ES2887326T3

ES2887326T3 - Método de ensamblaje y estación bivalente combinada para paneles fotovoltaicos

Info

Publication number: ES2887326T3
Application number: ES19020562T
Authority: ES
Inventors: Davide Spotti
Original assignee: Vismunda SRL
Current assignee: Vismunda SRL
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2021-12-22
Anticipated expiration: 2039-10-09
Also published as: EP3637480A1; EP3637480B1; US11152530B2; CA3058432C; IT201800009389A1; US20200119221A1; CA3058432A1; CN111129191A; CN111129191B

Abstract

Método de ensamblaje automático (10) para la fabricación de paneles fotovoltaicos con células de silicio cristalino de tipo tradicional con contacto de arriba hacia abajo, es decir, con los contactos eléctricos positivos y negativos colocados en caras opuestas de la misma célula, interconectados con una superposición parcial (404), es decir, escalonados, que son enteros o están subdivididos en porciones (403) idénticas entre sí denominadas porciones de célula equivalentes (403a, 403b, 403c, 403d), en que dicho método de ensamblaje (10) incluye una primera fase de posicionamiento (101, S1) de una lámina posterior (401) con una capa encapsulante sobre una bandeja porta-paneles (300) que cruza horizontalmente las estaciones de trabajo (S1 - S6) de una planta automática (30, 400), y que incluye una macro-fase siguiente de impresión de adhesivo conductor ECA en los contactos eléctricos de dichas células o porciones (403) que comprende también la carga y fijación previa sobre la capa encapsulante de la lámina posterior (401), que incluye a continuación una fase de superposición (104, S4) de una capa superior de encapsulación, seguidamente una fase de colocación (105, S5) del vidrio frontal, y finalmente una fase de volcado (106, S6) del panel para enviarlo al horno de laminación; en que dicho método de ensamblaje (10) se caracteriza porque en la macrofase (11) dichas porciones (403) están previamente dispuestas en hileras escalonadas (402) de acuerdo con una macrofase (11) de colocación en la que el ECA se imprime en los contactos orientados hacia arriba (205, 207) de dichas porciones (403) después de recogerlas de una caja (203, R1a - R1b), separarlas (217, 403a - 403d) y colocarlas en una cinta neumática (204), y donde a continuación en dicha macrofase (11) una parte impresa se coloca individualmente (403a, 403b, 403c, 403d) sobre otra en una superposición sobre dichos contactos (207, 404) de tal manera que progresivamente se pre-disponen en un ciclo continuo (20, 210, R2) hileras escalonadas (402), que están completas y listas para ser cargadas y prefijadas (R3) sobre dicha lámina posterior (401); en que dicha impresión de ECA en dichas porciones (403a - 403d), dicha disposición previa de dichas hileras escalonadas (402, 404) y dicha carga con fijación previa en dicha lámina posterior (401) se llevan a cabo simultáneamente por medio de dicha macrofase (11) en una única estación de trabajo automática y multifunción denominada estación combinada (S2) de laminado; en que dicha disposición previa de las hileras escalonadas (402) se realiza con un sistema integrado de medios (20, 210, R2) que comprende al menos un soporte móvil del tipo de lanzadera - bandeja (210) con una traslación bidireccional hacia adelante y hacia atrás (211) con vacío para sujeción, y un manipulador robotizado (R2) coordinado con éste (210, 211) en los movimientos que está provisto de una mano de agarre neumática (212, 214) con secciones independientes (216), con canales de vacío bloqueados (215a, 215b , 215c, 215d) para recoger dichas porciones de célula equivalentes recién impresas (403) por grupos y liberarlas de una en una (403a, 403b, 403c, 403d) colocándolas en una superposición parcial (207, 404) sobre dicha lanzadera - bandeja (210, 211) que se mueve de forma sincronizada como un trazador, de tal manera que forma progresivamente en ambos sentidos de traslación (211a, 211b) dicha hilera escalonada (402) lista para ser recogida en su totalidad, transportada, orientada, colocada y prefijada sobre dicha capa de encapsulación de la lámina posterior (401) con un manipulador (R3) del tipo puente cartesiano destinado a aplicar vacío neumático y calentamiento localizado en cada porción de célula equivalente (403a - 403d).

Description

DESCRIPCIÓN

Método de ensamblaje y estación bivalente combinada para paneles fotovoltaicos

Esta invención se refiere a un método de ensamblaje y a una estación de trabajo combinada y bivalente para paneles fotovoltaicos.

Campo de la Invención

La solución propuesta encuentra una aplicación particular en el sector industrial de la producción de paneles fotovoltaicos, con especial referencia a los paneles fotovoltaicos modernos con células de silicio cristalino montadas sobre una lámina posterior; se proporcionan funciones diversificadas, pero integradas entre sí de tal manera que operan en un ciclo continuo con alta productividad, precisión y versatilidad de uso. En particular, el método y la estación combinada que son objeto de la invención permiten realizar, de manera ventajosa, paneles fotovoltaicos con células o porciones de célula del tipo tradicional con contactos de arriba hacia abajo, es decir, con los contactos eléctricos negativos y positivos colocados en caras opuestas de la misma célula, donde dichas células o partes de célula están impresas e inmediatamente interconectadas por hileras de una manera llamada escalonada, es decir, con una superposición parcial en los contactos, listos para ser cargados en una lámina posterior sin secado intermedio del adhesivo conductor. Además, la invención permite, con el mismo aparato, realizar paneles con células enteras del tipo de contacto posterior, es decir solo con contacto posterior como en las tipologías MWT, EWT, IBC, u otros equivalentes, en que se cargan dichas células adyacentes entre sí sin superposición sobre una lámina posterior de tipo conductor.

En principio, con respecto a la técnica conocida, se propone una macrofase operativa, en donde las hileras se preforman en un ciclo continuo en una línea dedicada a este fin y se integran cerca de la impresión, recogiendo y colocando progresivamente, desde la parte superior, con extrema precisión y rapidez, cada célula o porción de célula, una vez impresa, y coordinando la acción de un soporte móvil con la acción de un medio particular de sujeción y liberación. De esta manera, es posible realizar cualquier configuración de hilera, lista para ser cargada en la lámina posterior en tránsito; sin embargo, las ventajas obtenidas al producir las hileras particulares denominadas escalonadas son evidentes para el experto, por lo que la siguiente descripción de la invención hace referencia al ensamblaje de paneles con esta arquitectura de hileras escalonadas, donde el aparato automático de preformación de las hileras en primer lugar imprime un adhesivo conductor directamente sobre cada célula, o partes de célula, y a continuación las predispone mediante hileras completas, formadas por células o partes de célula que se superponen parcialmente entre sí en correspondencia de los contactos eléctricos. En la descripción, dicho aparato multifunción se denomina por tanto convencionalmente aparato de escalonamiento; para los fines de la invención, se realiza de tal manera que se integre funcional y estructuralmente con el aparato automático que carga y pre-fija simultáneamente la hilera escalonada recién formada en una lámina posterior, en el mismo puesto convencionalmente llamado estación de trabajo de laminado combinado.

Además, cabe señalar que la invención propuesta permite preformar de manera ventajosa dichas hileras escalonadas, pero también manipular células de contacto posterior adyacentes, de tal manera que las cargue y pre-fije inmediatamente en una lámina posterior particular, produciendo diferentes tipos de paneles con la misma maquinaria. El método y la estación combinada que proporciona la invención, por tanto, siguen una lógica de uso bivalente que permite una extrema versatilidad y rapidez para adaptarse a las múltiples necesidades del mercado, sin inversiones adicionales para nuevas plantas y con una dimensión global mínima de los equipos.

Con esta invención se mejora particularmente la producción industrial de paneles fotovoltaicos con partes de célula superpuestas o escalonadas, resolviendo de esta manera los típicos problemas de ensamblaje que son ampliamente conocidos por los operadores del sector; a modo de ejemplo, es posible evitar el secado intermedio convencional del adhesivo conductor, o el curado en seco, también en hileras escalonadas, en general se reducen las operaciones de manipulación y se facilita la fase final de contacto entre hileras adyacentes, o interconexión. El método y el aparato que proporciona esta invención se integran en un moderno proceso de producción para plantas automáticas con estaciones de trabajo colocadas en secuencia, logrando una sensible reducción de tiempos y costos de producción. Además, la invención proporciona equipos que ofrecen una extrema versatilidad de uso y reducen las dimensiones generales, limitando así los gastos generales de inversión y también los tiempos para iniciar la producción de un nuevo producto.

En principio, la solución propuesta sigue una lógica de ensamblaje integrado del tipo denominado Célula a Módulo, donde todo el panel se compone a partir de una célula o una porción de célula. Más en detalle, se pretende ensamblar paneles con dichas células o porciones de célula del tipo tradicional, es decir, con contactos de arriba hacia abajo, particularmente superpuestos entre sí, es decir, dispuestos en hileras escalonadas, de tal manera que se obtenga, en producción, las mismas ventajas alcanzadas por los sistemas más evolucionados de ensamblaje automático para paneles con células de contacto posterior adyacentes, como en el estado de la técnica conocido, por ejemplo en EP2917942 (Baccini et al.), EP3090449 (Baccini et al.) O ITTV2017A084020 (Baccini et al.).

Hoy en día, de hecho, son ampliamente conocidas las ventajas industriales que ofrecen las células modernas del tipo de contacto posterior con de contacto posterior solamente, que se montan directamente sobre una lámina posterior del tipo conductor, en comparación con los sistemas tradicionales con las células de contacto de arriba hacia abajo que implican elementos de conexión eléctrica entre las caras opuestas de células adyacentes. Con mayor detalle constructivo, un panel moderno del tipo de contacto posterior está compuesto de la siguiente manera:

- una lámina trasera conductora que soporta las células en la parte trasera y que también las conecta eléctricamente;

- células fotovoltaicas con contactos de polaridad eléctrica positiva y negativa colocados en la parte posterior, es decir, en la parte posterior de la célula;

- un material conductor interpuesto entre dicha lámina trasera conductora y las caras traseras de las células, en correspondencia con los contactos de las mismas células que tienen diferente polaridad eléctrica, siendo por ejemplo del tipo denominado Adhesivo Conductor Electrónico o con las siglas ECA, o del tipo de pasta de soldadura u otros materiales equivalentes; en que dicho material, generalmente se aplica con un dispensador gota a gota, para serigrafía o con un sistema del tipo de chorro de tinta o con otras soluciones equivalentes de colocación;

- dos capas de material encapsulante, generalmente llamado acetato de etilo y vinilo con el acrónimo EVA, destinado a contener y proteger las partes frontal y posterior de las células y algunos componentes del panel; - un material aislante o dieléctrico superpuesto sobre la lámina trasera conductora, con aberturas en las zonas en contacto con las polaridades traseras de dichas células;

- un vidrio plano, una estructura y una caja de conexión.

También se conoce una solución ventajosa de lámina trasera conductora multicapa para células de contacto posterior, convencionalmente denominada BCBS con un acrónimo en inglés, que ya incluye dicha capa trasera encapsulante perforada y dicha capa dieléctrica; véanse, por ejemplo, las soluciones descritas en los documentos EP2917942 (Baccini et al.) o EP3090449 (Baccini et al.) para ensamblar automáticamente paneles fotovoltaicos con dichas células de contacto posterior.

Además, se ha encontrado que los mencionados paneles con arquitectura de contacto posterior, si bien permiten un alto grado de automatización durante el ensamblaje y una alta productividad, están poco extendidos debido al mayor costo de las células en comparación con las soluciones tradicionales, y a los altos costos de inversión en líneas de producción automáticas, las cuales son muy eficientes pero poco versátiles. Dichas plantas, de hecho, son específicas para una tipología de producto o dedicadas a una forma de realización particular denominada de contacto posterior, de acuerdo con un proyecto específico, con altos volúmenes de producción y alta repetibilidad, y por lo tanto no permiten producir paneles con arquitecturas diferentes. Sustancialmente, una planta automática moderna de ensamblaje de células de contacto posterior no permite ensamblar células tradicionales, ya que el producto está estructurado de manera diferente y no es fácil de manejar con medios mecánicos. Debe considerarse, en particular, la interconexión eléctrica de células adyacentes: en un caso, se realiza mediante un simple posicionamiento sobre dicha lámina trasera conductora, mientras que en el otro caso se realiza aplicando cintas conductoras entre las células, es decir de arriba a abajo.

Hoy en día, en el sector de la industria fotovoltaica, todavía existe una alta demanda de paneles con células del tipo tradicional, con contacto de arriba hacia abajo, ya que están más extendidos y por lo tanto tienen un menor costo. El uso de células de contacto de arriba hacia abajo implica mayores costos de ensamblaje, pero menores inversiones en equipos, ya que generalmente están ligeramente automatizados. En particular, entre los problemas habituales de dichas células tradicionales, recordamos la complejidad del proceso y la poca fiabilidad a la hora de realizar las conexiones de arriba hacia abajo de los polos opuestos entre células adyacentes, también llamado cableado, con una calidad no constante del producto terminado y con altos costos de producción y frecuentes reprocesos en el caso de grandes volúmenes. Como resultado, se necesitan nuevos métodos y plantas de ensamblaje de paneles fotovoltaicos con células tradicionales, que permitan su producción de forma rápida y económica, en ciclo continuo, con un alto grado de repetibilidad y de automatización industrial, al igual que lo que ya ocurre en la producción de los paneles anteriormente mencionados con células de contacto posterior.

Además, también se ha encontrado que los sistemas conocidos para fabricar paneles con células de contacto de arriba hacia abajo son técnicamente diferentes de los que son adecuados para producir paneles con solo células de contacto posterior, limitando de esta manera la competitividad de las empresas que operan en este sector. Básicamente, se ha encontrado que los métodos y equipos para producir paneles modernos de contacto posterior no permiten hacer paneles con células tradicionales, y viceversa, mientras que, hoy en día, es deseable tener una mayor versatilidad con el propósito de adaptarse rápida y económicamente a las demandas del mercado.

Recientemente, también hemos sido testigos de la difusión de una innovadora y ventajosa solución técnica de interconexión para dichas células de tipo tradicional o porciones de dichas células, donde el contacto de arriba hacia abajo entre dos células adyacentes se produce directamente, sin el uso de cintas conductoras, por medio de una superposición parcial en los polos opuestos, como tejas; dicha solución, de hecho, comúnmente se llama escalonada. Los paneles con células escalonadas, de hecho, a menudo se requieren debido a su lógica de conexión mejorada en comparación con las soluciones convencionales, y sobre todo debido al aumento de la potencia específica del panel por unidad de superficie y, por lo tanto, de la energía producida por metro cuadrado de ocupación; sustancialmente, la eficiencia y la productividad total se mejoran considerablemente, el sombreado frontal de la célula se reduce y las pérdidas llamadas pérdida de Célula a Módulo (Cell-to-Module en idioma inglés) también son limitadas, mejorando también el aspecto estético del producto acabado.

Se ha encontrado que dicha interconexión de elementos adyacentes por superposición parcial, ofrece mayores ventajas en el contacto directo entre células dentro de un mismo panel, con el fin de formar hileras completas de altura completa, adyacentes entre sí, que a continuación se interconectan eléctricamente aplicando en la parte anterior elementos conductores de acuerdo con una operación de conexión convencional.

En particular, para conectar eléctricamente los polos opuestos, en la zona de superposición entre células, generalmente se utiliza un adhesivo conductor, o ECA con un acrónimo en inglés, de tal manera que se evite soldar las cintas conductoras, o lazos, en la superficie de cada célula. Esta eliminación es ventajosa ya que simultáneamente permite resolver algunos problemas de producción haciendo que el método de ensamblaje de paneles sea menos rígido y más versátil, y también mejorando su forma de realización. En particular, para el propósito de la invención, al eliminar las cintas conductoras que se utilizan para el contacto eléctrico de arriba hacia abajo entre células, es posible incrementar considerablemente el grado general de automatización durante el proceso de ensamblaje del panel, con una mayor repetibilidad y con menores fisuras o rechazos, reduciendo así considerablemente los costes de producción.

En la actualidad, el mercado ofrece unos paneles fotovoltaicos de alta eficiencia basados en dicha interconexión con una superposición parcial de porciones o láminas de células; sólo a modo de ejemplo, se pueden consultar los módulos generalizados denominados comercialmente P-series ™ de la empresa estadounidense SunPower Corporation -https://us.sunpower.com, o los denominados Eclipse ™ de la empresa china Jiangsu Seraphim Solar System Co. Ltd - www.seraphim-energy.com.

En general, por lo tanto, se conocen varias ventajas para dicha solución con células escalonadas; entre ellos, un mejor aprovechamiento de la superficie expuesta del panel fotovoltaico, con un área activa más extendida bajo la misma dimensión global del panel. Desde un punto de vista productivo, para este fin, la técnica más evolucionada prevé montar células que han sido convenientemente pre-cortadas en láminas llamadas porciones, como bandas rectangulares que tienen un lado con una longitud menor con respecto al costado, que generalmente corresponde al lado de una célula cuadrada tradicional de 6 pulgadas. Más en detalle, a partir de una sola célula, obtenemos de 2 a 6 porciones idénticas, preferentemente 4 porciones o 5 o 6, que a continuación se superponen parcialmente en el costado durante la fase de ensamblaje del panel, también llamado colocación, realizando una interconexión eléctrica en cascada de una hilera completa. De esta forma, en comparación con la técnica tradicional, aumenta el número de generadores de bajo tamaño y por lo tanto aumentan las interconexiones, pero también se reducen considerablemente las corrientes transportadas de tal manera que se limitan de forma ventajosa las pérdidas anteriormente mencionadas denominadas Pérdida de Célula a Módulo.

En consecuencia, con el aumento de las interconexiones, es necesario proporcionar un sistema mejorado para colocar adhesivo conductor en los contactos de cada porción de célula tradicional, que sea más rápido, más preciso y económico en comparación con la distribución convencional gota a gota. También es importante simplificar todo el proceso de ensamblaje que hoy en día comprende una fase intermedia de secado que limita mucho el flujo operativo, limitando excesivamente el tiempo de producción, la disposición de la planta y los costos industriales. Además, existe la necesidad de un sistema mejorado para cargar dichas células o porciones de célula en una lámina posterior, con una mayor rapidez, implementación y seguridad en comparación con las soluciones convencionales y conocidas con una superposición parcial. El método y el equipo propuesto por esta invención permiten obtener estas y otras ventajas, que se detallan en la siguiente descripción.

Estado de la Técnica

Para determinar el estado de la técnica relacionado con la solución propuesta, se ha realizado una verificación convencional en la literatura de patentes mediante la búsqueda de archivos públicos, que ha llevado a la identificación de algunos elementos del estado de la técnica, entre ellos:

D1: US20030121228 (Stoehr et al.)

D2: WO2017190800 (Gislon et al.)

D3: US20160163914 (González et al.)

D4: EP2139050 (Bakker et al.)

D5: WO2011071373 (Bakker et al.)

D6: EP2917942 (Baccini et al.)

D7: EP3090449 (Baccini et al.)

D8: ITTV2017A084020 (Baccini et al.)

El documento D1 describe una solución típica con interconexión directa de células tradicionales con una superposición parcial como tejas, o escalonadas, con adhesivo conductor en los contactos opuestos de cada célula, sin elementos conductores convencionales para la interconexión trasera-frontal que actúen como rieles donde la corriente eléctrica es canalizada.

El documento D2 propone un sistema para producir automáticamente al menos dos hileras con células tradicionales superpuestas, donde primero las células se cortan en láminas por medio de láser, a continuación se coloca adhesivo conductor en cada célula en todos los contactos, luego se recoge la célula separando las láminas para trasladarlas lateralmente y colocarlas por separado sobre el mismo número de cintas transportadoras que se colocan en paralelo, sobre las que se irán superponiendo progresivamente las diferentes láminas de cada célula; las hileras así formadas se someten entonces a una fase separada de calentamiento por rayos infrarrojos, adecuada para endurecer el adhesivo, consolidando tanto mecánica como eléctricamente la estructura de la hilera de manera que la recoja y a continuación la utilice para hacer un panel fotovoltaico.

El documento D3 describe un sistema de producción para hileras, en el que las células se colocan inicialmente en una cinta transportadora, para pasar a través de una estación modular con láser, en donde se graban a una profundidad predefinida, y una estación en la que se suministra una cantidad predefinida de pasta conductora; por lo tanto, en una estación, las células se dividen en láminas más pequeñas para a continuación superponerse como tejas, por hileras, con un módulo específico destinado a la transferencia y superposición de las células, como por ejemplo un manipulador neumático con cabezal móvil, que recoge dichas láminas de célula juntas y durante el traslado las coloca cerca unas de otras a diferentes alturas, superponiéndolas parcialmente sobre los contactos, para colocarlas en grupos y ya superpuestos. Posteriormente, la pasta se endurece en una estación de tal manera que sea posible trasladar la hilera así formada sobre una lámina posterior.

El documento D4, en cambio, propone un proceso de ensamblaje para paneles con células de contacto posterior a partir de una lámina trasera conductora, sobre la cual primero se coloca un material conductor y a continuación se superpone una capa encapsulante perforada, haciendo coincidir los orificios con dicho material conductor; seguidamente, se colocan las células, la capa de encapsulación superior y el vidrio y a continuación se transportan al volcado final.

El documento D5 describe un proceso similar al documento D4, pero con una estabilidad mejorada para permitir operaciones de manipulación y vuelco sin deslizamientos relativos entre los componentes; en particular, se propone una fase de ablandamiento, por fusión parcial de las capas termoplásticas colocadas en la parte superior e inferior de las células, realizando sustancialmente un pre-laminado de las capas ensambladas.

El documento D6 propone un proceso totalmente automático para el ensamblaje de paneles con células de contacto posterior a partir de una lámina trasera conductora particular con una capa encapsulante y dieléctrica integrada, convencionalmente denominada BCBS, y fabricada por separado, que permite realizar una innovadora y ventajosa estructura de panel fotovoltaico, con una mayor calidad de producción y unos costos industriales menores. Dicha BCBS está constituida por una doble capa encapsulante con una capa dieléctrica interpuesta, la cual está perforada y unida a la lámina conductora de la lámina posterior de soporte; sobre dicha BCBS colocada horizontalmente en una bandeja con la capa conductora hacia arriba y con las áreas de contacto de las células ya enmascaradas, es posible colocar directa y automáticamente un material conductor como por ejemplo ECA, con una distribución del tipo llamado gota a gota o con dispensación por chorro; a continuación se colocan las células, la capa de encapsulación superior y el vidrio y seguidamente se voltea el panel y se somete al laminado final. Antes del vuelco, la invención también proporciona la utilización de una fuente de calentamiento selectiva que permite que las capas encapsulantes se peguen entre sí en áreas específicas para permitir el vuelco sin desplazamientos ni desprendimientos relativos de los componentes.

El documento D7 propone una variante mejorada del proceso anterior, donde la carga de las células se realiza en combinación con su prefijación, en la misma estación combinada, que se coloca secuencialmente antes de la estación donde se superpone la capa superior de encapsulación y después de la estación donde el adhesivo conductor se coloca en los orificios de contacto. En dicha estación combinada, un primer dispositivo del tipo de manejo automático recoge dichas células, las alinea con los contactos posteriores en dichos orificios de contacto y las coloca verticalmente desde la parte superior, manipulándolas en un portal cartesiano, y simultáneamente un segundo dispositivo del tipo prensador-calentador realiza dicha fijación previa de las células manteniéndolas en su posición final y aplicando calentamiento localizado en al menos una porción de cada célula, de tal manera que active la función adhesiva de la capa de encapsulación termoplástica subyacente en áreas específicas y predefinidas.

El documento D8 describe otra mejora de los documentos D6 y D7, que resuelve las dificultades inherentes a la colocación del material conductor dentro de los orificios de contacto de la capa de encapsulación trasera, y también resuelve las dificultades de ejecución encontradas en las soluciones convencionales para impresión en células, reduciendo así los rechazos y simplificando considerablemente la producción. En particular, se prevé montar el panel empezando por la parte posterior, imprimiendo el ECA en las células colocadas con su parte anterior hacia abajo y por lo tanto con los contactos hacia arriba, controlando automáticamente esta colocación con un sistema de visión especial desde la parte superior y volteándolos inmediatamente, de tal manera que los pueda recoger y cargar en una lámina posterior desde la parte superior, es decir, con los contactos hacia abajo; dichas operaciones se realizan con un aparato automatizado de agarre y control que gira y traslada en un portal cartesiano de tal forma que facilita el centrado de los puntos de contacto de la célula y permite, mediante el mismo u otro portal cartesiano, la fijación previa inmediata de las células con el fin de evitar cualquier traslación o rotación después de dicha colocación. A modo de ejemplo, se puede consultar la tabla del estado de la técnica conocido (Fig. 1).

En conclusión, es razonable considerar como conocidos:

- una lámina posterior trasera del tipo de una o varias capas, para células tradicionales;

- una lámina posterior conductora de tipo multicapa, para células de contacto posterior, con capa dieléctrica y posible capa encapsulante;

- la colocación de pasta adhesiva o conductora en los puntos de contacto de la lámina posterior o de las células, mediante distribución gota a gota o serigrafía;

- un sistema de ensamblaje de paneles con células de contacto de arriba hacia abajo conectadas con superposición parcial, es decir, escalonadasa, con adhesivo conductor interpuesto en los contactos, en el que se prevén dos macrofases consecutivas y diferentes: una para hacer las hileras completas, es decir de Célula a Hilera, y una para cargarlas en la lámina posterior, es decir de Hilera a Módulo, en que se requiere una fase intermedia de secado del adhesivo conductor, o curado en seco;

- un sistema de ensamblaje automático de paneles con células de contacto posterior, partiendo de dicha lámina trasera conductora con capas dieléctricas y encapsulantes, y colocando adhesivo conductor en los orificios de contacto de la capa encapsulante y dieléctrica, sobre los que a continuación se cargan dichas células; - un sistema de ensamblaje automático de paneles con células de contacto posterior, con lógica integrada de Célula a Módulo, con una ventajosa y combinada fase de impresión, carga y fijación previa simultánea de dichas células en dicha lámina trasera multicapa, que se realiza en una estación de trabajo combinada de tipo compacto, en que se imprime el ECA en las células colocadas con los contactos hacia arriba, con un control desde la parte superior mediante un sistema de visión, y volcándolos inmediatamente para cargarlos desde la parte superior, es decir, con los contactos hacia abajo, mediante un aparato automatizado de recogida y control que gira y se traslada en un portal cartesiano, en el que las células también están prefijadas a la capa de encapsulación para transportarlas al aparato de laminación.

Inconvenientes

En conclusión, hemos observado que las soluciones descritas conocidas tienen inconvenientes o en todo caso algunas limitaciones.

En general, hemos encontrado que los procesos conocidos y convencionales para ensamblar paneles fotovoltaicos con células de contacto de arriba hacia abajo todavía tienen un grado de automatización algo limitado, con algunas operaciones manuales y controles visuales. Se conoce, por ejemplo, el problema de colocar cantidades mínimas y controladas de ECA en posiciones específicas sobre la superficie de la célula, lo que requiere un alto nivel de precisión y exactitud; para los fines de la invención, dada la necesidad de realizar dicha operación con altos volúmenes productivos y absoluta precisión, en dicho caso de paneles con células escalonadas, se requiere un mayor grado de automatización y control automático en comparación con las soluciones convencionales para contacto de arriba hacia abajo.

Además, se ha encontrado que todas las soluciones conocidas para producir paneles con células interconectadas en forma escalonada, como por ejemplo en los documentos D1, D2 o D3, proporcionan dichas dos macrofases separadas: más en detalle, en la primera macrofase, Se realizan las hileras individuales de células o porciones de célula, para pasar luego a una segunda macrofase de ensamblaje donde dichas hileras se montan en la lámina posterior y se interconectan, soldando en la parte anterior y en la parte posterior a los elementos conductores aplicados que se denominan cinta cruzada y cinta de conexión, de tal manera que componga el panel fotovoltaico en su configuración final. En particular, antes de pasar a dicha segunda macrofase, para poder manipular dichas hileras, se proporciona inevitablemente una fase intermedia de endurecimiento, es decir, el secado del adhesivo conductor, por lo que se requiere un período de permanencia o al menos el tránsito de las hileras simples en un horno, un túnel o una estación de endurecimiento. Dicho método implica múltiples problemas, tal como se expone a continuación.

En primer lugar, en dichos métodos se ha encontrado el problema de tener que manipular las hileras tan pronto como se fabrican, con un alto grado de dificultad en la ejecución y un alto porcentaje de rechazo; de hecho, se sabe que el manejo de una hilera de células adyacentes o porciones parcialmente superpuestas como tejas, donde el adhesivo conductor ya está endurecido, por ejemplo en los documentos D1 - D5, aumenta considerablemente el riesgo de grietas y / o desconexión eléctrica entre las células o partes de las células.

En segundo lugar, se ha encontrado que una planta en la que las hileras de células se ensamblan por fases de funcionamiento separadas, o de alguna manera no simultáneamente y / o no integradas y / o no combinadas, como por ejemplo en los documentos D1 - D3 en el caso de hileras con las células tradicionales superpuestas, o en los documentos D4 - D5 en el caso de las células de contacto posterior, son generalmente largas y complejas de implementar correctamente, como por ejemplo en los documentos D1 - D5.

En tercer lugar, también se ha comprobado que las plantas anteriormente mencionadas, en las que el ensamblaje prevé fases de funcionamiento independientes, ocupan un mayor espacio en comparación con las modernas plantas compactas e integradas para la fabricación de paneles de contacto posterior con estaciones de trabajo combinadas, como en los documentos D7, D8. , D9.

En cuarto lugar, se ha encontrado la dificultad de introducir hornos para dicho secado intermedio en un proceso de ensamblaje automatizado.

En quinto lugar, en los métodos modernos para ensamblar paneles de células escalonadas, como por ejemplo en los documentos D2 - D3, se ha encontrado una rigidez excesiva en la composición del módulo. Más en detalle operativo, dichos procesos con dos macrofases con un secado intermedio, limitan excesivamente la segunda macrofase denominada de Hilera a Módulo, congelando sustancialmente la configuración final del panel; a modo de ejemplo, debe considerarse el número y la dimensión exacta de las hileras, el número de diodos, la dimensión total del producto acabado, donde la consiguiente automatización se destina forzosamente a una configuración única y particular de panel, resultante de las hileras de dicha primera subfase. Entre las soluciones conocidas, de hecho, no se dispone, aunque es muy deseable, un método y un aparato para el ensamblaje automático de paneles fotovoltaicos con células escalonadas en una sola macrofase, con una lógica integrada del tipo de Célula a Módulo, al igual que ya ocurre en los modernos paneles del tipo contacto posterior en las soluciones automatizadas como en los documentos D6, D7 o D8; en particular, es necesario evitar los problemas de endurecimiento antes mencionados del adhesivo ECA y de manipulación de las hileras individuales, permitiendo también un mayor grado de libertad en la composición del módulo.

Hemos observado experimentalmente las ventajas en producción que ofrece un moderno sistema automático de ensamblaje de paneles con células de contacto posterior, sobre una lámina posterior conductora multicapa de dicho tipo BCBS, como por ejemplo en los documentos D6, D7 o D8; por ejemplo, resulta ventajosa una estación de trabajo automática en el que las células se cargan y pre-fijan simultáneamente, como por ejemplo en el documento D7, o incluso es ventajosa la impresión de material conductor sobre la célula mediante una estación combinada como en el documento D8. Sin embargo, los métodos conocidos para las células de contacto posterior no permiten ensamblar paneles con células o porciones de célula del tipo tradicional, con contactos de arriba hacia abajo, conectados con una superposición parcial sobre dichos contactos para formar hileras escalonadas; en particular, en dichos sistemas integrados del tipo de Célula a Módulo, no se sabe cómo imprimir y superponer progresivamente porciones de célula de tal manera que se formen hileras completas y ya contactados eléctricamente en un ciclo continuo, que estén listos para ser manipulados y colocados sobre una lámina posterior no conductora, sin secado intermedio del adhesivo ECA, simultáneamente y en ciclo continuo. Por lo tanto, no se conoce, aunque es deseable, un equipo integrado y multifunción adecuado para formar las hileras escalonadas anteriormente mencionadas partiendo de porciones de célula, de tal manera que las recoja y las coloque inmediatamente en una lámina posterior en tránsito, sin curado en seco.

Dado lo anterior, en la actualidad no se dispone, y se requiere ampliamente en el sector fotovoltaico, una mayor versatilidad de uso de las plantas, con el fin de reducir los costes de inversión, el espacio requerido y el tiempo de ensamblaje. Particularmente, no están disponibles, y son deseables, métodos y equipos automáticos del tipo bivalente, es decir, que permita un doble uso, para ensamblar con alta productividad y repetibilidad tanto paneles con células como porciones de célula de tipo tradicional, conectados en forma escalonada con una superposición parcial en los contactos y paneles con células de contacto posterior adyacentes. Más en detalle, existe la necesidad de un método de ensamblaje automático innovador y de una estación de trabajo combinada adecuada para implementarlo, que sea de tamaño extremadamente compacto y versátil en el uso, adecuado para pre-disponer hileras escalonadas completas y ya contactadas en forma de ciclo continuo, comenzando desde las células de contacto de arriba hacia abajo, lo que posiblemente también permite ensamblar paneles con células de contacto posterior adyacentes en una lámina trasera conductora. En particular, se desconoce cómo realizar hileras escalonadas completas en ciclo continuo, que estén listas para ser cargadas inmediatamente en una lámina posterior con capa encapsulante, operando simultáneamente, en la misma estación de trabajo, con equipos automáticos operando de manera combinada, es decir, integrados entre sí. Además, no se sabe cómo manejar la hilera escalonada que se acaba de formar eliminando la fase intermedia convencional de endurecimiento del adhesivo conductor ECA, llamado curado en seco, para pasar rápidamente a la siguiente estación de trabajo donde, por ejemplo, se realizan los contactos entre hileras, llamado interconexión.

De ahí la necesidad de que las empresas del sector identifiquen soluciones que sean más efectivas en comparación con las soluciones existentes; el objetivo de esta invención es también evitar los inconvenientes descritos.

Breve descripción de la invención

Este y otros objetivos se consiguen con esta invención de acuerdo con las características expuestas en las reivindicaciones adjuntas, resolviendo así los problemas descritos por un método de ensamblaje (10) y una estación de trabajo combinada y bivalente (S2) para el ensamblaje automático de paneles fotovoltaicos, con impresión de ECA en porciones de célula y disposición progresiva con superposición parcial de los contactos, preformando en ciclo continuo las hileras escalonadas (402), que están listos para ser cargados en una lámina posterior, sin curar en seco. El método (10) proporciona una macrofase de colocación (11) realizada íntegramente en dicha estación (S2), con subfases simultáneas y coordinadas (11.1 11.9): recogida (11.1) de porciones con un primer manipulador (R1a - R1b) y control, carga orientada en una cinta de vacío (11.2), control de la posición en la cinta (11.3), impresión de ECA (11.4), control de impresión y posición (11.5), superposiciones progresivas (11.6) en una lanzadera - bandeja (210) con traslación bidireccional, coordinada con un segundo manipulador (R2) con vacío bloqueado, recogida de la hiera escalonada (11.7) con un tercer manipulador (R3), control de alineación de la hilera (11.8), carga y pre -fijación (11,9). Se integran sistemas de visión (V1, V2, V3) para la ejecución de dichas subfases.

Objetivos

De esta forma, gracias al considerable aporte creativo cuyo efecto ha permitido alcanzar un considerable progreso técnico, se consiguen algunos objetivos y ventajas que resuelven los principales problemas antes mencionados.

Un primer objetivo ha sido poner a disposición un método y un aparato que permitan pre-disponer, de forma totalmente automática y en ciclo continuo, hileras completas realizadas con células o porciones de célula impresas e inmediatamente superpuestas como tejas, que se denominan convencionalmente hileras escalonadas de esta invención, que ya están listas para ser cargadas y prefijadas en una lámina posterior provista de capa inferior de encapsulación, en el mismo puesto compacto e integrado, mejorando así considerablemente la producción industrial de paneles fotovoltaicos con células tradicionales. En particular, la solución propuesta permite evitar la fase separada de curado en seco, no siendo necesario el secado intermedio de dichas hileras escalonadas que están interconectadas en la superposición entre células y son manipuladas sin movimientos relativos sujetando de forma continua cada célula y / o porción de célula durante cada fase operativa de arriba hacia abajo, es decir durante la producción, pero también durante el transporte y hasta la carga y fijación previa. De esta forma, es posible producir un panel fotovoltaico a partir de células o porciones de células del tipo tradicional, con contactos de arriba hacia abajo, de acuerdo con la lógica de ensamblaje integrada denominada de Célula a Módulo que, en principio, deriva de las soluciones conocidas para células de contacto posterior únicamente, como por ejemplo en los documentos D6, D7 o D8, que sin embargo no proporcionan ni permiten la superposición sobre dichos contactos.

Un segundo objetivo ha sido el de realizar hieras escalonadas que, a su vez, se alternan en el sentido de superposición para permitir una producción continua y también para facilitar la conexión cabeza-cola entre hileras adyacentes, reduciendo así la longitud y / o la complejidad de los elementos conductores que se aplican en la siguiente fase de interconexión.

Un tercer objetivo ha sido el de realizar progresivamente dichas superposiciones entre células formadas, de una manera extremadamente rápida y económica, y con un grado de precisión muy alto; además, dicha superposición se realiza poco después de la impresión del ECA en cada célula, ocupando un área muy limitada cerca de la impresora.

Un cuarto objetivo ha sido el de producir paneles con células escalonadas que limiten el vuelco de las células recién impresas, es decir, dejando el adhesivo ECA hacia arriba; además, se minimizan las traslaciones y las posibilidades de errores y / o de desalineación entre células.

Un quinto objetivo ha sido el de reducir los costes industriales de ensamblaje de un panel fotovoltaico con células tradicionales.

Un sexto objetivo ha sido el de permitir, con el mismo método y la misma planta que proporciona la invención, un fácil ensamblaje incluso de un panel del tipo vidrio / vidrio.

Un objetivo más de la invención, fruto de dicho primer objetivo, ha sido el de poner a disposición un método y aparato de ensamblaje muy versátil, adaptable a diferentes configuraciones de panel fotovoltaico, que es especialmente adecuado para células tradicionales y superpuestas o escalonadas, pero también resulta adecuado para células de contacto posterior no superpuestas, obteniendo así un ahorro considerable en las inversiones y en los espacios ocupados, con también una mayor velocidad de suministro y un menor costo del producto acabado. En particular, la solución propuesta cambia y mejora dicha macrofase integrada de impresión, carga y prefijación como en el documento D8 en el estado de la técnica conocido, y el aparato automático que la realiza, de manera que permita de forma ventajosa el uso de dichas células tradicionales interconectadas con superposición parcial. Un objetivo de esta invención, por tanto, ha sido el de hacer el ensamblaje de paneles fotovoltaicos con dichas células escalonadas considerablemente más rápido, pero aún más sólido, repetible y seguro desde el punto de vista del proceso industrial, con un progreso y una utilidad considerables.

Estas y otras ventajas se desprenderán de la siguiente descripción detallada de algunas formas de realización preferentes, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, cuyos detalles de ejecución no pretenden ser limitativos, sino únicamente ilustrativos.

Contenido de los dibujos

La Figura 1 muestra esquemáticamente el método de ensamblaje de un panel fotovoltaico con arquitectura de contacto posterior de acuerdo con la técnica conocida, como por ejemplo en ITTV2017A084020 (Baccini et al.), Denominado como el documento D8 en la descripción del estado de la técnica antes mencionada, donde la colocación de dicho ECA se combina con la carga con la fijación previa de las células, la serigrafía del material conductor sobre los contactos de la célula mirando hacia arriba y la carga inmediata de las células impresas de acuerdo con una única macrofase de impresión, carga y pre fijación, que proporciona seis subfases operativas y coordinadas simultáneas: carga orientada, impresión, control, vuelco, posicionamiento y fijación previa de la célula sobre la capa encapsulante con calentamiento localizado.

La Figura 2 ilustra esquemáticamente el método de ensamblaje propuesto por la invención, relativo a un panel fotovoltaico con células o porciones de células equivalentes de tipo tradicional, interconectadas con una superposición parcial sobre los contactos, es decir escalonadas, de acuerdo con una única macrofase de impresión (11), predisposición de hileras escalonadas completas en una lanzadera - bandeja con traslación bidireccional, recogida con carga y prefijación de las hileras, de acuerdo con nueve subfases operativas principales (11.1 11.9) que son simultáneas y están coordinadas entre sí , con posible rechazo de células o hileras no conformes (11.c, 11. S).

La Figura 3 es una ilustración esquemática en forma de flujo de dicha macrofase (11), en la que un aparato automático particular (20) permite pre-disponer dichas hileras escalonadas alternas, que están listas para ser cargadas inmediatamente y pre-fijadas en la lámina posterior. (R3), en la misma estación de trabajo (S2).

Las Figuras 4a y 4b son vistas ortogonales de la planta automática objeto de la invención, respectivamente en sección longitudinal X -X (Figura 4a) y en planta (Figura 4b), donde la estación combinada (S2) en la que se ejecuta dicha macrofase (11) está contenida por un cuadro de trazos, como en las siguientes Fig. 5a y 5b.

Las Figuras 5a y 5b son vistas en planta de dicha estación combinada y bivalente (S2) objeto de esta invención, respectivamente una vista general (Figura 5a) y una vista detallada ampliada (Figura 5b), en el recuadro de la línea discontínua, que se refiere al aparato de escalonado automático (20) apto para imprimir porciones de células y pre-ordenarlas inmediatamente con una superposición parcial para formar hileras escalonadas, que están listas para ser cargadas y pre-ordenadas en una hoja trasera en tránsito en la misma estación combinada que opera en un ciclo continuo y de forma integrada. Se muestra una forma de realización básica con una sola trayectoria para cargar las células, o porciones de células equivalentes, y una única lanzadera - bandeja para formar la hilera.

La Figura 6 ilustra esquemáticamente una vista en planta de una caja contenedora de porciones de célula equivalentes, que en el ejemplo es una célula dividida en cuatro porciones idénticas a modo de láminas, que se apilan y separan de forma calibrada para el propósito de la impresión. La invención permite, con la misma lógica, procesar una célula completa o cualquier número de partes de célula equivalentes, que por ejemplo se divide en mitades, cuartas partes, sextas partes, octavas partes u otras subdivisiones requeridas para producir un panel específico.

La Figura 7 ilustra esquemáticamente una sección vertical de un elemento de extremo de manipulación particular del segundo robot (R2), de acuerdo con esta invención, que está provisto de vacío bloqueado con sectores independientes para la superposición parcial entre porciones de célula equivalentes;

Las Figuras 8a y 8b son vistas esquemáticas simplificadas relativas a la superposición progresiva de dichas porciones de célula equivalentes al formar una hilera escalonada, por medio de un manipulador (R2) equipado con una mano de agarre con vacío bloqueado con sectores independientes, que libera las porciones de célula equivalentes una por una, en una lanzadera - bandeja que se traslada, de forma bidireccional y coordinada a la misma, operando hacia adelante y hacia atrás, donde al retorno de la lanzadera - bandeja (Fig. 8b) la dirección de superposición es opuesta a la de avance (Fig. 8a), alternando la dirección de la cabeza, es decir, la primera célula colocada, para facilitar la producción y el contacto de interconexión entre las hileras cercanas.

Las Figuras 9a y 9b son vistas de dicha estación combinada y bivalente (S2) objeto de esta invención, respectivamente una vista en planta (Figura 9a) y una vista en alzado (Figura 9b) de acuerdo con la línea de sección Y - Y, en la forma de realización preferente con alta productividad, con doble recorrido de carga inicial y doble lanzadera - bandeja en la que se forman hileras escalonadas de un lado a otro; en este caso, el primer manipulador apto para cargar las porciones equivalentes de célula de los contenedores es del tipo portal cartesiano (R1b) y actúa transversalmente sobre ambas rutas de carga inicial que sirven a la correa neumática central. Los sistemas de visión se indican aquí en detalle en cada punto de detección (AOI1, TC1-TC7). El tercer manipulador (R3), con portal cartesiano, proporciona un dispositivo de agarre multifunción que realiza simultáneamente tanto la carga como la prefijación inmediata actuando sobre cada porción de la hilera, que se muestra convencionalmente como una línea discontinua en la posición inicial de recogida de la hilera, es decir, en el tope de fin de recorrido de la lanzadera - bandeja.

Descripción de al menos una forma de realización de la invención

Con referencia también a las figuras (Fig. 2 - 9b), se describe un método (10), que comprende una macrofase (11) para ensamblar de forma ventajosa paneles fotovoltaicos (400) con células solares de silicio cristalino del tipo tradicional con contacto de arriba hacia abajo, o porciones de células que son idénticas entre sí (403a - 403d), en las que dichas células o porciones están parcialmente superpuestas (404) como tejas para el contacto directo, es decir, en la forma denominada escalonada. En particular, se prevé imprimir ECA en dichas células o porciones (403) e inmediatamente pre-ordenarlas de manera progresivamente superpuesta formando hileras escalonadas (402) alternadas a su vez en la dirección del cabezal, con una lógica operativa particular. (11.1 11.6) y con un aparato de escalonado automático (20) particular (Fig. 5a - 5b, 9a - 9b), en que dichas hileras escalonadas (402) están pre dispuestas y listas para ser cargadas y prefijadas inmediatamente (R3) sobre una lámina posterior provista de una capa encapsulante (401) (11.7 11.9), que opera en la misma estación de trabajo (S2) en ciclo continuo y sin secado intermedio del adhesivo conductor.

Dicha pre-disposición de hileras escalonadas (11.1 11.6) y dicha carga con fijación previa (11.7 11.9) se producen simultáneamente en una estación de trabajo (S2), donde el aparato de escalonado automático (20, R1-R2, V1-V2) está integrado con el aparato de carga y prefijación (R3, V3) gracias a una innovadora máquina de bandejas formada por una lanzadera - bandeja neumática (210) con traslación bidireccional, coordinada con un manipulador particular (R2). Dicha estación (S2), se encuentra a su vez integrada en una planta de producción (30) formada secuencialmente por al menos seis estaciones de trabajo (S1 - S6), donde todo el panel fotovoltaico (400), listo para ser transportado a fin de laminación es ensamblado por estratificación progresiva, sobre una bandeja portadora de panel (300) en tránsito. Dicha estación automática (S2), es del tipo combinado en los medios y en las funciones, y es bivalente en el uso para ensamblar, en caso necesario, células sin superposición, tal como se describe en detalle a continuación.

La invención propuesta (10, 11, 20, 30, S2) prevé que el ensamblaje del panel fotovoltaico con células superpuestas, es decir, escalonadas, se realice simultáneamente, sin la formación separada convencional de las hileras con secado intermedio del ECA, pero integrando, en una única macrofase de ensamblaje (11) y en una única estación de trabajo automática (S2), toda la construcción del panel (400) en su estructura principal (401, 402, 403), dejando únicamente a las siguientes estaciones el contacto o interconexión entre hileras (S3) y las estratificaciones frontales (S4, S5). En principio, esta invención permite realizar simultáneamente el ensamblaje desde la porción de célula al panel, de acuerdo con una lógica de integración del tipo denominada de Célula a Módulo (Cell-to-Module en idioma inglés), la cual ya es conocida para paneles fotovoltaicos con células de contacto posterior, pero no es conocida para los paneles modernos donde las células de contacto de arriba hacia abajo tradicionales están conectadas de forma ventajosa en forma escalonada.

Además, se propone un método (10, 11) y un aparato automático (20, R3, S2) de uso versátil, es decir bivalente, de manera que se obtenga, también para dichos paneles con células escalonadas tradicionales, las ya conocidas ventajas alcanzadas por los métodos modernos y plantas de fabricación de tipo automático para paneles con células de contacto posterior, como en el estado de la técnica conocido. Por lo tanto, la invención es adecuada para ambas arquitecturas de paneles fotovoltaicos, donde la presente descripción está particularmente destinada a la pre disposición y carga de hileras formadas por porciones de células tradicionales que están conectadas de arriba hacia abajo en dicha forma escalonada, sobre una lámina posterior provista de una capa de encapsulación inferior con el propósito de aislar y fijar previamente; en el caso, en cambio, de un panel de contacto posterior, se proporciona el uso de una lámina posterior conductora y multicapa particular como, a modo de ejemplo, en las soluciones antes mencionadas EP2917942 (Baccini et al.), EP3090449 (Baccini et al.) o ITTV2017A084020 (Baccini et al.).

La solución propuesta es fácilmente implementable en una línea de producción del tipo modular y altamente automatizada, compuesta por un número total de estaciones de trabajo seleccionadas de acuerdo con la capacidad de producción deseada de la propia línea, donde algunas estaciones que están destinadas a fases o subfases particulares de ensamblaje pueden ser multiplicadas y / o adyacentes y / o opuestas entre sí de acuerdo con los requisitos específicos del proyecto; a modo de ejemplo no exhaustivo, se considera una posible duplicación del aparato automático que preordena individualmente dichas hileras escalonadas (402) partiendo de las porciones de célula (403), formándolas completas y listas para ser cargadas una adyacente a otra en la lámina posterior, en que dicha duplicación puede proporcionar múltiples líneas adyacentes o colocadas simétricamente con respecto a la bandeja porta-paneles en tránsito, una opuesta a la otra, es decir, una a cada lado, con sincronización de la carga de hileras adyacentes y con cabezales alternos para dicha finalidad de las operaciones de interconexión, así como para evitar los tiempos de inactividad de la producción. De esta forma, es posible reducir a la mitad los tiempos de ensamblaje general de dicha estación combinada y bivalente. Por tanto, a modo de ejemplo no exhaustivo, en la siguiente descripción de la invención (10-11, S2) (Fig. 2 - 9b), en primer lugar se hace referencia a una forma de realización básica con una única línea de carga y una única bandeja lanzadera (Fig. 4b, 5a, 5b) y a continuación a una forma de realización preferente de alta productividad con una sola impresora, pero con una línea doble para la carga inicial y dos bandejas - lanzadera (Fig. 9a, 9b) que se trasladan en paralelo y de manera coordinada entre sí a los lados de dicha impresora.

Más en detalle, el método propuesto (10) proporciona una macrofase particular (11) de ensamblaje de dichas células en la lámina posterior (Fig. 2, 3), en la que el posicionamiento o disposición de las células se produce mediante la pre disposición de las mismas en primer lugar (11.1 11.6) mediante hileras escalonadas (402), preferiblemente alternadas en la dirección de construcción (211a - 211b, Fig. 8a - 8b), partiendo de células enteras o porciones de célula equivalentes (403), superpuestas progresivamente entre sí (11.6 , R2) inmediatamente después de la impresión (11.4, 205), en una lanzadera - bandeja (210) que se traslada hacia adelante y hacia atrás, es decir, con una lógica bidireccional (211, 211a - 211b). Preferentemente, se imprimen simultáneamente láminas de células precortadas en partes iguales, colocando sobre los contactos orientados hacia arriba una cantidad predefinida de ECA (207) mediante una impresora (205-207) en una línea de producción continua, utilizando una tecnología del tipo de serigrafía, o dispensación volumétrica, o dispensación por chorro, u otra tecnología equivalente. La superposición progresiva de dichas porciones, una a una, se realiza mediante un manipulador particular (R2) con bloqueo de vacío (214 - 216) en función del número de porciones (403a - 403d) a recoger y soltar, tal como se describe en detalle a continuación (Fig. 6 - 7).

Al comienzo del proceso de formación de la hilera escalonada (11, 20), en dicha estación combinada (S2) o estación de laminado, dichas láminas o porciones de células (403a - 403d) se suministran en su propia trayectoria de carga (201) dentro de contenedores (203) que tienen forma de caja (Fig. 5b, 6), que los sujetan ordenada y repetidamente apilados, uno al lado del otro, con separadores interpuestos (217), de tal manera que puedan ser recogidos en ellos en grupos predefinidos por un primer manipulador, incluso multilínea, del tipo robot (R1a) o portal cartesiano (R1b), equipado con un elemento de extremo del tipo de agarre neumático, como por ejemplo una placa perforada con vacío en la adhesión o una pinza con ventosas. A modo de ejemplo no limitativo, en la forma de realización preferente de la invención, se prevé que cada porción sea igual a un cuarto de una célula cuadrada estandarizada, con lados iguales a 156 mm, en donde dicho recipiente (203) se configurará oportunamente. para llevar dichas cuatro porciones en un solo nivel, que están separadas, pero juntas equivalen a una célula completa (Fig. 6), de manera que puedan ser recogidas todas juntas (Fig. 5a y 9a ) desde la mano de agarre especial de dicho primer manipulador (R1a - Rb).

Dicha solución asegura una alta versatilidad de uso; en particular, al cambiar la configuración de las porciones suministradas (403), por ejemplo su dimensión o geometría, se prevé que solo el correspondiente contenedor (203) y los dispositivos de agarre de los extremos de los tres manipuladores (R1a-R1b, R2, R3 ) de la estación (S2) deberán cambiarse o adaptarse, que son intercambiables en la muñeca para los fines antes mencionados, además de los cambios evidentes en el programa o software de manipulación y en la pantalla de impresión del adhesivo ECA (205, 207). A tal efecto, se observa que la mano de agarre del primer manipulador consiste preferentemente en una placa mecanizada con medios de vacío obtenidos en su interior y que se colocan según dicho número de porciones de célula a recoger simultáneamente; a modo de ejemplo, se proporciona un número de cuatro láminas si está en un cuarto de célula o un número de seis láminas si está en un sexto de célula, y así sucesivamente. La segunda manipulación (R2), en cambio, proporciona un elemento de extremo de agarre particular con vacío bloqueado con sectores independientes (214, Fig. 7), correspondientes a cada porción de célula que se colocará progresivamente con una superposición parcial.

En dicha estación de trabajo combinada (S2), la macrofase de colocación (11) se lleva a cabo mediante un aparato de escalonado automático (20) que imprime y coloca inmediatamente dichas porciones de célula equivalentes (403a - 403d) una sobre otra como tejas, de tal manera que se pre-dispongan hileras escalonadas que se alternan también en la dirección de construcción (210 - 211), donde la primera porción o parte anterior colocada se dirige alternativamente, en el momento de la recogida (R3) , hacia el extremo del recorrido o incluso se alterna en la polaridad una vez que la hilera está cargada en la lámina posterior, una al lado de la otra, para facilitar la siguiente fase de interconexión. En dicho aparato (20), dichas porciones (403a - 403d) se suministran en contenedores específicos (203) en una trayectoria de carga con una cinta transportadora de línea única (201, Fig. 5a - 5b) o multilínea (201a -201b, Fig. 9a - 9b), donde se pueden cargar múltiples contenedores (203) en hilera y esperar su turno de vaciado para asegurar la autonomía a la estación de trabajo (S2) y por tanto a toda la planta de producción (30). Por tanto, cada contenedor (203) se coloca con precisión en el recorrido de carga (201), al inicio del ensamblaje (100), en una posición de carga (202) donde dicho primer manipulador (R1a, R1b) comienza a recoger dichas láminas de célula, o toda la célula, en una sola operación de agarre.

Las diferentes operaciones que proporciona la invención son a su vez asistidas por múltiples sistemas de visión del tipo multicámara y / o inspección óptica AOI, que se integran estructural y funcionalmente con los diferentes equipos de la estación (S2) de acuerdo con las finalidades operativas, de gestión y de control proporcionadas. Para facilitar la descripción, dichos sistemas de visión se agrupan (V1, V2, V3) por medio de macro-funciones localizadas de la siguiente manera: antes de la impresión (V1, R1a-R1b, TC1-TC2), donde al menos la posición y / o la alineación de las porciones de célula se detecta dependiendo de la pantalla de impresión, después de la impresión (V2) (R2, AOI1, TC3) para controlar al menos la calidad de la ejecución y la posición y / o las alineaciones de cada porción de célula para la carga con superposición progresiva en la lanzadera - bandeja, después de la terminación del hilo escalonado (V3) (R3, TC4 - TC7) para controlar las alineaciones y fiduciales para la carga final del hilo en la lámina posterior.

Con mayor detalle operativo (Fig. 2, 3, 5a - 5b, 9a - 9b), cuando dicho contenedor de caja (203) alcanza la posición de carga (202), un primer manipulador (R1a, R1b) recoge las porciones de célula equivalentes (403) extrayéndolas de la parte superior (11.1), o de una sola célula completa, y las organiza en grupos para un control preliminar en una posición tal que un componente de un primer sistema de visión (V1) pueda controlar la orientación real de las láminas de célula para a continuación colocarlas correctamente en la cinta para la impresión, que por ejemplo es un medio de inspección óptica AOI con iluminador o un escáner o una cámara integrada en la misma estructura del manipulador o cerca de éste. El mismo sistema de visión (V1) también puede realizar un control de la integridad de dichas porciones de célula recién extraídas, o célula completa, que, en caso de averías verificadas, se pueden almacenar sucesivamente en un puesto de rechazo separado (11.c). El software del sistema de visión (V1), por lo tanto, da instrucciones a dicho manipulador (R1a, R1b) para transportar y cargar (11.2) de manera orientada el grupo de porciones de célula equivalentes (403a - 403d) en una cinta de carga equipada con vacío (204) de tal manera que puedan transitar de manera predefinida y orientada, sin alterar su posición relativa, hasta llegar a la impresora (205), donde una zona especial de procesamiento (206), que se encuentra vacía en correspondencia con las cintas, se levantará contra el cabezal con el serigrafiado (11.4); esta solución, en el caso preferente de una pantalla del tipo de plantilla para impresión por contacto.

En la forma de realización preferente, antes de la impresión (205) también se proporciona un control de las alineaciones (11.3) de las porciones (403) recién cargadas en dicha cinta (204), que puede realizarse mediante dos cámaras (TC1, TC2) colocadas en una hilera una tras otra, donde la primera (TC1) detecta la alineación de la porción de célula única en un punto de referencia estacionario, mientras que la segunda (TC2) detecta la alineación en la porción anterior. Dicho primer sistema de visión (V1) puede proporcionar múltiples detectores para controlar las posiciones y alineaciones de las porciones únicas antes y después de la carga en la cinta, si es necesario reconfigurable de acuerdo con la precisión garantizada por el manipulador (R1a, R1b) y / o la posibilidad de autocalibración de la pantalla de impresión, y el uso bivalente de la estación (S2); por ejemplo, en el caso alternativo de paneles con células de contacto posterior completas, es suficiente activar una sola cámara (TC2) para controlar la alineación en el cinturón.

Una vez impreso el adhesivo ECA (11.4) en las posiciones definidas por la pantalla de impresión, el área de procesamiento de impresión (206) desciende y la cinta transportadora equipada con vacío (204) envía el conjunto de dichas porciones recién impresas hasta una posición de descarga, que está recogiendo (208) por un segundo manipulador (R2), que recoge de un solo agarre dichas porciones de célula equivalentes tal como están. Dicho manipulador (R2) es un robot (Fig. 7) equipado con una particular herramienta de agarre intercambiable (214) en la muñeca (212, 213), que esencialmente comprende una placa mecanizada con dispositivos de vacío obtenidos en la propia placa y que se colocan según el número de porciones que se recogerán simultáneamente. Particularmente, para el propósito de la invención, se prevé que en dicho segundo manipulador (R2) el elemento de recogida (214) se subdivida de forma ventajosa en sectores independientes (216), correspondientes a cada porción de célula manipulada (403a - 403d), que son suministradas individualmente por canales de vacío bloqueados (215a - 215d) ya que el circuito de vacío está seccionado por una válvula operada por piloto independiente de tal manera que los sectores individuales de agarre y liberación (216) se pueden operar a elección, por ejemplo, con una sola secuencia programada o todas a la vez simultáneamente. En el caso alternativo de ensamblaje de células de contacto posterior, se prevé que estén enteras y cargadas en la lámina posterior con el adhesivo ECA hacia abajo, es decir, volteadas, pudiendo producirse dicho vuelco individualmente por medio de dicho segundo manipulador o posiblemente producirse al final, es decir, simultáneamente a la carga en la lámina posterior de una hilera completa de células adyacentes.

Dicho dispositivo con sectores independientes (20, 214, R2) (Fig. 5b, 7, 9a) permite liberar cada porción de célula (403a - 403d) una a una, coordinándose de forma ventajosa con el movimiento de la bandeja lanzadera (210), donde se forma progresivamente la hilera escalonada (402), que se traslada hacia adelante y hacia atrás (211a - 211b) de forma controlada a lo largo de un eje rectilíneo (211) que es preferentemente paralelo a dicha cinta de carga (204), correspondiente al eje longitudinal de la hilera en construcción. Ésta (210) actúa como un soporte móvil, donde las porciones individuales (403) se colocan progresivamente (11.6) una sobre otra con una superposición parcial (404) en el adhesivo ECA (207), de tal manera que se disponen las hileras completas escalonadas sencillas (402) en un ciclo continuo, que estén listas para la recogida y el transporte inmediato (R3) en la lámina posterior (401); por lo tanto, se alternan a su vez en su orientación del cabezal, es decir, de la primera porción de célula almacenada (Fig. 8a, 8b) dependiendo de la dirección de construcción en dicha lanzadera - bandeja (210) que se traslada hacia adelante y hacia atrás, es decir, hacia adelante (211a) o hacia atrás (211b). Se ha observado experimentalmente que esta alternancia acelera el proceso de fabricación y reduce considerablemente los tiempos de inactividad debidos a traslaciones inactivas. Además, puede facilitar la siguiente fase de interconexión (S3) entre hileras adyacentes, simplificando los elementos de interconexión reportados y / o alternando la polaridad entre los cabezales.

Antes de dicha liberación coordinada y progresiva (11.6), el segundo manipulador (R2) coloca el grupo de porciones impresas, recogidas des de la cinta en una posición de control (11.5) en la que un primer detector (AOI1) del segundo sistema de visión (V2), preferentemente del tipo de inspección óptica con iluminador, verifica la calidad de la impresión de ECA realizada, mientras que un segundo detector como una cámara (TC3) verifica, de abajo hacia arriba, la orientación real de las porciones de célula individuales en dicha mano de agarre (214) del robot (R2). Dicho segundo sistema de visión (V2), por tanto, puede realizar la comprobación de la integridad de dichas porciones de célula, o de dicha célula de contacto posterior completa, que en caso de deficiencias confirmadas se puede almacenar en un puesto de rechazo separado (11.c).

Después de dichas adquisiciones (V2), el software de visión da instrucciones a dicho segundo manipulador (R2) para llevar y dirigir (212) dicho grupo de porciones de célula impresas (403, 207) en la posición correcta de superposición progresiva, donde la mano de agarre ( 214) del robot (R2) liberará, de acuerdo con una secuencia predefinida (11.6), una sola porción a la vez (403a, 403b, 403c, 403d) en dicha bandeja lanzadera (210) que se traslada de una manera coordinada a la misma (R2), bloqueando el agarre con sectores independientes (216) mediante válvulas de selección de los correspondientes canales de vacío (215a, 215b, 215c, 215d), de forma que se pueda realizar de forma fácil y precisa una superposición predefinida (404) de cada porción individual. Después de cada carga, dicha lanzadera -bandeja (210) ejecuta un movimiento controlado de tal manera que la siguiente carga puede colocarse en la misma posición, con un movimiento idéntico (212) del brazo del robot (R2, 214), y así hasta completar la hilera (402). En principio, dicho manipulador (R2) y dicha lanzadera - bandeja (210-211) funcionan juntos como un trazador, es decir, una unidad de trabajo o de escritura, en el que un primer medio móvil, o cabezal, se mueve a lo largo de uno o más ejes y manipula un herramienta y / o producto en relación con un segundo medio móvil, o soporte, que simultáneamente se traslada o gira de forma combinada con él, que se sincroniza para realizar operaciones complejas en más ejes, en un espacio reducido; operando dicha unidad de trabajo con la ayuda de sistemas electrónicos de visión óptica y con una unidad de control lógico.

Después de haber alcanzado el tope de fin de recorrido (210, 211a) o de alguna manera la posición correcta de descarga, se prevé que toda la hilera (402) sea recogida (11, 7) por un tercer manipulador (R3) del tipo puente de recogida (250, 251) compuesto por un portal cartesiano (250) con un dispositivo de sujeción y fijación previa (251) correspondiente a toda la hilera, para ser inmediatamente controlado y transferido sobre la lámina trasera (401) que transita sobre un panel - bandeja portadora (300) que atraviesa toda la línea de ensamblaje (30); dicho dispositivo de agarre y fijación previa (251) es de tipo neumático y sujeta firmemente cada célula individual o porción de célula escalonada (403). Simultáneamente a dicha transferencia, por tanto, se realiza la inspección visual (V3, 11.8) de las alineaciones de dicha hilera y de posibles fisuras, así como de las referencias estacionarias o puntos fiduciales en la lámina posterior y / o en la bandeja. A dicho posicionamiento de cada hilo le sigue inmediatamente una fijación térmica rápida sobre la capa encapsulante de la lámina posterior (401), también denominada prefijación (11.9), realizada con calentamiento localizado según el estado de la técnica, como por ejemplo en EP3090449 (Baccini et al.).

Por lo tanto, al servicio de dicho tercer manipulador (R3), se proporciona un tercer sistema de visión (V3, TC4-TC7) que detecta en primer lugar, desde la parte inferior, (TC4) la alineación cabeza-cola de la hilera escalonada recién formada y recogida, con relación al dispositivo de agarre, mediante dos adquisiciones de principio-fin de la hilera, también llamadas cabeza-cola; a continuación, se coloca una red de detectores encima del panel que se está ensamblando o encima de la lámina posterior (401), por ejemplo tres pares de cámaras (TC5, TC6, TC7) colocadas a lo largo de los costados, aptas para detectar las referencias estacionarias del producto, denominadas fiduciales, como coordenadas útiles para dicho dispositivo de pre-sujeción y fijación previa (251) con el fin de colocar correctamente las tiras escalonadas (402) adyacentes entre sí.

En una forma de realización más detallada de dicho dispositivo de agarre y fijación previa (251), con el propósito de sujetar firmemente cada célula individual o porción de célula escalonada (403a - 403d), ésta tiene preferiblemente la forma de una placa perforada que actúa en adherencia sobre la hilera, con vacío activado solo en los orificios correspondientes a cada porción de célula; como alternativa, es adecuado un sistema microneumático equivalente con ventosas o pinzas. Además, se disponen medios para el calentamiento localizado, los cuales son adecuados para la fijación previa inmediata a la capa encapsulante de cada porción de célula que forma el hilo escalonado, evitando el curado en seco convencional del adhesivo ECA. Dichos medios de prefijación, alternativamente, pueden estar integrados en la placa de sujeción o formar un segundo dispositivo del tipo prensador-calentador, de forma similar, que opere en el mismo portal cartesiano de forma coordinada con el mismo.

La secuencia de producción (Fig. 2, 3) de un panel fotovoltaico con células escalonadas, por tanto, de acuerdo con el método de ensamblaje (10) propuesto por la invención (Fig. 2), incluye una primera fase operativa (101, S1) de posicionamiento una lámina posterior con capa encapsulante (401) hacia arriba sobre una bandeja portapaneles (300) que pasa horizontalmente por las diferentes estaciones de trabajo (S1 S6) colocados en hilera, para volver (301) luego a un nivel inferior (Fig. 4a - 4b), a continuación una segunda fase operativa innovadora denominada macrofase (11) de colocación, en la que se integran diferentes operaciones denominadas subfases operativas (11,1 - 11,9, 11.c, 11.s) de una manera coordinada y simultánea, y que se describen en detalle a continuación, por lo tanto una tercera fase operativa (103, S3) de interconexión de dichas hileras escalonadas de la macrofase anterior (11, S2), seguida de una cuarta fase operativa (104, S4) de superposición de la capa encapsulante superior y control correspondiente, a continuación una quinta fase operativa (105, S5) de colocación del vidrio frontal, y finalmente una sexta fase operativa (106, S6) de volcado del panel estratificado, para su suministro al horno de laminación. En caso de uso bivalente de la estación (S2), para ensamblar paneles con células de contacto posterior, como alternativa a la fase de superposición anteriormente mencionada (11.6, 404), se prevé que se carguen todas las células impresas (210, R2) y alineadas sin superposición como una hilera de células que no están conectadas eléctricamente, y preferiblemente de volteadas arriba a abajo por medio de los mismos medios de agarre con vacío (R3) aptas para transferirlas y cargarlas con los contactos hacia abajo, en una lámina posterior de tipo conductor; por lo tanto, en el caso de las células de contacto posterior, la estación de interconexión (S3) mencionada anteriormente permanece sin utilizar.

Con mayor referencia a los detalles operativos del método propuesto, los objetivos preestablecidos se logran imprimiendo y pre-ordenando inmediatamente las porciones de célula (403a - 403d) para hileras escalonadas (402), alternadas en la dirección de construcción, de acuerdo con una macrofase de disposición (11; S2) que incluye las siguientes subfases operativas (11.1 - 11.9, 11.c, 11.s) que están integradas funcionalmente entre sí de tal manera que se imprimen y pre-organizan dichas tiras escalonadas, se cargadas y se pre-fijan en la lámina posterior en un ciclo continuo (Fig. 2, 3), sin secado intermedio ni curado en seco:

-(11.1) primera subfase de recolección con un primer robot (R1a-R1 b), desde un contenedor (203, 217) como una caja (Fig. 6), porciones de célula equivalentes (403) correspondientes a una célula completa cortada en láminas idénticas (403a, 403b, 403c, 403d), dispuestas en pilas adyacentes y con los contactos hacia arriba, con control de la posición real para orientar el siguiente tendido sobre una cinta y con posibles comprobaciones de grietas u otras no conformidades;

-(11.2) segunda subfase de carga orientada de dichas porciones de célula equivalentes en una cinta de carga (204) con vacío neumáti

-(11.3) tercera subfase de inspección visual (V1) del posicionamiento real con posibles comprobaciones;

- (11.4) cuarta subfase de serigrafía (205) del adhesivo conductor ECA (207) en los contactos de cada porción de célula equivalente;

-(11.5) quinta subfase de inspección visual (V2) de la calidad de la colocación del ECA y posible reposicionamiento, es decir, corrección de la orientación de la pantalla de impresión o plantilla, con detección de la posición real, es decir, las alineaciones de cada porción a los efectos de la siguiente liberación y posibles comprobaciones;

-(11.6) sexta subfase de superposición progresiva a modo de tejas, de dichas porciones de célula equivalentes (403a, 403b, 403c, 403d) obteniendo hileras escalonadas completas (402) que se alternan en su polaridad de cabeza, mediante un segundo manipulador robótico (R2) con mano de agarre bloqueada (214-216) que los dispone uno a uno en una lanzadera - bandeja bidireccional (210), que se traslada hacia adelante y hacia atrás a lo largo de un eje rectilíneo (211) correspondiente al eje de la hilera en construcción y paralelo a dicho eje de carga (204). La dirección de superposición de dichas porciones es a su vez recíproca, es decir, es la misma hasta la terminación de una hilera (402) a lo largo de la trayectoria de avance (211a) de dicha lanzadera - bandeja (210), retornando a continuación (211b) con superposición en la dirección opuesta;

-(11.7) séptima subfase de recogida de dicha hilera escalonada alterna con un puente de agarre en el tope de fin de recorrido (211a) de dicha lanzadera - bandeja (210), en la que una placa con vacío activado en cada porción de la hilera escalonada se traslada sobre en un Portal cartesiano (250), lo recoge en su totalidad (402) para luego orientarlo y trasladarlo hacia la lámina posterior, despejando dicha lanzadera - bandeja para su retorno (211b). Para crear un cabezal de hilera con polaridad opuesta a la anterior, con el fin de facilitar el contacto entre hileras adyacentes, posiblemente se prevea volcar toda la hilera de forma alterna, es decir, cada dos hileras;

- (11.8) octava subfase de control (V3) de la alineación cola-cabeza de dicha hilera escalonada, con posibles comprobaciones.

-(11.9) novena subfase de carga o tendido orientado, y fijación previa con calentamiento localizado de dicha hilera escalonada (402) en la lámina posterior con la capa encapsulante (401) hacia arriba, en función de la posición de las referencias estacionarias o puntos fiduciales (V3);

- (11.c) posible subfase de descarga de las porciones de célula equivalentes agrietadas y / o no conformes, como alternativa a la segunda (11.2) o sexta (11.6) subfase;

-(11 .s) posible subfase de descarga de las hileras agrietadas y / o no conformes, como alternativa a dicha novena subfase (11.9).

En particular, con respecto a las soluciones conocidas para células de contacto posterior de los documentos EP2917942 (Baccini et al.), EP3090449 (Baccini et al.) o ITTV2017A084020 (Baccini et al.), la invención (10, 11, S2, S3) permite imprimir y preformar hileras completas (402) a partir de células o porciones de célula con contact de arriba hacia abajo, que se superponen en forma escalonada (402, 404) sobre los contactos eléctricos (207), de manera que se carguen inmediatamente sobre una lámina posterior no conductora en ciclo continuo y sin operaciones separadas, para operar industrialmente en el ventajoso modo de Célula a Módulo utilizando células tradicionales con contacto de arriba a abajo. Este resultado se consigue con una superposición progresiva (210, 404, R2) de las porciones de una célula que se acaba de imprimir, una a una, mediante un innovador aparato de bandejas compuesto por una lanzadera - bandeja con traslación bidireccional (210, 211) y coordinado en los movimientos hacia el manipulador (R2) que es capaz de mover y rotar una herramienta de agarre neumática especial (212-216) apta para liberar individualmente (215a-215d) cada porción y operando de manera coordinada para dicha lanzadera - bandeja (210) y a un sistema de visión dedicado (V2, TC3), obteniendo así (11,1 - 11,6) hileras escalonadas (402) ya listas para ser inmediatamente transferidas y fijadas en una lámina trasera no conductora (11, 711, 9).

Se observa que la aplicación de una carga similar con prefijación es conocida solo para el ensamblaje de células de contacto posterior adyacentes, en donde un manipulador tipo portal cartesiano las recoge y las transfiere aplicando también calentamiento localizado con el fin de fijarlas sobre la capa encapsulante de una lámina posterior de tipo conductor, que las interconecta eléctricamente en la misma formando las hileras del panel. En las soluciones conocidas, de hecho, no existen problemas relacionados con la manipulación simultánea de células ya en contacto eléctricamente y dispuestas específicamente, sin curado en seco. Esta invención (11, S2) proporciona la transferencia de hileras completas no conductoras del tipo de tejas (402) en una lámina posterior, que están preformadas con porciones individuales de célula (403) y son contactadas eléctricamente para la superposición de arriba a abajo (11.6) en los contactos (207, 404), en los que se imprime el ECA (11.4); por lo tanto, dichas hileras escalonadas están predispuestas e interconectadas antes de su transferencia sobre la lámina posterior, la cual está provista de la capa encapsulante únicamente y no necesariamente de una capa conductora, por lo que es esencial manipularlos y cargarlos sin ninguna traslación relativa entre las porciones de célula, y particularmente en el adhesivo ECA en los contactos eléctricos en el ECA, evitando así las operaciones convencionales de secado intermedio o curado en seco previstas para las hileras escalonadas. Para ello, se proporciona un manipulador (R3), que es capaz de recoger y orientar correctamente toda la hilera aplicando vacío en cada parte de la célula (403a - 403d), con el fin de no alterar el contacto y las alineaciones correspondientes, que también se combina con un sistema de visión integrado (V3) que, antes de la carga, verifica la alineación real de la hilera con adquisiciones de cabeza - cola en un punto de referencia estacionario (TC4), preferentemente de abajo hacia arriba, y a continuación verifica desde la parte superior (TC5 -TC7) el posicionamiento real relativo a una red de referencias estacionarias, como puntos fiduciales, en la bandeja y / o en la lámina posterior.

De esta forma, es posible realizar, en un ciclo continuo de ida y vuelta (210 - 211), hileras completas y ya contactadas eléctricamente, también alternadas en la dirección de la cabeza de la hilera, que es la primera porción tendida según la dirección de construcción, es decir, de traslación de dicha lanzadera - bandeja, reduciendo así considerablemente el tiempo y los costes industriales de producción. En particular, la solución propuesta (10, 11) es factible en una única estación de trabajo (S2) de tipo compacto e integrado, que es automática en el funcionamiento y combinada en las funciones, donde dicha impresión, dicha pre-disposición de hileras escalonadas y dicha carga sobre una lámina posterior se realizan simultáneamente y sin curado en seco. Por otra parte, se observará que la solución propuesta (10, 11) permite un uso bivalente del equipo, en donde dicha estación combinada (S2) de colocación es particularmente adecuada para ensamblar, de manera innovadora y ventajosa, las hileras escalonadas mencionadas anteriormente (402) sobre una lámina trasera no conductora, pero también permite transferir células de contacto posterior adyacentes sobre una lámina trasera conductora de acuerdo con una técnica sustancialmente conocida, con una extrema versatilidad de uso y ahorro de inversiones tal como se requiere hoy en día para los fabricantes de paneles fotovoltaicos.

La planta de producción (30) (Fig. 4a, 4b) apta para llevar a cabo la solución propuesta está constituida por estaciones de trabajo automáticas (S1 - S6) colocadas en línea continua, en donde, frente a las soluciones conocidas antes mencionadas, se prevé que dicha segunda estación (S2) de colocación realiza una secuencia sustancialmente diferente de operaciones con el propósito de dicha disposición previa en un ciclo continuo (11.1-11.6, 20) de hileras escalonadas (402) a partir de dichas partes (403a - 403d) de la célula tradicional y las carga inmediatamente (11.7 -11.9, R3) en una lámina posterior no conductora sin traslaciones relativas y sin curado en seco, tal como se ha indicado anteriormente. Además, se introduce una siguiente tercera estación (S3) de interconexión simplificada de dichas hileras (402), que obviamente no se utiliza en dicho caso alternativo de ensamblaje de paneles de célula de contacto posterior. Además, al inicio de la planta, se prevé una posible estación preparatoria (Sp) para transportar formatos no estándar de panel fotovoltaico.

Con mayor detalle en cuanto al equipo provisto, se propone una ventajosa estación combinada y bivalente (S2) para paneles con hileras escalonadas alternas (402) o también paneles de contacto posterior con células adyacentes, que comprende un aparato de escalonado automático (20) particular fabricado a partir de medios (201 216, R1 - R2, V1 -V2) coordinados entre sí de tal manera que preforman hileras a partir de una sola célula o porciones de célula equivalentes (403), que operan en una combinación funcional también con los medios automáticos de carga y fijación previa (R; V3) en la lámina posterior de dichas hileras preformadas, como una unidad operativa automatizada, compacta y multifunción, en que dicha pre-disposición hace funcionar la hilera escalonada (20) y el de su posicionamiento en la interfaz de la lámina posterior (R3) en el tope de final de recorrido de dicha lanzadera - bandeja (210), de acuerdo con una lógica de ensamblaje integrada, denominada célula-módulo, que se aplica a paneles con hileras formadas por porciones de célula superpuestas o escalonadas (404). Para ello, dicho aparato de escalonado (20) está integrado y coordinado con todos los demás medios de la estación operativa (S2) de colocación (Fig. 5a, 9a, 9b), incluyendo los sistemas de visión múltiple (V1-V3) y los medios electrónicos para la gestión y control de la estación (S2) y de toda la planta (30).

En la forma de realización básica ilustrada en las figuras (Figuras 5a y 5b), se proporciona una única ruta de carga (201) de porciones de célula equivalentes (403) y una única lanzadera - bandeja (210), en la que dicha hilera escalonada (402) es preformada en ese caso, el primer manipulador, destinado a cargar dichas porciones de célula desde los contenedores de caja, es de forma ventajosa un robot de brazo articulado (R1a) coordinado con un primer sistema de visión (V1). El segundo manipulador (R2) es un robot con una herramienta de agarre (214) particular provista de vacío bloqueado (215a - 215d), que se coordina con el movimiento de dicha lanzadera - bandeja (210) y con un segundo sistema de visión (V2). El tercer manipulador (R3) es un portal cartesiano (250, 251) coordinado con un tercer sistema de visión (V3), que comprende un medio multifunción de agarre y fijación previa (251) que se traslada desde el tope de fin de recorrido más cercano a dicha lanzadera - bandeja (210) hasta la lámina posterior; dicho medio (251) es del tipo de placa neumática y resulta adecuado para recoger y trasladar una hilera escalonada preformada entera (402) sin movimientos relativos entre las piezas (207, 402, 404), que actúa con el vacío en cada célula o parte de célula (403), y se une y / o combina simultáneamente con medios de calentamiento que introducen calor localizado en cada célula o parte de célula, con el propósito de una fijación previa puntual sobre el material encapsulante de la lámina posterior.

Los medios de agarre y fijación previa (251) pueden estar separados, en que los medios de agarre y los medios de fijación previa están separados cuando funcionan, pero están coordinados en su acción, siendo de forma similar y trasladándose sobre el mismo portal cartesiano; dicho caso se ilustra esquemáticamente a modo de ejemplo en dicha forma de realización básica (Figuras 5a, 5b), en que se proporciona un primer elemento con una placa neumática perforada o pinza o equipada con micro ventosas, que recoge y coloca cada hilera sobre la lámina posterior de tal manera que un segundo elemento de fijación previa suministra inmediatamente calor localizado en cada porción de célula, evitando cualquier movimiento relativo entre las porciones. Alternativamente, para la producción especial y / o requisitos de la planta, es posible proporcionar un sistema de manipulación equivalente, en el que los medios de agarre y fijación previa estén integrados en un solo elemento multifunción, como por ejemplo una placa de contacto lisa y versátil con orificios de vacío activados selectivamente en cada porción de célula de la hilera escalonada, para agarrar sin traslaciones relativas, y con medios de calentamiento en su interior para una fijación previa inmediata simultáneamente al tendido. Un caso de este tipo se representa esquemáticamente, a modo de ejemplo, en la forma de realización preferente de alta productividad (Figuras 9a, 9b) donde (251) se ilustra como una línea discontinua en la posición de recogida, mientras que se representa con una línea continua en la posición de prefijación final en la lámina posterior.

Por tanto, se proporcionan los siguientes medios partiendo del inicio (100) de dicha macrofase (11):

- al menos una trayectoria de carga (201) para las cajas (203), con separadores (217), que contienen las porciones de célula apiladas equivalentes (403);

- un primer manipulador de tipo robot (R1a) (Fig. 5a, 5b) o un portal cartesiano (R1b) (Fig. 9a, 9b) con medios de agarre con placa neumática, interpuesto entre dicho recorrido de carga (201) y una cinta de carga (204) que conduce a la impresora, para recoger y cargar dichas partes de célula equivalentes;

- al menos una cinta de carga (204) provista de vacío, sobre la cual se colocan las porciones de célula equivalentes recogidas (R1) de la caja, sirviendo como una extensión controlada de dicha trayectoria de carga, que las mantiene trasladando las mismas primero en la posición correcta para la impresión (205, 206) y a continuación en la posición de recogida (208, R2);

- al menos una impresora serigráfica plana (205), atravesada por dicha cinta (204) con vacío, que comprende un área de procesamiento (206) donde se realiza la colocación de ECA (207) sobre dichas porciones de célula equivalentes;

- un segundo robot manipulador (R2) (Fig. 7) equipado con una particular mano de agarre orientable (214), con sectores independientes (216) y canales de vacío bloqueados (215), que se interpone entre dicha posición de recogida (208) del cinturón y la posición de carga (209) en una lanzadera - bandeja (210) que se coordina con ella, con el fin de cargar las porciones de célula equivalentes recién impresas y colocarlas, una a una, de forma progresivamente superpuesta (404) sobre ECA (207) liberando independientemente cada porción, con traslación y orientación del brazo (212) de tal manera que también se coordina con la progresión de la lanzadera - bandeja (210), en donde dicha carga progresiva se produce en un ciclo continuo en ambos sentidos de traslación con la superposición (404) a su vez dirigida en sentido opuesto para obtener una hilera escalonada con orientación alterna de la parte anterior, que es la primera célula colocada en adherencia sobre el plano (Fig. 8a, 8b);

- al menos una lanzadera - bandeja (210) que soporta y sujeta la hilera en construcción, que se traslada hacia adelante y hacia atrás de forma bidireccional (211a - 211b) sobre un eje rectilíneo correspondiente al eje longitudinal de la hilera y que es paralelo a dicha cinta de carga (204), con un tope de fin de recorrido en la posición coordinada de recogida (R3) de la hilera escalonada;

- un tercer manipulador (R3) del tipo puente de agarre con vacío, es decir, una placa neumática (251) que se traslada sobre un portal cartesiano (250), asistido por un sistema de visión multipunto (V3), externo al equipo (20), pero integrado en la misma estación (S2).

Además, se proporcionan los siguientes sistemas de visión:

- un primer sistema de visión (V1) con inspección óptica automatizada o AOI, en dicho primer robot (R1a, R1b), con el fin de controlar la posición real de las porciones de célula equivalentes antes de la colocación (11.2) en la cinta (204), con el fin de orientar la carga y, a continuación, comprobar las alineaciones reales (11.3) a efectos de la impresión y comprobar si hay grietas y / o no conformidades;

- un segundo sistema de visión (V2) con inspección óptica automatizada o AOI, en dicho segundo robot (R2), para verificar la colocación real de ECA impreso (11.5) y para ayudar en la superposición progresiva (11.6) de las porciones de célula cuando se forman las hileras escalonadas (402) en la lanzadera - bandeja (210); - un tercer sistema de visión (V3) con inspección óptica automatizada o AOI, en el tercer manipulador (R3) para verificar la alineación real de la hilera escalonada que se está recogiendo (11.8) y, por lo tanto, para cargarla correctamente en la lámina posterior en relación con los puntos estacionarios (11,9).

En la forma de realización preferente de alta productividad de la invención (11, S2), que es del tipo multilínea (Figuras 9a, 9b), se proporcionan dos trayectorias de carga (201a - 201b) de las cajas (203), que están acopladas a un primer manipulador (R1b) de tipo portal cartesiano de tal forma que el medio de agarre neumático se desplaza transversalmente, con rapidez y precisión, en ambas líneas; en particular, se prevé el uso de al menos dos bandejas - lanzadera bidireccionales idénticas (210a, 210b), que se colocan paralelas a los lados de dicha impresora (205), es decir, una en cada lado opuesto con respecto a ella, que se trasladan hacia atrás y adelante (211a, 211b) de forma coordinada entre sí y coordinada con respecto a dicho manipulador (R2, R3) para operar continuamente sin tiempo de inactividad laboral, también en el modo que técnicamente se denomina operación en segundo plano de la máquina. De esta manera, por ejemplo, mientras una primera lanzadera - bandeja (210a) se encuentra en el tope de fin de recorrido cerca del tercer manipulador (R3) de tal manera que se pueda levantar y cargar la hilera escalonada que se está formando (402) en la lámina posterior (401), se está formando simultáneamente una nueva hilera escalonada en la otra lanzadera - bandeja (210b) por medio del segundo manipulador (R2).

Con referencia también a las figuras (Figuras 9a, 9b), en la forma de realización preferente, se proporciona un primer sistema de visión (V1, TC1-TC2) cerca de dicho primer manipulador (R1b), con el fin de controlar el posicionamiento real de las células para el propósito de la impresión, que incluye dos puntos de detección (TC1, TC2) entre la carga y la impresora, en que un primer punto (TC1) proporciona la posición de la primera de dichas porciones de célula equivalentes (403a - 403d) con respecto a una referencia estacionaria, mientras que el segundo punto (TC2) permite la alineación de la segunda de dichas porciones sobre la primera. Se observa que en el caso de células MWT completas, la alineación se produce utilizando un solo punto de detección (TC2). Por tanto, es evidente que dicho primer sistema de visión (V1) puede incluir un número mayor o menor de puntos de detección dependiendo de la tecnología particular adoptada para manipular dichos contenedores, y / o para cargar las células o porciones de célula en la cinta neumática, y / o para calibrar la pantalla de impresión.

Por lo tanto, existe (Fig. 9a, 9b) un segundo sistema de visión (V2, AOI1-TC3) colocado después de la impresora (205) y cerca del segundo manipulador (R2), en el que, en un primer punto de detección (AOI1), dos adquisiciones de la parte de la célula que se acaba de imprimir se ejecutan con el fin de controlar la calidad y la alineación de la impresión, posiblemente con una consiguiente calibración de la impresora o el rechazo de productos no conformes, mientras que en un segundo punto (TC3) la alineación de la célula o parte de la célula con respecto a la mano de agarre del robot se detecta desde la parte inferior para la correcta alineación de la misma en la lanzadera - bandeja que actúa como una máquina de bandejas.

Finalmente, hay (Fig. 9a, 9b) un tercer sistema de visión (V3, TC4-TC7) que ayuda al tercer manipulador (R3), en que en primer lugar se detecta la alineación de la hilera escalonada que se está imprimiendo en relación con el dispositivo de agarre desde la parte inferior (TC4), mediante dos adquisiciones de principio-fin de la hilera, mientras se coloca una red de cámaras encima del panel que se está ensamblando, por ejemplo tres pares (TC5, TC6, TC7) colocados a lo largo de los costados y aptos para detectar las referencias estacionarias del producto denominadas fiduciales, como coordenadas útiles a dicho dispositivo de agarre del manipulador (R3) aptas para posicionar correctamente cada hilera en la lámina posterior.

Referencia

(10) método de ensamblaje automático para un panel fotovoltaico con células tradicionales superpuestas o escalonadas, de acuerdo con esta invención;

(100) inicio;

(101) fase operativa de posicionamiento horizontal de una lámina posterior con una capa encapsulante sobre una bandeja portapaneles transparente, (103) fase operativa de transporte de las hileras escalonadas alternas, (104) fase operativa de superposición de la capa encapsulante superior, (105) fase operativa de colocación del vidrio frontal, (106) fase operativa de volcado del panel estratificado;

(11) macrofase de tendido, con impresión, pre-ordenación, carga y fijación previa de hileras escalonadas completas y alternas, de acuerdo con esta invención, con una lógica de ensamblaje integrada del tipo Célula-Módulo. Dicha macrofase consta de subfases operativas (11.1 - 11.9, 11.c, 11.s) funcionalmente combinadas entre sí e integradas de tal manera que se preordena y carga directamente, en ciclo continuo y sin secado intermedio, hileras escalonadas completas que se alternan en la dirección de la cabeza, con el propósito de la siguiente conexión entre hileras o interconexión;

(20) aparato automático de escalonado, objeto de esta invención, para la impresión de ECA y pre disposición de hileras escalonadas con células o porciones de célula del tipo tradicional, con contactos de arriba hacia abajo, conectadas con una superposición parcial en forma escalonada, listas para ser cargadas y pre dispuestas sin secado intermedio sobre una lámina posterior con capa encapsulante.

(201) trayectoria de carga de las cajas;

(202) posición de carga de células o porciones de células;

(203) cajas o contenedores con células apiladas, que son porciones de célula completas o equivalentes que están apiladas y adyacentes entre sí con separadores interpuestos;

(204) cinta de carga con vacío;

(205) impresora de serigrafía plana de ECA;

(206) área de procesamiento de impresión de las porciones de célula equivalentes;

(207) adhesivo conductor, del tipo ECA en los contactos eléctricos;

(208) posición de recogida de las células impresas;

(209) posición de carga, en la lanzadera - bandeja;

(210) lanzadera - bandeja que soporta y sujeta la hilera escalonada en construcción, del tipo de traslación bidireccional hacia adelante y hacia atrás sobre un eje rectilíneo;

(211) eje rectilíneo de movimiento horizontal, hacia adelante y hacia atrás (211a - 211b);

(212) muñeca del robot, con movimiento controlado en dirección y rotación vertical y horizontal;

(213) placa de fijación;

(214) elemento de manejo del extremo de tipo neumático, con vacío bloqueado con sectores independientes;

(215) canales de vacío bloqueados (215a - 215d), controlados independientemente para liberar secuencialmente las porciones de célula, una por una (403a - 403d), en combinación con la traslación de la lanzadera - bandeja;

(216) sector independiente, a los efectos del lanzamiento;

(217) separadores

(250) portal cartesiano del tipo con estructura de marco, que soporta ejes de manipulación longitudinales y transversales en los que se desliza al menos un dispositivo de agarre y fijación previa;

(251) dispositivo de agarre y fijación previa, que comprende medios de agarre neumáticos para recoger y trasladar toda una hilera escalonada recién formada, por ejemplo, del tipo placa perforada con vacío selectivo en pinza o micro ventosas de adherencia, con medios también para el calentamiento localizado con el propósito de una fijación previa inmediata de cada porción de célula que forma la hilera escalonada a la capa encapsulante, evitando el curado en seco convencional del adhesivo ECA. Dichos medios de fijación previa pueden, alternativamente, estar integrados en dicho dispositivo de agarre o formar un segundo dispositivo, a modo de prensador-calentador de forma similar al primero y apto para operar en el mismo portal cartesiano de forma coordinada con éste;

(30) planta de ensamblaje automático de un panel fotovoltaico, de acuerdo con la presente invención, formada por múltiples estaciones de trabajo (S1 - S6, Sp) alineadas de forma consecuente y atravesadas por una bandeja portapanel, en la que particularmente la segunda estación (S2) es una innovadora estación combinada y bivalente para realizar el método de ensamblaje propuesto;

(300) bandeja portapaneles;

(301) bandeja de retorno vacía, que recircula en el nivel inferior;

(400) panel;

(401) lámina posterior con capa encapsulante;

(402) fila escalonada alterna, de acuerdo con esta invención, es decir, una hilera hecha con células o porciones de células que están parcialmente superpuestas a los contactos como tejas, que es completa y está lista para ser cargada y pre-fijada en la lámina posterior sin secado intermedio, y a su vez alternado en la dirección de la superposición. La hilera escalonada, de hecho, muestra la cabeza al final del recorrido, es decir, la primera célula se coloca en una adhesión completa y, a su vez, se coloca en la dirección opuesta a medida que la bandeja de la lanzadera se traslada hacia adelante y hacia atrás formando progresivamente cada hilera tanto durante el movimiento hacia adelante como hacia atrás, sin tiempos muertos.

(403) porciones de célula equivalentes, es decir, porciones de célula fotovoltaica que son idénticas entre sí, correspondientes a una célula completa dividida en partes iguales como láminas, por ejemplo, en el número de cuatro porciones (403a - 403d), cada una correspondiente a un cuarto de una célula estándar que tiene lados iguales a 156 mm en las figuras de esta invención, o cualquier otra subdivisión en partes iguales;

(404) área de superposición entre células o partes de células, sobre el adhesivo conductor que se acaba de imprimir;

(R1, R1a - R1b) primer manipulador, con mano de agarre neumático a modo de placa mecanizada con dispositivos de vacío obtenida en la propia placa y colocada según el número de láminas que se recogerán simultáneamente, por ejemplo cuatro láminas si está en la cuarta parte de célula o seis láminas si está en la sexta parte de la célula. Dicho manipulador es preferiblemente del tipo de robot (R1a) en el caso de una única trayectoria de carga y una única lanzadera - bandeja, o un portal cartesiano (R1b) que sirve rápidamente a múltiples líneas que son paralelas entre sí;

(R2) segundo manipulador, coordinado con el movimiento de la lanzadera - bandeja, del tipo robot con mano de agarre neumática con sectores independientes y vacío bloqueado para liberar progresivamente cada porción de célula una sobre otra, con una superposición parcial;

(R3) tercer manipulador, del tipo portal cartesiano, en el que se traslada una herramienta de agarre neumática correspondiente a toda la hilera, como por ejemplo una placa provista de orificios de vacío que se pueden activar en cada porción de célula de la hilera, o una placa de agarre o con microventosas, que también incluyen medios de calentamiento adecuados para la fijación previa localizada sobre la capa encapsulante. Preferentemente, dicha placa y dichos medios calefactores están integrados en un solo elemento monolítico o pueden ser dos elementos coordinados entre sí y encajados en un mismo portal cartesiano para actuar sobre la misma hilera escalonada, una inmediatamente después de la otra, evitando cualquier traslación relativa entre las porciones de una sola célula.

(S1 - S6, Sp) estaciones de trabajo de la planta de ensamblaje automático (30), de acuerdo con esta invención; la primera estación (S1) es para el posicionamiento de una lámina posterior con una capa encapsulante sobre una bandeja portapaneles, la segunda estación es una innovadora estación combinada (S2) de laminado para hileras escalonadas con células superpuestas, y es bivalente en el uso para cargar células de contacto posterior adyacentes, la tercera estación (S3) es para la interconexión de las hileras escalonadas y, por lo tanto, no se usa en el caso de células de contacto posterior, la cuarta estación (S4) es para la superposición de la capa de encapsulación superior, la quinta estación (S5) es para la superposición del vidrio frontal, la sexta estación (S6) es para el vuelco del panel para el laminado final. En el caso de paneles con formatos no estándar, al principio posiblemente esté preconfigurada una estación preparatoria (Sp);

(V1, V2; V3) primer, segundo y tercer sistema de visión, del tipo multifunción e integrado, con múltiples cámaras de control (TC) y / o medios de inspección óptica automatizada (AOI), que están respectivamente: en correspondencia con el primer manipulador (R1a - R1b, TC1 - TC2; V1) y antes de la impresora para permitir una carga orientada de las células o porciones de célula con el propósito de la impresión; a continuación en correspondencia con el segundo manipulador y después de la impresora (R2, AOI1, TC3, V2), para controlar la calidad de la impresión y sucesivamente la posición exacta de los puntos de contacto con respecto al borde de la célula; finalmente, en correspondencia con el tercer manipulador (R3), antes de la carga en la lámina posterior para detectar la alineación de la hilera escalonada en la lanzadera - bandeja mediante dos adquisiciones (TC4), en la primera y última célula, con también una red de cámaras encima de la lámina posterior (TC5, TC6, TC7) que permite el posicionamiento exacto y la fijación previa final de cada hilera en relación con los puntos de referencia estacionarios.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método de ensamblaje automático (10) para la fabricación de paneles fotovoltaicos con células de silicio cristalino de tipo tradicional con contacto de arriba hacia abajo, es decir, con los contactos eléctricos positivos y negativos colocados en caras opuestas de la misma célula, interconectados con una superposición parcial (404), es decir, escalonados, que son enteros o están subdivididos en porciones (403) idénticas entre sí denominadas porciones de célula equivalentes (403a, 403b, 403c, 403d), en que dicho método de ensamblaje (10) incluye una primera fase de posicionamiento (101, S1) de una lámina posterior (401) con una capa encapsulante sobre una bandeja porta-paneles (300) que cruza horizontalmente las estaciones de trabajo (S1 - S6) de una planta automática (30, 400), y que incluye una macro-fase siguiente de impresión de adhesivo conductor ECA en los contactos eléctricos de dichas células o porciones (403) que comprende también la carga y fijación previa sobre la capa encapsulante de la lámina posterior (401), que incluye a continuación una fase de superposición (104, S4) de una capa superior de encapsulación, seguidamente una fase de colocación (105, S5) del vidrio frontal, y finalmente una fase de volcado (106, S6) del panel para enviarlo al horno de laminación; en que dicho método de ensamblaje (10) se caracteriza porque en la macrofase (11) dichas porciones (403) están previamente dispuestas en hileras escalonadas (402) de acuerdo con una macrofase (11) de colocación en la que el ECA se imprime en los contactos orientados hacia arriba (205, 207) de dichas porciones (403) después de recogerlas de una caja (203, R1a - R1b), separarlas (217, 403a - 403d) y colocarlas en una cinta neumática (204), y donde a continuación en dicha macrofase (11) una parte impresa se coloca individualmente (403a, 403b, 403c, 403d) sobre otra en una superposición sobre dichos contactos (207, 404) de tal manera que progresivamente se pre-disponen en un ciclo continuo (20, 210, R2) hileras escalonadas (402), que están completas y listas para ser cargadas y prefijadas (R3) sobre dicha lámina posterior (401); en que dicha impresión de ECA en dichas porciones (403a - 403d), dicha disposición previa de dichas hileras escalonadas (402, 404) y dicha carga con fijación previa en dicha lámina posterior (401) se llevan a cabo simultáneamente por medio de dicha macrofase (11) en una única estación de trabajo automática y multifunción denominada estación combinada (S2) de laminado; en que dicha disposición previa de las hileras escalonadas (402) se realiza con un sistema integrado de medios (20, 210, R2) que comprende al menos un soporte móvil del tipo de lanzadera - bandeja (210) con una traslación bidireccional hacia adelante y hacia atrás (211) con vacío para sujeción, y un manipulador robotizado (R2) coordinado con éste (210, 211) en los movimientos que está provisto de una mano de agarre neumática (212, 214) con secciones independientes (216), con canales de vacío bloqueados (215a, 215b , 215c, 215d) para recoger dichas porciones de célula equivalentes recién impresas (403) por grupos y liberarlas de una en una (403a, 403b, 403c, 403d) colocándolas en una superposición parcial (207, 404) sobre dicha lanzadera - bandeja (210, 211) que se mueve de forma sincronizada como un trazador, de tal manera que forma progresivamente en ambos sentidos de traslación (211a, 211b) dicha hilera escalonada (402) lista para ser recogida en su totalidad, transportada, orientada, colocada y prefijada sobre dicha capa de encapsulación de la lámina posterior (401) con un manipulador (R3) del tipo puente cartesiano destinado a aplicar vacío neumático y calentamiento localizado en cada porción de célula equivalente (403a - 403d).

2. Método de ensamblaje automático (10), de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque dicha macrofase (11) de laminado comprende las siguientes subfases (11.1 11.9, 11.c, 11. s), que son simultáneas y coordinadas entre sí:

• (11.1) recoger con un primer manipulador (R1a - R1b) dichas porciones de célula equivalentes (403) de una caja (203, 217) donde se encuentran apiladas y separadas una al lado de la otra, con el control del posicionamiento real una vez recogidas, y verificar posibles grietas y / o incumplimientos (V1);

• (11.2) carga en una cinta de vacío (204) con los contactos hacia arriba, con dicho primer manipulador, sujeto a la alineación de cada porción;

• (11.3) control de la posición real y verificaciones (V1);

• (11.4) impresión de ECA en los puntos de contacto (207);

• (11.5) control de calidad de impresión y detección de la posición real (V2) y comprobaciones;

• (11.6) superposiciones progresivas sobre dicha lanzadera - bandeja neumática (210 - 211), con un segundo manipulador (R2, V2) coordinado con ésta y provisto de dicha mano de agarre por vacío con secciones independientes (214, 215a-215d);

• (11.7) recogida y transporte de la hilera escalonada (402) con un tercer manipulador (R3) con un portal cartesiano (250) con dichos medios de agarre y calentamiento localizado (251) que actúan sobre cada porción (403a - 403d);

• (11.8) control de la alineación de un extremo a otro de la hilera escalonada (V3);

• (11.9) carga orientada de la hilera escalonada en la lámina posterior (401) y fijación previa inmediata (R3, 250 - 251), con referencias ópticas estacionarias (V3);

• (11.c) descarga opcional de las células agrietadas y / o no conformes sujetas a control óptico automático después de la primera (11.1, V1) y / o quinta subfase (11.5, V2), como alternativa la segunda (11.2) y / o sexta subfase (11.6);

• (11.s) descarga opcional de las hileras no conformes sujetas a control óptico automático (V3) después de la octava subfase (11.8), como alternativa la novena subfase (11.9).

3. Método de ensamblaje automático (10), de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en dicha macrofase de colocación (11, S2) se procesan simultáneamente múltiples hileras escalonadas (402) proporcionando un par de dichas bandejas de lanzadera bidireccionales (210a, 210b) idénticas y paralelas entre sí, que se trasladan de un lado a otro de forma independiente pero coordinada entre sí y con los demás equipos (20, R3) de la estación (S2) para formar progresivamente (11.1 - 11.6) en un ciclo continuo dicha hilera escalonada (402, 403) en una lanzadera - bandeja (210a) mientras dicho tercer manipulador (R3, 250 - 251) recoge de la otra lanzadera -bandeja (210b) la hilera escalonada previamente completada y la transporta para colocarla (11.7 - 11.9) sobre dicha lámina posterior (401), con una lógica operativa preparatoria.

4. Método de ensamblaje automático (10) de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado porque después de dicha macrofase (11, S2) de laminado, hay una fase de interconexión (103, S3) en la que dichas hileras escalonadas (402) se interconectan eléctricamente.

5. Método de ensamblaje automático (10) de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado porque dicha fase de interconexión (103, S3) se realiza sobre hileras escalonadas (402) previamente (11, S2, R3) cargadas y prefijadas alternando las polaridades de cabeza de hileras adyacentes de tal manera que se simplifique la trayectoria de los elementos conductores aplicados.

6. Estación de trabajo combinada y bivalente (S2), para el ensamblaje automático de paneles fotovoltaicos con células tradicionales con contactos eléctricos positivos y negativos en las caras opuestas de la misma célula, o con dichas células de contacto posterior, que proporciona medios y funciones integradas y combinadas entre sí de tal manera que funcionen en un ciclo continuo de acuerdo con dicho método de ensamblaje automático (10), como en la reivindicación 1 o 2 o 3 o 4 o 5, caracterizada porque para realizar dicha macrofase (11) con dichas células tradicionales, enteras o subdivididas en porciones de célula equivalentes (403a - 403d), se proporciona un aparato de escalonado automático (20), que está destinado a preformar continuamente (11.1 - 11.6) dichas hileras escalonadas (402) a partir de dichas porciones de célula equivalentes interconectadas en una superposición parcial sobre dichos contactos (207, 404), que (20) interactúa y se coordina con un equipo de manipulación multifunción denominado tercer manipulador (R3), que recoge (11.7) la hilera escalonada entera (402) en cuanto se crea (20) para cargarla y pre-fijarla (11,8 - 11,9) de forma orientada sobre dicha capa encapsulante de la lámina posterior (401); en que dicho aparato de escalonado (20) comprende al menos los siguientes medios:

• una trayectoria de carga (201) de las cajas (203), con separadores (217), que contiene las porciones de célula equivalentes apiladas (403);

• un primer manipulador, de tipo robótico (R1a) en una sola línea o con un portal cartesiano multilínea (R1b), interpuesto entre dicho recorrido de carga (201) y una cinta de carga (204) que conduce a la impresora, con un medio de agarre del tipo de placa de vacío conformado de acuerdo con dichas porciones;

• en que dicha cinta de carga (204) está provista de vacío para sujetar dichas porciones (403) trasladándolas primero a la posición correcta para imprimir (205, 206) y a continuación a la posición de recogida (208, R2);

• una impresora serigráfica plana (205), atravesada por dicha cinta (204), que comprende un área de procesamiento (206) para depositar ECA (207) sobre las porciones (403);

• un segundo manipulador (R2) de tipo robótico con mano de agarre orientable (214), con sectores independientes (216) con canales de vacío bloqueados (215a - 215d), interpuestos entre dicha posición de recogida (208) y la posición de carga (209) en una lanzadera - bandeja móvil (210) coordinada con ésta;

• una lanzadera - bandeja (210) para sostener y sujetar la hilera escalonada (402) que se está realizando, que se traslada de forma bidireccional hacia adelante y hacia atrás (211a - 211b) sobre un eje rectilíneo de forma coordinada con respecto a dicho segundo manipulador (R2, 214-216), con un tope de fin de recorrido en correspondencia con la posición de recogida donde se interconecta con dicho tercer manipulador (R3);

y en que dicho tercer manipulador (R3) es un portal cartesiano (250) con una mano de agarre neumática (251) correspondiente a toda la hilera escalonada (402), del tipo de placa provista de orificios con vacío activable en cada una de sus porciones (403a - 403b) o un sistema equivalente del tipo pinza o micro ventosas, también con medios de calentamiento para la fijación previa localizada de cada porción (11.9) que alternativamente se emparejan o incorporan a la misma.

7. Estación de trabajo combinada y bivalente (S2), de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada porque dichos medios (20, R3) funcionan con la ayuda de al menos un primer, un segundo y un tercer sistema de visión (V1, V2, V3), con cámaras de control. (TC) y / o medios de inspección óptica automatizados (AOI), integrados de esta manera y agrupados en dicha estación combinada (S2) de acuerdo con la función:

• dicho primer sistema (V1), en correspondencia con dicho primer manipulador (R1a - R1b) y antes de la impresora (205), es para controlar la posición y alineaciones relacionadas (TC1 - TC2) de dichas porciones (403), y para detectar cualquier grietas y / o no conformidades;

• dicho segundo sistema (V2), en correspondencia con dicho segundo manipulador (R2) y después de la impresora (AOI1, TC3) es para controlar la calidad de impresión y la posición correcta de los puntos de contacto con respecto al borde, y para detectar posibles grietas y / o no conformidades;

• dicho tercer sistema (V3), en correspondencia con dicho tercer manipulador (R3), es para detectar primero la alineación de la hilera escalonada con dos adquisiciones (TC4), en la primera y última célula, y a continuación los puntos de referencia estacionarios en la lámina posterior (TC5, TC6, TC7) para el correcto posicionamiento final, y para detectar grietas y / o no conformidades.

8. Estación de trabajo combinada y bivalente (S2), de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada porque para el ensamblaje de un panel de contacto posterior, dicho aparato automático (S2, 20) imprime y carga sobre dicha bandeja lanzadera (210, R2) células de contacto posterior completas una al lado de la otra, es decir, no superpuestas y no interconectadas eléctricamente por hileras, de tal manera que dicho tercer manipulador (R3, 250 - 251), después de volcarlas, puede cargarlas y fijarlas previamente sobre una lámina posterior conductora, pasando directamente a la estación donde se superpone la capa de encapsulación superior (S4) y saltando la estación de interconexión (S3).