本申請要求于2015年12月14日提交的美國臨時申請No.62/267202以及于2015年12月29日提交的美國專利申請No.14/983301的權(quán)益，其出于所有目的而通過引用全部并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體涉及對太陽能電池進行處理。更具體地，本公開描述了一種用于在電鍍工藝期間支持太陽能電池的電鍍框架。

定義

“太陽能電池”或“電池”是一種能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)化成電的光伏結(jié)構(gòu)。電池可具有任何尺寸和任何形狀，并且可以由各種材料制成。例如，太陽能電池可以是在基底材料(例如，玻璃、塑料或其它任何能夠支撐光伏結(jié)構(gòu)的材料)上的硅晶片或一個或多個薄膜上制造的光伏結(jié)構(gòu)，或它們的組合。

“太陽能電池條帶”、“光伏條帶”或“條帶”是指光伏結(jié)構(gòu)(例如太陽能電池)的部分或片段。太陽能電池可被劃分成多個條帶。條帶可具有任何形狀和任何尺寸。條帶的寬度和長度可彼此相同或彼此不同?？赏ㄟ^對預先分割好的條帶進一步進行分割來形成多個條帶。

“指狀線”、“指狀電極”和“指狀物”是指光伏結(jié)構(gòu)中的用于收集載流子的細長的導電(例如，金屬的)電極。

“匯流條”、“匯流線”或“匯流電極”是指光伏結(jié)構(gòu)中的用于聚集由兩個或多個指狀線所收集的電流的細長的導電(例如，金屬的)電極。匯流條通常寬于指狀線，并可被沉積或以其它方式定位在光伏結(jié)構(gòu)上或光伏結(jié)構(gòu)內(nèi)的任何位置。單個光伏結(jié)構(gòu)可具有一個或多個匯流條。

“光伏結(jié)構(gòu)”可以指太陽能電池、片段或太陽能電池條帶。光伏結(jié)構(gòu)并不限于通過特定的方法制造的器件。例如，光伏結(jié)構(gòu)可以是晶體硅系太陽能電池、薄膜太陽能電池，非晶硅系太陽能電池、多晶硅系太陽能電池，或其條帶。

背景技術(shù)：

太陽能電池技術(shù)中的最新發(fā)展已幫助克服了生產(chǎn)高效率的且經(jīng)濟上可行的光伏(PV)模塊的許多壁壘。傳統(tǒng)地，晶體硅(c-Si)系太陽能電池依賴于使用銀(Ag)格柵(例如指狀線和匯流條)來收集電流。通過將Ag漿料印刷到晶片上并在700-800℃之間的溫度對該漿料進行燒灼來形成Ag格柵。

較新的太陽能電池使用非晶硅(a-Si)來與c-Si層一起形成異質(zhì)結(jié)或提供表面鈍化。然而，a-Si不能在超過200℃的溫度被處理，因此與傳統(tǒng)的Ag漿料不兼容。解決這一問題的一種方法是使用低溫Ag漿料來形成導電格柵。但是，與傳統(tǒng)漿料相比，低溫Ag漿料的電阻較高，因此需要較厚的層。這需要使用分層技術(shù)，在該技術(shù)中，依次施加若干層低溫漿料。這種工藝的成本和復雜性最終使人望而卻步。

解決這一問題的一種不同的方法是完全不使用Ag漿料，而是施加銅層，該銅層可通過光刻法被蝕刻從而形成柵格。但是使用銅存在其自身的問題，因為使用電鍍技術(shù)不能使銅很好地粘附到硅上。行業(yè)的創(chuàng)新者，例如Silevo公司，率先采用了首先通過物理氣相沉積將銅的薄籽晶層施加到a-Si上的工藝。這種籽晶層具有優(yōu)異的粘附性能，并且為通過電鍍沉積的厚銅層形成了基礎(chǔ)。在公開號US20130125974A1中披露了這種工藝的細節(jié)，其通過引用并入本文。

明顯地，近年來，通過對于提高PV模塊的效率的突破，太陽能技術(shù)已取得了長足的進步。這種改進正在使太陽能成為更為可行的能源。盡管在效率上實現(xiàn)了這些技術(shù)突破，但是在決定實施太陽能電力時，每瓦成本可能仍是最決定性的因素。因此，PV模塊制造工藝中的能夠提高產(chǎn)能并且從而降低成本的任何方面，對太陽能的可行性至關(guān)重要。

電鍍銅通常是一種簡單的程序，但是，雖然有籽晶層，對硅太陽能電池的電鍍?nèi)匀豢赡苁且环N人工密集型工藝。這是因為每個太陽能電池需要將若干小的電鍍電極人工放置到太陽能電池的部分上，以形成電鍍層。每個電極必須單獨放置并對齊。由于每個太陽電池需要若干電極，因此這可能是非常耗時的工藝，會受到由所需的密集的處理而導致的損壞的困擾。因此，改進這一工藝并減少處理，對于提高PV模塊生產(chǎn)的產(chǎn)能至關(guān)重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開描述了關(guān)于一種用于在電鍍工藝期間處理一個或多個太陽能電池的電鍍框架的各種實施例。

公開了一種用于在制造操作期間支撐太陽能電池的電鍍框架。電鍍框架可由多個不同的部件構(gòu)成。該框架可由在電鍍操作期間所經(jīng)歷的條件下不易劣化的堅固材料形成。當該材料由與電鍍液直接接觸后可能會被侵蝕的金屬制成時，可通過防止或緩解這種侵蝕的層來保護該材料。

第一框架限定出格子，其中每個格子均具有適于支撐一個太陽能電池的形狀和大小。每個格子可包括一個或多個支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)支撐定位在格子內(nèi)的太陽能電池的外圍。在一些實施例中，支撐結(jié)構(gòu)可采用圍繞格子延伸的唇部的形式。在一些實施例中，支撐結(jié)構(gòu)可采用延伸到格子內(nèi)的多個凸起的形式。當太陽能電池位于格子內(nèi)時，形成格子的側(cè)壁(lateral facing wall)可防止格子內(nèi)的太陽能電池大幅度橫向移動。

第二框架可包括多個銷，銷被配置成與由第一框架所支撐的每個太陽能電池的外圍部分相接合。銷被布置成使得當?shù)谝缓偷诙蚣鼙还潭ㄔ谝黄饡r，多個銷圍繞由第一框架所限定的每個格子分布。磁體可分布在第一和第二框架中，從而使第一和第二框架能夠快速并牢固地接合在一起。第一和第二框架中的磁體可被配置成配合以將第一和第二框架固定在一起。第一和第二框架可包括對齊元件(例如錐形銷)，其確保第一和第二框架之間精準對齊，而無需將第一和第二框架彼此緊密地預對齊。

電鍍框架還可包括硬阻擋體，該硬阻擋體被配置成當框架被固定在一起時，在第一和第二框架之間建立最小間隔。硬阻擋體可具有相對的平行表面，從而使該最小間隔由硬阻擋體的厚皮設(shè)定。硬阻擋體還可用于防止第一框架內(nèi)的磁體與第二框架內(nèi)的磁體直接接觸。通過在磁體之間建立間隙，可防止磁體之間的摩擦。

公開了一種利用上述電鍍框架對太陽能電池進行電鍍的方法。該方法包括將每個太陽能電池放置到由電鍍框架的第一框架限定的相應的格子中?？刹捎萌我鈹?shù)量的方式將太陽能電池放置到格子中，方式包括但不限于通過拾取和放置設(shè)備依次放置太陽能電池。在所需的太陽能電池被放置在第一框架內(nèi)之后，第一框架可被磁耦合到第二框架，從而將太陽能電池固定在電鍍框架內(nèi)。設(shè)置在第一和第二框架內(nèi)的磁性緊固件可使得第一和第二框架結(jié)合，從而使得耦合到第二框架的對齊元件與每個太陽能電池的特定的外圍部分接合。由于通過第一和第二框架，對于對齊元件進行了精準放置，可大幅減少被放置在錯誤位置 的壓力的可能性。

在通過將第一和第二框架磁耦合在一起固定太陽能電池之后，可將包圍太陽能電池的電鍍框架向下放入到一定量的液體中。在一些實施例中，太陽能電池可通過第一和第二框架與電源的負端子耦合。在第一和第二框架由導電芯形成的情況下，這可能尤其有效。由此，上框架和下框架的在該一定量的液體之外的部分可以與電源耦合。在第二框架為不導電的實施例中，可通過一個或多個固定元件將引線附接到每個太陽能電池，其中該一個或多個固定元件將太陽能電池固定在電鍍框架內(nèi)。由此，被配置成接受電鍍的部分太陽能電池被充電并接受電鍍材料。在一些實施例中，第一和第二框架的導電芯可通過導電銷彼此電耦合。

在多個實施例中，該方法還包括：從一定量的液體中移除電鍍框架。這可通過自動化機械完成，該機械隨后可通過對第二框架的與設(shè)置在第二框架中的磁性緊固件相應的部分施加力，將第一框架從第二框架解耦。最后，可通過一個或多個自動化制造設(shè)備(例如拾取和放置設(shè)備)，將太陽能電池從第一框架移除。然后，可對經(jīng)電鍍的太陽能電池進行進一步的工藝步驟，或者對其進行包裝以分發(fā)給太陽能電池的用戶。

從以下結(jié)合附圖的詳細描述中，本公開的其它方面和優(yōu)點將顯而易見，其中附圖以示例方式示出了所描述的實施例的原理。

附圖簡更說明

通過以下結(jié)合附圖的詳細描述，將容易地理解本公開，其中相似的標號指示相似的結(jié)構(gòu)元素，并且其中：

圖1A和1B分別示出了太陽能電池的截面圖和俯視圖；

圖2A示出了適用于所描述的實施例的電鍍框架的上框架和下框架的透視圖；

圖2B示出了被定位在圖2A中所描繪的下框架的一個格子中的一個太陽能電池，以及正在被向下放入下框架的另一個格子中的另一個太陽能電池；

圖3示出了由圖2A中所描繪的上、下框架組裝成的、承載多個太陽能電池的電鍍框架；

圖4示出了電鍍框架的固定元件的詳細的近距離視圖。

圖5A示出了根據(jù)圖3中所描繪的截面線A-A的電鍍框架的部分的截面圖；

圖5B示出了電鍍框架的對齊元件的另一截面圖；

圖6A-6G示出了根據(jù)所描述的實施例將太陽能電池放置到電鍍框架中以及對太陽能電池進行電鍍所采用的一系列動作；以及

圖7A-7F示出了在電鍍操作之后將太陽能電池從電鍍框架中移除所采用的一系列動作。

具體實施方式

根據(jù)本公開的實施例公開了用于對光伏電池進行電鍍的方法和裝置。以下描述被呈現(xiàn)以使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠制造和使用實施例，并且以下描述在特定的應用及其需求的背景下提供。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對所公開的實施例的各種修改是顯而易見的，并且本文所限定的總體原理可應用于其它實施例和應用，而不偏離本公開的精神和范圍。因此，本公開并不限于所示出的實施例，而是應符合與本文公開的原理和特征一致的最廣的范圍。

參照附圖，其作為說明書的一部分，以圖示的方式示出了根據(jù)所描述的實施例的具體實施例。雖然足夠詳細地描述了這些實施例以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`所描述的實施例，但是應當理解，這些示例并不是限制性的；也可使用其它實施例，也可進行更改，而不偏離所描述的實施例的精神和范圍。

太陽能電池的脆弱性質(zhì)一般需要復雜且昂貴的電鍍框架，以防止在制造工藝期間對太陽能電池的損傷。一種能夠使施加在可容易地操作的易碎的太陽能電池上的應力最小化的電鍍框架設(shè)計，包括利用具有上框架和下框架的配置的電鍍框架，其中，在使用時，該框架圍繞太陽能電池磁耦合在一起。通過將多個磁體分布在整個上、下框架，磁體可被配置成使得上、下框架難以錯位，即便不是完全不可能錯位。電鍍框架還可包括各種對齊元件，例如錐形對齊銷，該對齊元件被配置成僅需要使上、下框架初始時相對非精準對齊，而使上、下框架最終精準對齊。

在一些實施例中，磁體可布置在上、下框架內(nèi)，以防止磁體之間直接接觸。由此，耦合的磁體之間的摩擦不會防止或妨礙由上、下框架構(gòu)件的其它對齊元件實現(xiàn)的框架的更精準的對齊。在一些實施例中，與上框架一體的銷可被配置成與太陽能電池的區(qū)域接合，用于對太陽能電池進行電鍍。下框架可包括相應的支撐凸起，該凸起支撐從各個銷接受壓力的太陽能電池的區(qū)域下方的下表面。下框架還可限定具有側(cè)壁的多個格子(pocket)，其中該側(cè)壁被配置成將定位在 格子中的相應的太陽能電池保持在與下框架平行的平面內(nèi)。

以下參照圖2A-7F討論這些及其它實施例，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，本文對應于這些附圖所給出的詳細描述僅為說明的目的，而不應被解釋為限制。

圖1A示出了光伏結(jié)構(gòu)的一個示例，其已被處理成包括指狀線和匯流條的導電格柵樣式。在本示例中的太陽能電池10可包括N型輕摻雜晶體硅(c-Si)基層12、本征隧道層14、N型重摻雜非晶硅(a-Si)表面場層16、透明導電氧化物(TCO)層18以及前側(cè)匯流條20。在背面，該結(jié)構(gòu)可包括本征隧道層22、P型a-Si發(fā)射極層24、TCO層26、以及背面匯流條28。由P型a-Si發(fā)射極層24、本征隧道層22和N型c-Si基層12形成的背面隧道結(jié)可將由基層12所產(chǎn)生的多數(shù)載流子運走。由N型重摻雜a-Si表面場層16、本征隧道層14和基層12形成的前側(cè)隧道結(jié)可將由基層12所產(chǎn)生的少數(shù)載流子運走，從而減少基層12中載流子復合的量。隧道層14和22可鈍化基層12和兩個重摻雜a-Si層之間的界面，同時仍允許由基層12所產(chǎn)生的載流子由于隧道效應而進入這些a-Si層。

圖1B示出了太陽能電池10，其包括三個光伏條帶30、32和34。太陽能電池10可具有呈現(xiàn)出低接觸電阻的電鍍銅電極。每個條帶可包括多條布置在X方向上、基本平行的指狀線，例如指狀線36。這些指狀線可收集光伏結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的載流子，并使它們能夠向匯流條移動。匯流條可以是布置在Y方向上、一般寬于指狀線的任何導電元件，例如金屬帶。于是，匯流條可聚集指狀線所收集的電流。每個條帶可包括定位在相對的邊緣上的兩個匯流條，其中每個表面上各有一個匯流條。例如，條帶30可具有頂面上的匯流條38和底面上的匯流條40。相似地，條帶32可具有分別在頂面和底面上的匯流條42和44，條帶34可具有分別在頂面和底面上的匯流條46和48。

在形成圖1A和1B所描繪的匯流條和指狀線之前，可對太陽能電池10施加氣相沉積工藝，從而在TCO層18和26之上形成銅籽晶層。該籽晶層在電鍍之前被掩模，從而使銅變厚，這樣使得只有未被掩模的區(qū)域被電鍍。電鍍后，掩模下其余的籽晶層隨后可被去除，從而形成已被電鍍的區(qū)域：指狀線和匯流條。以下討論電鍍框架和使用電鍍框架形成電鍍層的方法。

圖2A示出了適用于所描述的實施例的電鍍框架100的上框架101的透視 圖。上框架101包括多個孔102，每個孔102具有與其被配置以承載的太陽能電池(例如，圖1B所描繪的太陽能電池)相似的形狀和尺寸?？?02暴露太陽能電池的上表面，從而不妨礙電鍍操作?？?02由格柵結(jié)構(gòu)限定，其中電銷104延伸到該格柵結(jié)構(gòu)中。

電銷104延伸到孔102中，并被配置成與電鍍框架100所承載的太陽能電池的上表面相接合，從而對太陽能電池的一個或多個部分進行電鍍。電鍍框架100包括多個對齊元件，該對齊元件幫助電銷104在電鍍框架100所承載的每個太陽能電池的特定部分上施加預定量的力。

提手106可采用抓握元件的形式，用于使一個或多個機械臂操縱上框架101。提手106可定位在嵌入到上框架101中的磁性緊固件的正上方。提手106和磁性緊固件的這種配合定位防止了在每個提手106上施加的向上的力在上框架101上施加彎曲力矩。在上框架101特別薄或容易彎曲的實施例中，將提手106放置在每個磁性緊固件附近的這種布置可增加上框架101可被利用的有效壽命或循環(huán)次數(shù)。

上框架101還限定有多個開口108，開口108用于將上框架101固定到下框架。上框架101還限定有錐形開口109。開口109可具有錐形幾何結(jié)構(gòu)，該錐形幾何結(jié)構(gòu)被配置成與對齊元件相互作用以幫助上框架101與耦合有該對齊元件的下框架對齊。

圖2A還示出了適用于所描述的實施例的電鍍框架100的下框架111的透視圖。下框架111與上框架101配合以形成電鍍框架100。下框架111也采用基本平坦的格柵結(jié)構(gòu)的形式，該格柵結(jié)構(gòu)限定有多個格子112，格子112具有與太陽能電池相一致的形狀和尺寸。格子112的尺寸使得光伏電池一旦被定位在格子112中，就只有很少或沒有橫向移動的空間。下框架111還可包括延伸到每個格子112中的多個下部支撐結(jié)構(gòu)114。下部支撐結(jié)構(gòu)114提供將太陽能電池保持在格子112中的支持。除了將太陽能電池保持在格子112中，下部支撐結(jié)構(gòu)114還被定位成支撐太陽能電池中從電銷104受力的外圍部分。

下框架111還可包括多個開口116，下框架111可通過該開口附接到機械臂或鉤。一個開口116的大的圓形的幾何形狀允許大的鉤穿過開口116，而從大的圓形部分延伸的葉(lobe)可與機械或鉤上的對齊元件相接合，以便于在電鍍操作期間對電鍍框架100進行適當?shù)亩ㄎ?。由此，可在電鍍操作期間垂直懸掛上 框架101和下框架111。與其它更趨于圓形的開口116相似，更趨于垂直取向的開口116也可被設(shè)計成接受鉸接臂或鉤連機械。替代地，垂直開口116可被配置成用于不同的目的，例如懸掛下框架111以存儲或清洗。

下框架111還限定有兩個開口118，其與開口108配合，可用于利用緊固件將上框架101與下框架111固定在一起。除了上述開口，下框架111還限定有對齊開口119，其被定位成使得被定位在對齊開口119中的對齊元件可與錐形開口109相互作用，幫助將上框架101與下框架111對齊。

圖2A還示出了設(shè)置在下框架111中的磁性緊固件120。如應當理解的，磁性緊固件120相對于上框架101的位置與提手106所處于的位置相對應。磁性緊固件120可采用多種形式，但總體上，每個磁性緊固件120應包括由保護殼包圍的永久磁體，該保護殼包括用于將其與下框架111附接和對齊的元件。在一些實施例中，每個磁性緊固件120的永久磁體的極性可交替，從而使磁性緊固件120只允許上框架101和下框架111在正確的取向上磁耦合。在一些實施例中，永久磁體可采用類似釹磁體的稀土磁體的形式。

雖然圖2A中未描繪(由于被提手106遮擋)，但上框架101還包括定位在提手106之下的多個磁性緊固件120。應當注意，雖然以建議使用矩形或方形太陽能電池的方式描繪了上框架101和下框架111，但是其他適于承載不同幾何形狀的太陽能電池的配置也是可能的。例如，可以與圖2A所描繪的配置相似的方式實現(xiàn)六邊形幾何形狀。格子112可被修改為具有六邊形形狀，而不是矩形形狀。

圖2B示出了被定位在下框架111的一個格子112中的太陽能電池，以及正在被向下放入到另一個格子112中的另一個太陽能電池。例如，可通過拾取和放置設(shè)備或機械臂將太陽能電池122定位在下框架111中。在一些實施例中，可利用吸頭將太陽能電池向下放入并定位到由下框架111限定的格子中。

圖2B還示出了太陽能電池122如何被置于下框架111的格子112中。這部分地通過下部支撐結(jié)構(gòu)114實現(xiàn)，其中該下部支撐結(jié)構(gòu)114未向上延伸至下框架111的頂表面。相反地，由于下部支撐結(jié)構(gòu)114在頂表面下方凹陷，定位在格子112中的太陽能電池被限定格子112的壁橫向約束。應當注意，雖然以特定的方式描繪了下部支撐結(jié)構(gòu)114，但是也可以其它方式將太陽能電池122支撐在格子112中。例如，還可利用沿格子112的外圍布置的凹壁架將太陽能電池 122支撐在格子112中。還應當注意的是，雖然僅示出了兩個太陽能電池被定位在格子112中，所描繪的下框架111被配置成容納十二個太陽能電池，進一步地，如果需要進行較大規(guī)模的電鍍操作，這種類型的下框架111可擴大到承載較多個太陽能電池。替代地，下框架111可被縮小至容納較少數(shù)量的太陽能電池，例如，下框架111可只限定四個格子112。

圖3示出了由上框架101和下框架111組裝成的電鍍框架100。上框架101和下框架111可由非導電材料(例如PEEK(聚醚醚酮))形成，或者由覆蓋有非導電材料層的經(jīng)涂覆的導電材料(例如不銹鋼430)形成。緊固件202被描繪為將下框架111連接到上框架101。在上框架101和下框架111由經(jīng)涂覆的導電材料形成的實施例中，緊固件202可被配置成將上框架101和下框架111的導電部分電耦合在一起。圖3還示出了支撐太陽能電池122的電鍍框架100的部分的近距離視圖。

圖4示出了一個電銷104的詳細的近距離視圖。電鍍銷104由上部支撐結(jié)構(gòu)302支持，上部支撐結(jié)構(gòu)302從上框架101的側(cè)表面突出，并支撐裝載有彈簧的銷204。電鍍銷104延伸穿過由上部支撐結(jié)構(gòu)302、與電鍍銷104耦合的彈簧306以及非導電緊固件308所限定的開口。電鍍銷104的限定出開口的內(nèi)部部分可與彈簧306電耦合。彈簧306可以是具有導電芯的絕緣彈簧，其中該導電芯被配置成將銷304與上部支撐結(jié)構(gòu)302電耦合。如所描繪的，彈簧306的一端可接合在由彈簧306所限定的開口中。彈簧306的導電芯可與銷304的導電的內(nèi)部部分接觸，從而將銷304與彈簧306電耦合。彈簧306的另一端可嵌入到緊固件308之下。

緊固件308還起到將彈簧306的端部相對于支撐結(jié)構(gòu)302的導電部分壓緊的作用。固定彈簧306使得在電鍍銷104和上部支撐結(jié)構(gòu)302之間形成機械耦合和電耦合。由此，當上框架101被固定到下框架111，并且銷304與太陽能電池122的表面接觸時，彈簧306被拉伸，并通過電鍍銷104在太陽能電池122上施加力。在一定的情況下，可增加由彈簧306通過電鍍銷104施加在太陽能電池122上的這個力，從而在電鍍框架100被定位在不同的取向，重力開始向銷304偏壓太陽能電池時，防止太陽能電池122從電鍍框架100脫落。

圖4還描繪了從下框架111的側(cè)表面延伸的下部支撐結(jié)構(gòu)114。下部支撐結(jié)構(gòu)114包括定位在銷304之下的凸起310，其被配置成支撐太陽能電池122的接 受由彈簧306通過銷304所施加的力的部分。凸起310被描繪成具有圓柱形的幾何形狀，但應該注意的是，凸起310可具有任何形狀，但通常會具有用于支撐太陽能電池122的平坦表面的基本平坦的遠端。

可通過首先在前序步驟中使用氣相沉積工藝在太陽能電池122上沉積薄的銅籽晶層對太陽能電池122進行電鍍。薄的銅籽晶層在電鍍操作期間作為粘合劑，使金屬鍍層能粘附到太陽能電池122上。隨后，對部分籽晶層進行掩模，而未被掩模的區(qū)域可被電鍍。電鍍操作具有顯著增厚銅層的效果。隨后可去除掩模下的其余的籽晶層，從而形成指狀線和匯流條。

圖5A示出了根據(jù)圖3所描繪的截面線A-A的電鍍框架100的部分的截面圖。特別地，提手106被描繪成覆蓋磁性緊固件120。可通過由提手106所限定的開口402和由上框架101所限定的開口404將提手106緊固到上框架101。提手106限定出開口406，其可便于通過一個或多個機械臂拾取和放下上框架101。特別地，提手106的位置在磁性緊固件120的正上方，這一位置能夠使分離上框架101和下框架111時施加在上框架101和下框架111上的彎曲應力最小化。

磁性緊固件120可采用容納在磁體外殼410中的永久磁體408的形式。每個磁體外殼410可包括防止緊固件120穿過上框架101或下框架111的唇部。磁體外殼410還可由非常適于耐受由電鍍液中存在的帶電液體造成的腐蝕的電絕緣材料形成。

圖5A還描繪了硬阻擋體412。硬阻擋體412可采用附設(shè)于上框架101或下框架111處的小型的固體材料塊的形式。如所描繪的，硬阻擋體412可通過緊固件與下框架111耦合，該緊固件延伸穿過下框架111所限定的開口414與硬阻擋體412所限定的開口相接合。硬阻擋體412與分布在整個電鍍框架100上的其它硬阻擋體412配合，設(shè)定出分離上框架101與框架111的精準的距離。由于定位在下框架111的格子112內(nèi)的太陽能電池122將導致彈簧306壓縮固定的距離，因而在太陽能電池122上產(chǎn)生可預測的大小的力，因此通過在框架之間建立固定的間隔，可調(diào)節(jié)由電銷104所施加的力的大小。由此，硬阻擋體412防止裝載有彈簧的銷204向太陽能電池122施加過多的力。

硬阻擋體412還在磁性緊固件120之間建立了固定的間隙。在一些實施例中，磁性緊固件120之間的間隙可為大約3mm，而上框架101和下框架111的厚度可分別為大約6mm。通過防止磁性緊固件120之間的直接接觸，永久磁體 408所發(fā)出的磁場可被配置成彼此對齊，從而防止磁性緊固件120之間的摩擦阻礙上框架101相對于下框架111橫向移動。此外，磁體408之間的固定的距離設(shè)定了磁性緊固件120相互吸引的預定量的力。為此，當使用自動化機械分離上、下框架時，自動化機械可被配置成施加已知的預定量的力，從而能夠克服連接上框架101與下框架111的磁耦合。

圖5B示出了電鍍框架100的另一截面圖。特別地，描繪了對齊元件416。對齊元件416的傾斜的頭部與上框架101所限定的錐形開口430相互作用，從而進一步精細化上框架101相對于下框架111的對齊。傾斜的頭部具有線性斜率；然而，在一些實施例中，傾斜的頭部可具有被配置成與上框架101所限定的互補開口相互作用的凸或凹的曲率。錐形配置允許上框架101和下框架111容易地并自動地對齊，并且允許框架之間非精準對齊。僅需要使對齊元件416的小的直徑D1在由錐形開口430的大的直徑D2所限定的對齊區(qū)內(nèi)。如所示出的，由于對齊元件416的自對齊性質(zhì)，這允許寬的對齊容差。例如，如果直徑D1為3mm，且D2為9mm，對齊元件416可偏離中心多達3mm，而仍與錐形開口430自對齊。

隨著磁性緊固件120將上框架101和下框架111吸拉在一起，傾斜的頭部和錐形壁之間的相互作用自動地將框架對齊。由此，當上框架101和下框架111被彼此靠近但非精準對齊時，對齊元件416和磁性緊固件120配合以實現(xiàn)精確的對齊容差。雖然僅描繪了單個對齊元件416，但應當注意，對齊元件414可分布在整個電鍍框架100上，以有助于上框架101和下框架111精準對齊。進一步地，雖然示出了下框架111支持對齊元件416，但上框架101也可支持對齊元件416，并且下框架111可包括與對齊元件416配合的開口。

圖5B還示出了上框架101的一種替代的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。特別地，上框架101被描繪為具有導電芯420和電絕緣保護層422。電絕緣保護層422可被配置成防止電鍍材料在電鍍操作期間堆積在上框架101上，也可防止帶電的電鍍液在電鍍操作期間溶解上框架101的部分。

圖5B還描繪了下框架111的一種替代的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。特別地，下框架111包括導電芯424和電絕緣保護層426。電絕緣保護層426可防止導電芯424和帶電的電鍍液之間直接接觸，具有與結(jié)合上框架101所描述的配置相似的益處。在一些實施例中，導電芯420和424可由不銹鋼(例如SUS 430)形成。電絕緣 保護層422和426可由任何數(shù)量的電絕緣材料形成。在一些實施例中，電絕緣材料可采用覆蓋導電芯420和424的裸露部分的介電釉的形式。在一些實施例中，電絕緣保護層422和426的厚度可在50至100微米之間。

圖6A-6G示出了裝載與上述電鍍框架相似的電鍍框架所采用的一系列動作。圖6A示出了其內(nèi)未設(shè)置任何太陽能電池、布置為垂直取向、由下框架和上框架組裝在一起的電鍍框架。電鍍框架可由于任何數(shù)量的原因而處于這個取向上。例如，電鍍框架可以這種方式存儲。在一些實施例中，電鍍框架可在被用于進行了一個或多個電鍍操作之后，在短時間內(nèi)被掛起來進行干燥。

圖6B示出了重新取向到水平位置的電鍍框架。該重新取向可通過抓住電鍍框架的部分并將其操縱到水平位置的機械臂來進行。在一些實施例中，在電鍍框架被放置成水平取向之后，電鍍框架可被定位在固定到下框架的支持夾具內(nèi)。

圖6C示出了上框架正與下框架分離，以使得能夠進入電鍍框架內(nèi)部?？墒褂靡粋€或多個機械臂來施加從下框架移除上框架所需的力。典型地，分離框架所需的力大于將框架耦合在一起的磁力。在一些實施例中，之前先移除將上、下框架電耦合在一起的緊固件，以克服磁耦合。在下框架由支持夾具固定就位的實施例中，由于下框架由支持夾具固定就位，機械臂僅需被配置成拉動上框架。

圖6D示出了多個太陽能電池正被裝載到下框架中。太陽能電池可以多種方式被裝載到下框架中，包括但不限于自動機械臂，例如，具有真空頭的拾取和放置設(shè)備，其中該真空頭被配置成精準地拾取并將每個太陽能電池單元放置在由下框架所限定的相應的一個格子中。雖然示出了同時放置所有的太陽能電池，但是應當理解，太陽能電池也可由一個或多個拾取和放置裝置依次放置。

圖6E示出了上框架正被磁耦合到下框架。機械臂可包括被配置成實現(xiàn)上、下框架粗略對齊的視覺系統(tǒng)；但是，一旦實現(xiàn)了近似對齊并且框架彼此靠近，磁性框架內(nèi)的磁性緊固件就可幫助實現(xiàn)上、下框架的精準耦合。

圖6F示出了電鍍框架正被重新取向到垂直位置。分布在整個電鍍框架上的磁體和裝載有彈簧的銷防止太陽能電池在電鍍框架的重新取向期間移位或脫落?？梢耘c對應于圖6B所描述的相似的方式進行電鍍框架的重新取向。

圖6G示出了電鍍框架可以如何被浸漬在電鍍槽中從而對浸沒的太陽能電 池進行電鍍。在一些實施例中，一個機械/自動臂或多個機械/自動臂可被配置成在電鍍槽中搖動或操縱電鍍框架，以提高電鍍工藝進行的速度。上述機械臂可通過處理器來驅(qū)動，該處理器由可變化或改變以適應各種產(chǎn)品和產(chǎn)品類型的生產(chǎn)工藝或生產(chǎn)線自動驅(qū)動。

圖7A-7F示出了在電鍍操作之后將太陽能電池從電鍍框架移除所采用的一系列動作。圖7A示出了從電鍍槽中移除后的垂直取向的電鍍框架，其中，電鍍框架中的每個太陽能電池均經(jīng)受了電鍍操作。

圖7B示出了被重新取向到水平取向的電鍍框架?？赏ㄟ^機械臂或多個人來進行電鍍框架的重新取向。圖7C示出了上框架正被提升離開下框架。可通過由機械臂在把手上施加拉力，將上框架從下框架移除，其中把手沿上框架的外部表面分布。把手可被直接定位在分布在上框架和下框架內(nèi)的磁性緊固件的上方。由此，由于克服了上、下框架磁性緊固件之間的磁耦合，通過拉動每個把手，上框架可承受相同量的很小的彎曲力或不承受彎曲力。由于下框架在水平取向上，定位在下框架的格子內(nèi)的太陽能電池可被牢固地保持就位。

圖7D示出了太陽能電池正被提升脫離下框架，以供進一步的處理或包裝。雖然示出了所有的太陽能電池均同時被提升脫離下框架，但是應當理解，也可依次移除太陽能電池。例如，拾取和放置設(shè)備可被配置成拉出每個太陽能電池并將其移動到制造工藝中的下一個步驟。

圖7E示出了上框架正被磁耦合到下框架。機械臂可通過將上框架放置得足夠接近下框架，使框架內(nèi)的磁性緊固件開始以足量的力彼此吸引，來進行這一操作。此時，機械臂可釋放上框架，兩個框架磁耦合在一起。

圖7F示出了電鍍框架正被重新取向成垂直取向，以存儲為以后使用。在一些實施例中，將框架連接在一起的機械臂可被用于通過抓握下框架的突出部分并對電鍍框架進行重新取向來進行該取向改變。

所描述的實施例的各種方面、實施方案、實現(xiàn)或特征可單獨或以任意組合使用。與制造工具的使用相關(guān)聯(lián)的所描述的實施例的各種方面可由軟件、硬件或硬件和軟件的組合來實現(xiàn)。所描述的自動化工藝可有助于控制制造操作，或有助于控制生產(chǎn)線。

出于解釋的目的，前述描述使用了特定的術(shù)語來提供對所描述的實施例的透徹理解。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯而易見的是，實踐所描述的實施 例并不需要具體的細節(jié)。因此，具體實施例的前述描述僅為說明和描述的目的而呈現(xiàn)。它們并不意在窮舉或?qū)⑺枋龅膶嵤├拗茷樗鶗_的精準形式。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，顯而易見的是，鑒于上述教導，多種修改和變化是可能的。