锈钢衬底，绝缘板安装在电解池内，并置于不锈钢衬底底端；电解池外接有电解电源，电解电源的正极与不锈钢衬底电连，电解电源的负极与复合阴极刀具电连。本实用新型专利技术提高了不锈钢衬底的抛光效率和精度，从而提高了太阳能电池对光的吸收率。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备
本技术属于太阳能电池组件
，更具体的说是涉及一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备。
技术介绍
薄膜太阳能电池结构：自下而上依次为不锈钢柔性衬底扩散阻挡层、背电极(阻挡层和Mo)、CIGS吸收层、缓冲层、窗口层。位于最底层的柔性不锈钢衬底对薄膜太阳能电池的主要影响表现在以下几个方面：①表面粗糙度、②表面形貌平坦化、③表面化学成分，其中，①表面粗糙度会影响衬底与电池上层薄膜阻挡层和Mo层的结合强度，进而影响薄膜吸收层如光吸收率；②表面形貌平坦化会影响薄膜的形核和生长进而决定薄膜的形貌和平坦化程度；③表面化学成分会影响有害元素Fe和Cr在电池制造过程中扩散至薄膜吸收层从而降低电池光电转化效率，另外也可以起到阻挡层的作用。因此，不锈钢衬底的低表面粗糙度、高平整度和均匀致密的阻挡层成为表面处理的主要指标。因此，如何提供一种能够有效除去阻挡层的电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备，提高了不锈钢衬底的抛光效率和精度，从而提高了太阳能电池对光的吸收率。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备，包括：机械三轴运动本体、复合阴极刀具、绝缘板和电解池，其中，所述复合阴极刀具底端伸入所述电解池的电解液内；所述复合阴极刀具底端设置有不锈钢衬底，所述绝缘板安装在所述电解池内，并置于所述不锈钢衬底底端；所述电解池外接有电解电源，所述电解电源的正极与所述不锈钢衬底电连，所述电解电源的负极与所述复合阴极刀具电连。本技术采用复合阴极刀具对不锈钢衬底进行机械抛光处理，采用电解池对不锈钢衬底进行电化学抛光，实现了不锈钢衬底的电化学机械复合抛光，提高了不锈钢衬底的抛光效率和精度，降低了其表面粗糙度、提高了平整度，从而提高了不锈钢衬底的反射率，进而提高了太阳能电池对光的吸收率。优选的，还包括机械三轴运动本体，所述复合阴极刀具顶端与所述机械三轴运动本体传动连接。优选的，所述复合阴极刀具包括阴极结构和磨具结构，所述阴极结构与所述机械三轴运动本体相连，所述磨具结构安装于所述阴极结构底端。阴极结构一端与机械三轴运动本体相连，另一端与磨具结构相连，实现了磨具结构对不锈钢衬底的抛光打磨。优选的，所述磨具结构包括外定位环、内定位环和多个磨块，多个所述磨块均匀分布在所述内定位环的外壁上，所述外定位环套设在多个所述磨块围成的圆环上。磨块设置在内定位环与外定位环之间，对磨块的位置起到限定作用，避免在抛光时磨块出现径向移动的问题。优选的，所述阴极结构包括连接杆和固定卡头，所述固定卡头与所述连接杆相连，所述固定卡头远离所述连接杆的一端设置有卡槽，所述磨块卡接在所述卡槽内。通过卡槽可将磨块固定，同时连接杆的转动将会带动磨块的转动，从而对不锈钢衬底进行抛光。优选的，所述卡槽内设置有压簧，所述压簧一端抵住所述固定卡头，另一端抵住所述磨块。压簧的设置保证了磨块与不锈钢衬底为弹性接触，通过选择合适弹簧系数和微小压缩变形，使得不锈钢衬底表面的接触力作用比直接接触要小得多。一方面减少了不锈钢衬底表面由于较大作用力而可能出现的缺陷，另一方面减少了磨具的磨损而提高加工的效率。优选的，所述电解池底端开设有出液口，所述出液口通过出液管连接有循环液箱，所述循环液箱还连接有回液管，所述回液管的另一端位于所述电解池顶端的开口处，且所述回液管上安装有循环水泵。优选的，所述机械三轴运动本体电性连接有电机控制器。通过电机控制器可调节机械三轴运动本体的工作参数。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本技术的结构示意图。图2附图为本技术复合阴极刀具的结构示意图。图3附图为本技术阴极结构的结构示意图。图4附图为本技术磨具结构的结构示意图。图5为Ra实验与拟合数据图(原始数据拟合)。图6为Ra实验与拟合数据图(修正后数据拟合)。图7为MRR实验与拟合数据图(原始数据拟合)。图8为MRR实验与拟合数据图(修正后数据拟合)。其中，图中，1-复合阴极刀具；2-绝缘板；3-电解池；4-不锈钢衬底；5-机械三轴运动本体；6-电解电源；7-阴极结构；8-磨具结构；9-外定位环；10-内定位环；11-磨块；12-连接杆；13-固定卡头；14-卡槽；15-压簧；16-出液口；17-出液管；18-循环液箱；19-回液管；20-循环水泵。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅附图1-4，本技术提供了一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备，包括：机械三轴运动本体5、复合阴极刀具1、绝缘板2和电解池3，其中，复合阴极刀具1顶端与机械三轴运动本体5传动连接，底端伸入电解池3的电解液内；复合阴极刀具1底端设置有不锈钢衬底4，绝缘板2安装在电解池3内，并置于不锈钢衬底4底端；电解池3外接有电解电源6，电解电源6的正极与不锈钢衬底4电连，电解电源6的负极与复合阴极刀具1电连。为了进一步优化上述技术方案，复合阴极刀具1包括阴极结构7和磨具结构8，阴极结构7与机械三轴运动本体5相连，磨具结构8安装于阴极结构7底端。阴极结构7一端与机械三轴运动本体5相连，另一端与磨具结构8相连，实现了磨具结构8对不锈钢衬底4的抛光打磨。其中，阴极结构7采用铜材制作而成，主要用来对不锈钢衬底表面进行腐蚀去除。为了进一步优化上述技术方案，磨具结构8包括外定位环9、内定位环10和多个磨块11，多个磨块11均匀分布在内定位环10的外壁上，外定位环9套设在多个磨块11围成的圆环上。磨块11设置在内定位环10与外定位环9之间，对磨块11的位置起到限定作用，避免在抛光时磨块11出现径向移动的问题。其中，磨块11采用精密加工磨料白刚玉制作而成，主要用于刮擦去除软化腐蚀层，内定位环10和外定位环9采用绝缘材料制作而成，主要用于限制磨块11的径向运动与铜的杂蚀。为了进一步优化上述技术方案，阴极结构7包括连接杆12和固定卡头13，固定卡头13与连接杆12相连，固定卡头13远离连接杆12的一端设置有卡槽14，磨块11卡接在卡槽14内。通过卡槽14可将磨块11固定，同时连接杆12的转动将会带动磨块11的转动，从而对不锈钢衬底4进行抛光。为了进一步优化上述技术方案，卡槽14内设置有压簧15，压簧15一端抵住固定卡头13，另一端抵住磨块11。压簧15的设置保证了磨块11与不锈钢衬底4为弹性接触，通过选择合适弹簧系数和微小压缩变形的弹簧15，使得不锈钢衬底4表面的接触力作用比直接接触要小得多。此外，通过压簧15为磨块11提供可调的正压力，一方面减少了不锈钢衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备，其特征在于，包括：复合阴极刀具(1)、绝缘板(2)和电解池(3)，其中，所述复合阴极刀具(1)底端伸入所述电解池(3)的电解液内；所述复合阴极刀具(1)底端设置有不锈钢衬底(4)，所述绝缘板(2)安装在所述电解池(3)内，并置于所述不锈钢衬底(4)底端；所述电解池(3)外接有电解电源(6)，所述电解电源(6)的正极与所述不锈钢衬底(4)电连，所述电解电源(6)的负极与所述复合阴极刀具(1)电连。

【技术特征摘要】
1.一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备，其特征在于，包括：复合阴极刀具(1)、绝缘板(2)和电解池(3)，其中，所述复合阴极刀具(1)底端伸入所述电解池(3)的电解液内；所述复合阴极刀具(1)底端设置有不锈钢衬底(4)，所述绝缘板(2)安装在所述电解池(3)内，并置于所述不锈钢衬底(4)底端；所述电解池(3)外接有电解电源(6)，所述电解电源(6)的正极与所述不锈钢衬底(4)电连，所述电解电源(6)的负极与所述复合阴极刀具(1)电连。2.根据权利要求1所述的一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备，其特征在于，还包括机械三轴运动本体(5)，所述复合阴极刀具(1)顶端与所述机械三轴运动本体(5)传动连接。3.根据权利要求2所述的一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备，其特征在于，所述复合阴极刀具(1)包括阴极结构(7)和磨具结构(8)，所述阴极结构(7)与所述机械三轴运动本体(5)相连，所述磨具结构(8)安装于所述阴极结构(7)底端。4.根据权利要求3所述的一种电化学机械复合抛光不锈钢衬底的设备，其特征在于，所述磨具结构(8)包括外定位环(9)、内定位环(10)和多个磨块(11)，多个所述磨块(11)均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张克华，庄千洋，李春茂，马佳航，朱苗苗，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33