本申請總體上涉及太陽能電池面板的制造，包括將光伏結(jié)構(gòu)切割為多個條。

背景技術(shù)：

定義

“太陽能電池”或“電池”是能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)換為電的光伏結(jié)構(gòu)。電池可以具有任何尺寸和任何形狀，并可以由多種材料產(chǎn)生。例如，太陽能電池可以是在硅晶圓上或在襯底材料(例如，玻璃、塑料或能夠支撐光伏結(jié)構(gòu)的任何其它材料)上的一個或多個薄膜上或它們的組合上制造的光伏結(jié)構(gòu)。

“太陽能電池條”、“光伏條”或“條”是諸如太陽能電池的光伏結(jié)構(gòu)的一部分或一段。太陽能電池可以被劃分為多個條。條可以具有任何形狀和任何尺寸。條的寬度和長度可以彼此是相同的或不同的。可以通過進(jìn)一步劃分先前劃分的條來形成多個條。

“級聯(lián)”是經(jīng)由在太陽能電池或條的邊緣上或附近的電極進(jìn)行電耦合的太陽能電池或條的物理布置。有許多方式來物理地連接鄰近的光伏結(jié)構(gòu)。一種方式是在鄰近結(jié)構(gòu)的邊緣處或附近物理地重疊它們(例如，一個邊緣在正側(cè)而另一個邊緣在反側(cè))。這種重疊過程有時候稱為“疊瓦構(gòu)造(shingling)”。兩個或更多個級聯(lián)光伏結(jié)構(gòu)或條可以被稱為“級聯(lián)串”或更簡單地稱為串。

“指線”、“指狀電極”和“指”是指用于收集載流子的光伏結(jié)構(gòu)的細(xì)長、導(dǎo)電(例如，金屬)電極。

“母線”、“總線”或“總線電極”是指用于聚集由兩個或更多個指線收集的電流的光伏結(jié)構(gòu)的細(xì)長、導(dǎo)電(例如，金屬)電極。母線通常比指線更寬，并且脂被安置或以其它方式設(shè)置在光伏結(jié)構(gòu)上或光伏結(jié)構(gòu)之內(nèi)的任何地方。單個光伏結(jié)構(gòu)可以具有一個或多個母線。

“光伏結(jié)構(gòu)”可以指太陽能電池、片段或太陽能電池條。光伏結(jié)構(gòu)并不限于通過特定方法制造的裝置。例如，光伏結(jié)構(gòu)可以是基于晶體硅的太陽能電池、薄膜太陽能電池、基于非晶硅的太陽能電池、基于多晶硅的太陽能電池或它們的條。

用于制備太陽能電池面板的光伏技術(shù)的進(jìn)展，已經(jīng)幫助太陽能在那些希望降低他們的碳排放并減少他們的每月能源成本的人中獲得了廣泛的吸引力。但是，典型地，面板是人工制造的，這是耗時且容易出錯的過程，從而使得大規(guī)模生產(chǎn)可靠的太陽能電池面板成本昂貴。

太陽能電池面板典型地包括完整的太陽能電池的一個或多個串。在級聯(lián)布置中，串中鄰近的太陽能電池可以彼此重疊。例如，在2014年10月8日提交且名稱為“Module Fabrication of Solar Cells with Low Resistivity Electrodes”的美國專利申請No.14/510,008中描述了形成太陽能電池面板的太陽能電池的連續(xù)串，上述專利申請的公開通過引用其全部內(nèi)容的方式并入本文。生產(chǎn)具有級聯(lián)電池布置的太陽能電池面板可以減小由于條之間的互連引起的電阻，并可以增加能放入太陽能電池面板內(nèi)的太陽能電池的數(shù)量。

制備這樣的面板的一種方法包括順次連接鄰近電池的母線并組合它們。一種類型的面板(如在上面提到的專利申請中描述的)包括通過將完整的太陽能電池劃分為條產(chǎn)生的一系列的級聯(lián)條，并且然后將條級聯(lián)以形成一個或多個串。

精確和一致地將太陽能電池劃分為條以及在形成級聯(lián)布置時使條或電池對準(zhǔn)對于確保恰當(dāng)?shù)碾娺B接和物理連接是關(guān)鍵的，但是如果人工執(zhí)行，在量產(chǎn)中難以可靠地獲得這樣的對準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題中的一個是提供一種改進(jìn)的用于將光伏結(jié)構(gòu)分割為多個條的設(shè)備。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供一種用于分割光伏結(jié)構(gòu)的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括：第一表面；和連接到所述第一表面的第二表面；其中所述第二表面不平行于所述第一表面；其中所述第一表面包括適于保持所述光伏結(jié)構(gòu)的保持機(jī)構(gòu)；并且其中所述第一表面和第二表面之間的結(jié)合處形成第一支點(diǎn)邊緣，從而便于所述光伏結(jié)構(gòu)被保持在所述第一表面上，并沿著所述第一支點(diǎn)邊緣被分割。

在一種實(shí)施方式中，所述第一表面和所述第二表面形成非180度的角。

在一種實(shí)施方式中，所述保持機(jī)構(gòu)包括適于通過產(chǎn)生壓力差來保持所述光伏結(jié)構(gòu)的至少一個裝置。

在一種實(shí)施方式中，所述設(shè)備還包括適于推動到所述光伏結(jié)構(gòu)的不被所述第一表面支撐的區(qū)域上的具有多個接觸點(diǎn)的切割頭。

在一種實(shí)施方式中，所述第二表面包括適于減小所述光伏結(jié)構(gòu)落在所述第二表面上時的沖擊的緩沖機(jī)構(gòu)。

在一種實(shí)施方式中，所述緩沖機(jī)構(gòu)包括適于通過產(chǎn)生氣流來減緩被分割后所述光伏結(jié)構(gòu)的移動的至少一個裝置。

在一種實(shí)施方式中，所述設(shè)備還包括連接到所述第二表面并適于在所述光伏結(jié)構(gòu)的條被分割后引導(dǎo)其落入預(yù)定位置的邊緣。

在一種實(shí)施方式中，所述設(shè)備還包括連接到所述第一表面并與其形成非180度的角的第三表面，其中所述第一表面和第三表面之間的結(jié)合部分形成便于所述光伏結(jié)構(gòu)被分割成三個條的第二支點(diǎn)邊緣。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種切割系統(tǒng)，所述切割系統(tǒng)包括：保持設(shè)備，所述保持設(shè)備適于將光伏結(jié)構(gòu)保留在切割平臺的中心部分；接觸設(shè)備，所述接觸設(shè)備適于與所述光伏結(jié)構(gòu)相接觸并將所述光伏結(jié)構(gòu)分割為多個條；以及致動器，所述致動器適于向所述光伏結(jié)構(gòu)移動所述接觸設(shè)備，從而將所述光伏結(jié)構(gòu)分割為條。

在一種實(shí)施方式中，所述接觸設(shè)備包括多個接觸尖，其中的至少兩個接觸尖被布置在與所述接觸設(shè)備的基座的不同距離處。

在一種實(shí)施方式中，所述切割平臺的側(cè)面部分從所述中心部分傾斜，從而允許所述光伏結(jié)構(gòu)的條在切割之后從由所述保持設(shè)備保留的所述光伏結(jié)構(gòu)的條脫離。

在一種實(shí)施方式中，所述切割平臺的側(cè)面部分包括適于在已切割的條下面噴射空氣的多個空氣噴嘴。

在一種實(shí)施方式中，所述保持設(shè)備包括適于維持在所述光伏結(jié)構(gòu)上保持的吸力的至少一個吸氣機(jī)構(gòu)。

在一種實(shí)施方式中，所述接觸機(jī)構(gòu)在被致動時可操作為將所述光伏結(jié)構(gòu)分割為三個條。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果之一是能夠提供一種改進(jìn)的用于將光伏結(jié)構(gòu)分 割為多個條的設(shè)備。

附圖說明

附圖1A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割系統(tǒng)。

附圖1B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的光伏結(jié)構(gòu)。

附圖1C示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割基座。

附圖1D示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的一組切割尖。

附圖2A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的光伏結(jié)構(gòu)。

附圖2B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的被切割之前的光伏結(jié)構(gòu)的截面圖。

附圖2C示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的光伏結(jié)構(gòu)被切割后的三個條的級聯(lián)布置。

附圖2D示出了根據(jù)一個實(shí)施例的在光伏結(jié)構(gòu)的前面上的示例性導(dǎo)電柵和空白區(qū)圖案。

附圖2E示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，在光伏結(jié)構(gòu)的背面上的示例性導(dǎo)電柵和空白區(qū)圖案。

附圖2F示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的多個條。

附圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的用于處理光伏結(jié)構(gòu)以生產(chǎn)串的步驟的順序。

附圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的在電池處理臺上的切割系統(tǒng)。

附圖5A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的示例性切割控制設(shè)備。

附圖5B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的用于將光伏結(jié)構(gòu)分割為多個條的方法。

附圖6A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割系統(tǒng)的側(cè)視圖。

附圖6B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的具有伸展的活塞的切割系統(tǒng)。

附圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的被劃分為多個條的光伏結(jié)構(gòu)。

附圖8示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的致動器的截面圖。

附圖9A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割系統(tǒng)的另一個視圖。

附圖9B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的具有伸展的活塞的切割系統(tǒng)的側(cè)視圖。

附圖10示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的用于安裝切割設(shè)備的通孔。

附圖11示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割系統(tǒng)的俯視圖。

附圖12示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割頭的俯視圖。

附圖13示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割尖平臺的仰視圖。

附圖14示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割基座和步進(jìn)梁的仰視圖。

附圖15示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例的切割基座的提升設(shè)備。

附圖16A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的耦合到切割基座的致動器。

附圖16B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的抬高的切割基座。

附圖17A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的耦合到切割基座的電池保持設(shè)備的致動器。

附圖17B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的通過抬高切割基座的電池保持設(shè)備而產(chǎn)生的支點(diǎn)邊緣。

附圖18A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的具有切割開口的切割基座。

附圖18B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的在切割基座上的切割動作。

附圖18C示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的已切割的光伏結(jié)構(gòu)。

在附圖中，相同的參考標(biāo)記指示相同的附圖元件。

具體實(shí)施方式

對其它申請的交叉引用

本申請要求以下申請的權(quán)益：2014年12月5日提交的代理人案號為P103-1PUS的名稱為“SYSTEM，METHOD，AND APPARATUS FOR AUTOMATIC MANUFACTURING OF SOLAR PANELS”的美國臨時專利申請No.62/088,509；2015年4月6日提交的代理人案號為P103-2PUS的名稱 為“SYSTEMS AND METHODS FOR PRECISION AUTOMATION OF MANUFACTURING SOLAR PANELS”的美國臨時專利申請No.62/143,694；和2015年8月13日提交的代理人案號為P103-3NUS的名稱為“PHOTOVOLTAIC STRUCTURE CLEAVING SYSTEM”的美國非臨時專利申請No.14/826,129，它們的公開通過引用其全部內(nèi)容的方式并入本文用于所有目的。

本申請與2014年12月8日提交的代理人案號為P67-3NUS的名稱為“HIGH EFFICIENCY SOLAR PANEL”的美國專利申請No.14/563,867；和2014年10月8日提交的代理人案號為P67-2NUS的名稱為“MODULE FABRICATION OF SOLAR CELLS WITH LOW RESISTIVITY ELECTRODES”的美國專利申請No.14/510,008相關(guān)，它們的公開通過引用其全部內(nèi)容的方式并入本文用于所有目的。

給出下面的說明來使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制備并使用實(shí)施例，并在具體應(yīng)用和其需求的情況下提供了以下說明。對公開的實(shí)施例的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，并且在不脫離本公開的精神和范圍情況下，本文中定義的一般原理也可以應(yīng)用于其它實(shí)施例和應(yīng)用。因此，本實(shí)用新型并不限于示出的實(shí)施例，而要符合與本文公開的原理和特征相一致的最寬的范圍。

綜述

提供了自動地將光伏結(jié)構(gòu)劃分為多個條而不嚴(yán)重?fù)p傷各個條的切割系統(tǒng)。切割系統(tǒng)可以在能夠制造完整的太陽能電池面板的自動裝配線內(nèi)操作，其可以包括以級聯(lián)配置布置的光伏結(jié)構(gòu)條。

切割系統(tǒng)能接納已經(jīng)沿著緊挨光伏結(jié)構(gòu)的母線或在其附近的空白區(qū)劃線的光伏結(jié)構(gòu)。槽可以是相對于母線的任何定向，但槽通常是基本平行于母線。切割系統(tǒng)可以通過沿著至少一個劃線槽使光伏結(jié)構(gòu)斷裂而將光伏結(jié)構(gòu)劃分為兩個或更多個條。例如，切割系統(tǒng)可以包括能夠下推到光伏結(jié)構(gòu)的外部區(qū)域上的一排切割尖，其從光伏結(jié)構(gòu)的一個邊緣開始以使得在那個邊緣開始斷裂。

太陽能電池面板裝配線的后期階段可以將多個條布置為一個或多個級聯(lián)串，并且然后可以組合多個串來形成太陽能電池面板。

附圖1A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割系統(tǒng)100。在操作期間， 切割系統(tǒng)100可以接納可具有在它的向上表面上劃線的兩個(或其它數(shù)量)槽的光伏結(jié)構(gòu)。切割系統(tǒng)100能固定光伏結(jié)構(gòu)的至少一部分，同時沿著劃線槽輕輕地將光伏結(jié)構(gòu)劃分為多個條，而不損傷各個條。例如，切割基座110可以包括在中心面112上的一組吸嘴116。吸嘴116可以在光伏結(jié)構(gòu)的下面產(chǎn)生吸力以向下保持它，同時切割頭102可以沿著劃線槽使得光伏結(jié)構(gòu)劃分成多個條。通過使用吸力將光伏結(jié)構(gòu)向下保持，切割基座110能將它向下保持而不用必須向下夾緊，向下夾緊可能以其它方式使光伏結(jié)構(gòu)斷裂或有劃痕。

為了分割光伏結(jié)構(gòu)，切割頭102可以向沒有被中心面112向下保持的光伏結(jié)構(gòu)的一部分施加輕輕的向下的力。因?yàn)椴蹆H僅穿過光伏結(jié)構(gòu)的一部分，施加的向下的力可以引起沿著劃線槽的清晰的切割界面。例如，致動器104能將切割尖平臺106降低到光伏結(jié)構(gòu)的向上的表面上，以使得切割尖108壓靠光伏結(jié)構(gòu)的兩個外部部分，同時吸嘴116產(chǎn)生向下保持中心部分的吸力。來自切割尖108的向下的力能使得外部部分?jǐn)嗔殉蓷l，所述條可以落到切割基座110的側(cè)邊上的坡面上，同時中心條可以保留在中心面112上。

但是，硬著陸到切割基座110上可能導(dǎo)致對已切割的條的基極層-發(fā)射極界面的損傷。為了使其軟著陸，切割基座110可以包括在不被中心面112向下保持的條下面的一組空氣噴嘴120。當(dāng)切割系統(tǒng)100將光伏結(jié)構(gòu)切割為多個條時，空氣噴嘴120能以向上的方向噴射空氣。將會朝上的氣流可以有效抵消被切割的條上的一些向下的重力，并可以在它們斷裂從中心條脫離之后，使它們降落到基座110上時能夠軟著陸。

取決于光伏結(jié)構(gòu)的諸如厚度的物理約束、本征材料特性和溫度等，可以改變劃線槽的優(yōu)選的或預(yù)定的深度。一般地，可以在光伏結(jié)構(gòu)的任一側(cè)上進(jìn)行槽的劃線。在一個實(shí)施例中，為了減小對基極層和發(fā)射極層之間的界面(即，相反摻雜類型的兩個半導(dǎo)體區(qū)域之間的界面，也稱為“發(fā)射結(jié)”)的損傷的可能性，可以在相對于這樣的界面的一側(cè)上進(jìn)行槽的劃線。如果使用了激光劃線工具，這樣的損傷可能由于高溫而發(fā)生，或者如果使用其它的劃線方法，這樣損傷來自于機(jī)械力。在這種情況中，槽可以穿透表面場層位于其上的一側(cè)、透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層、重?fù)诫s表面場層、可選的本征隧穿層和晶體Si基極層的一部分。槽的深度可以足夠大以便于精確的機(jī)械切割，而沒有激光束(如果使用激光用于劃線的話)到達(dá)基極層-發(fā)射極層的界面而導(dǎo)致對該界面的任何損傷。 因此，切割動作可以在有槽的一側(cè)發(fā)生。即，光伏結(jié)構(gòu)可以被向下保持在發(fā)射極層位于其上的一側(cè)(即，具有與基極層相反的摻雜類型的層)，并且切割頭可以向下推動到表面場層位于其上的一側(cè)。

本文中描述的示例是基于光伏結(jié)構(gòu)被切割成三個條的假設(shè)。但是，本實(shí)用新型的實(shí)施例并不限于這樣的配置，并可以應(yīng)用到其它的切割配置。例如，本實(shí)用新型的實(shí)施例可以用于以一些步驟將光伏結(jié)構(gòu)切割為兩個、四個、五個、六個或多個條。

附圖1B示出了能夠防止在切割過程期間對光伏結(jié)構(gòu)的發(fā)射結(jié)的損傷的槽的一個示例。在這個示例中，光伏結(jié)構(gòu)128可以包括N型輕摻雜晶體硅(c-Si)基極層130、本征隧穿層132、N型重?fù)诫s非晶硅(a-Si)表面場層134、透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層136和前側(cè)母線138。在背側(cè)，結(jié)構(gòu)可以包括本征隧穿層140、P型a-Si發(fā)射極層142、TCO層144和背側(cè)母線146。由P型a-Si發(fā)射極層142、本征隧穿層140和N型c-Si基極層130形成的背側(cè)隧穿結(jié)能將由基極層130生成的多數(shù)載流子運(yùn)輸走。由N型重?fù)诫sa-Si表面場層134、本征隧穿層132和基極層130形成的前側(cè)隧穿結(jié)能將由基極層130生成的少數(shù)載流子運(yùn)輸走，從而減少了在基極層130內(nèi)載流子復(fù)合的量。隧穿層132和140可以鈍化基極層130和兩個重?fù)诫sa-Si層之間的界面，同時仍允許由基極層130生成的載流子由于隧穿效應(yīng)進(jìn)入這些a-Si層中。

基極層130和發(fā)射極層142之間的隧穿結(jié)是多數(shù)載流子被移走的地方。因此，優(yōu)選地將由劃線和/或切割引起的對這個界面的損傷保持為很小。如果將激光用于劃線，由激光束引起的高溫可能損傷基極層-發(fā)射結(jié)。因此，期望在表面場層側(cè)上的進(jìn)行槽148的劃線，其中槽148并不會穿透基極層130并到達(dá)基極層-發(fā)射極界面。可以在劃線過程之后使用如本文中描述的切割過程來沿著槽獲得整齊的斷裂。在2012年8月31日提交的名稱為“BACK JUNCTION SOLAR CELL WITH TUNNEL OXIDE”的美國專利申請No.13/601,441中提供了示例性光伏結(jié)構(gòu)的更多細(xì)節(jié)，該公開通過引用其全部內(nèi)容的方式并入本文中。

附圖1B中示出的示例性光伏結(jié)構(gòu)128包括N型輕摻雜c-Si基極層。一般地，基極層可以是N或P型摻雜，或不摻雜，并可以由各種材料(包括c-Si、a-Si、多晶硅或非硅材料)制成?；诓煌牧系母鞣N器件結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)也可以用于構(gòu)造光伏結(jié)構(gòu)。例如，光伏結(jié)構(gòu)可以是基于晶圓的光伏結(jié)構(gòu)，或可以具有不 同于那些規(guī)則晶圓的尺寸和形狀的薄膜光伏結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例提供了可以沿著槽切割光伏結(jié)構(gòu)以生產(chǎn)多個條而不損傷條的基極層和發(fā)射極層之間的界面的系統(tǒng)。

例如，對于典型的具有堆疊厚度從200至700微米范圍的基于晶體Si的光伏結(jié)構(gòu)，槽的深度可以從5-100微米變化。優(yōu)選地，槽的深度可以達(dá)到30或50微米。在一個實(shí)施例中，槽的深度可以是大約20微米。對于具有較小堆疊厚度的基于薄膜的光伏結(jié)構(gòu)，槽的深度可以相應(yīng)減小。作為選擇，槽的深度可以測量為光伏結(jié)構(gòu)的厚度的百分比。例如，槽的深度可以高達(dá)光伏結(jié)構(gòu)的厚度的70％。在一個實(shí)施例中，槽的深度可以是光伏結(jié)構(gòu)的厚度的2％-70％。在又一個實(shí)施例中，槽的深度可以是結(jié)構(gòu)的厚度的10％-40％。優(yōu)選地，槽的深度可以是結(jié)構(gòu)的厚度的大約20％。

一些傳統(tǒng)的太陽能電池面板包括串聯(lián)連接的非切割的光伏結(jié)構(gòu)的單個串。如在美國專利申請No.14/563,867中描述的，可能更希望具有多個(例如3個)串，每個串包括級聯(lián)條，并把這些串并聯(lián)連接。這樣的多個并聯(lián)串面板配置能提供相同的輸出電壓以及減小的內(nèi)部電阻。通常地，光伏結(jié)構(gòu)可以被劃分為n個條，并且面板可以包含n個串，每個串具有與傳統(tǒng)的單串面板中常規(guī)光伏結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同數(shù)量的條。這樣的配置可以確保每個串輸出與傳統(tǒng)面板大致相同的電壓。然后n個串可以并聯(lián)連接以形成面板。因此，面板的電壓輸出可以與傳統(tǒng)的單串面板的電壓輸出相同，同時面板的總內(nèi)部電阻可以是串的電阻的1/n(注意，由多個條制成的串的總電阻可以是由相同數(shù)量的未劃分的光伏結(jié)構(gòu)制成的串的總電阻的一部分)。因此，通常n越大，面板的總內(nèi)部電阻越小，并且從面板提取出的功率越大。但是，折衷的是，隨著n增加，需要用于互連串的連接的數(shù)量也增加，這增大了接觸電阻的量。同時，n越大，單個光伏結(jié)構(gòu)必須被劃分成更多的條，由于在單個面板中使用大量的條，這增加了相關(guān)的生產(chǎn)費(fèi)用并降低了整體可靠性。

決定n的另一個考慮是電極和其上形成電極的光伏結(jié)構(gòu)之間的接觸電阻。這種接觸電阻越大，則需要更大的n來有效地減小面板的整體內(nèi)部電阻。因此，對于特定類型的電極，可能需要不同的n值以在減小總面板內(nèi)部電阻中獲得足夠的益處來抵消增加的生產(chǎn)費(fèi)用和降低的可靠性。例如，傳統(tǒng)的基于銀膏或鋁的電極可能要求n大于4，因?yàn)閷y膏絲網(wǎng)印刷和燒制在光伏結(jié)構(gòu)上的過程不 能產(chǎn)生電極和下面的光伏結(jié)構(gòu)之間的理想電阻。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，可以使用物理氣相沉積(PVD)和電鍍的銅的組合作為電極材料來制造包括母線和指線兩者的電極。得到的銅電極可以展現(xiàn)出比鋁或絲網(wǎng)印刷銀膏電極更低的電阻。因此，可以使用更小的n來獲得減小的面板內(nèi)部電阻的益處。在一些實(shí)施例中，n選擇為3，其小于具有銀膏電極或其它類型電極的光伏結(jié)構(gòu)通常需要的n值。相應(yīng)地，可以在單個光伏結(jié)構(gòu)上進(jìn)行兩個槽的劃線，以允許光伏結(jié)構(gòu)被劃分成三個條。

除了更低的接觸電阻，電鍍銅電極也可以提供對切割過程期間可能發(fā)生的微裂紋的更高的容限。這樣的微裂紋可能對銀膏電極光伏結(jié)構(gòu)造成不利影響。另一方面，即使在光伏結(jié)構(gòu)中存在微裂紋，鍍銅電極可以維持跨越表面的傳導(dǎo)性。銅電極對微裂紋的較高容限允許人們使用更薄的硅晶圓來制造光伏結(jié)構(gòu)。因此，要在光伏結(jié)構(gòu)上劃線的槽可以比在較厚晶圓上劃線的槽更淺，這又有助于增加劃線過程的產(chǎn)量。在2011年8月29提交的名稱為“SOLAR CELL WITH ELECTROPLATED GRID”的美國專利申請No.13/220,532中提供了關(guān)于使用鍍銅以在光伏結(jié)構(gòu)上形成低電阻電極的更多的細(xì)節(jié)，該公開通過引用其全部內(nèi)容的方式并入此處。

切割基座110被設(shè)計(jì)成沿著劃線槽切割光伏結(jié)構(gòu)，而不會沿著電極引起微裂紋或損傷基極層-發(fā)射極界面。附圖1C示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割基座110的全貌圖。特別地，中心面112可以在切割過程期間在光伏結(jié)構(gòu)的中心條下面提供支撐，并且側(cè)斜坡118和119使得外部條在它們從中心條分離之后軟著陸。

在一些實(shí)施例中，在中心面112上的吸嘴(例如，吸嘴116)可以充當(dāng)能夠保持光伏結(jié)構(gòu)而不損傷它的保持設(shè)備。例如，吸嘴(例如，吸嘴116)可以與中心面112的頂面平齊。這種平齊的設(shè)計(jì)可以防止對光伏結(jié)構(gòu)的底面的損傷。當(dāng)光伏結(jié)構(gòu)停留在中心面112上時，光伏結(jié)構(gòu)的底面可以與中心面112上的吸嘴的周邊相接觸。啟動的吸力可以使得吸嘴在吸嘴的周邊內(nèi)產(chǎn)生低壓區(qū)。這種低壓環(huán)境可以將光伏結(jié)構(gòu)向下保持到中心面112。

切割基座110也可以包括分別在中心面112和側(cè)斜坡118之間以及中心面112和側(cè)斜坡119之間交叉邊緣處形成的切割支點(diǎn)114和115。光伏結(jié)構(gòu)可以放置在切割基座110上，從而切割支點(diǎn)114和115可以在光伏結(jié)構(gòu)的劃線槽之間 對準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，在光伏結(jié)構(gòu)的向下表面上的母線可以駐留于支點(diǎn)114和115之外，從而在切割過程期間不會損傷它們。當(dāng)切割尖向外部條的頂面施加壓力時，支點(diǎn)114和115能從中心條下面在劃線槽附近施加壓力，以使得外部條從中心條脫離。

側(cè)斜坡118和119可以包括從中心面112向下的斜坡，并能防止切割過程之后側(cè)條的底面被損傷。例如，側(cè)斜坡118和119可以包括指向朝上方向的空氣噴嘴120，并可以在朝上方向釋放氣流以產(chǎn)生能夠防止側(cè)條碰撞成角度的側(cè)斜坡118和119的空氣緩沖。當(dāng)側(cè)條從中心條脫離時，側(cè)條可以落到空氣緩沖上，沿著側(cè)斜坡118和119滑落，并停留在側(cè)軌122和123。

附圖1D示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，向下壓在光伏結(jié)構(gòu)124的兩個外部區(qū)域上的一組切割尖108和109的側(cè)視圖。在光伏結(jié)構(gòu)124上的兩個劃線槽126和127可以定向在切割支點(diǎn)邊緣114和115之外，并在切割尖108和109之間。

在一些實(shí)施例中，切割尖108和109可以防止不必要的和過多的壓力施加給光伏結(jié)構(gòu)124的頂面。例如，切割尖109可以部分容納在彈簧柱塞107內(nèi)，且彈簧可以放置在彈簧柱塞107內(nèi)以吸收致動器104施加的一些壓力。如果致動器104降低了切割尖平臺106，并伴隨著太多的向下壓力(例如，壓力大于預(yù)定切割壓力)，彈簧柱塞106可以吸收額外的壓力。在切割期間可能使用的向下的壓力的量可以通過調(diào)整或改變彈簧柱塞107內(nèi)的彈簧而調(diào)整。

在一些實(shí)施例中，除了切割過程或代替切割過程，可以通過施加溫度差來劃分光伏結(jié)構(gòu)124。在這個實(shí)施例中，可以形成溫度梯度。例如，中心條可以暴露于一個溫度(例如低溫)，同時側(cè)條可以暴露于另一個溫度(例如較高溫)。由于溫度差，可導(dǎo)致光伏結(jié)構(gòu)124在兩個溫度區(qū)域之間分離。

如果在切割過程期間形成溫度梯度，溫度梯度可以減少切割尖108將側(cè)條從中心條脫離必需的力的量。這種切割尖108減少的力能減少在切割過程期間由光伏結(jié)構(gòu)124引起的彎曲的量，其又能防止對已切割的條的結(jié)構(gòu)的損傷。例如，減少切割過程期間在條上引起的壓力或張力，可以防止在條的母線或指線上形成微裂紋。

附圖2A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的光伏結(jié)構(gòu)200。光伏結(jié)構(gòu)200可以包括三個光伏條202.1、202.2和202.3，其可以是具有展現(xiàn)出低接觸電 阻的電鍍銅電極的光伏結(jié)構(gòu)200的結(jié)果。每個條可以包括多個基本平行的在X方向布置的指線(諸如指線206)。這些指線可以收集由光伏結(jié)構(gòu)生成的載流子并允許它們朝著母線移動。母線可以是在Y軸布置的諸如金屬條的任何導(dǎo)電元件，其通常比指線更寬。然后母線可以聚集由指線收集的電流。每個條可以包括位于相對邊緣的兩個母線，每個表面上一個。例如，條202.1可以具有在頂面上的母線204.1和在底面上的母線205.1。類似地，條202.2可以具有分別在頂面和底面上的母線204.2和205.2，以及條202.3可以具有分別在頂面和底面上的母線204.3和205.3。在一個實(shí)施例中，光伏結(jié)構(gòu)200可以在母線204.1和204.2附近并沿著其劃線，這允許光伏結(jié)構(gòu)200隨后沿著這些槽被切割成三個條。附加的母線可以增加到任一個表面以減小電阻。

附圖2B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的被切割之前的光伏結(jié)構(gòu)200的截面圖。兩個劃線槽可以分別位于母線204.1和205.2之間以及母線204.2和205.3之間。這些槽對應(yīng)于切割位置。在隨后的切割過程之后，整個光伏結(jié)構(gòu)可以被劃分成例如三個條201.1、202.2和202.3。

附圖2C示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，在光伏結(jié)構(gòu)被切割后的三個條的級聯(lián)布置。在這個示例中，三個條201.1、202.2和202.3可以以級聯(lián)的方式布置，以使得一個條的正側(cè)母線重疊鄰近條的反側(cè)母線并電耦合到鄰近條的反側(cè)母線?？梢詫?dǎo)電膏施加在兩個面對的母線之間以便于低電阻接觸和物理接合。由于沒有使用導(dǎo)電簽或線，這樣的級聯(lián)布置可以減小由于條之間的互連導(dǎo)致的串聯(lián)電阻，并能提高面板的填充因子。

附圖2D示出了根據(jù)一個實(shí)施例，在光伏結(jié)構(gòu)的前面上的示例性導(dǎo)電柵和空白區(qū)圖案。在附圖2D示出的示例中，導(dǎo)電柵220可以是由包括金屬和非金屬材料的任何導(dǎo)電材料制成的。導(dǎo)電柵220可以包括三個子?xùn)?，諸如子?xùn)?21。光伏結(jié)構(gòu)還可以包括在鄰近子?xùn)胖g的空白區(qū)(即，不被電極覆蓋的空間)，諸如空白區(qū)225?？瞻讌^(qū)提供了可以發(fā)生劃線和切割的區(qū)。因?yàn)榭瞻讌^(qū)不被任何導(dǎo)電材料覆蓋，所以可以在不接觸電極的情況下進(jìn)行劃線和切割。每個子?xùn)趴梢猿洚?dāng)相應(yīng)條的前側(cè)柵。因此，這個子?xùn)?空白區(qū)配置可以允許光伏結(jié)構(gòu)被劃分成三個條。一般地，各自的子?xùn)趴梢跃哂懈鞣N類型的圖案。例如，子?xùn)趴梢跃哂袃蓚€母線而不是一個母線，或放置在條的中心的單個母線。在附圖2D示出的示例中，每個子?xùn)啪梢跃哂蟹胖迷谶吘壍膯蝹€母線圖案，這允許條被級 聯(lián)。

附圖2E示出了在光伏結(jié)構(gòu)的背面上的示例性導(dǎo)電柵和空白區(qū)圖案。在這個示例中，背側(cè)導(dǎo)電柵230可以包括三個子?xùn)?。在一個實(shí)施例中，背側(cè)子?xùn)趴梢詫?yīng)于前側(cè)子?xùn)?。因此，條的背側(cè)也可以吸收光來生成電能，因此允許太陽能電池面板以雙面的方式操作。在附圖2D和2E示出的實(shí)施例中，除了前邊緣母線和背邊緣母線位于條的相對的邊緣附近之外，前側(cè)和背側(cè)子?xùn)趴梢跃哂蓄愃频膱D案。換句話說，條的前側(cè)上的母線可以位于一個邊緣，而背側(cè)上的母線可以位于相對的邊緣處。此外，在背側(cè)上的空白區(qū)的位置可以與在前側(cè)上的空白區(qū)的位置對準(zhǔn)，以使得導(dǎo)電柵線不會干擾隨后的切割過程。

在附圖2D和2E示出的實(shí)施例中，每個子?xùn)趴梢园ㄑ刂鄳?yīng)條的較長邊緣延伸的邊緣母線以及沿著基本平行于條的較短邊緣的方向延伸的多個平行指線。例如，在附圖2D中，子?xùn)?21可以包括邊緣母線222，和諸如指線223和224的多個指線。未被任何導(dǎo)電材料覆蓋的空白區(qū)可以放置在兩個鄰近的子?xùn)胖g，以便于隨后的劃線和切割過程。注意，在附圖2D中，指線的端部可以被導(dǎo)電線連接以形成“環(huán)”。這種類型的“環(huán)狀”指線圖案可以減小長時間的使用后指線從光伏結(jié)構(gòu)剝落的可能性。例如，如在附圖2D中示出的，指線223和224通過導(dǎo)電線226連接以形成具有圓角的環(huán)?？蛇x地，指線結(jié)合的部分可以比指線的其余部分更寬，以提供更好的耐用性并防止剝落。也可以是諸如非環(huán)狀直線或具有不同形狀的環(huán)的其它的指線圖案。

如在附圖2D中示出的，以陰影矩形示出的條形空白區(qū)225可以將子?xùn)?21從它鄰近的子?xùn)欧蛛x。諸如空白區(qū)225的空白區(qū)的寬度被選擇為給劃線過程(例如，使用激光劃線系統(tǒng))提供足夠的區(qū)域，而不對附近電極引起任何潛在的損傷，并且空白區(qū)也足夠窄以使得電極能到達(dá)每個條的邊緣并提供載流子的低電阻收集。這可以是在有利于對劃線操作更多容錯的更寬的空白區(qū)和引起更有效的電流收集的更窄的空白區(qū)之間的折衷。在一個實(shí)施例中，空白區(qū)的寬度可以是在0.5mm和2mm之間。在又一個實(shí)施例中，這樣的空白區(qū)的寬度可以是1mm。

如上面所提及的，為了防止對光伏結(jié)構(gòu)的發(fā)射結(jié)的損傷，可以在對應(yīng)于表面場層的表面上執(zhí)行劃線操作。例如，如果發(fā)射結(jié)在光伏結(jié)構(gòu)的前側(cè)上，那么可以在光伏結(jié)構(gòu)的背面進(jìn)行劃線。另一方面，如果發(fā)射結(jié)是在背側(cè)上，那么可 以在光伏結(jié)構(gòu)的前面上進(jìn)行劃線。附圖2F示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的多個條252.1、252.2和252.3，其是沿著一組槽分割光伏結(jié)構(gòu)的結(jié)果。每個條可以包括在相對邊緣上的兩個母線，每側(cè)上各一個。例如，條252.1可以包括分別在前側(cè)和背側(cè)上的不同母線254.1和254.2。

切割裝配線

附圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，用于處理光伏結(jié)構(gòu)以生產(chǎn)串的步驟的順序。在這個示例中，傳送機(jī)310可以將光伏結(jié)構(gòu)移動到劃線系統(tǒng)302，其可以沿著每個光伏結(jié)構(gòu)的母線進(jìn)行一個或多個槽的劃線。傳送機(jī)310然后可以將光伏結(jié)構(gòu)移動到點(diǎn)膠系統(tǒng)304，其可以將導(dǎo)電膠膏點(diǎn)膠在各條的母線上，從而使得切割之后這些條可以以級聯(lián)布置的方式接合在一起。

在施加導(dǎo)電膠膏后，例如通過機(jī)械臂(未示出)經(jīng)由可集成在機(jī)械臂中的吸引裝置，可以將光伏結(jié)構(gòu)從傳送機(jī)310拾起。機(jī)械臂可以通過在朝向切割系統(tǒng)306移動光伏結(jié)構(gòu)時維持吸力來保持光伏結(jié)構(gòu)。機(jī)械臂可以在將光伏結(jié)構(gòu)放置在切割系統(tǒng)306的裝載系統(tǒng)上之前，將它旋轉(zhuǎn)大約90度。裝載系統(tǒng)也可以包括在光伏結(jié)構(gòu)被移動到切割系統(tǒng)306之前能存放光伏結(jié)構(gòu)的緩沖區(qū)。

切割系統(tǒng)306可以從裝載系統(tǒng)接收光伏結(jié)構(gòu)，并沿著由劃線工具302形成的槽將光伏結(jié)構(gòu)切割為條。在光伏結(jié)構(gòu)被切割為多個條(例如，3個)之后，串布置系統(tǒng)308可以提升這些條，并在條移動到串處理臺312時以級聯(lián)布置的方式布置條。串布置系統(tǒng)308可以將三個級聯(lián)條的前緣重疊在先前形成的串314的后緣，從而延展串314。

在附圖3中示出的操作的順序是制造級聯(lián)串的多種方式之一。例如，施加導(dǎo)電膠膏的步驟可以發(fā)生在劃線之前或切割之后。此外，多種設(shè)備和系統(tǒng)可以用于實(shí)現(xiàn)附圖3中示出的功能。

附圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，在電池處理臺400上的切割系統(tǒng)404。電池處理臺400可以包括四個站：接納盤402、切割系統(tǒng)404、測試設(shè)備406和輸出盤408。電池操作機(jī)器人可以將先前劃線的光伏結(jié)構(gòu)安置在接納盤402中。切割系統(tǒng)404可以將光伏結(jié)構(gòu)切割為多個條。然后測試設(shè)備406可以測試各個條的電特性。已測試的條可以放置在輸出盤408中。

在一個實(shí)施例中，可以通過電池移位裝置(諸如傳送機(jī)或機(jī)械設(shè)備)將光伏結(jié)構(gòu)從一個站移位到另一個站。例如，梁移設(shè)備(未示出)可以提升一組梁 (例如，梁420)以通過沿著電池處理臺400移位梁并在下一個站使梁停留而將光伏結(jié)構(gòu)(或各個條)搬運(yùn)到下一個站。

在一些實(shí)施例中，電池處理臺400可以具有用于四個處理站的三對梁。梁移設(shè)備可以將一對梁上的光伏結(jié)構(gòu)從先前站移位到空置站，并且在一些實(shí)施例中，在其它站可能處理另一個光伏結(jié)構(gòu)時也可以這樣做。例如，當(dāng)輸出盤410變?yōu)榭罩们覝y試設(shè)備406完成對一組已切割的條的測試流程時，梁移設(shè)備可以提升梁以將條從測試設(shè)備406移動到輸出盤410。

一旦切割系統(tǒng)404完成對光伏結(jié)構(gòu)的切割，梁移設(shè)備可以提升在切割系統(tǒng)404處的一對梁，以將那些已切割的條移動到測試設(shè)備406。然后梁移設(shè)備可以提升在接納盤402處的一對梁以將進(jìn)入的光伏結(jié)構(gòu)移動到切割系統(tǒng)404。然后梁移設(shè)備可以通過將空梁從輸出盤408移動到接納盤402而重置梁，并且可以重復(fù)該過程。

附圖5A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，能便于將光伏結(jié)構(gòu)分割為多個條的示例性切割控制設(shè)備500。設(shè)備500可以包括多個模塊，所述模塊可以經(jīng)由有線或無線通信信道彼此進(jìn)行通信。設(shè)備500可以使用一個或多個集成電路來實(shí)現(xiàn)，并且可以包括比附圖5A中示出的模塊更少或更多的模塊。進(jìn)一步地，設(shè)備500可以被集成在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，或?qū)崿F(xiàn)為能夠與其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或裝置通信的分割裝置。

切割控制設(shè)備500可以包括處理器502、存儲器504和存儲裝置506。存儲器504可以包括作為管理存儲器的易失存儲器(例如，RAM)，并可以用于存儲一個或多個存儲器池。在一些實(shí)施例中，存儲裝置506可以存儲操作系統(tǒng)，以及用于監(jiān)測和控制切割過程的指令。

設(shè)備500還可以包括步進(jìn)梁控制模塊508、真空泵控制模塊510、空氣壓縮機(jī)控制模塊512和活塞控制模塊514。步進(jìn)梁控制模塊508可以控制能移位步進(jìn)梁以將光伏結(jié)構(gòu)移動到切割基座上并能夠?qū)⒁亚懈畹臈l移出切割基座的致動器。真空泵控制模決510可以控制能向切割基座的多個吸嘴施加吸力的真空泵，以及空氣壓縮機(jī)控制模塊512可以控制能向切割基座的多個空氣噴嘴施加正向氣流的空氣壓縮機(jī)?；钊刂颇K514可以控制氣動泵、液壓泵或伺服電機(jī)，用于伸展或回縮切割頭致動器的活塞。伸展活塞可以使得一組切割尖沿著一對劃線槽將光伏結(jié)構(gòu)的兩個側(cè)條從中心條分離。

附圖5B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，用于將光伏電池分割為多個條的方法550的流程圖。在操作期間，系統(tǒng)可以配置步進(jìn)梁控制模塊以將光伏結(jié)構(gòu)安置在切割基座上(操作552)，并且可以配置真空泵控制模塊510以啟動用于切割基座的中心面上的一組吸嘴的真空泵(操作554)。真空泵可以使得沿著吸嘴的吸力向下保持光伏結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域。在一些實(shí)施例中，如果空氣壓縮機(jī)還不是活動的，系統(tǒng)還可以配置空氣壓縮機(jī)控制模塊以啟動用于切割基座的側(cè)斜坡上的一組空氣噴嘴的空氣壓縮機(jī)(操作556)。通過空氣噴嘴噴射的正向氣流可以使得光伏結(jié)構(gòu)的側(cè)條在從中心條脫離時軟著陸。

然后系統(tǒng)可以配置活塞控制模塊，以將切割頭中的活塞伸展到預(yù)定長度(操作558)?？梢允褂弥T如伺服電機(jī)、基于液壓的致動器或基于氣動的致動器的各種驅(qū)動系統(tǒng)來驅(qū)動活塞。例如，伸展活塞可以包含控制氣動泵或液壓泵以將氣體或液體壓入活塞，或可以包含向伺服電機(jī)提供電流，該伺服電機(jī)使活塞中的軸伸展。當(dāng)活塞向這個預(yù)定長度伸展時，切割尖平臺下的切割尖可以使得光伏結(jié)構(gòu)的側(cè)面區(qū)域從中心區(qū)域脫離。一旦活塞到達(dá)預(yù)定長度，系統(tǒng)可以配置活塞控制模塊將活塞回縮到待機(jī)長度(操作560)。

然后系統(tǒng)可以通過配置真空泵控制模塊停用真空泵以釋放中心條而完成該過程(操作562)。然后系統(tǒng)可以配置步進(jìn)梁控制模塊以將各個(已切割的)條移出切割基座(操作564)來為下一個光伏結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備切割基座。

附圖6A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割系統(tǒng)600的側(cè)視圖?？梢允褂靡唤M安裝孔606將致動器602安裝在切割頭底座604上。在這個示例中，可以通過插入一個安裝孔606中的安裝螺栓608將致動器602緊固到切割頭底座604。有可能使用兩個安裝孔606或更多數(shù)量的安裝孔將致動器602緊固到切割頭底座604。

切割尖平臺612可以經(jīng)由一組活塞614附接到致動器602。當(dāng)氣體或液壓用流體注入到插塞610和611中時活塞614可以伸展，并當(dāng)氣體或液壓用流體經(jīng)由插塞610和611從活塞614抽出時活塞614可以回縮。切割尖平臺612可以包括能抬起超過切割基座618的一組抬起的切割尖616。當(dāng)活塞614伸展時，活塞614可以朝著切割基座618的頂面降低抬起的切割尖616。

在一個實(shí)施例中，每個切割尖的垂直位置可以通過例如定位螺絲來調(diào)整。例如一排切割尖616能被布置成具有沿著X方向逐漸降低的高度。當(dāng)活塞614 伸展為使切割尖616朝向光伏結(jié)構(gòu)降低時，例如沿著X軸最左邊的切割尖可以先于相同排中其余的切割尖與不在吸力保持下的條相接觸。最左邊的切割尖和條的頂面之間的這種接觸能啟動在光伏結(jié)構(gòu)的一個邊緣處開始的切割或斷裂動作。當(dāng)活塞614繼續(xù)降低切割尖616時，其余的切割尖順次地與條的頂面相接觸以繼續(xù)沿著X方向的斷裂動作。這種順次的斷裂動作能進(jìn)一步改善切割界面的質(zhì)量。

在又一實(shí)施例中，也有可能使用與光伏結(jié)構(gòu)相接觸的切割系統(tǒng)的部分的其它幾何形狀。例如，切割尖可以由定位為與水平位置成輕微角度的細(xì)長的切割墊來代替。然后，當(dāng)切割頭降低時，切割墊能在光伏結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生向下的力，以在可以沿著X方向的斷裂運(yùn)動中使它的側(cè)條脫離它的中心條。

附圖6B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的具有伸展的活塞614的切割系統(tǒng)600。

附圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，被劃分成多個條的光伏結(jié)構(gòu)700。光伏結(jié)構(gòu)700的中心條702可以被切割基座向下保持，同時一組切割尖可以使得條704和706從條702脫離。箭頭708示出了其中切割尖可以與條704和706相接觸的序列的方向，割尖可以與條704和706相接觸又使條704和706在相同的方向從條702脫離。

附圖8示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的致動器的截面圖。在這個示例中，致動器800可以包括一組活塞腔804和805，其可以分別容納活塞802和803。致動器800也可以包括一組插塞806和808，和從插塞跨越到相應(yīng)的活塞腔的一組通道(未示出)。當(dāng)空氣或液壓用液體經(jīng)由相應(yīng)的插塞和通道注入進(jìn)活塞腔時，活塞腔中的壓力增加到高于外部大氣壓的水平，這可以使得相應(yīng)的活塞伸展，從而能導(dǎo)致切割尖平臺808朝向切割基座降低。同樣地，當(dāng)空氣或液壓用液體從活塞腔中移除時，壓力減小低于外部大氣壓，這可以使得相應(yīng)的活塞回縮，從而能提升切割尖平臺808。

附圖9A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割系統(tǒng)900的另一個視圖。在這個視圖中，活塞904可以回縮到致動器902中，其能將切割尖排906和908抬高到切割基座910之上的待機(jī)高度。

附圖9B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的具有伸展的活塞904的切割系統(tǒng)900的側(cè)視圖。在這個視圖中，活塞904可以伸展至致動器902之外，其 能朝向切割基座910降低切割尖排906和908。

附圖10示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的用于安裝切割設(shè)備1000的通孔。切割設(shè)備900可以安裝在切割頭底座1002上，其本身能固定到懸臂梁(未示出)。切割頭底座1002可以包括安裝通孔1004，其例如可以用于通過使用螺栓1006將致動器緊固到切割頭底座1002。在一些實(shí)施例中，安裝通孔1004可以具有在擰緊螺栓1006之前能允許抬高或降低致動器的高度的垂直細(xì)長的形狀。此外，安裝通孔1004的細(xì)長形狀允許使用多個螺栓來將致動器緊固到切割頭底座1002(例如，也通過插入螺栓并將其緊固到致動器上的安裝通孔1008)。

附圖11示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割系統(tǒng)1100的俯視圖。切割系統(tǒng)1100可以包括致動器1102、切割尖平臺1104、切割基座1106以及梁1108和1109，它們中的一個或多個可以被配置為沿著中心線1110居中。

附圖12示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割頭1200的俯視圖。切割頭1200可以包括耦合到切割頭底座1204的致動器1202。致動器1202可以包括機(jī)械地耦合到切割尖平臺1208的一組活塞1206和1207。活塞1206和1207可以沿著切割尖平臺1208的水平中心線1210居中，并可以與切割尖平臺1208的垂直中心線1212等距離。

附圖13示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割尖平臺1300的仰視圖。切割尖平臺1300可以包括多個切割尖1302，其可以安裝在切割尖平臺1300的底面上并且可以被布置成與切割尖平臺1300的水平中心線1304等距離的兩排。切割尖平臺1300還可以包括用于將切割尖平臺1300耦合到一組致動器活塞(未示出)的一組螺栓通孔1306和1307。例如，螺栓1308可以插入到墊圈1310和螺栓通孔1307中，并可以被旋入到切割尖平臺1300的頂面上的活塞中，以將切割尖平臺1300耦合到活塞。

附圖14示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的切割基座1400和步進(jìn)梁1450的仰視圖?；叵肭懈罨?400的頂面可以包括能產(chǎn)生吸力以將光伏結(jié)構(gòu)的中心條安全地向下保持在中心面1410上的吸嘴1416，并且可以包括能在切割過程之后使側(cè)條軟著陸的在側(cè)斜坡1408和1409上的一組的空氣噴嘴1412。切割基座1400的底面可以包括向空氣噴嘴1412提供正向氣流的插塞1404和1405，并且也可以包括用于向吸嘴1416提供反向氣流的插塞1406。切割基座 1400內(nèi)的一組通道能將氣流從插塞1404和1405引向空氣噴嘴1412，并且一組通道可以在吸嘴1416和插塞1406之間引導(dǎo)氣流。

梁1420和1421還可以包括在梁1420和1421將光伏結(jié)構(gòu)移動穿過切割臺時能向下保持光伏結(jié)構(gòu)的容留系統(tǒng)。例如，梁1420可以包括能產(chǎn)生吸力以向下保持光伏結(jié)構(gòu)的一組吸嘴(例如吸嘴1426)，并可以包括耦合到到達(dá)吸嘴的空氣通道1424的插塞1422。當(dāng)梁移設(shè)備朝向切割系統(tǒng)移動梁1420和1421或從切割系統(tǒng)移動梁1420和1421移動梁時，耦合到插塞1422的真空泵可以在吸嘴處或附近產(chǎn)生吸力，以防止光伏結(jié)構(gòu)移位或從梁1420和1421跌落。

梁1420和1421可以具有內(nèi)部脊線，其可以等高于切割基座1402的外部脊線。當(dāng)梁移設(shè)備將梁1420和1421降低到切割基座1402上時，切割基座1402與梁1420和1421之間的契合的輪廓能便于將光伏結(jié)構(gòu)移動到切割基座1402上。此時，用于切割基座1402的真空泵可以被啟動以將光伏結(jié)構(gòu)下降到切割基座1402上，且用于梁1420和1421的真空泵可以停用，以從梁1420和1421釋放光伏結(jié)構(gòu)。

上面描述示例是基于三段光伏結(jié)構(gòu)配置。本實(shí)用新型的實(shí)施例可以用于從單個光伏結(jié)構(gòu)生產(chǎn)任何數(shù)量的條。此外，本實(shí)用新型的實(shí)施例并不限于下降的切割系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，有可能利用切割接觸部分(諸如切割尖)的向上移動來切割光伏結(jié)構(gòu)，其中光伏結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域保留在固定位置。也有可能在垂直的位置保持光伏結(jié)構(gòu)，其中切割尖被致動為側(cè)向移動。

附圖15示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例的切割基座1500的提升設(shè)備。在這個實(shí)施例中，切割基座1500可以具有容納在切割系統(tǒng)1500內(nèi)的兩個提升設(shè)備1504。當(dāng)提升設(shè)備1504回縮時，提升設(shè)備1504可以位于與切割基座1502的側(cè)面齊平或在其之下的位置。致動器(未示出)可以將提升設(shè)備1504抬高到基座1502的側(cè)面之上，例如將光伏結(jié)構(gòu)的側(cè)條從中心條分割，和/或沿著Y軸旋轉(zhuǎn)側(cè)條。提升設(shè)備1504可以具有在它們的頂面上(未示出)的吸力，其可以在提升被切割的條并沿著Y軸旋轉(zhuǎn)它時保持該條。在旋轉(zhuǎn)之后，提升設(shè)備1504可以回縮并且條可以被放回到基座1502的表面上。

附圖16A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的耦合到切割基座1610的致動器1616。光伏結(jié)構(gòu)1620可以放置在切割基座1610的電池保持設(shè)備1612上，同時切割基座1610可以處于待機(jī)位置(例如，在最低的高度)。然后電池 保持設(shè)備1612可以啟動保持光伏結(jié)構(gòu)1620的中心區(qū)域的吸力，以固定光伏結(jié)構(gòu)1620。然后致動器1616可以被啟動以伸展軸1618，其接著可以朝向安裝在固定底座1604上的切割頭1602抬高切割基座1610，從而切割光伏結(jié)構(gòu)1620。

附圖16B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的抬高的切割基座1610。致動器1616可以使軸1618伸展，直到光伏結(jié)構(gòu)1620與切割頭1602的切割尖1606相接觸。通過致動器1616在切割基座1610上的向上的力，可以引起在電池保持設(shè)備1612的切割支點(diǎn)邊緣1614之間的光伏結(jié)構(gòu)1620的中心區(qū)域上的向上的力。同樣地，當(dāng)切割尖1606與光伏結(jié)構(gòu)1620的兩個側(cè)面區(qū)域相接觸時，在中心區(qū)域上的向上的壓力和在兩個側(cè)面區(qū)域上的向下的壓力可以使得光伏結(jié)構(gòu)1620沿著劃線槽1622被切割成多個條。

附圖17A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的耦合到切割基座1710的電池保持設(shè)備1712的致動器1718。切割基座1710可以包括兩個平臺段1714，其諸如通過鉸鏈或柔性接頭可以耦合到電池保持設(shè)備的每一側(cè)。切割基座1710最初是平的，在此時，光伏結(jié)構(gòu)1716可以放置在切割基座1710的頂面上。然后致動器1718可以朝向切割平臺1702的切割尖1706抬高電池保持設(shè)備1712。抬高電池支持設(shè)備1712可以產(chǎn)生將光伏結(jié)構(gòu)1716分割為多個條的支點(diǎn)邊緣。

在一些實(shí)施例中，切割平臺1702可以安裝在固定底座1704上，并可以不耦合到致動器。因此，可以通過抬高切割系統(tǒng)1712而不是通過降低切割平臺1702來執(zhí)行切割過程。

附圖17B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，由抬高切割基座1710的電池保持設(shè)備1712產(chǎn)生的支點(diǎn)邊緣1722。例如，致動器1718可以使軸1720伸展，其可以將電池保持設(shè)備1712提升到預(yù)定高度。因?yàn)槠脚_段1714可以通過鉸鏈或柔性接頭耦合到電池保持設(shè)備1712的每一側(cè)，平臺段1714的一側(cè)可以伴隨著電池保持設(shè)備1712而抬高，同時相對側(cè)可以保留在較低的高度。這可以朝向切割尖1706抬高光伏結(jié)構(gòu)1716，并在電池保持設(shè)備1712的兩側(cè)處產(chǎn)生支點(diǎn)邊緣1722。

一旦光伏結(jié)構(gòu)1716的頂面與切割尖1706相接觸，來自電池保持設(shè)備1712的在光伏結(jié)構(gòu)1716的中心區(qū)域上的向上的力可以使得光伏結(jié)構(gòu)1716的側(cè)面區(qū)域與切割尖1706相接觸并按壓它。這種接觸可以使得光伏結(jié)構(gòu)1716沿著支點(diǎn)邊緣1722附近的劃線槽分割為多個條。

在切割系統(tǒng)的一些變形中，切割基座可以包括電池保持設(shè)備，其保持光伏結(jié)構(gòu)的兩個側(cè)面區(qū)域，同時將中心條從兩個側(cè)面區(qū)域切割。

附圖18A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的具有切割開口1804的切割基座1800。切割基座1800可以具有平坦表面，并可以包括在切割基座1800的中心處的切割開口1804。切割基座1800的其余平面部分可以作為能保留光伏結(jié)構(gòu)的電池保持平臺1802操作。在一些實(shí)施例中，電池保持平臺1802可以包括產(chǎn)生保持在光伏結(jié)構(gòu)的底面上的吸力的一個或多個吸嘴。

附圖18B示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的在切割基座1800上的切割動作。光伏結(jié)構(gòu)1810可以放置在切割基座1800上，從而光伏結(jié)構(gòu)1810的中心區(qū)域(例如，兩個劃線槽1812之間的區(qū)域)停留在切割開口1804之上。切割開口1804的寬度可以比光伏結(jié)構(gòu)1810的劃線槽1812之間的距離更大。致動器(未示出)可以朝向光伏結(jié)構(gòu)1810的中心區(qū)域降低包括一組切割尖1808的切割平臺1806。在光伏結(jié)構(gòu)1810的中心區(qū)域上的向下的力能使得中心區(qū)域沿著劃線槽1812從光伏結(jié)構(gòu)1810分離。

附圖18C示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的已切割的光伏結(jié)構(gòu)。光伏結(jié)構(gòu)的中心條1814能下降穿過切割基座1800的切割開口1804，并且光伏結(jié)構(gòu)1810的側(cè)條1816和1818可以保留在切割基座1800的電池保持平臺1802上。在一些實(shí)施例中，中心條1814可以下降到電池保持設(shè)備、傳送機(jī)或者可以保持或可以朝向另一處理站移動中心條1814的任何設(shè)備上。

總而言之，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了可以精確地、高產(chǎn)量地并對光伏結(jié)構(gòu)較小損傷地將光伏結(jié)構(gòu)切割為兩個或多個條的光伏結(jié)構(gòu)切割系統(tǒng)。該系統(tǒng)能被配置成自動地操作，這能允許系統(tǒng)用于高容量生產(chǎn)。這種切割系統(tǒng)可以用作自動制造太陽能電池面板的裝配線的一部分，或可以用作獨(dú)立的系統(tǒng)。此外，各種致動方法和系統(tǒng)可以用于這種切割系統(tǒng)中的任何移動部件，包括但不限于：基于伺服電機(jī)的致動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)或它們的任何組合。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種方法，包括：啟動保持設(shè)備以將光伏結(jié)構(gòu)保留在切割平臺的中心部分；和啟動致動器以使得接觸設(shè)備與所述光伏結(jié)構(gòu)相接觸并沿著所述切割平臺上的至少一個支點(diǎn)邊緣將所述光伏結(jié)構(gòu)分割為多個條。

在一種實(shí)施方式中，啟動所述致動器包括降低所述接觸設(shè)備以使其與所述 光伏結(jié)構(gòu)相接觸。

在一種實(shí)施方式中，啟動所述致動器包括抬高所述保持設(shè)備以使得所述光伏結(jié)構(gòu)的頂面與所述接觸設(shè)備相接觸。

在一種實(shí)施方式中，所述接觸設(shè)備包括多個切割尖，其中的至少兩個切割尖被布置在與所述接觸設(shè)備的基座的不同距離處；并且其中啟動所述致動器包括使得所述切割尖順次地與所述光伏結(jié)構(gòu)相接觸。

在一種實(shí)施方式中，所述切割平臺的側(cè)面部分從中心部分傾斜；其中所述切割平臺的所述側(cè)面部分包括多個空氣噴嘴；并且其中所述方法還包括通過所述噴嘴噴射空氣來減緩光伏條的移動。

在這種詳細(xì)說明中描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼典型地存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上，其可以是能存儲供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用的代碼和/或數(shù)據(jù)的任何裝置或介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括但不限于：易失存儲器，非易失存儲器，諸如磁盤驅(qū)動器、磁帶、CD(光盤)、DVD(數(shù)字萬用碟或數(shù)字視頻光盤)的磁性和光學(xué)存儲裝置，或能夠存儲計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的現(xiàn)在已知或以后開發(fā)的其它介質(zhì)。

在詳細(xì)的說明部分中描述的方法和過程可以體現(xiàn)為代碼和/或數(shù)據(jù)，如上所述其可以存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中。當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取和執(zhí)行存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的代碼和/或數(shù)據(jù)時，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行體現(xiàn)為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼并存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)內(nèi)的方法和過程。

此外，上面描述的方法和過程可以包括在硬件模塊中。例如，硬件模塊可以包括但不限于：專用集成電路(ASIC)芯片、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和現(xiàn)在已知或以后開發(fā)的其它可編程邏輯器件。當(dāng)硬件模塊被啟動時，硬件模塊執(zhí)行包括在硬件模塊內(nèi)的方法和過程。

呈現(xiàn)了本實(shí)用新型的實(shí)施例的前面描述僅僅是為了說明和解釋的目的。它們并不意在窮舉或?qū)⒈緦?shí)用新型限制為所公開的形式。因此，許多修改和變形對本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的。此外，以上公開并不意在限制本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的范圍通過附加的權(quán)利要求來限定。

附圖標(biāo)記說明：

100：切割設(shè)備；102：切割頭；104：致動器；106：切割尖平臺；107：彈簧柱塞；110：切割基座；112：中心面；114：切割支點(diǎn)邊緣；116：吸嘴；118： 側(cè)斜坡；119：側(cè)斜坡；120：空氣噴嘴；128：光伏結(jié)構(gòu)；130：N型C-Si基極層；132：隧穿層；134：N型A-Si層；136：TCO；138：母線；140：隧穿層；142：P型A-Si層；144：TCO；146：母線；148：槽；204.1：母線；204.2：母線；204.3：母線；205.2：母線；206：指線；2_B1：切割位置；2_B2：切割位置；254.1：母線；3_1：劃線；3_2：點(diǎn)膠；3_3：切割；3_4：串布置；400：電池處理臺；402：接納盤；404：切割系統(tǒng)；406：測試系統(tǒng)；408：輸出盤；420：梁；500：設(shè)備；502：處理器；504：存儲器；506：存儲裝置；508：步進(jìn)梁控制模塊；510：真空泵控制模塊；512：空氣壓縮機(jī)控制模塊；514：活塞控制模塊；602：致動器；604：切割頭底座；606：安裝孔；608：安裝螺栓；610：插塞；611：插塞；612：切割尖平臺；614：活塞；616：切割尖；618：切割基座；802：活塞；804：活塞腔；806：插塞；807：插塞；902：致動器；904：活塞；906：切割尖；908：切割尖；1002：切割頭底座；1004：安裝通孔；1006：螺栓；1008：安裝通孔；1104：切割尖平臺；1106：切割基座；1108：梁；1110：中心線；1202：致動器；1208：切割尖平臺；1210：中心線；1302：切割尖；1304：中心線；1306：安裝通孔；1307：安裝通孔；1308：螺栓；1310：墊圈；1402：切割基座；1420：梁；1426：吸嘴；1602：切割頭；1604：固定底座；1610：切割基座；1612：保持設(shè)備；1614：切割支點(diǎn)邊緣；1616：致動器；1702：切割平臺；1704：固定底座；1710：切割基座；1712：保持設(shè)備；1714：平臺段；1718：致動器；1800：切割基座；1802：保持平臺；1804：切割開口；1806：切割平臺；1808：切割尖；1812：劃線槽。