专利名称：利用托架制造太阳能电池板的方法及设备的制作方法
利用托架制造太阳能电池板的方法及设备本发明涉及太阳能电池板的制造，该太阳能电池板包括彼此相连的太阳能电池。利用这种太阳能电池或光伏电池，可以将太阳辐射能转化为电能。通常，电池由晶体硅组成并通过电路彼此相连。该电路连接至每个太阳能电池的触头。这种类型的太阳能电池板能够以各种方式制造。根据美国专利5，972，732可知，顺序地由薄膜层、导电层、一系列太阳能电池、另一薄膜层，以及最后由坚固的透光面板(例如玻璃面板)来构造太阳能电池板。在烤炉中对这样的叠置件(stack)进行加热，在此情况下，固化通常由乙烯醋酸乙烯酯组成的所述薄膜层。然而，通过加热和固化薄膜层来制备太阳能电池板之前，其各个部件设置在相对 于彼此处于相对松散层叠位置的叠置件中。在这种状态下，必须小心处理所述叠置件，否则各个部件可能会相对于彼此发生移位。然而，一旦各个部件发生移位，最终产品将会出现缺陷，在此情况下，例如，电触头不能正常工作。然而不可避免的是所述叠置件在各个平台之间经历某种传送运动。在这些平台中的每个平台处，进行与装配叠置件相关的某种操作，该叠置件最终构成太阳能电池板。此外，该叠置件必须从构建阶段被送入对该叠置件进行加热并进行超压处理的烤炉中。因此，本发明的目的在于提供一种即使各个部件彼此松散地层叠也能确保维持正确的叠置件结构的方法。该目的通过用于制造含有多个太阳能电池的太阳能电池板的方法来实现，所述方法包括下列步骤-设置平坦的托架，-在所述托架上设置具有导电装置的后侧层，-在所述后侧层上设置导电装置，-在所述导电装置上设置导电粘接剂，-在所述后侧层上设置电绝缘热塑性绝缘层，所述绝缘层设置有通向导电装置的通道，-在所述绝缘层上以如下方式设置太阳能电池，使得其电端子通过所述通道与所述导电装置上的导电粘接剂电接触，-在所述太阳能电池上设置透光热塑性层，-在所述透光热塑性层上设置透光刚性支撑层，-翻转具有叠置件的托架，所述叠置件包括后侧层、电绝缘热塑性层、太阳能电池、透光热塑性层及支撑层，-将所述叠置件支撑在其支撑层上，-移除所述托架。由各个部件组成的用于最终太阳能电池板的叠置件牢固地由托架支撑。在各个制造步骤中构建叠置件时，这确保了总是保持部件相对于彼此正确定位。这一点对于确保后侧层上的各个太阳能电池与导电装置(例如电路)之间的正确电连接来说尤其重要。在放置刚性透光层(例如玻璃板)之后，就完成了叠置件的构建，但这些部件尚未彼此相连。然而，玻璃板也支撑所述叠置件，使得现在可以移除托架。
在该连接中，具有托架的整个叠置件翻转，使得玻璃板此时位于叠置件的底侧而托架位于顶侧。此后，所述托架可移除并再次用于形成下一个叠置件。然后，可进一步传送具有玻璃板的叠置件以进行后继处理，尤其是加热所述叠置件以便使其各个组成层粘接。当翻转叠置件时，重要的是确保所述叠置件保持稳定，使得各层不会相对于彼此发生移位。因此，所述方法优选地还包括下列步骤-在翻转托架之前，最多使热塑性层在加热作用下部分地熔化，-通过冷却热塑性层，最多使所述叠置件部分地粘接或固定。 选择提供的热量和加热时间的长度，以便在各层之间实现牢固粘接，然而，这没有最终成品最后所实现的粘接那样牢固。这意味着相关的加热平台可以为相对简单的配置，并且可以并入各个其他平台之间的处理路径中。此外，薄膜，例如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，优选地用于电绝缘层和透光层。同样优选地，在后侧层上的太阳能电池和导电装置的电连接之间使用热活性粘合剂。当随后加热所述叠置件时，这不仅产生期望的粘附性(coherence)，而且导致电连接。具体地，叠置件的加热可发生在各个阶段。如上文已经提及的，处理路径中的叠置件已经被加热到产生第一初步粘接的程度。然而，在从处理路径上移除所述叠置件之后，必须进行叠置件中的各层之间的最终粘接。因此，优选地给出包括下列步骤的方法-将具有叠置件的托架放置在辅助加热平台中，以便将所述叠置件的各部分相对于彼此固定，-将固定后的叠置件传送至主加热平台，-在主加热平台中对叠置件进行加热并使所述叠置件经受超压，-冷却叠置件并释放超压，以便形成太阳能电池板，-从主加热平台中移除具有成品的太阳能电池板的托架。在叠置件的各个部件在辅助加热平台中彼此部分地固定之后，可以在各个处理平台之间以更可靠的方式传送叠置件。最后，在主加热平台中实现叠置件的极限刚度，从而产生成品的太阳能电池板。本发明此外还涉及一种用于执行上述方法的设备，所述设备包括至少一个托架；一系列(包括几个)处理平台，所述托架可以在处理平台之间从第一处理平台顺序地移动至最后处理平台；返回装置，用于使托架从最后处理平台返回到第一处理平台；第一传送装置，用于将托架从返回装置传送至第一处理平台；以及第二传送装置，用于将托架从最后处理平台传送至返回装置。一个接一个放置的各个处理平台将各部件设置在托架上；因此，托架总是正确地定位在相关的处理平台中。在该连接中，处理平台和托架可具有相对于该处理平台将托架定位在预定位置的定位装置。如果托架能够在每种情况下再次用于制造叠置件将是有利的。对于该设备，为了实现此目的，每个传送装置可包括在处理平台的定位装置所在的高度与返回装置所在的高度之间传送托架的升降机。此外，最后处理平台可包括用于翻转所述托架的翻转装置。现在将参照附图
中所示的根据本发明的设备的说明性实施方式对本发明进行更详细的阐述，附图中图I示出了用于形成太阳能电池板的叠置件的分解侧视图2示出了用于该太阳能电池板的太阳能电池的示意性俯视图；图3示出了根据本发明的用于制造太阳能电池板的设备的侧视图；图4示出了该设备的俯视图；图5示出了具有托架的平台的侧视图；图6示出了具有托架的平台的前视图；图7示出了不带托架的平台的俯视图； 图8示出了来自图7的细节VIII ;图9示出了来自图7的细节IX。如图I所示，用于制造太阳能电池板的叠置件I从下至上包括薄膜4，该薄膜设置在后侧上且其上设置有导电布线20的图案。在导电布线20上，应用有(apply)粘合剂的胶斑(spot)或胶点21。接着是设置有孔7的乙烯醋酸乙烯酯层6。这些孔7在各种情况下精确地布置在由导电粘接材料形成的粘合剂的胶斑或胶点21上方和周围。导电粘接材料21例如可以是银接触型粘合剂或焊膏。在乙烯醋酸乙烯酯层6的顶部上设置有一系列太阳能电池8，所述太阳能电池在底部设置有电触头9 (同样参见图2)，每个电触头相对于层6中的孔7对齐。在太阳能电池8的顶部上设置有另一乙烯醋酸乙烯酯层10，而顶层由玻璃板11形成。利用图3和图4的设备(下面将进行更详细的阐述)，将这些不同的部件彼此层叠在顶部上，使得与图I中所示的情况相反，之间不存在开口。在这种状态下，对叠置件I进行加热，使得导电和热活性粘合剂21活性化。这导致叠置件的粘接，同时电触头9与薄膜4上的导电布线20导电接触。然后将叠置件引入烤炉中，以便固化乙烯醋酸乙烯酯层6、10，从而制造成品的太阳能电池板15。按惯例方式，该固化操作可在超压下进行。图3和图4中所示的用于形成叠置件I的设备包括执行不同工艺的各种平台。这些工艺全部在所谓的托架2上执行。在平台12中，每个托架I设置有后侧薄膜4。随后，在平台13中，将一系列的胶粘合剂胶点21应用在后侧薄膜4上，尤其应用在导电布线20上。然后在平台14中，应用乙烯醋酸乙烯酯层6。其孔7相对于导电布线20上的粘合剂的胶点21对齐。在平台15中，以如下方式提供太阳能电池8，使得其电触头9通过乙烯醋酸乙烯酯层6中的孔7与导电布线上的粘合剂的胶点21接触。随后，在平台16中，应用第二乙烯醋酸乙烯酯层10。该乙烯醋酸乙烯酯层完全不间断。在平台17中，提供玻璃板11。随后，在辅助加热平台35中，将这样获得的叠置件加热至适度的温度，使得在不需要实现最终粘接的情况下该叠置件的不同层相对于彼此固定。该固定操作是有利的，以便最终能够在平台18中将其上具有整个叠置件I的托架3翻转。然后可从设备中移除所述叠置件，以便送入烤炉中加热至比辅助加热平台35中更高的温度并对该叠置件I的不同层进行最终粘接。托架2以自身已知的方式在各个平台之间移动。在平台18的下游，每个托架通过升降机5移动至较低高度，并传送至总体由参考标号19表示的返回路径。该返回路径19将托架2带回到设备起始处的升降机3，使得托架2返回到对应于所述平台的高度的较高高度。图5-7中的视图示出了平台12-18的细节。这些平台具有框架22，该框架包括顶部传送带系统26，该顶部传送带系统包括两个靠近彼此延伸并绕端部辊子24转向的环形传送带。在该传送带系统内，包括具有平坦上支撑面的两个定位支撑件30以及具有锥形支撑面的两个定位支撑件31。这些定位支撑件30、31可分别通过活塞/气缸装置28、29向上和向下移动，每个活塞/气缸装置安装在框架22上，如图8和9所示。在这些图中，示出了处于向上位置的定位支撑件30，31，该向上位置由挡块36、37固定，所述挡块由支撑件30、31的柱塞40上的卡圈38和气缸41上的环形件39组成。在其底侧，托架2具有分别设置有容纳开口的对角支撑件(c0unterSupp0rt)33和34，该容纳开口分别根据相关的定位支撑件30和31成形。一旦托架到达框架上方，定位支撑件30、31向上移动，结果是当定位支撑件插入对角支撑件33、34中时托架被牢固地保持。附接装置42设置在平台12-18的框架22上。借助于这些附接构件，框架22在每种情况下可从相关的处理装置悬垂下来，该处理装置包括例如机械臂，以便在各个平台处执行上述 操作。然后明确地确定相对于这些处理装置而言托架在支撑件30、31、33、34上的位置，使得可精确地执行与各个部件的层叠有关的操作。所述托架还具有底部传送带系统27，托架2借助于该底部传送带系统可从平台18返回到平台12。底部传送带系统27—起构成返回路径19。在这种情况下，升降机3和5使托架在顶部传送带系统26和底部传送带系统27之间移动。托架2此外还具有真空系统32，用于将由各个层构成的叠置件牢固地保持在托架上。虽然示出了具有定位支撑件和对角支撑件的托架和平台作为用于制造太阳能电池板的设备的一部分，但也可以结合在一起用于除所述设备之外的其他目的。在上述实例中，热塑性层6、10由乙烯醋酸乙烯酯组成。然而，还可以选择其他热塑性材料。后侧层4被配置为薄膜。然而，也可以使用可具有支撑功能的坚固层(例如玻璃板)来代替薄膜。参考标号列表I.叠置件2.托架3.设备起始处的升降机4.后侧薄膜5.设备结束处的升降机6.穿孔的乙烯醋酸乙烯酯层7.孔8.太阳能电池9.太阳能电池的电触头10.乙烯醋酸乙烯酯层11.玻璃板12.用于应用后侧薄膜的平台13.用于应用粘合剂的平台14.用于提供穿孔的乙烯醋酸乙烯酯层的平台15.用于提供太阳能电池的平台16.用于提供乙烯醋酸乙烯酯层的平台17.用于提供玻璃板的平台
18.用于翻转并移除叠置件的平台19.返回路径托架20.导电布线21.粘合剂的胶点22.平台的框架23.传送带24.传送带端部辊子 25.传送带中间辊子26.顶部传送带系统27.底部传送带系统28.活塞/气缸装置29.定中心的活塞/气缸装置30.定位支撑件31.定中心的定位支撑件32.真空装置33.对角支撑件34.对角支撑件35.辅助加热平台36.挡块37.挡块38.卡圈39.环形件40.柱塞41.气缸。
权利要求
1.一种用于制造含有多个太阳能电池(8)的太阳能电池板的方法，包括下列步骤 -设置平坦的托架(2)， -在所述托架(2 )上设置具有导电装置(20 )的后侧层(4 )， -在所述导电装置(20 )上设置导电粘接剂(21)， -在所述后侧层(4 )上设置电绝缘热塑性绝缘层(6 )，所述绝缘层设置有通向所述导电装置(20)的通道(7)， -在所述绝缘层(6 )上以如下方式设置太阳能电池(8 )，使得其电端子(9 )通过所述通道(7)与所述导电装置(20)上的导电粘接剂(21)电接触， -在所述太阳能电池(8 )上设置透光热塑性层(10 )， -在所述透光热塑性层(10)上设置透光刚性支撑层(11)， -翻转具有叠置件(I)的托架(2)，所述叠置件包括后侧层、电绝缘层、太阳能电池、透光热塑性层及支撑层， -将所述叠置件(I)支撑在其支撑层(11)上， -移除所述托架(2)。
2.根据权利要求I所述的方法，包括下列步骤 -在翻转所述托架(2)之前，最多使所述热塑性层(6，10)在加热作用下部分地熔化， -通过冷却所述热塑性层(6，10)，最多使所述叠置件(I)部分地粘接或固定。
3.根据权利要求2所述的方法，包括下列步骤 -将所述叠置件(I)放置在例如辅助加热平台中，以便固定所述叠置件， -例如在主加热平台中传送固定后的叠置件(1)， -例如在所述主加热平台中对所述叠置件进行加热并使所述叠置件经受超压， -冷却所述叠置件并释放所述超压，以便形成太阳能电池板。
4.根据权利要求3所述的方法，包括下列步骤 -从所述辅助加热平台中移除固定的叠置件之后紧接着冷却所述固定后的叠置件。
5.根据权利要求3或4所述的方法，包括下列步骤 -在大气压力或环境压力下在所述辅助加热平台中对所述叠置件进行加热。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括将乙烯醋酸乙烯酯(EVA)用于所述电绝缘层(6 )和所述透光层(10 )。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括使用热活性粘合剂(21)。
8.一种用于执行前述权利要求中任一项所述的方法的设备，包括至少一个托架(2)；包括几个的一系列处理平台(13，14，15，16，18)，所述托架能够在所述处理平台之间从第一处理平台顺序地移动至最后处理平台；返回装置(19)，用于使所述托架从所述最后处理平台返回到所述第一处理平台；第一传送装置(3)，用于将所述托架从所述返回装置传送至所述第一处理平台；以及第二传送装置(5)，用于将所述托架从所述最后处理平台传送至所述返回装置。
9.根据权利要求9所述的设备，其中，所述处理平台(12-18)和所述托架(2)中的至少一个具有相对于该处理平台将所述托架定位在预定位置的定位装置(30，31 ;32，34)。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，每个所述传送装置包括用于在所述处理平台的定位装置(30，31 ;32，34)所在的高度与所述返回装置所在的高度之间传送所述托架(2)的升降机(3，5)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的设备，其中，所述最后处理平台(18)包括翻转所述托架的翻转装置。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的设备，其中，所述第一处理平台包括用于将导电的后侧层定位在所述托架上的定位装置。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的设备，其中，所述处理平台之一包括用于将导电粘合剂应用在所述后侧层上的电路上的应用装置。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的设备，其中，所述处理平台之一包括用于在所述后侧层上应用设置有孔的绝缘层的应用装置。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的设备，其中，所述处理平台之一包括用于在所述绝缘层上应用太阳能电池的应用装置。
16.根据权利要求8至15中任一项所述的设备，其中，所述处理平台之一包括用于在所述太阳能电池上应用透光覆盖层的应用装置。
17.根据权利要求8至16中任一项所述的设备，其中，所述处理平台之一包括用于在所述透光覆盖层上应用刚性透光层的应用装置。
18.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述处理平台之一包括用于固定由后侧层、电绝缘层、太阳能电池、透光层及支撑层组成的所述叠置件的加热装置(35)。
19.一种用于根据权利要求8至18中任一项所述的设备的处理平台(12-18)和与所述处理平台一起使用的托架(2)的组合，其中，所述处理平台和所述托架包括相对于所述处理平台将所述托架定位在预定位置的定位装置(30，31 ;33，34)。
全文摘要
本发明涉及太阳能电池板的制造，该太阳能电池板包括彼此相连的太阳能电池。在这种情况下，各层相互层叠，诸如薄膜层、粘接剂、绝缘膜、太阳能电池及支撑层。在托架上将所有这些层组合在一起以形成最终的太阳能电池板，所述托架在叠置件被传送经过各处理平台时稳定并支撑该叠置件。还可通过这种托架以可靠的方式对所述叠置件进行翻转，在各部件之间相对于彼此不会发生移位。
文档编号H01L31/18GK102754221SQ201080061811
公开日2012年10月24日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月10日
发明者亚伯拉罕·扬·韦尔朔尔, 扬·巴克, 西蒙·登哈蒂 申请人:优若特恩有限公司