DE102008063243A1

DE102008063243A1 - Einrichtung zum Herstellen von Dünnschicht-Solarzellen-Modulen

Info

Publication number: DE102008063243A1
Application number: DE102008063243A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Dipl.-Ing. Fritz; Andreas Haas; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Menauer; Felix Dipl.-Ing. Jäger (FH)
Original assignee: Aci-Ecotec & Co KG GmbH; ACI ECOTEC GmbH and Co KG
Current assignee: Aci Ecotec De GmbH
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2010-07-01

Abstract

Eine Einrichtung (10) zur Herstellung der Längskontaktierung der auf einem Substrat (11) angeordneten und elektrisch in Reihe zu verschaltenden Dünnschicht-Solarzellen, ist mit einem Arbeitskopf (13) versehen, wobei Substrat (11) und/oder Arbeitskopf (13) verfahrbar sind bzw. ist. Eine derartige Einrichtung soll in platzsparender Weise aufgebaut sein und zeitreduzierte Arbeitsschritte ermöglichen. Hierzu ist vorgesehen, dass der Arbeitskopf (13) sowohl mit einer Vorrichtung (16) zum Abgeben und Auftragen eines Klebers als auch mit einer Vorrichtung (18) zum Abgeben und Aufbringen eines metallischen Bandes (30) sowie mit einer Vorrichtung (20) zum Spenden und Aufdrücken von Klebepads (46) versehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Herstellen von Dünnschicht-Solarzellen-Modulen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Herstellung eines Dünnschicht-Solarzellen-Moduls umfasst eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten unter anderem bei der elektrischen Verschaltung. Hierzu sind bisher verschiedene Bearbeitungsstationen vorgesehen, die das Dünnschicht-Solarzellen-Modul nacheinander durchlaufen muss. Dies ist nicht zuletzt aufgrund der Wege zwischen den einzelnen Stationen relativ zeitaufwändig. Außerdem ist der Raumbedarf erheblich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Herstellen von Dünnschicht-Solarzellen-Modulen der eingangs genannten Art zu schaffen, die in platzsparender Weise aufgebaut ist und zeitreduzierte Arbeitsschritte ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Einrichtung zum Herstellen von Dünnschicht-Solarzellen-Modulen der eingangs genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, beispielsweise die Längskontaktierung der auf einem Substrat angeordneten und elektrisch in Reihe zu verschaltenden Dünnschicht-Solarzellen in einer einzigen Station vorzunehmen, was nicht nur in platzsparender sondern auch in zeiteinsparender Weise erfolgen kann. Mit Hilfe dieses Kombinationsarbeitskopfes ist es möglich, auf die Dünnschicht-Solarzellen sowohl die Kleberraupe als auch darauf das metallische Band als auch zur positionsgenauen Fixierung des metallischen Bandes auf dieses Klebepads aufzubringen, worauf das so präparierte Substrat einer Station zur Aushärtung des Klebers zugeführt wird.
In vorteilhafter Weise sind die Merkmale gemäß Anspruch 2 vorgesehen, was zu einer weiteren Zeiteinsparung führt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung zum Abgeben und Auftragen eines Klebers ergeben sich aus den Merkmalen des Anspruchs 3 und/oder denen des Anspruchs 4 sowie gegebenenfalls denen des Anspruchs 5.
Mit den Merkmalen nach Anspruch 6 ist eine vorteilhafte Konstruktion der Vorrichtung zum Abgeben und Aufbringen eines metallischen Bandes erreicht. Dabei kann es zweckmäßig sein, die Merkmale nach Anspruch 7 und/oder diejenigen nach Anspruch 8 vorzusehen.
In vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung zum Spenden und Aufdrücken von Klebepads mit den Merkmalen nach Anspruch ausgestattet.
Zur zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgenden abschnittsweisen Fixierung des metallischen Bandes mittels Klebepads sind die Merkmale nach Anspruch 10 vorgesehen.
Eine weitere konstruktiv vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung zum Spenden und Aufdrücken von Klebepads ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 11.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Seitenansicht eine Einrichtung zur Herstellung der Längskontaktierung von auf einem Substrat angeordneten und elektrisch in Reihe zu verschaltenden Dünnschicht-Solarzellen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.
Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung 10 dient dazu, beim Herstellen von Dünnschicht-Solarzellen-Modulen die Längskontaktierung der auf einem Substrat 11 angeordneten und elektrisch in Reihe zu verschaltenden, nicht im einzelnen dargestellten Dünnschicht-Solarzellen vorzunehmen, und zwar in einer Station 12 mit einem einzigen Arbeitskopf 13, der als Kombinationsarbeitskopf mehrere einzelne Vorrichtungen 16, 18, 20 zur Durchführung verschiedener Verfahrensschritte in sich vereinigt. Beim Ausführungsbeispiel wird die Längskontaktierung auf der Oberfläche 14 der Rückseite des Substrats 11 vorgesehen.
Der Arbeitskopf 13 und das Substrat 11 sind relativ zueinander verfahrbar, und zwar in der Weise, dass entweder der Arbeitskopf in Richtung des Pfeiles A verfahrbar ist oder dass das Substrat 11 in Richtung des Pfeiles B, also in Gegenrichtung verfahrbar ist oder dass Substrat 11 und Arbeitskopf 13 gegeneinander gerichtet relativ zueinander verfahrbar sind.
Die Vorrichtung 16 dient zum Abgeben und Auftragen eines Klebers, der in einem Tank 21 vorhanden ist, der mit einem Dosierventil 22 bestückt ist, das mit einer Kapillaren 23 versehen ist, deren Mündung 24 unmittelbar über der Oberfläche 14 des Substrats 11 angeordnet ist. In Bewegungsrichtung A vorlaufend ist dem Dosierventil 22 unmittelbar benachbart ein beschichtetes Konturrad 26 angeordnet, das längs der Oberfläche 14 des Substrats 11 abrollend bewegbar ist.
In Bewegungsrichtung A nachlaufend ist die Vorrichtung 18 angeordnet, die zum Abgeben und Aufbringen eines metallischen Bandes 30 dient. Das metallische Band 30 ist in einem Speicher 31 angeordnet und wird von dort längs einer geneigten Führungsebene 32 einem Andrück- bzw. Verlegeschuh 33 der Vorrichtung 18 zugeführt. Der Verlegeschuh 33 besitzt einen Andrückfinger 34 an seinem vorderen freien Ende und diesem Andrückfinger 34 abgewandt ein Führungsblech 36 an der Unterseite des Verlegeschuhs 33. Zwischen Unterseite des Verlegeschubs 33 und dem Führungsblech 36 wird das metallische Band 30 von der geneigten Führungsebene 32 her zugeführt. Der Verlegeschuh 33 ist nach Art einer federbelasteten Wippe ausgeführt, die um eine Achse 37 schwenkbar ist. Der Verlegeschuh 33 mit der geneigten Führungsebene 32 ist an einem horizontalen Ausleger 38 gehalten. Zur Verstellung der Neigung des Verlegeschuhs 33 sind zwei gegeneinander bewegbare Führungsplatten 39 und 40 vorgesehen, von denen die eine am Ausleger 38 und die andere am Verlegeschuh 33 befestigt ist.
In Zuführrichtung D des Bandes 30 vor den Führungsplatten 39, 40 ist ein Schneidelement 41 bspw. in Form eines Messers zum Abtrennen des metallischen Bandes 30 vorgesehen.
In Bewegungsrichtung A der Vorrichtung 18 unmittelbar nachlaufend benachbart ist die Vorrichtung 20 angeordnet, die zum Spenden und Aufdrücken eines Klebepads 46 quer über das metallische Band 30 und auf die Oberfläche 14 des Substrats 11 dient. Die Vorrichtung 20 besitzt einen Stößel 45, der in vertikaler Richtung gemäß Doppelpfeil C senkrecht zum Substrat auf und ab bewegbar ist und dessen oberes Ende der Aufnahme von Klebepads 46 und dessen unteres Ende über einen Schieber 47 dem Abgeben jeweils eines Klebepads 46' dient. Die Zuführung der Klebepads 46 erfolgt von einer Vorratsrolle 48 für ein Klebeband, das vor dem Durchlaufen eines Umlenkelements 49 für das Trägermaterial mittels eines Schneidelements 51 bspw. in Form eines Messers in einzelne Klebepads 46 geschnitten wird.
Zunächst wird mittels der Vorrichtung 16 aus der Kapillaren 23 eine Kleberraupe 27 bestimmter Länge auf die Oberfläche 14 des Substrats 11 gebracht, welchem Vorgang zeitlich überlappend das Auftragen des metallischen Bandes 30 auf die Kleberraupe 27 mittels der Vorrichtung 18 folgt. Ebenfalls zeitlich überlappend wird die Vorrichtung 20 zum Aufbringen eines Klebepads 46' quer über das metallische Band 30 und auf die Oberfläche 14 des Substrats 11 in Betrieb gesetzt, wobei der Auftragstößel 45 in getakteter Weise in bestimmten Abständen Klebepads 46' über das metallische Band 30 bringt. Hierzu wird der Stößel 45 zum Substrat 11 hin gemäß Pfeil C1 bewegt, wobei der betreffende Bereich des metallischen Bandes 30 auf die Oberfläche 14 des Substrats 11 bzw. die Kleberraupe 27 gedrückt und damit fixiert wird.
Nach auf diese Weise erfolgter Längskontaktierung des Moduls in zwei Reihen, was entweder gleichzeitig durch parallele Vorrichtungen oder nacheinander durch seitliches Verschieben des Arbeitskopfes 13 und/oder des Substrats 11 erfolgen kann, wird das so bearbeitete Substrat 11 in eine nachfolgende Station zum Aushärten des Klebers gebracht.

Claims

Einrichtung (10) zum Herstellen von Dünnschicht-Solarzellen-Modulen, insbesondere zur Herstellung der Längskontaktierung der auf einem Substrat (11) angeordneten und elektrisch in Reihe zu verschaltenden Dünnschicht-Solarzellen, mit einem Arbeitskopf (13), wobei Substrat (11) und/oder Arbeitskopf (13) verfahrbar sind bzw. ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskopf (13) sowohl mit einer Vorrichtung (16) zum Abgeben und Auftragen eines Klebers als auch mit einer Vorrichtung (18) zum Abgeben und Aufbringen eines metallischen Bandes (30) sowie mit einer Vorrichtung (20) zum Spenden und Aufdrücken von Klebepads (46) versehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Vorrichtungen (16, 18, 20) in Bewegungsrichtung des Arbeitskopfes (13) und/oder des Substrats (11) aufeinanderfolgend und einander überlappend zur Wirkung kommen bzw. kommt.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (16) zum Abgeben und Aufbringen eines Klebers mit einem Dosierventil (22) versehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierventil (22) mit einer Kapillaren (23) versehen ist, deren Mündung (24) in geringem Abstand zur Oberfläche, vorzugsweise der der Rückseite endet.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass über die Kapillare (23) eine Kleberraupe auf die Substrat-Oberfläche (14) aufgetragen ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (18) zum Abgeben und Aufbringen eines metallischen Bandes (30) einen Verlegeschuh (33) aufweist, der zur Substrat-Oberfläche (14) hin bewegbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlegeschuh (33) einen Andrückfinger (34) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlegeschuh (33) wippenartig federbelastet bewegbar ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) zum Spenden und Aufdrücken von Klebepads (46) einen Stößel (45) zum Aufdrücken der Klebepads (46) quer über das metallische Band (30) und auf die Oberfläche des Substrats (11) aufweist.
Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) zum Spenden und Aufdrücken von Klebepads (46) in unmittelbarer Nachbarschaft der Vorrichtung (18) zum Abgeben und Aufbringen eines metallischen Bandes (30) in Verlegerichtung A nachfolgend angeordnet ist.
Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrichtung (20) zum Spenden und Aufdrücken von Klebepads (46) eine Klebeband-Spendeeinheit zugeordnet ist, die eine Umlenkeinheit (49) für das Trägermaterial des Klebebandes und ein Schneidelement (51) zum Herstellen der Klebepads (46) aufweist.