CN102712188B

CN102712188B - 一种太阳能板的制造方法

Info

Publication number: CN102712188B
Application number: CN201080026204.2A
Authority: CN
Inventors: 约克·灿德; 罗纳德·F·M·龙; 罗曼·保罗; 马库斯·科齐尔
Original assignee: Meyer Burger AG
Current assignee: Meyer Burger AG
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2030-06-07
Also published as: EP2441096A2; EP2441096B1; WO2010143117A3; CN102712188A; WO2010143117A2; MX2011013144A; US20120073746A1; CA2765028A1; KR20120031057A; WO2010143117A4

Abstract

本发明涉及一种制造太阳能板一层构件的方法，该太阳能板由多层组成，其中至少有一层是在真空或大气压下被预先加热地与另一层结合在一起。

Description

一种太阳能板的制造方法

技术领域

本发明广泛涉及一种太阳能板的制造，特别是以简单、耐用、低成本、安全、高效和环境友好的方式制造由多层构成的太阳能板的一种方法和器械。

背景技术

在太阳能板的制造中，一种三明治结构(也称作太阳能模块或光电池模块的三明治体或搭叠层)通常是在常规室内条件下构建的。该三明治结构包括一个玻璃板作为基板。塑料薄片的第一层位于基板上，其中设置有太阳能电池网络，太阳能电池被第二层塑料薄片覆盖，且覆盖层位于其上。太阳能电池嵌入第一与第二塑料层(密封剂)之间，例如一个EVA薄片。覆盖层，也称作“背板”，构成防风雨的结构，非透明层位于塑料可见的光谱范围内，例如一种PVDF-PET-PVDF薄板。当三明治手工结构建立后，即在层压机内进行处理。层压机通常包含一个具有加热板的基底，一个具有压力膜的上层部分，从本质上来说是一种加热/冷却挤压。压力膜具有双重功能。首先，它有助于完成腔室密封步骤。其次，它向需要连接的太阳能模块层施加预加压力。平板与压力膜之间的空隙通常能够抽成真空。三明治结构被置于层压机内，玻璃板位于下方，从而由加热板加热。在层压过程中，玻璃板被加热到所需的温度，以保证在EVA薄片内完好地固化，并将玻璃板与光电池元件完好的连接。光电池元件可以是任何已知类型，例如结晶状的、薄膜、异质结等。薄片并不是向模块提供层次的唯一方法：薄片可以是幕状覆盖的，也可以是喷射的。

先前的技术公开了多种层压三明治结构的技术。在三明治结构层压期间，在加热和压力的影响下进行相互连接处理，其中太阳能电池被封入覆盖玻璃板与背板之间。由于与加热板直接连接，玻璃板能够向上或向下(表面凹陷)扭曲，那是三明治结构内的不均匀温度分布。玻璃板边缘的温度可以高于或低于中部，这取决于玻璃板的弯曲。由于在玻璃板与加热板的边缘或中部之间存在空隙，加热过程延迟，因此需要很长时间才能使玻璃层和其他各层中不与加热板连接的区域到达所需温度。为了防止玻璃板变形，三明治结构被放置于从加热板突出的栓上，从而实现对模块进行更慢速、均匀的加热。

根据对该技术的陈述，一旦三明治结构到达其熔化温度，大约耗时七分钟(这取决于玻璃的厚度和三明治结构)，从上方施加压力以获得一种较好的能量传递，一个较好的EVA矫正和各层之间较好的相互连系。该紧压过程发生在大约1bar的压力下，也需要7分钟的时间。该紧压过程在层压机处理腔内的大气压之下或真空下发生，以避免在搭叠层内产生气泡。在按压处理期间，玻璃板被进一步加热。层压机内发生的加热和按压过程被称作叠片。在叠片期间，例如，当使用EVA薄片时，乳白色的EVA薄片变成透明的三维联接的不可熔的透明塑料层，太阳能电池被嵌入其中，并与玻璃板和背板牢固的连接。按压后，三明治结构在压力的冷却压迫下冷却。此外，先前技术的缺点包括在层压机内加热三明治玻璃板所需的时间较长。这导致相对较长的生产时间和层压机可生产的太阳能板数量的限制。原则上，在构建三明治结构并插入层压机之前对玻璃板加热可减少停留时间。然而，在构建三明治结构前加热玻璃板常常是不采纳的，因为用于封装的薄板，例如EVA薄板可能会融化、形成气泡，并且会由于变软而难以操作。

先前公开的技术具有复杂的设计和庞大的结构表征，这些妨碍了它们的性能。然而，目前商品化市场中并没有可用的方法以简单、耐用、低成本、安全和环境友好的方式实现太阳能板效能和生产率的提高。

因此，现有情况迫切需要一种便利与功效结合的改进，能够克服现有三明治结构层压系统内固有的缺点，提供以简单、耐用、低成本、安全和环境友好的方式实现太阳能板效能和生产率的提高。

发明内容

从上文所述的先有技术中固有的缺点来看，本发明的目的是为了提供一种改良的便利与功效的结合，包含先有技术的优点，并克服先有技术固有的缺点。本发明涉及简单的结构表征，用于简单的、低成本的、安全、耐用的、可靠的环境友好的操作。

因此，本发明的目的是为了提高层压机的生产效率和生产力。

一方面，本发明提供了一种多层组成的太阳能板的生产方法，其中至少对一层进行预热，并在真空或大气压下至少与另一层连接在一起。

另一方面，本发明提供了一种用于生产太阳能模块的设备，其中工作腔的第一侧壁和第二侧壁可相互移动。一个封条，最好是一个橡皮封条，可位于工作腔的侧壁之间，从而在第一相对位置内关闭并疏散工作腔，在其中建立真空或气压环境。当工作腔侧壁移向第二相对位置时，工作腔内的材料彼此连接在一起。该设备可具有一个真空的和/或充满一种气体的加工腔。用来固定基板的装置提供了控制控制工作腔内温度的方式。可移动的支撑能够在侧壁的方向移动。

所附权利要求中特别指出了本发明的其他目标和本发明新颖性的各种特征，构成本发明公开的一部分。为了更好的了解本发明，其操作优势和使用该方法获得的具体目标，参照所附示图以描述的方式对本发明的典型实施例进行了描述。

附图说明

在一些非限定的实施例的基础上，对本发明及其优点进行了更为详细的描述，如图所示。附图是对其本性的示意，并不按比例绘制：

根据本发明的典型实施例，图1显示了太阳能板的分层结构；

根据本发明的典型实施例，图2显示了本发明的一种发明设备；

根据本发明的典型实施例，图3更为详细地显示了图2所示的发明设备；

根据本发明的典型实施例，图4显示了本发明的一种实施例，其中加热板支持加工腔或该发明设备采用的压缩腔。

根据本发明的典型实施例，图5显示了图2设备内使用的太阳能板的一层覆盖薄片；

根据本发明的典型实施例，图6显示了发明设备的第二种变体；

根据本发明的典型实施例，图7显示了一种具有一层结构的基层的持续设置，其中作图说明了侧面压力对玻璃板与分层结构的压缩；

根据本发明的典型实施例，图8显示了图7中基板与分层结构的水平设置，其中从分层结构的方向作图说明了玻璃板与分层结构由来自下方的压力压缩；

根据本发明的典型实施例，图9显示了本发明的另一种实施例，其中一个基板与具有一个分层结构的基板层压在一起；

根据本发明的典型实施例，图10显示了本发明的一种变体，其中一层光电池层覆盖着顶板，另一个覆盖板位于另一层板之间，密封光电池层，连接面板。

根据本发明的典型实施例，图11显示了本发明的一种变体，其中一层覆盖有光电池层的基层与薄片现有构造层紧压在一起；

根据本发明的典型实施例，图12显示了该发明设备的另一种实施例；

根据本发明的典型实施例，图13显示了该发明设备的另一种变体，其中用于太阳能板基板的抽吸设备位于真空腔的盖子内；

根据本发明的典型实施例，图14更为详细地显示了图13所示盖子的内部；

根据本发明的典型实施例，图15显示了图14所示的本发明变体，其中盖子的凹缝处具有一个附加的封条，其中基底与盖子之间的空隙并没有去除或没有完全去除；

根据本发明的典型实施例，图16显示了图15所示的本发明的变体，其中盖子与基板之间的空隙被去除；

根据本发明的典型实施例，图17显示了图15所示的本发明的变体，其中具有一个封闭但非抽真空的真空腔；

根据本发明的典型实施例，图18显示了图17所示的本发明的变体，其中具有一个封闭且抽真空的真空腔；

根据本发明的典型实施例，图19显示了本发明的另一种变体，其中具有封闭但尚未抽真空的真空腔；

根据本发明的典型实施例，图20显示了图19所示的变体，具有封闭且抽真空的真空腔；

根据本发明的典型实施例，图21显示了一种发明设备(图21的左侧)的封闭且不抽真空的真空腔和具有封闭且抽真空的真空腔的同一设备(图21的右侧)；

根据本发明的典型实施例，图22显示了图17所示的发明设备；

根据本发明的典型实施例，图23显示了在封闭且抽真空条件下的发明设备；

根据本发明的典型实施例，图24显示了该发明设备的另一种变体；

根据本发明的典型实施例，图25显示了本发明设备的另一种变体，其中在真空腔盖子与基板之间设置有一个覆盖物；

根据本发明的典型实施例，图26显示了图25中所描述的发明设备的变体细节；

根据本发明的典型实施例，图27显示了本发明设备的另一种变体；

根据本发明的典型实施例，图28显示了一种变体，它在真空腔与分层结构之间具有一个输送带；

根据本发明的典型实施例，图29显示了图28所示的该发明装置第一种变体的输送带的平面示意图；

根据本发明的典型实施例，图30显示了图28所示的该发明装置第二种变体的输送带的平面示意图；

根据本发明的典型实施例，图31显示了本发明装置的另一种变体，具有一个基板和一个分层结构，与基板分开并在其上方延伸；

根据本发明的典型实施例，图32显示了图31中的变体，其中分层结构的一部分与基板连接，它显示了一种局部移动的运输薄板；

图33显示的是图32的变体，其中分层结构与基板完全连接，并可与运输薄板完全分离。

在不同描述的实施例中可以注意到的是相同的部分有相同的数字或相同的组件名称标识。整个描述中公开的内容可以将必要的变通转化为具有相同数字或相同组件名称的相同部分。此外，选定的位置信息，例如上面、下面、侧面等可以是在描述和说明的图形的接触上，并可向新的方向转移。此外，所显示的多种实施例中单独的特征或特征组合可以代表他们自身独立的创新的或发明出的解决方法。

附图标记列表

1.太阳能板

2.预热层/基板(同样地3，4，5，6，34，38)

3.太阳能电池

4.塑料层

5.封盖薄板

6.分层结构

7.设备

8.层压机

9.薄片

10.薄片

11.轧辊

12.轧辊

13.轧辊

14.加热

15.工作腔

16.盖子

17.下部

18.按压板

19.加热板

20.流入

21.流出

22.滚卷

23.开口

24.入口

25.出口

26.刚臂/支撑/闩/隆起物

27.孔洞

28.基板

29.孔洞

30.齿轮

31.齿轮

32.层压机

33.压力源

34.分层结构

35.玻璃板

36.光电池层(PV层)

37.具有涂层的玻璃板

38.分层结构

39.无涂层玻璃

40.大锤

41.输送带

42.通道

43.推动器

44.凹缝

45.封条

46.凹缝

47.覆盖板

48.传输带

49.密封元件

50.传输带

具体实施方式

从描述的目的出发在这里描述的典型实施例是许多变体、结构与设计的对象。然而，可以强调的是本发明不仅限于所描述的那些特定的用以层压三明治结构/主体/结构或搭叠层或PV-模块的装置、设备、系统和方法。更确切地说，本发明的原理可用于多种层压配置和结构布置。可以理解的是，等价物不同的省略和替代预期是为了提供便利，但本发明的目的是为了报道其权利要求的精神与范围内的应用与实施。

在下文详细的描述中，为了更好地解释说明，对多种具体的细节进行说明，以为本发明提供更为详尽的描述。然而，本领域的技术人员在即使没有这些具体的描述的情况下也是能够实践的。

这里使用的“一个”、“至少”并不是对数量的限制，而是说具有至少一个提及的条目，“大量”的意思是具一个以上提及的条目。“光电池层”是指用于基底的光敏层，例如玻璃板、一层相互连接的光电池的光电层、适合与本发明结合的其他任何技术，或任何结合体。“合在一起”一词可理解为在真空或一种保护气体环境中将预先加热层与至少另一层连接在一起。在真空产生前，预先加热层与其他各层在空间上是间隔开的。“真空”指的是需要低压来防止产生气泡。“气体环境”是指一种满足某种特性的预定的气体或混合物，例如可溶于太阳能板的一种材料，但不损伤太阳能电池或太阳能条板通过气体陷入模块内防止侵蚀。“凹槽”和“固定封条装置”可替换使用。该封条也可以是粘合或融化的，从而固定意味着例如侧壁的一部分。

根据一种典型的实施例，本发明提供了一种改良的设备和方法，以耐用、低成本、安全、高效和环境友好的方式制造由多层构成的太阳能板。

根据本发明的一种典型实施例，预热层，例如一个玻璃、纤维增强塑料(FRP)、陶瓷板或其他适合的材料可与一个层状结构按压在一起，例如与先前的结构和太阳能板已存在的不同层次按压在一起。与放置薄层，例如热玻璃板上的EVA-薄层连接有关的问题是可以避免的。因此，本发明制造了一个层状结构，其中并不是所有的太阳能板层在移入层压机之前都是位于彼此的上部。太阳能板其他层的层状结构可以与预先加热板分开。只有在真空或保护气体环境下，预先加热板才能与片层结构结合在一起，例如与它接触，并与片层结构按压在一起。根据本发明，三明治的构建并不是必须在层压机外进行，它也可以在层压机内部进行。通过在真空或保护气体环境下结合与紧压，可防止气体被截留在太阳能板内，否则会被空气中的O₂和H₂O腐蚀。

在一种典型的实施例中，本发明允许在将太阳能板的一层引入层压机之前对其加热，从而减少分层结构在层压机内停留进行加热所需的时间。此外，对分层的预热可防止在进一步的加热过程中产生凹陷。利用本发明的解决办法，可大大提高层压机的利用率。还可以描述为也能在与其它层结合之前在层压机内对该层进行加热。

根据本发明的另一种典型实施例，气体环境可以是一种可溶于至少一层密封层的气体，该气体环境覆盖密封光电池层，并将加热层与分层结构在该气体环境下按压在一起。

在一种典型的实施例中，本发明允许更高的产量或允许不在层压机内采用加热手段。用于形成预加热层的材料包括具有最大加热能力的材料。以这种方式，可轻松地实现在预先加热层储存热量。如果预加热层储存有足够的能量，融化或固定构成太阳能模块的其他材料所需的所有能力可以从该层减去。

在本发明的一种典型实施例中，如果预先加热层构成太阳能板的外层，那么可以简化制造过程。这里具有特定的优势，预先加热层是由玻璃陶器构成的。

在本发明的一种典型实施例中，在预先加热期间，预热层的材料温度高于另一层材料的融化温度或层压所需的温度。预热层可以相对较低的速度沿相对较长的距离移向层压机，无需额外的加热方式。在这个背景下，其优势是在预加热期间，预热层被预加热到至少10％，最好是15％或20％的相变温度。

在本发明的另一种典型实施例中，预加热层可以浸入到一个热浴中加热。预先加热层，例如玻璃或陶器，在热浴中加热，这最好在冲洗之前进行。可方便地选择清洗液体的组分以供清洗，或者至少要选择能够容易清洗的液体。该液体也应该支持层压过程。

在本发明的一种典型实施例中，太阳能板的分层结构包括至少一层塑料层或密封剂、一个覆盖板、至少一层薄层。在层压之后，塑料层或密封剂可以是透明的。薄层可将塑料层置于覆盖板上，从而构成分层结构或搭叠层。间歇使用这些术语。起作用的PV层可以置于第一薄层上，并且被另一层覆盖，构成密封。在层压机内，预先加热层位于并按压至层压机内的另一层上，从而连接各单层。

在本发明的一种典型实施例中，分层结构或搭叠层在层压机内的短暂停留可使预加热板，特别是一个玻璃或陶瓷板到达连接该层所需的层压机外部温度。更具体地说，当预加热板与其他各层连接时，预加热板到达该温度。由于预加热板的运输和其他层的连接会降低预加热板的温度，所以预加热板可被预加热到一个更高的温度。

在本发明的一种典型实施例中，第一层塑料薄板包封该太阳能层，第二层塑料薄板包封太阳能电池层，覆盖层可从滚卷展开进入层压机。光电池或普通的作用组分可直接位于层压机内的各层之间。太阳能电池也可以位于层压机外的各层之间，从而使太阳能电池也可移入层压机内。

在本发明的一种典型实施例中，为了构建分层结构，第一层可以是覆盖层，然后是一个密封层，该密封层可位于太阳能层之后，然后是另一层塑料薄板封闭太阳能电池。随即可放置预加热层，由于预加热层被按压在真空或保护气体环境下形成的分层结构上，所以可防止产生气泡。虽然在真空环境下连接各层，但在固化过程中产生的气体仍然可能会在模块内形成气泡。例如，一种位于预加热玻璃板上的EVA薄片可能是不好操作的，因为它太软，固化开始阶段则会将薄片粘到玻璃板上。因此可获得特别高的生产率，覆盖层和气体薄层卷起来，储存在层压机外。该薄片可以滚卷起来并穿过层压机。

在本发明的一种典型实施例中，为了避免损伤太阳能电池，可将太阳能电池放在层压机内部的第一薄层上，用于构成塑料层或密封层。太阳能电池也可位于层压机前方的塑料密封板的薄层之间，以进一步提高层压机的生产能力。

在实现高产率和简单结构的背景下，当盖板用作位于顶部的组件运输板时具有显著的优势。为了实现这一目标，运输板相对的边缘可能会具有孔眼，与进料方向旋转齿轮啮合在一起。

在层压仍然很热的时候，通过输出太阳能模块进一步优化该生产过程。用作盖板和/或用于形成搭叠层剩余部分的薄片可随模块一起移出该设备，然后切除薄片。

在一种进一步优化的实施例中，在薄层被切割前，太阳能板被输送到作为运输板的覆盖板上，转到对太阳能板做下一步处理的位置。

在另一种实施例中，分层结构中的每个薄层以预切割的形式存在于层压机内。也有可能将这些挖去的部分切割为小于预加热板的大小，从而使得在层状体被切割后的太阳能模块边缘没有材料突出。

在本发明的一个典型实施例中，分层结构具有两个玻璃板或陶瓷板作为外层，至少有一个第一和第二薄层来包裹塑料层，从而制备一个太阳能电池，其中太阳能电池设置在在第一薄层和第二薄层之间。预先加热的玻璃或陶瓷板可用于至少一个塑料薄层，与分层结构按压在一起。

对于薄膜组件来说，预加热层可以是能够携带作用层、背板、玻璃板、陶瓷板中的一个或任何组合的载体。

根据另一个典型实施例，分层结构包括至少一个玻璃板或陶瓷板以及一个薄板。该玻璃板(或陶瓷板)可以覆盖有光电池层或不覆盖有光电池层。薄层可用于覆盖该光电池层。最终的太阳能模块内的薄层可以构成一个密封光电池层或元件的塑料层。在这种情况下，可以预热没有或具有光电池层涂层的玻璃板(或陶瓷板)。其中至少有一层薄层可与平板连接，并且该平板可以压着固定结构。

根据另一个典型变体，玻璃板可以涂布一层光电池层(PV涂层)。该分层结构包括一个覆盖层和至少一层涂布有光电池层的分层，它在最终的太阳能模块内形成一个塑料层，包裹着光电池层。预先加热层至少与一层薄层连接，压在分层结构上。

上述目标可通过上述类型的设备实现，本发明涉及的设备具有一个加工腔。该加工腔可包括连接的方式，例如堆叠连接，将至少一层预加热层和至少另一层结构加工在一起。

根据本发明的另一个典型实施例，加工或处理腔可以构建成一种压力腔，其中太阳能板基板的架设或固定方式可提供于压力腔内。架设装置使得热基板固定在远离压力腔侧壁的某一位置。基板和/或侧壁可发生相对移动。通过这些固定装置，热基板，例如一个玻璃板或陶瓷板，可以固定在远离压力腔内其他材料的位置，直到压力腔被抽真空，或填充有一种气体，热基板与其他分层以想要的方式结合。在该实施例中，加工腔内不需要移动的部分。由于该压力腔内的环境是相当严酷的(真空，固定、加热用过氧化物)，可移动的部分具有较短的使用期限。同样，没有加工腔的潜在泄漏会很难接近这些部分(电缆、压力导体)。本实施例还非常适用于将太阳能电池放在搭叠层的其他材料上。然而，也能想象出在加工腔内含可移动部分的有效实施例。

固定装置可以包括架设能够向侧壁移动的基板。这种装置能够为基板提供一种很好的支撑和固定，并与压力腔内的其他材料接触。

根据本发明的一种典型实施例，真空腔可以是通过封闭并排空实现，或建立一种气体环境。盖子与基底彼此之间可相对移动，使一些材料与另一些材料接触。

本发明设备的一种最具优势的典型实施例提供了一种固定装置，包括一个在基板与上层侧壁之间建立低压的抽气装置，特别是压力腔的盖子与基板毗连。在基板与其他层连接之前，基板以这种方式固定在指定的位置，无需机械固定方式。由此，压力腔内可提供独立的保护措施，在座板从抽气装置分离开时能够抓住基板。

根据本发明的另一种有利的典型实施例，侧壁内可具有凹槽，最好是压力腔的盖子。架设装置或凹槽可包围住不同尺寸的一个或多个区域，导体可为这些区域提供开口，以排空气体。本发明的实施例的一个优势可以是，如果提供多种架设装置，不同大小和重量的基板可以很容易地被抽气设备所固定，同时以适当的凹槽或多种凹槽内的托架密封所固定。可以很容易地确定抽空区域的尺寸，从而用于基板的尺寸。

本发明设备的另一种典型实施例提供了一种压缩腔盖子，可相对于基底移动。在盖子与基底之间至少一个有弹性的密封条。在本发明的实施例中，可能不再需要压力膜或压力腔内部的按压，以实现所需要的层压压力。后面的按压可能不需要在压力腔内移动。分层结构上所需的层压压力可通过降低盖子实现。

如果该封条可以在盖子凹槽内拆卸，那么作为损耗部分的封条替代物则是非常便利的。

层压机作为一种引入如预加热基板的预加热材料的单独开口，支持着制造过程的自动化。

该设备可以是抽真空的，或者至少具有一个气体入口和一个气体出口，也可能是相同的出口。

图1显示了本发明制备的太阳能板1的横切面。太阳能板1具有一个含基板2的分层结构，例如一个玻璃板和一个能够在层压后变透明且包裹太阳能电池3的分层，一个包裹的塑料层4和一个盖板5。玻璃板2作为分层结构的运输层位于塑料层4和盖板5的上方，玻璃板2由太阳能模块1的其他层组成。根据本发明的典型实施例，基底2与分层结构6可以被分别加热，然而被按压至分层结构6上。

本发明并不局限于上述太阳能板，用本发明的解决方案还可以制备其他所有类型的太阳能板或太阳能薄板。例如，图9-11显示了所有类型太阳能板的示例，可利用本发明的解决方案制备。此外，本发明并不局限于只有一层外层，例如一层预加热的玻璃板或陶瓷板。更确切的说，一层甚至几层其他分层被预先加热。与本发明相关的可能只是一层或多层被预先加热的分层，在真空或保护气体环境下各层之间彼此连接在一起。这种方式可合理地预先加热若干分层，其中这些分层的温度在工作腔抽真空之前保持低于每种材料的融化温度，从而避免陷入不必要的气体。而且，这些材料例如在内部压力或重力的影响下可能不会产生过多的变形。

根据图2，一个制造太阳能板的发明设备7包括一个连接太阳能板1各层的层压机8。太阳能电池的多层结构可与层压机8内连接在一起，该层压机8可以受加热和压力的影响。该层压机8可以不需要具有一个加热器，如下文中更为详细的介绍那样。密封剂4的第一薄层9封盖薄片5的薄板和另一片薄板10可穿过层压机。薄板5，9，10可以是轧辊11，12，13轧制的，塑料薄板4的薄板9，10可被排列在封盖薄板5上方。太阳能电池3可以位于层压机8内部或外部的薄片之间。

与上述具有薄片薄板的实施例不同，薄片9，10和5可以预切割的形式置于层压机8内。这也可以经手工或自动完成。以这种方式，也有可能向如传送带一样的运输系统上的层压机8内插入一叠预切割薄片5，9，10和5，以及太阳能电池3。

此外，该设备在层压机外侧可以具有加热器14，用来对基板2加热。该基板2可以在层压机8的真空腔15内加热。可以注意到，这里提到的“真空腔”、“压力腔”或“加工腔”可互换使用。最重要的是加热要均匀，从而避免基板(例如，玻璃或陶瓷)不会破碎或缠绕。在加热过程中，腔室是抽真空的。预加热层的材料可以多种方式加热，包括但并不局限于：例如，使用传统层压机中的加热板；使用电磁(EM)辐射：红外加热器、微波、激光；使用烤箱或热浴加热材料；使用电场，即高频率焊接；使用加热垫，例如电加热垫；电感应(热盘管)；燃烧；玻璃炉窑。上述方法也许并不详尽，也许仅可作为一个例子。

如果在现场制作预加热层或加工处理(冲洗)，预加热层获得的温度归因于可使用的处理。

例如，如果基板2在热液浴中加热，这可在冲洗该薄板之前完成。所选择的加热浴液体需要是能够清洗的，或至少能够很容易地从基板2上去除。这也许不利于现场生产的玻璃板冷却，但有利于使用它们所需要的温度。热浴本身也可用于清洗基板2。

从现有技术可知，层压机8可能具有一个上面部分或盖子16和一个下面部分或底部17，其中移去上面部分可打开层压机8，从而进入工作腔15，即下文提到的“压力腔”或“真空腔”。基板2可通过安装在压力腔封闭盖上的固定装置(图2中未显示)所固定。基板2可接触侧壁。封条45可安装在基板2与侧壁之间。基板2也可接触某一部分，例如封条45。可设计下文中详述的固定装置，例如吸引装置。这里使用的层压板8的下部也许不必位于层压板底部。

工作腔15抽真空后，层压所需压力由按压产生，随后基板2可降低至薄层上。按压部分或下部17可具有一个压板18，其上方设置有按压垫。该按压垫甚至会超差。然而，这也可由一个EVA层完成。按压垫可含有硅和/或提高导热性的材料，例如金属颗粒。凭借按压垫压缩成型，可以提高其导热性。该按压垫包括金属弹簧或钢丝。当按压垫18下方具有加热板时，或当按压垫可自我加热时，对于提高缓冲垫导热性将会是非常有利的。

本发明并不局限于上文所述的层压机8或设备7的构造。例如，层压机可含有已知堆叠层的许多层次。

此外，一个机器手可以向两个毗邻的层压机提供玻璃。

而且，该层压机8可能具有一个加热板19，位于盖板底部，从而进一步加热层压机8内部的分层结构，与预加热基板的温度无关。当使用加热板19时，覆盖层5可由耐热材料制成。这里的耐热性是指覆盖层5可耐受加热板产生的最高温度。

在层压后，也可能使用一种系统对预加热材料和切割太阳能模块。通常，材料切割的温度可低于加工温度的5％，10％或更低。例如，一个锅炉具有两个腔：一个腔用于预加热，一个腔用于切割。第一个腔的温度通常高于第二个腔。

在这里可注意到层压机8内加热板19的设置并不是在所有情况下都必需的。由于玻璃或陶瓷材料具有强大的热容量，如果使用这种材料则可省略加热。在此情况下，在所需温度下足以将基板2插入150摄氏度或更高温度的层压机8中，通过按压的方式将基板2按压到薄层9上。

输送期间，预加热层2的材料可以冷却。此外，当与其他材料接触时，例如分层结构或操作设备，预加热层2的温度有可能降低。因此，预加热层2可被预加热到高于加工所需的最小温度，以避免温度降至过低。层压可在180℃进行，玻璃可加热到200至250摄氏度甚至更高的温度。以这种方式加热其他材料。理想情况下，基板2在层压过程中冷却(将能量传递给其他材料)，从而进行切割。

如果预加热层2中储存有足够的能量，那么无需额外的加热或仅需要轻微地加热就可以形成太阳能板1，这使得工序更加快速。按压或加热板的按压板16可具有一层隔离层，从而尽可能地减少能量从预加热层2向其他部分流动。

有可能注意到，当预加热层2插入层压机8内，可同时加热预加热层2，或是它保持所需的温度。为了在预加热层2内储存尽可能多的能量，且不改变它的聚合状态，该预加热层2可加热到其材料相变温度的50％，70％或90％。某些堆叠层所用材料相变温度的范围是：

玻璃——大约为1000℃-1600℃

EVA——大约为150℃

PVB——大约为90-120℃

可在真空环境下将预热板2按压到分层结构6上，以防止太阳能电池的腐蚀和因空气中H₂O和O₂发生连接。真空可从堆叠层除去这些组分，从而不会陷入模块内。通过真空腔也可以尽可能地消除气泡的形成。

根据本发明的另一个实施例，层压机8的加工腔可以不是真空的，或不仅仅是真空的，也可以填充有保护气体，从而使层压过程在保护气体环境下完成。对于薄片9和10来说，例如EVA，CO₂可用作保护气体。只要气体可溶于所使用的其他材料，那么其他薄片或材料和气体也可以是适用的。保护气体可溶于至少一种使用的薄片，例如PVB和CO₂以及TPU(热塑料多聚氨酯)和CO₂。为了便于气流进出入层压机8的加工腔，该腔体可具有一个可控制的入口和/或出口，如图3中20和21所示。

如图3所示，提供了一种将预热层2自动地插入层压机8内，取代手动将预热板2插入层压机8内。为了这么做，预热板2可依靠传输系统，例如通过机器手或传输带移入层压机8。该层压机8可具有一个插入加热板2的开口23。该开口23最好位于引入堆叠层5，9，10其他材料的开口24上方。这些材料可能会连接到在轧辊11，12，13上滚动的薄板上。开口23和开口24都是可以密封的，或许具有一个橡皮盖或金属盖。在插入材料2，5，9，10之后，层压机8的处理腔15可能会被封闭，抽真空或用保护气体填充。如果需要，开口24可具有关闭的方式，与薄板5和9连接。

为了能够放低预加热板2到薄片9上，如图所示的层压机8具有突出或预加热板2的支撑物26，能够在基板28的孔27内移动，这可以是一个加热板。当预加热板2插入开口23进入层压机8之前，闩可以从孔洞的突出移动，从而使预加热板2置放在闩上。层压机8的加工腔15可以是抽真空的，闩可移动到孔洞27内。当抽真空处理腔15后，这些材料可以被挤压在一起。如果闩以倾斜于预加热板2和薄片9，10，5运输方向伸展，那么该闩可以移动到完全消失在孔洞27内，且未接触这些材料。预加热层2能够以这种方式置于其他材料以下。闩能够以液压、空气压、马达或其他适当的方式移动，图4未显示。当用按压的方式，如薄膜或压力按压预加热层2时，也可以想象闩可通过由预加热层2按压的弹簧推动上升。也可能使该闩以垂直于基板的方向移动。这可能需要采用模块的材料。预加热层2可略大于堆叠层材料，或延伸到这些材料的开口。作为另一种选择，固定预加热层2的闩26可被一个框架替代，能够移动到基板28的适当开口内。

在另一种实施例中，预加热层2可位于处理腔8的盖子(或顶部16)处，例如空吸的方式或在预加热层2和盖子16之间临时建立起低压。该层可向堆叠层的其他材料移动。为了这么做，空吸的方式可相对于盖子16或作为降低整体的盖子移动。在后一种情况下，盖子16的运动也可用于将预加热层2按压到其他材料上。

根据图5，薄层5，9，10和热太阳能板1运出层压机可通过盖层5或其他适合层边缘附近的孔洞29运输，其中齿轮30，31可随薄层5，9，10和模块的运输而控制，这里盖层5可用作运输板。

当完成层压处理后，可能仍很热的太阳能板1可从层压机移出，接受进一步处理，例如突出超过模块1边缘的薄层9，10，5的部分移除。这可以手动或自动完成，例如通过(旋转)刀子或刀具的方式。以一种行之有效的方式中，该模块可由运输板运输至进行下一步处理的位置。

如图6所示，层压机32内的预加热板2也可按压在分层结构或下方薄片层9的材料上。薄层的顺序如下所述：薄层9位于顶部，构成背板，下面是密封层10，太阳能电池3和其他密封层5。太阳能电池向阳的一面向下。在所示实施例中，预加热板2可被压力源33向下压至分层结构6的材料。

如图7所示，预加热层2和分层结构也可以标准或倾斜的向下放置。压力可来自预加热层2侧面或分层结构6。

图8显示了本发明的另一种实施例，其中预加热板2和分层结构6的位置与图2和图3一致。与图2不同的是，压力不能从预加热板2的侧面施加，而是从分层结构6的侧面施加。

如图9所示，分层结构34包括一个玻璃或陶瓷板35，第一和第二密封层9，10构成围绕太阳能电池的封闭4。在第一薄层9和第二薄层9之间，如图2所示实施例那样，可能会具有太阳能电池3。能够在层压机8外侧加热的薄层2可抵住薄层9，并挤压分层结构34。分层结构34可能包括一个能够预加热或不能预加热的第二玻璃或陶瓷层。这里的压力可能来自预加热层2的侧面或分层结构34，或来自二者。

可以注意到的是，在上述实施例中，有一层额外的中间层紧挨着薄层和各层，例如一个位于太阳能电池阴面(不是向着太阳的那一面)的网。

如图10所示，分层结构34可含有一个用于玻璃板37上的光电池层36和一个用于覆盖层36的薄层9。该薄层6可能是最终模块内的EVA层或硅层，构成PV层36的密封。或者，分层结构38可替代PV涂层的玻璃板37，玻璃板37可能不具有活动层39(未显示)和薄层9。玻璃板37在两种情况下都被可预加热。

根据需求，分层结构38可包括玻璃板39或PV涂层的玻璃板37。玻璃板39或具有光电池层36的玻璃板37可以在层压机外部预加热，并可用于薄层9，按压分层结构38。

然而，原则上它也可以在层压机外预加热两个玻璃板37，39，并将它们与薄层9连接挤压在一起。这种选择可能对玻璃板37，39在层压机内的位置最感兴趣，薄层9可位于它们之间。这里的“分层结构”是指层压机内部或外部的多层结构，这些片层能够被按压在一起构成一个模块或零件。也就是说，分层结构的各层次6，34，38可位于彼此的侧面或上方，如果有适当的温度，则可按压连接在一起。分层结构的各层次6，34，38在按压之前是不必彼此接触的。特别是对各层放置或悬挂的方向来说是这样的。

如图11所示，和薄层9一样，分层结构38可能包含覆盖层5和用于覆盖玻璃板37光伏电池层36。预加热的玻璃板37可与薄层9接触，并按压分层结构38。压力可施加在玻璃板37和或分层结构38方向上。

如图12所示，材料可通过不同的输运方式输送到层压机8内。

加热层2或基板可在托架40(左)的移动上移动到层压机8内。根据该实例，可通过与板本身大小一样的抽吸杯的方式从托架40移出。当托架40从层压机8移出后，传输带41将由其他分层组成的分层结构6运输到合适的位置。抽吸杯这时候位于向下的方向，从而封闭真空腔。

加热部分(玻璃、陶瓷或制作模块)可以在层压机的一侧处理，而其他材料(分层结构)则可在另一侧加工。从而使危险区域得到更好地保护。由于层压的模块需要被保温一段时间内，从而延伸模块内的切线或交叉连线，该模块可回到对基板进行预加热的炉内。

如图13所示，预加热的基板2可通过真空(抽吸杯和渠道42)或滑动43的方式固定或抬起。在所示实例中，当盖子16向下移动时，滑动43可被自动推向一侧。

如图14所示，固定封条44的方式可在盖子16凹处形成，从而使不同尺寸的基板2被基板2和盖子16之间产生的压力所固定。封条可置于凹处44，其大小最适合玻璃板2，例如可插入一个橡胶封条。基板2与封条构成一个抽吸杯，可通过该通道42抽真空，以便支撑基板2。多个凹处可包围不同大小的区域。

位于凹处42的封条最好包括一个唇缘，如图15和16所示。如果基板2抵住唇缘，以隔绝空气(图15)，基板2可压住盖子16(图16)。

如图17和图18，基板2可能由盖子16固定。当盖子16朝下面部分17的方向移动时，真空腔15关闭。真空腔15关闭则形成真空环境。直到形成真空环境，基板2才能与其他分层6连接，否则可能会引入空气。如果到达所需真空度，盖子16可向下移到第二个相对位置，基板2与其他分层6接触。本发明并不局限于基板2、分层6或其他材料的位置。

本发明的一个优势是，封条45可能位于盖子16和下部17之间，它能够在抽真空期间封闭真空腔15，但随着盖子16向下移动，可发生无损伤的弹性形变，甚至可以在高温环境下重复多次。例如，该封条45可由塑料或金属制成。在第一种情况下，它可设计为可膨胀的。当向下移动盖子16时，示例中所示的封条45压力可保持不变。这可以保证密封良好，更大力度地挤压封条材料。实施例中的这类密封可以更加有帮助，而预加热则不会很好的进行。

也可以想象出一个系统，当移下盖子时，封条45的形状不会发生太大的变化，如图19和图20中的实例所示。

如图19，20和图21中所示有利的是：封条45位于盖子16上时，它不会弄脏，基板28和下部17清洗容易。理想的是，下部17可以是平的。如图21，封条45可构成一个管子，附着到盖子16上。图21中的左部显示的具有尚未降低的盖子16，图21中右部显示的设备具有一个降低的盖子16和一个挤压的封条45。

由于封条45是一个易磨损的部分，它需要能够容易置换。封条45附着到盖子16上应该是可移除地，例如通过吸附连接。

如图22，如果封条45被设计成膨胀的，那么与空气压力系统的连接也必须是能够轻松移开的。

如图23所示，在层压过程中，塑料层融化后可能渗到层压的一侧，污染盖子16或下部17。由于气体可能从分层结构6的材料内逸出，导致融化的材料起泡沫。

最简单预防起泡的方法可以在起泡前抽真空。因气体留在层压机内，进而不会产生气泡。

可通过具有凹处46的盖子抵御盖子16和下部17的污染物。如图24所示

此外，如图25和26所示，盖子16上可以具有一个释放或覆盖板47。该覆盖板47可在基板2和盖子唇缘16之间处理。

如图26所示，覆盖板47不会延伸到抽吸杯内部，而只到基板2的边缘，这是污染物所期望的地方。覆盖板47可与唇缘16连接，并可以很容易替换。抽吸杯的封条和覆盖板47可以构成一体，能够在层压之后沿面板从压力腔移动。

此外，如果未加热的板材在传统层压机的传输带48或运输板上被引入层压机8内则可能是有利的。

如图27所示，分层结构6可以在传输带48上引入真空腔。在层压过程中，很难避免分层结构6粘附到传输带48上。

为了能够在层压后更容易地从传输带48上移除模块，可以提供一个不粘附到分层结构6的释放板或覆盖板48，或能够更容易清洗，或沿模块移动，例如，一部分可仅用于一个模块，或当材料变硬时可以在后期从模块上移除。

在使用一个传输带时，为了能够更好的密封真空腔15，密封元件49或基板28内的凹处(未显示)可位于层压机8下部17附近封条45的对面，如图28所示。封条45的密封元件49可位于传输带48下方，从而使传输带48在封条45和它的密封元件49之间移动。以同样方式形成的另一个密封元件49作为封条45可实现对真空腔15更好的密封，特别是当使用传输带48时。密封元件49可从基板17伸出(右)或与它的表面齐平(连接)。

如果通过传输带将分层结构6输送到真空腔15内，后者可能取决于它的设计和与封条45，49在两侧(图29)或四侧(图30)重叠的宽度。

此外，传输带48可以包括至少一个凹陷以适合分层结构6的材料。因此，可以精确限定这些材料或分层的位置。这可以避免或减少从模块突出的材料总量。而且，标记可以显示出材料在传输带48上的位置。凹陷可有助于真空腔的密封。

如图31-33所示，预加热的基板2可位于分层结构6下方。一般的，另一方面，可弯曲的分层可位于基板2上方的传输带50上(图31)。

接着移除传输带50，而不会使分层结构6相对于基板2发生转移。这可通过将传输带50推向一侧(图32左部)实现，而例6被夹紧的分层结构或在某些位置上可挤压基板2。在两种情况下，可产生足够的摩擦力来防止分层结构6沿传输带50移动。在后面一种情况中，凹槽可位于传输带50内，从而将分层结构6按压到基板2上，而传输带50则是可以移除的。所有这些可以在真空或气体环境下完成，从而防止在模块中产生气泡。为了节约空间，运输带50可以卷起来。

图31-33中所示的实施例可能适用于制作玻璃-玻璃模块，此外，具有玻璃板的模块作为第一和最后一层也是适用的。在这种情况下，第二层玻璃板可被盖子所固定，例如图15至20所示。

总之，通过本发明的解决方案，能够大大地减少层压机内构造三明治结构的逗留时间和循环时间。

假定的实施例可以是本发明解决方案的不同变体，本发明并不局限于所示实施例。特别是，本领域的技术人员能够对不同实施例进行组装得到这些变体。根据本发明的所有变体，虽然没有明确地描述或在任何组合中显示，也都包含在本发明应用的解决方案内，同时在该专利的保护范围内。专利保护也延伸到发明设备单个组分，因为它们是实现本发明所必不可少的。

Claims

1.一种制造由多层构成的太阳能板的方法，其特征在于，至少一层被预先加热，然后与至少另外一层一同放置在真空中或预定保护气体中，进行接触连接；

预加热下的至少一层预加热层的材料被加热到某一温度，其中该温度高于其他层的至少一种材料的融化温度或层压所需温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体是可以溶于至少一层的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，与其他层次中的至少一层相比，所述的预加热层具有较大的热容量。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一层预加热层是由陶瓷或玻璃构成的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在预加热期间，预热层被预加热到至少10％，或15％，或20％的相变温度。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的方法生产由各层组成的太阳能板的设备，其特征在于，该设备包括：工作腔，所述工作腔能够抽真空和/或被一种气体填充，该工作腔能够将至少一层预加热板与至少另一层连接。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述的工作腔作为一种压缩腔来保持由多层构成的太阳能板的至少一层，其中固定太阳能板一个基板的工具位于该压缩腔内，任何一层基板、压缩腔侧壁或任何组合可相互移动。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，固定所述基板的工具包括一个可移动的支撑，该可移动的支撑能够向侧壁的方向移动。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，固定所述基板的工具包括：至少一个用于产生下压力的抽吸设备，所述的抽吸设备位于基板与侧壁之间。

10.根据权利要求6-9任一项所述的设备，其特征在于，工作腔内具有用于在基板松开时抓住并固定基板的装置。

11.根据权利要求6-9任一项所述的设备，其特征在于，工作腔的侧壁内有至少一种提供密封的固定装置，其中该固定装置位于工作腔的任何一个侧壁内，有至少一个通道用于将气体从一个区域抽取到另一个区域。

12.一种根据权利要求6-9任一项所述的设备，其特征在于，所述工作腔的第一侧壁和第二侧壁可相互移动，其中封条位于第一侧壁和第二侧壁之间，在第一相对位置内关闭工作腔，并在其中建立真空或气压环境，当第一侧壁和第二侧壁移向第二相对位置时，工作腔内的材料层彼此连接在一起。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述封条与固定装置交换连接。

14.一种根据权利要求1-5任一项所述的方法和/或权利要求6-13任一项所述的设备制备的太阳能板。