CN116072577A - 一种电池片载具及太阳能电池制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电池片载具及太阳能电池制备方法，涉及太阳能电池制备领域。用于解决电池片载具结构强度不高，容易变形的问题。电池片载具包括一体式结构的承载板，承载板的第一侧设置有多个容置槽，容置槽用于定位容置电池片，电池片的远离槽底的一侧平齐于或超出容置槽的槽顶所在平面；每个容置槽的槽底设置有连通容置槽和承载板的第二侧的通孔，通孔用于与负压吸附装置连通；承载板的热膨胀系数小于或等于12×10‑6/℃；其中，第一侧和所述第二侧相背设置。本电池片载具没有镂空结构，而是在整体呈一体式的板状结构的承载板的一侧开设容置槽，因此，结构强度高，不易发生变形。太阳能电池制备方法采用了本发明中的电池片载具。

Description

一种电池片载具及太阳能电池制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种电池片载具及太阳能电池制备方法。
背景技术
太阳能电池在制作过程中，需要将电池片放在载具上进行电极制作，载具用于承载电池片。现有的电池片载具为镂空框架结构，即镂空框架的边缘用于承托电池片的边缘，使用时，电池片朝上支撑放置在镂空框架中，但因为电池片载具的镂空结构，导致其强度不高，容易发生变形，造成电池片的损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池片载具及太阳能电池制备方法，以提高载具的结构强度。
第一方面，本发明提供一种电池片载具，包括一体式结构的承载板，承载板的第一侧设置有多个容置槽，容置槽用于定位容置电池片，电池片的远离槽底的一侧平齐于或超出容置槽的槽顶所在平面；每个容置槽的槽底设置有连通所述容置槽和承载板的第二侧的通孔，通孔用于与负压吸附装置连通；承载板的热膨胀系数小于或等于12×10-6/℃；其中，第一侧和第二侧相背设置。
在上述实现方式中，由于承载板为一体式结构，且承载板的第一侧设置有多个用于定位容置电池片的容置槽，电池片放置于容置槽内后，电池片的远离容置槽的槽底的一侧平齐于或超出容置槽的槽顶所在平面，能够使得电池片与后续覆盖的掩膜良好地贴合固定，每个容置槽的槽底设置有连通容置槽和承载板的第二侧的通孔，通孔用于与负压吸附装置连通，通过负压吸附装置进行抽吸操作，使得容置槽内形成负压，电池片在负压作用下能够吸附固定于容置槽内，如此，电池片和电池片载具一起任意改变姿态，可以朝上或朝下设置，工作位置局限性小。相较于现有的镂空框架结构的载具，本发明中的电池片载具没有镂空结构，而是通过在承载板的一侧开设容置槽，因此，承载板整体呈一体式的板状结构，结构强度高，不容易发生变形，保护了电池片不受损坏。同时，由于承载板的热膨胀系数小于或等于12×10-6/℃，因此，不容易因为后续镀膜时受到高温后而发生较大的形变膨胀，减小了对覆盖于电池片上的掩膜的撕扯，保护了掩膜上的狭缝图案。
可选地，在上述的电池片载具中，电池片与容置槽的槽底接触，容置槽的深度小于或等于电池片的厚度。如此，电池片通过容置槽的槽底定位支撑，支撑稳定性更好，且电池片与容置槽的槽底接触，两者之间的间隙小，容易通过通孔进行吸附固定。
可选地，在上述的电池片载具中，承载板的导热系数大于或等于1W/(m·℃)。如此，由于在电池片镀膜的过程中会产生高温，而高温会作用在粘接于电池片上的掩膜，高温有可能使掩膜的胶层发生融化变形，导致掩膜与电池片之间的贴合不严紧，存在缝隙、缺陷等，特别是位于掩膜的狭缝附近的胶层出现变形后，影响电极镀膜的精度。因此，通过导热系数较高的承载板将热量快速从掩膜位置传递至第二侧并散发出去，能够有效减小高温对掩膜的影响。
可选地，在上述的电池片载具中，容置槽呈规则阵列排布于承载板的第一侧。如此，可以是容置槽的排布更加紧凑，减小承载板的体积。
可选地，在上述的电池片载具中，每相邻两个容置槽之间的槽壁间距小于承载板的边缘壁厚。如此，相邻容置槽之间的槽壁间距较小，能够使容置槽布置更加紧凑，承载板可以布置更多的容置槽，能够承载更多的电池片，提高承载和制备效率，而承载板的边缘壁厚较大，能够提高承载板的整体的结构强度。
可选地，在上述的电池片载具中，相邻两个容置槽之间的槽壁间距为1mm～10mm，承载板的边缘壁厚为3mm～12mm。
可选地，在上述的电池片载具中，承载板的材质为因瓦合金、陶瓷、石英、不锈钢中的一种或多种组合。如此，由于这些材质的导热系数较大、热膨胀系数小，能够快速散热和减小热膨胀，从而减小高温的不良影响。
可选地，在上述的电池片载具中，还包括磁吸部件，承载板至少第一侧具有导磁材料，磁吸部件与承载板的第一侧能够磁性吸附，磁吸部件用于压紧贴附于承载板的第一侧的掩膜。如此，在掩膜自身粘贴固定于承载板上的同时，通过磁吸部件和承载板的磁性吸附，进一步将掩膜牢固地固定于承载板上。
可选地，在上述的电池片载具中，电池片载具在镀膜工作状态下，容置槽朝下设置。如此，电池片载具倒置，将容置槽朝下设置，则容置于容置槽中的电池片的表面朝下，方便进行镀膜工序，如物理气相沉积工艺。
第二方面，本发明还提供了一种太阳能电池制备方法，采用如以上任一项所述的电池片载具，包括步骤：
将电池片定位容置于电池片载具的容置槽内；
通过负压吸附装置使电池片载具的通孔形成负压，使电池片吸附固定于容置槽中；
将掩膜固定于电池片载具的承载板的第一侧，掩膜覆盖电池片和第一侧。
在上述实现方式中，采用了本发明中的电池片载具，与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池制备方法的有益效果与上述技术方案的电池片载具的有益效果相同，此处不做赘述。
可选地，在上述的太阳能电池制备方法中，在将掩膜固定于电池片载具的承载板的第一侧之后，还包括步骤：调整电池片载具的姿态，使得承载板的第一侧朝下。如此，电池片朝下布置，方便后续的镀膜工序。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中的一种电池片载具的第一侧示意图；
图2为本发明实施例中的一种电池片载具的剖面结构示意图；
图3为本发明实施例中的一种电池片载具的工作示意图；
图4为本发明实施例中的另一种电池片载具的工作示意图；
图5为图4的局部放大结构示意图。
附图标记：1-承载板、11-通孔、12-容置槽、2-电池片、3-掩膜、4-磁吸部件。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
太阳能电池在制作过程中，需要将电池片放在载具上进行电极制作，载具用于承载电池片。现有的电池片载具为镂空框架结构，即镂空框架的边缘用于承托电池片的边缘，使用时，电池片朝上支撑放置在镂空框架中，但因为电池片载具的镂空结构，导致其强度不高，容易发生变形，造成电池片的损坏。
鉴于此，为解决上述问题，请参阅图1-图5，本发明实施例提供了一种电池片载具，包括一体式结构的承载板1，承载板1呈板状结构，承载板1的两个相背的板面分别为第一侧和第二侧，承载板1的第一侧设置有多个容置槽12，容置槽12由封闭的槽底和周围的槽壁围成，容置槽12用于定位容置电池片2，电池片2的远离槽底的一侧平齐于或超出容置槽12的槽顶所在平面，承载板1的板厚远大于容置槽12的深度；每个容置槽12的槽底均设置有连通容置槽12和承载板1的第二侧的通孔11，即通孔贯通承载板1的第一侧和容置槽12的槽底，通孔11的尺寸远小于容置槽12的槽底尺寸，通孔11用于与负压吸附装置连通，具体地，通孔11的位于第二侧的一端与外部的负压吸附装置连通，如各个容置槽12的通孔11与各个吸附管路一一对应连接，或者在承载板1的第二侧罩设一个吸附罩，各容置槽12的通孔11均罩于吸附罩内，吸附罩于抽吸装置连通；承载板1的热膨胀系数小于或等于12×10-6/℃。
该电池片载具使用时，将各电池片2放入各容置槽12内定位，定位后的电池片2的远离槽底的一侧与容置槽12的槽顶所在的平面平齐(由于电池片2本身厚度为0.15mm-0.18mm，且以后会进一步降低厚度，因此，电池片2的一侧与容置槽12的槽顶所在平面平齐时，允许+/-0.02mm左右以内误差)，方便后续粘贴的掩膜3与电池片2良好的贴合，保证电池片2与掩膜3上图案的对准精度。负压吸附装置进行抽吸操作，使得通孔11和容置槽12内形成负压，电池片2被吸附固定于容置槽12内，电池片2不容易从容置槽12中脱离出来，电池片2不会受到承载板1的姿态的影响，比如容置槽12的槽口朝上放置、朝下放置、倾斜放置等，电池片2均不会掉出来，能够更加方便地对电池片2进行转移、定位和工艺处理，工作位置局限性小。负压吸附装置可以一直吸附固定电池片2，也可以在完成掩膜3粘贴后停止吸附固定，对于容置槽12的槽口朝下放置的情况，由于掩膜3与承载板1的第一侧粘贴固定，因此，掩膜3能够对电池片2进行承托，此时，负压吸附装置可以停止吸附。
相较于现有的镂空框架结构的载具，本发明中的电池片载具没有镂空结构，而只是在承载板1的一侧开设容置槽12，因此，承载板1整体呈一体式的板状结构，承载板1的厚度远大于容置槽的12的深度，容置槽12对承载板1的结构强度不产生较大的影响，因此，电池片载具结构强度高，不容易发生变形，保护了电池片2不受损坏。同时，由于承载板1的热膨胀系数小于或等于12×10-6/℃，热膨胀系数较小，因此，不容易因为后续镀膜时受到高温后而发生较大的形变膨胀，减小了对覆盖于电池片2上的掩膜3的撕扯，保护了掩膜3上的狭缝图案，进而确保了电极精度。
进一步地，在本实施例中，电池片2与容置槽12的槽底接触，容置槽12的深度小于或等于电池片2的厚度。如此，电池片2通过容置槽12的整个槽底定位支撑，支撑面积大，支撑稳定性更好，且电池片2与容置槽12的槽底接触，两者之间的间隙小，容易通过通孔11的负压进行吸附固定。容置槽12的深度可以为0.05mm-0.19mm，承载板1的厚度为5mm-15mm，承载板1的厚度远大于容置槽12的深度，容置槽12的深度优选为承载板1的厚度的十分之一左右。具体地，根据电池片2的厚度设定容置槽12的深度，对于0.15mm-0.18m厚的电池片12，优选平齐布置的情况下，考虑到+/-0.02mm左右以内误差，则容置槽12的深度可以为0.13mm、0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm等。对于厚度为0.05mm的超薄电池片，则容置槽12的深度可以为0.05mm、0.06mm、0.07mm等。承载板1的厚度优选可以为10mm，具有足够的强度。
当然，容置槽12的槽底还可以设置凸起的支撑结构，通过支撑结构对电池片1进行支撑定位，只要使得定位后的容置槽12的远离槽底的一侧平齐于或超出容置槽12的槽顶所在的平面即可，保证后续掩膜3与电池片2的贴合精度。
同理地，容置槽12的內形与电池片2的外轮廓相匹配，容置槽12的內形尺寸稍大于电池片2的外轮廓尺寸，能够方便电池片2从容置槽12内取放，且通过容置槽12的槽壁对电池片2的外边缘进行定位，使得承载板1的结构更加紧凑。当然，容置槽12的內形也可以与外轮廓不相同，而是在槽壁上设置多个向容置槽12的中心突出的定位结构，只要能够起到定位作用即可。
进一步地，在本实施例中，承载板1的导热系数大于或等于1W/(m·℃)。即导热系数较高，如此，由于在电池片镀膜的过程中会产生高温，而高温会作用在粘接于电池片2上的掩膜3，高温有可能将掩膜3的胶层融化变形，导致掩膜3与电池片2之间的贴合不严紧，存在缝隙、缺陷等，特别是位于掩膜3的狭缝附近的胶层出现变形后，影响电极镀膜的精度。因此，通过导热系数较高的承载板1将热量快速从掩膜3位置传递至第二侧并散发出去，能够有效减小高温对掩膜3的影响。
如图1所示，在本实施例中，容置槽12呈规则阵列排布于承载板1的第一侧。具体可以为矩形阵列、圆形阵列、环形阵列、辐射阵列等，阵列排布根据承载板1外形确定，合理布局。如此，可以使容置槽12的排布更加紧凑，减小承载板1的体积。
以矩形阵列为例，承载板1为矩形板，容置槽呈4×4阵列、3×4阵列、5×5阵列等排布。优选地，容置槽12呈等间距排布，排布更加整齐，方便当然，也可以呈不等间距排布。
进一步地，在本实施例中，每相邻两个容置槽12之间的槽壁间距小于承载板1的边缘壁厚。如此，相邻容置槽12之间的槽壁间距较小，能够使容置槽12布置更加紧凑，承载板1可以布置更多的容置槽12，能够承载更多的电池片2，提高承载和制备效率，而承载板1的边缘壁厚较大，能够提高承载板1的整体的结构强度。
具体地，相邻两个容置槽12之间的槽壁间距为1mm～10mm，例如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。承载板1的边缘壁厚为3mm～12mm，例如3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm，只要承载板1的边缘壁厚大于容置槽12的槽壁间距即可。
进一步地，在本实施例中，承载板1的材质为因瓦合金、陶瓷、石英、不锈钢中的一种或多种组合。由于因瓦合金的热膨胀系数极低，可以在很宽的温度范围内保持尺寸不变。此外，陶瓷、石英、不锈钢的导热系数较大、热膨胀系数小，能够快速散热和减小热膨胀变形，从而减小承载板1因高温产生的膨胀变形，减小承载板1对掩膜3的拉扯，同时减小高温对掩膜3胶层的高温融化影响。其中，磁性不锈钢在0℃-100℃范围内的热膨胀系数为12×10-6/℃；Si的热膨胀系数为2.5×10-6/℃。其中，Si的导热系数是150W/(m·℃)，石英的导热系数是1.3W/(m·℃)，因瓦合金的导热系数是13.8W/(m·℃)。
如图4和图5所示，在本实施例中，电池片载具还包括磁吸部件4，承载板1至少第一侧具有导磁材料，磁吸部件4与承载板1的第一侧能够磁性吸附，磁吸部件4用于压紧贴附于承载板1的第一侧的掩膜3。即承载板1可以只在第一侧设置导磁材料，也可以将承载板1的整体设置为导磁材料，如因瓦合金、不锈钢等，同时具备了低热膨胀系数、高导热系数和导磁作用。如此，在掩膜3自身粘贴固定于承载板1上的同时，通过磁吸部件4和承载板1的磁性吸附，进一步将掩膜3牢固地固定于承载板1上。
如图2-图5所示，在本实施例中，电池片载具在镀膜工作状态下，容置槽12朝下设置。如此，电池片载具倒置，将容置槽12朝下设置，则容置于容置槽12中的电池片2的表面朝下，方便进行镀膜工序，如物理气相沉积工艺，物理气相沉积工艺可以为真空蒸镀、溅射镀膜、离子镀等中的一种或多种组合，蒸发源位于电池片的下方，方便形成的气相向上移动沉积在电池片2的下表面。
当然，电池片载具在镀膜工作状态下，容置槽12也可以朝上设置，采用合理的镀膜工艺即可。
基于以上任一实施例所描述的电池片载具，本发明实施例还提供了一种太阳能电池制备方法，采用如以上任一项实施例所描述的电池片载具，包括以下步骤：
步骤S100，将电池片2定位容置于电池片载具的容置槽12内。此步骤中，电池片载具的容置槽12朝上设置，将电池片2从上往下放置于容置槽12内。
步骤S200，通过负压吸附装置使电池片载具的通孔11形成负压，使电池片2吸附固定于容置槽12中。通过负压吸附装置对容置槽12抽吸形成负压，在负压作用下，电池片2吸附固定于容置槽12内。
步骤S300，将掩膜3固定于电池片载具的承载板1的第一侧，掩膜3覆盖电池片2和第一侧。掩膜3具体可以粘接固定于承载板1的第一侧，掩膜3贴合于电池片2的表面。或者掩膜3在粘接固定于承载板1的同时，还通过磁吸部件4与承载板1的第一侧吸附，磁吸部件4将掩膜3压紧于承载板1的第一侧。此步骤中，承载板1的第一侧位于上部，掩膜3从上往下覆盖于第一侧。当然，在覆盖掩膜3之前，还可以将承载板1的第一侧朝下设置，将掩膜3从下往上覆盖于第一侧。在进行掩膜3覆盖的过程中，负压吸附装置进行吸附操作，确保电池片2牢固定位，提高掩膜3覆盖的精度。完成掩膜3覆盖后，负压吸附装置可以停止吸附，之后在掩膜3上进行镀膜工序，以在电池片2上形成电极。
在上述实现方式中，采用了本发明中的电池片载具，与现有技术相比，本发明提供的太阳能电池制备方法的有益效果与上述技术方案的电池片载具的有益效果相同，此处不做赘述。
进一步地，在将掩膜3固定于电池片载具的承载板1的第一侧之后，在进行镀膜之前，还包括步骤S400，调整电池片载具的姿态，使得承载板1的第一侧朝下。如此，电池片2朝下布置，掩膜3位于下部，之后再进行镀膜工序，有利于镀膜工序的进行。
需要说明的是，本发明中采用的掩膜3包括基膜和胶层，基膜可以采用高分子薄膜，其具体的材质可以为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚烯烃薄膜(PO)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)，或者其他厚度满足要求的高分子薄膜。高分子薄膜的厚度为1μm-500μm。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种电池片载具，其特征在于，包括一体式结构的承载板，所述承载板的第一侧设置有多个容置槽，所述容置槽用于定位容置电池片，所述电池片的远离所述容置槽的槽底的一侧平齐于或超出所述容置槽的槽顶所在平面；每个所述容置槽的槽底设置有连通所述容置槽和所述承载板的第二侧的通孔，所述通孔用于与负压吸附装置连通；所述承载板的热膨胀系数小于或等于12×10-6/℃；其中，所述第一侧和所述第二侧相背设置。
2.根据权利要求1所述的电池片载具，其特征在于，所述电池片与所述槽底接触，所述容置槽的深度小于或等于所述电池片的厚度。
3.根据权利要求1所述的电池片载具，其特征在于，所述承载板的导热系数大于或等于1W/(m·℃)。
4.根据权利要求1所述的电池片载具，其特征在于，所述容置槽呈规则阵列排布于所述承载板的第一侧。
5.根据权利要求1所述的电池片载具，其特征在于，每相邻两个所述容置槽之间的槽壁间距小于所述承载板的边缘壁厚。
6.根据权利要求5所述的电池片载具，其特征在于，相邻两个所述容置槽之间的槽壁间距为1mm～10mm，所述承载板的边缘壁厚为3mm～12mm。
7.根据权利要求1所述的电池片载具，其特征在于，所述承载板的材质为因瓦合金、陶瓷、石英、不锈钢中的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的电池片载具，其特征在于，还包括磁吸部件，所述承载板至少第一侧具有导磁材料，所述磁吸部件与所述承载板的第一侧能够磁性吸附，所述磁吸部件用于压紧贴附于所述承载板的第一侧的掩膜。
9.根据权利要求1所述的电池片载具，其特征在于，所述电池片载具在工作状态下，所述容置槽朝下设置。
10.一种太阳能电池制备方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的电池片载具，包括步骤：
将电池片定位容置于所述电池片载具的容置槽内；
通过负压吸附装置使所述电池片载具的通孔形成负压，使所述电池片吸附固定于所述容置槽中；
将掩膜固定于所述电池片载具的承载板的第一侧，所述掩膜覆盖所述电池片和所述第一侧。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池制备方法，其特征在于，在所述将掩膜固定于所述电池片载具的承载板的第一侧之后，还包括步骤：
调整所述电池片载具的姿态，使得所述承载板的第一侧朝下。
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