在太陽能電池上設置導電粘合劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于通過單個晶體硅太陽能電池和導電連接器制造太陽能電池串的太陽能電池連接裝置，包括：第一模塊，用于聚集太陽能電池和導電連接器；第二模塊，與第一模塊相連并用于將導電連接器與太陽能電池連接；第三模塊，用于將太陽能電池從第一模塊傳送過第二模塊。太陽能電池連接裝置的特征在于，還包括另一模塊，設置在第一模塊之前并包括絲網(wǎng)印刷單元，另一模塊用于將導電性粘接劑涂覆在太陽能電池的至少一個面上。本發(fā)明還涉及一種用于將導電連接器設置在太陽能電池上以將多個太陽能電池彼此電連接成太陽能電池串的方法，包括：提供晶體硅太陽能電池；提供導電性連接器；通過絲網(wǎng)印刷將導電性粘接劑涂覆在太陽能電池的預定區(qū)域上；將導電連接器與太陽能電池的預定區(qū)域連接；以及固化導電性粘接劑以將導電連接器與太陽能電池電連接且機械連接。
【專利說明】在太陽能電池上設置導電粘合劑

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于通過單個晶體硅太陽能電池和導電連接器制造太陽能電池串的 太陽能電池連接裝置，其包括第一模塊，用于聚集太陽能電池和導電連接器；第二模塊，與 第一模塊相連并用于將導電連接器與太陽能電池連接；第三模塊，用于將太陽能電池從第 一模塊傳送過第二模塊。此外，本發(fā)明還涉及一種用于將導電連接器設置在太陽能電池上 以將多個太陽能電池彼此電連接成太陽能電池串的方法。

【背景技術】
[0002] 申請人:提供了可在一個裝置中建造太陽能電池串的所謂的施特林格裝置（電池串 裝置)。為此，將單獨的太陽能電池和帶狀導電連接器放置在傳送帶上，其中一個或多個帶 狀連接器由一個太陽能電池連至相鄰的太陽能電池，尤其是從一個太陽能電池的背面連至 相鄰太陽能電池的正面，或者與之相反的由一個電池的背面連至下一個電池的背面。該太 陽能電池和導電連接器組成的單元通過焊臺在傳送帶上運行，其中帶狀連接器與各太陽能 電池的電連接和機械連接在該焊臺中進行。最終結果是生成由一串太陽能電池電互連與機 械互連而成的單元，被稱為太陽能電池串。
[0003] 可以理解的是，在這樣的電池串裝置內可進行其他在這些位置上不應該繼續(xù)實現(xiàn) 的過程或方法步驟。
[0004] 雖然這些電池串裝置實際上已經(jīng)證明了并且使高通量成為可能，保持理想狀態(tài)的 存在，提供了進一步的改進，即一方面在不同類型的太陽能電池上實現(xiàn)靈活性和適應性，而 另一方面減少了故障率，并且不危害過程安全。


【發(fā)明內容】

[0005] 在此背景下，本發(fā)明的目的在于，進一步建立上述類型的太陽能電池連接裝置，從 而新技術的靈活性使故障率降低并且確保了過程安全性。
[0006] 該目的通過上述用于晶體硅太陽能電池的太陽能電池連接裝置來解決，其中通過 提供另一模塊，其設置在第一模塊之前并包括絲網(wǎng)印刷單元，另一模塊用于將導電性粘接 劑涂覆在太陽能電池的至少一個面上。
[0007] 也就是說，在太陽能電池連接裝置中插入另一個進一步提高靈活性的過程。通過 絲網(wǎng)印刷將導電粘合劑應用于太陽能電池區(qū)域使得放棄傳統(tǒng)焊接成為可能。由此也可以加 工其他新式的太陽能電池類型。同時，通過使用導電粘合劑可以實現(xiàn)較低的過程溫度，減少 故障率。特別是減少機械應力并產(chǎn)生較少的微裂紋，相較焊接連接也特別會提高長期穩(wěn)定 性。通過絲網(wǎng)印刷法使用粘合劑一方面實現(xiàn)很高的涂覆定位準確性，另一方面基于絲網(wǎng)印 刷的高再現(xiàn)性實現(xiàn)高過程安全性。
[0008] 在太陽能電池連接裝置即電池串裝置中集成這種處理還有其他優(yōu)點，例如節(jié)省控 制元件、減少處理步驟數(shù)量以及節(jié)省用于待加工的太陽能電池的位置監(jiān)測和調整的圖像處 理系統(tǒng)等優(yōu)點。
[0009] 在優(yōu)選的實施方式中，第二模塊包括固化單元。
[0010] 這具有這樣的優(yōu)點，即較快達到粘合劑的硬化以及尤其是由此得來的機械穩(wěn)定 性，從而能夠從整體上使通量提高。
[0011] 在優(yōu)選的實施方式中，另一模塊包括機械手部件，機械手部件用于翻轉太陽能電 池。更優(yōu)選地，另一模塊包括圓桌，所述圓桌用于將待涂覆粘接劑的太陽能電池接收在接納 區(qū)域中。優(yōu)選地，圓桌在所述接納區(qū)域內具有凹陷，所述凹陷設置在與涂覆區(qū)域相一致的位 置。
[0012] 這些措施是特別有利的，尤其是對于更多模塊內快速和有效的工藝流程而言。
[0013] 本發(fā)明相關的目的也通過用于將導電連接器設置在太陽能電池上以將多個太陽 能電池彼此電連接成太陽能電池串的方法來解決，并通過以下步驟解決：
[0014] 提供晶體硅太陽能電池；
[0015] 提供導電性連接器；
[0016] 通過絲網(wǎng)印刷將導電性粘接劑涂覆在所述太陽能電池的預定區(qū)域上；
[0017] 將所述導電連接器與所述太陽能電池的預定區(qū)域連接；以及
[0018] 固化所述導電性粘接劑以將所述導電連接器與所述太陽能電池電連接且機械連 接。
[0019] 更優(yōu)選地，涂覆的步驟包括：
[0020] 在太陽能電池的一面上涂覆所述導電性粘接劑；翻轉所述太陽能電池；在所述太 陽能電池的另一相對面上涂覆所述導電性粘接劑。
[0021] 更優(yōu)選地，同時對多個太陽能電池進行所述涂覆。在所述預定區(qū)域上進行帶狀的 涂覆，其中所述帶的寬度適合于所述導電連接器的寬度。
[0022] 更優(yōu)選地，太陽能電池的預定區(qū)域和/或連接器至少包括互相接觸的平面部分。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點已經(jīng)在結合本發(fā)明的太陽能電池連接裝置的上下文中 進行了解釋，從而作出參考。
[0024] 從整體來看，使用導電粘合劑將太陽能電池與導電連接器連接并將這些過程整合 在電池串裝置中帶來了明顯的優(yōu)點，尤其是考慮到靈活性和成本。
[0025] 可以理解的是，上述的和下面還要說明的特點不僅存在于已給出的組合，而且可 用于其他組合或者特例，而不背離本發(fā)明的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 本發(fā)明的更多優(yōu)點和實施方式可通過說明書及附圖得出。在附圖中：
[0027] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池連接裝置的示意圖；
[0028] 圖2為由三個太陽能電池組成的太陽能電池串的頂視示意圖和側視示意圖；以及
[0029] 圖3a至圖3d為其他類型的太陽能電池串的示意圖。

【具體實施方式】
[0030] 圖2為示出太陽能電池串的截面，其中太陽能電池串由標記16指示。太陽能電池 串16由多個晶體硅太陽能電池10構成，其中每個太陽能電池10具有由單個細電線構成的 接觸網(wǎng)。導電帶12、13垂直于該接觸網(wǎng)延伸并與接觸網(wǎng)連接，從而生成電連接。導電帶12、 13能夠延伸超出太陽能電池的總長度并超過相鄰的太陽能電池的長度，如圖2所示，導電 帶可在太陽能電池的相對側（底側）上延伸。導電帶12、13將一個太陽能電池10的上側與 相鄰太陽能電池的底側連接。由此，雖然在圖2中僅示出了兩個導電帶12和13,但可設置 更多導電帶。此外，如圖3a和3b所示，太陽能電池中的每一個導電帶橫向延伸超過兩個相 鄰太陽能電池的寬度，從而將前一個與后一個電池的合適的極性相連。
[0031] 如圖3c所示，在這種類型的太陽能電池中，在相鄰電池的縱向方向上導電帶還彼 此嵌套。導電帶(例如5段)將相鄰的電池的背面與背面連接。在如圖3a至圖3d所示出的 布置中，導電帶僅位于太陽能電池的背面上，在這種情況下稱為背面接觸電池。
[0032] 上述通過導電帶的連接將重復用于整個序列的晶體硅太陽能電池，從而在末端產(chǎn) 生構成太陽能電池串16的多個單太陽能電池中的一個，其中單太陽能電池通過導電帶進 行電連接。用語"導電帶"也表示其他的導電連接裝置，其可從純帶狀(例如在圖2和圖3c、 3d中）到各種結構適合的幾何形狀(如圖3a和圖3b)。
[0033] 這樣的太陽能電池串16的制造通過太陽能電池連接裝置來進行，圖1示出了該裝 置的示意性框圖并且用數(shù)字20來指示該裝置。該示意圖作為這樣的太陽能電池連接裝置 的操作的一般性說明，其中未示出技術細節(jié)。通常，這樣的太陽能電池連接裝置20短于太 陽能電池串也短于電池串設備。因此接下來示出的太陽能電池連接裝置20短于電池串20。
[0034] 圖1示出的太陽能電池連接裝置20被布置成處理多種類型的晶體硅太陽能電池， 尤其是圖2和圖3中示出的太陽能電池。
[0035] 在圖1中示出的太陽能電池連接裝置20包括多個模塊，這些模塊依次執(zhí)行所必需 的過程步驟。在過程步驟之間，當然也可以插入根據(jù)產(chǎn)品或客戶需要特定的過程中間步驟。 這些過程中間步驟可與下面將描述的模塊相關聯(lián)或構件獨立的新模塊。
[0036] 太陽能電池連接裝置20包括第一模塊即放置模塊22,其用于將太陽能電池10和 導電帶12、13放置在適當?shù)奈恢谩?br> [0037] 直接緊隨放置模塊22或在過程中間步驟之后設置第二模塊24,其例如包括固化 單元30。緊隨第二模塊24設置第四模塊即后處理模塊26,在后處理模塊26中例如執(zhí)行檢 驗過程以檢驗完成的太陽能電池串16,或例如將電池串放置在玻璃板上。
[0038] 第三模塊即傳送模塊28布置在上述模塊22、24、26之后，其具有至少一個傳送帶， 該傳送帶從第一模塊22延伸至第四模塊26,并且優(yōu)選地通過所謂的壓緊部件將太陽能電 池一起傳送。
[0039] 此外，在圖1中示出第五模塊即疊堆模塊32,其位于第一模塊之前并包括疊堆傳 送單元36和電池移動及定位裝置100,例如機械手或機器人。疊堆模塊用于將單太陽能電 池10處理為疊堆電池塊，該疊堆電池塊通過疊堆傳送單元36傳送至電池移動及定位裝置 100的機械手區(qū)域。電池移動及定位裝置100從疊堆電池塊中將單電池依次取出并將其再 次放置在放置模塊22區(qū)域中的傳送帶上，或將單電池傳送至第六模塊60,在第六模塊中執(zhí) 行有待解釋的過程步驟。
[0040] 為了提供導電帶12和13,第一模塊22設有供帶單元40。
[0041] 最后，圖1中的連接裝置20還包括返回傳送單元34,返回傳送單元將第四模塊26 的壓緊元件返回至第一模塊22。通過這樣的壓緊元件，在太陽能電池上布置導電帶并在傳 送過程中將導電帶固定以形成組件。
[0042] 第六模塊60位于第一模塊22之前并包括圓桌62和機器人38,圓桌用于接收多個 太陽能電池10,機器人38用于處理太陽能電池。此外，第六模塊60還包括絲網(wǎng)印刷單元 64,其用于將導電性粘接劑（以下簡稱為導電粘合劑）涂覆在太陽能電池的預定區(qū)域上。通 過在預定區(qū)域涂覆導電粘合劑，可將導電帶12和13粘附在太陽能電池上。
[0043] 可打印的太陽能電池通過圓桌62傳送至絲網(wǎng)印刷單元64,在涂覆導電粘合劑之 后傳送出絲網(wǎng)印刷單元并朝向第一模塊22傳送。電池移動及定位裝置100從疊堆傳送單 元36接收具有未打印的太陽能電池的圓桌62。通過機器人38從圓桌62中取出未打印的 太陽能電池，從而將其傳送至第一模塊22。
[0044] 如圖2所示，對太陽能電池 10進行如下處理，在太陽能電池的兩面均涂覆導電粘 合劑。例如這樣實現(xiàn)雙面打印的太陽能電池，即使得絲網(wǎng)印刷單元64穿過太陽能電池兩 次，其中例如通過機器人38或翻轉裝置101將太陽能電池翻轉一次。
[0045] 在圖1示出的圓桌62的布置中，可在四個不同的位置接納各兩個太陽能電池。這 意味著，在一個位置中可將一個太陽能電池以正面放置而將另一個以背面放置。在絲網(wǎng)印 刷單元64中，在一個過程中，一個太陽能電池的正面和另一個太陽能電池的背面通過導電 粘合劑來印刷。在移出時，一個太陽能電池從機器人38傳送至第一模塊22,而另一個太陽 能電池被翻轉，然后通過再次旋轉圓桌在稍后的時間再次傳送至絲網(wǎng)印刷單元64。為了不 損壞涂覆的導電粘合劑或不使涂覆的導電粘合劑模糊，在圓桌中設有這樣的深度以使導電 粘合劑不與圓桌接觸。然后，打印的太陽能電池僅位于圓桌上無打印的區(qū)域。
[0046] 如果太陽能電池僅需要打印一面，則不進行翻轉并且絲網(wǎng)印刷單元64穿過一次 就足夠。
[0047] 通過將絲網(wǎng)印刷單元64集成至第六模塊60,產(chǎn)生了從疊堆模塊32開始至第四模 塊26的封閉連續(xù)過程，通過該過程能夠得到完成的太陽能電池串。
[0048] 下面將對由連接裝置20執(zhí)行的單過程步驟的流程進行描述。
[0049] 電池移動和定位裝置100從疊堆傳送單元36中取出晶體硅太陽能電池10,并將其 放置在圓桌62中合適的接納處。然后，太陽能電池進入絲網(wǎng)印刷單元64中并在預定區(qū)域 上涂覆導電性粘合劑。在該區(qū)域(在圖2中用B表示）中，對稍后導電帶12和13將放置的 每個表面進行處理。
[0050] 在印刷之后，太陽能電池從絲網(wǎng)印刷單元64移出，然后由機器人38放置在第一模 塊22中的傳送模塊28的傳送帶上。
[0051] 通過供帶單元40,將導電帶12和13放置在設有導電粘合劑的區(qū)域B上，然后通過 機械手部件42將壓緊元件放置在太陽能電池和導電帶的區(qū)域上。
[0052] 根據(jù)步驟順序，然后通過固化單元30將具有導電帶的太陽能電池傳送，固化單元 例如通過熱量將導電粘合劑固化，從而在太陽能電池與導電帶之間生成機械穩(wěn)定的連接。
[0053] 在第四模塊26中，通過另外的機械手44取出壓緊元件并提供返回傳送單元34。
[0054] 上述導電粘合劑包括例如還有銀的粘接劑，從而實現(xiàn)其導電性。當然，可以想到使 用具有其他導電成分的其他導電粘合劑。
[0055] 還可以想到，除了固化單元30之外，第二模塊24還包括焊接單元，從而使得連接 裝置20不僅能夠加工涂覆有導電粘合劑的太陽能電池，還能加工焊接的太陽能電池。
【權利要求】
1. 一種通過單個晶體硅太陽能電池和導電連接器制造太陽能電池串的太陽能電池連 接裝置，包括： 第一模塊，用于聚集所述太陽能電池和所述導電連接器； 第二模塊，與所述第一模塊相連并用于將所述導電連接器與所述太陽能電池連接； 第三模塊，用于將所述太陽能電池從所述第一模塊傳送過所述第二模塊；以及 其特征在于 所述太陽能電池連接裝置還包括另一模塊，所述另一模塊設置在所述第一模塊之前并 包括絲網(wǎng)印刷單元，用于將導電性粘接劑涂覆在太陽能電池的至少一個面上。
2. 如權利要求1所述的太陽能電池連接裝置，其特征在于，所述第二模塊包括固化單 J Li 〇
3. 如權利要求1或2所述的太陽能電池連接裝置，其特征在于，所述另一模塊包括機械 手部件，所述機械手部件用于翻轉太陽能電池。
4. 如前述權利要求1-3中任一項所述的太陽能電池連接裝置，其特征在于，所述另一 模塊包括用于將待涂覆粘接劑的太陽能電池接收在接納區(qū)域中的圓桌。
5. 如權利要求4所述的太陽能電池連接裝置，其特征在于，所述圓桌在所述接納區(qū)域 內具有凹陷，所述凹陷設置在與涂覆區(qū)域相一致的位置。
6. -種用于將導電連接器設置在太陽能電池上以將多個太陽能電池彼此電連接成太 陽能電池串的方法，包括： 提供晶體娃太陽能電池； 提供導電性連接器； 通過絲網(wǎng)印刷將導電性粘接劑涂覆在所述太陽能電池的預定區(qū)域上； 將所述導電連接器與所述太陽能電池的預定區(qū)域連接；以及 固化所述導電性粘接劑以將所述導電連接器與所述太陽能電池電連接且機械連接。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，通過印刷方法、尤其是絲網(wǎng)印刷方法進行所 述粘接劑的涂覆。
8. 如權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述涂覆的步驟包括： 在太陽能電池的一面上涂覆所述導電性粘接劑； 翻轉所述太陽能電池； 在所述太陽能電池的另一相對面上涂覆所述導電性粘接劑。
9. 如權利要求6-8中任一項所述的方法，其特征在于，同時對多個太陽能電池進行所 述涂覆。
10. 如權利要求6-9中任一項所述的方法，其特征在于，在所述預定區(qū)域上進行帶狀的 涂覆，其中所述帶的寬度適合于所述導電連接器的寬度。
11. 如權利要求6-10中任一項所述的方法，其特征在于，所述太陽能電池的所述預定 區(qū)域和/或所述導電連接器至少包括互相接觸的平面部分。
【文檔編號】H01L31/05GK104112792SQ201410152730
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權日:2013年4月16日
【發(fā)明者】迪普爾-英·阿克塞爾·里斯米勒, 托馬斯·菲舍爾 申請人:帝目機械設備有限公司