在太阳能电池上设置导电粘合剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于通过单个晶体硅太阳能电池和导电连接器制造太阳能电池串的太阳能电池连接装置，包括：第一模块，用于聚集太阳能电池和导电连接器；第二模块，与第一模块相连并用于将导电连接器与太阳能电池连接；第三模块，用于将太阳能电池从第一模块传送过第二模块。太阳能电池连接装置的特征在于，还包括另一模块，设置在第一模块之前并包括丝网印刷单元，另一模块用于将导电性粘接剂涂覆在太阳能电池的至少一个面上。本发明还涉及一种用于将导电连接器设置在太阳能电池上以将多个太阳能电池彼此电连接成太阳能电池串的方法，包括：提供晶体硅太阳能电池；提供导电性连接器；通过丝网印刷将导电性粘接剂涂覆在太阳能电池的预定区域上；将导电连接器与太阳能电池的预定区域连接；以及固化导电性粘接剂以将导电连接器与太阳能电池电连接且机械连接。
【专利说明】在太阳能电池上设置导电粘合剂
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于通过单个晶体硅太阳能电池和导电连接器制造太阳能电池串的 太阳能电池连接装置，其包括第一模块，用于聚集太阳能电池和导电连接器；第二模块，与 第一模块相连并用于将导电连接器与太阳能电池连接；第三模块，用于将太阳能电池从第 一模块传送过第二模块。此外，本发明还涉及一种用于将导电连接器设置在太阳能电池上 以将多个太阳能电池彼此电连接成太阳能电池串的方法。
【背景技术】
[0002] 申请人:提供了可在一个装置中建造太阳能电池串的所谓的施特林格装置（电池串 装置)。为此，将单独的太阳能电池和带状导电连接器放置在传送带上，其中一个或多个带 状连接器由一个太阳能电池连至相邻的太阳能电池，尤其是从一个太阳能电池的背面连至 相邻太阳能电池的正面，或者与之相反的由一个电池的背面连至下一个电池的背面。该太 阳能电池和导电连接器组成的单元通过焊台在传送带上运行，其中带状连接器与各太阳能 电池的电连接和机械连接在该焊台中进行。最终结果是生成由一串太阳能电池电互连与机 械互连而成的单元，被称为太阳能电池串。
[0003] 可以理解的是，在这样的电池串装置内可进行其他在这些位置上不应该继续实现 的过程或方法步骤。
[0004] 虽然这些电池串装置实际上已经证明了并且使高通量成为可能，保持理想状态的 存在，提供了进一步的改进，即一方面在不同类型的太阳能电池上实现灵活性和适应性，而 另一方面减少了故障率，并且不危害过程安全。
【发明内容】
[0005] 在此背景下，本发明的目的在于，进一步建立上述类型的太阳能电池连接装置，从 而新技术的灵活性使故障率降低并且确保了过程安全性。
[0006] 该目的通过上述用于晶体硅太阳能电池的太阳能电池连接装置来解决，其中通过 提供另一模块，其设置在第一模块之前并包括丝网印刷单元，另一模块用于将导电性粘接 剂涂覆在太阳能电池的至少一个面上。
[0007] 也就是说，在太阳能电池连接装置中插入另一个进一步提高灵活性的过程。通过 丝网印刷将导电粘合剂应用于太阳能电池区域使得放弃传统焊接成为可能。由此也可以加 工其他新式的太阳能电池类型。同时，通过使用导电粘合剂可以实现较低的过程温度，减少 故障率。特别是减少机械应力并产生较少的微裂纹，相较焊接连接也特别会提高长期稳定 性。通过丝网印刷法使用粘合剂一方面实现很高的涂覆定位准确性，另一方面基于丝网印 刷的高再现性实现高过程安全性。
[0008] 在太阳能电池连接装置即电池串装置中集成这种处理还有其他优点，例如节省控 制元件、减少处理步骤数量以及节省用于待加工的太阳能电池的位置监测和调整的图像处 理系统等优点。
[0009] 在优选的实施方式中，第二模块包括固化单元。
[0010] 这具有这样的优点，即较快达到粘合剂的硬化以及尤其是由此得来的机械稳定 性，从而能够从整体上使通量提高。
[0011] 在优选的实施方式中，另一模块包括机械手部件，机械手部件用于翻转太阳能电 池。更优选地，另一模块包括圆桌，所述圆桌用于将待涂覆粘接剂的太阳能电池接收在接纳 区域中。优选地，圆桌在所述接纳区域内具有凹陷，所述凹陷设置在与涂覆区域相一致的位 置。
[0012] 这些措施是特别有利的，尤其是对于更多模块内快速和有效的工艺流程而言。
[0013] 本发明相关的目的也通过用于将导电连接器设置在太阳能电池上以将多个太阳 能电池彼此电连接成太阳能电池串的方法来解决，并通过以下步骤解决：
[0014] 提供晶体硅太阳能电池；
[0015] 提供导电性连接器；
[0016] 通过丝网印刷将导电性粘接剂涂覆在所述太阳能电池的预定区域上；
[0017] 将所述导电连接器与所述太阳能电池的预定区域连接；以及
[0018] 固化所述导电性粘接剂以将所述导电连接器与所述太阳能电池电连接且机械连 接。
[0019] 更优选地，涂覆的步骤包括：
[0020] 在太阳能电池的一面上涂覆所述导电性粘接剂；翻转所述太阳能电池；在所述太 阳能电池的另一相对面上涂覆所述导电性粘接剂。
[0021] 更优选地，同时对多个太阳能电池进行所述涂覆。在所述预定区域上进行带状的 涂覆，其中所述带的宽度适合于所述导电连接器的宽度。
[0022] 更优选地，太阳能电池的预定区域和/或连接器至少包括互相接触的平面部分。
[0023] 根据本发明的方法的优点已经在结合本发明的太阳能电池连接装置的上下文中 进行了解释，从而作出参考。
[0024] 从整体来看，使用导电粘合剂将太阳能电池与导电连接器连接并将这些过程整合 在电池串装置中带来了明显的优点，尤其是考虑到灵活性和成本。
[0025] 可以理解的是，上述的和下面还要说明的特点不仅存在于已给出的组合，而且可 用于其他组合或者特例，而不背离本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 本发明的更多优点和实施方式可通过说明书及附图得出。在附图中：
[0027] 图1为根据本发明的太阳能电池连接装置的示意图；
[0028] 图2为由三个太阳能电池组成的太阳能电池串的顶视示意图和侧视示意图；以及
[0029] 图3a至图3d为其他类型的太阳能电池串的示意图。
【具体实施方式】
[0030] 图2为示出太阳能电池串的截面，其中太阳能电池串由标记16指示。太阳能电池 串16由多个晶体硅太阳能电池10构成，其中每个太阳能电池10具有由单个细电线构成的 接触网。导电带12、13垂直于该接触网延伸并与接触网连接，从而生成电连接。导电带12、 13能够延伸超出太阳能电池的总长度并超过相邻的太阳能电池的长度，如图2所示，导电 带可在太阳能电池的相对侧（底侧）上延伸。导电带12、13将一个太阳能电池10的上侧与 相邻太阳能电池的底侧连接。由此，虽然在图2中仅示出了两个导电带12和13,但可设置 更多导电带。此外，如图3a和3b所示，太阳能电池中的每一个导电带横向延伸超过两个相 邻太阳能电池的宽度，从而将前一个与后一个电池的合适的极性相连。
[0031] 如图3c所示，在这种类型的太阳能电池中，在相邻电池的纵向方向上导电带还彼 此嵌套。导电带(例如5段)将相邻的电池的背面与背面连接。在如图3a至图3d所示出的 布置中，导电带仅位于太阳能电池的背面上，在这种情况下称为背面接触电池。
[0032] 上述通过导电带的连接将重复用于整个序列的晶体硅太阳能电池，从而在末端产 生构成太阳能电池串16的多个单太阳能电池中的一个，其中单太阳能电池通过导电带进 行电连接。用语"导电带"也表示其他的导电连接装置，其可从纯带状(例如在图2和图3c、 3d中）到各种结构适合的几何形状(如图3a和图3b)。
[0033] 这样的太阳能电池串16的制造通过太阳能电池连接装置来进行，图1示出了该装 置的示意性框图并且用数字20来指示该装置。该示意图作为这样的太阳能电池连接装置 的操作的一般性说明，其中未示出技术细节。通常，这样的太阳能电池连接装置20短于太 阳能电池串也短于电池串设备。因此接下来示出的太阳能电池连接装置20短于电池串20。
[0034] 图1示出的太阳能电池连接装置20被布置成处理多种类型的晶体硅太阳能电池， 尤其是图2和图3中示出的太阳能电池。
[0035] 在图1中示出的太阳能电池连接装置20包括多个模块，这些模块依次执行所必需 的过程步骤。在过程步骤之间，当然也可以插入根据产品或客户需要特定的过程中间步骤。 这些过程中间步骤可与下面将描述的模块相关联或构件独立的新模块。
[0036] 太阳能电池连接装置20包括第一模块即放置模块22,其用于将太阳能电池10和 导电带12、13放置在适当的位置。
[0037] 直接紧随放置模块22或在过程中间步骤之后设置第二模块24,其例如包括固化 单元30。紧随第二模块24设置第四模块即后处理模块26,在后处理模块26中例如执行检 验过程以检验完成的太阳能电池串16,或例如将电池串放置在玻璃板上。
[0038] 第三模块即传送模块28布置在上述模块22、24、26之后，其具有至少一个传送带， 该传送带从第一模块22延伸至第四模块26,并且优选地通过所谓的压紧部件将太阳能电 池一起传送。
[0039] 此外，在图1中示出第五模块即叠堆模块32,其位于第一模块之前并包括叠堆传 送单元36和电池移动及定位装置100,例如机械手或机器人。叠堆模块用于将单太阳能电 池10处理为叠堆电池块，该叠堆电池块通过叠堆传送单元36传送至电池移动及定位装置 100的机械手区域。电池移动及定位装置100从叠堆电池块中将单电池依次取出并将其再 次放置在放置模块22区域中的传送带上，或将单电池传送至第六模块60,在第六模块中执 行有待解释的过程步骤。
[0040] 为了提供导电带12和13,第一模块22设有供带单元40。
[0041] 最后，图1中的连接装置20还包括返回传送单元34,返回传送单元将第四模块26 的压紧元件返回至第一模块22。通过这样的压紧元件，在太阳能电池上布置导电带并在传 送过程中将导电带固定以形成组件。
[0042] 第六模块60位于第一模块22之前并包括圆桌62和机器人38,圆桌用于接收多个 太阳能电池10,机器人38用于处理太阳能电池。此外，第六模块60还包括丝网印刷单元 64,其用于将导电性粘接剂（以下简称为导电粘合剂）涂覆在太阳能电池的预定区域上。通 过在预定区域涂覆导电粘合剂，可将导电带12和13粘附在太阳能电池上。
[0043] 可打印的太阳能电池通过圆桌62传送至丝网印刷单元64,在涂覆导电粘合剂之 后传送出丝网印刷单元并朝向第一模块22传送。电池移动及定位装置100从叠堆传送单 元36接收具有未打印的太阳能电池的圆桌62。通过机器人38从圆桌62中取出未打印的 太阳能电池，从而将其传送至第一模块22。
[0044] 如图2所示，对太阳能电池 10进行如下处理，在太阳能电池的两面均涂覆导电粘 合剂。例如这样实现双面打印的太阳能电池，即使得丝网印刷单元64穿过太阳能电池两 次，其中例如通过机器人38或翻转装置101将太阳能电池翻转一次。
[0045] 在图1示出的圆桌62的布置中，可在四个不同的位置接纳各两个太阳能电池。这 意味着，在一个位置中可将一个太阳能电池以正面放置而将另一个以背面放置。在丝网印 刷单元64中，在一个过程中，一个太阳能电池的正面和另一个太阳能电池的背面通过导电 粘合剂来印刷。在移出时，一个太阳能电池从机器人38传送至第一模块22,而另一个太阳 能电池被翻转，然后通过再次旋转圆桌在稍后的时间再次传送至丝网印刷单元64。为了不 损坏涂覆的导电粘合剂或不使涂覆的导电粘合剂模糊，在圆桌中设有这样的深度以使导电 粘合剂不与圆桌接触。然后，打印的太阳能电池仅位于圆桌上无打印的区域。
[0046] 如果太阳能电池仅需要打印一面，则不进行翻转并且丝网印刷单元64穿过一次 就足够。
[0047] 通过将丝网印刷单元64集成至第六模块60,产生了从叠堆模块32开始至第四模 块26的封闭连续过程，通过该过程能够得到完成的太阳能电池串。
[0048] 下面将对由连接装置20执行的单过程步骤的流程进行描述。
[0049] 电池移动和定位装置100从叠堆传送单元36中取出晶体硅太阳能电池10,并将其 放置在圆桌62中合适的接纳处。然后，太阳能电池进入丝网印刷单元64中并在预定区域 上涂覆导电性粘合剂。在该区域(在图2中用B表示）中，对稍后导电带12和13将放置的 每个表面进行处理。
[0050] 在印刷之后，太阳能电池从丝网印刷单元64移出，然后由机器人38放置在第一模 块22中的传送模块28的传送带上。
[0051] 通过供带单元40,将导电带12和13放置在设有导电粘合剂的区域B上，然后通过 机械手部件42将压紧元件放置在太阳能电池和导电带的区域上。
[0052] 根据步骤顺序，然后通过固化单元30将具有导电带的太阳能电池传送，固化单元 例如通过热量将导电粘合剂固化，从而在太阳能电池与导电带之间生成机械稳定的连接。
[0053] 在第四模块26中，通过另外的机械手44取出压紧元件并提供返回传送单元34。
[0054] 上述导电粘合剂包括例如还有银的粘接剂，从而实现其导电性。当然，可以想到使 用具有其他导电成分的其他导电粘合剂。
[0055] 还可以想到，除了固化单元30之外，第二模块24还包括焊接单元，从而使得连接 装置20不仅能够加工涂覆有导电粘合剂的太阳能电池，还能加工焊接的太阳能电池。
【权利要求】
1. 一种通过单个晶体硅太阳能电池和导电连接器制造太阳能电池串的太阳能电池连 接装置，包括： 第一模块，用于聚集所述太阳能电池和所述导电连接器； 第二模块，与所述第一模块相连并用于将所述导电连接器与所述太阳能电池连接； 第三模块，用于将所述太阳能电池从所述第一模块传送过所述第二模块；以及 其特征在于 所述太阳能电池连接装置还包括另一模块，所述另一模块设置在所述第一模块之前并 包括丝网印刷单元，用于将导电性粘接剂涂覆在太阳能电池的至少一个面上。
2. 如权利要求1所述的太阳能电池连接装置，其特征在于，所述第二模块包括固化单 J Li 〇
3. 如权利要求1或2所述的太阳能电池连接装置，其特征在于，所述另一模块包括机械 手部件，所述机械手部件用于翻转太阳能电池。
4. 如前述权利要求1-3中任一项所述的太阳能电池连接装置，其特征在于，所述另一 模块包括用于将待涂覆粘接剂的太阳能电池接收在接纳区域中的圆桌。
5. 如权利要求4所述的太阳能电池连接装置，其特征在于，所述圆桌在所述接纳区域 内具有凹陷，所述凹陷设置在与涂覆区域相一致的位置。
6. -种用于将导电连接器设置在太阳能电池上以将多个太阳能电池彼此电连接成太 阳能电池串的方法，包括： 提供晶体娃太阳能电池； 提供导电性连接器； 通过丝网印刷将导电性粘接剂涂覆在所述太阳能电池的预定区域上； 将所述导电连接器与所述太阳能电池的预定区域连接；以及 固化所述导电性粘接剂以将所述导电连接器与所述太阳能电池电连接且机械连接。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过印刷方法、尤其是丝网印刷方法进行所 述粘接剂的涂覆。
8. 如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述涂覆的步骤包括： 在太阳能电池的一面上涂覆所述导电性粘接剂； 翻转所述太阳能电池； 在所述太阳能电池的另一相对面上涂覆所述导电性粘接剂。
9. 如权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，同时对多个太阳能电池进行所 述涂覆。
10. 如权利要求6-9中任一项所述的方法，其特征在于，在所述预定区域上进行带状的 涂覆，其中所述带的宽度适合于所述导电连接器的宽度。
11. 如权利要求6-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述太阳能电池的所述预定 区域和/或所述导电连接器至少包括互相接触的平面部分。
【文档编号】H01L31/05GK104112792SQ201410152730
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2013年4月16日
【发明者】迪普尔-英·阿克塞尔·里斯米勒, 托马斯·菲舍尔 申请人:帝目机械设备有限公司