针对背接触式光伏面板的用于具有集成封装和介电层的导电背板的连续生产的打孔和固 ...的制作方法
【专利说明】针对背接触式光伏面板的用于具有集成封装和介电层的导电背板的连续生产的打孔和固定的复合站和方法
[0001]本发明涉及针对采用背接触晶体硅电池制成的光伏面板的用于具有集成封装和介电层的导电背板的连续生产的打孔和固定的复合操作站和方法。
技术领域
[0002]本发明发现在生产光伏面板的工业部门中的特定应用，具体涉及具有背接触晶体硅电池的现代光伏面板，其也称为第二代光伏面板，以将其与具有前接触电池和背接触电池的常规面板区分开。具有背接触电池的所述面板在背部具有多层支承部件，所述多层支承部件还集成了电接触部，并且通常称为导电型背板。本发明允许以有利的方式生产具有集成封装和介电层的特定类型的导电背板。
[0003]现今，原则上，可以认为由具有背接触式电池的光伏面板的已知解决方案提供的优点是众所周知的；然而，由于主要与系统的低有效性以及适合于当前生产标准(特别参照所需要的加工精度、产品质量、系统的自动化和工业成本)的过程的低有效性有关的许多实现困难，所述面板还不是非常普遍。
【背景技术】
[0004]为了确定与所提出的解决方案相关的现有技术的目的，进行了常规检查、搜索公共档案，这使得找到一些现有技术的文献，其中:
[0005]Dl:W02012015307(De Jong等人)
[0006]D2:EP2139050(Bakker 等人)
[0007]D3: ITTV2012A000211 (Baccini等人)
[0008]D4:W02012058053(Meakin 等人)
[0009]DI提出了一种具有背接触太阳能电池的模块，其中，由三个层(其中被插入的绝缘层分离的两个外部导电层被配置成使得依次接触相邻的电池对)制成的平面元件来进行电传导;这种模块的制造过程最初提供将电池定位在平的表面上，布置所述多层接触元件以使得串联连接在第一导电层上的第一对相邻电池，并且因此串联连接至第二导电层上的第二对电池，并且依次这样进行下去以完成连接，其后通过以下方式提供了两个另外的外部层:制造整个包装的封装材料，其然后由背刚性层和前透明玻璃所支承。
[0010]D2提出了背接触式面板的如下装配方法:从布置有导电层的传统型的导电背板开始向上，在导电层上布置导电粘合材料，并且然后叠置被打孔的下封装层，从而使孔与所述导电材料匹配;然后布置电池、上封装层和玻璃以之后经受终乳。
[0011]D3描述了一种用于装配具有新型结构的背接触式光伏面板的具有较高的生产质量和较低的工业成本的如下全自动方法:从具有集成封装和介电层的特定导电背板开始，所述特定导电背板通常称为BCBS，并且单独制造而被视为购买的部件。所述BCBS是由双层封装材料制成的，所述双层封装材料具有插入的介电质，所述BCBS被打孔并且精确地布置在接合至支承背板的导电板上;所述BCBS被水平布置在托盘上，其中导电层向上并且电池的接触区已经被掩蔽，因此可以在所述BCBS上利用称为逐滴或点滴(dispensing)型的分配来直接并且自动地布置导电材料(如ECA)，从而提供用于识别位置的电子控制系统;之后布置电池、上封装层和玻璃，以然后将经受终乳。
[0012]D4提出了用于背接触式面板的下面的方法:在其上已经预先施加有诸如EVA的一些粘合材料的背板上布置导电条;在导电条上布置介电材料;在导电条上布置诸如ECA的导电材料，而不指定定位逻辑;布置电池、上EVA层、玻璃，并且终乳。作为替选方式，在其上已经预先布置了诸如EVA的一些粘合材料的背板上布置导电条;在导电条上布置介电材料;在导电条上布置诸如ECA的导电材料，而不指定定位标准;布置有孔的EVA层，其中，孔与布置EVA的位置对应;布置电池、上EVA层、玻璃，并且终乳。
[0013]总之，认为如下已知是合理的:
[0014]-具有背接触式电池和包括电路的支承背板的第二代光伏面板，然后在所述光伏面板上依次布置:作为绝缘掩模的介电材料的层、导电材料、以接触部上的孔为中心的下封装层、电池、上封装层、玻璃；
[0015]-第二代面板的具体有利的解决方案，所述第二代面板包括称为BCBS的进化型的导电背板，其集成了介电掩模的功能和下封装层的功能；
[0016]-用于自动装配第二代面板的系统和方法，其从已制成的BCBS型的导电背板开始；
[0017]缺点
[0018]总之，我们已经观察到所描述的已知的解决方案具有一些缺点或至少一些限制。
[0019]首先，已经发现的是，如今装配过程很少是自动化的并且包括多个人工操作，错误、再处理和浪费的可能性高，由此质量和可靠性降低，并且工业和劳动力成本增加;这个问题主要与根据具体面板结构来布置的复杂且昂贵的自动化系统和方法相关。另外，我们发现了特别是在高生产量的情况下的装配过程期间在质量控制和常规的产品检查方法方面的限制。
[0020]其次，在已知的背接触式面板的装配方法中(例如在D2中)，发现正确定位有孔的下封装层是特别困难的，下封装层被插入在BC与电池之间，是柔性的并且为可变形的类型并且难以定位在所述BC上，在导电材料已经预先施加在BC上的情况下需要高的准确度，以这样的方式来匹配所述封装层的各个孔。事实上，已知的是该操作意味着所述有孔的封装层的变形的高的可能性以及孔相对于所述BC偏移的高的可能性，特别是由于材料的性质和减小的厚度，所以该操作被孔削弱；因此，观察到被制成接触部的导电材料所污染的高风险，还存在朝向随后叠置的电池的危险的短路的可能性。另外，我们提示:所述导电材料是预先布置的，并且因此由于接下来的下封装层的应用而经受溢料(flashes)或偏移。
[0021]第三，已经发现的是，在背接触式面板的已知的装配方法中(例如在D3中)，并且特别是参照具有集成封装和介电层的导电背板(还被缩写称为BCBS)的有利的解决方案，用于制造所述导电背板的优化的自动化系统和方法是未知的。更普遍的是，市场上没有具有竞争性价格的BC，并且就加工时间和成本而言，没有使得能够以方便且有利的方式来在工业上装配具有高质量标准和高生产量的背接触电池的导电背板的系统。
[0022]第四，还发现的是，在已知的技术中通过丝网印刷直接在BC的金属导电层上施加绝缘介电掩模的惯例是采用导电背板来构建面板的限制。事实上，这种惯例意味着长的加工时间和高的复杂度，这是因为至少需要三个操作阶段，即，丝网印刷、硬化或固化以及洗涤，具有低的工艺参数的容差；另外，为此，通常使用典型地在电子行业中所使用的而且非常昂贵的在外部(即在光伏面板的正常操作条件下)是不耐久的介电材料。
[0023]另外参照背接触式面板的已知的装配方法(例如在D1、D2和D4中)，具体发现的是，为了获得包括介电掩模、封装层和导电材料的BC的目的，需要大量的操作和通道，这是因为需要高的准确度、高的可重复性、高的控制性和高的可靠性。
[0024]因此，本行业的企业有必要找到相对于现有解决方案更有效的解决方案;本发明的目的还在于解决所描述的缺点。
【发明内容】
[0025]通过根据如所附权利要求的特征的本发明实现该目标和其他目标，借助于针对背接触式光伏面板的用于具有集成封装和介电层的导电背板的连续生产的打孔和固定的复合操作站和方法来解决出现的问题。所述复合操作站是自动化型的并且在周期顺序中集成了同时进行的多个加工过程;特别地，所述复合操作站基于多功能圆柱形辊，所述多功能圆柱形辊通过旋转来展开集成封装和介电材料的膜，对膜进行加热并将膜压在支承背板的导电层上，以便将膜固定在准确位置，所述辊设置有开口，以使得能够采用激光装置从外部进行打孔，并且还能够借助排气扇从内部强制抽吸烟气和残余物。
[0026]目的
[0027]以这种方式通过大量创造性贡献，其效果已能够达到相当大的技术进步，实现了解决上述的主要问题的一些目标和优点。
[0028]本发明的第一目的是使得能够如上所述以工业有利的方式生产用于背接触式光伏面板的具有BCBS型的集成封装和介电