[發(fā)明專利]自動化太陽能電池電連接設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980102932.4
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN101926009A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丹尼·卡姆·托恩·盧;杰弗里·S·沙利文;戴維·丹拿;雅可夫·埃爾加
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料股份有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

發(fā)明背景

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明的實施方式一般涉及太陽能電池生產(chǎn)線中使用的模塊的設(shè)計和布局。本發(fā)明的實施方式一般還涉及可用于形成太陽能電池裝置中電連接的設(shè)備和工藝。

現(xiàn)有技術(shù)

光伏(photovoltaic，PV)裝置或太陽能電池是將太陽光轉(zhuǎn)換成直流(DC)電功率的裝置。典型的薄膜PV裝置或薄膜太陽能電池具有一個或多個p-i-n結(jié)。每個p-i-n結(jié)都包括一個p型層、一個本征型層和一個n型層。當(dāng)太陽能電池的p-i-n結(jié)暴露到太陽光(由來自光子的能量構(gòu)成)下時，太陽光通過PV效應(yīng)被轉(zhuǎn)換成電。太陽能電池可被鋪成較大的太陽能陣列。通過連接多個太陽能電池并通過特定框架和連接器將其結(jié)合到面板中而建立太陽能陣列。

通常，薄膜太陽能電池包括有源區(qū)域(active?region)或者光電轉(zhuǎn)換單元、和被設(shè)置成前電極和/或背電極的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)膜。光電轉(zhuǎn)換單元包括p型硅層、n型硅層和夾在p型與n型硅層之間的本征型(i型)硅層。包括微晶硅膜(μc-Si)、非晶硅膜(a-Si)、多晶硅膜(poly-Si)和類似物的幾種類型的硅膜可用于形成光電轉(zhuǎn)換單元的p型、n型和/或i型層。背面(backside)電極可含有一個或多個導(dǎo)電層。

隨著傳統(tǒng)能源價格上漲，需要一種使用低成本太陽能電池裝置產(chǎn)生電的低成本方式。常規(guī)太陽能電池制造工藝勞動強度高且具有能影響生產(chǎn)線生產(chǎn)量、太陽能電池成本和裝置成品率(yield)的很多干擾。常規(guī)太陽能電池制造工藝包括很多手工操作，使得所形成的太陽能電池裝置特性從一個裝置到另一個裝置是變化的。在典型的太陽能電池電連接工藝中，所形成的電引線被手工安置在一軟管(hosing)內(nèi)，該軟管被手工粘接到太陽能電池。這些手工工藝勞動強度大，浪費時間且成本高。此外，隨著太陽能電池基板尺寸的持續(xù)增加，實施這些手工操作所需的占用空間(floor?spacing)以及技術(shù)人員的數(shù)量也增加，這導(dǎo)致所有者極大的整體成本(overall?cost)。而且，隨著太陽能電池尺寸的增加，在中心位置手工制作電連接明顯變得更加困難。因此，需要太陽能電池制造系統(tǒng)中的自動化電連接模塊。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一個實施方式中，一種太陽能電池電連接模塊包括：被構(gòu)造成接收接線盒(junction?box)的接收區(qū)域；與接線盒接收區(qū)域相鄰設(shè)置并被構(gòu)造成保持和操縱接線盒的機械臂；被構(gòu)造成將粘合劑施加(apply)到接線盒的密封劑表面的粘合劑分配組件；被構(gòu)造成掃描太陽能電池裝置和定位太陽能電池裝置上的位置特征的顯示系統(tǒng)(vision?system)；具有被構(gòu)造成拾取(pick?up)、操縱(manipulate)和放置接線盒組件到太陽能電池裝置上的鉗起元件(gripping?element)的機械鉗；被構(gòu)造成在接線盒和太陽能電池裝置之間建立電連接的加熱元件；和被構(gòu)造成從顯示系統(tǒng)接收信號和將信號發(fā)送給機械鉗的系統(tǒng)控制器。

在另一實施方式中，一種太陽能電池電連接模塊包括：被安置成從外部源接收接線盒并將接線盒傳送到模塊的接線盒接收區(qū)域的接線盒傳送器；被安置成從模塊的接線盒接收區(qū)域接收接線盒并為從粘合劑分配模塊接收粘合劑而安置接線盒的機械臂；由臺架(gantry)支撐的頭部組件，其中臺架被定位在太陽能電池裝置傳送器的上方，其中頭部組件包括顯示系統(tǒng)、機械鉗和加熱組件；附裝(attach)到頭部組件上并被構(gòu)造成在第一方向上移動頭部組件的傳動裝置(actuator)；和被構(gòu)造成從顯示系統(tǒng)接收信號并將信號發(fā)送到頭部組件的系統(tǒng)控制器。

在本發(fā)明的再一實施方式中，一種將接線盒附裝到太陽能電池裝置的方法包括：從接線盒傳送器接收接線盒到接線盒接收區(qū)域中；從接收區(qū)域取回接線盒并操縱接線盒的方位(oriention)；將粘合劑施加到接線盒的密封劑表面；通過機械鉗拾取接線盒；通過太陽能電池裝置傳送器在第一方向上移動太陽能電池裝置；用顯示系統(tǒng)掃描太陽能電池裝置以定位設(shè)置在太陽能電池裝置上的暴露的引線；通過頭部組件和傳動裝置在第二方向上移動接線盒，同時旋轉(zhuǎn)地(rotationally)重新定向(reorient)接線盒；通過由顯示系統(tǒng)提供的信息來安置接線盒，以將接線盒內(nèi)的電連接點與太陽能電池裝置上暴露的電引線對準(zhǔn)；將接線盒放置到太陽能電池裝置上；使用由顯示系統(tǒng)提供的信息安置加熱元件以使加熱元件與這些電連接點接觸，以及加熱這些電連接點和這些電引線以在其間建立電連接。

附圖說明