专利名称:用于太阳能电池基片的非接触式边缘涂覆装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电池，具体但非排他地涉及太阳能电池的制造装置及制造工艺。
背景技术：
众所周知，太阳能电池是用于将太阳辐射转换为电能的装置。它们可以采用半导体加工工艺在例如在半导体晶片等太阳能电池基片上加工制成。太阳能电池包括形成结的 P型和N型扩散区。照射到太阳能电池上的太阳辐射产生电子和空穴，这些电子和空穴移向扩散区，从而在扩散区之间产生电压差。在背面接触式太阳能电池中，扩散区和与其相联接的金属接点均设置在太阳能电池的背面。金属接点使外部电路能够联接到太阳能电池上， 并由太阳能电池供电。
太阳能电池基片的边缘应该以介电体进行涂覆，以实现电绝缘，并防止金属在基片的周边沉积和生长。涂布涂覆材料的常规方法是以滚轮接触基片的边缘。该滚轮具有凹槽，凹槽的表面压于基片的边缘。当滚轮与基片旋转时，提供至凹槽内的涂覆材料被涂布至基片的边缘。该涂覆材料可以包括热油墨，热油墨需要在单独的工序中在大的干燥炉内进行固化。由于上述炉的成本及占地大的原因，热油墨的应用需要相对大的投资。此外，在使用热炉时，在之前工序中沉积在晶片表面的材料可能因暴露在炉温下而受到影响。用上述方法进行边缘涂覆的其他问题包括因为涂布器的直接机械接触而在基片上施加应力，以及在利用热油墨的过程中边缘涂层的可靠性差。
实用新型内容
非接触式边缘涂覆装置包括用于将涂覆材料涂布至太阳能电池基片的边缘的涂布器以及构造为驱动所述涂布器的控制系统。当所述基片旋转以使其边缘被涂覆材料涂覆时，所述控制系统可沿一轴线驱动所述涂布器，以保持所述涂布器与所述基片的边缘之间的距离。所述涂布器可包括凹部，所述基片的边缘被接收在所述凹部内以接受边缘涂覆。所述涂布器可为例如带凹槽的滚轮。涂覆材料可被引入所述凹槽内，以涂布在所述基片的边缘。包括热熔油墨和UV固化抗电镀剂在内的多种涂覆材料可应用于所述装置。
本实用新型提供一种用于太阳能电池基片的非接触式边缘涂覆装置，所述装置包括基片支撑件，其构造为保持非圆形的太阳能电池基片；涂布器，其构造为接收涂覆材料；以及控制系统，其构造为在所述基片旋转以将所述涂覆材料涂布至所述基片的边缘时， 沿一轴线驱动所述涂布器以保持所述基片的边缘与所述涂布器之间的距离。
本实用新型还提供一种用于太阳能电池基片的非接触式边缘涂覆装置，所述装置包括滚轮，其构造为接收涂覆材料；位于所述滚轮中的凹部，所述凹部构造为接收非圆形太阳能电池基片的边缘；以及控制系统，其构造为在所述基片旋转以使所述涂覆材料涂布至所述基片的边缘时，移动所述凹部以保持所述滚轮与所述基片之间的距离。
所述基片绕着固定中心旋转，并且所述涂布器构造为沿着与所述固定中心重合的单一轴线移动。本实用新型的涂覆装置还可以包括运送装置，其构造为使所述基片在第一站和第二站之间移动，在所述第一站处，所述涂布器将所述涂覆材料涂布至所述基片的边缘。所述运送装置可以构造为在第一站和第二站之间运送所述基片，在所述第一站处，所述基片的边缘接受所述涂覆材料的涂覆，所述第二站构造为预对准所述基片以便于运送装置拾取。
本领域的普通技术人员在阅读本文所公开的全部内容，包括附图和所附权利要求
之后，可清楚地了解本实用新型的这些以及其他的特点。
图1示出根据本实用新型的一个实施例的用于太阳能电池的非接触式边缘涂覆系统的立体图。
图2和3示出图1中的非接触式边缘涂覆系统的侧视图。
图4A和4B分别示出图1中的非接触式边缘涂覆系统的局部的立体图和侧视图。
图5A和5B分别示意性地示出根据本实用新型的一个实施例，在边缘涂覆的过程中，滚轮相对于太阳能电池基片的侧视图和俯视图。
图6A和6B示意性地示出可应用在本实用新型的实施例中的常规空气弹簧的操作原理。
图7示出根据本实用新型的一个实施例的涂覆材料供应系统的立体图。
图8示出根据本实用新型的另一个实施例的用于太阳能电池的非接触式边缘涂覆系统。
图9和10分别示出图8中的非接触式边缘涂覆系统的侧视图和俯视图。
图IlA和IlB分别示出图8中的非接触式边缘涂覆系统的局部的立体图和侧视图。
图12示意性地示出根据本实用新型的一个实施例的用于图8中的非接触式边缘涂覆系统的控制系统。
图13A、13B、13C和13D示意性地示出根据本实用新型的一个实施例，滚轮在边缘涂覆的过程中沿着轴线的移动。
图14示出根据本实用新型的一个实施例的涂覆太阳能电池基片的边缘的方法的流程图。
在不同的图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。
具体实施方式
在本公开文本中，提供了许多细节，例如装置、部件和方法的例子，以便于对本实用新型的实施例有更全面的了解。然而，本领域的普通技术人员应认识到，在去掉一个或多个具体细节的情况下也能实施本实用新型。在其他例子中，对众所周知的细节将不再示出或说明，以避免模糊本实用新型。
图1示出根据本实用新型的一个实施例的用于太阳能电池基片的非接触式边缘涂覆系统100的立体图。如下面所详述，该系统100特别适用于涂覆太阳能电池基片的边缘，该太阳能电池基片典型地具有非圆形的形状。当太阳能电池基片旋转时，其非圆形的形状所产生的轨迹使得利用涂布器来跟随基片的边缘是相对困难的。对太阳能电池基片进行边缘涂覆的常规方法避免这一问题所采用的手段是使所述边缘与提供涂覆材料的滚轮物理接触。
在图1中的例子里，系统100包括运送装置110、涂布器系统120、以及视觉系统 160。为了使图表达清楚，在图1中，未示出用于向涂布器系统120提供涂覆材料的涂覆材料提供系统。用在该系统100中的材料提供系统的例子将在下文中参考图7进行说明。在不背离本实用新型的精神的前提下，也可采用其他的材料提供系统。
运送装置110可包括用于将非圆形太阳能电池基片在预对准站163 (也见图2)和使涂布器系统120能够涂覆基片101的边缘的位置之间进行移动的搬移机构，在一个实施例中，基片101包括准正方形的半导体晶片。在图1的例子中，运送装置110包括市售的多轴机器人。
运送装置110可具有这样的端部，该端部包括凸轮112和呈用于保持基片101的卡盘113形式的基片支撑件。凸轮112可具有与基片101相同的形状，但也可能具有与基片101不同(例如更小)的尺寸。卡盘113可以利用真空吸力或其他方法来保持基片101。 卡盘113可由例如硬化不锈钢制成。在边缘涂覆的过程中，运送装置110将凸轮112设置在可以与涂布器系统120的跟随器123相接触的位置。
涂布器系统120包括用于将涂覆材料涂布到基片101的边缘的机构。涂布器系统 120可包括滚轮121形式的涂层涂布器；旋转驱动机构122，其构造为使滚轮121旋转； 以及滑动部件124，其构造为使滚轮121沿着单一轴线朝向及背离基片101移动。
如图1所示，在边缘涂覆的过程中，运送装置110将基片101定位在能够与涂布器 120相遇的位置。滑动部件124向上移动，以推动跟随器123，使跟随器123与凸轮112相接触。滑动部件1 上的空气弹簧126向跟随器123施加相对恒定的压力，使跟随器123 与凸轮112相接触。运送装置110使基片101旋转，以利用来自于滚轮121的涂覆材料涂覆基片101的边缘。旋转驱动机构122使跟随器123旋转，跟随器123接触凸轮112并因此跟随凸轮112的形状。滚轮121与跟随器123机械联接，从而滚轮121通过空气弹簧1 与位于跟随器123和凸轮112之间的机械交界面一致地向内和向外滑动，从而让滚轮121 依照基片101的形状而移动。基片101和滚轮121可以彼此同向或反向旋转，转速取决于油墨的种类和特性(例如粘度和附着力)。当基片101和滚轮121的转向相反时，基片101 的典型速度为250度/秒，同时滚轮121的转速为100-300转/分钟。
边缘涂覆系统100是“非接触”的，其中的涂布器——在本例中为滚轮121——在边缘涂覆的过程中不与基片101的边缘相接触。事实上，在图1的例子中，在将涂覆材料涂布到基片101的边缘时，系统100中不存在与基片101的边缘相接触的坚硬部件。相反，基片101被设置在滚轮121的呈凹槽125形式的凹部内(见图4A和4B)以接收涂覆材料，同时基片101的边缘不受任何物理接触。将涂覆材料施加到凹槽125内(见图4A中的给料管411)，然后通过将基片101的边缘置于凹槽125内，使涂覆材料转移到该边缘上。通过运送装置110转动基片101，从而使基片101的整个周长范围的边缘均得到涂覆。
视觉系统160构造为让运送装置110正确地定位卡盘113，以从站163中拾取基片 101。视觉系统160可包括照相机162、站163和照明器材164。计算机系统161构造为控制该系统100的操作，包括控制视觉系统160、涂布器系统120、以及运送装置110。图1中的一些部件也在图2、3中示出，以使图表达清楚。
参考图2，基片101由生产操作工手动地或由自动搬移系统(未示出)定位在站 163中。站163设置在相对于运送装置110来说固定的坐标位置以便于定位。站163的形状则构造为让基片101相对于运送装置110被预先对准，以简化相对于卡盘113和凸轮112 来拾取和对准基片101的操作。视觉系统160拍摄一张站163中的基片101的图像并分析该图像，以找出基片表面的中心并确定基片101的方向。计算机161及其控制软件利用来自视觉系统160的信息以便运送装置110定位和拾取基片101，从而使基片101的表面区域的中心与卡盘113的表面区域的中心重合。在已经相对于卡盘113定位并对准基片101 后，运送装置110如图2所示的那样拾取基片101，并如图3所示的那样对其定位以便由涂布器系统120进行边缘涂覆。边缘涂覆过程之后，由运送装置110将基片101放回至站163 中。在不背离本实用新型的精神的前提下，视觉系统160也可利用市售的部件来实现。
图4A示出在边缘涂覆的过程中滚轮121相对于基片101的立体图。将涂覆材料经由给料管411施加至滚轮121的凹槽125内。给料管411接收从材料供应罐(见图7中的14 经柔性供应管141供应的涂覆材料。旋转驱动机构122使跟随器123和滚轮121旋转，同时涂覆材料被供应至凹槽125内。由与凸轮112机械联接的卡盘113保持基片101。 在边缘涂覆的过程中，运送装置110中的旋转驱动器131转动凸轮112，从而转动基片101。 基片101的边缘被置于凹槽125内，以接收涂覆材料。过量的涂覆材料由刮片(未示出) 移除。在边缘涂覆的过程中，基片101的中心位于相对固定的位置。旋转驱动器131使凸轮112连同卡盘113和基片101 —起旋转。空气弹簧126 (见图3)推动跟随器123，使跟随器123跟随凸轮112，从而使滚轮121跟随基片101的形状。
图4B示出在边缘涂覆的过程中滚轮121相对于基片101的侧视图。请注意，在边缘涂覆期间，基片101的边缘不与滚轮121物理接触。相反，基片101的边缘被接收在凹槽 125内。由于凸轮112的形状接近基片101或与基片101的形状相同，并且跟随器123与凸轮112物理接触，因此滚轮121能够在不发生物理接触的情况下将涂覆材料涂布至基片 101的边缘。
图5A和5B分别示意性地示出在边缘涂覆的过程中，滚轮121相对于基片101的侧视图和俯视图。图5B示意性地示出滑动部件IM上的空气弹簧126，空气弹簧126向跟随器123施加相对恒定的压力，从而使跟随器123跟随凸轮112而移动。基片101的边缘被置于凹槽125内并且不与凹槽125的表面或滚轮121的其他部分相接触。
图6A和6B示意性地示出可应用在本实用新型的实施例中的常规空气弹簧126的操作原理。在图6A和6B的例子中，空气弹簧1 构造为保持压强P1，从而施加到跟随器 123上的力相对恒定而不依赖于凸轮112的轮廓。通过空气供应系统将等于负荷压强Pumd 的压强PO施加到空气弹簧1 上，该空气供应系统包括以相应泄露压强泄漏空气的小通气口 502。由于存在空气泄漏，施加到空气弹簧126的加压腔室503的总的压强Pl = PO-Pleak,空气弹簧126的位于腔室503另一侧的腔室505处于大气压下。相应地，腔室505 不受任何压力或阻力。活塞504与跟随器123相接触。如图6A所示，当跟随器123被压在凸轮的平面部或中部时，空气弹簧126向跟随器123施加主动力，推动跟随器123使之与凸轮112相接触。如图6B所示，当凸轮112旋转至其角部边缘接触跟随器123时，凸轮112 向回推动跟随器123，从而向空气弹簧1 施加压力。在图6B的情况下，腔室503中的空气体积减少，腔室503中的压强Pl增大。这使得一些空气从通气口 502中流出，以保持腔室 503内的压强Pl的相对恒定。
图7示出根据本实用新型的一个实施例的涂覆材料供应系统的立体图。在图7中的例子里，材料供应系统包括容纳有涂覆材料的材料供应罐142。罐142中的涂覆材料经由柔性供应管141流入给料管411。给料管411使涂覆材料流入滚轮121，滚轮121在不发生物理接触的情况下将涂覆材料涂布至基片101的边缘。
在一个实施例中，非圆形的基片101包括准正方形的半导体晶片(例如，见图7中的基片101)。假设晶片的中心与凸轮表面的中心重合，涂布至晶片的圆角的涂覆材料的宽度表示为
权利要求
1.一种用于太阳能电池基片的非接触式边缘涂覆装置，所述装置包括 基片支撑件，其构造为保持非圆形的太阳能电池基片；涂布器，其构造为接收涂覆材料；以及控制系统，其构造为在所述基片旋转以将所述涂覆材料涂布至所述基片的边缘时，沿一轴线驱动所述涂布器以保持所述基片的边缘与所述涂布器之间的距离。
2.如权利要求
1所述的非接触式边缘涂覆装置，其中， 所述涂覆材料包括热熔油墨。
3.如权利要求
1所述的非接触式边缘涂覆装置，其中， 所述涂覆材料包括UV固化抗电镀剂。
4.如权利要求
3所述的非接触式边缘涂覆装置，还包括固化部件，所述固化部件构造为在所述基片位于所述基片支撑件上时，固化涂布在所述基片的边缘上的UV固化抗电镀剂。
5.如权利要求
1所述的非接触式边缘涂覆装置，其中，所述基片支撑件包括卡盘，所述卡盘构造为利用真空吸力保持所述基片。
6.如权利要求
1所述的非接触式边缘涂覆装置，其中，所述涂布器包括带凹槽的滚轮，所述凹槽构造为接收所述基片的边缘以将所述涂覆材料涂布于所述基片的边缘上。
7.如权利要求
1所述的非接触式边缘涂覆装置，其中，所述基片绕着固定中心旋转，并且所述涂布器构造为沿着与所述固定中心重合的单一轴线移动。
8.如权利要求
1所述的非接触式边缘涂覆装置，还包括 滑动部件，其构造为使所述涂布器沿着所述轴线移动。
9.如权利要求
1所述的非接触式边缘涂覆装置，还包括运送装置，其构造为使所述基片在第一站和第二站之间移动，在所述第一站处，所述涂布器将所述涂覆材料涂布至所述基片的边缘。
10.如权利要求
9所述的非接触式边缘涂覆装置，其中， 所述运送装置包括取放机器人。
11.一种用于太阳能电池基片的非接触式边缘涂覆装置，所述装置包括 滚轮，其构造为接收涂覆材料；位于所述滚轮中的凹部，所述凹部构造为接收非圆形太阳能电池基片的边缘；以及控制系统，其构造为在所述基片旋转以使所述涂覆材料涂布至所述基片的边缘时，移动所述凹部以保持所述滚轮与所述基片之间的距离。
12.如权利要求
11所述的非接触式边缘涂覆装置，其中， 所述涂覆材料包括热熔油墨。
13.如权利要求
11所述的非接触式边缘涂覆装置，其中， 所述涂覆材料包括UV固化抗电镀剂。
14.如权利要求
11所述的非接触式边缘涂覆装置，还包括基片支撑件，所述基片支撑件构造为当所述基片旋转以将所述涂覆材料涂布至所述基片的边缘时，利用真空吸力保持所述基片。
15.如权利要求
11所述的非接触式边缘涂覆装置，还包括运送装置，所述运送装置构造为在第一站和第二站之间运送所述基片，在所述第一站处，所述基片的边缘接受所述涂覆材料的涂覆，所述第二站构造为预对准所述基片以便于运送装置拾取。
专利摘要
一种非接触式边缘涂覆装置，其包括用于将涂覆材料涂布至基片(801)的边缘的涂布器(821)，以及构造为驱动所述涂布器(821)的控制系统(900)。当所述基片(801)旋转以使其边缘被涂覆材料涂覆时，所述控制系统(900)可沿一轴线驱动所述涂布器(821)，以保持与所述基片(801)的边缘之间的距离。所述涂布器(821)可包括凹部(825)，所述基片(801)的边缘被接收在所述凹部内以接受边缘涂覆。所述涂布器(821)可为例如带凹槽的滚轮。涂覆材料可被引入所述凹槽内，以涂布在所述基片(801)的边缘。包括热熔油墨和UV固化抗电镀剂在内的多种涂覆材料可应用于所述装置(100)。
文档编号B05C3/20GKCN201940333 U发布类型授权 专利申请号CN 200990100072
公开日2011年8月24日 申请日期2009年1月28日
发明者伊曼纽尔·阿巴斯, 卢卡·帕瓦尼 申请人:太阳能公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan