太阳能电池接合制造技术

一种接合设备包括热源、第一板、第二板和致动机构。所述第一板与所述热源耦接。所述第一板和第二板是导热的，并且被构造成覆盖整个太阳能电池。所述致动机构在打开位置与关闭位置之间移动所述接合设备。在所述关闭位置时，所述第一板和所述第二板接触所述太阳能电池的相反表面。所述第二板被构造成散热，使得当处于关闭位置时，所述第二板具有比所述第一板低的温度。所述第一板和所述第二板对所述太阳能电池施加力，当所述接合设备处于所述关闭位置或者向所述关闭位置移动时，在所述太阳能电池的第一端处的力不同于在所述太阳能电池的第二端处的力。

Solar cell connection

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能电池接合相关申请本申请要求2017年6月20日提交的标题为“SolarCellBonding”的第15/627,890号美国非临时专利申请的优先权；后者要求2016年6月27日提交的标题为“SolarCellBonding”的第62/354,976号美国临时专利申请的优先权；这两个申请出于所有的目的特此以引用的方式并入。
技术介绍
太阳能电池是将光子转换成电能的装置。由电池产生的电能通过与半导体材料耦接的电触点被收集，并且经由与模块中的其它光伏电池互连进行传递。实现太阳能电池金属化最常见的方式是，将银膏丝网印刷到电池上，然后跨丝网印刷的汇流条焊接条带(ribbon)。条带用于以串联方式将多个太阳能电池串接(即，电互连)在一起以形成太阳能模块。条带也被称为搭接条带、互连线、光伏线或其它类似的术语。第8,916,038号美国专利“Free-StandingMetallicArticleforSemiconductors”和第8,936,709号美国专利“AdaptableFree-StandingMetallicArticleforSemiconductors”中公开了太阳能电池金属化的另一种类型，其中使用单一金属制品从太阳能电池的光入射表面收集电流，并且将电池互连在一起。为了将太阳能电池以阵列形式连接在一起，使用电池与电池互连件将电池前表面上的每一金属制品与相邻电池背表面上的金属制品电耦接，所述互连件可以是金属制品之一的一部分。由于可再生能源仍然是为不断增长的人口提供能源需求的重要领域，因此有必要改善太阳能电池的成本和制造效率。
技术实现思路
在一些实施方案中，接合设备包括热源、第一板、第二板和致动机构。所述第一板与所述热源耦接。所述第一板和所述第二板各自是导热的，并且被构造成覆盖整个太阳能电池。所述致动机构被构造成在打开位置与关闭位置之间移动所述接合设备。在所述打开位置中，所述第一板和所述第二板是分开的，并且在所述关闭位置中，所述第一板和所述第二板接触所述太阳能电池的相反表面。所述第二板被构造成散热，使得当所述接合设备处于所述关闭位置时，所述第二板具有比所述第一板低的温度。所述第一板和所述第二板被构造成对所述太阳能电池施加力。当所述接合设备处于所述关闭位置或者向所述关闭位置移动时，在所述太阳能电池的第一端处的力不同于在所述太阳能电池的第二端处的力。在一些实施方案中，接合设备包括热源、第一板、第二板和致动机构。所述第一板与所述热源耦接。所述第一板和所述第二板各自是导热的，并且被构造成覆盖整个太阳能电池。所述致动机构被构造成在打开位置与关闭位置之间移动所述接合设备。在所述打开位置中，所述第一板和所述第二板是分开的，并且在所述关闭位置中，所述第一板和所述第二板接触所述太阳能电池的相反表面。所述第一板和所述第二板被构造成当处于所述关闭位置时在彼此不同的温度下操作。所述第一板和所述第二板被构造成对所述太阳能电池施加力。当所述接合设备处于所述关闭位置或者向所述关闭位置移动时，在所述太阳能电池的第一端处的力不同于在所述太阳能电池的第二端处的力。在一些实施方案中，接合设备包括热源、第一板、第二板和致动机构。所述第一板与所述热源耦接。所述第一板和所述第二板各自是导热的，并且被构造成覆盖整个太阳能电池。所述致动机构被构造成在打开位置与关闭位置之间移动所述接合设备。在所述打开位置中，所述第一板和所述第二板是分开的，并且在所述关闭位置中，所述第一板和所述第二板接触所述太阳能电池的相反表面。所述第二板被构造成散热，使得当所述第一板处于所述关闭位置时，所述第二板具有比所述第一板低的温度。所述第一板和所述第二板被构造成当所述接合设备处于所述关闭位置或者向所述关闭位置移动时在所述太阳能电池的第一端处比在所述太阳能电池的第二端处施加更大的力。附图说明图1是具有条带金属化的常规太阳能电池的顶视图。图2是如现有技术中已知用于太阳能电池的金属化的单一金属制品的透视图。图3是根据一些实施方案的太阳能电池接合设备的侧视示意图。图4是根据一些实施方案的接合设备的实施方案的前透视图。图5A和5B是根据一些实施方案分别处于打开位置和关闭位置的接合设备的侧视示意图。图6A和6B是根据一些实施方案的接合设备的另外的实施方案的侧视示意图。图7是根据一些实施方案的接合组件的板的实施方案的分解组件视图。图8是接合设备的另一实施方案的透视图，该接合设备包括夹送辊系统和气流。图9是根据一些实施方案的图8的接合设备的加热板的侧透视图。图10A-10C示出图8的接合设备在各操作阶段中的视图。图11A-11B分别是图8的加热板的详细顶视图和透视图。图12A-12C示出根据一些实施方案的对齐特征件的透视图和详细视图。图13A-13C示出根据一些实施方案的另外的对齐特征件的透视图和详细视图。图14是使用本公开的接合设备将金属化元件接合到太阳能电池上的方法的流程图。具体实施方式在太阳能产业中，电连接太阳能电池的常规方法是将由涂有焊料的铜制成的导电金属条带或线材焊接到位于电池的前部和背部两者上的银沉积焊盘上。条带从太阳能电池的表面收集电流，并充当用于模块中的太阳能电池的管道，使得可以利用来自太阳能模块的能量。附接条带或线材的过程可能非常复杂、昂贵和耗时，并且以连续方式完成；也就是说，首先在太阳能电池的一面(前面或背面)上进行，然后在相反面上进行。常规的接合过程开始于将涂有焊料的条带引入到电池的顶部或底部银焊盘上，并且以一侧至另一侧(sidetoside)扫掠动作(相对于太阳能电池纵向或横向地)焊接条带。然后对电池的相反面重复所述过程。当前的工艺采用热空气焊接、物理触碰条带的单独焊铁或聚焦的红外线。所有这些方法都耗时、昂贵，并且本质上对脆弱的太阳能电池条件苛刻。苛刻是由于点冲击损坏或热膨胀不均匀所致。这两个问题都会导致电池开裂和/或破损。由于在接合电池的一面然后接合另一面的连续过程中必须重复所述过程两次，因此这些问题变得更加严重。常规方法升级也是昂贵的。例如，如果行业中越来越多地使用附接条带(或线材)，则标准设施需进行昂贵且耗时的机器升级以扩增条带的数量。常规方法对变化的电池尺寸或切割电池变型也没有灵活性。必须针对每种电池改换变更设施，这会产生制造停机时间以及设施成本。本公开描述同时接合或焊接太阳能电池的前部和背部金属化元件两者的单循环。前部金属化元件在光伏电池的光入射表面上。金属化可以是例如用于从太阳能电池收集电流并且将电池互连的常规条带或线材或其它类型的金属栅格或制品。本专利技术的方法和系统允许用一种工具将范围广泛的金属化类型(如尺寸、形状和数量)与各种类型的切割电池形状接合。因此，可以实现任何太阳能电池上的大面积或小面积阵列群接合而无需昂贵的工具升级或停机时间。图1示出具有条带金属化的常规太阳能电池10。图示为单晶电池的太阳能电池10具有焊接于电池10的表面的三个条带15。电池10的表面具有银指状物17，其充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接合设备，其包括：/n热源；/n与所述热源耦接的第一板，所述第一板是导热的，并且被构造成覆盖整个太阳能电池；/n第二板，所述第二板是导热的，并且被构造成覆盖所述整个太阳能电池；和/n被构造成在打开位置与关闭位置之间移动所述接合设备的致动机构，其中在所述打开位置中，所述第一板和所述第二板是分开的，并且在所述关闭位置中，所述第一板和所述第二板接触所述太阳能电池的相反表面；/n其中所述第二板被构造成散热，使得当所述接合设备处于所述关闭位置时，所述第二板具有比所述第一板低的温度；并且/n其中所述第一板和所述第二板被构造成对所述太阳能电池施加力，当所述接合设备处于所述关闭位置或者向所述关闭位置移动时，在所述太阳能电池的第一端处的力不同于在所述太阳能电池的第二端处的力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170620 US 15/627,8901.一种接合设备，其包括：
热源；
与所述热源耦接的第一板，所述第一板是导热的，并且被构造成覆盖整个太阳能电池；
第二板，所述第二板是导热的，并且被构造成覆盖所述整个太阳能电池；和
被构造成在打开位置与关闭位置之间移动所述接合设备的致动机构，其中在所述打开位置中，所述第一板和所述第二板是分开的，并且在所述关闭位置中，所述第一板和所述第二板接触所述太阳能电池的相反表面；
其中所述第二板被构造成散热，使得当所述接合设备处于所述关闭位置时，所述第二板具有比所述第一板低的温度；并且
其中所述第一板和所述第二板被构造成对所述太阳能电池施加力，当所述接合设备处于所述关闭位置或者向所述关闭位置移动时，在所述太阳能电池的第一端处的力不同于在所述太阳能电池的第二端处的力。


2.如权利要求1所述的接合设备，其中当所述致动机构使所述接合设备从所述打开位置向所述关闭位置移动时，所述第一板和所述第二板彼此不平行。


3.如权利要求1所述的接合设备，其中所述第一板或所述第二板中的至少一者包括多个偏置元件，其中所述多个偏置元件中的第一偏置元件具有第一偏置力，所述第一偏置力高于所述多个偏置元件中的第二偏置元件的第二偏置力。


4.如权利要求1所述的接合设备，其中所述第一板或所述第二板中的至少一者包括可压缩块，所述可压缩块跨所述可压缩块的长度具有密度梯度。


5.如权利要求1所述的接合设备，其中所述力从所述太阳能电池的所述第一端到所述第二端减小。


6.如权利要求1所述的接合设备，其中：
所述第一板具有第一接触表面，并且所述第二板具有第二接触表面，在所述关闭位置中，所述第一接触表面和所述第二接触表面接触所述太阳能电池的相反表面；
所述第一接触表面被构造成跨所述第一接触表面在第一均匀温度下操作；并且
所述第二接触表面被构造成跨所述第二接触表面在第二均匀温度下操作。


7.如权利要求1所述的接合设备，其中所述第二板包括：
基板；
与所述基板耦接的网；和
与所述网耦接的导热片，其中所述导热片朝所述太阳能电池定向。


8.如权利要求1所述的接合设备，其还包括与所述第一板和所述第二板流体耦接的气体源；
其中所述第一板和所述第二板各自包括流动导管，所述流动导管被构造成当所述第一板处于所述关闭位置时将气体从所述气体源递送到所述太阳能电池。


9.一种接合设备，其包括：
热源；
与所述热源耦接的第一板，所述第一板是导热的，并且被构造成覆盖整个太阳能电池；
第二板，所述第二板是导热的，并且被构造成覆盖所述整个太阳能电池；和
被构造成在打开位置与关闭位置之间移动所述接合设备的致动机构，其中在所述打开位置中，所述第一板和所述第二板是分开的，并且在所述关闭位置中，所述第一板和所述第二板接触所述太阳能电池的相反表面；
其中所述第一板和所述第二板被构造成当处于所述关闭位置时在彼此不同的温度下操作；并且
其中所述第一板和所述第二板被构造成对所述太阳能电池施加力，当所述接合设备处于所述关闭位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：KR蔡尔德，J达姆，A拉丁，G普拉布胡，V穆拉利，
申请(专利权)人：梅林太阳能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US