电镀框架的制作方法

本申请要求于2015年12月14日提交的美国临时申请No.62/267202以及于2015年12月29日提交的美国专利申请No.14/983301的权益，其出于所有目的而通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开总体涉及对太阳能电池进行处理。更具体地，本公开描述了一种用于在电镀工艺期间支持太阳能电池的电镀框架。

定义

“太阳能电池”或“电池”是一种能够将光转化成电的光伏结构。电池可具有任何尺寸和任何形状，并且可以由各种材料制成。例如，太阳能电池可以是在基底材料(例如，玻璃、塑料或其它任何能够支撑光伏结构的材料)上的硅晶片或一个或多个薄膜上制造的光伏结构，或它们的组合。

“太阳能电池条带”、“光伏条带”或“条带”是指光伏结构(例如太阳能电池)的部分或片段。太阳能电池可被划分成多个条带。条带可具有任何形状和任何尺寸。条带的宽度和长度可彼此相同或彼此不同。可通过对预先分割好的条带进一步进行分割来形成多个条带。

“指状线”、“指状电极”和“指状物”是指光伏结构中的用于收集载流子的细长的导电(例如，金属的)电极。

“汇流条”、“汇流线”或“汇流电极”是指光伏结构中的用于聚集由两个或多个指状线所收集的电流的细长的导电(例如，金属的)电极。汇流条通常宽于指状线，并可被沉积或以其它方式定位在光伏结构上或光伏结构内的任何位置。单个光伏结构可具有一个或多个汇流条。

“光伏结构”可以指太阳能电池、片段或太阳能电池条带。光伏结构并不限于通过特定的方法制造的器件。例如，光伏结构可以是晶体硅系太阳能电池、薄膜太阳能电池，非晶硅系太阳能电池、多晶硅系太阳能电池，或其条带。

背景技术：

太阳能电池技术中的最新发展已帮助克服了生产高效率的且经济上可行的光伏(PV)模块的许多壁垒。传统地，晶体硅(c-Si)系太阳能电池依赖于使用银(Ag)格栅(例如指状线和汇流条)来收集电流。通过将Ag浆料印刷到晶片上并在700-800℃之间的温度对该浆料进行烧灼来形成Ag格栅。

较新的太阳能电池使用非晶硅(a-Si)来与c-Si层一起形成异质结或提供表面钝化。然而，a-Si不能在超过200℃的温度被处理，因此与传统的Ag浆料不兼容。解决这一问题的一种方法是使用低温Ag浆料来形成导电格栅。但是，与传统浆料相比，低温Ag浆料的电阻较高，因此需要较厚的层。这需要使用分层技术，在该技术中，依次施加若干层低温浆料。这种工艺的成本和复杂性最终使人望而却步。

解决这一问题的一种不同的方法是完全不使用Ag浆料，而是施加铜层，该铜层可通过光刻法被蚀刻从而形成栅格。但是使用铜存在其自身的问题，因为使用电镀技术不能使铜很好地粘附到硅上。行业的创新者，例如Silevo公司，率先采用了首先通过物理气相沉积将铜的薄籽晶层施加到a-Si上的工艺。这种籽晶层具有优异的粘附性能，并且为通过电镀沉积的厚铜层形成了基础。在公开号US20130125974A1中披露了这种工艺的细节，其通过引用并入本文。

明显地，近年来，通过对于提高PV模块的效率的突破，太阳能技术已取得了长足的进步。这种改进正在使太阳能成为更为可行的能源。尽管在效率上实现了这些技术突破，但是在决定实施太阳能电力时，每瓦成本可能仍是最决定性的因素。因此，PV模块制造工艺中的能够提高产能并且从而降低成本的任何方面，对太阳能的可行性至关重要。

电镀铜通常是一种简单的程序，但是，虽然有籽晶层，对硅太阳能电池的电镀仍然可能是一种人工密集型工艺。这是因为每个太阳能电池需要将若干小的电镀电极人工放置到太阳能电池的部分上，以形成电镀层。每个电极必须单独放置并对齐。由于每个太阳电池需要若干电极，因此这可能是非常耗时的工艺，会受到由所需的密集的处理而导致的损坏的困扰。因此，改进这一工艺并减少处理，对于提高PV模块生产的产能至关重要。

技术实现要素：

本公开描述了关于一种用于在电镀工艺期间处理一个或多个太阳能电池的电镀框架的各种实施例。

公开了一种用于在制造操作期间支撑太阳能电池的电镀框架。电镀框架可由多个不同的部件构成。该框架可由在电镀操作期间所经历的条件下不易劣化的坚固材料形成。当该材料由与电镀液直接接触后可能会被侵蚀的金属制成时，可通过防止或缓解这种侵蚀的层来保护该材料。

第一框架限定出格子，其中每个格子均具有适于支撑一个太阳能电池的形状和大小。每个格子可包括一个或多个支撑结构，该支撑结构支撑定位在格子内的太阳能电池的外围。在一些实施例中，支撑结构可采用围绕格子延伸的唇部的形式。在一些实施例中，支撑结构可采用延伸到格子内的多个凸起的形式。当太阳能电池位于格子内时，形成格子的侧壁(lateral facing wall)可防止格子内的太阳能电池大幅度横向移动。

第二框架可包括多个销，销被配置成与由第一框架所支撑的每个太阳能电池的外围部分相接合。销被布置成使得当第一和第二框架被固定在一起时，多个销围绕由第一框架所限定的每个格子分布。磁体可分布在第一和第二框架中，从而使第一和第二框架能够快速并牢固地接合在一起。第一和第二框架中的磁体可被配置成配合以将第一和第二框架固定在一起。第一和第二框架可包括对齐元件(例如锥形销)，其确保第一和第二框架之间精准对齐，而无需将第一和第二框架彼此紧密地预对齐。

电镀框架还可包括硬阻挡体，该硬阻挡体被配置成当框架被固定在一起时，在第一和第二框架之间建立最小间隔。硬阻挡体可具有相对的平行表面，从而使该最小间隔由硬阻挡体的厚皮设定。硬阻挡体还可用于防止第一框架内的磁体与第二框架内的磁体直接接触。通过在磁体之间建立间隙，可防止磁体之间的摩擦。

公开了一种利用上述电镀框架对太阳能电池进行电镀的方法。该方法包括将每个太阳能电池放置到由电镀框架的第一框架限定的相应的格子中。可采用任意数量的方式将太阳能电池放置到格子中，方式包括但不限于通过拾取和放置设备依次放置太阳能电池。在所需的太阳能电池被放置在第一框架内之后，第一框架可被磁耦合到第二框架，从而将太阳能电池固定在电镀框架内。设置在第一和第二框架内的磁性紧固件可使得第一和第二框架结合，从而使得耦合到第二框架的对齐元件与每个太阳能电池的特定的外围部分接合。由于通过第一和第二框架，对于对齐元件进行了精准放置，可大幅减少被放置在错误位置 的压力的可能性。

在通过将第一和第二框架磁耦合在一起固定太阳能电池之后，可将包围太阳能电池的电镀框架向下放入到一定量的液体中。在一些实施例中，太阳能电池可通过第一和第二框架与电源的负端子耦合。在第一和第二框架由导电芯形成的情况下，这可能尤其有效。由此，上框架和下框架的在该一定量的液体之外的部分可以与电源耦合。在第二框架为不导电的实施例中，可通过一个或多个固定元件将引线附接到每个太阳能电池，其中该一个或多个固定元件将太阳能电池固定在电镀框架内。由此，被配置成接受电镀的部分太阳能电池被充电并接受电镀材料。在一些实施例中，第一和第二框架的导电芯可通过导电销彼此电耦合。

在多个实施例中，该方法还包括：从一定量的液体中移除电镀框架。这可通过自动化机械完成，该机械随后可通过对第二框架的与设置在第二框架中的磁性紧固件相应的部分施加力，将第一框架从第二框架解耦。最后，可通过一个或多个自动化制造设备(例如拾取和放置设备)，将太阳能电池从第一框架移除。然后，可对经电镀的太阳能电池进行进一步的工艺步骤，或者对其进行包装以分发给太阳能电池的用户。

从以下结合附图的详细描述中，本公开的其它方面和优点将显而易见，其中附图以示例方式示出了所描述的实施例的原理。

附图简更说明

通过以下结合附图的详细描述，将容易地理解本公开，其中相似的标号指示相似的结构元素，并且其中：

图1A和1B分别示出了太阳能电池的截面图和俯视图；

图2A示出了适用于所描述的实施例的电镀框架的上框架和下框架的透视图；

图2B示出了被定位在图2A中所描绘的下框架的一个格子中的一个太阳能电池，以及正在被向下放入下框架的另一个格子中的另一个太阳能电池；

图3示出了由图2A中所描绘的上、下框架组装成的、承载多个太阳能电池的电镀框架；

图4示出了电镀框架的固定元件的详细的近距离视图。

图5A示出了根据图3中所描绘的截面线A-A的电镀框架的部分的截面图；

图5B示出了电镀框架的对齐元件的另一截面图；

图6A-6G示出了根据所描述的实施例将太阳能电池放置到电镀框架中以及对太阳能电池进行电镀所采用的一系列动作；以及

图7A-7F示出了在电镀操作之后将太阳能电池从电镀框架中移除所采用的一系列动作。

具体实施方式

根据本公开的实施例公开了用于对光伏电池进行电镀的方法和装置。以下描述被呈现以使本领域的任何技术人员能够制造和使用实施例，并且以下描述在特定的应用及其需求的背景下提供。对本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种修改是显而易见的，并且本文所限定的总体原理可应用于其它实施例和应用，而不偏离本公开的精神和范围。因此，本公开并不限于所示出的实施例，而是应符合与本文公开的原理和特征一致的最广的范围。

参照附图，其作为说明书的一部分，以图示的方式示出了根据所描述的实施例的具体实施例。虽然足够详细地描述了这些实施例以使本领域的技术人员能够实践所描述的实施例，但是应当理解，这些示例并不是限制性的；也可使用其它实施例，也可进行更改，而不偏离所描述的实施例的精神和范围。

太阳能电池的脆弱性质一般需要复杂且昂贵的电镀框架，以防止在制造工艺期间对太阳能电池的损伤。一种能够使施加在可容易地操作的易碎的太阳能电池上的应力最小化的电镀框架设计，包括利用具有上框架和下框架的配置的电镀框架，其中，在使用时，该框架围绕太阳能电池磁耦合在一起。通过将多个磁体分布在整个上、下框架，磁体可被配置成使得上、下框架难以错位，即便不是完全不可能错位。电镀框架还可包括各种对齐元件，例如锥形对齐销，该对齐元件被配置成仅需要使上、下框架初始时相对非精准对齐，而使上、下框架最终精准对齐。

在一些实施例中，磁体可布置在上、下框架内，以防止磁体之间直接接触。由此，耦合的磁体之间的摩擦不会防止或妨碍由上、下框架构件的其它对齐元件实现的框架的更精准的对齐。在一些实施例中，与上框架一体的销可被配置成与太阳能电池的区域接合，用于对太阳能电池进行电镀。下框架可包括相应的支撑凸起，该凸起支撑从各个销接受压力的太阳能电池的区域下方的下表面。下框架还可限定具有侧壁的多个格子(pocket)，其中该侧壁被配置成将定位在 格子中的相应的太阳能电池保持在与下框架平行的平面内。

以下参照图2A-7F讨论这些及其它实施例，但是，本领域技术人员将容易理解，本文对应于这些附图所给出的详细描述仅为说明的目的，而不应被解释为限制。

图1A示出了光伏结构的一个示例，其已被处理成包括指状线和汇流条的导电格栅样式。在本示例中的太阳能电池10可包括N型轻掺杂晶体硅(c-Si)基层12、本征隧道层14、N型重掺杂非晶硅(a-Si)表面场层16、透明导电氧化物(TCO)层18以及前侧汇流条20。在背面，该结构可包括本征隧道层22、P型a-Si发射极层24、TCO层26、以及背面汇流条28。由P型a-Si发射极层24、本征隧道层22和N型c-Si基层12形成的背面隧道结可将由基层12所产生的多数载流子运走。由N型重掺杂a-Si表面场层16、本征隧道层14和基层12形成的前侧隧道结可将由基层12所产生的少数载流子运走，从而减少基层12中载流子复合的量。隧道层14和22可钝化基层12和两个重掺杂a-Si层之间的界面，同时仍允许由基层12所产生的载流子由于隧道效应而进入这些a-Si层。

图1B示出了太阳能电池10，其包括三个光伏条带30、32和34。太阳能电池10可具有呈现出低接触电阻的电镀铜电极。每个条带可包括多条布置在X方向上、基本平行的指状线，例如指状线36。这些指状线可收集光伏结构所产生的载流子，并使它们能够向汇流条移动。汇流条可以是布置在Y方向上、一般宽于指状线的任何导电元件，例如金属带。于是，汇流条可聚集指状线所收集的电流。每个条带可包括定位在相对的边缘上的两个汇流条，其中每个表面上各有一个汇流条。例如，条带30可具有顶面上的汇流条38和底面上的汇流条40。相似地，条带32可具有分别在顶面和底面上的汇流条42和44，条带34可具有分别在顶面和底面上的汇流条46和48。

在形成图1A和1B所描绘的汇流条和指状线之前，可对太阳能电池10施加气相沉积工艺，从而在TCO层18和26之上形成铜籽晶层。该籽晶层在电镀之前被掩模，从而使铜变厚，这样使得只有未被掩模的区域被电镀。电镀后，掩模下其余的籽晶层随后可被去除，从而形成已被电镀的区域：指状线和汇流条。以下讨论电镀框架和使用电镀框架形成电镀层的方法。

图2A示出了适用于所描述的实施例的电镀框架100的上框架101的透视 图。上框架101包括多个孔102，每个孔102具有与其被配置以承载的太阳能电池(例如，图1B所描绘的太阳能电池)相似的形状和尺寸。孔102暴露太阳能电池的上表面，从而不妨碍电镀操作。孔102由格栅结构限定，其中电销104延伸到该格栅结构中。

电销104延伸到孔102中，并被配置成与电镀框架100所承载的太阳能电池的上表面相接合，从而对太阳能电池的一个或多个部分进行电镀。电镀框架100包括多个对齐元件，该对齐元件帮助电销104在电镀框架100所承载的每个太阳能电池的特定部分上施加预定量的力。

提手106可采用抓握元件的形式，用于使一个或多个机械臂操纵上框架101。提手106可定位在嵌入到上框架101中的磁性紧固件的正上方。提手106和磁性紧固件的这种配合定位防止了在每个提手106上施加的向上的力在上框架101上施加弯曲力矩。在上框架101特别薄或容易弯曲的实施例中，将提手106放置在每个磁性紧固件附近的这种布置可增加上框架101可被利用的有效寿命或循环次数。

上框架101还限定有多个开口108，开口108用于将上框架101固定到下框架。上框架101还限定有锥形开口109。开口109可具有锥形几何结构，该锥形几何结构被配置成与对齐元件相互作用以帮助上框架101与耦合有该对齐元件的下框架对齐。

图2A还示出了适用于所描述的实施例的电镀框架100的下框架111的透视图。下框架111与上框架101配合以形成电镀框架100。下框架111也采用基本平坦的格栅结构的形式，该格栅结构限定有多个格子112，格子112具有与太阳能电池相一致的形状和尺寸。格子112的尺寸使得光伏电池一旦被定位在格子112中，就只有很少或没有横向移动的空间。下框架111还可包括延伸到每个格子112中的多个下部支撑结构114。下部支撑结构114提供将太阳能电池保持在格子112中的支持。除了将太阳能电池保持在格子112中，下部支撑结构114还被定位成支撑太阳能电池中从电销104受力的外围部分。

下框架111还可包括多个开口116，下框架111可通过该开口附接到机械臂或钩。一个开口116的大的圆形的几何形状允许大的钩穿过开口116，而从大的圆形部分延伸的叶(lobe)可与机械或钩上的对齐元件相接合，以便于在电镀操作期间对电镀框架100进行适当的定位。由此，可在电镀操作期间垂直悬挂上 框架101和下框架111。与其它更趋于圆形的开口116相似，更趋于垂直取向的开口116也可被设计成接受铰接臂或钩连机械。替代地，垂直开口116可被配置成用于不同的目的，例如悬挂下框架111以存储或清洗。

下框架111还限定有两个开口118，其与开口108配合，可用于利用紧固件将上框架101与下框架111固定在一起。除了上述开口，下框架111还限定有对齐开口119，其被定位成使得被定位在对齐开口119中的对齐元件可与锥形开口109相互作用，帮助将上框架101与下框架111对齐。

图2A还示出了设置在下框架111中的磁性紧固件120。如应当理解的，磁性紧固件120相对于上框架101的位置与提手106所处于的位置相对应。磁性紧固件120可采用多种形式，但总体上，每个磁性紧固件120应包括由保护壳包围的永久磁体，该保护壳包括用于将其与下框架111附接和对齐的元件。在一些实施例中，每个磁性紧固件120的永久磁体的极性可交替，从而使磁性紧固件120只允许上框架101和下框架111在正确的取向上磁耦合。在一些实施例中，永久磁体可采用类似钕磁体的稀土磁体的形式。

虽然图2A中未描绘(由于被提手106遮挡)，但上框架101还包括定位在提手106之下的多个磁性紧固件120。应当注意，虽然以建议使用矩形或方形太阳能电池的方式描绘了上框架101和下框架111，但是其他适于承载不同几何形状的太阳能电池的配置也是可能的。例如，可以与图2A所描绘的配置相似的方式实现六边形几何形状。格子112可被修改为具有六边形形状，而不是矩形形状。

图2B示出了被定位在下框架111的一个格子112中的太阳能电池，以及正在被向下放入到另一个格子112中的另一个太阳能电池。例如，可通过拾取和放置设备或机械臂将太阳能电池122定位在下框架111中。在一些实施例中，可利用吸头将太阳能电池向下放入并定位到由下框架111限定的格子中。

图2B还示出了太阳能电池122如何被置于下框架111的格子112中。这部分地通过下部支撑结构114实现，其中该下部支撑结构114未向上延伸至下框架111的顶表面。相反地，由于下部支撑结构114在顶表面下方凹陷，定位在格子112中的太阳能电池被限定格子112的壁横向约束。应当注意，虽然以特定的方式描绘了下部支撑结构114，但是也可以其它方式将太阳能电池122支撑在格子112中。例如，还可利用沿格子112的外围布置的凹壁架将太阳能电池 122支撑在格子112中。还应当注意的是，虽然仅示出了两个太阳能电池被定位在格子112中，所描绘的下框架111被配置成容纳十二个太阳能电池，进一步地，如果需要进行较大规模的电镀操作，这种类型的下框架111可扩大到承载较多个太阳能电池。替代地，下框架111可被缩小至容纳较少数量的太阳能电池，例如，下框架111可只限定四个格子112。

图3示出了由上框架101和下框架111组装成的电镀框架100。上框架101和下框架111可由非导电材料(例如PEEK(聚醚醚酮))形成，或者由覆盖有非导电材料层的经涂覆的导电材料(例如不锈钢430)形成。紧固件202被描绘为将下框架111连接到上框架101。在上框架101和下框架111由经涂覆的导电材料形成的实施例中，紧固件202可被配置成将上框架101和下框架111的导电部分电耦合在一起。图3还示出了支撑太阳能电池122的电镀框架100的部分的近距离视图。

图4示出了一个电销104的详细的近距离视图。电镀销104由上部支撑结构302支持，上部支撑结构302从上框架101的侧表面突出，并支撑装载有弹簧的销204。电镀销104延伸穿过由上部支撑结构302、与电镀销104耦合的弹簧306以及非导电紧固件308所限定的开口。电镀销104的限定出开口的内部部分可与弹簧306电耦合。弹簧306可以是具有导电芯的绝缘弹簧，其中该导电芯被配置成将销304与上部支撑结构302电耦合。如所描绘的，弹簧306的一端可接合在由弹簧306所限定的开口中。弹簧306的导电芯可与销304的导电的内部部分接触，从而将销304与弹簧306电耦合。弹簧306的另一端可嵌入到紧固件308之下。

紧固件308还起到将弹簧306的端部相对于支撑结构302的导电部分压紧的作用。固定弹簧306使得在电镀销104和上部支撑结构302之间形成机械耦合和电耦合。由此，当上框架101被固定到下框架111，并且销304与太阳能电池122的表面接触时，弹簧306被拉伸，并通过电镀销104在太阳能电池122上施加力。在一定的情况下，可增加由弹簧306通过电镀销104施加在太阳能电池122上的这个力，从而在电镀框架100被定位在不同的取向，重力开始向销304偏压太阳能电池时，防止太阳能电池122从电镀框架100脱落。

图4还描绘了从下框架111的侧表面延伸的下部支撑结构114。下部支撑结构114包括定位在销304之下的凸起310，其被配置成支撑太阳能电池122的接 受由弹簧306通过销304所施加的力的部分。凸起310被描绘成具有圆柱形的几何形状，但应该注意的是，凸起310可具有任何形状，但通常会具有用于支撑太阳能电池122的平坦表面的基本平坦的远端。

可通过首先在前序步骤中使用气相沉积工艺在太阳能电池122上沉积薄的铜籽晶层对太阳能电池122进行电镀。薄的铜籽晶层在电镀操作期间作为粘合剂，使金属镀层能粘附到太阳能电池122上。随后，对部分籽晶层进行掩模，而未被掩模的区域可被电镀。电镀操作具有显著增厚铜层的效果。随后可去除掩模下的其余的籽晶层，从而形成指状线和汇流条。

图5A示出了根据图3所描绘的截面线A-A的电镀框架100的部分的截面图。特别地，提手106被描绘成覆盖磁性紧固件120。可通过由提手106所限定的开口402和由上框架101所限定的开口404将提手106紧固到上框架101。提手106限定出开口406，其可便于通过一个或多个机械臂拾取和放下上框架101。特别地，提手106的位置在磁性紧固件120的正上方，这一位置能够使分离上框架101和下框架111时施加在上框架101和下框架111上的弯曲应力最小化。

磁性紧固件120可采用容纳在磁体外壳410中的永久磁体408的形式。每个磁体外壳410可包括防止紧固件120穿过上框架101或下框架111的唇部。磁体外壳410还可由非常适于耐受由电镀液中存在的带电液体造成的腐蚀的电绝缘材料形成。

图5A还描绘了硬阻挡体412。硬阻挡体412可采用附设于上框架101或下框架111处的小型的固体材料块的形式。如所描绘的，硬阻挡体412可通过紧固件与下框架111耦合，该紧固件延伸穿过下框架111所限定的开口414与硬阻挡体412所限定的开口相接合。硬阻挡体412与分布在整个电镀框架100上的其它硬阻挡体412配合，设定出分离上框架101与框架111的精准的距离。由于定位在下框架111的格子112内的太阳能电池122将导致弹簧306压缩固定的距离，因而在太阳能电池122上产生可预测的大小的力，因此通过在框架之间建立固定的间隔，可调节由电销104所施加的力的大小。由此，硬阻挡体412防止装载有弹簧的销204向太阳能电池122施加过多的力。

硬阻挡体412还在磁性紧固件120之间建立了固定的间隙。在一些实施例中，磁性紧固件120之间的间隙可为大约3mm，而上框架101和下框架111的厚度可分别为大约6mm。通过防止磁性紧固件120之间的直接接触，永久磁体 408所发出的磁场可被配置成彼此对齐，从而防止磁性紧固件120之间的摩擦阻碍上框架101相对于下框架111横向移动。此外，磁体408之间的固定的距离设定了磁性紧固件120相互吸引的预定量的力。为此，当使用自动化机械分离上、下框架时，自动化机械可被配置成施加已知的预定量的力，从而能够克服连接上框架101与下框架111的磁耦合。

图5B示出了电镀框架100的另一截面图。特别地，描绘了对齐元件416。对齐元件416的倾斜的头部与上框架101所限定的锥形开口430相互作用，从而进一步精细化上框架101相对于下框架111的对齐。倾斜的头部具有线性斜率；然而，在一些实施例中，倾斜的头部可具有被配置成与上框架101所限定的互补开口相互作用的凸或凹的曲率。锥形配置允许上框架101和下框架111容易地并自动地对齐，并且允许框架之间非精准对齐。仅需要使对齐元件416的小的直径D1在由锥形开口430的大的直径D2所限定的对齐区内。如所示出的，由于对齐元件416的自对齐性质，这允许宽的对齐容差。例如，如果直径D1为3mm，且D2为9mm，对齐元件416可偏离中心多达3mm，而仍与锥形开口430自对齐。

随着磁性紧固件120将上框架101和下框架111吸拉在一起，倾斜的头部和锥形壁之间的相互作用自动地将框架对齐。由此，当上框架101和下框架111被彼此靠近但非精准对齐时，对齐元件416和磁性紧固件120配合以实现精确的对齐容差。虽然仅描绘了单个对齐元件416，但应当注意，对齐元件414可分布在整个电镀框架100上，以有助于上框架101和下框架111精准对齐。进一步地，虽然示出了下框架111支持对齐元件416，但上框架101也可支持对齐元件416，并且下框架111可包括与对齐元件416配合的开口。

图5B还示出了上框架101的一种替代的内部结构。特别地，上框架101被描绘为具有导电芯420和电绝缘保护层422。电绝缘保护层422可被配置成防止电镀材料在电镀操作期间堆积在上框架101上，也可防止带电的电镀液在电镀操作期间溶解上框架101的部分。

图5B还描绘了下框架111的一种替代的内部结构。特别地，下框架111包括导电芯424和电绝缘保护层426。电绝缘保护层426可防止导电芯424和带电的电镀液之间直接接触，具有与结合上框架101所描述的配置相似的益处。在一些实施例中，导电芯420和424可由不锈钢(例如SUS 430)形成。电绝缘 保护层422和426可由任何数量的电绝缘材料形成。在一些实施例中，电绝缘材料可采用覆盖导电芯420和424的裸露部分的介电釉的形式。在一些实施例中，电绝缘保护层422和426的厚度可在50至100微米之间。

图6A-6G示出了装载与上述电镀框架相似的电镀框架所采用的一系列动作。图6A示出了其内未设置任何太阳能电池、布置为垂直取向、由下框架和上框架组装在一起的电镀框架。电镀框架可由于任何数量的原因而处于这个取向上。例如，电镀框架可以这种方式存储。在一些实施例中，电镀框架可在被用于进行了一个或多个电镀操作之后，在短时间内被挂起来进行干燥。

图6B示出了重新取向到水平位置的电镀框架。该重新取向可通过抓住电镀框架的部分并将其操纵到水平位置的机械臂来进行。在一些实施例中，在电镀框架被放置成水平取向之后，电镀框架可被定位在固定到下框架的支持夹具内。

图6C示出了上框架正与下框架分离，以使得能够进入电镀框架内部。可使用一个或多个机械臂来施加从下框架移除上框架所需的力。典型地，分离框架所需的力大于将框架耦合在一起的磁力。在一些实施例中，之前先移除将上、下框架电耦合在一起的紧固件，以克服磁耦合。在下框架由支持夹具固定就位的实施例中，由于下框架由支持夹具固定就位，机械臂仅需被配置成拉动上框架。

图6D示出了多个太阳能电池正被装载到下框架中。太阳能电池可以多种方式被装载到下框架中，包括但不限于自动机械臂，例如，具有真空头的拾取和放置设备，其中该真空头被配置成精准地拾取并将每个太阳能电池单元放置在由下框架所限定的相应的一个格子中。虽然示出了同时放置所有的太阳能电池，但是应当理解，太阳能电池也可由一个或多个拾取和放置装置依次放置。

图6E示出了上框架正被磁耦合到下框架。机械臂可包括被配置成实现上、下框架粗略对齐的视觉系统；但是，一旦实现了近似对齐并且框架彼此靠近，磁性框架内的磁性紧固件就可帮助实现上、下框架的精准耦合。

图6F示出了电镀框架正被重新取向到垂直位置。分布在整个电镀框架上的磁体和装载有弹簧的销防止太阳能电池在电镀框架的重新取向期间移位或脱落。可以与对应于图6B所描述的相似的方式进行电镀框架的重新取向。

图6G示出了电镀框架可以如何被浸渍在电镀槽中从而对浸没的太阳能电 池进行电镀。在一些实施例中，一个机械/自动臂或多个机械/自动臂可被配置成在电镀槽中摇动或操纵电镀框架，以提高电镀工艺进行的速度。上述机械臂可通过处理器来驱动，该处理器由可变化或改变以适应各种产品和产品类型的生产工艺或生产线自动驱动。

图7A-7F示出了在电镀操作之后将太阳能电池从电镀框架移除所采用的一系列动作。图7A示出了从电镀槽中移除后的垂直取向的电镀框架，其中，电镀框架中的每个太阳能电池均经受了电镀操作。

图7B示出了被重新取向到水平取向的电镀框架。可通过机械臂或多个人来进行电镀框架的重新取向。图7C示出了上框架正被提升离开下框架。可通过由机械臂在把手上施加拉力，将上框架从下框架移除，其中把手沿上框架的外部表面分布。把手可被直接定位在分布在上框架和下框架内的磁性紧固件的上方。由此，由于克服了上、下框架磁性紧固件之间的磁耦合，通过拉动每个把手，上框架可承受相同量的很小的弯曲力或不承受弯曲力。由于下框架在水平取向上，定位在下框架的格子内的太阳能电池可被牢固地保持就位。

图7D示出了太阳能电池正被提升脱离下框架，以供进一步的处理或包装。虽然示出了所有的太阳能电池均同时被提升脱离下框架，但是应当理解，也可依次移除太阳能电池。例如，拾取和放置设备可被配置成拉出每个太阳能电池并将其移动到制造工艺中的下一个步骤。

图7E示出了上框架正被磁耦合到下框架。机械臂可通过将上框架放置得足够接近下框架，使框架内的磁性紧固件开始以足量的力彼此吸引，来进行这一操作。此时，机械臂可释放上框架，两个框架磁耦合在一起。

图7F示出了电镀框架正被重新取向成垂直取向，以存储为以后使用。在一些实施例中，将框架连接在一起的机械臂可被用于通过抓握下框架的突出部分并对电镀框架进行重新取向来进行该取向改变。

所描述的实施例的各种方面、实施方案、实现或特征可单独或以任意组合使用。与制造工具的使用相关联的所描述的实施例的各种方面可由软件、硬件或硬件和软件的组合来实现。所描述的自动化工艺可有助于控制制造操作，或有助于控制生产线。

出于解释的目的，前述描述使用了特定的术语来提供对所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域技术人员来说，显而易见的是，实践所描述的实施 例并不需要具体的细节。因此，具体实施例的前述描述仅为说明和描述的目的而呈现。它们并不意在穷举或将所描述的实施例限制为所会开的精准形式。对本领域普通技术人员来说，显而易见的是，鉴于上述教导，多种修改和变化是可能的。