CN105745766B - 具有预固定电池的背接触式光伏面板的装配方法及组合式装载和预固定站 - Google Patents
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Abstract
一种具有背接触式电池的光伏面板的自动装配方法(10、11)，所述光伏面板设置有热塑性封装层的导电背板(300)；在叠置上封装层之前并且在布置导电粘合剂(310)之后，电池(306)的装载结合预固定(11)在按顺序布置的组合站(20)中发生。所述装载利用自动机械手型的第一设备(210)进行，所述第一设备(210)拿取一组电池(306)，使其与对应于孔(305)的背接触部(307)对准，并且将其从上方垂直布置；另外，加压加热器型的第二设备(220)进行所述电池的预固定，以将电池保持在最终位置处，并且还对每个电池的至少一部分进行局部加热，以这种方式来激活在下面的热塑性封装层(304)的粘合功能。本发明还描述了组合式装载和预固定站(20)。
Description
本发明涉及具有背接触多晶硅太阳能电池的光伏面板的装配方法，所述光伏面板设置有具有热塑性封装材料的导电背板；具体地，所述方法包括：在对上封装层进行叠置之前，进行装载并同时进行电池的预固定。本发明还涉及所述电池的组合式装载和预固定站。
技术领域
本发明发现在生产光伏面板的工业部门中的特定应用，具体涉及具有背接触电池的现代光伏面板；所述面板在背面具有集成了电触点并且通常称为导电型背板的多层部件。本发明解决了所述背接触式光伏面板的装配的典型问题，并且特别适合于集成到用于具有依次的站的自动化系统的生产过程中。
现今，原则上可以认为通过具有背接触式电池的光伏面板的已知的解决方案提供的优点是众所周知的。例如，我们回想所述面板的逐步发展的解决方案，下面从背侧开始朝向暴露于阳光的前侧来详细描述所述面板的基本部件：
-背接触式的背板，也称为导电背板或BC，其包括用于所述背接触式电池的电连接的内部导电金属层，所述层通常通过利用以下选择性去除的轧制而制成，以这样的方式来制成将电气地串联连接布置于其上的太阳能电池的电路。如今，这样的结构是众所周知的，这是因为各种解决方案是可用的，例如：铣削、蚀刻、切割、激光作用、在所述BS上选择性沉积或其他等同方案；
-多个背接触式单晶硅或多晶硅光伏电池，其具有布置在背面具有正电极性和负电极性两者的触点；例如，应该记住已知的电池结构：称为金属穿透式背电极，还被缩写为MWT，或者甚至称为射极穿透式背电极的电池，还被缩写为EWT，或者仍然称为叉指式背接触电极的电池，还被缩写为IBC。在专利文献中，背接触式电池的各种解决方案是已知的，例如在US2004261840(Schmit等人)或在EP2212915(Mihailetchi)中的解决方案；
-在所述BC与电池的背面之间的导电材料，所述导电材料与电池本身的不同的电极性的触点相对应，例如是被称为导电胶或ECA的类型，或焊接膏型或其他等同材料；通常通过丝网印刷或利用分配单元、利用喷墨型系统或利用其他等同布置解决方案来施加所述材料；
-两层封装材料，一般为乙烯醋酸乙烯酯(还被缩写为EVA)，其背层在与通过所述导电材料创建的触点对应处打孔，在前面和在背面处封闭所有的如上所述的元件；
-通常通过丝网印刷来叠置在所述BC上的绝缘材料，所述绝缘材料具有与所述电池的具有背极性的触点的区域对应的开口；
-如上所述的平板玻璃、框和接线盒。
具体地，已知的是，这种背接触式面板的生产过程允许减少手工操作、提高工业化程度和可重复性程度。
背景技术
出于确定与所提出的解决方案相关的现有技术的目的，进行了常规检查、搜索公共档案，这使得找到了一些现有技术的文献，其中：
D1：EP2139050(Bakker等人)
D2：WO2012058053(Meakin等人)
D3：ITTV2012A000211(Baccini等人)
D4：WO2011071373(Bakker等人)
D1提出了用于背接触式面板的装配方法，所述装配方法从导电层朝上布置的常规类型的导电背板开始，在所述导电层上布置有导电粘合剂材料，然后叠置有打孔的下封装层，从而使孔与所述导电材料匹配；然后布置电池、上封装层和玻璃，然后经受终轧。
D2描述了针对背接触式面板的以下工艺：将导电带布置在其上预先已施加了一些粘合剂材料(例如EVA)的背板上；将介电材料布置在导电带上；将导电材料(例如ECA)布置在导电带上，但是不指定定位逻辑；布置电池、上EVA层、玻璃并且终轧。
D3提出了一种全自动装配方法，所述全自动装配方法从具有集成封装和介电层的特定导电背板开始，所述特定导电背板通常称为BCBS并且单独制造而被视为购买的部件，其允许实现具有较高的生产质量和较低的工业成本的新型有利的背接触式光伏面板结构。所述BCBS是由双层封装材料制成的，所述双层封装材料具有插入的介电质，所述BCBS被打孔并且连接至支承背板的导电板；所述BCBS被水平布置在托盘上，其中导电层向上并且电池的接触区已经被掩蔽，因此可以在所述BCBS上利用称为逐滴型的分配直接并且自动地布置导电材料(如ECA)；之后布置电池、上封装层和玻璃，然后将经受终轧。本发明还提供在翻转之前使用热源实现封装层彼此粘接，以使得能够在没有偏移或脱离部件的情况下进行翻转；参见现有技术表(图1)。
D4描述了一种在D1中提出的工艺类型，D4还提供了提高的稳定性，用于允许在没有部件之间的相对滑动的情况下移动和翻转的目的；具体地，在所述翻转和终轧之前，本发明提出了以下阶段：通过对布置在电池的下方和上方的热塑性层进行部分熔融来进行软化，并且随后通过冷却进行固定，大体上执行所装配的层的预轧。
总之，认为如下已知是合理的：
-具有背接触式电池和包括电路的支承背板的光伏面板，然后在所述光伏面板上依次布置：作为绝缘掩模的介电材料层、导电材料、具有定心在触点上的孔的下封装层、电池、上封装层、玻璃；
-用于装配所述面板的系统和方法；
-具有背接触式电池的面板的具体有利的解决方案，所述面板包括称为BCBS的逐步发展型的导电背板，其集成了介电掩模的功能和下封装层的功能；
-用于全自动装配具有背接触式电池的面板的系统和方法，所述方法从已制成的BCBS型的导电背板开始；
-在翻转之前使用热源，以这种方式来实现封装层彼此粘接，以使得能够在没有使部件偏移或脱离的情况下进行翻转。
缺点
总之，我们已经观察到所描述的已知的解决方案具有一些缺点或至少一些限制。
首先，在装配背接触式光伏面板的已知方法中，已经发现在移动期间各个多层部件之间的相对定位中的高度不稳定性。具体地，已经发现的是，在装载阶段之后，太阳能电池未被固定，并且在轧制之前的操作过程期间太阳能电池可以移动；而且，在改进的解决方案中(如在D3和D4中)，直至翻转前通过加热所有多层部件来稳定的特定附加阶段，电池才被固定。这种结构意味着所述电池在模块的装配期间可以容易地移动或旋转的事实，这是因为有时会在例如完成所有电池的定位的阶段期间，或者在布置上封装层的阶段期间，或者还在布置玻璃的阶段期间发生。具体地，众所周知的是，一个或更多个电池的移动或相对旋转会引起对成品板的外观至少一处审美破坏或电气接触的改变，有时会引起严重缺少电气接触，或甚至引起在一个或更多个电池的背面的相反极性之间的危险的短路。还已知的是，这种严重的问题导致实现了有缺陷的面板；在所有的缺陷中，那些关于电气接触的缺陷是特别严重的，这是因为如果不是在终轧之后，它们是不易被发现的，这就是说，此时面板不可再处理。
其次，已经发现的是，所述同时加热已装配的下封装层和上封装层是不利的，这是因为制成上封装层的材料(一般地EVA)通常不是热塑型的，因此，如果所述材料被预加热，则会显著劣化，从而以不可逆的方式改变其行为。更详细地，通常发生如下：当聚合物链开始交联时，为了获得给定的交联外形，例如控制温度和时间参数，通常会伴随有过氧化物的损失。另一方面，如果下封装层由热塑性材料制成，并且因此，其加热不会引起其行为的任何损失或变化，另外在实际终轧阶段期间保持其物理化学特性不变，那么不会发生这种问题。
另外，还发现的是，在已知技术中建立的、设置在翻转之前对多层进行预加热的所述实践意味着可能增加时间和工业成本的专用的操作阶段。
因此本行业的企业有必要找到相对于现有解决方案更有效的解决方案；本发明的目的还在于解决所描述的缺点。
发明内容
本发明根据在所附的权利要求中的特征来实现这个目的和其他目的，借助于具有背接触式电池的光伏面板的自动装配方法来解决产生的问题，所述背接触式电池设置有热塑性封装材料的导电背板；在叠置上封装层之前并且在布置导电粘合剂之后，电池的装载结合它们的预固定在依次布置的组合站中进行。所述装载利用自动机械手型的第一设备进行，所述第一设备获取一组电池，将它们与对应于孔的背接触部对准，并且将它们从上方垂直地进行布置；另外，加压加热器型的第二设备进行所述电池的预固定，以将它们保持在最终位置处，并且还对每个电池的至少一部分进行局部加热，以这种方式来激活在下面的热塑性封装材料的粘合功能。本发明还描述了组合式装载和预固定站。
目的
以这种方式通过大量创造性贡献，其效果已实现达到相当大的技术进步，实现了解决上述的主要问题的一些目标和优点，尤其是消除了浪费或再加工的起因。
本发明的第一目的是防止紧接在将有孔的封装层布置在导电背板上之后电池的任何平移或旋转，具体地涉及电池的与在下面的封装材料接触的下表面中的触点的匹配，并且特别是在与各种装配阶段有关的移动期间。更详细地，所述目的通过激活与电池的下表面接触并且还接合到所述导电背板的所述封装材料的粘合功能来实现。
本发明的与所述第一目的有关的第二目的在于，确保紧接在将所述背接触式电池布置在有孔的下封装层上之后的正确和稳定的接触。
本发明的第三目的是获得有利的解决方案，这并不意味着用于装配面板的时间增加，这是因为所述电池的固定操作相对于装载以相继交替逻辑而发生，也就是说，节省了在将电池布置在导电背板上之后电池接下来装载所需的时间，因此在操作模式中相对于所述装载阶段称为“影子”。
此外，本发明的一个目在于，从工业过程的角度来看，对具有背接触结构并且具有导电背板的光伏面板进行装配是相当稳健的、可重复的、安全的，并且具有显著进步和有用性。
在所附的示意性附图的帮助下，将根据一些优选的实施方式的以下详细的描述来呈现这些优点和其他优点，所附的示意性附图的执行细节不应被认为是限制性的，而仅是说明性的。
附图说明
图1示意性示出了根据现有技术例如在D3中的具有背接触结构的光伏面板的装配方法，所述装配方法从具有封装材料的导电背板开始。
图2示意性示出了根据本发明的具有背接触结构的光伏面板的装配方法，所述装配方法从具有热塑性封装材料的导电背板开始；具体地，在叠置上封装层之前，电池的装载与它们同时的预固定结合发生。
图3示出了根据本发明的电池的组合式装载和预固定站的示意性截面图。
图4示出了图3的组合站中在装载与预固定期间并排布置的电池的示意性顶视图。
图5示出了根据本发明的具有加热区的(如在图4中的)两个相邻的电池的放大详图。
具体实施方式
本发明描述了具有背接触式晶体硅太阳能电池的光伏面板的有利装配方法(10、11)，所述方法旨在防止电池在与接下来的操作阶段有关的移动期间的任何平移或旋转。具体地，本发明提供了电池的装载与电池本身的预固定(11)在叠置上封装层之前同时发生；这样的解决方案提高了产品质量降低了工业成本，并且基本上不使用如上所述的通常在翻转之前进行的装配层的常规加热阶段。另外，本发明描述了旨在执行所述电池的装载和预固定的具体的组合站(20)，从而实现以自动的方式执行所述装配方法。
具体地，本发明的目的旨在将所述装配方法(10、11)和所述组合站(20)有利地整合在所述文献ITTV 2012A000211(Baccini等人)中所述类型的自动生产过程中。更详细地，本发明描述了具有背接触式晶体硅太阳能电池(306)的光伏面板的装配，所述太阳能电池(306)被装载并且还被预固定在导电背板(300)上，导电背板(300)包括在导电层(302)的顶部上的热塑性封装层(304)；所述封装层(304)具有与电池的背接触部(307)对应的孔(305)，而所述导电层(302)具有开口(303)，所述开口(303)根据将电连接随后叠置的电池的特定电路来进行配置。例如，这种导电背板可以有利地是在所述文献ITTV2012A000211(Baccini等人)中描述的称为BCBS的类型；另外，封装层可以有利地是在ITVI2012A000133(Baccini等人)中描述的称为堆叠体的类型。
因此，说明书中的下列术语和缩写词具有以下含义：
背板：布置在面板的背面的支承闭合板；
导电背板：背接触式电池的背板，其集成了实现布置于其上的太阳能电池串联电连接的电路；
BCBS：具有集成封装和介电层、半成品复合和多功能元件的特定的导电背板，其在工业上简化了具有背接触结构的面板的装配；
背接触部：布置在背面的具有正电极性以及负电极性两者的接触部的光伏电池，因此包括这种电池的所述面板也被定义为背接触面板；
堆叠体：成卷的多层半成品元件，由封装材料的两个层制成，具体地，所述封装材料在本发明中是热塑型的，所述两个层具有插入的介电层；所述多层元件对应于电触点被打孔。为了本发明的目的，作为替选方式，还可以使用将粘合剂和封装行为与介电绝缘功能结合起来的单层多功能型的等同解决方案，例如，借助于膜聚合物特别是带有具有介电特性的材料的充电膜聚合物来执行这种功能。
更详细地，关于本发明的新型特征(10、11)，观察到的是，电池的装载有利地与它们的具有局部加热的预固定结合发生，所述装载和所述预固定彼此同时并且彼此协调；为了这个目的，所述装载和所述预固定在叠置上封装层之前并且在布置导电粘合剂之后在依次布置的组合站(20)中进行(图2)。
因此，所述自动装配方法(10、11)包括下面的操作步骤(图2)：
·根据现有技术，还在控制位置的情况下，例如在托盘上，对具有封装层(304)的导电背板(300)进行水平定位，所述封装层(304)具有用于接触面向上的电池(306)的孔(305)；
·根据现有技术，还在控制导电材料的位置的情况下，布置导电粘合剂；
·新型组合阶段(11)：利用气动真空的机械手型拾取设备，从上方装载电池，其与预固定结合，所述预固定具有从电池(306)的至少一部分(229、S)和在下面的热塑性封装材料(304)的上方进行的局部加热，以这种方式来激活所述封装材料的粘合功能，在执行的相关控制下，可以借助于新型组合式装载和预固定站(20、210、220)来进行所述阶段；
·根据现有技术，在相关的控制下装载前封装层；
·根据现有技术，布置前玻璃；
·在先前未进行常规加热的情况下，翻转所有的多层部件，以防止任何可能的偏移或脱离，所述加热对EVA基本上是无用的并且有害的；
·根据现有技术，传送到轧制炉并且终轧。
所述电池(306)的装载借助于自动机械手型的第一设备(210)来进行，所述第一设备(210)从通常与所述组合站(20)相邻的任何贮存器中获取电池，使电池对准成使得背接触部(307)与孔(305)对应并且将电池从上方垂直布置在所述热塑性封装材料(304)上。在所述电池(306)的布置之后，加压加热器型的第二设备(220)进行所述电池(306)的预固定，以保持所述电池(306)并且对每个电池的至少一部分生成局部加热，以这种方式来激活在下面的热塑性封装材料(304)的粘合功能。为了这个目的，所述第二设备(220)保持每个电池在其正确的位置处被加热，直至所述预固定的执行结束为止(图2、图3)。
具体地，可以看出的是，所述第一设备(210)和所述第二设备(220)彼此协调，以在同一电池(306)上以相继交替的方式进行操作，在所述第一设备(210)已经完成装载之后(即当所述第一设备(210)返回到准备接下来的装载时)，通过所述第二设备(220)来进行所述预固定。
在本发明的优选的实施方式(图3)中，为了不改变导电粘合剂的性能或触点的形状，所述第二设备(220)在每个电池(306)的至少一部分上从顶部向下执行所述局部加热，所述电池(306)的至少一部分与所述电池的至少一个直线形边缘(308)对应并且不包括背接触部(307)。保持电池的加压装置(226)和执行所述局部加热的加热装置(228)优选地集成在被包括在所述第二设备(220)中的同一多功能头部(224-8)中。所述加压装置(226)旨在垂直地按压易碎的平面物体而不损伤它，所述加压装置(226)例如为加衬垫并且设置有防刮擦端(227)的常规类型的机械元件。所述加热装置(228)旨在在电池下方获得在50℃至130℃之间的温度，并且激活在电池下面的热塑性封装材料(304)的粘合功能；作为非穷尽示例，适用于这个目的的加热装置(228)的类型为：红外线灯或具有另一波长的灯，或电阻器，或另外的电感器。
具体地，所述局部加热是从将单电池(306)布置在其最终位置的10秒内开始，并且在0.5秒至10秒之间的时间内完成的。为了这个目的，例如，使用灯旨在从顶部向下发射局部加热束，所述灯具有1kW至4.5kW之间的功率，并且被布置在距所述电池(306)的可见表面5mm至60mm之间的距离处；在可替选的解决方案中，使用具有在100W至200W之间优选地为150W的功率的电阻器，其被布置在距电池(306)的前表面(320)小于20mm的距离处。在有利的实施方式中，所述电阻器被包括在与电池接触、涂覆有基于四氟乙烯的抗粘接和耐热型的聚合物的加压装置(226)或防刮擦端(227)中。
本发明提供如下：根据用于在导电背板(300)上装载的策略，一次在一个电池上或一次在一组电池(例如，一个平行排(311、312、313))上一起进行所述预固定(图4)。另外，为了防止由于在下面的材料的变形导致的在电池之间的任何可能的相对移动，以及也具体地防止在直至整个模块轧制的接下来的操作阶段中电池的任何平移或旋转的目的，在局部加热的整个过程中，经受预固定的所有的电池(306)保持在它们的与在下面的热塑性封装层(304)接触的最终位置处。
在优选的但不排他的实施方式(图4、图5)中，所述电池(306)通过所述第一设备(210)以平行方式一次一排(311、312、313)来进行装载，因此，借助于所述第二设备(220)，所述电池(306)通过在靠近加热区(229、S)的每个电池的边缘上的所述加压装置(226)被保持；所述第一设备(210)和所述第二设备(220)具有类似并且彼此平行的支承元件(212、222)，例如成形为移动水平条，以在同一行(311、312、313)交替地操作。
更详细地(图4、图5)，第二设备(220)在本身平行定位的两个相邻排(311、312)的所有电池(306)上同时进行所述预固定，并且第二设备(220)对称地居中于两排之间；在第一设备(210)准备装载接下来的排(313)的同时进行所述预固定。为了这个目的，所述第二设备(220)包括细长的支承元件(222)，所述支承元件(222)具有带有插入的弹性元件(223)的多个所述多功能头部(224)；每个所述多功能头部(224)以如下方式沿最接近的各自的平行边缘作用于属于两个平行排(311-2)的一对相邻的电池(306)，上述方式利用头部(224)和加热装置(228)同时进行被包括在相同的加热区(229)中的相邻电池的两部分的预固定。每个电池(306)将经受与电池的对称地相反的类似的第二部分(229、S)对应的附加固定，这通过所述第二设备(220)在接下来的排(313)的装载之后的接下来的操作过程期间获得。
具体地，在所述优选的解决方案中，对应于加热区(229)的叠置部分(S)来进行所述预固定，所述叠置部分(S)以对称方式叠置在一对相邻的电池(306，311、312)的彼此最接近的直线形边缘(308)上，所述区(229)以如下方式受到限制：宽度(L)等于或小于电池(306)的边缘(308)的直线形部分的长度，叠置部分(S)等于或小于在边缘(308)与背接触部(307)的中心之间的距离(D)的80％(图5)。
以这种方式防止所述加热区(229)包括背接触部(307)，以便使导电粘合剂(310)不劣化，并且还防止包括边缘的可能的弯曲部分(309)或电池(306)的中心部分，以便不引起在下面的材料的异常扩展。
另外，关于所述电池的组合式装载和预固定站(20)(图3)，本发明提供了可以容易地集成在所述文献ITTV2012A000211(Baccini等人)中描述的类型的自动生产系统中的结构，其至少包括：
·具有面向上的封装层(304)的导电背板(300)的一个水平支承表面(230)，其可选地设置有常规的移动系统(231)；
·布置在所述支承表面(230)上方的两个设备(210、220)，其彼此相互作用而组合，在操作序列中进行协调并且同时布置在所述支承表面(230)上方，具有在电池(306)的前侧(320)的从顶部向下一起正交操作的垂直工作轴(211、221)，所述垂直工作轴(211、221)相邻并且彼此基本上平行，所述垂直工作轴(211、221)还旨在执行定位(232)的水平移动和垂直移动；
·从电池(306)上方进行装载的第一组合设备(210)，所述第一组合设备(210)是设置有至少一个主支承件(212)(例如移动条的形式)的气动真空的自动机械手型，所述第一组合设备(210)具有至少一个弹性元件(213)和成形为吸盘平面或锥形头的电池拾取端(214)，其旨在获取并且装载单电池或一组电池，并使它们对准，使它们定位并且正确地布置它们；为了这个目的，电池(306)装载有面向上的敏感侧(320)和面向下(321)的背接触部(307)，所述背接触部(307)与在导电层(302)的顶部上的封装层(304)上的孔(305)对应，导电粘合剂(310)在先前装配阶段期间已被布置；
·进行电池(306)的预固定的第二组合设备(220)，所述第二组合设备(220)是加压加热器型的，并且旨在保持所述电池同时执行与每个电池(306)的至少一部分(229、S)对应的局部加热，以这种方式来激活在下面的热塑性封装层(304)的粘合功能；所述第二设备(220)旨在保持每个电池(306)在最终位置处经受加热，直至所述预固定结束为止。为了这个目的，所述第二设备(220)设置有例如移动条形式的至少一个主支承件(222)，设置有至少一个弹性元件(223)和包括加压装置(226)的至少一个多功能头部(224-8)，所述加压装置(226)旨在保持电池(306)、与电池(306)接触的防刮擦端(227)、旨在用于局部加热(228)的加热装置(228)。根据电池的数目(例如考虑单个、成对或成组)，所述第二设备优选地具有多个所述多功能头部(224-8)。
·用于工业自动化的一个电子控制系统，所述电子控制系统在参考附图中未示出，并且被集成在管理整个系统的控制系统中，其旨在至少调节所述组合设备(210、220)的操作。
·用于控制操作的进行的控制装置，所述控制装置在参考附图中未示出，其被集成在用于工业自动化的所述电子控制系统中，所述控制装置至少与电池(306)的定位有关。
例如，所述组合站(20)的电子控制系统旨在调节所述设备(210、220)的操作，以这种方式来：从它们装载在最终位置处的10秒内开始一组电池的预固定，在0.5秒至10秒之间的时间内进行所述预固定，以连续的方式保持所装载电池(306)，直至所述预固定结束为止，并且还以自动的方式管理所述加压装置(226)和加热装置(228)。
为了降低工业成本并且还节省系统所占据的空间和相关的投资的目的，为简单起见如上所说明的，提供了：与光伏面板的自动装配方法相关的(而不是在不同的站中进行的)一些上述阶段可以有利地被集中和/或集成，即使保持制造方法的单个功能和逻辑顺序不变也是如此，具体地参考电池的装载与预固定。
通过上述装配方法(10、11)和组合式装载和预固定站(20)，根据预先设定的目标，可以以工业上有利的方式解决以下有关浪费和再处理的问题：紧接在布置在有孔的第一封装层上之后并且在与各种装配阶段相关的移动期间，电池的平移或旋转。
附图标记
(10)在电池预固定在下面的热塑性封装层上的情况下，具有背接触晶体硅电池的光伏面板的自动装配方法；
(100)根据现有技术的具有背接触晶体硅电池的光伏面板的自动装配方法，所述方法从具有封装层的导电背板开始；
(11)用于在从具有热塑性封装层的导电背板开始的光伏面板的自动装配期间预固定背接触晶体硅电池的方法；
(20)电池的组合式装载和预固定站
(210)气动真空的自动机械手型的用于装载电池的第一设备，所述第一设备与第二设备组合；
(211、221)垂直工作轴；
(212、222)主支承元件；
(213、223)弹性元件；
(214)电池拾取端；
(220)旨在局部加热和用于保持定位的加压加热器型的用于预固定电池的第二设备，所述第二设备与第一设备组合；
(224)集成加热装置和加压装置的多功能头部；
(225)连接元件；
(226)加压装置，旨在保持电池；
(227)防刮擦端；
(228)加热装置，旨在用于电池的局部加热；
(229)加热区；
(230)水平支承表面；
(231)面板移动的方向；
(232)设备在水平垂直轴上的移动，用于定位；
(300)包括封装材料的导电背板；
(301)支承保护背板；
(302)电连接光伏电池的导电金属层；
(303)根据将电连接随后叠置的电池的特定电路来配置导电层的开口；
(304)热塑性型的封装材料；
(305)与电池的背接触部对应的孔；
(306)背接触式的光伏电池；
(307)电池的背接触部；
(308)电池的边缘的直线形段；
(309)电池的边缘的曲线形段；
(310)导电粘合剂；
(311)第一排电池；
(312)第二排电池，与第一排平行并且相邻；
(313)第三排电池，与第二排平行并且相邻；
(320)面对太阳的前侧；
(321)背侧；
(D)直线形边缘与背接触部的中心之间的距离；
(L)加热区的宽度；
(S)叠置至电池的加热区的部分，与电池的连接至在下面的热塑性封装层的部分对应。
Claims (7)
1.一种具有背接触晶体硅电池的光伏面板的自动装配方法(10、11)，包括：
●对具有热塑性封装层(304)的导电背板(300)进行水平定位，所述热塑性封装层(304)具有用于接触面向上的电池(306)的孔(305)；
●在所述孔中布置导电粘合剂(310)；
●装载单独的电池(306)，敏感面朝上，面对所述面板的前侧(320)，并且接触部朝向背侧(321)；
●叠置上封装层；
●布置前玻璃；
●翻转经先前步骤所装配而成的多层部件，所述多层部件包含具有热塑性封装层(304)的导电背板(300)、电池(306)、上封装层和前玻璃；
●传送到用于终轧的轧制炉；
所述方法(10、11)的特征在于，所述电池(306)的装载与其预固定(11)结合地发生，通过紧接在放置电池之后将电池(306)连接至下面的热塑性封装层(304)，所述装载和所述预固定彼此同时并且彼此协调成使得所述装载和所述预固定以交替的方式在组合式装载和预固定站(20)中进行，所述组合式装载和预固定站(20)依次布置成在叠置所述上封装层之前并且在布置所述导电粘合剂(310)之后。
2.根据权利要求1所述的光伏面板的自动装配方法(10、11)，其中，所述电池(306)的所述装载借助于自动机械手型的第一设备(210)来进行，所述第一设备(210)拿取所述电池(306)，使所述电池(306)对准成使得其背接触部(307)对应所述孔(305)，并且将所述电池(306)从上方垂直地放置到所述热塑性封装层(304)上；其中，在所述电池(306)的所述放置之后，加压加热器型的第二设备(220)进行所述电池(306)的预固定，以保持所述电池(306)并且对每个电池(306)的至少一部分(229、S)进行局部加热，以这样的方式来激活在下面的热塑性封装层(304)的粘合功能；其中，所述第二设备(220)使经受加热的每个电池(306)保持在其正确的位置上，直至所述预固定的执行结束为止；其中，所述第二设备(220)利用加热装置对每个电池(306)的至少一部分从顶部向下进行所述局部加热，所述每个电池(306)的至少一部分与所述电池(306)的至少一个直线形边缘(308)对应，并且不包括所述背接触部(307)；其中，保持所述电池的加压装置和进行所述局部加热的加热装置被集成在同一多功能头部(224-8)中，所述多功能头部(224-8)被包括在所述第二设备(220)中；其中，所述第一设备(210)和所述第二设备(220)彼此协调，以对同一电池(306)以相继交替的方式进行操作，在所述第一设备(210)已经完成所述装载之后即当所述第一设备(210)返回到准备接下来的装载时通过所述第二设备(220)来进行所述预固定；其中，所述电池(306)的装载与预固定在正确执行的控制下进行。
3.根据权利要求2所述的光伏面板的自动装配方法(10、11)，其中，所述第一设备(210)一次装载所述电池(306)的一排(311-3)；其中，所述第二设备(220)在本身平行布置的两个相邻排(311-2)的所有电池(306)上同时进行所述预固定，并且所述第二设备(220)对称地居中于所述两个相邻排(311-2)之间；在所述第一设备(210)准备接下来的排(313)的装载的同时进行所述预固定；所述第二设备(220)包括具有多个所述多功能头部(224)的支承元件(222)；每个所述多功能头部(224)沿着最接近的各自的平行边缘作用于属于两个平行排(311-2)的一对相邻的电池(306)，以这样的方式利用多功能头部(224)和加热装置(228)同时进行相邻电池的被包括在相同的加热区(229)中的两部分的预固定；其中，每个电池(306)将经受与电池的第二部分对应的附加固定，所述第二部分与所述至少一部分(229、S)相反地对称设置，所述附加固定通过所述第二设备(220)在下一个排(313)的装载之后在接下来的操作过程期间获得；其中，所述预固定对应于所述加热区(229)的叠置部分(S)而发生，所述加热区(229)的叠置部分(S)以对称的方式叠置在一对相邻电池(306，311-2)的彼此最接近的直线形边缘(308)上，所述加热区(229)以如下方式进行限定：宽度(L)等于或小于所述电池(306)的边缘(308)的直线形部分的长度，所述叠置部分(S)等于或小于在所述边缘(308)与所述背接触部(307)的中心之间的距离(D)的80％，
其中，所述局部加热是从将单独的电池(306)放置在其最终位置处起10秒内开始；所述局部加热在0.5秒至10秒之间的时间内进行。
4.一种用于具有背接触晶体硅电池(306)和包括封装材料的导电背板(300)的光伏面板的自动装配系统的电池的组合式装载和预固定站(20)，所述组合式装载和预固定站(20)的特征在于其至少包括：
●具有朝上的有孔的热塑性封装层(304)的导电背板(300)的一个水平支承表面(230)，所述表面(230)设置有移动装置(231)；
●以彼此相互作用的方式组合的第一和第二组合设备(210、220)，所述第一和第二组合设备(210、220)在操作顺序上协调并且同时布置在所述支承表面(230)上方，其中在所述电池(306)的前侧(320)上从顶部向下一起正交操作的垂直工作轴(211、221)相邻并且彼此基本上平行，所述垂直工作轴(211、221)还旨在执行定位(232)的水平移动和垂直移动；
●所述第一组合设备(210)进行所述电池(306)的装载，所述第一组合设备(210)是气动真空的自动机械手型，其旨在拿取所述电池、使所述电池对准并且放下所述电池，并且所述第一组合设备(210)包括至少一个弹性元件(213)和至少一个电池拾取端(214)；为了这个目的，所述电池(306)以如下方式进行装载：敏感侧朝上(320)且背接触部(307)朝下(321)，所述背接触部(307)与在导电层(302)顶部上的所述热塑性封装层(304)上的孔(305)对应，导电粘合剂(310)已被布置；
●所述第二组合设备(220)进行所述电池(306)的预固定，所述第二组合设备(220)是加压加热器型，并且旨在在所述第二组合设备(220)执行与每个电池(306)的至少一部分(229、S)对应的局部加热以激活在下面的热塑性封装层(304)的粘合功能的同时保持所述电池；所述第二组合设备(220)旨在使经受加热的每个电池(306)保持在最终位置处，直到所述预固定结束为止；所述第二组合设备(220)设置有至少一个多功能头部(224-8)，所述多功能头部(224-8)包括旨在用于保持所述电池(306)的加压装置(226)、与所述电池(306)接触的防刮擦端(227)、旨在用于从顶部向下局部加热(228)的加热装置(228)；所述多功能头部(224-8)被安装在至少一个弹性元件(223)上；
●用于工业自动化的一个电子控制系统，其还被集成在管理整个自动装配系统的控制系统中，旨在调节第一和第二组合设备(210、220)的操作；
●控制装置，其至少与所述电池(306)的定位有关。
5.根据权利要求4所述的电池的组合式装载和预固定站(20)，其中，所述电子控制系统以这样的方式调节所述第一和第二组合设备(210、220)的操作：从所述电池(306)装载在最终位置处起10秒内开始所述电池(306)的预固定，在0.5秒至10秒之间的时间内进行所述预固定，以连续的方式保持所装载的电池(306)，直到所述预固定结束为止，管理所述加压装置(226)和加热装置(228)。
6.根据权利要求4所述的电池的组合式装载和预固定站(20)，其中，所述电池(306)的局部加热借助于集成在每个多功能头部(224)中的加热装置(228)来进行，所述加热装置(228)是灯型，旨在从顶部向下发射局部加热束；其中，所述加热装置具有1kW至4.5kW之间的功率并且被布置在距所述电池(306)的可见表面5mm至60mm之间的距离处。
7.根据权利要求4所述的电池的组合式装载和预固定站(20)，其中，所述电池(306)的局部加热借助于集成在每个多功能头部(224)中的加热装置(228)来进行，所述加热装置(228)是电阻器型；其中，所述加热装置具有100W至200W之间的功率并且被布置在距所述电池(306)的可见表面小于20mm的距离处。
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