DE3238187A1

DE3238187A1 - Verfahren zum herstellen von solargeneratoren

Info

Publication number: DE3238187A1
Application number: DE19823238187
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 8155 Valley Buchs
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1984-04-19
Also published as: DE3238187C2

Description

Verfa'hren zum Herstellen von Solargeneratoren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Herstellung von terrestrischen Solargeneratoren ist es bekannt, Solarzellenmodule, die aus einer Mehrzahl von strahlungsempfindlichen Halbleiterelementen bestehen; rationell in fortlaufender Fertigung herzustellen. Die Solarzellenmodule werden dann zur Herstellung der Solargeneratoren manuell auf vorgefertigte starre oder flexible Substrate gek lebt. Da das Substrat eine harte Oberfläche aufweist, ist eine sorgfältige Klebevorbereitung und Kleberdosierung erforderlich. Diese Art der Fertigung, die sehr zeitaufwendig und deshalb teuer ist, entspricht nicht dem Bedürfnis nach einer großen Preisreduzierung der in steigendem Maße benötigten Anzahl von Solargeneratoren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Solargeneratoren unter Verwendung von rationell gefertigten Solarzellenmodulen rationell und preiswert herzustellen sind. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritten. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 enthalten.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Solargeneratoren in Fließfertigung, also äußerst preisgünstig herzustellen. Besondere Vorteile ergeben sich daraus, daß die Solarzellenmodule auf ein Substratband aus nicht ausgehärtetem, mit Kunstharz getränkten Fasergewebe gelegt werden und die Härtung des Substrates sowie die Verklebung der Zellenmodule einschließlich der Versiegelung der Lötpunkte in einem fortlaufenden Arbeitsgang vorgenommen wird. Dadurch entfallen unter anderem die bisher erforderlichen arbeits- und kontroll- intensiven manuellen Fertigungsschritte der Klebevorbehandlung und Kleberdosierung.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung: Figur 1 einen Verfahrensablauf für die Herstellung von Solargeneratoren und Figur 2 einen Querschnitt durch einen Härteofen.
Die Fließfertigung von Solargeneratoren entsprechend Figur 1 erfolgt über drei Bandfördereinrichtungen. Eine erste Bandfördereinrichtung 1 zieht mit ihrem Förderband 2 ein Substratband 3 aus mit Kunstharz getränktem Fasergewebe aus einem Kühllager 4 heraus. Das Fasergewebe des Substratbandes 3 kann entweder mit einem noch nicht ausgehärtetem duromeren Kunstharz, wie z.B. Epoxid- oder Polyesterharz, oder mit einem thermoplastischen Werkstoff, wie z.B. Polyvinylchlorid oder Polyaethylen, getränkt sein. Die Bandfördereinrichtung 1 hat zwei Umlaufrollen 5 und 6, von denen zumindest die Rolle 6 angetrieben ist und das Förderband 2 in Richtung der Pfeile 7 mitnimmt, und eine Anzahl von Stützrollen 8. Das Substratband 3 wird dabei über eine Rolle 9 in Richtung eines Pfeiles 10 abgezogen, und dabei auf dem Förderband 2 in nicht dargestellter Weise von unten erwärmt, was durch die Pfeile Q angedeutet ist. An einer ersten Arbeitsstation I legt ein Industrieroboter 12 mit einem Greifwerkzeug 12a aus einem Magazin 13 einen Verstärkungsrand 14 auf das Substratband 3 und bringt noch zusätzlichen nicht dargestellten Kleber an die Stelle neben dem Verstärkungsrand 14, an der die Lötstelle für ein Anschlußkabel des Solargenerators zu liegen kommt.
Diese Arbeitsgänge werden fortlaufend im Takt mit dem Durchlaufen des Förderbandes 2 ausgeführt.
Eine zweite Bandfördereinrichtung 15 mit einem Förderband 16, das;über~-Rullen 17 und 18 in Richtung eines Pfeiles 19 angetrieben wird, ist oberhalb der ersten Bandfördereinrichtung 1 angeordnet. An der zweiten Bandfördereinrichtung 15 ist eine zweite Arbeitsstation II vorgesehen, an der ein weiterer Industrieroboter 12 mit seinem Greifwerkzeug 12a aus einem Magazin 20 Solarzellenmodule 22 und Stromkabel 23 auf das Förderband 16 legt. Dabei werden die Solarzellenmodule 22 in parallelen Reihen angeordnet und mit ihren zugehörigen Stromkabeln 23 verlötet; außerdem werden alle Stromkabel 23 zu einem gemeinsamen Anschlußkabel zusammengefaßt und verlötet.
Die dadurch entstandene Solarzellenmodulgruppe 24 wird am Ende des Förderbandes 16 durch Unterdruck gegen das Förderband gepreßt. Dazu ist das Förderband 16 doppelt aufgeführt und der Unterdruck wird in der Nähe der Rolle 18 zwischen den beiden Förderbandteilen 16a und 16b erzeugt. Die Solarzellenmodulgruppe 24 läuft somit um die Rolle 18 herum, die als Polygontrommel, z.B. mit achteckigem Mantel ausgeführt ist. Auf jede der Ecken kommt beim Umlauf über die Rolle 18 eine Reihe Solarzellenmodule zu liegen. Die gesamte Solarzellenmodulgruppe 24 wird somit auf die Unterseite der Rolle 18 innerhalb des Verstärkungsrandes 14 auf das Substratband 3 aufgerollt und bleibt dort auf dem angewärmten Kunstharz haften.
Kurz hinter der Rolle 18 verläßt das Substratband 3 die zwischen den beiden Förderbandteilen 16a und 16b erzeugte Unterdruckzone. Die Solarzellenmodulgruppe 24 wird dann durch Anpreßwalzen 25, die sich innerhalb der zweiten Bandfördereinrichtung 15 befinden und in Richtung von Pfeilen 26 drücken, auf dem Substratband 3 fixiert.
Auf seinem weiteren Umlauf gelangt das Substratband 3 mit der aufgebrachten Solarzellenmodulgruppe 24 in einen Härteofen 30, der schematisch in Figur 2 im Querschnitt dargestellt ist. In der oberhalb des Förderbandes 2 befindlichen Raum 31 des Härteofens 30 wird das Kunstharz des Substratbandes 3 einschließlich des zusätzlichen aufgebrachten Klebers ausgehärtet, womit die Solarzellenmodulgruppen 24 mit dem Substratband 3 fest verbunden und die Lötstellen der Stromkabel 23 sowie der gemeinsamen Anschlußkabel versiegelt werden. Den erforderlichen Anpreßdruck bei der Verklebung und Versiegelung erzeugen umlaufende Platten 32, die z.B. entsprechend der Figur 2 an einer umlaufenden durch Kettenräder 33 angetriebenen Kette 34 mit Federn 35 angehängt sind. Im unteren Teil dieser waagerechten Kettenfördereinrichtung senken sich die im oberen Teil des Umlaufs z.B. induktiv aufgeheizten Platten 32 auf die Solarzellenmodulgruppen 24 herab und erzeugen dabei die erforderliche Wärme zum Aushärten des Kunstharzes und des Klebers. Die Einrichtung zum Umlaufen und Absetzen der Platten 32 auf die Solarzellenmodulgruppen 24 kann auch auf andere Weise erfolgen.
So ist es ebenso gut möglich, die Platten 32 auf einem Kurvenschienensystem, welches sich über dem Förderband 2 und seitlich von diesem erstreckt, auf- und abzusenken.
Nach dem Austritt aus dem Härteofen 30 schiebt das Förderband 2 das jetzt ausgehärtete Substratband 3 mit den mit ihm verbundenen Solarzellenmodulgruppen 24 über die Endrolle 6 hinweg auf eine dritte Bandfördereinrichtung 40 mit einem Förderband 41. Seitlich davon ist eine Arbeitsstation III eingerichtet, an der ein weiterer Industrieroboter 12 mit seinem Greifwerkzeug 12a eine Schneideinrichtung 42 betätigt, welche das Substratband 3 zw#ischen den Verstärkungsrändern 14 durchschneidet.
Die dabei entstehenden selbständigen Bauteile sind die fertigen Solargeneratoren 43. Die Schneideinrichtung 42 besteht vorzugsweise aus einer Hochdruck-Wasserstrahleinrichtung oder aus einem Laserstrahlschneidegerät. Das Förderband 41 bringt nun den Solargenerator 43 nach dem Passieren einer nicht dargestellten Luftschleuse zur Kontrolle unter eine Stablampe 44, welche den Solargenerator 43 anblitzt. Dabei wird durch ein angeschlossenes Meßgerät 45 die erzeugte Leistung gemessen.
Wenn die gewünschte Leistung vorhanden ist, rollen die einwandfreien Solargeneratoren 43 von dem Förderband 41 in einen Verpackungskarton 46. Beanstandete Solargeneratoren 43 werden durch einen Kontrolleur ausgeschieden und nachgearbeitet.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Solargeneratoren Patentansprüche Verfahren zum Herstellen von Solargeneratoren, die aus einer Anzahl von in Gruppenanordnung zusammengefaßten und zusammengeschalteten Solarzellenmodulen-bestehen und mit einem Verstärkungsrand eingefaßt sind, g e k e n n -z e i c h n e t durch die nachfolgenden Verfahrensschritte.

a) ein mit einem klebefähigem Stoff versehenes Substratband (3) wird auf eine erste Bandfördereinrichtung (1) aufgebracht und weiterbewegt; b) auf das Substratband (3) wird der Verstärkungsrand (14) aufgelegt; c) auf eine zweite Bandfördereinrichtung (15), die gegenläufig und ,oberhalb zur ersten Bandfördereinrichtung angeordnet ist, werden die Solarzellenmodule (22) in Gruppen schachbrettartig aufgelegt, ihre Stromkabel (23) zu einem gemeinsamen Anschlußkabel zusammengeführt und verlötet; d) die Solarzellenmodulgruppen (24) werden vor dem Ende der zweiten Bandfördereinrichtung (15) an das Förderband (16) gepreßt und über eine als Polygontrommel ausgeführte Antriebsrolle (18) geführt; e) die Polygontrommel (18) mit der Solarzellenmodulgruppe (24) wälzt die Solarzellenmodule (22) auf das auf der ersten Bandfördereinrichtung (1) aufgelaufene Substratband innerhalb des Verstärkungsrandes (14) ab; d) das Substratband mit der Solarzellenmodulgruppe (24) durchläuft einen Ofen (30), in dem eine Klebung hergestellt wird; e) nach dem Auslaufen des Substratbandes (3) mit den Solarzellenmodulgruppen aus dem Härteofen (30) wird das Substratband zwischen dem Ablaufen von der Endrolle (6) der ersten Bandfördereinrichtung (1) und dem Auflaufen auf eine dritte Bandfördereinrichtung (40) zwischen den einzelnen Verstärkungsrändern (14) durchgeschnitten und die dadurch entstandenen Solargeneratoren (43) werden mit der dritten Bandfördereinrichtung einer Kontrollstation (44, 45) zugeführt; d) Kontrolle der Solargeneratoren (43) durch Anblitzen mit einer Stablampe (44), Messen der erzeugten Leistung und Fertigmachen zum Versand.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Substratband (3) vorzugsweise aus nicht ausgehärtetem, mit Kunstharz getränktem Fasergewebe aus einem gekühlten Lager (4) herausgezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß zusammen mit dem Auflegen des Verstärkungsrandes (14) zusätzlicher ungehärteter Kleber zur späteren Versiegelung der Lötstellen im Härteofen (30) auf das Substratband (3) aufgebracht wird.
4. erfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Förderband (2) der ersten Bandfördereinrichtung (1) angewärmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Solarzellenmodule (22) durch Vakuum auf das Förderband (16) der zweiten Bandfördereinrichtung (15) angepreßt werden, wobei das Vakuum vorzugsweise vor dem Ende des Förderbandes zwischen dem doppelt ausgeführten Förderband (16a, 16b) wirkt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß im Härteofen (30) die Solarzellenmodulgruppen (24) durch umlaufende, erwärmte Platten (32) auf das Substratband (3) gedrückt werden, wobei die Klebung hergestellt und die Lötstellen versiegelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Abschneiden der fertigen Solargeneratoren (43) beispielsweise mit einem Hochdruckwa sserstrahl oder einem Laserstrahl vorgenommen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Kontrolle der fertigen Solargeneratoren (43) in einem staubfreien Raum durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Auflegen des Verstärkungsbandes (14) einschließlich des zusätzlichen Klebers, das Auflegen der Solarzellenmodule (22) einschließlich der Verlötung der Stromleitungen (23) und das Abschneiden der fertigen Solargeneratoren (43) jeweils von einem Industrieroboter (12) ausgeführt wird.