材料条带的转换和应用的制作方法

文档序号:16809657发布日期:2019-02-10 13:28阅读:209来源:国知局
材料条带的转换和应用的制作方法

本公开整体涉及用于制造包括材料条带的产品的系统和方法。



背景技术:

当今前景较好的能源资源之一为阳光。在全球范围内,目前有数百万的家庭从太阳能光伏系统获得电力。对太阳能电力不断增长的需求已经伴随着对能够满足这些应用要求的装置和材料的不断增长的需求。将阳光转换成电能可通过使用光伏电池(pv电池)来实现。光伏电池的尺寸相对较小,并且通常组合成具有更大功率输出的物理集成的pv电池模块。光伏电池模块通常由两个或更多个pv电池的“串”形成,包括多个布置成一排并且使用镀锡扁平铜线串联电连接的pv电池,该镀锡扁平铜线也可以称为电连接件、接片带状物、汇流条或汇流线。

光伏电池模块通常包括在pv电池的两侧上由封装剂包围的一个或多个pv电池。两个玻璃(或合适的聚合物材料)面板被定位成与封装剂的前侧和后侧相邻,并粘合至该前侧和后侧。至少前侧面板是可透太阳辐射的并且通常被称为前侧层。后侧面板是可透太阳辐射的并且被称为后侧层或背板。前侧层和背板可由相同材料或不同材料制成。封装剂是包封光伏电池的可透光的聚合物材料,并且还粘合至前侧层和背板以便将电池物理密封起来。这种层合构造提供对电池的机械支撑,并且还保护它们免于因诸如风、雪和冰的环境因素而造成的损坏。

pv电池模块可装配到金属框架中,其中密封剂覆盖由金属框架接合的模块的边缘。金属框架保护模块的边缘、提供附加的机械强度并且促使该组件与其它组件组合以便形成更大的阵列或太阳能电池板,该阵列或太阳能电池板可安装至合适的支架,所述合适的支架以适当角度保持模块来最大化太阳能辐射的接收。



技术实现要素:

根据一些实施方案,用于将材料条带转换成和应用到基材的系统包括分配器,该分配器被配置成相对于基材推进具有长度l1和宽度w1的细长带材,其中l1>w1。切割工具沿带材的宽度w1横向地切割细长带材,以产生具有长度l2和宽度w2的条带。条带具有第一表面和相对的第二表面,并且切割工具的一部分被配置成在切割带材的同时抵靠夹持器推动条带的第一表面。夹持器抵靠夹持器保持条带的第一表面,同时移动以将条带的第二表面定位在基材,诸如太阳能基材的表面上。夹持器被配置成在定位条带之后释放条带。在一些实施方案中,条带的长度等于带材的宽度,l2=w1。在一些实施方案中,条带的长度可大于或小于带材的宽度。

一些实施方案涉及用于将材料条带附接到基材,例如太阳能基材上的方法。该方法涉及将具有长度l1和宽度w1的细长带材相对于基板前推进,其中l1>w1。用切割工具沿带材的宽度w1横向切割细长带材,以产生具有长度l2和宽度w2的条带。当切割工具切割带材时,切割工具的一部分同时抵靠夹持器推动条带。条带由夹持器保持,同时条带定位在基材的表面上。定位之后,将条带从夹持器释放。在一些实施方案中,条带的长度等于带材的宽度,l2=w1。在各种实施方案中,条带的长度可等于、大于或小于带材的宽度。

本申请的这些方面和其他方面从下面的详细描述将显而易见。然而,在任何情况下都不应将上面的总结理解为是对所要求保护的主题的限制,该主题仅仅由所附权利要求限定。

附图说明

图1a和图1b分别示出了pv电池的前侧和后侧的照片;

图1c是示出包括多个pv电池的pv电池模块的一部分的照片;

图2a是根据一些实施方案的pv电池模块的一部分的互连pv电池的横截面视图;

图2b是根据一些实施方案的pv基材的一部分的横截面视图,该pv基材包括具有汇流条的光伏(pv)电池,汇流条具有设置在汇流条上的光重定向膜(lrf);

图3a是可由本文所述的系统和方法采用的带材的横截面图示;

图3b是示出根据一些实施方案的光重新定向膜上的线性棱镜的透视图;

图3c是可由本文所述的系统和方法采用的带材的横截面图示;

图3d示出较宽的材料,在本文称为缠绕在辊子上的带材。

图3e示出根据一些实施方案的横向穿过其宽度切割带材以使条带相对于带材的纵向轴线成约90度的角度;

图3f示出根据一些实施方案的横向穿过其宽度切割带材以使条带相对于带材的纵向轴线成不为约90度的角度;

图4是概念性地示出根据本文公开的实施方案的用于将条带施加到基材的系统的方框图。

图5a示出了根据一些实施方案的系统的更详细的方框图;

图5b示出根据一些公开的实施方案的包括真空孔的夹持器臂。

图6示出了根据一些实施方案的系统的照片;

图7至图10是示出根据一些实施方案的系统的各个部分的透视图;

图11a至图11f概念性地描绘根据一些实施方案的在基材上切割和定位狭窄条带的过程;

图12是示出根据一些实施方案的在基材上切割和放置狭窄条带的方法的流程图。

图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而,应当理解,在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一图中用相同数字标记的部件。

具体实施方式

本文公开的实施方案涉及用于制造产品的系统和方法,该产品包括位于基材上的条带或材料层。这些概念是根据将条带定位到太阳能基材(诸如单个pv电池)或作为pv电池模块的部件的基材(例如,背板、封装剂、玻璃、金属、带材、薄膜沉积等)上来描述的。然而,应当理解,这些概念同样适用于其他类型的基材,诸如半导体衬底、印刷电路板、玻璃基材、金属基材、织物基材和/或聚合物膜基材。

所公开的系统和方法可用于切割材料条带和将材料条带放置在太阳能基材的表面上,例如在pv电池的表面上和/或pv电池模块中的pv电池之间。太阳能基材可包括例如pv电池、封装剂、背板、玻璃盖等,并且条带能够放置在这些太阳能基材部件中的任何一个或多个的表面上。条带能够包括但不限于:跨pv电池的前侧表面和/或后侧表面延伸的电流收集汇流条,跨pv电池的前侧表面和/或后侧表面,和/或在pv电池之间延伸以互连模块中的pv电池的接片带状物。条带可包括光重定向膜(lrf),其在pv电池模块的汇流条、接片带状物和/或其他非活性区域上延伸,以增强pv电池的光吸收。

图1a和图1b分别示出了pv电池101的前侧101a和后侧101b的照片;图1c是示出包括多个pv电池101的pv电池模块100的一部分的照片;并且图2a是根据一些实施方案的pv电池模块200的一部分的互连pv电池201a至201c的横截面图。

如图1a和图1b所示,pv电池101可包括在pv电池101的前部光吸收侧101a上的电流收集汇流条111,并且还可包括电池101的后侧101b上的汇流条112。在一些配置中,前侧和/或后侧汇流条可通过丝网印刷或以其他方式沉积在pv电池表面101a、101b上。在一些配置中,前侧汇流条和/或后侧汇流条可包括金属条带,诸如宽度小于3mm,小于2mm,小于1.5mm或甚至小于1mm的铜或铝条带。前侧汇流条和/或后侧汇流条可通过粘合剂或焊料附接到pv电池。如在图2a的横截面图中最佳所见,串联连接的模块200中的pv电池201a至201c可包括导电接片带状物211,其从一个电池201a的前侧291延伸到相邻电池201b的后侧292。

参考图1a至图1c,在pv电池101的前侧101a上,汇流条111和/或接片带状物导致非活性阴影区域,这减小了可用于吸收入射光的有效表面积。因此,由于前侧汇流条111和/或接片带状物的存在,pv电池101产生的电流量对应地减少。类似地,布置在pv电池模块100中的pv电池101之间的空白区域121不有助于模块100的光吸收或电流产生。

根据一些实施方案,光重定向膜(lrf)可放置在汇流条、pv电池和/或模块的空白区域的接片带状物,和/或pv电池或pv电池模块的其他非活性阴影区域上。lrf将光重定向到pv电池或pv电池模块的活性区域。以这种方式,能够增加pv电池或pv电池模块的总功率。图2a示出了pv电池模块200,其中lrf220设置在pv电池模块中的pv电池的前侧201a上的接片带状物211上。图2b是太阳能基材290的一部分的横截面视图,该太阳能基材290包括pv电池291,pv电池291具有汇流条224,其中lrf220设置在汇流条224上。

如图2a所示,pv电池模块200可包括背部保护器构件,通常为背板228的形式。在一些实施方案中,背板228是电绝缘材料,诸如玻璃、聚合物层、用增强纤维(例如玻璃、陶瓷或聚合物纤维)增强的聚合物层,或木质刨花板。在一些实施方案中,背板228包括玻璃或石英类型。在一些实施方案中,玻璃是热回火的。一些示例性玻璃材料包括基于钠钙硅的玻璃。在其他实施方案中,背板228是聚合物膜。示例性背板包括多层聚合物膜。一种可商购的背板示例是可从明尼苏达州圣保罗3m公司商购的3mtmscotchshieldtm膜。示例性背板是包括挤出ptfe的那些。背板可连接至建筑材料,诸如屋顶材料膜(例如,在建筑一体化光伏电池(bipv)中)。

叠置的pv电池201a至201c是大致平面的透光且不导电的前侧层230,其也为pv电池201提供支撑。在一些实施方案中,前侧层230包括玻璃或石英类型。在一些实施方案中,玻璃是热回火的。一些示例性玻璃材料包括基于钠钙硅的玻璃。在一些实施方案中,前侧层具有低铁含量(例如,小于约0.10%总铁,更优选地小于约0.08%、0.07%或0.06%总铁)和/或其上具有防反射涂层以优化透光率。在其它实施例中,前侧层是阻隔层。

在一些实施方案中,封装剂232插入在背板228和前侧层230之间,围绕电池201a至201c和接片带状物211。例如,封装剂232可包括合适的透光,不导电的材料。在一个实施方案中,封装剂232是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、或离聚物。在一个示例性方法中,封装剂232以离散片材的形式提供,这些离散片材定位在光伏电池201阵列的下方和/或上方,其中那些部件继而夹在背板228与前侧层230之间。随后,层合构造在真空下受热,使得封装剂片材充分液化以在pv电池201周围流动并将pv电池201封装起来,在此同时填充前侧层230与背板228间之间的空间中的任何空隙。在冷却时,液化的封装剂凝固。在一些实施方案中,封装剂另外可原位固化以形成透明的固体基质。封装剂粘附到前侧层230和背板228上以形成层压的太阳能基材。在共同拥有的美国专利申请公布2015/0155411中描述了用于pv电池和/或pv电池模块的合适的封装剂和其他材料、组件和/或配置,该专利申请全文以引用方式并入本文。

如结合图2a和图2b所讨论的,pv电池汇流条、接片带状物和lrf是可设置在pv电池的表面上的材料的薄条带。如图2a所示,第一pv电池201a通过接片带状物211电连接到第二电池201b。在图2a所示的具体实施方案中,互连的pv电池201a、201b彼此直接相邻,但不直接相邻的电池属于本发明的范围。在图2a所示的特定实施方案中,接片带状物211跨第一电池201a的整个长度并在第一电池201a的整个长度上延伸,延伸超出第一电池201a的边缘并向下弯曲并在第二电池201b下方。然后,接片带状物211跨第二电池201b的整个长度并在第二电池下方延伸。lrf220位于模块200的光接收侧上的接片带状物211附近。在一个实施方案中,lrf膜250以连续的柔性聚合物膜的条带的形式提供,其放置在模块200的整个长度上。在另一个实施方案中,在每个pv电池上提供lrf的离散的不连续区段。

图2b提供了根据一些实施方案的太阳能基材290的一部分的实施方案的横截面视图。太阳能基材290包括pv电池291,pv电池291具有两个或更多个汇流条224,汇流条224跨pv电池291的长度延伸。指状物接触件是跨pv电池汇流条224之间的pv电池的表面延伸的精细电极。指状物接触件在图2b中不可见,但可以在图1a和图1b中观察到。如上所述,接片带状物可用于模块中的互连pv电池。尽管未在图2b中示出,但接片带状物可完全或部分地在汇流条224上延伸,例如在汇流条224和lrf220之间延伸。在各种实施方案中,接片带状物和/或汇流条可小于约4mm,小于约3mm,小于约2mm,或甚至小于约1mm宽。

在一些实施方案中,汇流条224和/或接片带状物211可设置在pv电池的长度的一部分上或基本上整个长度上,该长度沿图2a和图2b中所示的y方向。lrf220可设置在汇流条224和/或接片带状物211中的一个或多个上。在一些实施方案中,lrf与汇流条和/或接片带状物完全重叠,以便最大化pv电池的效率。在另选的实施方案中,lrf不完全与汇流条和/或接片带状物重叠。在一些实施方案中,lrf以条带的形式提供,该条带略宽于汇流条或接片带状物。图2b示出了lrf220沿宽度方向(图2b中的x方向)重叠并延伸超过汇流条224。在一些实施方案中,每个汇流条或接片带状物的宽度可为约1.5mm,并且每个lrf的宽度为约1.5mm。在一些实施方案中,lrf的宽度范围为约0.7mm至约3.0mm。

任何类型的lrf都可用于本申请中,包括但不限于美国专利5,994,641(kardauskas)、美国专利4,235,643(amick)、美国专利5,320,684(amick等人)、美国专利4,246,042(knasel等人)和美国专利公布2006/0107991(baba)、美国专利利公布2010/0200046(sauar等人)以及美国专利公布2010/0330726(gonsiorawski)中描述的那些,以上专利中每一个的公开内容均全文以引用方式并入本文。一个示例性lrf是多层构造,如图2b所示。光重定向膜220包括柔性聚合物层234,该柔性聚合物层234具有第一大致平坦的主表面235a和第二大致平坦的主表面35b。结构化表面236与柔性聚合物层234的第一主表面235a相邻。在一些实施方案中,柔性聚合物层234是聚烯烃(例如,聚乙烯、聚丙烯)、聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二酯(pet))以及聚丙烯酸酯(例如,聚(甲基)丙烯酸甲酯(pmma))之一。在一些实施方案中,结构化表面236由热塑性聚合物和可聚合树脂之一制备。在一些实施方案中,结构化表面还包括反射涂层238,诸如金属化层(例如,铝、银)。

适于形成结构化表面的可聚合树脂包括光引发剂与至少一种含丙烯酸酯基的化合物的共混物。优选的是,该树脂共混物含有单官能、双官能或多官能的化合物,以确保其在受辐射后形成交联聚合物网络。能够通过本文所用的自由基机理聚合的树脂的示例性例子包括衍生自环氧、聚酯、聚醚和氨基甲酸酯、烯键式不饱和化合物的丙烯酸基树脂、具有至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰酸酯衍生物、除环氧丙烯酸酯树脂之外的环氧树脂以及它们的混合物和组合。本文所用术语“丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者。美国专利no.4,576,850(martens)(全文并入本文)公开了可用于形成lrf的结构化表面的交联树脂的示例。在一些实施例中,树脂是非卤化树脂。使用非卤化树脂的一些益处包括以下事实:它们更环保并且不会侵蚀金属。

lrf的一些实施方案包括反射涂层。在一些实施例中,反射涂层是镜面涂层。反射涂层或镜面涂层可具有若干优点。例如,这些涂层能够提供入射阳光的反射性,并因此可阻止入射阳光入射在聚合物材料(其可能因紫外线曝光而降解)上。可使用任何期望的反射涂层或镜面涂层厚度。一些示例性厚度按光密度或透射百分比来测量。显然,较厚涂层阻止较多紫外线光。然而,太厚的涂层可能引起涂层内的应力增加,从而导致涂层开裂。另外,当暴露于湿热测试和/或压力锅测试下时,较厚涂层通常不太耐用。例如,lrf可具有在约35nm至约60nm之间的反射涂层或镜面涂层厚度。

在pv电池模块的层合过程期间,保持汇流条和/或接片带状物和lrf条带之间的配准可能是重要的。在制造pv电池模块的一个示例性方法中,lrf条带利用粘合剂225诸如热活化或压敏粘合剂附接到汇流条和/或接片带状物。在一些实施方案中,热活化粘合剂是乙烯乙酸乙烯酯聚合物(eva)。其他类型的合适的热活化粘合剂包括聚烯烃。lrf膜定位在pv电池或pv电池模块上方,并且向其施加热以熔化热活化粘合剂,有效地将lrf条带结合到汇流条、接片带状物或其他非活性区域。在一些实施例中,其它层可在加热步骤之前层合或涂覆到pv模块(例如,背板、封装剂、前侧层)上。加热步骤可使用任何合适的加热机构诸如热风枪或红外加热器进行。在一些实施方案中,加热机构置于层合构造下方(例如,与背板相邻)。在一些实施方案中,加热机构置于层合构造上方(例如,与光定向介质相邻)。

在一些实施方案中,粘合剂是压敏粘合剂(psa)。合适类型的psa包括但不限于丙烯酸酯、硅氧烷、聚异丁烯、脲类以及它们的组合。在一些实施方案中,psa是丙烯酸或丙烯酸酯psa。如本文所用,术语“丙烯酸”或“丙烯酸酯”包括具有丙烯酸或甲基丙烯酸基团中的至少一者的化合物。可用丙烯酸系psa能够通过例如组合至少两种不同的单体(第一和第二单体)来制造。示例性合适的第一单体包括2-甲基丙烯酸丁酯、2-乙基丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、n-丙烯酸癸酯、4-甲基-2-戊基丙烯酸酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸仲丁酯以及异壬基丙烯酸酯。示例性合适的第二单体包括(甲基)丙烯酸(例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸和富马酸)、(甲基)丙烯酰胺(例如,丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、n-乙基丙烯酰胺、n-羟乙基丙烯酰胺、n-辛基丙烯酰胺、n-叔丁基丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基丙烯酰胺和n-乙基-n-二羟乙基丙烯酰胺)、(甲基)丙烯酸酯(例如,丙烯酸或甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸叔丁酯或丙烯酸异冰片酯)、n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺、α-烯烃、乙烯基醚、烯丙基醚、苯乙烯系单体、或马来酸酯。丙烯酸类psa还可通过在配方中包括交联剂来制备。

在一些实施方案中,将粘合剂选择性地施加到电连接器(汇流条或接片带状物),其中lrf条带的宽度等于或略大于电连接器的宽度。优选地,粘合剂是透明的。期望的透明度对于可见光而言为至少80%的透明度。在一些实施方案中,期望的透明度对于可见光而言为至少90%。在其它实施例中,透明的粘合剂施加在光伏电池的整个表面上(例如,覆膜)。lrf条带随后被仔细定位在电连接器上并与之对准。随后,整个结构被加热以熔融粘合剂并确保将光定向介质充分粘合至电连接器。

本文所公开的实施方案涉及将材料的薄条带施加到基材的一个或多个表面的系统和方法。在其中基材是太阳能基材的实施方案中,太阳能基材可包括单独的太阳能电池或多个太阳能电池,其布置在太阳能电池模块中。太阳能基材可包括pv电池、封装剂、背板和玻璃盖板中的一种或多种。施加到太阳能基材的条带可包括例如金属汇流条条带、接片带状物和/或lrf条带。

制造和处理通过将较宽的材料原料纵向切割成多个薄条带以及随后将薄条带卷绕到线轴上用于存储而形成的材料的薄条带可能是具有挑战性的。本文所公开的实施方案涉及通过横向切割较宽的材料原料以形成薄条带而不是将材料纵向切割成缠绕到线轴上以供以后使用的高度细长的条带来生产薄条带的系统和方法。

图3a和图3c是可由本文所述的系统和方法采用的条带311、312的横截面视图。带311是包括具有结构化表面的lrf304的多层结构。lrf304任选地设置在粘合剂层303上,该粘合剂层303任选地被衬里302覆盖,衬里302为粘合剂层提供保护膜。图3b示出带材311的lrf304的透视图。在该示例中,lrf304包括沿棱镜纵向轴线389线性延伸的多个棱镜321。通常,lrf的棱镜的纵向轴线389可独立于基材的其他结构取向。例如,lrf棱镜321的纵向轴线389可相对于汇流条、接片带状物和/或其他太阳能基材结构的纵向轴线以任何角度取向。在各种配置中,lrf棱镜321的纵向轴线389可相对于太阳能基材汇流条或接片带状物的纵向轴线基本平行(以约0度的角度)取向;lrf棱镜321的纵向轴线389可相对于太阳能基材汇流条或接片带状物的纵向轴线基本垂直(以约90度的角度)取向;或lrf棱镜321的纵向轴线389可相对于太阳能基材汇流条或接片带状物的纵向轴线以在0度和90度之间的角度取向,例如,约45度。

带材312适用于形成pv电池的汇流条和/或接片带状物。带材312包括导电的,例如金属层307,其任选地设置在粘合剂层306上,该粘合剂层306任选地可被衬里305覆盖,该衬里305为粘合剂层提供保护膜。

图3c示出了较宽的材料,其在本文称为缠绕在辊子304上的带材391。带材391具有长度l1和宽度w1,其中l1>>w1。在一些实施方案中,带材的厚度可以在约20μm至500μm的范围内,或在约20μm至120μm的范围内。

如图3d所示,在一些实施方案中,带材391可以相对于带材391的纵向轴线395成约90度的角度沿切割线399横向切割,以产生具有长度l2和宽度w2的条带392,其中l2≈w1。如图3e所示,在一些实施方案中,带材391可沿切割线398以与带材391的纵向轴线395成角度θ≠90度横向切割,以产生具有长度l2和宽度w2的条带393,其中l2≥w1。

通常,条带可具有各种几何形状,诸如正方形或矩形条带。在一些配置中,条带可具有例如约3mm,或小于3mm的宽度和/或长度,例如,约2mm,约1mm,或甚至小于1mm。在一些配置中,例如,对于定位在太阳能基材的前侧上的条带,条带具有纵横比,每个条带的纵横比l2/w2为例如至少约20,至少约50,至少约75或至少约100。在一些配置中,例如,对于定位在太阳能基材后侧上的条带,条带可具有例如约1或约5的纵横比。例如,可通过改变连续切割的切割线角度来切割不具有平行边的条带,例如三角形条带或具有更复杂形状的条带。条带的宽度w1与条带的宽度w2的比率能够是适合于特定应用的任何比率。例如,在一些配置中该比率w1/w2能够在例如约1至150的范围内或在例如约50至100的范围内。

图4是概念性地示出根据本文公开的实施方案的用于将条带施加到基材的系统400的方框图。系统400包括配置成分配较宽带材的分配器401。横向切割器402将由分配器分配的带材沿带材的宽度方向切割成条带。合适的横向切割器的示例包括旋转剪切切割器和旋转压碎切割器。在从较宽的带材切割带材的条带期间和/或之后,夹持器/定位器403夹持带材的条带,并将条带定位在基板表面上方和/或定位到基板表面上。分配器401、横向切割器402和夹持器/定位器403在电子控制器404的控制下操作,电子控制器404可包括执行编程指令的微处理器。电子控制器404可接收传感器输入并基于传感器输入和编程的指令产生输出。在一些实施方案中,系统400可提供半自动或全自动子系统,用于在pv电池模块制造线系统中安装材料的薄条带,诸如lrf和/或汇流条,其将单个半导体材料切片转换成全功能的功率转换pv电池或在住宅或商业设施上准备安装的pv电池模块。

图5a示出了更详细的概念方框图,其示出了根据一些实施方案的系统500的各种特征。如图5a所示,系统500包括输入心轴501,带材591的输入辊子504可安装在输入心轴501上。在一些实施方案中,带材591包括衬里543,衬里543在带材591被切割成条带之前被移除。卷取心轴541布置成保持废衬里辊子543,用于在衬里593从带材591移除之后收集衬里593。在其他实施方案中,带材591可不包括衬里,在这种情况下不需要卷取心轴。任选地,在一些实施方案中,输入心轴501由输入心轴马达503驱动,输入心轴马达503布置成使输入心轴501旋转以推进带材591。

在其中带材591包括衬里593的实施方式中,衬里593可通过剥离杆581从带材541移除。剥离杆581能够在剥离边缘581a处具有曲率半径,其有效地从带材591移除衬里593,同时允许衬里593上的适当张力。对于具有不同柔性的带材,剥离边缘581a的曲率半径可不同。为了使用具有剥离边缘581a的剥离杆581对衬里593进行分条,需要带材591和衬里593之间的粘合力小于带材591的刚度。该粘合力是剥离边缘581a处的衬里接触面积之和的函数。曲率半径越小,接触面积越小,粘合力越低。曲率半径确定了带材591从衬里593分离的边缘581a的位置。剥离边缘581a的曲率半径应足够小,以便在可预测的位置处提供衬里的分离,但不能小到损坏或切割衬里593。在各种实施方案中,剥离边缘581a的曲率半径可为条带592的宽度w2的约5%至20%,或在条带592的宽度的7%至15%之间,或为条带592的宽度的约8%。

在一些实施方案中,卷取心轴541由卷取心轴马达542驱动。卷取心轴马达542可被配置成使卷取心轴541和输入心轴501二者旋转。在该实施方案中,当卷取心轴541通过卷取心轴马达542旋转时,卷取心轴541的旋转将张力施加到附接到带材591的衬里593。衬里593上施加的张力促使带材591的推进和输入心轴501的旋转。在一些实施方案中,衬里543上的张力可由制动器502控制,制动器502与输入心轴501机械接合。制动器502可为机械摩擦制动器、液压制动器、气动制动器、电磁粒子制动器或用作制动器的马达。制动器502的操作能够由先前讨论的控制系统控制。例如,在一些实施方案中,衬里593上的线性张力被控制在条带592的宽度w2的每毫米约2克至100克的范围内。在一些实施方案中,衬里593上的线性张力被控制在条带592的宽度w2的每毫米约2克至10克的范围内。

根据一些实施方案,压紧辊可用于促使带材的推进。在这些实施方案中,带材可在压紧辊之间螺纹连接,压紧辊中的一个可由马达驱动,以促使输入心轴的旋转和带材的推进。

输入心轴501、任选的输入心轴马达503、卷取心轴541、卷取心轴马达542、电磁制动器502和剥离杆581和/或压紧辊是分配器505的部件,其可用作如图4所示的分配器401。

图5a示出横向切割器510,其包括旋转切割刀片511和旋转砧座512,当它们沿y轴在横向方向上移动时,旋转砧座512围绕z轴旋转,如图5a所示。在该实施方案中,旋转砧座512由砧座马达513旋转。

旋转砧座512通过旋转切割刀片511和砧座512的平坦表面之间的摩擦来转动切割工具510。旋转砧座512机械地耦接到砧座马达轴513a,砧座马达轴513a通过砧座马达513绕z轴旋转。旋转切割刀片511、旋转砧座512和砧座马达513机械地安装在切割器基座515上,切割器基座515通过横向切割器线性致动器514沿y轴平移地移动。

在一些实施方案中,切割带材可通过以与旋转切割刀片的线性平移无关的旋转速率旋转旋转切割刀片来实现。在一些实施方案中,旋转切割刀片511和砧座512以比旋转切割刀片511的线性平移更快的旋转速率旋转。因此,旋转切割刀片的切向速度大于切割刀片的线性运动。例如,切割刀片的旋转速率可以比旋转切割刀片的线性平移大2%至10%,例如约5%。

夹持器/定位器520包括夹持器臂521,夹持器臂521被配置成在从带材591切割条带592之后以及在将条带592定位在基材594的表面594a上时夹持条带592。例如,夹持器520可包括真空夹持器和/或机械地夹持条带的机构,诸如夹具。如图5a和图5b所示,在一些实施方案中,夹持器臂521包括面向条带592的表面522。在一些实施方案中,表面522可为顺应性表面,例如,包括聚合物和/或粘合剂和/或其他材料。例如,夹持器臂521的表面522可包括顺应性材料,其具有在约10肖氏硬度a至80肖氏硬度a,或20肖氏硬度a至60肖氏硬度a,或20肖氏硬度a至30肖氏硬度a之间的硬度计硬度。为特定实施方案选择的硬度值可取决于基材的温度和条带的剥离粘合力。

在一些实施方案中,旋转砧座512相对于夹持器表面522布置,使得砧座512跨条带592的横向移动向条带592的第二表面592b施加力,当从带材591切割条带592时(沿图5a中所示的x轴),该力抵靠夹持器表面522推动条带592a的第一表面。

在一些实施方案中,通过真空泵525和流体附接到延伸通过夹持器表面522的真空孔522a在夹持器表面522处产生真空。如图5b所示,真空孔522a能够定位在夹持器表面522上,以向条带592的第一表面592a施加一定量的真空,以在切割和/或定位条带592期间保持条带592。例如,在一些实施方案中,真空孔522a可定位在条带592正下方的夹持器表面522上。在一些实施方案中,真空孔522a定位在夹持器表面522的相对窄的区域中,该区域对应于条带592的第一表面的区域。真空孔522a设计成在条带592下方漏斗真空。在一些实施方案中,真空孔的直径在约0.02cm(0.008英寸)至约0.05cm(0.020英寸)的范围内。例如,在一些实施方案中,单排0.02cm(0.008英寸)直径的孔可以间隔开约0.5cm(0.20英寸)。例如,真空孔的直径与条带的宽度的比率可在约10%至约50%的范围内。跨夹持器表面522的真空孔522a的间隔可在真空孔522a的直径的约2至5倍的范围内。

夹持器/定位器520包括一个或多个致动器523a、523b,其配置成将条带592从第一位置移动到第二位置。条带592在切割期间和刚切割之后处于第一位置,并且当条带592定位成安装在基材594上时处于第二位置,其中条带592b的第二表面朝向基材594的表面取向。在一些实施方案中,该系统包括旋转致动器523a,其使夹持器臂521围绕夹持器臂的长度轴线(图5a中的y轴)旋转,该长度轴线也是条带592的长度轴线。夹持器臂521的旋转还使由夹持器臂夹持的条带592旋转。例如,夹持器臂521和条带592可旋转约90度。该系统还可包括平移致动器523b,平移致动器523b使夹持器臂521沿z轴平移移动,以将条带592定位在基材594上或上方。

在一些实施方案中,自动系统可包括传送器596,传送器596被配置成连续地将基材594移动到用于放置条带的位置。在其中条带592通过热活化粘合剂附接到基材594的实施方案中,可定位加热器597以加热基材594以促进条带592粘合剂附接到基材594。推进带材,切割条带,夹持条带,将条带定位在基材上以及释放条带的过程可被认为是系统的循环。例如,系统500可以具有以每秒约0.5到2个周期的速率实现多个循环的能力。

系统500包括控制器570,控制器570配置成控制分配器、切割器和夹持器/定位器的操作。在一些实施方案中,控制器还控制移动系统551,该移动系统551被配置成沿彼此正交的并且正交于与基材594的表面正交的z轴的x轴和y轴旋转地和/或平移地移动一个或多个系统部件,例如,夹持器/定位器520、横向切割器510和/或分配器505,以在基材594的表面上方的多个位置分别放置多个条带。例如,在其中基材594是太阳能基材的实施方案中,系统可将条带放置在单个pv电池上的不同x、y位置中的多个位置中或放置在包括多个pv电池的模块的多个位置中。

在一些实施方案中,系统500可自动化以切割各种不同宽度和/或形状的条带,并将这些条带放置在基材表面上的xy平面中的不同位置。一个或多个定位传感器561、562、563的输出可耦接到控制系统570,以便于用于根据期望的条带宽度分配带材591和/或用于相对于基材594定位条带592的定位控制。在图5中,传感器561被布置成检测带材的位置;传感器562被布置成检测基材594的位置;传感器563是传感器,其被布置成在条带592被夹持器521夹持时检测条带592的位置。每个传感器可包括例如近侧传感器、光学传感器、视觉传感器和/或其他类型的传感器。在一些实施方案中,带材591、条带592、基材594和/或其他系统部件可包括用作系统操作的参考位置的基准,系统操作包括分配带材591和/或将条带592定位在基材594上。

图6是根据一些实施方案的系统600的照片。上面讨论的一些部件在图6的照片中可见,包括输入心轴601、输入带材辊子604、带材691、卷取心轴641、废衬里辊子643、废衬里693、剥离杆681、旋转砧座612、夹持器臂621、夹持器臂表面622和太阳能基材694。

图7至图10是示出根据一些实施方案的系统700的各个部分的透视图。系统700包括塔板795,pv电池794能够例如通过真空保持在塔板795上。图7至图10更详细地示出了分配器705的部件,包括剥离杆781、输入心轴701、输入辊子704、卷取心轴741和废衬里辊子743。还示出了带材791和衬里793。横向切割器710的部件在图7至图10中更详细地示出。横向切割器710包括旋转切割刀片711和旋转砧座712。旋转砧座712机械地耦接到围绕z轴旋转的砧座马达713的轴。旋转切割刀片711、旋转砧座712和砧座马达713机械地安装在切割器基座715上,切割器基座715通过y轴致动器714沿y轴平移地移动。图7至图10还示出了夹持器臂721和表面722。

结合图11a至图11f的概念图和图12的流程图描述将狭窄条带附接到基材的方法。图11a和图11b示出了带材1191相对于基材1194的推进1210(参见图12)。在所示实施方案中,如箭头1199所示,输入心轴1101的旋转允许带材1191沿z轴在剥离杆1181和夹持器臂1121之间推进,将带材放置在适当位置以用于切割,如图11b所示。衬里(如果存在的话)可通过剥离杆1181从带材上移除,并在带材朝向基材推进时缠绕在废衬里线轴上。在横向切割带材之前可移除衬里。

图11c示出了沿其宽度方向(图11c中的y轴)横向切割1220时的带材,以形成由夹持器臂1121夹持1230的条带1192。当旋转切割刀片1111和旋转砧座1112沿y轴一起横向移动以切割带材1191时,砧座1112抵靠夹持器臂1121推动条带1192。夹持器臂1121可流体耦接到真空/压力泵,该真空/压力泵通过夹持器臂中的孔口向条带1192施加真空,以抵靠夹持器臂1121的表面夹持1130条带1192。

在从带材1191横向切割条带1192之后,夹持器臂1121移动以相对于基材1194定位条带1192。如图11d所示,定位条带1192可包括围绕y轴旋转夹持器臂1121和条带1192并沿z轴移动条带。定位1140条带可包括将条带放置到基材的表面上,如图11e所示。然后,条带1192从夹持器臂1121释放1250,并且夹持器臂1121返回到图11a中的位置。在一些实施方案中,释放条带1192能够通过减小施加到条带上的真空或通过通过夹持器臂1121的孔施加正压力来实现。

本文所公开的实施方案包括:

实施方案1:一种方法,所述方法包括:

相对于基材的表面推进具有长度l1和宽度w1的细长带材,其中l1>w1;

使用切割工具沿带材的宽度w1切割细长带材,该带材具有第一表面和相对的第二表面,切割产生具有长度l2和宽度w2的条带,其中l2=w1,切割工具的一部分在切割带材时抵靠夹持器推动条带的第一表面;

抵靠夹持器保持条带的第一表面同时将条带的第二表面定位在基材的表面上;以及

从夹持器释放条带。

实施方案2.根据实施方案1所述的方法,其中保持条带包括真空夹持条带。

实施方案3.根据实施方案2所述的方法,其中释放条带包括减小将条带的第一表面保持到夹持器的真空。

实施方案4.根据实施方案2所述的方法,其中释放条带包括通过夹持器将正气体压力施加到条带。

实施方案5.根据实施方案1至4中任一项所述的方法,其中保持条带包括机械夹持条带。

实施方案6.根据实施方案1至5中任一项所述的方法,其中定位条带包括在将条带的第二表面放置在太阳能电池组件的表面上之前围绕其长度轴线旋转条带。

实施方案7.根据实施方案6所述的方法,其中旋转条带包括围绕其长度轴线旋转条带约90度。

实施方案8.根据实施方案1至7中任一项所述的方法,其中定位条带包括沿正交于基材表面的轴线平移移动条带。

实施方案9.根据实施方案1至8中任一项所述的方法,其中w1/w2在1至150的范围内。

实施方案10.根据实施方案1至8中任一项所述的方法,其中w1/w2在50至100的范围内。

实施方案11.根据实施方案1至10中任一项所述的方法,其中带材包括金属膜。

实施方案12.根据实施方案11所述的方法,其中带材还包括粘合剂层。

实施方案13.根据实施方案12所述的方法,其中带材还包括用于粘合剂层的保护衬里。

实施方案14.根据实施方案1至10中任一项所述的方法,其中带材包括光重新定向膜。

实施方案15.根据实施方案14所述的方法,其中光重新定向膜包括光重定向棱镜。

实施方案16.根据实施方案15所述的方法,其中带材还包括粘合剂层。

实施方案17.根据实施方案16所述的方法,其中带材还包括用于粘合剂层的保护膜。

实施方案18.根据实施方案1至10中任一项所述的方法,其中:

带材包括光重定向膜,该光重定向膜具有沿棱镜纵向轴线排列的线性棱镜;以及

定位条带包括独立于棱镜纵向轴线定位条带。

实施方案19.根据实施方案1至18中任一项所述的方法,其中带材的厚度在约20μm至500μm的范围内或在约20μm至120μm的范围内。

实施方案20.根据实施方案1至19中任一项所述的方法,其中w2小于约3mm。

实施方案21.根据实施方案1至20中任一项所述的方法,还包括从带材移除衬里。

实施方案22.根据实施方案21所述的方法,其中移除衬里包括在相对于基材表面推进带材的同时移除衬里。

实施方案23.根据实施方案21所述的方法,其中移除衬里包括在切割带材之前移除衬里。

实施方案24.根据实施方案1至23中任一项所述的方法,其中切割带材包括跨带材的宽度横向移动旋转切割刀片和砧座。

实施方案25.根据实施方案24所述的方法,其中移动旋转切割刀片包括以比旋转切割刀片的线性平移更快的旋转速率旋转旋转切割刀片。

实施方案26.根据实施方案24所述的方法,其中切割带材包括以与旋转切割刀片的线性平移无关的旋转速率旋转旋转切割刀片。

实施方案27.根据实施方案24所述的方法,其中旋转切割刀片的切向速度大于旋转切割刀片的线性运动。

实施方案28.根据实施方案1至27中任一项所述的方法,还包括沿彼此正交的第一轴线和第二轴线(x,y)以及沿正交于与基材表面正交的轴线(z)平移地移动夹持器,以定位条带的第二表面。

实施方案29.根据实施方案1至28中任一项所述的方法,其中:

推进和切割细长带材包括推进和切割以产生多个条带;以及

定位包括将多个条带分别定位在基材的多个位置处。

实施方案30.根据实施方案1至29中任一项所述的方法,其中:

条带包括粘合剂层;以及

还包括加热基材以热活化粘合剂层。

实施方案31.根据实施方案1至30中任一项所述的方法,其中:

推进带材,横向切割带材,抵靠夹持器保持条带同时将条带定位在基材的表面上,并从夹持器上释放条带包括循环;以及

还包括以每秒约1个循环的速率实施多个循环。

实施方案32.一种方法,所述方法包括:

相对于太阳能基材的表面推进具有长度l1和宽度w1的细长带材,其中l1>w1;

使用切割工具沿带材的宽度w1横向切割细长带材以产生具有长度l2和宽度w2的条带,其中l2=w1,条带具有第一表面和相对的第二表面,切割工具的一部分在切割带材的同时抵靠夹持器推进条带的第一表面;

抵靠夹持器保持条带的第一表面同时将条带的第二表面定位在太阳能基材的表面上;以及

从夹持器释放条带。

实施方案33.根据实施方案32所述的方法,其中太阳能基材包括光伏电池、封装剂、背板和玻璃盖中的一种或多种。

实施方案34.根据实施方案32至33中任一项所述的方法,其中保持条带包括真空夹持条带。

实施方案35.根据实施方案32至34中任一项所述的方法,其中释放条带包括减小将条带的第一表面保持到夹持器的真空。

实施方案36.根据实施方案32至35中任一项所述的方法,其中释放条带包括通过夹持器将正气体压力施加到条带。

实施方案37.根据实施方案32至36中任一项所述的方法,其中保持条带包括机械夹持条带。

实施方案38.根据实施方案32至37中任一项所述的方法,其中定位条带包括在将条带的第二表面放置在太阳能电池组件的表面上之前围绕其长度轴线旋转条带。

实施方案39.根据实施方案38所述的方法,其中旋转条带包括围绕其长度轴线旋转条带约90度。

实施方案40.根据实施方案32至39中任一项所述的方法,其中定位条带包括沿正交于基材表面的轴线平移移动条带。

实施方案41.根据实施方案32至40中任一项所述的方法,其中w1/w2在1至150的范围内。

实施方案42.根据实施方案32至41中任一项所述的方法,其中w1/w2在50至100的范围内。

实施方案43.根据实施方案32至42中任一项所述的方法,其中条带位于太阳能基材的前侧上,并且条带的纵横比12/w2为至少约20,至少约50,至少约75,或至少约100。

实施方案44.根据实施方案32至43中任一项所述的方法,其中条带位于太阳能基材的后侧上,并且条带的纵横比12/w2为约1或约5。

实施方案45.根据实施方案32至44中任一项所述的方法,其中带材包括金属膜。

实施方案46.根据实施方案32至45中任一项所述的方法,其中带材包括粘合剂层。

实施方案47.根据实施方案46所述的方法,其中带材还包括用于粘合剂层的保护衬里。

实施方案48.根据实施方案32至36中任一项所述的方法,其中带材包括光重新定向膜。

实施方案49.根据实施方案48所述的方法,其中光重新定向膜包括光重定向棱镜。

实施方案50.根据实施方案49所述的方法,其中:

光重新定向膜包括沿棱镜纵向轴线排列的线性棱镜;以及

定位条带包括独立于棱镜纵向轴线定位条带。

实施方案51.根据实施方案32至50中任一项所述的方法,其中带材的厚度在约20μm至500μm的范围内或在约20μm至120μm的范围内。

实施方案52.根据实施方案32至52中任一项所述的方法,其中w2小于约3mm。

实施方案53.根据实施方案32至52中任一项所述的方法,还包括从细长带材移除衬里。

实施方案54.根据实施方案53所述的方法,其中移除衬里包括在相对于基材表面推进带材的同时移除衬里。

实施方案55.根据实施方案53所述的方法,其中移除衬里包括在切割带材之前移除衬里。

实施方案56.根据实施方案32至55中任一项所述的方法,其中切割带材包括跨带材的宽度横向移动旋转切割刀片和砧座。

实施方案57.根据实施方案56所述的方法,其中移动旋转切割刀片包括以比旋转切割刀片的线性平移更快的旋转速率旋转旋转切割刀片。

实施方案58.根据实施方案56所述的方法,其中切割带材包括以与旋转切割刀片的线性平移无关的旋转速率旋转旋转切割刀片。

实施方案59.根据实施方案56所述的方法,其中旋转切割刀片的切向速度大于旋转切割刀片的线性运动。

实施方案60.根据实施方案1至27中任一项所述的方法,还包括沿彼此正交的第一轴线和第二轴线(x,y)以及沿正交于与基材表面正交的轴线(z)平移地移动夹持器,以定位条带的第二表面。

实施方案61.根据实施方案32至60中任一项所述的方法,其中:

推进和切割细长带材包括推进和切割以产生多个条带;以及

定位包括将多个条带分别定位在基材的多个位置处。

实施方案62.一种方法,所述方法包括:

相对于基材的表面推进具有长度l1和宽度w1的细长带材,其中l1>w1;

使用切割工具沿带材的宽度w1横向切割细长带材以产生具有长度l2和宽度w2的条带,其中l2>w2并且l2≥w1,条带具有第一表面和相对的第二表面,切割工具的一部分在切割带材的同时抵靠夹持器推进条带的第一表面;

抵靠夹持器保持条带的第一表面同时将条带的第二表面定位在基材的表面上;以及

从夹持器释放条带的第一表面。

实施方案63.根据实施方案62所述的方法,其中保持条带包括真空夹持条带。

实施方案64.根据实施方案63所述的方法,其中释放条带包括减小将条带的第一表面保持到夹持器的真空。

实施方案65.根据实施方案63所述的方法,其中释放条带包括通过夹持器将正气体压力施加到条带。

实施方案66.根据实施方案62所述的方法,其中保持条带包括机械地夹持条带。

实施方案67.根据实施方案62至66中任一项所述的方法,其中定位条带包括在将条带的第二表面放置在太阳能电池组件的表面上之前围绕其长度轴线旋转条带。

实施方案68.根据实施方案67所述的方法,其中旋转条带包括围绕其长度轴线旋转条带约90度。

实施方案69.根据实施方案62所述的方法,其中定位条带包括沿正交于基材的表面的轴线平移地移动条带。

实施方案70.根据实施方案62至69中任一项所述的方法,其中w1/w2在1至150的范围内。

实施方案71.根据实施方案62至69中任一项所述的方法,其中w1/w2在50至100的范围内。

实施方案72.根据实施方案62至71中任一项所述的方法,其中带材包括金属膜。

实施方案73.根据实施方案72所述的方法,其中带材还包括粘合剂层。

实施方案74.根据实施方案73所述的方法,其中带材还包括用于粘合剂层的保护衬里。

实施方案75.根据实施方案62至71中任一项所述的方法,其中带材包括光重新定向膜。

实施方案76.根据实施方案75所述的方法,其中光重新定向膜包括光重定向棱镜。

实施方案77.根据实施方案76所述的方法,其中带材还包括粘合剂层。

实施方案78.根据实施方案77所述的方法,其中带材还包括用于粘合剂层的保护膜。

实施方案79.根据实施方案62至71中任一项所述的方法,其中:

带材包括光重定向膜,该光重定向膜具有沿棱镜纵向轴线排列的线性棱镜;以及

定位条带包括独立于棱镜纵向轴线定位条带。

实施方案80.根据实施方案62至69中任一项所述的方法,其中带材的厚度在约20μm至500μm的范围内或在约20μm至120μm的范围内。

实施方案81.根据实施方案62至80中任一项所述的方法,其中w2小于约3mm。

实施方案82.根据实施方案62至81中任一项所述的方法,还包括从带材移除衬里。

实施方案83.根据实施方案82所述的方法,其中移除衬里包括在相对于基材表面推进带材的同时移除衬里。

实施方案84.根据实施方案82所述的方法,其中移除衬里包括在切割带材之前移除衬里。

实施方案85.根据实施方案62至84中任一项所述的方法,其中切割带材包括跨带材的宽度横向移动旋转切割刀片和砧座。

实施方案86.根据实施方案85所述的方法,其中移动旋转切割刀片包括以比旋转切割刀片的线性平移更快的旋转速率旋转旋转切割刀片。

实施方案87.根据实施方案85所述的方法,其中切割带材包括以与旋转切割刀片的线性平移无关的旋转速率旋转旋转切割刀片。

实施方案88.根据实施方案85所述的方法,其中旋转切割刀片的切向速度大于旋转切割刀片的线性运动。

实施方案89.根据实施方案62至88中任一项所述的方法,还包括沿彼此正交的第一轴线和第二轴线(x,y)以及沿正交于与基材表面正交的轴线(z)平移地移动夹持器,以定位条带。

实施方案90.根据实施方案62至89中任一项所述的方法,其中:

推进和切割细长带材包括推进和切割多个条带;以及

定位包括将多个条带分别定位在基材的多个位置处。

实施方案91.根据实施方案62至90中任一项所述的方法,其中:

条带包括粘合剂层;以及

还包括加热基材以热活化粘合剂层。

实施方案92.根据实施方案62至91中任一项所述的方法,其中:

推进带材,横向切割带材,抵靠夹持器保持条带同时将条带定位在基材的表面上,并从夹持器上释放条带包括循环;以及

还包括以每秒约1个循环的速率实施多个循环。

实施方案93.一种方法,所述方法包括:

相对于太阳能基材的表面推进具有长度l1和宽度w1的细长带材,其中l1>w1;

使用切割工具沿带材的宽度w1横向切割细长带材以产生具有长度l2和宽度w2的条带,其中l2>w2并且l2≥w1,条带具有第一表面和相对的第二表面,切割工具在切割带材的同时抵靠夹持器推进条带的第一表面;

抵靠夹持器保持条带的第一表面同时将条带的第二表面定位在太阳能基材的表面上;以及

从夹持器释放条带的第一表面。

实施方案94.根据实施方案93所述的方法,其中太阳能基材包括光伏电池、封装剂、背板和玻璃盖中的一种或多种。

实施方案95.根据实施方案93至94中任一项所述的方法,其中保持条带包括真空夹持条带。

实施方案96.根据实施方案95所述的方法,其中释放条带包括减小将条带的第一表面保持到夹持器的真空。

实施方案97.根据实施方案93至96中任一项所述的方法,其中释放条带包括通过夹持器将正气体压力施加到条带。

实施方案98.根据实施方案93至97中任一项所述的方法,其中保持条带包括机械夹持条带。

实施方案99.根据实施方案93至98中任一项所述的方法,其中定位条带包括在将条带的第二表面放置在太阳能电池组件的表面上之前围绕其长度轴线旋转条带。

实施方案100.根据实施方案99所述的方法,其中旋转条带包括围绕其长度轴线旋转条带约90度。

实施方案101.根据实施方案93至100中任一项所述的方法,其中定位条带包括沿正交于基材表面的轴线平移移动条带。

实施方案102.根据实施方案93至101中任一项所述的方法,其中w1/w2在1至150的范围内。

实施方案103.根据实施方案93至101中任一项所述的方法,其中w1/w2在50至100的范围内。

实施方案104.根据实施方案93至103中任一项所述的方法,其中条带位于太阳能基材的前侧上,并且条带的纵横比12/w2为至少约20,或至少约50。

实施方案105.根据实施方案93至104中任一项所述的方法,其中条带位于太阳能基材的前侧上,并且条带的纵横比12/w2为至少约75,或至少约100。

实施方案106.根据实施方案93至105中任一项所述的方法,其中条带位于太阳能基材的后侧上,并且条带的纵横比12/w2为约1或约5。

实施方案107.根据实施方案93至106中任一项所述的方法,其中带材包括金属膜。

实施方案108.根据实施方案93至107中任一项所述的方法,其中带材包括粘合剂层。

实施方案109.根据实施方案108所述的方法,其中带材还包括用于粘合剂层的保护衬里。

实施方案110.根据实施方案93至109中任一项所述的方法,其中带材包括光重新定向膜。

实施方案111.根据实施方案110所述的方法,其中光重新定向膜包括光重定向棱镜。

实施方案112.根据实施方案111所述的方法,其中:

光重新定向膜包括沿棱镜纵向轴线排列的线性棱镜;以及

定位条带包括独立于棱镜纵向轴线定位条带。

实施方案113.根据实施方案93至112中任一项所述的方法,其中带材的厚度在约20μm至500μm的范围内或在约20μm至120μm的范围内。

实施方案114.根据实施方案93至113中任一项所述的方法,其中w2小于约3mm。

实施方案115.根据实施方案93至114中任一项所述的方法,还包括从细长带材移除衬里。

实施方案116.根据实施方案115所述的方法,其中移除衬里包括在相对于基材表面推进带材的同时移除衬里。

实施方案117.根据实施方案115所述的方法,其中移除衬里包括在切割带材之前移除衬里。

实施方案118.根据实施方案93至117中任一项所述的方法,其中切割带材包括跨带材的宽度横向移动旋转切割刀片和砧座。

实施方案119.根据实施方案118所述的方法,其中移动旋转切割刀片包括以比旋转切割刀片的线性平移更快的旋转速率旋转旋转切割刀片。

实施方案120.根据实施方案118所述的方法,其中切割带材包括以与旋转切割刀片的线性平移无关的旋转速率旋转旋转切割刀片。

实施方案121.根据实施方案118所述的方法,其中旋转切割刀片的切向速度大于旋转切割刀片的线性运动。

实施方案122.根据实施方案93至121中任一项所述的方法,还包括沿彼此正交的第一轴线和第二轴线(x,y)以及沿正交于与基材表面正交的轴线(z)平移地移动夹持器,以定位条带的第二表面。

实施方案123.根据实施方案93至122中任一项所述的方法,其中:

推进和切割细长带材包括推进和切割以产生多个条带;以及

定位包括将多个条带分别定位在基材的多个位置处。

实施方案124.一种系统,所述系统包括:

分配器,所述分配器被配置成推进具有长度l1和宽度w1的细长带材,其中l1>w1;

切割工具,被配置成沿带材的宽度w1横向切割细长带材,以产生具有长度l2和宽度w2的条带,其中l2=w1,该条带具有第一表面和相对的第二表面,该切割工具的一部分被配置成在切割带材时抵靠夹持器推动条带的第一表面;和

夹持器,被配置成抵靠夹持器保持条带的第一表面,同时移动以将条带的第二表面定位在基板的表面上,夹持器还被配置成在定位条带之后释放条带。

实施方案125.根据实施方案124所述的系统,其中夹持器包括:

支撑夹持器表面的夹持器臂;

真空泵,其通过夹持器臂和夹持器表面施加真空到条带的第一表面,其中真空足以抵靠夹持器表面保持条带,同时切割工具切割带材,并且夹持器定位条带;

旋转致动器,其被配置成围绕其纵向轴线旋转夹持器;和

平移致动器,所其被配置成沿垂直于基材表面的轴线平移地移动夹持器臂。

实施方案126.根据实施方案124至125中任一项所述的方法,还包括:

真空泵;以及

由夹持器臂支撑的夹持器表面,该夹持器表面被配置成夹持条带的第一表面并且具有多个真空孔,该多个真空孔流体地耦接到真空泵并且定位在对应于条带的第一表面的区域的夹持器表面的狭窄区域中。

实施方案127.根据实施方案124至125中任一项所述的方法,还包括:

真空泵;以及

由所述夹持器臂支撑的夹持器表面,所述夹持器表面被配置成夹持所述条带的所述第一表面并且具有多个真空孔,所述多个真空孔流体地耦接到所述真空泵并且定位成将真空施加到所述条带的第一表面。

实施方案128.根据实施方案127所述的系统,其中跨夹持器表面的真空孔的间距在真空孔的直径的约2至5倍的范围内。

实施方案129.根据实施方案127所述的系统,其中真空孔的直径在约0.008英寸至约0.020英寸的范围内。

实施方案130.根据实施方案127所述的系统,其中真空孔的直径与条带的宽度的比率在约10%至约50%的范围内。

实施方案131.根据实施方案124至130中任一项所述的系统,其中夹持器包括面向条带的第一表面的顺应性夹持器表面。

实施方案132.根据实施方案131所述的系统,其中顺应性夹持器表面包括聚合物。

实施方案133.根据实施方案131所述的系统,其中顺应性夹持器表面包括聚合物和粘合剂。

实施方案134.根据实施方案131所述的系统,其中顺应性夹持器表面的顺应性在10肖氏硬度a和80肖氏硬度a之间。

实施方案135.根据实施方案131所述的系统,其中顺应性夹持器表面的顺应性在20肖氏硬度a至60肖氏硬度a之间。

实施方案136.根据实施方案131所述的系统,其中顺应性夹持器表面的顺应性在20肖氏硬度a至30肖氏硬度a之间。

实施方案137.根据实施方案124至136中任一项所述的系统,其中切割工具包括旋转剪切切割器。

实施方案138.根据实施方案124至136中任一项所述的系统,其中切割工具包括旋转压碎切割器。

实施方案139.根据实施方案124至136中任一项所述的系统,其中切割工具包括旋转刀片、砧座和耦接到砧座的马达。

实施方案140.根据实施方案124至139中任一项所述的方法,其中分配器包括:

输入心轴,带材的辊子能够安装在所述输入心轴上;

剥离杆,该剥离杆被配置成从带材上移除衬里;和

卷取心轴,该卷取心轴被配置成保持废衬里辊子,该废衬里辊子在衬里从带材上移除之后保持衬里。

实施方案141.根据实施方案124至140中任一项所述的方法,还包括以下中的一个或二者:

输入心轴马达,该输入心轴马达耦接以促使输入心轴旋转以推进带材;以及

卷取心轴马达,该卷取心轴马达耦接以促使卷取心轴旋转。

实施方案142.根据实施方案141所述的系统,还包括被配置成控制衬里张力的制动器。

实施方案143.根据实施方案142所述的系统,其中制动器包括电磁粒子制动器、机械摩擦制动器、液压摩擦制动器或气动制动器,其控制衬里张力至条带的宽度w2的每毫米约2克至100克。

实施方案144.根据实施方案141所述的系统,其中卷取心轴马达耦接以促使输入心轴和卷取心轴二者旋转。

实施方案145.根据实施方案124至144中任一项所述的系统,其中剥离杆的剥离边缘的曲率半径为条带的宽度w2的约5%至20%。

实施方案146.根据实施方案124至145中任一项所述的系统,还包括移动系统,该移动系统被配置成提供至少夹持器臂和夹持器表面沿第一x轴和第二y轴的平移运动,该第一x轴和第二y轴彼此正交并且正交于与基材的表面正交的轴线。

实施方案147.根据实施方案146所述的系统,其中移动系统被配置成沿x轴和y轴使条带或多个条带与基材对准。

实施方案148.根据实施方案146所述的系统,其中运动系统还被配置成提供分配器和切割工具中的一个或二者的平移运动和旋转运动中的至少一个。

实施方案149.根据实施方案124至148中任一项所述的系统,还包括控制系统,该控制系统被配置成控制分配器、切割工具和夹持器中的一个或多个的操作。

实施方案150.根据实施方案149所述的系统,其中控制系统可编程以控制分配器和切割工具以切割可变宽度的条带。

实施方案151.根据实施方案149所述的系统,其中控制系统能够控制分配器、切割工具和/或夹持器的平移和/或旋转运动。

实施方案152.根据实施方案149所述的系统,其中推进带材,横向切割带材,抵靠夹持器保持条带同时将条带定位在基材的表面上,并从夹持器上释放条带包括循环;以及

控制系统被配置成以约1循环/秒的速率实施多个循环。

实施方案153.根据实施方案124至152中任一项所述的系统,还包括被配置成检测带材的位置的传感器。

实施方案154.根据实施方案153所述的系统,其中传感器为近侧传感器。

实施方案155.根据实施方案153所述的方法,其中传感器为光学传感器。

实施方案156.根据实施方案153所述的系统,其中传感器为视觉传感器。

实施方案157.根据实施方案124至156中任一项所述的系统,还包括被配置成相对于基材对准条带的对准系统。

实施方案158.根据实施方案157所述的系统,其中对准系统包括视觉传感器。

实施方案159.根据实施方案157所述的系统,其中对准系统包括光学传感器。

实施方案160.根据实施方案157所述的系统,其中对准系统包括被配置成检测带材或条带上的基准的传感器。

实施方案161.根据实施方案124至160中任一项所述的系统,还包括被配置成在带材由夹持器夹持的同时检测带材的位置的传感器。

实施方案162.根据实施方案161所述的系统,其中传感器为近侧传感器。

实施方案163.根据实施方案161所述的系统,其中传感器为光学传感器。

实施方案164.根据实施方案161所述的系统,其中传感器为视觉传感器。

实施方案165.一种系统,所述系统包括:

分配器,被配置成相对于基材的表面推进具有长度l1和宽度w1的细长带材,其中l1>w1;

切割工具,被配置成沿带材的宽度w1横向切割细长带材,以产生具有长度l2和宽度w2的条带,其中l2>w2并且l2≥=w1,该条带具有第一表面和相对的第二表面,该切割工具的一部分被配置成在切割带材时抵靠夹持器推动条带的第一表面;以及

夹持器,被配置成抵靠夹持器保持条带的第一表面,同时移动以将条带的第二表面定位在基板的表面上,该夹持器还被配置成在定位条带之后释放条带。

实施方案166.根据实施方案165所述的方法,其中夹持器包括:

支撑夹持器表面的夹持器臂;

真空泵,其通过夹持器臂和夹持器表面施加真空到条带的第一表面,其中真空足以抵靠夹持器表面保持条带,同时切割工具切割带材,并且夹持器定位条带;

旋转致动器,其被配置成围绕其纵向轴线旋转夹持器;和

平移致动器,其被配置成沿垂直于基材表面的轴线平移地移动夹持器臂。

实施方案167.根据实施方案165至166中任一项所述的方法,还包括:

真空泵;以及

由夹持器臂支撑的夹持器表面,该夹持器表面被配置成夹持条带的第一表面并且具有多个真空孔,该多个真空孔流体地耦接到真空泵并且定位在对应于条带的第一表面的区域的夹持器表面的狭窄区域中。

实施方案168.根据实施方案165至167中任一项所述的方法,还包括:

真空泵;以及

由夹持器臂支撑的夹持器表面,该夹持器表面被配置成夹持条带的第一表面并且具有多个真空孔,该多个真空孔流体地耦接到真空泵并且定位成将真空施加到条带的第一表面。

实施方案169.根据实施方案168所述的系统,其中跨夹持器表面的真空孔的间距在真空孔的直径的约2至5倍的范围内。

实施方案170.根据实施例168所述的系统,其中真空孔的直径在约0.008英寸至约0.020英寸的范围内。

实施方案171.根据实施例168所述的系统,其中真空孔的直径与条带的宽度的比率在约10%至约50%的范围内。

实施方案172.根据实施方案165至171中任一项所述的系统,其中夹持器包括面向条带的第一表面的顺应性夹持器表面。

实施方案173.根据实施方案171所述的系统,其中顺应性夹持器表面包括聚合物和粘合剂中的至少一者。

实施方案174.根据实施方案171所述的系统,其中顺应性夹持器表面的顺应性在10肖氏硬度a和80肖氏硬度a之间。

实施方案175.根据实施方案171所述的系统,其中顺应性夹持器表面的顺应性在20肖氏硬度a至60肖氏硬度a之间。

实施方案176.根据实施方案171所述的系统,其中顺应性夹持器表面的顺应性在20肖氏硬度a至30肖氏硬度a之间。

实施方案177.根据实施方案165至176中任一项所述的系统,其中切割工具包括旋转剪切切割器。

实施方案178.根据实施方案165至176中任一项所述的系统,其中切割工具包括旋转压碎切割器。

实施方案179.根据实施方案165至176中任一项所述的系统,其中切割工具包括旋转刀片、砧座和耦接到砧座的马达。

实施方案180.根据实施方案165至179中任一项所述的方法,其中分配器包括:

输入心轴,带材的辊子能够安装在所述输入心轴上;

剥离杆,该剥离杆被配置成从带材上移除衬里;以及

卷取心轴,该卷取心轴被配置成保持废衬里辊子,该废衬里辊子在衬里从带材上移除之后保持衬里。

实施方案181.根据实施方案180所述的系统,还包括以下中的一个或二者:

输入心轴马达,该输入心轴马达耦接以促使输入心轴旋转以推进带材;以及

卷取心轴马达,该卷取心轴马达耦接以促使卷取心轴旋转。

实施方案182.根据实施方案181所述的系统,还包括被配置成控制衬里张力的制动器。

实施方案183.根据实施方案182所述的系统,其中制动器包括电磁粒子制动器,其控制衬里张力至条带的宽度w2的每毫米约2克至100克。

实施方案184.根据实施方案181所述的系统,其中卷取心轴马达耦接以促使输入心轴和卷取心轴二者旋转。

实施方案185.根据实施方案165至184中任一项所述的系统,其中剥离杆的剥离边缘的曲率半径为条带的宽度w2的约5%至20%。

实施方案186.根据实施方案165至185中任一项所述的系统,还包括移动系统,该移动系统被配置成提供至少夹持器臂和夹持器表面沿第一x轴和第二y轴的平移运动,该第一x轴和第二y轴彼此正交并且正交于与基材的表面正交的轴线。

实施方案187.根据实施方案186所述的系统,其中移动系统被配置成沿x轴和y轴使条带或多个条带与基材对准。

实施方案188.根据实施方案186所述的系统,其中运动系统还被配置成提供分配器和切割工具中的一个或二者的平移运动和旋转运动中的至少一个。

实施方案189.根据实施方案165至188中任一项所述的系统,还包括控制系统,该控制系统被配置成控制分配器、切割工具和夹持器中的一个或多个的操作。

实施方案190.根据实施方案189所述的系统,其中控制系统可编程以控制分配器和切割工具以切割可变宽度的条带。

实施方案191.根据实施方案189所述的系统,其中控制系统能够控制分配器、切割工具和/或夹持器的平移和/或旋转运动。

实施方案192.根据实施方案189所述的系统,其中推进带材,横向切割带材,抵靠夹持器保持条带同时将条带定位在基材的表面上,并从夹持器上释放条带包括循环;以及

控制系统被配置成以约1循环/秒的速率实施多个循环。

实施方案193.根据实施方案165至193中任一项所述的系统,还包括被配置成检测带材的位置的传感器。

实施方案194.根据实施方案193所述的方法,其中传感器为光学传感器。

实施方案195.根据实施方案193所述的系统,其中传感器为视觉传感器。

实施方案196.根据实施方案165至195中任一项所述的系统,还包括被配置成相对于基材对准条带的对准系统。

实施方案197.根据实施方案196所述的系统,其中对准系统包括视觉传感器。

实施方案198.根据实施方案196所述的系统,其中对准系统包括光学传感器。

实施方案199.根据实施方案196所述的系统,其中对准系统包括被配置成检测带材或条带上的基准的传感器。

实施方案200.根据实施方案165至199中任一项所述的系统,还包括被配置成在条带由夹持器夹持的同时检测带材的位置的接近传感器。

除非另外指明,否则本说明书和权利要求书中所使用的表达特征尺寸、量和物理特性的所有数在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值,这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。由端点表述的数值范围的使用包括该范围内的所有数字(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)以及该范围内的任何范围。

这些实施方案的各种修改和更改对于本领域中的技术人员将是显而易见的,并且应当理解,该公开的范围不限于本文所阐述的例示性实施方案。例如,读者应当认为一个公开的实施方案中的特征部也可应用于所有其他公开的实施方案,除非另外指明。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1