[發明專利]用于光伏板的自動裝配的設備和方法

有效

• 申請號: 201380058171.3
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN104769730A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 達維德·斯波蒂;埃莉薩·巴奇尼
• 申請（專利權）人: 維斯慕達有限公司
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;H01L31/05;H01L31/18
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 白云;鄭霞

本發明涉及用于具有背面接觸式結構的光伏板的自動裝配的設備和方法，所述設備和方法基于實際上包括用于對抗大氣介質(atmospheric?agent)、設置在板的背面的元件的導電背板的使用。

這種背板取決于不同的生產商可以有不同的構成和模式。

現在，大部分市場上買得到的光伏板在配件(基本組件)概念和裝配工序方面具有完全相似的結構。

被稱為H型的結構屬于所述板的第一(當前)代。

可以如下非常簡單地概括H型板的基本組件：

-背板(此后還稱之為BS＝用于對抗大氣介質、設置在板的背面的元件)；

-光伏電池(由單晶體或多晶體硅制成)，在所述電池的正面(通常有負電極性)和背面(通常有正電極性)安裝有觸點；

-電線(其串聯、成對地將相鄰光伏電池的正面焊接到背面)；

-帶(其將上述電線串接插入接線盒中的二極管)；

-兩層封裝材料(通常為EVA)，其用于封裝正面的電池和背面的電池、上述電線和帶；

-平面玻璃，其用于封裝和保護暴露于太陽的板的正面；

-用于封裝板周界的邊框；

-布置于BS的背面上的、用于從背面匯集觸點、與帶相連接的接線盒。

H型板裝配的標準工序通常很大長度上是人工的，因此需要大量的人力，且可如圖4中所示的流程圖中的進行概括。

在所述背景領域中存在的主要問題是：

-焊接電池電線的工序：由于故障、接觸電阻、電池老化、對于時間和熱循環下的耐久性而在結果中引入巨大的可變性；最終導致高的電池至模塊效率損失(通常在總換能效率的大約3％到6％的量級)；

-電池之間通過通常形成直線的電線和帶的方式串聯連接的電路布局的復雜性；

-高的封裝材料厚度，其必須適應光伏電池、外加正面電線和背面電線的組合厚度；

-放置光伏電池的非平坦表面由于太陽和金屬導線(電線)中產生的電流被加熱而對所述電池形成機械壓力，所以在裝配工序期間和在對板進行操作期間，具有很大的風險和故障可能性；此元件必然對光伏電池的厚度形成限制，不然光伏電池可以更薄，從而對于相同發電功率更便宜。

-裝配工序中大量的人工作業，其歸因于由標準板結構引起的困難且非常昂貴的工序自動化；隨之而來的是高出錯率、返工和丟棄，以及對已完成產品的質量、可靠性和成本的必然的影響；

-裝配工序中高難度的產品質量控制和檢測；這種控制主要依靠操作者的經驗以及目視檢測；

-裝配和返工工序上的高人工成本的發生。

作為具有上述H型結構的當前(第一代)板的補充或提高，稱為背面接觸式(BC)板的第二代光伏板是技術上可行的。

BC結構板的基本組件可概括如下：

-背面接觸式背板(此后也稱之為BSBC＝用于對抗大氣介質的、安裝在板背面的元件，其還提供背面接觸式電池的電氣連接)，其借助于背板上的適合的電路，例如，電路是通過層合、沉積或其他方法使用的。

-背面接觸式光伏電池(由單晶體硅或多晶體硅制成)，其具有安裝于電池背面的具有正電極性和負電極性的觸點；這些背面接觸式電池的典型結構是MWT(Metal?Wrap?Through，金屬穿孔卷繞)電池、EWT(發射極穿孔卷繞)電池或IBC(叉指背面接觸式)電池；

-(通過絲網印刷或噴涂或噴墨或其他類型的沉積)所使用的導電材料，例如ECA(導電膠)或焊接涂料或類似物，其用于在所述電池不同電極性的觸點上產生BCBS和BC電池背面之間的電氣接觸；

-封裝組件的正面和背面的兩層封裝材料(通常為EVA)，其中背面層在由導電材料產生的觸點處被穿孔；

-封裝和保護暴露于太陽的板的正面的平面玻璃；

-封裝板的周界的邊框；

-布置于BCBS的背面、用于從背面匯集觸點、與BCBS相連接的接線盒。

盡管具有BC結構的板與傳統H型板相比的不可置疑的優勢(經濟的、質量的和可靠性相關的)，但是因為以下兩個原因，BC板的商業擴散實質上尚未出現：缺乏以競爭性的價格獲得BCBS，以及缺乏能夠自動地、方便地裝配BC板并在生產成本和時間的角度上有利的機器或裝置。

專利WO?2011/071373、WO?2012/058053和以下的文章是已知的：