JP2012527770A - 太陽電池の輸送 - Google Patents

Abstract

基板用輸送システムであって、基板をその上で受け取るための少なくとも１本のベルトと、ベルト上に離間距離で配置される保持器であって、その離間距離が少なくとも基板の幅と同程度に幅広く、基板が保持器にぶつかるときに、基板が摺動するのを妨げるのに十分である、ベルト上方の隆起まで上昇する保持器と、ベルトを移動するためのモータと、ベルトが加速するよりもベルトが速く減速するように、ベルトの非対称な加速および減速を提供し、それによって連続する加速サイクルおよび減速サイクルを通して保持器に対して基板を位置合わせするための運動コントローラとを有する輸送システム。
【選択図】図２

Description

本願は、２００９年５月２０日に出願された、先行の未決の米国仮出願番号第６１／１８０，０６０号に対する利益および優先権に主張する。本発明は、太陽電池製造の分野に関する。すなわち、本発明は、製造中の太陽電池の輸送に関する。

太陽電池は、電池がある生産ステップから次の生産ステップへ、コンベヤベルトによってウェハ形式で運ばれる生産ラインで製造される。このベルトは絶え間なく動いているわけではないが、経路に沿って異なる処理ステップおよび検査ステップで停止する。

残念なことに、電池基板は、ステーションからステーションへの輸送の間にベルト上で摺動する傾向がある。極端な場合、基板がベルトから滑り落ち、汚染、損傷、または破壊されることもある。これは、基板が処理または検査の前に所望される位置に戻されるように、生産ステーションの内の多様なステーションでの―それが自動登録であっても、手動登録であっても―なんらかの種類の登録手続きを必要とする傾向がある。

この問題を克服するために、ベルトに対してしっかりと基板を引き付け、基板を望ましくない移動から制約する真空クランプシステムがコンベヤベルトに追加された。残念なことに、かかるシステムは、輸送システムをきわめて複雑且つ高価にする。

したがって、必要とされているのは、少なくとも部分的には前述された問題のような問題を克服するシステムである。

前記の、および他の必要性は、基板用輸送システムであって、その上で基板を受け取るための少なくとも１本のベルトと、ベルト上に離間された距離で配置される保持器であって、離間距離が少なくとも基板の幅と同程度に幅広く、基板が保持器にぶつかるときに基板が摺動するのを妨げるのに十分であるベルト上方の隆起まで上昇する保持器と、ベルトを移動するためのモータと、ベルトが加速するよりも速くベルトが減速するようにベルトの非対称の加速および減速を提供し、それによって連続する加速サイクルおよび減速サイクルを通して保持器に対して基板を位置合わせする運動コントローラとを有する輸送システムによって満たされる。

本発明のこの態様による多様な実施形態では、その少なくとも１本のベルトは、基板よりも幅広い単一のベルトである。代わりに、その少なくとも１本のベルトは、基板よりも狭い単一のベルトである。いくつかの実施形態では、その少なくとも１本のベルトは、２本のベルトであり、その２本のベルトのそれぞれが基板の幅の半分よりも狭い。いくつかの実施形態では、保持器は、基板が保持器に対して固着することなく、基板を保持器から容易に取り外すことができるように上部に向かって傾斜している。いくつかの実施形態では、保持器は、単一の寸法で基板を位置合わせするように構成され、他の実施形態では、保持器は、２つの寸法で基板を位置合わせするように構成される。いくつかの実施形態では、ベルトは、方向的に摩擦のある面を有する。いくつかの実施形態では、その少なくとも１本のベルトは、基板の裏面表面積の約２０パーセントを塞ぐにすぎない。

本発明の別の態様によると、輸送ベルト上で基板を位置合わせするための方法があり、その方法は、加速中に輸送ベルト上で基板を後方に摺動させるには不十分である第１の速度で輸送ベルトを加速するステップと、第１の速度よりも速い第２の速度で輸送ベルトを減速させ、第２の速度が減速中、輸送ベルト上で基板を前方に摺動させるのに十分であり、それによって連続する加速サイクルおよび減速サイクルの間に、輸送ベルト上に離間間隔で配置される保持器に対して基板を位置合わせするステップとを含む。

本発明の追加の利点は、より明確に詳細を示すほど縮尺どおりではない図とともに検討されるときに詳細な説明を参照することにより明らかになり、類似する参照番号は、いくつかの図を通して類似する要素を示す。

本発明の実施形態による輸送システムの平面図である。 本発明の実施形態による輸送システムの側面図である。 本発明の実施形態による輸送システムの平面図である。 本発明の実施形態による輸送システムの側面図である。 本発明の実施形態による輸送システムの平面図である。 本発明の実施形態による輸送システムの平面図である。 先行技術の二重歯付きコンベヤベルトの側面図である。 本発明の実施形態に従って形成されたベルトの側面図である。

本発明の多様な実施形態は、太陽電池が、輸送ベルト上の既知の位置に従ってその上で製造される基板を配置し、それらの位置に基板を保持する。これは、特別に構成された搬送ベルトおよびその搬送ベルト用の運動コントローラの一方または両方によって達成される。

ここで図１を参照すると、本発明の実施形態による輸送システムの上面図が示されている。輸送システム１００は、矢印で示される方向で基板１０２を移動するためにベルト１０６を使用する。図１の実施形態では、２本のベルト１０６が示されている。ただし、一本のベルト１０６から多くのベルト１０６まで、任意の数のベルト１０６が使用できることが理解される。

ここで図２を参照すると、ベルト１０６には、基板１０２は既知の位置にあるように、それに対して基板１０６を位置合わせできる保持器１０４が備えられる。運動コントローラ１１２は、ベルト１０６の非対称の加速および減速を実現する。これは、ベルト１０６を移動するモータ１１０の速度を制御することによって達成される。言い換えると、ベルト１０６の加速は、ベルト１０６の減速よりも低速である。

このようにして、基板１０２は、基板１０２ａに関して示されるように、ベルト１０６の加速中、保持器１０４から離れて後方に摺動する傾向がある可能性があるが、ベルト１０６が示されている方向に移動するとき、基板１０２ｂに関して示されるように、ベルト１０６の減速中に保持器１０４に対して上方に摺動する傾向がより大きくなる。加速が十分に低速であると、基板１０２は全く保持器１０４から離れて摺動しない。同様に、減速が十分に高速である場合、基板１０２は、基板１０２が処理または検査のためにステーションで停止するときに、つねに保持器１０４に隣接するために上方へ摺動する。

一実施形態では、保持器１０４は、基板１０２がベルト１０６から持ち上げられるときに詰まらないように傾斜している。図３は、１本のベルト１０６だけが使用される実施形態を示す。これまでに示された保持器１０４は、ベルト１０６の移動方向に従って一方向（１つの寸法）だけで基板１０２を位置合わせする傾向がある。

図４は、ベルト１０６が、基板１０２が前方に摺動を試みるときにベルト１０６と基板１０２の間により大きな摩擦係数があり、基板１０２が後方に摺動を試みるときにはベルト１０６と基板１０２の間の摩擦係数が削減されるように、ざらつきのある表面１０８を有する実施形態を示す。かかるざらつきのある表面１０８は、特許請求の範囲のために「方向的に摩擦のある面」として定められる。図４の実施形態では、このざらつきのある面は、材料の傾斜する尾根の形で設けられる。ただし、他のざらつきのある面もこの同じ機能性を提供できる。

図５は、ベルト１０６が基板１０２よりも広い実施形態を示す。さらに、保持器１０４は、図中矢印で示されるように、運動の２つの直交方向（２つの寸法）で基板１０２を保持する働きをする構成部品を有する。図６は、基板が正方形の代わりに円形であり、保持器１０４が、運動の２つの直交方向で基板１０２を保持し、ベルト１０６上で基板１０２を中心に置く傾向のある実施形態を示す。したがって、本発明のための多岐に渡る実施形態が、本明細書で熟慮される。

一実施形態では、ベルト１０６は、図７に示される市販の二重歯付きベルトから製造される。ベルト７０６は、ベルトのどちらかの側に置かれる歯付きで製造される。図７に示されるように、ベルト７０６は、ベルト１０６の上側で歯７０２の大部分を機械加工で取り去り（またはそれ以外の場合除去する）、保持器１０４の機能を果たす１本または複数の歯７０２を残すことによって改良される。ベルト１０６を形成するこの方法の利点は、それが実施するのが相対的に安価且つ容易であり、保持器１０４の位置を決定し、保持器１０４をベルト１０６面の上に接続するために必要とされる追加のステップがない点である。さらに、この方法は、ベルト１０６の初期製造の間の歯７０２の制御された位置決めのため、非常に正確な保持器１０４位置を提供する。さらに、歯７０２の表面特性は、上述されたように、保持器１０４に対して所望されるような外形に適合し、それらが非常に耐久性のあるように作り出される。

本発明の実施形態の前記説明は、図解および説明のために提示された。それは排他的となる、または開示される正確な形式に本発明を制限することを目的としていない。上記教示を鑑みて、明白な修正または変形が可能である。本実施形態は、本発明の原理およびその実際的な応用の図解を提供し、それによって当業者が多用な実施形態で、および熟慮されている特定の使用に適するような多様な変型を用いて本発明を活用できるようにするために選ばれ、説明される。かかる全ての変型および変形は、それらが、適正に、法律的におよび公平に与えられている広さに従って解釈されるときに、添付特許請求の範囲によって決定される本発明の範囲内にある。

Claims (20)

1. 基板用輸送システムであって、
   前記基板をその上で受け取るための少なくとも１本のベルトと、
   前記ベルト上に離間距離で配置される保持器であって、前記離間距離が少なくとも前記基板の幅と同程度に幅広く、前記基板が前記保持器にぶつかるときに、前記基板が摺動するのを妨げるのに十分である、前記ベルト上方の隆起まで上昇する前記保持器と、
   前記ベルトを移動するためのモータと、
   前記ベルトが加速するより速く前記ベルトが減速するように、前記ベルトの非対称の加速および減速を提供し、それによって連続する加速サイクルおよび減速サイクルを通して前記基板を前記保持器に対して位置合わせするための運動コントローラと、
   を備える輸送システム。
2. 前記少なくとも１本のベルトが、前記基板よりも幅広い単一のベルトを備える、請求項１に記載の輸送システム。
3. 前記少なくとも１本のベルトが、前記基板よりも狭い単一のベルトを備える、請求項１に記載の輸送システム。
4. 前記少なくとも１本のベルトが２本のベルトを備え、前記２本のベルトのそれぞれが、前記基板の幅の半分よりも狭い、請求項１に記載の輸送システム。
5. 前記基板が前記保持器に対して固着することなく、前記基板が前記ベルトから容易に取り外すことができるように、前記保持器が上部に向かって傾斜している、請求項１に記載の輸送システム。
6. 前記保持器が、単一の寸法で前記基板を位置合わせするように構成される、請求項１に記載の輸送システム。
7. 前記保持器が、２つの寸法で前記基板を位置合わせするように構成される、請求項１に記載の輸送システム。
8. 前記ベルトが方向的に摩擦のある面を有する、請求項１に記載の輸送システム。
9. 前記少なくとも１本のベルトが、前記基板のそれぞれの裏面表面積の約２０パーセントを塞ぐに過ぎない、請求項１に記載の輸送システム。
10. 基板用輸送システムであって、
    前記基板をその上で受け取るための２本のベルトであって、前記２本のベルトのそれぞれが前記基板の幅の半分よりも狭い２本のベルトと、
    前記ベルト上に離間距離で配置される保持器であって、前記離間距離が、前記基板の幅と少なくとも同程度に幅広く、前記保持器が、前記基板が前記保持器にぶつかるときに、前記基板が摺動するのを妨げるのに十分である前記ベルトの上方の隆起まで上昇し、前記基板が前記保持器に対して固着することなく、前記基板が前記ベルトから容易に取り外すことができるように、前記保持器が上部に向かって傾斜している、保持器と、
    前記ベルトを移動するためのモータと、
    前記ベルトが加速するよりも速く前記ベルトが減速するように、前記ベルトの非対称な加速および減速を提供し、それによって連続する加速サイクルおよび減速サイクルを通して、前記保持器に対して前記基板を位置合わせする、運動コントローラと、
    を備える輸送システム。
11. 前記保持器が、単一の方向で前記基板を位置合わせするように構成される、請求項１０に記載の輸送システム。
12. 前記保持器が、２つの寸法で前記基板を位置合わせするように構成される、請求項１０に記載の輸送システム。
13. 前記保持器が方向的に摩擦のある面を有する、請求項１０に記載の輸送システム。
14. 前記少なくとも１本のベルトが、前記基板のそれぞれの裏面表面積の約２０パーセントを塞ぐに過ぎない、請求項１０に記載の輸送システム。
15. 輸送ベルト上で基板を位置合わせするための方法であって、
    加速中に前記輸送ベルト上で前記基板を後方に摺動させるには不十分である第１の速度で前記輸送ベルトを加速するステップと、
    前記第１の速度よりも速い第２の速度で前記輸送ベルトを減速し、前記第２の速度が、減速中に前記輸送ベルト上で前記基板を前方に摺動させるほど十分であり、それによって連続する加速サイクルおよび減速サイクルの間に、前記輸送ベルト上に離間間隔で配置される保持器に対して前記基板を位置合わせするステップと、
    を含む方法。
16. 前記輸送ベルトが２本のベルトを含み、前記２本のベルトのそれぞれが、前記基板の幅の半分よりも狭い、請求項１５に記載の方法。
17. 前記基板が前記保持器に対して固着することなく、前記基板が前記輸送ベルトから容易に取り外すことができるように、前記保持器が上部に向かって傾斜している、請求項１５に記載の方法。
18. 前記保持器が、単一の寸法で前記基板を位置合わせするように構成される、請求項１５に記載の方法。
19. 前記保持器が、２つの寸法で前記基板を位置合わせするように構成される、請求項１５に記載の方法。
20. 前記輸送ベルトが方向的に摩擦のある面を有する、請求項１５に記載の方法。

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