用于生产太阳能电池串的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于通过由具有第一长度的至少一个导体带连接至少两个太阳能电池生产太阳能电池串的方法和设备，其中其中太阳能电池分别以一个或多个串电池间距彼此间隔开，直到用于生产第一太阳能电池串的期望数量的太阳能电池连接在一起为止，通过至少另一个导体带连接又一个太阳能电池与第一太阳能串的最后一个太阳能电池，所述至少另一个导体带比所述导体带长，其中第二太阳能电池与所述最后一个太阳能电池以大于一个或多个串电池间距的间距间隔开，以及其中第二太阳能电池形成用于第二太阳能串的第一太阳能电池，以及分离所述至少另一个导体带以分离第一太阳能电池串。
【专利说明】用于生产太阳能电池串的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于生产太阳能电池串的方法和装置。这类太阳能电池串由太阳能电池构成，所述太阳能电池成行布置并通过电导体(例如，导体带)连接或将要连接在一起。
【背景技术】
[0002]太阳能电池必须电连接在一起以生产晶体光电模块。在称为串形成(成串)的过程中，太阳能电池通过例如拾取放置装置成行布置并将太阳能电池电连接在一起，藉此形成太阳能电池“串”。导电导体带经常用作导体。这些导体带可以是由铜制成的薄扁平条带。太阳能电池的后侧与下一个或随后的太阳能电池的前侧借助于所述导体带通过电接触电连接。相应的电接触在钎焊过程或其它连接方法中最终被完成。例如从US2010/7038358、US2006/219352和US6，410, 940已经已知用于生产太阳能电池串的方法和装置。
[0003]图1在示意图中示出了当前已知和常规的生产太阳能电池串的方法的各个步骤。初始提供起始导体长度4(步骤SI)，其中第一太阳能电池I放置在起始导体长度4上(步骤S2)。以下使用用于连接相邻太阳能电池的导体带。这些导体带在图1 (以及在随后的图2)中由附图标记“5”表示。在第三操作步骤S3中这种导体带放置在第一太阳能电池I上。第二太阳能电池P之后放置在导体带5的 后部上(步骤S4)。显而易见，这种导体带连接第一太阳能电池I的前侧与第二太阳能电池P的后侧。与放置第二太阳能电池1'同时地，第一太阳能电池I与起始导体长度4以钎焊或其它方法使用接触装置电连接。如此生产的结构然后通过未示出的输送装置移动与太阳能电池相匹配的一个位置(步骤S5)。第二导体带5然后可以放置在第二太阳能电池I'上(S6)，然后第三太阳能电池I"放置在第二导体带5上(步骤S7)。当前包括三个太阳能电池的结构已经移动又一个位置之后(步骤S8)，终止导体带6放置在第三太阳能电池I "上(步骤S9)并通过钎焊与所述第三太阳能电池I"连接(步骤S10)。现在完成第一太阳能电池串。为了能够生产下一个太阳能电池串，太阳能电池串位移多个位置(步骤Sll)。之后，可以根据所述方法顺序生产第二太阳能电池串。为此目的必需的步骤S12至S21基本上与前述步骤SI至SlO相一致。为了更好地理解并为了进行区分，第二太阳能电池串的太阳能电池由2，2'和2"表示。
[0004]本发明的目的是提出一种用于生产太阳能电池串的方法和装置，通过所述方法和装置，可以简单并且以更加有效的模式和方式生产太阳能电池串。
【发明内容】
[0005]生产由成行布置的太阳能电池组成并且通过具有第一长度的导电导体带连接或将要连接在一起的太阳能电池串的方法基本上包括以下方法步骤:至少两个太阳能电池通过具有第一长度的至少一个导体带连接在一起。太阳能电池的连接在这种情况下以使得每一个导体带将太阳能电池的太阳侧或前侧与相邻太阳能电池的后侧连接的方式被执行。太阳能电池在这种情况下以相应的串电池间距彼此间隔开。该第一方法步骤被执行直到用于生产第一太阳能电池串的期望数量的太阳能电池电连接在一起为止。在接下来的方法步骤中，又一个太阳能电池与第一太阳能电池串的最后一个太阳能电池通过至少一个导体带连接，所述至少一个导体带与具有第一长度的所述导体带相比优选地被加长，其中所述又一个太阳能电池以大于串电池间距的间距与最后一个太阳能电池间隔开，并且其中所述又一个太阳能电池形成用于第二太阳能电池串的第一太阳能电池。加长的导体带因此在一定程度上表示或代表中间导体带的形式。之后，前述第一方法步骤可以至少部分地重复。在这点上，要注意的是直到达到用于第二以及进一步的串的太阳能电池的期望数量为止不再必需连接所有太阳能电池。所述方法包括用于分离第一太阳能电池串的加长的导体带被分离的又一个方法步骤。
[0006]由于第一太阳能电池串的最后一个太阳能电池通过与第一太阳能电池串的导体带相比优选地被加长的至少一个导体带被连接的事实，可以以连续过程生产太阳能电池串。除了在整个过程中生产的第一串和最后一串之外，太阳能电池串的特定起始导体长度和终止导体长度的应用被消除，藉此，所述方法顺序被优化并且可以相当大地增加输出。因此，除了第一太阳能电池串和最后一个太阳能电池串，可以仅通过两种不同导体带在整个过程生产多个串。通过这种方法可以进一步相当大地增加自动化程度。
[0007]如果太阳能电池每一个都预先成形或被成形为使得在两个太阳能电池的连接过程期间用于将太阳能电池的太阳侧与相邻太阳能电池的后侧连接的桥接高度差的台阶部出现，则如果在加长的导体带的分离时具有所述台阶部的中间长度被切掉是有利的。加长的导体带优选地被分离使得在加长的导体带的分离之后剩下的彼此相对的剩余导体带部分与太阳能电池串的起始或终止导体长度的长度尺寸相对应。因此可以省却以此方式生产的太阳能电池串的后续处理。加长的导体带的分离可以通过冲压过程来进行。这可以通过简单的技术装置来实现。
[0008]在实施例的优选形式中，加长的导体带的分离可以仅在将第二太阳能电池与用于第二太阳能电池串的又一个太阳能电池连接之后被执行。这样可以确保更加可靠且不易干扰的过程顺序。可以直接在安装该第二太阳能电池之后或在安装第三太阳能电池或进一步的太阳能电池之后进行分离。理论上，甚至可想到利用通过加长的导体带连接在一起的多个太阳能电池串初始生产超级串并且仅之后执行分离过程(基于加长的导体带的相应数量)O
[0009]至少一个加长的导体带分离之后为了形成第二太阳能电池串至少一个太阳能电池通过具有第一长度的至少一个导体带并以串电池间距分别连接到具有导体带和太阳能电池的已经构造而成的结构尤其有利。
[0010]根据所述方法，有利的是加长的导体带的分离与具有第一长度的导体带在用于第二太阳能电池串的太阳能电池上的放置同时进行。
[0011]尤其优选的是多个太阳能电池串在连续过程中被生产，在这种情况下，除了整个生产过程的第一太阳能电池串和最后一个太阳能电池串之外，使用具有两种不同长度的导体带(即，一方面，与期望电池间距相匹配的具有第一长度的导体带，另一方面是所述种类的加长的导体带)。
[0012]本发明的又一方面涉及可以执行前述方法的用于生产太阳能电池串的装置。所述装置包括用于通过至少一个导体带连接两个太阳能电池的模块。所述模块包括用于输送太阳能电池的输送装置、用于将太阳能电池放置在输送装置上的放置装置、用于将至少一个导体带的前部定位在被放置在输送装置上的太阳能电池上的定位装置和用于分离通过输送装置输送的两个相互连接的太阳能电池之间的至少一个导体带的分离装置，其中具有不同长度的导体带可以通过放置装置被放置。
[0013]分离装置可以被设计成使得当导体带被分离时过量的导体带长度可被移除。在这种情况下，在以上提到并连接太阳能电池串的最后一个太阳能电池与随后的太阳能电池串的第一个太阳能电池的加长的导体带优选地被分离。
[0014]分离装置可以包括相对于输送方向或由成行排列的太阳能电池预先确定的纵向方向彼此相邻布置的两个切割或剪切元件。切割或剪切元件可以安装以在输送装置的方向上可移动或被固定以执行切割或冲压过程。
[0015]连接模块此外可以包括用于产生太阳能电池与导体带之间的电接触的接触装置，在这种情况下，接触装置可以被构造为钎焊、熔焊、粘合或系紧装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]为了更好地理解这里描述的本发明并更加清楚地显示如何实现本发明，以下仅以示例的方式参照显示示例性实施例的附图进行说明，其中:
[0017]图1是根据现有技术的生产太阳能电池串的方法的示意图；
[0018]图2是根据本发明的方法；
[0019]图3是用于连接生产太阳能电池串的太阳能电池的模块的立体图；以及
[0020]图4是本发明的分离装置(图3的细节图)。
【具体实施方式】
[0021]图2显示了根据本发明的用于生产太阳能电池串的方法，所述方法被划分成各个方法步骤。所述方法的区别特征在于两个或多个太阳能电池1，I'，1"通过第一长度L的导体带5连接在一起。在这种情况下长度L取决于太阳能电池串的相邻电池的期望串电池间距S。该间距在下文中还称为串电池间距。代替与图1所示的已知方法的情况一样的、通过提供起始导体长度作为用于构造串的起始点并将终止导体长度安装在结构的最后一个太阳能电池上来生产太阳能电池串，与导体带5相比被加长的导体带7安装在第一太阳能电池串11的最后一个太阳能电池I"上，并且串结构由至少又一个太阳能电池继续或延续上。通过分离加长的导体带7产生相应的太阳能电池串。从图2可以看到第一太阳能电池串11通过分离连接太阳能电池I "和2的导体带7而被分离，并且以此方式，第一太阳能电池串11的生产至少被临时终止。
[0022]确切的方法顺序如下:初始，根据已知的方法本身部分地构造第一太阳能电池串。图2中由NS1-NS8表示的方法步骤显而易见与图1的方法步骤(步骤S1-S8)基本上相同。与其中终止导体带连接到最后一个太阳能电池的已知方法不同，在这里所述的方法中，另一个导体带7连接到由附图标记2"表示的太阳能电池。对于形状，导体元件7被形成为与先前使用的导体元件7相同并类似地具有台阶部16。然而，与导体元件5相比，导体元件7被明显加长。加长的导体元件的长度由XL表示，并且过量长度(XL-L)可以是例如I厘米或更多。之后，在下一个操作步骤NSlO中，又一个太阳能电池2放置在导体元件7上。如从图2清楚地所示，电池2与2"之间的电池间距t明显地大于电池I与I'或I与I"之间的串电池间距。又一个太阳能电池2'然后借助于导体带5以本身已知的模式和方式连接。导体元件5因此被放置在太阳能电池2上(NS12)并且太阳能电池2'放置在导体元件5上(步骤NS13)。步骤NS12和NS13基本上显而易见地与步骤NS2和NS3或S2和S3相对应。在如此产生的结构已经位移一个位置之后，加长的导体带7借助于由附图标记8表示的分离装置被切断。在由步骤NS14和NS15表示的分离过程期间，中间长度被切掉。在分离过程之后，第一太阳能电池串11因此被完成。在步骤NS16中，第三太阳能电池2"被放置在第二导体元件5上，之后位移一个位置(NS17)。操作步骤NS16和NS17与步骤NS7和NS8基本上相对应。之后，为了构造第三以及进一步的串，重复相应步骤。为了构造第三太阳能电池串，加长的导体带7连接到最后一个太阳能电池2" (NS18)。太阳能电池2，2'和2"最终产生在步骤NS19(但是在分离过程之前)中完成的第二太阳能电池串12。太阳能电池2"形成由附图标记12表示的第二太阳能电池串的最后一个太阳能电池。现在可以重复步骤NS9-NS16。在步骤NS19中，由附图标记3表示并形成第三太阳能电池串的第一太阳能电池的太阳能电池放置在加长的导体带7上。用于构造第三以及进一步的串的进一步步骤从以上描述是显而易见的。接近过程的结束，终止导体带(未示出)可以最终安装在最后一个太阳能电池串的最后一个太阳能电池上。
[0023]当前生产的太阳能电池串以示例的方式由三个太阳能电池构成。每串太阳能电池的数量可以显而易见地基于使用和应用的相应领域而变化。为了简化起见，在描述方法时仅提到并示出了分别将两个相邻太阳能电池连接在一起的一个导体带。然而，相邻太阳能电池通常通过优选地在由行排列预定的纵向方向上平行于彼此延伸的两个、三个或甚至更多的导体带(基于相应电池尺寸)电连接在一起。因此，在说明中使用的术语“导体带”也可以被理解为一组导体带。
[0024]用于当前太阳能电池的导体带在0.01毫米厚与I毫米厚之间以及0.5毫米至大约50毫米宽。导体带由铜带材构成，所述铜带材通常被镀覆(涂有焊锡)或在个别情况下被镀银。不仅导体带5而且加长的导体带7具有用于连接太阳能电池的太阳侧与相邻太阳能电池的后侧的用于桥接高度差的台阶部16。该台阶部可以由于薄导体条带的柔性通过桥接高度差以连接太阳能电池的太阳侧与相邻太阳能电池的后侧而产生。台阶部可以是基于相应太阳能电池厚度和电池间距的或多或少的连续过渡部。然而，将显而易见的是还可以构思预先使导体带成形并在放置之前为导体带提供台阶部16。在分离加长的导体带7时，具有台阶部16的中间长度被切掉(参见步骤NS14和NS15)。在加长的导体带7的分离之后剩下的彼此相对的剩余导体带长度24，25相对于长度尺寸对应于太阳能电池串的起始长度或部分或终止导体长度(参照图1)，其中起始长度和终止导体长度由附图标记4和5表示。例如借助于分离装置8通过冲压过程执行加长的导体带7的分离。分离装置8包括两个切割或剪切元件13和14和冲压主体15，所述两个切割或剪切元件13和14相对于输送方向彼此相邻布置，所述冲压主体15可移动通过切割或剪切元件13和14之间。
[0025]图3显示了用于生产太阳能电池串的装置。所述装置包括输送装置17，所述输送装置17被设计成步进梁，用于输送成行布置的太阳能电池。输送方向由箭头f表示。太阳能电池借助于放置装置18在第一位置被放置在输送装置上。太阳能电池可以在同一位置被预先加热和开始移动。太阳能电池在接触装置19中被加热并通过钎焊与导体带连接。为此，接触装置19包括例如三个钎焊头。在本示例性实施例中，太阳能电池分别通过三个导体带与相邻的太阳能电池连接。因此，所述装置包括三个相应的单元。所述装置显而易见还可以适于其它规格。所述三个导体带通过定位装置21被单独或一起放置在输送太阳能电池的输送装置17上。其中减小由钎焊过程产生的应力的后加热区由附图标记22表示。成行布置并通过导体带连接在一起的太阳能电池可以在分离装置8中彼此分离。当通过分离装置时，太阳能电池被类似地加热。相对应的后加热区由附图标记23表示。
[0026]在图4中可以看到所述装置的进一步结构细节，特别是分离装置8的进一步结构细节。分离装置包括可上下移动的冲压主体15。分离装置8可以通过设定机构26动作，所述设定机构26具有用于适于不同太阳能电池尺寸、电池间距、导体带和/或要被切掉的导体带中间长度的设定轮26。冲压主体15例如可气动驱动。然而，其它驱动装置显而易见也是可想得到的。后加热区23包括接连布置用于加热太阳能电池的加热体24。
【权利要求】
1.一种生产太阳能电池串(11，12)的方法，包括以下步骤: 通过第一长度(L)的至少一个导体带(5)连接至少两个太阳能电池(1，1，1")，直到用于生产第一太阳能电池串(11)的期望数量的太阳能电池(1，1,，1")连接在一起为止，其中所述太阳能电池(1，P，1")分别以串电池间距(s)彼此间隔开； 通过至少一个导体带(7)连接又一个太阳能电池(2)与所述第一太阳能电池串(11)的最后一个太阳能电池(1")，所述至少一个导体带(7)与具有第一长度(L)的所述导体带(5)相比被加长，其中所述第二太阳能电池(2)与所述最后一个太阳能电池(1")以大于所述串电池间距(s)的间距⑴间隔开，以及其中所述第二太阳能电池(2)形成用于第二太阳能电池串(12)的第一太阳能电池；以及 分离加长的导体带⑵以分离所述第一太阳能电池串(11)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述加长的导体带(7)被分离时，中间长度被切掉。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加长的导体带(7)的分离方式是在分离所述加长的导体带(7)之后剩余的彼此相对的剩余导体带部分(24，25)与太阳能电池串(11)的起始或终止导体长度(4)的长度尺寸相对应。
4.根据权利要求1所述 的方法，其特征在于，所述加长的导体带(7)的分离通过冲压过程执行。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加长的导体带(7)的分离仅在第二太阳能电池⑵与用于第二太阳能电池串(12)的又一个太阳能电池(1")的连接之后被执行。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述加长的导体带(7)的分离之后，至少一个太阳能电池(2')借助于第一长度(L)的至少一个导体带(5)并以串电池间距(s)被分别连接以形成第二太阳能电池串(12)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加长的导体带(7)的分离与第一长度(L)的导体带(5)在用于第二太阳能电池串(12)的太阳能电池(2'，2")上的放置同时执行。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个太阳能电池串(11，12)在连续过程中被生产，其中除所述连续过程的第一太阳能电池串(11)和最后一个太阳能电池串以外，使用具有两种不同长度的导体带(5，7)。
9.一种用于生产太阳能电池串(11，12)的装置，特别是用于执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法的装置，所述装置具有用于通过至少一个导体带(5)连接两个太阳能电池(1，1' ,1" ,2,2'，2")的模块，其中所述模块包括: 用于输送太阳能电池(1，1，1〃，2，2'，2"，3)的输送装置(17)； 用于将太阳能电池放置在所述输送装置(17)上的放置装置(18)； 定位装置(21)，所述定位装置用于将至少一个导体带(5，7)的前部定位在被放置在输送装置(17)上的太阳能电池上，其中不同长度的导体带(5，7)能够通过所述放置装置(21)被放置；以及 分离装置(8)，所述分离装置用于分离在通过所述输送装置(17)输送的两个相互连接的太阳能电池(1，1'，1"，2，2'，2"，3)之间的导体带(7)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述分离装置(8)被设计成使得当所述导体带(7)被分离时，过量的导体带长度能够被移除。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述分离装置(8)包括相对于输送方向彼此相邻布置的两个切割或剪切元件(13，14)。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述分离装置(8)包括能够移动通过所述切割或剪切元件(13，14)之间的冲压主体(15)。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述连接模块包括用于产生太阳能电池与导体带(5)之间的电接触的接触装置(19)，其中所述接触装置被构造成为钎焊、熔焊、合或系紧装置。
【文档编号】H01L27/142GK103681908SQ201310372882
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2012年8月31日
【发明者】比尔·邓肯, 艾德里安·格雷特勒, 博比·里昂, 布雷德·M·丁格尔 申请人:科马斯控股股份公司