專利名稱:用于太陽能電池基片的非接觸式邊緣涂覆裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能電池，具體但非排他地涉及太陽能電池的制造裝置及制造工藝。
背景技術：
眾所周知，太陽能電池是用于將太陽輻射轉(zhuǎn)換為電能的裝置。它們可以采用半導體加工工藝在例如在半導體晶片等太陽能電池基片上加工制成。太陽能電池包括形成結的 P型和N型擴散區(qū)。照射到太陽能電池上的太陽輻射產(chǎn)生電子和空穴，這些電子和空穴移向擴散區(qū)，從而在擴散區(qū)之間產(chǎn)生電壓差。在背面接觸式太陽能電池中，擴散區(qū)和與其相聯(lián)接的金屬接點均設置在太陽能電池的背面。金屬接點使外部電路能夠聯(lián)接到太陽能電池上， 并由太陽能電池供電。
太陽能電池基片的邊緣應該以介電體進行涂覆，以實現(xiàn)電絕緣，并防止金屬在基片的周邊沉積和生長。涂布涂覆材料的常規(guī)方法是以滾輪接觸基片的邊緣。該滾輪具有凹槽，凹槽的表面壓于基片的邊緣。當滾輪與基片旋轉(zhuǎn)時，提供至凹槽內(nèi)的涂覆材料被涂布至基片的邊緣。該涂覆材料可以包括熱油墨，熱油墨需要在單獨的工序中在大的干燥爐內(nèi)進行固化。由于上述爐的成本及占地大的原因，熱油墨的應用需要相對大的投資。此外，在使用熱爐時，在之前工序中沉積在晶片表面的材料可能因暴露在爐溫下而受到影響。用上述方法進行邊緣涂覆的其他問題包括因為涂布器的直接機械接觸而在基片上施加應力，以及在利用熱油墨的過程中邊緣涂層的可靠性差。

實用新型內(nèi)容

非接觸式邊緣涂覆裝置在不發(fā)生物理接觸的情況下將涂覆材料涂布至非圓形太陽能電池基片的邊緣。所述裝置可包括可旋轉(zhuǎn)的基片支撐件，所述基片支撐件構造為保持所述基片。所述裝置可進一步包括涂布器，所述涂布器構造為接收涂覆材料，并且當所述基片旋轉(zhuǎn)時，在所述涂布器的任何部分都不與所述基片的邊緣物理接觸的情況下，將所述涂覆材料涂布至所述基片的邊緣。所述基片支撐件可與凸輪機械聯(lián)接，所述凸輪與機械聯(lián)接至涂布器的跟隨器相接觸。多種涂覆材料可應用在本裝置上，包括熱熔油墨和UV固化抗電鍍劑。
本實用新型提供一種用于太陽能電池基片的邊緣涂覆裝置，所述裝置包括可旋轉(zhuǎn)的基片支撐件，其構造為保持非圓形的太陽能電池基片；以及涂布器，其構造為接收涂覆材料并在所述基片旋轉(zhuǎn)時將所述涂覆材料涂布至所述基片的邊緣，所述涂布器設置在與所述基片的邊緣相距涂覆距離的位置，從而當所述涂覆材料被涂布至所述基片的邊緣時，所述涂布器不與所述基片的邊緣物理接觸。
本實用新型還提供一種用于太陽能電池基片的邊緣涂覆裝置，所述裝置包括具有凹槽的滾輪，所述凹槽構造為能夠接收非圓形的太陽能基片的邊緣；基片支撐件，其構造為當所述基片的邊緣接受所述滾輪的凹槽內(nèi)的涂覆材料的涂覆時保持所述基片；凸輪，其與所述基片機械聯(lián)接以與所述基片一起旋轉(zhuǎn)，所述凸輪具有與所述基片相同的形狀；以及跟隨器，其與所述滾輪機械聯(lián)接以與所述滾輪一起旋轉(zhuǎn)，當將所述涂覆材料被涂布至所述基片的邊緣時，所述跟隨器與所述凸輪機械接觸，以跟隨所述凸輪的形狀。
所述基片支撐件與運送裝置相聯(lián)接，所述運送裝置使所述基片在第一站和第二站之間移動，在所述第一站處，所述基片的邊緣接受所述涂覆材料的涂覆，而所述第二站包括預對準站。
本領域的普通技術人員在閱讀本文所公開的全部內(nèi)容，包括附圖和所附權利要求
之后，可清楚地了解本實用新型的這些以及其他的特點。


圖1示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的用于太陽能電池的非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)的立體圖。
圖2和3示出圖1中的非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)的側視圖。
圖4A和4B分別示出圖1中的非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)的局部的立體圖和側視圖。
圖5A和5B分別示意性地示出根據(jù)本實用新型的一個實施例，在邊緣涂覆的過程中滾輪相對于太陽能電池基片的側視圖和俯視圖。
圖6A和6B示意性地示出可應用在本實用新型的實施例中的常規(guī)空氣彈簧的操作原理。
圖7示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的涂覆材料供應系統(tǒng)的立體圖。
圖8示出根據(jù)本實用新型的另一個實施例的用于太陽能電池的非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)。
圖9和10分別示出圖8中的非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)的側視圖和俯視圖。
圖IlA和IlB分別示出圖8中的非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)的局部的立體圖和側視圖。
圖12示意性地示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的用于圖8中的非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
圖13A、13B、13C和13D示意性地示出根據(jù)本實用新型的一個實施例，滾輪在邊緣涂覆的過程中沿著軸線的移動。
圖14示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的涂覆太陽能電池基片的邊緣的方法的流程圖。
在不同的圖中，相同的附圖標記表示相同或相似的部件。
具體實施方式
在本公開文本中，提供了許多細節(jié)，例如裝置、部件和方法的例子，以便于對本實用新型的實施例有更全面的了解。然而，本領域的普通技術人員應認識到，在去掉一個或多個具體細節(jié)的情況下也能實施本實用新型。在其他例子中，對眾所周知的細節(jié)將不再示出或說明，以避免模糊本實用新型。
圖1示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的用于太陽能電池基片的非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)100的立體圖。如下面所詳述，該系統(tǒng)100特別適用于涂覆太陽能電池基片的邊緣，該太陽能電池基片典型地具有非圓形的形狀。當太陽能電池基片旋轉(zhuǎn)時，其非圓形的形狀所產(chǎn)生的軌跡使得利用涂布器來跟隨基片的邊緣是相對困難的。對太陽能電池基片進行邊緣涂覆的常規(guī)方法避免這一問題所采用的手段是使所述邊緣與提供涂覆材料的滾輪物理接觸。
在圖1中的例子里，系統(tǒng)100包括運送裝置110、涂布器系統(tǒng)120、以及視覺系統(tǒng) 160。為了使圖表達清楚，在圖1中，未示出用于向涂布器系統(tǒng)120提供涂覆材料的涂覆材料提供系統(tǒng)。用在該系統(tǒng)100中的材料提供系統(tǒng)的例子將在下文中參考圖7進行說明。在不背離本實用新型的精神的前提下，也可采用其他的材料提供系統(tǒng)。
運送裝置110可包括用于將非圓形太陽能電池基片在預對準站163 (也見圖2)和使涂布器系統(tǒng)120能夠涂覆基片101的邊緣的位置之間進行移動的搬移機構，在一個實施例中，基片101包括準正方形的半導體晶片。在圖1的例子中，運送裝置110包括市售的多軸機器人。
運送裝置110可具有這樣的端部，該端部包括凸輪112和呈用于保持基片101的卡盤113形式的基片支撐件。凸輪112可具有與基片101相同的形狀，但也可能具有與基片101不同(例如更小)的尺寸?？ūP113可以利用真空吸力或其他方法來保持基片101。 卡盤113可由例如硬化不銹鋼制成。在邊緣涂覆的過程中，運送裝置110將凸輪112設置在可以與涂布器系統(tǒng)120的跟隨器123相接觸的位置。
涂布器系統(tǒng)120包括用于將涂覆材料涂布到基片101的邊緣的機構。涂布器系統(tǒng) 120可包括滾輪121形式的涂層涂布器；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構122，其構造為使?jié)L輪121旋轉(zhuǎn)；以及滑動部件124，其構造為使?jié)L輪121沿著單一軸線朝向及背離基片101移動。
如圖1所示，在邊緣涂覆的過程中，運送裝置110將基片101定位在能夠與涂布器 120相遇的位置?；瑒硬考?24向上移動，以推動跟隨器123，使跟隨器123與凸輪112相接觸?；瑒硬考? 上的空氣彈簧126向跟隨器123施加相對恒定的壓力，使跟隨器123 與凸輪112相接觸。運送裝置110使基片101旋轉(zhuǎn)，以利用來自于滾輪121的涂覆材料涂覆基片101的邊緣。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構122使跟隨器123旋轉(zhuǎn)，跟隨器123接觸凸輪112并因此跟隨凸輪112的形狀。滾輪121與跟隨器123機械聯(lián)接，從而滾輪121通過空氣彈簧1 與位于跟隨器123和凸輪112之間的機械交界面一致地向內(nèi)和向外滑動，從而讓滾輪121 依照基片101的形狀而移動。基片101和滾輪121可以彼此同向或反向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速取決于油墨的種類和特性(例如粘度和附著力)。當基片101和滾輪121的轉(zhuǎn)向相反時，基片101 的典型速度為250度/秒，同時滾輪121的轉(zhuǎn)速為100-300轉(zhuǎn)/分鐘。
邊緣涂覆系統(tǒng)100是“非接觸”的，其中的涂布器——在本例中為滾輪121——在邊緣涂覆的過程中不與基片101的邊緣相接觸。事實上，在圖1的例子中，在將涂覆材料涂布到基片101的邊緣時，系統(tǒng)100中不存在與基片101的邊緣相接觸的堅硬部件。相反，基片101被設置在滾輪121的呈凹槽125形式的凹部內(nèi)(見圖4A和4B)以接收涂覆材料，同時基片101的邊緣不受任何物理接觸。將涂覆材料施加到凹槽125內(nèi)(見圖4A中的給料管411)，然后通過將基片101的邊緣置于凹槽125內(nèi)，使涂覆材料轉(zhuǎn)移到該邊緣上。通過運送裝置110轉(zhuǎn)動基片101，從而使基片101的整個周長范圍的邊緣均得到涂覆。
視覺系統(tǒng)160構造為讓運送裝置110正確地定位卡盤113，以從站163中拾取基片 101。視覺系統(tǒng)160可包括照相機162、站163和照明器材164。計算機系統(tǒng)161構造為控制該系統(tǒng)100的操作，包括控制視覺系統(tǒng)160、涂布器系統(tǒng)120、以及運送裝置110。圖1中的一些部件也在圖2、3中示出，以使圖表達清楚。
參考圖2，基片101由生產(chǎn)操作工手動地或由自動搬移系統(tǒng)(未示出)定位在站 163中。站163設置在相對于運送裝置110來說固定的坐標位置以便于定位。站163的形狀則構造為讓基片101相對于運送裝置110被預先對準，以簡化相對于卡盤113和凸輪112 來拾取和對準基片101的操作。視覺系統(tǒng)160拍攝一張站163中的基片101的圖像并分析該圖像，以找出基片表面的中心并確定基片101的方向。計算機161及其控制軟件利用來自視覺系統(tǒng)160的信息以便運送裝置110定位和拾取基片101，從而使基片101的表面區(qū)域的中心與卡盤113的表面區(qū)域的中心重合。在已經(jīng)相對于卡盤113定位并對準基片101 后，運送裝置110如圖2所示的那樣拾取基片101，并如圖3所示的那樣對其定位以便由涂布器系統(tǒng)120進行邊緣涂覆。邊緣涂覆過程之后，由運送裝置110將基片101放回至站163 中。在不背離本實用新型的精神的前提下，視覺系統(tǒng)160也可利用市售的部件來實現(xiàn)。
圖4A示出在邊緣涂覆的過程中滾輪121相對于基片101的立體圖。將涂覆材料經(jīng)由給料管411施加至滾輪121的凹槽125內(nèi)。給料管411接收從材料供應罐(見圖7中的14 經(jīng)柔性供應管141供應的涂覆材料。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構122使跟隨器123和滾輪121旋轉(zhuǎn)，同時涂覆材料被供應至凹槽125內(nèi)。由與凸輪112機械聯(lián)接的卡盤113保持基片101。 在邊緣涂覆的過程中，運送裝置110中的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器131轉(zhuǎn)動凸輪112，從而轉(zhuǎn)動基片101。 基片101的邊緣被置于凹槽125內(nèi)，以接收涂覆材料。過量的涂覆材料由刮片(未示出) 移除。在邊緣涂覆的過程中，基片101的中心位于相對固定的位置。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器131使凸輪112連同卡盤113和基片101 —起旋轉(zhuǎn)?？諝鈴椈?26 (見圖幻推動跟隨器123，使跟隨器123跟隨凸輪112，從而使?jié)L輪121跟隨基片101的形狀。
圖4B示出在邊緣涂覆的過程中滾輪121相對于基片101的側視圖。請注意，在邊緣涂覆期間，基片101的邊緣不與滾輪121物理接觸。相反的，基片101的邊緣被接收在凹槽125內(nèi)。由于凸輪112的形狀接近基片101或與基片101的形狀相同，并且跟隨器123 與凸輪112物理接觸，因此滾輪121能夠在不發(fā)生物理接觸的情況下將涂覆材料涂布至基片101的邊緣。
圖5A和5B分別示意性地示出在邊緣涂覆的過程中，滾輪121相對于基片101的側視圖和俯視圖。圖5B示意性地示出滑動部件IM上的空氣彈簧126，空氣彈簧126向跟隨器123施加相對恒定的壓力，從而使跟隨器123跟隨凸輪112而移動?；?01的邊緣被置于凹槽125內(nèi)并且不與凹槽125的表面或滾輪121的其他部分相接觸。
圖6A和6B示意性地示出可應用在本實用新型的實施例中的常規(guī)空氣彈簧126的操作原理。在圖6A和6B的例子中，空氣彈簧1 構造為保持壓強P1，從而施加到跟隨器 123上的力相對恒定而不依賴于凸輪112的輪廓。通過空氣供應系統(tǒng)將等于負荷壓強Pumd 的壓強PO施加到空氣彈簧1 上，該空氣供應系統(tǒng)包括以相應泄露壓強泄漏空氣的小通氣口 502。由于存在空氣泄漏，施加到空氣彈簧126的加壓腔室503的總的壓強Pl = PO-Pleak,空氣彈簧126的位于腔室503另一側的腔室505處于大氣壓下。相應地，腔室505 不受任何壓力或阻力?；钊?04與跟隨器123相接觸。如圖6A所示，當跟隨器123被壓在凸輪的平面部或中部時，空氣彈簧126向跟隨器123施加主動力，推動跟隨器123使之與凸輪112相接觸。如圖6B所示，當凸輪112旋轉(zhuǎn)至其角部邊緣接觸跟隨器123時，凸輪112
7向回推動跟隨器123，從而向空氣彈簧1 施加壓力。在圖6B的情況下，腔室503中的空氣體積減少，腔室503中的壓強Pl增大。這使得一些空氣從通氣口 502中流出，以保持腔室 503內(nèi)的壓強Pl的相對恒定。
圖7示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的涂覆材料供應系統(tǒng)的立體圖。在圖7中的例子里，材料供應系統(tǒng)包括容納有涂覆材料的材料供應罐142。罐142中的涂覆材料經(jīng)由柔性供應管141流入給料管411。給料管411使涂覆材料流入滾輪121，滾輪121在不發(fā)生物理接觸的情況下將涂覆材料涂布至基片101的邊緣。
在一個實施例中，非圓形的基片101包括準正方形的半導體晶片(例如，見圖7 中的基片101)。假設晶片的中心與凸輪表面的中心重合，涂布至晶片的圓角的涂覆材料的寬度表示為
晶片直徑-凸輪直徑跟隨器直徑-滾輪直徑
‘、 兒又22
同時，涂布至晶片的平的邊緣部的涂覆材料的寬度表示為
晶片寬度-凸輪寬度跟隨器直徑-滾輪直徑 ^ ^ 2 2
如果晶片的中心與凸輪表面的中心不重合，涂布至晶片的邊緣的涂覆材料的寬度
一般可表示為
涂覆寬度=晶片直徑-凸■徑-跟隨器直徑-滾輪直徑士晶片表面
2 2
的中心與凸輪表面的中心之間的距離
從以上說明可知，對于給定的晶片直徑，具體應用的涂覆寬度可通過對凸輪直徑、 跟隨器直徑、滾輪直徑以及凸輪寬度的設計選擇來確定。
應當意識到，在不背離本實用新型的精神的前提下，該非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)100 可以采用各種涂覆材料。例如，邊緣涂覆系統(tǒng)100可采用熱油墨。然而優(yōu)選地，邊緣涂覆系統(tǒng)100采用不需要在大熱爐中固化或干燥的涂覆材料。在一個實施例中，涂覆材料包括含蠟的熱熔油墨，例如可從SimJet獲得的涂覆材料。當使用熱熔油墨時，優(yōu)選對罐142及其附連的軟管、管道系統(tǒng)、以及給料管加熱。
在另一個實施例中，涂覆材料包括UV(紫外線)固化抗電鍍劑。UV固化抗電鍍劑可通過暴露于具有聚焦光束的LED (發(fā)光二極管)系統(tǒng)——例如點光源固化LED或液體光導——而固化。點光源固化LED和液體光導可從例如UV Process Supply, Inc.購得。另一種可能的固化方法可利用從例如Fusion UV Systems Inc或Dymax Corporation購得的 UV燈或燈泡來實現(xiàn)。UV固化抗電鍍劑也稱作“UV油墨”，其作為太陽能電池的邊緣涂覆材料具有一些優(yōu)點，包括低熱量需求，從而可避免在之前工序中所沉積的熱熔膠的液化；以及限制在特定區(qū)域內(nèi)的聚焦UV固化，從而可避免太陽能電池的前部受到UV照射。如下面所詳述，UV固化抗電鍍劑具有額外的優(yōu)點其僅需要小的固化部件即可容易地固定在涂布器系統(tǒng)中。[0047]下面參考圖8，其示出根據(jù)本實用新型的另一個實施例的非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng) 800。與系統(tǒng)100相似，系統(tǒng)800為非接觸式的，其構造為將涂覆材料涂布至非圓形的太陽能電池基片801上且涂布器一一即圖1所示例子中的滾輪821——與基片801沒有物理接觸。然而，與系統(tǒng)100不同的是，系統(tǒng)800利用電子控制裝置而非機械裝置來定位涂布器相對于基片的位置。
在圖8中的例子里，非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)800包括運送裝置810、涂布器系統(tǒng) 820、工件保持部件840、控制系統(tǒng)900(見圖1 、預對準站863以及固化部件851。為了使圖表達清楚，在圖8中，未示出用于向涂布器系統(tǒng)820提供涂覆材料的涂覆材料提供系統(tǒng)。 用在該系統(tǒng)800中的材料提供系統(tǒng)的例子已在上文中參考圖7進行了說明。在不背離本實用新型的精神的前提下，也可采用其他材料提供系統(tǒng)。
運送裝置810可包括用于將非圓形的太陽能電池基片801在預對準站863和涂布器系統(tǒng)820能夠涂覆基片801的邊緣的位置之間進行移動的搬移機構?；?01可包括具有準正方形形狀的半導體晶片。
在圖8的例子中，運送裝置810包括取放機器人。運送裝置810可包括梁873和具有末端執(zhí)行器872的臂871。末端執(zhí)行器872可降低及升高以拾取或放置基片801。末端執(zhí)行器872可利用真空吸力或其他方法保持基片801。
基片801可由生產(chǎn)操作工手動地或由自動搬移系統(tǒng)(未示出)定位在預對準站 863中。站863設置在相對于運送裝置810來說固定的坐標位置以便于定位。站863的形狀也構造為允許基片801相對于運送裝置810被預先對準，以簡化拾取和對準基片801的操作。在操作中，運送裝置810從站863中拾取基片801，沿著梁873朝向涂布器系統(tǒng)820 滑動，然后將基片801放置在保持部件840上。在邊緣涂覆過程之后，由運送裝置810執(zhí)行相反的操作，以將基片801放回至站863中。
保持部件840可構造為支撐并保持基片801。保持部件840可包括卡盤843形式的基片支撐件以利用例如真空吸力來保持基片801。保持部件840可進一步包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器842，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器842用于轉(zhuǎn)動卡盤843，繼而轉(zhuǎn)動基片801?？ūP843的中心可位于固定的坐標，并且相應地在邊緣涂覆期間不移動。
涂布器820可包括滾輪821形式的涂布器，滾輪821騎設于單一軸線滑動部件擬4 上。滾輪821包括凹槽825形式的凹部以接收基片801的邊緣(見圖IlA和11B)。如下面所詳述，滑動部件擬4使?jié)L輪821沿單一軸線移動，以對基片801的邊緣進行涂覆而與基片 801的邊緣不作任何物理接觸。將涂覆材料施加在凹槽825內(nèi)(見圖IlA中的給料管811)， 然后通過將基片801的邊緣置于凹槽825內(nèi)，使涂覆材料轉(zhuǎn)移至該邊緣上。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器842 轉(zhuǎn)動基片801，從而使基片801的整個周長范圍的邊緣均得到涂覆。固化部件851可包括點光源固化LED或其他裝置，以固化用作涂覆材料的UV固化抗電鍍劑。在不背離本實用新型的精神的前提下，也可采用例如熱油墨和熱熔油墨等其他涂覆材料。
控制系統(tǒng)900可包括照相機862，其用于拍攝卡盤843上的基片801的圖像；照明器材864，其用于為照相機862提供光源；計算機861，其用于處理由照相機862獲得的圖像并驅(qū)動滑動部件擬4朝向及背離基片801移動，從而使?jié)L輪821在不與基片801的邊緣物理接觸的情況下將涂覆材料涂布至基片801的邊緣。參考圖12進一步說明控制系統(tǒng) 900。[0055]圖9和10分別示意性地示出系統(tǒng)800的側視圖和俯視圖。圖9和10中標出的部件之前已經(jīng)參考圖8進行了說明。
圖IlA和IlB分別示出在邊緣涂覆的過程中滾輪821相對于基片801的立體圖和側視圖。涂覆材料經(jīng)由給料管411施加在凹槽825內(nèi)，給料管411接收經(jīng)由柔性供應管 141(也見圖7)供應的涂覆材料?；?01的邊緣接收凹槽825內(nèi)的涂覆材料。卡盤843 由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器842 (見圖8和9)驅(qū)動，以200 370度/秒的速度轉(zhuǎn)動，以轉(zhuǎn)動基片801，從而使晶片的整個周長范圍的邊緣均得到涂覆材料的涂覆。如圖IlA和IlB所示，在邊緣涂覆的過程中，基片801的邊緣被接收在凹槽125內(nèi)但不接觸滾輪821或系統(tǒng)800的任何堅硬部件的任何部分。
圖12示意性地示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的用于非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng) 800的控制系統(tǒng)900。在圖12的例子中，控制系統(tǒng)900包括計算機861、照相機862、驅(qū)動模塊942、數(shù)據(jù)采集模塊943、以及對應的數(shù)據(jù)采集和控制軟件944。
數(shù)據(jù)采集模塊943可構造為接收由照相機862拍攝的圖像并將圖像轉(zhuǎn)換為可由計算機861讀取和處理的形式。驅(qū)動模塊942可構造為接收來自計算機861的控制信號以驅(qū)動滑動部件824，繼而驅(qū)動滾輪821沿單一軸線移動。數(shù)據(jù)采集和控制軟件944可包括計算機可讀的程序代碼，用于處理由照相機862拍攝的圖像并輸出相應的控制信號以驅(qū)動滾輪 821。在操作過程中，控制系統(tǒng)900作為閉環(huán)伺服回路進行操作，以驅(qū)動滾輪821朝向和背離基片801移動，從而在不發(fā)生物理接觸的情況下涂覆基片801的邊緣。
在邊緣涂覆的過程之前，軟件944命令數(shù)據(jù)采集模塊943獲得卡盤843上的基片 801的圖像，以定位基片801的邊緣上的點(“邊緣點”)。在邊緣涂覆的過程中，軟件944 跟蹤邊緣點，并向驅(qū)動模塊942發(fā)送相應的控制信號，使滑動部件擬4如此滑動，使得滾輪 821在給定的基片801轉(zhuǎn)速下以涂覆距離跟隨邊緣點。以這種方式，盡管基片801的形狀為非圓形，控制系統(tǒng)900使?jié)L輪821的凹槽825的端面與基片801的邊緣之間保持涂覆距離。
圖13A、13B、13C和13D示意性地示出根據(jù)本實用新型的一個實施例，滾輪821在邊緣涂覆的過程中沿著單一軸線971的移動。在圖13A中，控制系統(tǒng)900在邊緣涂覆之前定位基片801的邊緣點1 16，這時，滾輪821的中心位于沿著軸線971的位置974(也見橫軸上的位置X0)，并且遠離基片801。在圖13A、i;3B、13C和13D的例子中，基片801的中心975位于與軸線971相重合的固定坐標。
在圖13B中，控制系統(tǒng)900使?jié)L輪821移動至向基片801的邊緣涂布涂覆材料的位置。然后，滾輪821和基片801沿相同方向旋轉(zhuǎn)，在本例中為逆時針(見箭頭951)。當基片801的邊緣點1位于軸線971上時，控制系統(tǒng)900將滾輪821的中心定位在沿著軸線 971的位置976(也見橫軸上的位置XI)，以與基片的邊緣之間保持涂覆距離。通常，控制系統(tǒng)900在基片801旋轉(zhuǎn)的過程中跟蹤邊緣點1 16。已知基片801的旋轉(zhuǎn)中心975的固定坐標以及邊緣點1 16的位置，控制系統(tǒng)900在基片801旋轉(zhuǎn)時計算并跟蹤基片801的邊緣的整個周界，并且相對于基片801的邊緣移動滾輪821，從而在不與邊緣物理接觸的情況下保持涂覆距離。
圖13C示出當基片801旋轉(zhuǎn)時，控制系統(tǒng)900使?jié)L輪821的中心移動至軸線971 上的位置977 (也見橫軸上的位置，以便為邊緣點2讓出空間。這使得在邊緣點2與滾輪821之間無物理接觸的情況下，允許將涂覆材料從滾輪821涂布至基片801的邊緣點2。
圖13D示出當基片801旋轉(zhuǎn)到其邊緣點3處于軸線971上時，控制系統(tǒng)900使?jié)L輪821的中心移動至軸線971上的位置978 (也見橫軸上的位置X3)。
控制系統(tǒng)900連續(xù)地調(diào)節(jié)滾輪821朝向及背離基片移動，以保持滾輪821與基片 801之間的涂覆距離，從而實施非接觸式邊緣涂覆。
圖14示出根據(jù)本實用新型的一個實施例的涂覆太陽能電池基片的邊緣的方法 980的流程圖。僅僅出于說明的目的，利用非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)800中的部件來解釋方法 980。在不背離本實用新型的精神的前提下，也可采用其他部件。
該方法980開始于在開始邊緣涂覆過程之前定位基片邊緣上的點(步驟981)。 例如，可由運送裝置810(見圖8)從預對準站863中拾取基片801，并將基片801放置在卡盤843上。數(shù)據(jù)采集和控制軟件944(見圖1 可命令數(shù)據(jù)采集模塊953獲取基片801的圖像。通過該圖像，軟件944可定位基片的邊緣上的點。
然后，在基片旋轉(zhuǎn)期間，跟蹤這些邊緣點(步驟98 。例如，當基片801由卡盤843 保持并進行旋轉(zhuǎn)時，軟件944可連續(xù)地收到基片801的圖像。基片801繞著坐標為軟件944 所知的固定旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。通過跟蹤邊緣點，軟件944可以計算出基片801的邊緣的軌跡線，繼而算出基片801的邊緣在滾輪821的移動的單一軸線上延伸的距離。這允許軟件在滾輪821和基片801旋轉(zhuǎn)時，確定滾輪821與基片801的邊緣之間的涂覆距離。
用于將涂覆材料涂布至基片的邊緣的涂布器沿著單一軸線移動，以保持與基片的邊緣之間的涂覆距離(步驟98；3)。利用非接觸式邊緣涂覆系統(tǒng)800繼續(xù)本例子，軟件944 向驅(qū)動模塊942發(fā)出控制信號，以如此驅(qū)動滑動部件824，使得在滾輪821與基片801旋轉(zhuǎn)期間，凹槽825(見圖11A)的表面與基片801的邊緣之間具有涂覆距離。涂覆距離可以是預定的恒定距離，或者是允許對基片801的邊緣進行涂覆的范圍。
基片的邊緣在基片旋轉(zhuǎn)時被涂覆材料涂覆(步驟984)。例如，可將涂覆材料施加到滾輪821的凹槽825上。接著，隨著滾輪821和基片801的旋轉(zhuǎn)，凹槽825上的涂覆材料傳遞至基片801的邊緣。涂覆材料可包括熱油墨，熱熔油墨，或優(yōu)選為UV固化抗電鍍劑。
當基片位于基片支撐件上時，可對涂覆材料進行固化(步驟98 。這是當采用例如UV固化抗電鍍劑時適用的可選步驟。在該情況下，當基片801仍位于卡盤843上時，固化部件851被激活以固化涂覆在基片801的邊緣上的UV固化抗電鍍劑。這允許在基片801 載于卡盤843時，一次性完成涂覆和固化步驟。
在邊緣涂覆過程之后，由運送裝置810從卡盤843上拾取基片801并將其放回至預對準站863中。
以上公開了用于太陽能電池基片的非接觸式邊緣涂覆的裝置和方法。雖然已經(jīng)提供了本實用新型的具體實施例，應該理解，這些實施例用于示例之目的，并非限制性的。在本領域普通技術人員閱讀本公開文本后，將會明了許多其它的實施例。
權利要求
1.一種用于太陽能電池基片的邊緣涂覆裝置，所述裝置包括 可旋轉(zhuǎn)的基片支撐件，其構造為保持非圓形的太陽能電池基片；以及涂布器，其構造為接收涂覆材料并在所述基片旋轉(zhuǎn)時將所述涂覆材料涂布至所述基片的邊緣，所述涂布器設置在與所述基片的邊緣相距涂覆距離的位置，從而當所述涂覆材料被涂布至所述基片的邊緣時，所述涂布器不與所述基片的邊緣物理接觸。
2.如權利要求
1所述的裝置，其中，所述涂布器包括帶凹槽的滾輪，所述基片的邊緣被接收在所述凹槽內(nèi)以接受所述涂覆材料的涂覆。
3.如權利要求
1所述的裝置，其中， 所述涂覆材料包括熱熔油墨。
4.如權利要求
1所述的裝置，其中， 所述涂覆材料包括UV固化抗電鍍劑。
5.如權利要求
1所述的裝置，還包括運送裝置，其構造為當將所述涂覆材料被涂布至所述基片的邊緣時，通過轉(zhuǎn)動所述基片支撐件來轉(zhuǎn)動所述基片，并且使所述基片呈現(xiàn)于所述涂布器。
6.如權利要求
5所述的裝置，其中， 所述運送裝置包括多軸機器人。
7.如權利要求
1所述的裝置，其中，所述涂布器包括凹部，所述基片的邊緣被接收在所述凹部內(nèi)以接受所述涂覆材料的涂覆。
8.如權利要求
1所述的裝置，其中，所述基片支撐件包括卡盤，所述卡盤構造為利用真空吸力保持所述基片。
9.如權利要求
1所述的裝置，還包括凸輪，其與所述基片支撐件機械聯(lián)接以與所述基片支撐件一起旋轉(zhuǎn)；以及跟隨器，其與所述涂布器機械聯(lián)接以與所述涂布器一起旋轉(zhuǎn)，所述跟隨器構造為機械接觸所述凸輪，從而當所述凸輪和所述跟隨器旋轉(zhuǎn)時所述跟隨器跟隨所述凸輪的形狀。
10.一種用于太陽能電池基片的邊緣涂覆裝置，所述裝置包括具有凹槽的滾輪，所述凹槽構造為能夠接收非圓形的太陽能基片的邊緣； 基片支撐件，其構造為當所述基片的邊緣接受所述滾輪的凹槽內(nèi)的涂覆材料的涂覆時保持所述基片；凸輪，其與所述基片機械聯(lián)接以與所述基片一起旋轉(zhuǎn)，所述凸輪具有與所述基片相同的形狀；以及跟隨器，其與所述滾輪機械聯(lián)接以與所述滾輪一起旋轉(zhuǎn)，當將所述涂覆材料被涂布至所述基片的邊緣時，所述跟隨器與所述凸輪機械接觸，以跟隨所述凸輪的形狀。
11.如權利要求
10所述的裝置，其中， 所述涂覆材料包括熱熔油墨。
12.如權利要求
10所述的裝置，其中， 所述涂覆材料包括UV固化抗電鍍劑。
13.如權利要求
10所述的裝置，其中，所述基片支撐件與運送裝置相聯(lián)接，所述運送裝置使所述基片在第一站和第二站之間移動，在所述第一站處，所述基片的邊緣接受所述涂覆材料的涂覆。
14.如權利要求
13所述的裝置，其中， 所述第二站包括預對準站。
15.如權利要求
13所述的裝置，其中， 所述運送裝置包括多軸機器人。
專利摘要
一種非接觸式邊緣涂覆裝置(100)，所述裝置在不發(fā)生物理接觸的情況下將涂覆材料涂布于非圓形太陽能電池基片(101)的邊緣。所述裝置(100)可包括可旋轉(zhuǎn)的基片支撐件(113)，其構造為能夠保持所述基片(101)。所述裝置可進一步包括涂布器(121)，所述涂布器構造為接收涂覆材料，并當所述基片(101)旋轉(zhuǎn)時，在所述涂布器(121)的任何部分都不與所述基片(101)的邊緣物理接觸的情況下將所述涂覆材料涂布至所述基片(101)的邊緣。所述基片支撐件(113)可與凸輪(112)機械聯(lián)接，所述凸輪(112)與機械連接至所述涂布器(121)的跟隨器(121)相接觸。包括熱熔油墨和UV固化抗電鍍劑在內(nèi)的多種涂覆材料可應用于所述裝置(100)。
文檔編號B05C3/18GKCN201940332SQ200990100071
公開日2011年8月24日 申請日期2009年1月28日
發(fā)明者伊曼紐爾·阿巴斯, 盧卡·帕瓦尼 申請人:太陽能公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan