CN109075220B - 用于对准太阳能电池元件的设备、在太阳能电池的制造中使用的系统，及用于对准太阳能电池元件的方法 - Google Patents

Abstract

本公开内容提供一种用于对准太阳能电池元件(10)的设备(100)。设备(100)包括转移装置(110)、检测装置(120)及控制器(130)，转移装置(110)经构造以将太阳能电池元件(10)从传输装置(140)上的第一位置移动到支撑装置(150)上的第二位置，检测装置(120)经构造以检测太阳能电池元件(10)在传输装置(140)上的第一定向，并经构造以检测由转移装置(110)保持的太阳能电池元件(10)的第二定向，控制器(130)经构造以基于第一定向及第二定向的至少其中一者来改变由转移装置(110)保持的太阳能电池元件(10)的定向，以对准太阳能电池元件(10)。

Description

用于对准太阳能电池元件的设备、在太阳能电池的制造中使 用的系统，及用于对准太阳能电池元件的方法

技术领域

本公开内容的实施方式关于用于对准太阳能电池元件的设备、在太阳能电池布置的制造中使用的系统，及用于对准太阳能电池元件的方法。本公开内容的实施方式具体关于在瓦状太阳能电池的制造中用于对准太阳能电池元件的设备、系统及方法。

背景技术

太阳能电池是将太阳光直接转换成电力的光伏装置。在此领域中，生产串联太阳能电池元件的太阳能电池模块。为了提供高品质的太阳能电池模块，太阳能电池模块的独立太阳能电池元件应当以正确且对准的方式进行组装。由于独立太阳能电池元件可能是轻重量的，因此精确的组装可能具有挑战性。

鉴于上述，在太阳能电池布置的制造中使用的用于对准太阳能电池元件以克服本领域中至少一些问题的新颖设备、方法及系统是有益的。本公开内容特别针对提供在太阳能电池模块及/或瓦状太阳能电池的制造中使用的用于太阳能电池元件的改进对准。

发明内容

鉴于上述，提供了用于对准太阳能电池元件的设备、在太阳能电池布置的制造中使用的系统，及用于对准太阳能电池元件的方法。本公开内容的进一步方面、优点及特征从权利要求书、说明书及附图中显而易见。

根据本公开内容的一个方面，提供了一种用于对准太阳能电池元件的设备。所述设备包括转移装置，所述转移装置经构造以将太阳能电池元件从传输装置上的第一位置移动到支撑装置上的第二位置；检测装置，所述检测装置经构造以检测太阳能电池元件在传输装置上的第一定向，并经构造以检测由转移装置保持的太阳能电池元件的第二定向；及控制器，所述控制器经构造以基于第一定向及第二定向的至少其中一者来改变由转移装置保持的太阳能电池元件的定向，以对准太阳能电池元件。

根据本公开内容的进一步的方面，提供了一种在太阳能电池布置的制造中使用的系统。所述系统包括用于根据本文描述的实施方式来对准太阳能电池元件的设备、经构造以提供第一位置的传输装置，及经构造以提供第二位置的支撑装置。

根据本公开内容的另一个方面，提供了一种用于对准太阳能电池元件的方法。所述方法包括以下步骤：检测定位在传输装置上的太阳能电池元件的第一定向，利用转移装置移动太阳能电池元件远离传输装置，检测由转移装置保持的太阳能电池元件的第二定向，及基于第一定向及第二定向的至少其中一者来改变太阳能电池元件的定向，以对准太阳能电池元件。

实施方式也针对用于实践所公开方法的设备，并且包括用于执行每个所述方法方面的设备部件。这些方法方面可由硬件组件执行、由适当软件编程的计算机执行、由两者的任何组合执行或以任何其他方式来执行。此外，根据本公开内容的实施方式也针对用于操作所述设备的方法。用于操作所述设备的方法包括用于实践设备的每个功能的方法方面。

附图说明

可通过参照实施方式来获得本公开内容的上文所简要概述的更具体的描述，使得可详细了解本公开内容的上述特征。附图涉及本公开内容的实施方式，并在以下描述：

图1A示出了根据本文描述的实施方式的用于对准太阳能电池元件的设备的示意侧视图；

图1B示出了图1A的设备的示意顶视图；

图2示出了根据本文描述的进一步实施方式的用于对准太阳能电池元件的设备的示意侧视图；

图3示出了根据本文描述的实施方式的支撑装置上的重叠太阳能电池元件的示意图；

图4A及图4B示出了根据本文描述的实施方式的检测装置的示意图；

图5A示出了根据本文描述的进一步实施方式的检测装置的示意侧视图；

图5B示出了图5A的检测装置的示意顶视图；

图6示出了根据本文描述的实施方式的传输装置及支撑装置的示意侧视图；

图7示出了根据本文描述的实施方式的用于对准太阳能电池元件的设备的示意侧视图；及

图8示出了根据本文描述的实施方式的用于对准太阳能电池元件的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本公开内容的各种实施方式，其中一个或多个实例绘示在附图中。在附图的以下描述中，相同的附图标记表示相同的部件。一般而言，仅针对独立实施方式的差异做描述。每个实例是以解释本公开内容的方式而提供的，且并非意图作为本公开内容的限制。此外，图示或描述为一个实施方式的一部分的特征可被用于其他实施方式上或与其他实施方式一起使用，以产生进一步的实施方式。本描述意图包括此种修改及变化。

太阳能电池模块可包括由串联太阳能电池元件(例如(完整)太阳能电池或太阳能电池片)制成的一个或多个太阳能电池布置。为了提供具有改进特性 (例如增加的模块功率)的太阳能电池模块，太阳能电池模块的独立太阳能电池元件应当以精确的方式组装。

本公开内容使用太阳能电池元件定向的双重检测来(例如在组装在太阳能电池模块中使用的太阳能电池布置的处理中)改善太阳能电池元件对准。具体而言，太阳能电池元件被放置在支撑装置上，例如，以用于组装太阳能电池布置，其中在将太阳能电池元件传送到支撑装置的处理中，太阳能电池元件的定向至少被检测两次，以改善转移处理。特别地，在将太阳能电池元件放置在支撑装置上之前，能够将太阳能电池元件带到预定的定向。

图1A示出了根据本文所述的实施方式的用于对准太阳能电池元件10的设备100的示意侧视图。图1B示出了图1A的设备100的示意顶视图。

设备100包括转移装置110、检测装置120及控制器130，转移装置110 经构造以将太阳能电池元件10从传输装置140上的第一位置移动到支撑装置 150上的第二位置(由附图标记3指示)，检测装置120经构造以检测太阳能电池元件10在传输装置140上的第一定向，并经构造以检测由转移装置110 保持的太阳能电池元件10的第二定向，控制器130经构造以基于第一定向及第二定向的至少其中一者来改变由转移装置110保持的太阳能电池元件10的定向，以对准太阳能电池元件10。

设备100可使用检测装置120及转移装置110来对准太阳能电池元件10 的定向，使得太阳能电池元件10可以以预定定向而放置在支撑装置150上。在本公开内容通篇使用的术语“定向”将被理解为太阳能电池元件在三维空间中的定向或对准的含义。作为实例，可使用笛卡尔坐标来定义太阳能电池元件的定向。

在一些实施方式中，设备100可经构造以基于由检测装置120检测到的太阳能电池元件10的边缘或角落来判定第一定向及/或第二定向。作为实例，可使用检测到的太阳能电池元件10的边缘或角落来计算太阳能电池元件10的中心。接着可使用所计算的中心来对准由转移装置110保持的太阳能电池元件 10。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，转移装置110包括夹持器112，夹持器112经构造以夹持及保持太阳能电池元件10。夹持器 112可选自由以下项所构成的群组：机械夹持器、气动夹持器、静电夹持器、电动夹持器、真空夹持器及上述项的任何组合。在一些实施方案中，夹持器 112可包括一个或多个夹持器元件。作为实例，夹持器112可包括经构造以接触并夹持太阳能电池元件10的两个或更多个夹持器元件，例如三个、四个、五个或六个夹持器元件。作为实例，一个或多个夹持器元件可为吸盘，这些吸盘经构造以在太阳能电池元件10的表面处提供低压，以将太阳能电池元件10 保持在一个或多个夹持器元件处。机械夹持器可使用诸如夹盘的机械装置以将太阳能电池元件10保持在夹持器112处。静电夹持器及电动夹持器可分别使用静电力及电动力来将太阳能电池元件10保持在夹持器112处。

转移装置110可经构造以在传输装置140处或从传输装置140处拾起太阳能电池元件10，以将太阳能电池元件10从第一位置移动到第二位置。作为实例，控制器130可控制转移装置110的移动，以移动太阳能电池元件10来组装(例如)支撑装置150上的太阳能电池布置。

在一些实施方案中，转移装置110，特别是夹持器112，在第一方向1及第二方向2中的至少一个方向中是可移动的。第一方向1可为实质水平的方向。第二方向2可为实质垂直的方向。转移装置110在第一方向1及第二方向2中的至少一者中是可顺序移动的或是可同时移动的。通过沿着第一方向1及第二方向2中的移动，由转移装置110保持的太阳能电池元件10可移动到支撑装置150上(例如)以在支撑装置150上组装太阳能电池布置。

作为实例，转移装置110可在第二方向2中移动，例如，向上移动，以在传输装置140处或从传输装置140拾起太阳能电池元件10。转移装置110可接着在第一方向1中移动，例如，向前移动，以将太阳能电池元件10从传输装置140移动到支撑装置150。转移装置110可沿着第二方向2移动，例如，向下移动，以将太阳能电池元件10放置在支撑装置150上，例如放置在支撑装置150的支撑表面152上。转移装置110接着可在第二方向2及第一方向1 中移动，例如，返回到传输装置140，以从传输装置140拾起另一个太阳能电池元件。应当理解到，沿着第一方向1的移动可为向前方向及向后方向的移动。类似地，第二方向2的移动可为向上方向的移动及向下方向的移动。

术语“垂直方向”被理解为与“水平方向”区分。即，“垂直方向”涉及实质垂直的移动，其中从精确的垂直方向偏离几度，例如高达5°，甚至高达 10°，仍被认为是“实质垂直的方向”。垂直方向可实质平行于重力。

转移装置110，特别是夹持器112可被构造为可移动的，以改变转移装置 110的定向及/或由转移装置110保持的太阳能电池元件10的定向。具体而言，转移装置110是可移动的，以改变由转移装置110保持的太阳能电池元件10 的定向。选择性地，转移装置110可以是可移动的，以在传输装置140处拾起太阳能电池元件10之前，改变转移装置110的定向，特别是夹持器112的定向。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，控制器130经构造以在从传输装置140上拾起太阳能电池元件10之前，基于传输装置140上的太阳能电池元件10的第一定向来改变转移装置110的定向。作为实例，转移装置110，特别是转移装置110的夹持器112可移动到相对于太阳能电池元件10的第一定向对准的定向。转移装置110可相对于太阳能电池元件10对准，以提供改进的夹持动作。不良或失败的夹持动作，例如由于转移装置110的一个或多个夹持装置(例如吸盘)位于太阳能电池元件10的用于夹持太阳能电池元件10的待接触表面之外而造成的不良或失败的夹持动作，可被防止。当太阳能电池元件10是轻量级太阳能电池元件并且可能在传输装置140上移动时，例如被传输装置140传输朝向第一位置时，判定第一定向可能是特别有利的。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，控制器130经构造以基于太阳能电池元件10的第一定向及/或第二定向来改变转移装置110的定向。在一个实例中，如上所述，控制器130经构造以在太阳能电池元件10 从传输装置140拾起之前，基于太阳能电池元件10的第一定向来改变转移装置110的定向，特别是夹持器112的定向。控制器130可进一步经构造以在将太阳能电池元件10放置在支撑装置150之前，基于太阳能电池元件10的第二定向来改变由转移装置110保持的太阳能电池元件10的定向，例如通过转移装置110或夹持器112的移动。

例如，传输装置140上的太阳能电池元件10的第一定向被检测，基于第一定向以使夹持器112相对于太阳能电池元件10对准，接着从传输装置140 拾起太阳能电池元件10，由夹持器112保持的太阳能电池元件10的第二定向被检测，并且基于第二定向来(精细)对准太阳能电池元件。

在其他实例中，控制器130经构造以在将太阳能电池元件10放置到支撑装置150之前，基于太阳能电池元件10的第一定向及第二定向(例如，第一定向及第二定向的组合)来改变由转移装置110保持的太阳能电池元件10的定向，例如通过转移装置110或夹持器112的移动。

例如，传输装置140上的太阳能电池元件10的第一定向被检测，从传输装置140拾起太阳能电池元件10，并且由夹持器112保持的太阳能电池元件 10的第二定向被检测。太阳能电池元件10可在太阳能电池元件10被夹持器 112保持的同时，基于第一定向及第二定向进行对准。作为实例，由夹持器112 保持的太阳能电池元件10可使用第一定向进行大致对准，接着第二定向可被检测，并且可基于第二定向来进行由夹持器112保持的太阳能电池元件10的精细对准。

在一些实施方案中，转移装置110，特别是夹持器112在平面中是可移动的，例如实质水平的平面。此种移动也可称为“Θ移动”。作为实例，转移装置110可经构造以在所述平面中调整或对准由转移装置110保持的太阳能电池元件10的角度定向。例如，太阳能电池元件10的角度定向相对于支撑装置 150及/或支撑装置150上的另一个太阳能电池元件对准，其中所述另一个太阳能电池元件将与转移装置110保持的太阳能电池元件10重叠以形成如关于图 3所描述的太阳能电池布置。可精确地组装太阳能电池布置，并且可提高太阳能电池布置的品质。

根据一些实施方式，转移装置110可经构造以使太阳能电池元件10绕着实质垂直的旋转轴旋转大约180°。作为实例，具有圆形边缘的准正方形 (pseudo-square)太阳能电池的边缘件可被带入相似的或实质相同的定向。作为实例，准正方形太阳能电池的边缘件(例如，前边缘件或主导(leading)边缘件)不旋转大约180°，且准正方形太阳能电池的另一个边缘件(例如，后边缘件或尾(trailing)边缘件)旋转大约180°，使得边缘件的几何形状被等同定向或对准。太阳能电池元件10的第二定向可在太阳能电池元件10绕着实质垂直的旋转轴旋转之后被判定。

根据一些实施方式，转移装置110，特别是夹持器112，例如，相对于第一方向1及/或水平平面，是可倾斜的。作为实例，转移装置110可将由转移装置110保持的太阳能电池元件10倾斜，以使太阳能电池元件10的定向相对于支撑装置150上的另一个太阳能电池元件对准，其中所述另一个太阳能电池元件将与由转移装置110保持的太阳能电池元件10重叠。具体而言，由转移装置110保持的太阳能电池元件10的背侧或背侧平面可被定向为实质平行于支撑装置150上的另一个太阳能电池元件的前侧或前侧平面。在一些实施方案中，转移装置110经构造以将太阳能电池元件10的背侧接触相对于支撑装置 150上的另一个太阳能电池元件的前侧接触(例如汇流排(busbar))对准，使得可在背侧接触与前侧接触之间(例如通过在其间提供的粘合剂)来建立电性接触。

设备100包括检测装置120，检测装置120经构造以检测传输装置140上的太阳能电池元件10的第一定向，并且经构造以检测由转移装置110保持的太阳能电池元件10的第二定向。作为实例，检测装置120可包括一个或多个检测元件(例如一个或多个相机)，经构造以检测传输装置140上的太阳能电池元件10及由转移装置110保持的太阳能电池元件10。作为实例，检测装置 120的一个检测元件经构造以用于检测第一定向及第二定向两者。在其他实例中，检测装置120的第一检测元件(例如，第一相机)经构造以用于检测第一定向，且检测装置120的第二检测元件(例如，第二相机)经构造以用于检测太阳能电池元件10的第二定向。

在一些实施方案中，一个或多个检测元件具有视野122。一个或多个检测元件可经定位以使得当太阳能电池元件10至少处于第一定向及第二定向时，太阳能电池元件10位于一个或多个检测元件的视野122内。作为实例，检测装置120的检测元件可具有充分延伸的视野来用于检测第一定向及第二定向两者。在另一个实例中，第一检测元件可具有经构造以用于检测第一定向的第一视野，且第二检测元件可具有经构造以用于检测第二定向的第二视野。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，检测装置120 经构造以检测太阳能电池元件10的至少一个边缘或角落，以检测第一定向及/ 或第二定向。作为实例，检测装置120可经构造以检测至少一个边缘或角落以判定太阳能电池元件10的外形或轮廓的至少一部分，以判定第一定向及/或第二定向。额外地或替代地，检测装置120经构造以检测太阳能电池元件10上的印刷特征以判定第一定向及/或第二定向。印刷特征可例如为指部、汇流排及/或基准点(fiducials)。

在一些实施方案中，检测装置120包括一个或多个相机及一个或多个光源装置的至少一者。此种检测装置的实施方式将参考图4及图5进行描述。一个或多个光源装置可经构造以对在第一定向及/或第二定向中的太阳能电池元件 10进行照明。一个或多个光源装置也可被称为“照明器”。照明可增加对比度。至少一个边缘可被更精确地检测到，例如，以用于判定太阳能电池元件10的外形或轮廓的至少一部分。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，传输装置140 可包括，或者为：带式输送器，所述带式输送器具有可绕着旋转轴146旋转的辊144及一个或多个条带142(也称为“拾起带”)，条带设置142在辊144上。在一些实施方案中，传输装置140可具有平行布置的两个或更多个条带，且具有在两个或更多个条带之间提供的缝隙，如图1B的顶视图所示。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，检测装置120 的一个或多个相机布置在传输装置140下方及/或转移装置110被布置在传输装置140上方。作为实例，检测装置120的至少一部分，且尤其是一个或多个检测元件(例如一个或多个相机)可布置在传输装置140的下方。设置在传输装置140的两个或更多个条带之间的(多个)缝隙可允许检测装置120能够通过(多个)缝隙检测太阳能电池元件10。具体而言，一个或多个相机可通过两个或更多个条带之间的(多个)缝隙来“看到”在第一定向中的太阳能电池元件10。在一些实施方案中，转移装置110可设置在传输装置140上方，及/ 或检测装置120(特别是一个或多个检测元件)可设置在传输装置140的下方。换句话说，传输装置140可布置在转移装置110与检测装置120之间的位置。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，支撑装置150 包括，或者为：静电或电动夹盘及真空夹盘中的至少一者。静电或电动夹盘可分别使用静电或电动力以将太阳能电池元件10或太阳能电池布置保持在支撑表面152处。真空夹盘可包括支撑表面152，支撑表面152经构造以支撑太阳能电池元件10或支撑包括太阳能电池元件10的至少一个太阳能电池布置，其中支撑表面152可具有连接到抽吸装置(例如真空泵)的孔洞及凹部的至少一者，以便在孔洞及/或凹部中产生负压，以将太阳能电池元件10或太阳能电池布置保持在支撑表面152处。

转移装置110经构造以用于将太阳能电池元件10从传输装置140(即第一位置)移动或转移到支撑装置150(即第二位置)。作为实例，转移装置110 可在传输装置140处依序地夹持或拾起太阳能电池元件10，将太阳能电池元件10移动到支撑装置150，例如在移动到支撑装置150的期间对准太阳能电池元件10，并且将太阳能电池元件10释放在支撑装置150的预定位置。具体而言，转移装置110可经构造以用重叠的方式布置包括太阳能电池元件10的多个太阳能电池元件，以形成太阳能电池布置，例如瓦状太阳能电池。

根据本公开内容的一个方面，提供了一种在太阳能电池布置(例如瓦状太阳能电池)的制造中使用的系统。系统包括设备100、传输装置140及支撑装置150，设备100用于根据本文所述的实施方式对准太阳能电池元件，传输装置140经构造以提供第一位置，且支撑装置150经构造以提供第二位置。在一些实施方案中，传输装置140及支撑装置150中的至少一者是选自由以下项所构成的群组：输送器、真空夹盘、静电夹盘、电动夹盘及上述项的任何组合。

当太阳能电池元件10搁置在传输装置140上时(例如在一个或多个条带 142上)，可提供第一位置。具体而言，在一些实施方式中，太阳能电池元件 10不相对于传输装置140在第一位置中移动。当太阳能电池元件10搁置在支撑装置150上时，可提供第二位置。具体而言，在一些实施方式中，太阳能电池元件10不相对于支撑装置150在第二位置中移动。然而，此并不排除当太阳能电池元件10位于传输装置140(例如一个或多个条带142)及支撑装置 150上时的传输装置140和支撑装置150的任何移动。

图2示出了根据本文所述的进一步实施方式的用于对准太阳能电池元件 10的设备的示意侧视图。图2的设备类似于针对图1A及图1B描述的设备，且不重复描述类似或相同的方面。

根据一些实施方式，支撑装置250可包括，或者为：带式输送器。支撑装置250，例如带式输送器，经构造以支撑、固定并传输太阳能电池元件10或包括太阳能电池元件10的太阳能电池布置。具体而言，支撑装置250可经构造以在传输方向4中传输太阳能电池元件10或包括太阳能电池元件10的太阳能电池布置，传输方向4可为实质水平的方向。

构成支撑装置250的带式输送器可包括可绕着旋转轴256旋转的辊254 及设置在辊254上的一个或多个条带252。在一些实施方案中，支撑装置250 可具有平行布置的两个或更多个条带，且具有在所述两个或更多个条带之间设置的缝隙。作为实例，两个或更多个条带的每个条带可经构造以支撑至少两个太阳能电池布置的一个太阳能电池布置。在其他实施方案中，支撑装置250 具有单个条带，其中在所述条带上可并行组装至少两个太阳能电池布置，例如三个太阳能电池布置。

在一些实施方案中，支撑装置250的移动，尤其是一个或多个条带252 的移动以及移动装置110的移动可彼此同步，例如在支撑装置250上组装太阳能电池布置的同步。额外地或替代地，传输装置140(例如，一个或多个条带 142)的移动以及转移装置110及/或支撑装置250的一个或多个条带252的移动可彼此同步。通过同步化至少一些移动，可提供用于组装太阳能电池布置的连续处理流程。

图3根据本文所述的实施方式图示支撑装置250上的重叠的太阳能电池元件10’、10”、10”’的示意图。

本公开内容的设备、系统及方法可经构造以在支撑装置250上制造或组装太阳能电池布置。本公开内容的太阳能电池布置可为瓦状的太阳能电池，其也可被称为“超电池(hypercells)”或“超级电池(supercells)”。太阳能电池布置可用于太阳能电池模块。太阳能电池布置可由多个部分重叠的太阳能电池元件10’、10”、10”’(也称为“太阳能电池片”)制成。相邻的太阳能电池元件在重叠区域中彼此电性连接。太阳能电池元件串联连接，使得由独立太阳能电池元件产生的电流沿着太阳能电池元件之串联流动，以在例如太阳能电池布置的端部处被收集。重叠构造可提供高效率的太阳能电池布置。具体而言，太阳能电池布置允许通过增加使用的或有源面积来增加模块功率。通常，重叠构造可将模块功率提高例如20瓦至40瓦。所使用的区域或有源区域可对应于由太阳光照明并且参与发电的区域。作为实例，所使用的区域或有源区域可对应于未被，例如，导线图案(例如指部及/或汇流排)覆盖的太阳能电池的区域。

在一些实施方案中，可提供诸如导电粘合剂的粘合剂在重叠区域中连接太阳能电池元件。两个太阳能电池元件可使用粘合剂重叠，所述粘合剂被提供于两个太阳能电池元件的一个太阳能电池元件处，使得两个太阳能电池元件可彼此电气及机械连接。根据一些实施方式，粘合剂是导电粘合剂，所述导电粘合剂选自由以下项所构成的群组：焊料、银膏及导电硅树脂粘合剂。

图4A示出了根据本文所述的实施方式的检测装置400的示意图。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，检测装置400 包括一个或多个光源装置420及一个或多个相机410。一个或多个光源装置420 可提供照明系统，所述照明系统可改善由一个或多个相机410拍摄的图像的图像品质。一个或多个光源装置420可包括一个或多个光源422，光源422布置在一个或多个相机410的直接视线414中。

作为实例，一个或多个相机410可具有视野412，其中一个或多个光源装置420定位在视野420中。为了检测太阳能电池元件10的第一定向及/或第二定向，太阳能电池元件10可设置在视野412内的位于一个或多个光源装置420 与一个或多个相机410之间的位置。具体而言，太阳能电池元件10可设置在直接视线414上的位置。使用直接视线414来检测太阳能电池元件10的第一定向及/或第二定向的布置可改善对比度，使得可更精确地判定太阳能电池元件10的边缘或外形。

一个或多个光源是选自由以下项所构成的群组：灯具(lamp)、光带、闪光灯及上述项的任何组合。作为实例，一个或多个光源422可为固定到支撑件 424(例如塑料支撑件)的光带。光带是有益的，因为光带提供延伸的照明区域，所述延伸的照明区域可大于太阳能电池元件10的表面积。换句话说，当从相机的角度来看时，(多个)光带可突出太阳能电池元件10的至少一个边缘。一个或多个相机410可“看到”未被太阳能电池元件10覆盖的一部分光带。可提供改善的对比度，并且可以精确的方式检测太阳能电池元件10的边缘或外形。

图4B示出了根据本文所述的进一步实施方式的检测装置400’的示意图。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，检测装置的一个或多个相机410’相对于传送装置及转移装置的至少一者而横向布置。作为实例，检测装置的一个或多个相机410’可邻近转移装置的夹持器112定位(例如，水平定位)。

图5A示出了根据本文所述的进一步实施方式的检测装置500的示意侧视图。图5B图示图5A的检测装置500的示意顶视图。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，一个或多个光源装置包括一个或多个光源520及一个或多个光扩散装置530。类似于针对图4 描述的一个或多个光源装置，一个或多个光扩散装置530被布置在一个或多个相机410的直接视线中。具体而言，一个或多个光扩散装置530可被定位在一个或多个相机410的视野412内及/或在直接视线414上。

一个或多个光源520经构造以将光引导至一个或多个光扩散装置530。作为实例，一个或多个光扩散装置530经构造以将从一个或多个光源520发射的光朝向一个或多个相机410进行扩散或重新导引。根据一些实施方式，一个或多个光扩散装置530可由光反射材料制成或覆盖反射材料。通过使一个或多个光扩散装置530被布置在直视线414中以将从一个或多个光源520发射的光引导至太阳能电池元件10，可改善对比度使得可更精确地判定太阳能电池元件 10的边缘或外形。

一个或多个光源520可相对于一个或多个光扩散装置530横向定位。作为实例，一个或多个光源520及一个或多个光扩散装置530可沿着实质水平的线定位。一个或多个光扩散装置530及一个或多个相机410可沿着实质垂直的线定位。

在一些实施方案中，一个或多个光扩散装置530可包括第一光扩散元件 532及第二光扩散元件534。作为实例，第二光扩散元件534可从第一光扩散元件532延伸，例如，朝向一个或多个相机410而倾斜或向下弯曲。一个或多个光扩散装置530，尤其是第一光扩散元件532及/或第二光扩散元件534可为由光反射材料制成的光扩散板材或覆盖有光反射材料的光扩散板材。

诸如第一光扩散板材的第一光扩散元件532可具有相对于太阳能电池元件10的表面实质平行的定向。诸如第二光扩散板材的第二光扩散元件534可具有相对于太阳能电池元件10的表面实质非平行的定向。作为实例，第一光扩散元件532的反射表面可实质平行于水平面。第二光扩散元件534的反射表面可相对于水平面倾斜。具体而言，第二光扩散元件534的反射表面可朝向一个或多个相机410而倾斜或弯曲。第二光扩散元件534的反射表面与水平面之间的角度可在10°至70°之间的范围内，具体地在30°至60°的范围内，且更具体地可为约45°。

术语“实质平行”涉及例如第一光扩散元件532及水平面的实质平行定向，其中从精确的平行定向偏离几度，例如高达2°，甚至高达5°，仍被认为是“实质平行”。

在一些实施方案中，第二光扩散元件534(例如相对于水平面)的定向或角度可经选择使得第二光扩散元件534的反射表面可直接被一个或多个光源 520照明。替代地或额外地，第二光扩散元件534(例如相对于水平面)的定向或角度可经选择使得由一个或多个光源520发射的光朝向太阳能电池元件 10，以检测第一定向及/或第二定向。

根据一些实施方式，一个或多个光源520选自由以下项所构成的群组：灯具、光带、闪光灯、光棒(也称为“照明棒”)和上述项的任何组合。在一些实施方案中，一个或多个光源520可为经构造以向一个或多个光扩散装置530 发出闪光的闪光灯。作为实例，一个或多个光源520可经构造以发射至少一个闪光，以用于判定太阳能电池元件10的定向。具体而言，一个或多个光源520 可经构造以发射至少一个第一闪光，以用于判定传输装置上的太阳能电池元件 10的第一定向。一个或多个光源520可经构造以发射至少一个第二闪光，以用于判定由转移装置保持的太阳能电池元件10的第二定向。可使用此种“双闪光”处理来对准将放在支撑装置上的太阳能电池元件10。

参考图5B，一个或多个光扩散装置530可包括诸如切口的接合部536。接合部536可经构造以使得至少一部分的转移装置(尤其是转移装置的夹持器)可移动到接合部536中。接合部536可经构造以使得由转移装置保持的太阳能电池元件10可经定位以使得第二定向可被判定。具体而言，可提供接合部536，使得由转移装置保持的太阳能电池元件10可位于一个或多个相机的视野内及/或在一个或多个相机及一个或多个光扩散装置530之间的直接视线上。

图6示出了根据本文所述的实施方式的传输装置610及支撑装置620的示意侧视图。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，传输装置及支撑装置可彼此间隔开来。具体而言，转移装置可经构造以将太阳能电池元件从传输装置以预定距离移动到支撑装置。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，传输装置610 及支撑装置620可，例如在水平方向上，彼此以距离D重叠，而在传输装置 610与支撑装置620之间不会有接触。作为实例，传输装置610的(多个)条带及支撑装置620的(多个)条带可重叠而不彼此接触。用于将太阳能电池元件从传输装置610转移到支撑装置620的距离可最小化。可减少设备的占地面积(footprint)，并且可提高设备的产量，特别是，因为太阳能电池元件所必须被传输的距离减小，以允许每单位时间可传输的太阳能电池元件的数量增加。

图7根据本文所述的实施方式图示用于对准太阳能电池元件的设备700 的示意侧视图。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，检测装置120 经构造以检测支撑装置150上的太阳能电池元件10的第三定向。作为实例，一个或多个额外相机720可位于支撑装置150上方，以便在太阳能电池元件 10被放置在支撑装置150上之后检测太阳能电池元件10的第三定向。作为实例，一个或多个额外相机720经定位以使得安置在支撑装置150上的太阳能电池元件10被定位在一个或多个额外相机720的视野722内。在一些实施方案中，仅提供一个或多个额外相机720以检测第三定向。在进一步的实施方案中，提供一个或多个额外相机720及一个或多个额外元件，例如关于图4及图5 描述的一个或多个光源装置。

太阳能电池元件10的第三定向的判定可与第一定向及/或第二定向的判定类似地或甚至相同地执行。具体而言，一个或多个额外相机720可经构造以检测太阳能电池元件10的边缘或角落以判定第三定向。

在一些实施方案中，控制器130经构造以用于闭环控制，以在将后续的太阳能电池元件从传输装置140移动到支撑装置150时，至少基于太阳能电池元件10的第三定向来控制转移装置110的移动。具体而言，太阳能电池元件10 的第三定向可用于改进后续的太阳能电池元件的转移及对准处理。作为实例，在将太阳能电池元件10放置在支撑装置150上之后，一个或多个额外相机720 可检查太阳能电池元件10的一个或多个边缘或角落的位置。使用此信息，可改变在传输装置140处的用于后续太阳能电池元件的拾起移动，以便针对后续太阳能电池元件来校正在支撑装置150上的太阳能电池元件10的检测到的失准。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，设备700可经构造以基于由检测装置120取得的信息来判定太阳能电池元件10的品质。具体而言，可基于太阳能电池元件10的几何形状(例如外形)是否在预定阈值内来判定品质。作为实例，可由检测装置120检测太阳能电池元件10的一个或多个边缘。设备700可经构造以判定太阳能电池元件10在一个或多个边缘处的不规则形状(例如，缺口)。具体而言，一个或多个边缘应当是实质直线的。若检测到一个或多个边缘的一部分的直线性从实质直线偏离超过预定阈值，则判定存在不规则性。

图8示出了根据本文描述的实施方式的用于对准太阳能电池元件的方法 800的流程图。方法800可利用根据本文所述的实施方式的设备及系统。类似地，设备及系统可利用方法800。

方法800包括以下步骤：在方块810中检测位于传送装置上的太阳能电池元件的第一定向，方块820中使用转移装置将太阳能电池元件移动离开传输装置，方块830中检测太阳能电池元件的第二定向，且方块840中基于第一定向及第二定向中的至少一者来改变太阳能电池元件的定向以对准太阳能电池元件。方法800可进一步包括将对准的太阳能电池元件放置在诸如条带的支撑装置上。

根据一些实施方式，方法800进一步包括以下步骤：在从传输装置由转移装置拾起太阳能电池元件以移动太阳能电池元件远离传输装置之前，基于太阳能电池元件的第一定向在来改变转移装置的定向。具体而言，转移装置(例如转移装置的夹持器)可相对于太阳能电池元件对准，以允许改进的拾起动作。作为实例，夹持器可相对于将被夹持器接触的太阳能电池元件的表面对准。

根据可与本文所述的其他实施方式组合的一些实施方式，改变太阳能电池元件的定向包括以下步骤：基于第二定向(且选择性地基于如针对图7所述的后续太阳能电池元件的第三定向)改变太阳能电池元件的定向，及/或在x方向、y方向、z方向及θ方向的至少一者中移动太阳能电池元件。作为实例，x 方向及y方向可定义水平面。z方向可为垂直方向。θ方向中的移动可对应于太阳能电池元件及水平面的移动。此种移动也可称为“Θ移动”。具体而言，转移装置，尤其转移装置的夹持器，可在θ方向中移动，以便在θ方向中移动太阳能电池元件。

根据本文所述的实施方式，用于对准太阳能电池元件的方法可使用计算机程序、软件、计算机软件产品及相关控制器进行，所述控制器可具有与设备的对应元件通信的CPU、存储器、使用者界面及输入及输出装置，以用于处理大面积的基板。

本公开内容使用太阳能电池元件的定向的双重检测以在例如在组装用于太阳能电池模块的太阳能电池布置的处理中对准太阳能电池元件。具体而言，太阳能电池元件被放置在支撑装置上，例如以组装太阳能电池布置，其中在将太阳能电池元件转移到支撑装置的处理中，太阳能电池元件的定向至少被检测到两次以改善转移处理。具体而言，在将太阳能电池元件放置在支撑装置上之前，太阳能电池元件可被带到预定的定向。

尽管前述内容涉及本公开内容的实施方式，但可在不脱离本公开内容的基本保护范围的情况下，设计本公开内容的其他及进一步的实施方式，且本公开内容的保护范围由随附的权利要求书所确定。

Claims (20)

1.一种用于对准太阳能电池元件的设备，包括：

夹持器，所述夹持器经构造以将所述太阳能电池元件从传输装置上的第一位置移动到支撑装置上的第二位置；

检测装置，所述检测装置经构造以检测所述太阳能电池元件在所述传输装置上的第一定向，并经构造以检测由所述夹持器保持的所述太阳能电池元件的第二定向；及

控制器，所述控制器经构造以基于所述第一定向及所述第二定向来改变由所述夹持器保持的所述太阳能电池元件的定向，以对准所述太阳能电池元件。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器经构造以在从所述传输装置拾起所述太阳能电池元件之前，基于所述太阳能电池元件在所述传输装置上的所述第一定向来改变所述夹持器的定向。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述检测装置经构造以检测所述太阳能电池元件的一个或多个边缘或角落和在所述太阳能电池元件上的印刷特征中的至少其中一者，以检测所述第一定向和所述第二定向中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述检测装置经构造以检测所述太阳能电池元件的一个或多个边缘或角落和在所述太阳能电池元件上的印刷特征中的至少其中一者，以检测所述第一定向和所述第二定向中的至少一者。

5.根据权利要求3项所述的设备，其中所述检测装置包括一个或多个相机及一个或多个光源装置的至少其中一者。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述一个或多个光源装置包括一个或多个光源，所述一个或多个光源布置在所述一个或多个相机的直接视线中，其中所述一个或多个光源是选自由以下项组成的群组：灯具、光带(light tapes)、闪光灯、光条(light bars)及上述项的任何组合。

7.根据权利要求5所述的设备，其中所述一个或多个光源装置包括一个或多个光源及一个或多个光扩散装置，其中所述一个或多个光扩散装置布置在所述一个或多个相机的直接视线中，且其中所述一个或多个光源经构造以将光引导至所述一个或多个光扩散装置。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述检测装置经构造以检测所述太阳能电池元件在所述支撑装置上的第三定向，且其中所述控制器经构造以用于闭环控制，以在将后续的太阳能电池元件从所述传输装置移动到所述支撑装置时，至少基于所述太阳能电池元件的所述第三定向来控制所述夹持器的移动。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述检测装置经构造以检测所述太阳能电池元件在所述支撑装置上的第三定向，且其中所述控制器经构造以用于闭环控制，以在将后续的太阳能电池元件从所述传输装置移动到所述支撑装置时，至少基于所述太阳能电池元件的所述第三定向来控制所述夹持器的移动。

10.根据权利要求8所述的设备，其中至少一个所述夹持器经构造以从所述传输装置拾起所述太阳能电池元件，以将所述太阳能电池元件从所述第一位置移动到所述第二位置，并且所述夹持器选自由以下项组成的群组：机械夹持器、气动夹持器、静电夹持器、电动夹持器、真空夹持器，及上述项的任何组合。

11.根据权利要求1所述的设备，其中至少一个所述夹持器经构造以从所述传输装置拾起所述太阳能电池元件，以将所述太阳能电池元件从所述第一位置移动到所述第二位置，并且所述夹持器选自由以下项组成的群组：机械夹持器、气动夹持器、静电夹持器、电动夹持器、真空夹持器，及上述项的任何组合。

12.一种用于制造太阳能电池的系统，包括：

根据权利要求1至11的任一项所述的设备；

经构造以提供所述第一位置的所述传输装置；及

经构造以提供所述第二位置的所述支撑装置。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述传输装置及所述支撑装置的至少其中一者选自由以下项组成的群组：输送带、真空夹盘、静电夹盘、电动夹盘，及上述项的任何组合。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述检测装置的一个或多个相机中的至少一者被布置在所述传输装置下方，并且所述夹持器被布置在所述传输装置上方。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述检测装置的一个或多个相机中的至少一者被布置在所述传输装置下方，并且所述夹持器被布置在所述传输装置上方。

16.一种用于对准太阳能电池元件的方法，包括以下步骤：

检测定位在传输装置上的所述太阳能电池元件的第一定向；

利用夹持器移动所述太阳能电池元件远离所述传输装置；

检测由所述夹持器保持的所述太阳能电池元件的第二定向；及

基于所述第一定向及所述第二定向来改变所述太阳能电池元件的定向，以对准所述太阳能电池元件。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括以下步骤：

在从所述传输装置由所述夹持器拾起所述太阳能电池元件之前，基于所述太阳能电池元件的所述第一定向来改变所述夹持器的定向，以移动所述太阳能电池元件远离所述传输装置。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中改变所述太阳能电池元件的所述定向的步骤包括以下至少一个步骤：

基于所述第二定向来改变所述太阳能电池元件的所述定向；及

在x方向、y方向、z方向及θ方向的其中至少一者中移动所述太阳能电池元件。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括以下步骤：

将经对准的所述太阳能电池元件放置在支撑装置上。

20.根据权利要求16所述的方法，进一步包括以下步骤：

将经对准的所述太阳能电池元件放置在支撑装置上。

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