CN101496155A - 用于对光伏电池的基片进行金属化的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种对光伏电池的基片(11)进行金属化的设备(10)和方法，所述基片(11)具有第一前表面(11a)和与所述第一前表面(11a)相对的第二表面(11b)，在所述第一前表面(11a)上能够制成导电带(13)，所述设备(10)包括金属化装置(16、19、20)和支座，所述金属化装置能够将金属化合物传送到所述第一前表面(11a)上，以便获得所述导电带(13)，所述基片(11)能够以所述第二表面(11b)安置在所述支座上，所述支座(28)由具有高弹性系数的材料制成并且能够适应所述基片(11)的所述第二表面(11b)，其随着所述金属化装置(16、19、20)的动作变成所述基片的可能的不规则形状(29)。
Description
技术领域
本发明涉及一种对用于制造光伏电池的基片(support)进行金属化(即在所述基片上压印金属导电带)的设备和方法。
背景技术
已知光伏电池包括通常由硅制成的薄基片，该基片首先经公知的方式处理，以便增加其光敏度，然后被金属化，即，使其经受压印过程，通过该压印过程，金属化合物的油墨或浆料沉降在基片上，以便制造限定光伏电池布置的导电带。
更确切地，已知通过丝网印工艺执行所述金属化，其中，设置在支座上的基片置于下方并且与由交织金属丝制成的网非常紧密地相接触，该网称作滤网，其限定薄的贯通栅格，该栅格再现待压印的导电带。
滤网被喷洒金属化油墨，并且随后承受压力，以使得油墨穿过栅格并且沉降在下面的基片上。
用于光伏电池生产的基片通常是通过横向切割硅块得到，使得形成具有十分之几毫米厚度和与要暴露在阳光下的前表面相当的大致矩形形状的薄片。尽管允许获得具有非常规则表面的基片，由于需要执行高精密度的切割操作，这种生产技术是昂贵的。
为了减少这些花费，直接通过挤压得到基片；然而，这些通常已知为“线带”的基片包括具有横向起伏的不规则的表面，该横向起伏一方面是有利的，因为其增大了基片的有效暴露表面，但是，另一方面，在金属化操作过程中也带来不利。
起伏表面的存在意味着对导电带非精确压印以及基片不连续地保持在下方的基底上的风险，因此滤网施加给基片的甚至极小的压力往往会导致后者的断裂。
发明内容
本发明的目的是获得一种设备和方法，其允许以精确且有效的方式并且以有限的成本对基片进行金属化，以制造光伏电池，防止基片在金属化工程中由于施加在其上的压力，甚至在通过挤压获得硅基片时断裂。
申请人设计并且实施本发明，以克服现有技术的不足，以获得上述目的和之后阐述的其它优势。
独立权利要求基本上阐述了本发明并且给出了本发明的特征，从属权利要求描述了本发明的其它新颖特征。
依据上述目的，根据本发明的用于对光伏电池的基片进行金属化的设备包括金属化装置和支座，所述基片有利地由硅胶制成，所述金属化装置能够将金属化合物传送到基片的第一前表面上，以便得到光伏电池的导电带，基片能够以与第一表面相对的第二表面安置在所述支座上。
根据本发明的特征，支座由弹性易弯曲的材料制成，就是说，其具有高弹性系数，并且能够适合第二表面，随着金属化装置的动作变成其可能的不规则形状。
在实施方式的优选形式中，支座由高分子化合物制成，例如硅胶、橡胶、聚氯乙烯(PVC)等。有利地，支座由硅胶制成。
根据一种变型，支座由非常软的天然橡胶制成。
在实施方式的优选形式中，金属化装置包括至少一个滤网和至少一个涂布构件，其中，滤网能够与基片的所述第一表面接触并且具有用于复制待制造的导电带的贯通栅格，涂部构件能够滑动并且在滤网上作用确定的压力，以便散布金属化合物并使其穿过滤网的贯通栅格，使得金属化合物沉降在该基片的第一表面上。在这种实施方式中，由于涂布构件在滤网上施加压力并且传送到待被金属化的基片上的作用，支座能够变形。
有利地，涂布构件相对于基本上平行于其滑动方向以及待被金属化的基片的纵向轴线的旋转轴线振荡。
涂布构件还垂直地朝向滤网并且垂直于待被金属化的基片的第一表面选择性地活动。
涂布构件还与抵接部件相关联，该抵接部件能够与配对的刃边协作，以便限制涂布构件的运动以及施加在滤网上的压力。
在实施方式的优选形式中，涂布构件包括至少一个抹刀或刀片，所述抹刀或刀片设在涂布构件的下部并且具有由弹性易弯曲材料制成的刃边，该刃边能够直接作用在滤网上。
附图说明
通过以下参照附图对优选形式的作为非限制性例子给出的实施方式的描述，本发明的这些和其它特征将变得明显，其中：
图1和2是根据本发明的在两个不同的功能步骤中对光伏电池的基片进行金属化的设备的部分剖视侧；
图3是自图1中设备的上方看去的细部图；
图4是自图2中设备的前方看去的细部图；
图5是根据本发明的设备的剖视细部图。
具体实施方式
参考附图，附图标记10大体表示根据本发明的设备，其能够对用于制造光伏电池的基片11进行金属化。
更确切地，设备10能够利用金属化合物的油墨或浆料将导电带13压印在基片11的第一表面11a上，其中，所述导电带13限定待生产的光伏电池12的布置，支撑件11有利地由硅胶制造。
设备10包括台架17，在台架17上设置有支撑结构18，该支撑结构能够沿水平和竖直方向稍微移动，以便调整其相对于待压印的基片11的位置，如之后将要清楚地描述的。
在支撑结构18上以悬臂方式安装有框架14，框架14限定通孔15，在该通孔15内设有滤网16并且该滤网16被适当地夹持在该通孔15中，也就是说，由薄的钢丝制成的紧密编织的网丝限定多个贯通栅格，用于将待压印的导电带13复制在基片11上。
在与支撑结构18相关联的框架14上方设有涂布单元19，该涂布单元设有头部21，该头部21可以沿图1中“A”指示的方向在纵向上基本上从滤网16的一端运动到另一端。
刀片或抹刀20安装在头部21上，在所述刀片或抹刀20下面设有由例如橡胶或硅胶等易弯曲的材料制成的刃边26，该刃边26具有将金属油墨散布和涂布在滤网16上的功能，如之后将要解释的。
刀片20通过球轴承23与机架22相关联，使得能够相对于所述机架22围绕基本上平行于头部21的活动方向“A”，即，基片11的纵向轴线的轴线“X”轻微地振荡。
机架22与相关的致动器关联，所述致动器能够允许机架22相对于头部21在图1中“B”所示的方向上垂直运动，并且由此允许刀片20相对于下面的滤网16选择性地接近，直到刀片20可以接触到滤网16，在其上施加期望的压力为止。
为了限制可以由刀片20施加在滤网16上的压力，抵接元件24还与机架22相关联，该抵接元件24被设置成能够与终点挡块25相接触，该终点挡块25与头部21紧固连接。
活动平台27滑动地安置在台架17上，其能够选择性地从第一位置移动至第二位置，在该第一位置，活动平台27被侧向设置，在该例子中其位于框架14的前方，在第二位置，活动平台27被设置在滤网16的下方。
在活动平台27的上方设有支座28，基片11能够安置在该支座28上，该基片11具有与第一表面11a相对的第二表面11b。
支座28由例如天然或合成的橡胶、硅胶或PVC等弹性易弯曲的材料制成，即，其具有高弹性系数，使得即使当经受极小的压力时，也可以暂时变形。
设备10有利地设有传送构件，该传送构件能够将用于压印导电带13的金属油墨传送到滤网16上，并且借助于与命令和控制单元协作的显示部件，以便根据基片11在支座28上的位置确定框架14的正确位置并由此确定滤网16的准确位置。
至此描述的设备10如下工作。
在活动平台27处于其第一位置时，基片11首先设置在支座28上，使得其第二表面11b安置在支座28上。
在基片11直接通过挤压制成并且由此具有起伏29或者其它表面不规则形状的情况下，基片11有利地使起伏29直接与刀片20的刃边26平行设置，就是说，与轴线“X”正交(图5)。
显示部件检测基片11的准确位置，命令和控制单元确定框架14的水平面上的相关运动，以便在活动平台27处于其第二位置的情况下将框架14定位在相对于基片11的中间处。
接下来，将活动平台27设置在其第二位置并且降低支撑结构18，以便使滤网16安置在基片11的第一表面11a上。
然后，在传送构件将金属油墨传送至滤网16上后，致动涂布单元19。
更确切地，降低机架22，直到其确定抵接元件24和终点挡块25之间接触为止，由于运动距离“c”与初始在刀片20的刃边26和滤网16之间存在的间隙“1”相关联，使得刀片20运动到与滤网16接触，并在滤网上施加确定的压力。
在这种情况下，使头部21渐渐行进，使得刀片20利用其刃边26在滤网16上散布金属油墨，使其穿过滤网的贯通栅格，以便将油墨沉降在基片11的第一表面11a上，由此获得导电带13。
在基片11的起伏29存在在情况下，由刀片20施加在滤网16上的压力，以及由此施加在下面的基片11和支座28上的压力确定了滤网16的轻微挠曲状态，滤网16在刀片20的推力作用下，根据起伏29的轮廓弹性变形，由此使得对导电带13的压印更精确且有效。
此外，制造支座28的材料的弯曲性使得支座28的上表面适合起伏29的轮廓，填充第二表面11b的凹度，以便保证对基片11的连续和完整地支撑，从而限制或基本上避免了基片11在金属化过程中断裂的危险。
然而，很清楚，可以在不脱离本发明领域和范围的情况下，对至此描述的用于对光伏电池的基片进行金属化的设备10和方法作出变型和/或附加部件或步骤。
例如，涂布单元19和/或具有滤网16的框架14可由其它适合将导电带13压印在基片11上的部件替代。
还很清楚的是，尽管本发明参考具体的例子进行表述，本领域技术人员当然能够获得设备的许多其它等效形式，或完美的类似方法以金属化用于光伏电池的基片，具有在权利要求书中阐述的特征并且因而全部在因此确定的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种用于对光伏电池的基片(11)进行金属化的设备，所述基片(11)具有第一前表面(11a)和与所述第一前表面(11a)相对的第二表面(11b)，在所述第一前表面(11a)上能够制出导电带(13)，其中所述设备包括金属化装置(16、19、20)和支座(28)，所述金属化装置(16、19、20)能够将金属化合物传送到所述第一前表面(11a)上，以便获得所述导电带(13)，所述基片(11)能够以所述第二表面(11b)安置在所述支座上，其特征在于，所述支座(28)由具有高弹性系数的材料制成并且能够适应所述基片(11)的所述第二表面(11b)，所述支座(28)随着所述金属化装置(16、19、20)的动作变成所述基片(11)的可能的不规则形状(29)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述支座(28)由高分子化合物制成。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述支座(28)由硅胶制成。
4.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述支座(28)由橡胶制成。
5.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述支座(28)由聚氯乙烯制成。
6.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述金属化装置包括：至少一个滤网(16)，所述至少一个滤网(16)能够与所述第一表面(11a)接触并且包括用于复制所述导电带(13)的贯通栅格；至少一个涂布构件(20)，所述涂布构件(20)能够滑动并且能够在所述滤网(16)上施加压力，以便散布所述金属化合物并使其穿过所述贯通栅格，使得所述金属化合物沉积在所述第一前表面(11a)上，其特征在于，由于所述涂布构件(20)在所述滤网(16)上施加压力并且该压力传送到所述基片(11)上，所述支座(28)能够变形。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述支座(28)与活动体(27)相关联，所述活动体(27)能够选择性地至少从第一位置运动到第二位置，在所述第一位置，所述活动体设置所述支座(28)于所述滤网(16)的侧面，在所述第二位置，所述活动体设置所述支座(28)于所述滤网(16)的下方。
8.如权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述涂布构件(20)相对于基本上平行于其滑动方向或所述基片(11)的纵向轴线的旋转轴线(X)振荡。
9.如权利要求6至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述涂布构件(20)朝向所述滤网(16)选择性地活动并且与抵接部件(24)相关联，所述抵接部件(24)能够与终点挡块(25)协作，以限制所述涂布构件的运动和施加到所述滤网(16)上的压力。
10.如权利要求6至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述涂布构件包括至少一个抹刀或刀片(20)，所述抹刀或刀片设置在下部处并且具有由弹性易弯曲材料制成的刃边(26)，所述刃边能够在所述滤网(16)上作用。
11.一种对用于光伏电池的基片(11)进行金属化的方法，所述基片(11)具有第一前表面(11a)和与所述第一表面(11a)相对的第二表面(11b)，在所述第一前表面(11a)上能够通过金属化合物制成导电带(13)，所述方法至少包括第一步骤和第二步骤，在该第一步骤中，用于复制所述导电带(13)的第一金属化装置(16)喷洒所述金属化合物，在该第二步骤中，所述第一金属化装置(16)与所述第一前表面(11a)接触，以便在压力下将所述金属化合物传送到所述第一前表面(11a)上并由此得到所述导电带(13)，其特征在于，在所述第二步骤中，所述基片(11)以所述第二表面(11b)安置在支座(28)上，所述支座(28)由具有高弹性系数的材料制成并且能够适应所述基片(11)的所述第二表面(11b)，以便使所述支座(28)随着所述第一金属化装置(16)施加的压力而变成所述基片(11)的可能的不规则形状(29)。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一金属化装置包括至少一个滤网(16)，所述滤网包括用于复制所述导电带(13)的贯通栅格，在所述滤网上，涂布构件(20)能够在压力下工作，其特征在于，在所述第一步骤中，所述金属化合物喷洒在所述滤网(16)上，在所述第二步骤中，使所述涂布构件(20)在所述滤网(16)上行进，以便在其上施加预定的压力并且使得所述金属化合物穿过所述贯通栅格，使所述金属化合物沉积在所述第一表面(11a)上。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述第二步骤中，所述滤网(16)弹性地变形，以便至少部分地适应所述第一前表面(11a)的轮廓。
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