針對背接觸式光伏面板的用于具有集成封裝和介電層的導(dǎo)電背板的連續(xù)生產(chǎn)的打孔和固 ...的制作方法
【專利說明】針對背接觸式光伏面板的用于具有集成封裝和介電層的導(dǎo)電背板的連續(xù)生產(chǎn)的打孔和固定的復(fù)合站和方法
[0001]本發(fā)明涉及針對采用背接觸晶體硅電池制成的光伏面板的用于具有集成封裝和介電層的導(dǎo)電背板的連續(xù)生產(chǎn)的打孔和固定的復(fù)合操作站和方法。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)光伏面板的工業(yè)部門中的特定應(yīng)用，具體涉及具有背接觸晶體硅電池的現(xiàn)代光伏面板，其也稱為第二代光伏面板，以將其與具有前接觸電池和背接觸電池的常規(guī)面板區(qū)分開。具有背接觸電池的所述面板在背部具有多層支承部件，所述多層支承部件還集成了電接觸部，并且通常稱為導(dǎo)電型背板。本發(fā)明允許以有利的方式生產(chǎn)具有集成封裝和介電層的特定類型的導(dǎo)電背板。
[0003]現(xiàn)今，原則上，可以認(rèn)為由具有背接觸式電池的光伏面板的已知解決方案提供的優(yōu)點(diǎn)是眾所周知的；然而，由于主要與系統(tǒng)的低有效性以及適合于當(dāng)前生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)(特別參照所需要的加工精度、產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)的自動化和工業(yè)成本)的過程的低有效性有關(guān)的許多實(shí)現(xiàn)困難，所述面板還不是非常普遍。
【背景技術(shù)】
[0004]為了確定與所提出的解決方案相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的目的，進(jìn)行了常規(guī)檢查、搜索公共檔案，這使得找到一些現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)，其中:
[0005]Dl:W02012015307(De Jong等人)
[0006]D2:EP2139050(Bakker 等人)
[0007]D3: ITTV2012A000211 (Baccini等人)
[0008]D4:W02012058053(Meakin 等人)
[0009]DI提出了一種具有背接觸太陽能電池的模塊，其中，由三個層(其中被插入的絕緣層分離的兩個外部導(dǎo)電層被配置成使得依次接觸相鄰的電池對)制成的平面元件來進(jìn)行電傳導(dǎo);這種模塊的制造過程最初提供將電池定位在平的表面上，布置所述多層接觸元件以使得串聯(lián)連接在第一導(dǎo)電層上的第一對相鄰電池，并且因此串聯(lián)連接至第二導(dǎo)電層上的第二對電池，并且依次這樣進(jìn)行下去以完成連接，其后通過以下方式提供了兩個另外的外部層:制造整個包裝的封裝材料，其然后由背剛性層和前透明玻璃所支承。
[0010]D2提出了背接觸式面板的如下裝配方法:從布置有導(dǎo)電層的傳統(tǒng)型的導(dǎo)電背板開始向上，在導(dǎo)電層上布置導(dǎo)電粘合材料，并且然后疊置被打孔的下封裝層，從而使孔與所述導(dǎo)電材料匹配;然后布置電池、上封裝層和玻璃以之后經(jīng)受終乳。
[0011]D3描述了一種用于裝配具有新型結(jié)構(gòu)的背接觸式光伏面板的具有較高的生產(chǎn)質(zhì)量和較低的工業(yè)成本的如下全自動方法:從具有集成封裝和介電層的特定導(dǎo)電背板開始，所述特定導(dǎo)電背板通常稱為BCBS，并且單獨(dú)制造而被視為購買的部件。所述BCBS是由雙層封裝材料制成的，所述雙層封裝材料具有插入的介電質(zhì)，所述BCBS被打孔并且精確地布置在接合至支承背板的導(dǎo)電板上;所述BCBS被水平布置在托盤上，其中導(dǎo)電層向上并且電池的接觸區(qū)已經(jīng)被掩蔽，因此可以在所述BCBS上利用稱為逐滴或點(diǎn)滴(dispensing)型的分配來直接并且自動地布置導(dǎo)電材料(如ECA)，從而提供用于識別位置的電子控制系統(tǒng);之后布置電池、上封裝層和玻璃，以然后將經(jīng)受終乳。
[0012]D4提出了用于背接觸式面板的下面的方法:在其上已經(jīng)預(yù)先施加有諸如EVA的一些粘合材料的背板上布置導(dǎo)電條;在導(dǎo)電條上布置介電材料;在導(dǎo)電條上布置諸如ECA的導(dǎo)電材料，而不指定定位邏輯;布置電池、上EVA層、玻璃，并且終乳。作為替選方式，在其上已經(jīng)預(yù)先布置了諸如EVA的一些粘合材料的背板上布置導(dǎo)電條;在導(dǎo)電條上布置介電材料;在導(dǎo)電條上布置諸如ECA的導(dǎo)電材料，而不指定定位標(biāo)準(zhǔn);布置有孔的EVA層，其中，孔與布置EVA的位置對應(yīng);布置電池、上EVA層、玻璃，并且終乳。
[0013]總之，認(rèn)為如下已知是合理的:
[0014]-具有背接觸式電池和包括電路的支承背板的第二代光伏面板，然后在所述光伏面板上依次布置:作為絕緣掩模的介電材料的層、導(dǎo)電材料、以接觸部上的孔為中心的下封裝層、電池、上封裝層、玻璃；
[0015]-第二代面板的具體有利的解決方案，所述第二代面板包括稱為BCBS的進(jìn)化型的導(dǎo)電背板，其集成了介電掩模的功能和下封裝層的功能；
[0016]-用于自動裝配第二代面板的系統(tǒng)和方法，其從已制成的BCBS型的導(dǎo)電背板開始；
[0017]缺點(diǎn)
[0018]總之，我們已經(jīng)觀察到所描述的已知的解決方案具有一些缺點(diǎn)或至少一些限制。
[0019]首先，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，如今裝配過程很少是自動化的并且包括多個人工操作，錯誤、再處理和浪費(fèi)的可能性高，由此質(zhì)量和可靠性降低，并且工業(yè)和勞動力成本增加;這個問題主要與根據(jù)具體面板結(jié)構(gòu)來布置的復(fù)雜且昂貴的自動化系統(tǒng)和方法相關(guān)。另外，我們發(fā)現(xiàn)了特別是在高生產(chǎn)量的情況下的裝配過程期間在質(zhì)量控制和常規(guī)的產(chǎn)品檢查方法方面的限制。
[0020]其次，在已知的背接觸式面板的裝配方法中(例如在D2中)，發(fā)現(xiàn)正確定位有孔的下封裝層是特別困難的，下封裝層被插入在BC與電池之間，是柔性的并且為可變形的類型并且難以定位在所述BC上，在導(dǎo)電材料已經(jīng)預(yù)先施加在BC上的情況下需要高的準(zhǔn)確度，以這樣的方式來匹配所述封裝層的各個孔。事實(shí)上，已知的是該操作意味著所述有孔的封裝層的變形的高的可能性以及孔相對于所述BC偏移的高的可能性，特別是由于材料的性質(zhì)和減小的厚度，所以該操作被孔削弱；因此，觀察到被制成接觸部的導(dǎo)電材料所污染的高風(fēng)險(xiǎn)，還存在朝向隨后疊置的電池的危險(xiǎn)的短路的可能性。另外，我們提示:所述導(dǎo)電材料是預(yù)先布置的，并且因此由于接下來的下封裝層的應(yīng)用而經(jīng)受溢料(flashes)或偏移。
[0021]第三，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，在背接觸式面板的已知的裝配方法中(例如在D3中)，并且特別是參照具有集成封裝和介電層的導(dǎo)電背板(還被縮寫稱為BCBS)的有利的解決方案，用于制造所述導(dǎo)電背板的優(yōu)化的自動化系統(tǒng)和方法是未知的。更普遍的是，市場上沒有具有競爭性價(jià)格的BC，并且就加工時間和成本而言，沒有使得能夠以方便且有利的方式來在工業(yè)上裝配具有高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和高生產(chǎn)量的背接觸電池的導(dǎo)電背板的系統(tǒng)。
[0022]第四，還發(fā)現(xiàn)的是，在已知的技術(shù)中通過絲網(wǎng)印刷直接在BC的金屬導(dǎo)電層上施加絕緣介電掩模的慣例是采用導(dǎo)電背板來構(gòu)建面板的限制。事實(shí)上，這種慣例意味著長的加工時間和高的復(fù)雜度，這是因?yàn)橹辽傩枰齻€操作階段，即，絲網(wǎng)印刷、硬化或固化以及洗滌，具有低的工藝參數(shù)的容差；另外，為此，通常使用典型地在電子行業(yè)中所使用的而且非常昂貴的在外部(即在光伏面板的正常操作條件下)是不耐久的介電材料。
[0023]另外參照背接觸式面板的已知的裝配方法(例如在D1、D2和D4中)，具體發(fā)現(xiàn)的是，為了獲得包括介電掩模、封裝層和導(dǎo)電材料的BC的目的，需要大量的操作和通道，這是因?yàn)樾枰叩臏?zhǔn)確度、高的可重復(fù)性、高的控制性和高的可靠性。
[0024]因此，本行業(yè)的企業(yè)有必要找到相對于現(xiàn)有解決方案更有效的解決方案;本發(fā)明的目的還在于解決所描述的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]通過根據(jù)如所附權(quán)利要求的特征的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)和其他目標(biāo)，借助于針對背接觸式光伏面板的用于具有集成封裝和介電層的導(dǎo)電背板的連續(xù)生產(chǎn)的打孔和固定的復(fù)合操作站和方法來解決出現(xiàn)的問題。所述復(fù)合操作站是自動化型的并且在周期順序中集成了同時進(jìn)行的多個加工過程;特別地，所述復(fù)合操作站基于多功能圓柱形輥，所述多功能圓柱形輥通過旋轉(zhuǎn)來展開集成封裝和介電材料的膜，對膜進(jìn)行加熱并將膜壓在支承背板的導(dǎo)電層上，以便將膜固定在準(zhǔn)確位置，所述輥設(shè)置有開口，以使得能夠采用激光裝置從外部進(jìn)行打孔，并且還能夠借助排氣扇從內(nèi)部強(qiáng)制抽吸煙氣和殘余物。
[0026]目的
[0027]以這種方式通過大量創(chuàng)造性貢獻(xiàn)，其效果已能夠達(dá)到相當(dāng)大的技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了解決上述的主要問題的一些目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。
[0028]本發(fā)明的第一目的是使得能夠如上所述以工業(yè)有利的方式生產(chǎn)用于背接觸式光伏面板的具有BCBS型的集成封裝和介電