用于互连的薄膜太阳能电池模块的制造的自动组装方法技术

一种制造电互连的太阳能电池组件的方法，所述方法包括以下步骤：至少将第一互连元件(64)定位在顶部载体的对准特征中并面对第一光伏电池(60)的顶表面；将第一互连元件粘附至第一电池的顶表面上的位置，其中第一互连元件的长度延伸超过第一电池的后缘(68)；并且将第一互连元件的延伸超过第一电池的后缘的长度的一部分粘附至第二电池(62)的底表面。一方面，提供用于组装太阳能电池串的系统，所述系统包括电池传输设备、包括凹槽的底部垫板、多个包括凹槽的顶部垫板、粘合剂分配系统、带供应机构以及用于移动带和顶部垫板的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及一种用于将太阳光转化为电能的薄膜太阳能电池，并且更具体地涉及一种用于将太阳能电池互连以形成光伏模块或串(string)的方法和设备。置量光伏领域一般地涉及将日光辐射或太阳光能转化为直流(DC)电用于产生电能的多层材料。这些光伏材料通常 称为太阳能电池，并且商业上可以以薄膜外形制造，如将一个或多个光伏材料的薄层和支持层以特定图案和顺序沉积至基板上。薄膜太阳能电池提供数个益处。一个这样的益处是这些组合物具有用于吸收入射光的高截面。换言之，非常薄的光伏层可以捕获相对高的百分比的入射光。例如，在很多薄膜太阳能电池器件中，光伏层可以具有约Iym至约4μπι的范围内的厚度。这些薄层允许结合这些层的器件是柔性的。薄膜特有的柔韧性进一步使得包括多个器件的太阳能电池材料能够如在柔性料片上以连续方式制造。这与较低柔性的太阳能电池，如包含晶体硅的那些相反，例如典型地作为分立的单独太阳能电池制造和加工的那些。因为单个的传统太阳能电池典型地不能产生足以用于大部分应用的电，可以将数个太阳能电池以称为光伏模块或“串”的构造彼此电和物理连接。这种模块或串设计为以特定电压提供电，其中所产生的电正比于到达模块的太阳光的量。多个模块可以依次彼此连接以形成阵列。通常，模块或阵列的面积越大，将产生越多的电。这些模块和阵列可以以串联或者并联电排列连接以产生所需的电压和电流组合。尤其是，电连接可以是串联以获得所需的输出电压和/或并联以提供所需量的电流源容量。此外，半导体结形成光电压，而器件的面积和其他参数决定可得的电流。可商购的太阳能电池板因此设计为具有适当的面积和构造以释放特定量的功率并优化其他应用参数。光伏阵列通常与建筑物结合，其中这些阵列可以结合至建筑结构中，以某种方式安装至建筑物上(例如，附着至屋顶结构)，或与建筑物结构分离地定位但通过电缆或电源连接至建筑物。在一些情况下，该阵列作为新建筑物的构造的一部分建造，并且在其他情况下，将该阵列改造至现有的建筑物中。对于一个实例，开发了结合有光伏电池的瓦，其中使用这些瓦代替传统的屋顶瓦片。在另一个应用中，可以将太阳能电池结合至建筑物的墙板中，如可以结合至侧墙结构中或可以附着至现有的侧墙材料的嵌板这种瓦和/或墙板可以结合至家用和工业建筑两者中作为用于该结构的电能的主要或次要来源。作为制造薄膜太阳能电池模块或串的工艺的一部分，必须进行数个加工步骤以将多个太阳能电池彼此连接，这可以称为互连工艺。这种互连工艺需要可以是例如线或扁丝(这在本文中也称为并且在本领域中也已知为带)的互连元件以及太阳能电池的精确放置，以便获得可以在采用这些串的后面的工艺中使用的机械鲁棒的太阳能电池串。线带相对于太阳能电池的该精确放置还需要作为粘合剂起作用的导电环氧树脂的分配的精确调节。为确保可以容易地在下游工艺中提供太阳能电池串，机械容差的精确控制是重要的。在用于互连薄膜太阳能电池的工艺中确保高准确性和精度与对于刚性基板的类似工艺比较可以是有挑战性的操作，尤其是归因于由薄膜太阳能电池的柔性本性提供的附加的自由度。因此，对于提供用于以有效并且准确的方式电连接多个太阳能电池的自动薄膜太阳能电池互连装置和方法存在需要。附图简述将参考附图进一步解释本专利技术，其中遍及数个视图相同的结构通过相同的数字引用，并且其中附图说明图1是本专利技术的太阳能电池互连系统的透视图；图2是图1的太阳能电池互连系统的前视图；图3是图1的太阳能电池互连系统的侧视图；图4是图1的太阳能电池互连系统的顶视图；图5是图1的系统的带卷处理机和展开模块的透视图；图6是图1的系统的分配和电池互连模块的透视图；图7是图1的系统的固化炉模块的透视图；图8是图1的互连系统的互连传送机系统的透视图；图9是可以使用本专利技术的方法和系统与其他太阳能电池互连的类型的单独的太阳能电池的顶视图；图10是图9中所示类型的单独的太阳能电池的顶视图，并且进一步示出一个示例粘合剂施用图案；图11是前导带的顶视图并显示示例粘合剂分配区；图12是互连带的顶视图并显示示例粘合剂分配区；图13是本专利技术的示例五电池互连的太阳能电池串的顶视图；图14是为了示例的清楚所示的不具有收集栅格图案并且仅具有单个的互连带、拖后带和前导带的五太阳能电池的示意图；图15是根据本专利技术的底部垫板的顶视图；并且图16是用于在将直的线材料提供至粘合剂分配台中使用的示例真空系统的侧视图。本专利技术涉及使用“串和片”型方式的互连的太阳能电池组件的制造，所述制造需要互连带和太阳能电池以预定构造的精确放置。为了实现这点，对自动太阳能电池串制造系统提供本专利技术的系统和方法，所述制造系统采用热稳定的粘合剂固化载体组件(例如，传送器或更优选垫板组件)结构，并且提供以所需程度的精度重复地制造薄膜太阳能电池互连的串的能力。所述的互连设备通常包括底部载体(例如，传送机带或辊或其他元件但优选垫板)、至少一个顶部载体(优选多个顶部垫板)，用于传递顶部载体(例如，垫板)的机器人、输送系统(优选用于将垫板组件输送通过粘合剂固化和/或加热系统的传送机系统)、粘合剂分配系统、带(例如，线带)进料系统、一个或多个显示(vision)系统以及用于将电池放置在所述底部载体(例如，底部垫板)上的电池放置系统，尽管全部的这些部件对于每个系统并不都是必须的。所述载体(例如，垫板)的物理特征，包括用于固定所述垫板的接口机械接合和对准特征，以及用于固定所述带和粘合剂的对准特征如针或凹槽的使用，对提供所述互连的太阳能电池组件的机械容差的精确控制是有益的。这种针或凹槽可以提供接口机械接合和/或对准特征和用于所述太阳能电池组件的粘合剂固化。因此，本专利技术的所述制造系统可以一般地称为基于垫板的光伏串组件系统。根据本专利技术的一个方面，提供一种制造电互连的太阳能电池组件的方法，所述方法包括以下步骤(a)提供第一光伏电池；(b)至少将第一互连元件定位在顶部载体(例如，垫板)的对准特征(例如，凹槽)中并且面对第一电池的顶表面；(C)将第一互连元件粘附至第一电池的顶表面上的预定位置，其中第一互连元件的长度延伸超过第一电池的后缘；(d)将第一互连元件的延伸超过第一电池的后缘的长度的部分定位在底部载体(例如，垫板)的第一对准特征(例如，凹槽)中；和(e)至少将第一互连元件的定位在底部载体的第一对准特征中的长度的部分粘附至第二电池的底表面上的预定位置，从而建立多个光伏电池串。步骤(C)还可以包括在第一电池的顶表面上的预定位置和第一互连元件的表面上的预定位置中的至少一个上施用粘合剂，并且步骤(e)还可以包括在第二电池的底表面上的预定位置和第一互连元件的定位在所述底部载体的第一对准特征中的长度的部分中的至少一个上施用粘合剂。以上步骤提供电池的相邻对的互连；然而，太阳能电池模块或串将通常还适宜地设置有前导带和/或拖后带以提供所述模块或串与所述模块内的其他导电元件如端子条和母线条的电连接，以便利用由所述太阳能电池组件收集的太阳能。在需要拖后带的情况下，所述方法还可以包括以下步骤将至少一个拖后元件定位在顶部载体(例如，垫板)的对准特征(例如，凹槽)中并且面对所述串的所述最终电池的顶表面；以及将所述至少一个拖后元件粘附至所述最终电池的所述顶表面上的预定位置，其中所述至少一个拖后元件的每一个的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.30 US 61/369,2571.一种制造电互连的太阳能电池组件的方法，所述方法包括以下步骤(a)提供第一光伏电池；(b)至少将第一互连元件定位在顶部载体的对准特征中并且面对第一电池的顶表面；(c)将第一互连元件粘附至第一电池的顶表面上的预定位置，其中第一互连元件的长度延伸超过第一电池的后缘；(d)将第一互连元件的延伸超过第一电池的后缘的长度的一部分粘附至第二电池的底表面。2.权利要求1所述的方法，所述方法还包括在粘附步骤(d)之前，将第一互连元件的延伸超过第一电池的后缘的长度的一部分定位在底部载体的第一对准特征中，其中所述粘附步骤(d)还包括至少将第一互连元件的定位在所述底部载体的第一对准特征中的长度的一部分粘附至第二电池的底表面上的预定位置。3.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中步骤(c)还包括在第一电池的顶表面上的预定位置和第一互连元件的表面上的预定位置中的至少一个上施用粘合剂。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中步骤(d)还包括在第二电池的底表面上的预定位置和第一互连元件的定位在所述底部载体的第一对准特征中的长度的一部分中的至少一个上施用粘合剂。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤(e)将至少一个在后的互连元件定位在顶部载体的对准特征中并面对在互连元件已经连接在其底表面上的电池串中最后的电池的顶表面；(f)将所述至少一个在后的互连元件粘附至所述的互连元件已经连接在其底表面上的串中最后的电池的顶表面上的预定位置，其中所述至少一个在后的互连元件的长度延伸超过所述的互连元件已经连接在其底表面上的电池串中最后的电池的后缘；(g)将所述至少一个在后的互连元件的延伸超过所述的互连元件已经连接在其底表面上的电池串中最后的电池的后缘的长度的一部分定位在底部载体的第一对准特征中；以及(h)至少将所述至少一个在后的互连元件的定位在所述底部载体的第一对准特征中的长度的一部分粘附至电池的底表面上的预定位置，该电池位于所述的互连元件已经连接在其底表面上的电池串中最后的电池所连接的串中的电池的相邻处，其中所述电池串包括第一电池和在该串中与第一电池间隔最远的最终电池。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤(i)将至少一个拖后元件定位在顶部载体的对准特征中并且面对串中的最终电池的顶表面；以及U)将所述至少一个拖后元件粘附至所述最终电池的顶表面上的预定位置，其中所述至少一个拖后元件的每一个的一部分延伸超过所述最终电池的后缘。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤(k)将至少一个前导元件定位在底部载体的对准特征中并且面对第...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂·W·德格鲁特，纳拉扬·拉梅什，佐久间实，达斯汀·M·沙拉穆特，迈克尔·E·米尔斯，戴维·J·佩尔孔，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
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