用于制造光電模塊的系統(tǒng)和設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了用于制造光電模塊的設備。本實用新型的實施例提供了一種用于制造光電模塊的系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括具有多個定位站的第一生產(chǎn)線和由至少一個定位站構(gòu)成的第二生產(chǎn)線，在第一生產(chǎn)線的多個定位站中執(zhí)行一系列第一處理操作，在第二生產(chǎn)線的至少一個定位站中至少執(zhí)行第二處理操作。
【專利說明】用于制造光電模塊的系統(tǒng)和設備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及用于制造光電模塊的設備。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]傳統(tǒng)的太陽能電池處理系統(tǒng)通常通過在最小自動化或非自動化的系統(tǒng)中在彼此上方堆疊光電模塊的各種所需組件或?qū)?，來形成包括許多太陽能電池襯底的光電模塊，該系統(tǒng)沿著單個縱軸或生產(chǎn)線以線性的方式布置。通常，系統(tǒng)中的不同定位站被沿著生產(chǎn)線布置，其中，系統(tǒng)通常包括用于操作基本印刷電路的操作裝置、用于建立必要電觸點的印刷裝置、用于制備與印刷電路相關(guān)的絕緣材料的層的裝置、用于定位各個光電電池的裝置以及一系列光學檢查裝置。
[0004]然而，傳統(tǒng)的系統(tǒng)具有這樣的缺點:它們沿著一個方向特別長，例如對于約15麗的制造能力具有約19米的長度并可達對于約150MW的制造能力具有約43米的長度。因此，傳統(tǒng)的系統(tǒng)需要非常大的空間以支撐系統(tǒng)和與推車相關(guān)的硬件并且還需要對用于支撐系統(tǒng)的地基的可觀投資，這通常將會在傳統(tǒng)系統(tǒng)中增加每個光電模塊的整體制造成本。
[0005]下文中描述的本實用新型的一個可能的目的是實現(xiàn)用于制造光電模塊的系統(tǒng)，其具有更小的直線長度和更小的占地面積，使得相對于傳統(tǒng)的光電模塊處理系統(tǒng)減小每個光電模塊的整體制造成本。
[0006]本實用新型的另一個目的是實現(xiàn)用于制造光電模塊的系統(tǒng)，其是完全自動化的并且也增加光電模塊制造產(chǎn)量，以增加系統(tǒng)的制造能力，同時需要相同或更少的關(guān)于制造的硬件和地基的投資。
[0007]本實用新型的另一個目的是改善用于制造光電模塊的方法，其中簡化了光電模塊形成工藝，同時甚至還利用了完整的自動工藝，以將制造成本保持最小。
[0008] 申請人:已經(jīng)設計、測試并實施了本實用新型以克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并獲得了這些和其他的目的和優(yōu)點。
實用新型內(nèi)容
[0009]在獨立權(quán)利要求中給出并陳述了本實用新型的特征，同時獨立權(quán)利要求描述了本實用新型的其他特性或者對于主要發(fā)明點的改變。
[0010]根據(jù)以上目的，根據(jù)本實用新型的用于制造光電模塊的系統(tǒng)包括至少包括具有多個定位站的第一生產(chǎn)線，在多個定位站中連續(xù)地執(zhí)行多個第一處理操作，以制造包括多個不同層的光電模塊。處理順序例如可以包括在基體層上印刷用于形成一個或多個電觸點的層材料，以及之后將光電電池和絕緣材料的各種層以期望的朝向定位在所述基體層上，以形成光電模塊。
[0011]根據(jù)本實用新型的特性特征，系統(tǒng)還包括第二生產(chǎn)線，其由至少另一個定位站，在其中與上述各種第一處理操作并行地至少執(zhí)行另一系列的第二處理操作以制造光電模塊。在一個構(gòu)造中，第一生產(chǎn)線被布置為與第二生產(chǎn)線基本平行。
[0012]根據(jù)本實用新型的另一個特性特征，第二生產(chǎn)線至少包括用于對用在光電模塊中的絕緣材料的一個或多個層進行處理的定位站。該定位站可以包括切割裝置，其被用來將從絕緣材料的輥接收的絕緣材料的每個層選擇性地切割到某一尺寸。
[0013]根據(jù)本實用新型的另一個特性特征，設置例如由一個或多個傳送帶構(gòu)成的第一傳送裝置，以傳送在第二生產(chǎn)線內(nèi)由切割裝置切割到某一尺寸的絕緣材料的層。
[0014]根據(jù)本實用新型的另一個特性特征，設置第二傳送裝置，以將被切割到某一尺寸的絕緣材料的層沿著與兩個生產(chǎn)線橫切的第一軸從第二生產(chǎn)線傳送到第一生產(chǎn)線。在一個構(gòu)造中，第二傳送裝置包括具有形成在其中的多個通孔的板。
[0015]根據(jù)本實用新型的另一個特性特征，孔形成裝置被沿著第一橫軸布置，以在絕緣材料的層從第二生產(chǎn)線傳送到第一生產(chǎn)線的期間，選擇性地形成穿透絕緣材料的層的一個或多個孔。
[0016]根據(jù)本實用新型的一個實施例，用于制造光電模塊的方法一般至少包括第一操作和第二操作，在第一操作期間，至少第一層被裝載到第一定位站，并且在第二操作期間通過使用印刷處理在第一層的表面上沉積多個電觸點，其中，所印刷的多個電觸點適合于隨后至少接觸多個光電電池。本實用新型的實施例還可以提供至少包括另一個附加處理操作的方法，該附加處理操作在第二生產(chǎn)線內(nèi)與前兩個操作并行進行，并且其中制備絕緣材料的多個層以使得它們被選擇性地耦合到第一層和光電電池。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了能夠具體理解本實用新型的上述特征，可以通過參照實施例獲得上文簡要總結(jié)的本實用新型的更加具體的描述，實施例中的一部分在附圖中示出。然而應當注意，附圖僅描繪了本實用新型的典型實施例，并且因此不被認為是其范圍的限制，因為本實用新型可以采用其他等效實施例。
[0018]圖1是根據(jù)本實用新型的一個實施例的用于形成光電模塊的系統(tǒng)的平面圖。
[0019]圖2是根據(jù)本實用新型的一個實施例的適合于由圖1中的系統(tǒng)制造的光電模塊的分解側(cè)視圖。
[0020]圖3是根據(jù)本實用新型的一個實施例的圖1中的系統(tǒng)的第一區(qū)域的平面圖。
[0021]圖4是根據(jù)本實用新型的一個實施例的用在圖3中的第一區(qū)域中的機器人裝置的立體圖。
[0022]圖5是根據(jù)本實用新型的一個實施例的在圖3中示出的第一區(qū)域的細節(jié)的示意側(cè)視圖。
[0023]圖6是根據(jù)本實用新型的一個實施例的在圖1中示出的系統(tǒng)的第二區(qū)域的平面圖。
[0024]圖7是沿著圖6中示出的剖線VI1-VII的局部截面圖，其示意性地示出了根據(jù)本實用新型的一個實施例的沖孔裝置。
[0025]圖8是根據(jù)本實用新型的一個實施例的由圖7中示出的沖孔裝置使用的一系列沖頭的示意性特寫前視圖。
[0026]圖9是根據(jù)本實用新型的一個實施例的可以在圖6的第二區(qū)域中執(zhí)行的第一處理操作的示意性平面圖。
[0027]圖10是根據(jù)本實用新型的一個實施例的可以在圖6的第二區(qū)域中執(zhí)行的第二處理操作的示意性平面圖。
[0028]圖11是根據(jù)本實用新型的一個實施例的在圖1中示出的系統(tǒng)的第三區(qū)域的平面圖。
[0029]圖12示出了根據(jù)本實用新型的一個實施例的可以被用來使用圖1中示出的系統(tǒng)來制造光電模塊的處理步驟。
[0030]為了幫助理解，在可能的情況下使用了相同的附圖標記，以表示對于附圖共有的相同元件?？梢岳斫庖粋€實施例的元件和特征可以被有利地結(jié)合到其他實施例中，而不用另外說明。
【具體實施方式】
[0031]本實用新型的實施例一般包括用于在處理系統(tǒng)或下文中的系統(tǒng)10中形成低成本光電模塊的方法和設備，該光電模塊包括一個或多個光電裝置。圖1是用于制造包括多個已知類型的太陽能電池的光電模塊11的系統(tǒng)10的平面圖，太陽能電池的類型例如是在一般受讓的意大利專利申請?zhí)朥D2010A000223(其于2010年12月2日遞交)中描述的類型。
[0032]一般來說，光電模塊11包括多層結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，其包括由包括襯底的柔性印刷電路板構(gòu)成的第一下層12，其通常被稱作為“背板”或“背襯”。第一下層12通常具有多個導電軌跡，其例如通過使用導電金屬漿或墨水的絲網(wǎng)印刷而預先印刷在第一下層12的連接表面12A上。
[0033]在第一層12上定位了絕緣材料的第二層13。在一個示例中，第二層13包括聚合物材料，諸如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)。第二層通常被稱作為“封裝”層，因為其被用來幫助防止?jié)駳夂推渌廴疚镌诠怆娔K的可用壽命期間攻擊在光電模塊中存在的組件。
[0034]在第二層13上布置了包括多個光電電池15的第三層14或中間層。在上述專利申請?zhí)朥D2010A000223中具體描述了可以用在這里的光電電池的典型類型，例如MWT(金屬鉆孔卷繞)型的晶體光電電池。例如，每個光電模塊11包括光電電池15的陣列，該光電電池具有適合于暴露到光的前表面F以及后表面B。通常，封裝層13包括多個孔或通孔，其允許在每個光電電池15與形成在第一下層12上的導電軌跡之間形成電連接。
[0035]在第三層14之上，定位了例如EVA的絕緣材料的第四層16，與第二層13類似，第四層也具有封裝的功能。以此方式，光電電池15被布置在兩個封裝層13和16之間。
[0036]透明保護材料(例如玻璃)的第五層18被布置在第四層16之上。
[0037]光電模塊制造系統(tǒng)
[0038]參照圖1，用來形成以上光電模塊11的系統(tǒng)10基本被劃分為三個區(qū)域，分別是順序布置(在圖1中從左到右)的第一、第二和第三區(qū)域21、22和23。光電模塊11 一般隨著它們在第一、第二和第三區(qū)域21、22和23中順序處理而向下游移動。此外，系統(tǒng)10包括兩個生產(chǎn)線LI和L2，其沿著基本平行的兩個縱軸Xl和X2布置，或者在這里也被稱作為第一軸Xl和第二軸X2。一般來說，在系統(tǒng)10中執(zhí)行的全部處理都由控制單元33監(jiān)視和控制。
[0039]圖1和圖3中示出的第一區(qū)域21包括沿著第一生產(chǎn)線LI布置的第一定位站30，在其中多個第一層或背板12被制備和堆疊。圖3是除了圖1中示出的系統(tǒng)10的第一區(qū)域21的特寫平面圖。第一定位站30包括能夠被選擇地朝向的第一支撐裝置31和第一光學控制裝置32。第一光學控制裝置32 —般包括數(shù)字攝像機和其他傳統(tǒng)的支持電子裝置，以及能夠光學檢測并檢驗背板12的精確位置的光學裝置第一光學控制裝置32 —般適合于檢測背板12的空間坐標和/或朝向，并且將它們以數(shù)字形式傳送到控制單元33(圖1)，以進行進一步的分析和處理?；谟傻谝还鈱W控制裝置32檢測的信息，通過使用從控制單元33發(fā)送的指令，第一支撐裝置31被以三個空間坐標x、y和θ (Θ用于旋轉(zhuǎn))選擇性地確定朝向和/或定位。
[0040]第一區(qū)域21也包括也沿著第一生產(chǎn)線LI布置并包括第二支撐裝置36的第二定位站35，與第一支撐裝置31不同，第二支撐裝置36可以根據(jù)三個空間坐標x、y和Θ而被選擇性地朝向，并且也能夠沿著與縱軸Xl垂直的第一橫軸Yl平移。第二支撐裝置一般能夠通過使用一個或多個致動器(例如，電機或傳統(tǒng)機械引導器、滑動器或其他支撐組件)而沿著第一橫軸Yl平移。第二支撐裝置36也通常設置有傳送帶37，其可以被選擇性地驅(qū)動，以使得布置在其上的光電模塊組件移動和/或重新定位。在工作期間，背板12通過使用第一機器人裝置39被從第一定位站30移動到第二支撐裝置36的傳送帶37的上部。
[0041]第一機器人裝置39可以是在圖1、圖3和圖4中示出的六軸機器人，并且一般適合于通過使用從控制單元33發(fā)送的命令而從第一定位站30每次取得一個背板12并將其傳遞到第二定位站35中的第二支撐裝置36。特別地，機器人39包括具有抓取單元的終端臂40，在抓取單元上選擇性地產(chǎn)生真空，以拾取、傳送和釋放背板12。
[0042]此外，第一區(qū)域21還包括沿著第三縱軸X3縱向布置的印刷站41，第三縱軸X2與縱軸Xl和X2平行并且與第一橫軸Yl橫切。印刷站41包括已知類型的印刷裝置42，例如絲網(wǎng)印刷裝置或噴墨裝置，其適合于沉積導電材料和/或粘合劑材料(下文中稱作ECA (導電粘合劑))的圖案層。在一個示例中，印刷站41被構(gòu)造為在背板12上一期望的圖案沉積ECA漿(諸如含有銅、銀或其他類似金屬的聚合物材料)，以在背板12的一部分與第三層14的光電電池15的后表面B (圖2)的區(qū)域之間形成必要的電觸點。在一個實施例中，絲網(wǎng)印刷室包括多個致動器(例如，步進電機或伺服電機)，其與控制單元33通信并被用來調(diào)整布置在絲網(wǎng)印刷室內(nèi)的絲網(wǎng)印刷掩模相對于被印刷的背板12的位置和/或角朝向。在一個實施例中，絲網(wǎng)印刷掩模是具有多個特征(諸如洞、槽或穿透形成的其他孔)的金屬片或板，以限定在背板12的表面上的絲網(wǎng)印刷材料(例如，墨水或漿)的圖案和布置。一般來說，通過使用致動器和由控制單元33從第二光學控制裝置43 (之后對其進行描述)接收的信息來將絲網(wǎng)印刷掩模朝向其表面上的期望位置，使得要被沉積在背板12的表面上的絲網(wǎng)印刷圖案以自動的方式與背板12對準，并且之后使用輥式裝置將布置在背板12上的材料從形成在絲網(wǎng)印刷掩模中的孔推出。
[0043]可以包括連接到控制單元33的一個或多個照相機的第二光學控制裝置43被定位為當?shù)诙窝b置36在第二光學控制裝置43下方沿著橫軸Yl向印刷裝置42平移時，檢測布置在第二支撐裝置36上的背板12的空間坐標和/或朝向。背板12可以通過使用連接到第二支撐裝置36的致動裝置47(圖1)沿著橫軸Yl平移。
[0044]第二光學控制裝置43和控制單元33能夠獲得背板12的位置并且通過控制第二支撐裝置36的位置和朝向來校正背板12相對于印刷裝置42的對準。
[0045]在印刷導電材料和/或粘合劑材料的圖案化層之后，第二支撐裝置36沿著軸Yl平移，直到其返回到最初位置，并且因此與第一縱軸Xl對準。
[0046]第三光學控制裝置或觀察系統(tǒng)44 (其也連接到控制單元33并且定位在第二光學控制裝置43附近)可以被用來在圖案化層的已經(jīng)由印刷裝置42形成在背板12上之后，檢驗材料的印刷的圖案化層的質(zhì)量(例如，圖案化層的一個或多個區(qū)域的尺寸、形狀或其他特征)和/或位置。
[0047]之后，饋送輥45可以被用來將其上具有材料的圖案化層(例如，ECA的圖案化層)的背板12從第二支撐裝置36傳送到系統(tǒng)10的第二區(qū)域22。
[0048]在一些構(gòu)造中，第一區(qū)域21也可以包括沿著第二生產(chǎn)線L2布置的第三定位站46。第二生產(chǎn)線L2 —般適合于執(zhí)行多種處理操作，諸如制備用在光電模塊11(圖2)內(nèi)的各種封裝(例如，第二層13和第四層16)。具體地，繞輥48纏繞的聚合物材料(諸如EVA)的帶(圖1、圖3和圖5)被一個或多個拉伸輥49松開纏繞狀態(tài)并且傳遞到傳送帶50和切割單元51，以將聚合物材料的帶切割到某一尺寸。在一個示例中，通過使用布置在切割單元51中的刀片52將封裝13和16的帶或片切割到某一尺寸，使得用于形成封裝13和16的材料的每個帶與背板12具有相同形狀和/或表面積。
[0049]圖1和圖6中示出的第二區(qū)域22包括第三支撐裝置55，與第二支撐裝置36類似，第三支撐裝置也被沿著第一生產(chǎn)線LI布置，并且在其上具有ECA材料的每個背板12可以為了隨后的處理而定位。第三支撐裝置55被沿著第一縱軸Xl方向縱向布置并且沿著與第一橫軸Yl平行的第二橫軸Y2橫向布置。第三支撐裝置55被連接到控制單元33，并且可以根據(jù)三個空間坐標x、y和Θ選擇性地確定朝向，并且也可以沿著第二橫軸Y2平移。第四光學控制裝置56可以被布置在第三支撐裝置55上方，以檢測抵靠在其上的背板12的位置，和/或布置在背板12上的封裝13的位置，如下文所述。
[0050]如圖1和圖6所示，第二區(qū)域22也可以包括兩個傳送帶59和60，其為第二生產(chǎn)線L2的一部分，并且都沿著第二縱軸x2縱向地朝向，即，與傳送帶50共線。傳送帶59、60受到由控制單元33發(fā)送的命令的控制。傳送帶59沿著第二橫軸Y2橫向布置并且適合于接收從第一區(qū)域21中的傳送帶50到達的封裝13和16。連接到控制單元33的第五光學控制裝置61被布置在傳送帶59上的固定位置，以檢測抵靠在傳送帶59上的每個封裝13和16的位置。
[0051 ] 孔形成或沖孔裝置62 (圖1、圖6和圖7)被布置在傳送帶59與第三支撐裝置55之間。圖7是可以包括沖孔頭63和沖孔板66的沖孔裝置62的側(cè)視截面圖。沖孔頭63可以包括多個沖孔器65，其縱向布置并且每個沖孔器都具有預定直徑，以在每個封裝13中實現(xiàn)形成為期望的行列矩陣或其他期望圖案的多個孔。由每個沖孔器65形成的孔的形狀可以是根據(jù)沖孔需求的任何形狀。圖8示出了一些可能形狀的示例，但是不是為了限制這里描述的本實用新型的范圍。
[0052]沖孔裝置62的沖孔板66 (其具有多個橫向通孔69 (圖7))被按照行列矩陣來布置，并且與將要在每個封裝13內(nèi)形成的孔相同。沖孔板66中的多個通孔69水平地布置在沖孔頭63與拱座板70之間，拱座板在沖孔頭63下方的固定位置處。形成在板66中的孔69被構(gòu)造為接收布置在沖孔頭63中的沖孔器65，使得孔在沖孔操作期間形成在封裝13內(nèi)。沖孔板66也具有與孔69 (未示出)平行的其他的真空孔，通過該真空孔，在板66的下表面上可選擇地產(chǎn)生真空，以通過似的封裝13附著到板66的下表面上來保持封裝13。
[0053]板66在生產(chǎn)線LI與L2之間沿著橫軸Y2橫向移動(圖6和圖7)。通過使用致動裝置，板66可以被定位在傳送帶59上方的第一位置以及在第三支撐裝置55上方的第二位置。在于第一位置和第二位置之間傳送板66的過程期間，板66在沖孔頭63下方穿過多個中間位置之間。板66由傳統(tǒng)的電機通過使用從控制單元33發(fā)送的命令來定位，電機的類型已知并且在附圖中未示出(圖1)。
[0054]在操作期間，沖孔頭63(圖7)能夠在每個封裝13中同時形成多個孔，例如一次六個孔。在操作期間，板66以步進的方式前進，使得在預定數(shù)目的傳遞(例如，六次傳遞)時，沖孔頭63可以形成封裝13中的全部孔。
[0055]在孔形成在封裝13中之后,其由沖孔板66轉(zhuǎn)移到在已經(jīng)定位于第三支撐裝置55上的背板12上方的位置處。第四光學控制裝置56檢驗封裝13相對于背板12的位置，并且如果需要的話，借助于控制單元33，將背板12與封裝13對準。背板12的位置由第五光學控制裝置61檢驗。
[0056]一旦封裝13與下方的背板12對準，由真空源(例如，真空泵)產(chǎn)生在沖孔板66中的真空孔中的真空被阻斷，并且布置在背板12上的預先沉積的ECA被定位在形成于封裝13中的孔中。
[0057]也由控制單元33控制的饋送輥71在第三支撐裝置55的下游沿著第一生產(chǎn)線LI布置，并且適合于將具有粘合劑電接觸部(例如，ECA)和布置在其上的封裝13朝向第四定位站72轉(zhuǎn)移。第四定位站72沿著第一生產(chǎn)線LI定位,并且被構(gòu)造為將多個光電電池15定位在經(jīng)定位的封裝13層上方。
[0058]第四定位站72包括傳送帶73和兩個機器人裝置(分別是第二和第三機器人裝置75和76)，每個機器人裝置都可以包括六個機器人，它們可以與第一機器人裝置39類似并且也由控制單元33控制。
[0059]傳送帶73(圖1)被沿著第一縱軸Xl縱向布置并且限定了其上布置背板12和封裝13的上平面。在一些構(gòu)造中，傳送帶73被定位在由與軸Yl和Y2平行的第三橫軸Y3限定的第一橫向位置。
[0060]第二機器人裝置75 (圖9)被構(gòu)造為借助于選擇性真空抓取裝置來從緩沖區(qū)(未示出)拾取每個光電電池15，并且將每個光電電池15放置在封裝13上的預定位置。傳統(tǒng)的觀察系統(tǒng)(未示出)也與第二機器人裝置75相關(guān)聯(lián)，以通過讀取存在于每個光電電池15上的適當記號或基準來檢驗每個光電電池15在封裝13上的位置或者襯底的邊緣。在該步驟期間，觀察系統(tǒng)也被用來光學檢查每個光電電池15，以檢驗它們的質(zhì)量(例如，沒有破裂)?；谒鶞y量的背板12和各個光電電池15的坐標，控制單元33和第二機器人裝置75能夠在封裝13上以極高的精確性和準確度來定位每個光電電池15。第二機器人裝置75也適合于通過將有缺陷的光電電池15轉(zhuǎn)移到合適的廢棄物容器中來拋棄有缺陷的光電電池15。
[0061]可以包括兩個獨立的機器人的第三機器人裝置76 (圖10)被構(gòu)造為一次拾取多個帶79并且將它們定位在光電模塊11內(nèi)的邊緣上及指定區(qū)域，以形成期望的電觸點的圖案。第三機器人裝置76可以被構(gòu)造為同時用選擇性真空卡盤裝置來拾取并傳送條帶79。一般來說，條帶79可以由導電材料構(gòu)成，例如形成為圖案化的箔、帶和/或片的金屬，諸如從卷繞狀態(tài)逐漸從輥(未示出)松開的帶80。
[0062]通過使用控制單元33，光電模塊的部分之后由傳送帶73傳送到第三區(qū)域23 (圖1和圖11)，該光電模塊現(xiàn)在由背板12 (其包括具有ECA接觸的背板12)、圖案化的封裝13、光電電池15和條帶79構(gòu)成。第三區(qū)域23位于沿著第一和/或第二生產(chǎn)線L1、L2的由第四橫軸Y4限定的第二橫向位置，第四橫軸Y4平行于軸Yl、Y2和Y3。
[0063]第六光學控制裝置81被布置在傳送帶73上方的固定位置，以在執(zhí)行連續(xù)處理操作之前檢驗光電電池15和條帶79的質(zhì)量或定位的精確度。
[0064]第三區(qū)域23 (圖11)包括第七光學控制裝置82，其在第六光學控制裝置81下游并被布置在傳送帶73上方，并且適合于通過使用從控制單元33發(fā)送的命令檢測從第二區(qū)域22到達的光電模塊的部分相對于軸Xl和Y4的位置。
[0065]第三區(qū)域23(圖11)也包括第四機器人裝置83，其由控制單元33控制，并且被構(gòu)造為拾取被布置在傳送帶60的沿著第二生產(chǎn)線L2的最終位置中的封裝16的片，并將其定位在第一生產(chǎn)線LI的第二橫向位置(軸X1、Y4)中的光電模塊的部分上方。第四機器人裝置83可以包括六軸機器人，與第一機器人裝置39類似，其具有真空卡盤裝置，適合于將來自傳送帶60的封裝16的片拾取并傳送到第二橫向位置84。
[0066]也連接到控制單元33的第八光學控制裝置85適合于在封裝16被布置在傳送帶60的最終位置時檢測封裝16的位置。
[0067]第四機器人裝置83適合于使用真空卡盤裝置從玻璃18的相應堆疊層一次拾取一層玻璃18，并且隨后將其定位在已經(jīng)位于第二橫向位置(軸xl、Y4)的所形成的堆疊上。放置玻璃層18來完成包括上文中討論的五個層的模塊11。也連接到控制單元33的第九光學控制裝置86適合于在玻璃層18被從相應堆疊拾取起來之前檢測玻璃層18的位置和朝向。
[0068]與第二橫向位置(軸xl、Υ4)相對應地，可以包括紅外加熱元件的加熱裝置88被用來執(zhí)行光電模塊11的預烘烤或預加熱操作。在該操作期間，從加熱裝置88遞送的熱量或能量被用來至少部分地融化包括在封裝13和16的層中的絕緣材料(EVA)，使得其它層
12、14和18在光電模塊11內(nèi)至少部分地固定定位。
[0069]在傳送帶73的下游,沿著與軸Π-Υ4平行的第五橫軸Υ5橫向地布置了光電模塊翻轉(zhuǎn)裝置89。翻轉(zhuǎn)裝置89通常是機器人元件，其被構(gòu)造為將每個所形成的光電模塊11翻轉(zhuǎn)到期望朝向。在一個示例中，翻轉(zhuǎn)裝置89被構(gòu)造為將光電模塊11翻轉(zhuǎn)180°，使得玻璃層18被布置為向下并且準備好進行隨后的碾壓操作。
[0070]處理步驟示例
[0071]在本實用新型的一個示例中，如圖12所示，在系統(tǒng)10中形成光電模塊11的方法可以包括以下處理操作。首先，在操作91處，背板12被裝載進第一支撐裝置31或者由第一支撐裝置31接收，該第一支撐裝置31建立在第一生產(chǎn)線LI中。在該操作期間，機器人39也被用來將來自第一支撐裝置31的背板12傳送到第二支撐裝置36，該第二支撐裝置36建立在第二定位站35中。在該操作期間，第一光學控制裝置32和控制單元33可以被用來幫助確保從第一支撐裝置31傳輸來的背板12由機器人39良好地在第二支撐裝置36上確定朝向并定位。
[0072]之后，在操作92處，在由第二支撐裝置36遞送到印刷站41之后，背板12的表面將會通過使用在印刷站41中建立的組件而使得必要的電觸點沉積在其上，該電觸點適合于接觸光電電池15和條帶79。在該操作期間，第二支撐裝置36通過使用致動器裝置47(例如，線性電機)沿著Yl軸從背板接收位置36Α平移到在印刷站41下方的處理位置41Α。第二光學控制裝置43和控制單元33可以被用來將背板12相對于印刷站41的朝向確定為使得沉積在背板12的表面上的材料將會被適當?shù)膶屎投ㄎ弧?br> [0073]之后，在操作93處，觀察系統(tǒng)44和控制單元33被用來檢驗材料的印刷圖案化層在由印刷裝置42形成在背板12上之后的質(zhì)量和位置。之后，諸如饋送輥45的裝置被用來將背板12傳送到系統(tǒng)10的第二區(qū)域22的第三支撐裝置55。
[0074]之后,在通常與在系統(tǒng)10中執(zhí)行的其他操作并行執(zhí)行(例如與第一到第三操作91、92和93同時執(zhí)行)的操作94處，封裝13和16由切割單元51形成，并且之后由沖孔裝置62打出孔。之后，經(jīng)切割和打孔的封裝13被通過使用板66和上述傳統(tǒng)電機布置在背板12上方，使得形成在封裝13中的孔被相對于布置在背板12上的材料的印刷圖案化層按照
期望定位。
[0075]之后，在操作95處，第四光學控制裝置56和控制單元33被用來檢查背板12和封裝13以確保它們被相對于彼此正確地定位，和/或在系統(tǒng)10內(nèi)正確地定位。
[0076]之后，在操作96處，兩個機器人裝置75和76被用來將光電電池15和條帶79定位在已經(jīng)被布置在背板12上的封裝13上方。
[0077]之后，在操作97處，第六光學控制裝置81被用來在執(zhí)行隨后的處理操作之前檢驗光電電池15和條帶79的定位的質(zhì)量。在執(zhí)行該光學檢驗操作之后，背板12和其他組件被通過使用諸如傳送帶73的傳送裝置傳送到第三區(qū)域23。
[0078]之后，在操作98中，第四機器人裝置83被用來將未圖案化的封裝材料(諸如封裝16)定位在光電電池15和條帶79上。
[0079]之后，在操作99中，第四機器人裝置83被用來將玻璃層18定位在封裝16上，該封轉(zhuǎn)該6被定位在已經(jīng)定位于背板12上方的光電電池15和條帶79上。在操作99的最后時，通過將來自加熱裝置88的熱量遞送到光電模塊11組件將，光電模塊11預先烘烤，以使得布置在其中的封裝13和16 (例如，EVA)軟化和/或至少部分熔化。
[0080]之后，在操作100處，在操作99中形成的光電模塊11由光電模塊翻轉(zhuǎn)裝置89翻轉(zhuǎn)，使得玻璃層18變?yōu)橛糜诠怆娔K11的支撐層。
[0081]之后，在操作101處，光電模塊11受到碾壓操作，其中處于光電模塊11中的各個層之間的任何截留空氣被移除，并且/或者封裝13和16被壓縮以形成密封的光電模塊11，其將會在所形成的光電模塊的使用壽命中保護并防止電連接和光電電池15以免受環(huán)境攻擊。在一個示例中，碾壓處理包括將光電模塊11遞送通過適合于將期望量的力施加到光電模塊11的相反側(cè)的一對輥，同時由一個或多個燈(未示出)將其加熱到期望處理溫度。
[0082]如果所形成的光電模塊11被發(fā)現(xiàn)具有不期望的缺陷，那么可以容易地通過將被排除的光電模塊11傳送到生產(chǎn)線LI的末端以使其落入定位為接收這些被排除的模塊的廢棄物容器(未示出)中，來將被排除的光電模塊11丟棄。
[0083]在上述處理步驟中的全部操作91-101可以由從控制單元33發(fā)送的命令來執(zhí)行。
[0084]如上所述，系統(tǒng)10可以包括至少兩個生產(chǎn)線，適合于并行執(zhí)行光電模塊形成任務或處理操作中的至少一者以形成光電模塊11。
[0085]通過使用這里公開的一個或多個實施例，可以使得系統(tǒng)10的整體尺寸比其他傳統(tǒng)光電模塊形成系統(tǒng)小得多。在一個示例中，上文討論的具有約100MW生產(chǎn)能力的系統(tǒng)10整體長度在約12m到約15m之間。[0086]很清楚，可以對于上文描述的制造光電模塊的系統(tǒng)10進行局部的修改和/或增力口，而不離開本實用新型的領(lǐng)域和范圍。
[0087]也很清楚，雖然已經(jīng)參照具體示例描述了本實用新型，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員當然能夠?qū)崿F(xiàn)許多其他等價形式的用于制造光電模塊的系統(tǒng)和方法，其具有在權(quán)利要求中限定的特征并且因此全都落入由權(quán)利要求限定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造光電模塊的系統(tǒng)，包括: 第一生產(chǎn)線，其包括: 兩個以上定位站,其被沿著第一縱軸布置并且都適合于執(zhí)行一個或多個光電模塊處理操作；以及 第二生產(chǎn)線，其包括: 至少一個定位站，其與基本與所述第一縱軸平行的第二縱軸共線，其中，所述至少一個定位站適合于執(zhí)行一個或多個光電模塊處理操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述兩個以上定位站中的一者包括印刷站。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在所述第一生產(chǎn)線中的所述兩個以上定位站還包括: 第一定位站，其沿著所述第一縱軸布置并且被構(gòu)造為接收光電模塊的第一層；以及 第二定位站，其沿著所述第一縱軸布置并且被構(gòu)造為接收從所述第一定位站通過使用第一機器人裝置而傳送來的所述第一層，其中，印刷站被沿著第一橫軸布置，所述第一橫軸與所述第一縱軸橫切排列并穿過所述第二定位站。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述第二定位站包括第二支撐裝置，其具有被構(gòu)造為將所接收到的所述第一層相對于所述印刷站確定朝向和/或定位的致動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述第二支撐裝置可沿著所述第一橫軸平移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二生產(chǎn)線至少包括第三定位站，其被構(gòu)造為通過使用切割裝置來選擇性地切割來自輥的絕緣材料的層，以形成一個或多個絕緣材料的片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括第一傳送裝置，其被構(gòu)造為沿著所述第二縱軸傳送所述一個或多個絕緣材料的片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)還包括第二傳送裝置，其被構(gòu)造為將所述一個或多個片中的一者從所述第二生產(chǎn)線中的位置傳送到所述第一生產(chǎn)線中的第一位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述第一生產(chǎn)線還包括第四定位站，其被布置在所述第一生產(chǎn)線中的所述第一位置下游，并且適合于將多個光電電池定位在所述一個或多個片上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述第二生產(chǎn)線還包括適合于在所述一個或多個片中形成多個孔的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述第二生產(chǎn)線還包括這樣的裝置，其包括: 沖孔頭，其具有多個沖孔器；以及 板，其具有所述沖孔器能夠從其穿過的多個通孔以及與真空源耦合的多個真空孔，其中，所述真空孔被構(gòu)造為當在所述真空孔中形成低于大氣壓的壓力時，使得所述一個或多個片中的一者粘附到所述板的表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述第一生產(chǎn)線還包括第四定位站，其包括傳送帶、第二機器人裝置和第三機器人裝置，并且其中，所述第三機器人裝置適合于將導電材料的多個帶定位在每個光電模塊的預定區(qū)域中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括第四機器人裝置，其被布置為接近所述第一生產(chǎn)線和所述第二生產(chǎn)線的末端，并且被構(gòu)造為將絕緣材料的層從所述第二生產(chǎn)線轉(zhuǎn)移到所述第一生產(chǎn)線中的第二位置，并且其中，所述第四機器人裝置也被構(gòu)造為接收并傳送層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一生產(chǎn)線還包括加熱裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述第一生產(chǎn)線還包括翻轉(zhuǎn)裝置，其被構(gòu)造為改變所述第一層的朝向，使得所述第一層的表面翻轉(zhuǎn)180°。
16.一種用于制造光電模塊的設備，包括: 至少一個第一生產(chǎn)線，其沿著第一縱軸布置并具有多個定位站，其中，所述第一生產(chǎn)線的所述定位站中的至少一者被構(gòu)造為制造所述光電模塊的至少一個中間層，并且其中，所述光電模塊包括多個光電電池； 至少一個第二生產(chǎn)線，其沿著與所述第一縱軸平行的第二縱軸布置，其中，所述第二生產(chǎn)線包括至少一個定位站，所述至少一個定位站被構(gòu)造為與所述第一生產(chǎn)線的所述定位站并行地制造所述光電模塊的絕緣材料的、與所述中間層相關(guān)的至少一個封裝層；以及 其中，設置了傳送帶和可移動板以將所述至少一個封裝層從所述第二生產(chǎn)線選擇性地移動到所述第一生產(chǎn)線，以將所述至少一個封裝層與所述中間層相關(guān)聯(lián)，來制造所述光電模塊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設備，其中，所述第一生產(chǎn)線的定位站包括: 至少第一定位站，其被構(gòu)造為將所述光電模塊的至少一個背板定位到第一支撐裝置中；以及 至少第二定位站，其被構(gòu)造為將所述背板定位在第二支撐裝置中，其中，所述第二定位站沿著第一橫軸橫向排列，印刷站也沿所述第一橫軸排列。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設備，還包括第一機器人，其被構(gòu)造為將所述背板從所述第一定位站傳送到所述第二定位站。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設備，所述第一支撐裝置和所述第二支撐裝置中的至少一者或兩者被構(gòu)造為根據(jù)至少三個空間坐標x、y和θ而選擇性地確定朝向。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設備，其中，所述第二支撐裝置可選擇性地沿著所述第一橫軸朝向或遠離所述印刷站平移。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設備，其中，所述第二生產(chǎn)線的定位站包括具有刀刃的切割單元，所述切割單元被構(gòu)造為從絕緣材料的輥開始將所述封裝層選擇性地切割到一尺寸。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設備，其中，所述傳送帶被構(gòu)造為將由所述切割單元切割到一尺寸的第一封裝層沿著所述第二生產(chǎn)線傳送。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設備，其中，所述可移動板被構(gòu)造為將被切割到一尺寸的所述第一封裝層從所述第二生產(chǎn)線沿著第二橫軸傳送到所述第一生產(chǎn)線，其中，所述第二傳送軸基本與所述第一橫軸平行。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設備，還包括沿著所述第二橫軸布置的沖孔組件，其被構(gòu)造為在被切割到一尺寸的所述第一封裝層從所述第二生產(chǎn)線傳送到所述第一生產(chǎn)線的過程中，在被切割到一尺寸的所述封裝層中沖出孔。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設備，其中，所述第一生產(chǎn)線的定位站還包括第三定位站，其被構(gòu)造為將所述光電電池定位在被切割到一尺寸并被打孔的所述第一封裝層上。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設備，其中，所述第三定位站包括傳送帶、第二機器人和第三機器人，所述第三機器人被構(gòu)造為將導電材料的多個帶定位在所述光電模塊上的預定區(qū)域中，以實現(xiàn)預定的電觸點，并且其中，所述第三定位站的傳送帶被布置在由第三橫軸限定的橫向位置，其中，所述第三橫軸與所述第一橫軸和所述第二橫軸平行。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設備，還包括第四機器人裝置，其被布置為接近所述第一生產(chǎn)線和所述第二生產(chǎn)線的末端，并且被構(gòu)造為從所述第二生產(chǎn)線拾取第二封裝層，并且將所述第二封裝層定位在位于所述第一生產(chǎn)線中由第四橫軸限定的橫向位置中的所述光電模塊上，其中，所述第四橫軸與所述第一、第二和第三橫軸平行。
【文檔編號】H01L31/18GK203398146SQ201220535049
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月14日
【發(fā)明者】安德烈·巴奇尼, 馬可·加喬托, 托馬斯·米切爾勒蒂, 戴戈·唐尼, 約翰·特勒, 馬可·瑪伊奧利尼, 安德烈·薩特雷圖 申請人:應用材料意大利有限公司