TW201005975A - Method of forming a photovoltaic cell module - Google Patents

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TW201005975A
TW201005975A TW098108350A TW98108350A TW201005975A TW 201005975 A TW201005975 A TW 201005975A TW 098108350 A TW098108350 A TW 098108350A TW 98108350 A TW98108350 A TW 98108350A TW 201005975 A TW201005975 A TW 201005975A
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vacuum
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Steven D Crofoot
Kevin Houle
David C Johnson
Barry M Ketola
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Dow Corning
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Description

201005975 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於一種電池壓製機及一種利用電池壓製 機製造光伏打電池模組之方法。 本專利申請案主張兩者.均在2008年3月14曰申請之美國 臨時專利申請案序號61/036,748及61/036,752以及在2009年 1月22曰申請之臨時專利申請案序號61/146,551之優先權及 全部權利。該等臨時專利申請案之全文以提及方式明確地 併入本文中。 【先前技術】 太陽能或光伏打電池係用於將光轉換為電力的半導體器 件。在許多應用令，將光伏打電池囊封以製造光伏打電池 模、.且（以下稱為「模組」），從而為光伏打電池提供抵抗環 境因素（例如風及雨）之額外保護。然而，迄今本技術中熟 知的囊封方法昂貴且耗時並且在許多情形中無效。 通*利用電池壓製機囊封光伏打電池。光伏打電池及基 板（其具有佈置於基板上之連結層）係放置於電池壓製機 内電池壓製機接觸具有連結層之光伏打電池以採用連結 層囊封光伏打電池。電池壓製機施加壓力至光伏打電池以 將光伏打電池放置於連結層上，以便藉由連結層部分囊封 或藉由連結層完全囊封。 當光伏打電池接觸連結層時，氣泡被截獲於光伏打電池 與連結層之間。該等氣泡不利處在於氣泡使模組易受環境 I響此外，該等氣泡減小模組之光吸收能力。藉由施加 139J96.doc 201005975 壓力至光伏打電池’板擠出光伏打電池與連結層之間的某 些氣泡。然而’若連結層係液體或無充分黏性或穿透以允 許其符合或保持接觸連結層，其造成先前說明 之缺點，則 至光伏打電池之壓力施加未移除光伏打電池與連結層之間 的全部氣泡。此外，為移除任何可觀量之氣泡，必須施加 壓力至光伏打電池達一實質時間量，同時氣泡從光伏打電 池與連結層之間緩慢流出，其導致較慢程序，並且因此可
無成本效率。換言之，必須施加壓力至光伏打電池之要求 a加用於模組之生產的循環時間，由於在給定時間量内可 裝配較少模組，其從製造觀點看顯然不合需要。同樣，用 以從光伏打電池與連結層之間移除氣泡的M力施加不利的 係無效且耗時。 因此，仍有機會開發電池麼製機及製造模組之方法，其 消除光伏打電池與連結層之間的氣泡。亦仍有機會開發電 池Μ製機及以時間有效及成本有效方式製造模組之方法。 【發明内容】 麥發明包括一種利用電 ^ 衣馎表&包括光伏打龟池之 光伏打電池模組之方法，該電池㈣機具有—平台及與該 平台分隔且可相對於該平台移動之—板。該方法包含將= 伏打電池佈置於板與平台之間且將光伏打電池與平4 隔。該m步包含將—基板及—連結Μ人光 :::台之間’且在基板與光伏打電池之間該基板係藉由 该平台支撐以及該連結層係藉由該基板支律，並且光伏打 電池與連結層之間具有-空間。該方法進-步包括= 139196.doc 201005975 打電池及平台之至卜者朝另—者移動，直至光伏打電池 接觸連結層’以及在光伏打電池與連結層之間應用一真 空，以便在光伏打電池接觸連結層時抽空光伏打電池與連 結層之間的空間。 本發明亦包括用於製造光伏打電池模組之電池㈣機。 電池麼製機包含一平台，其用於支揮—基板及藉由基板支 撐之-連結層。板係與平台分隔並且平台及板之至少一者 可朝另-者移動及從另__者移開。電池壓製機包括—機 制，其用於懸掛與基板分隔之光伏打電池及抵靠板之連結 層，以界定光伏打電池與連結層之間的。電池磨製機 亦包括真空系統，其用於在平台及板之至少一者朝另一者 移動時抽空光伏打電池與連結層之間的空間。 由於抽空光伏打電池與連結層之間的空間，未在光伏打 電池與連結層之間製造氣泡。結果，模組在結構上強固， 即更能抵抗環境損壞，並且吸收增加之光量。此外，由於 未製造氣泡，用以囊封連結層内之光伏打電池之壓力量及 壓力施加的持續時間係減小。消除壓製步驟減小製造模組 所需之時間並且減小在程序期間斷裂電池之風險。此時間 及電池斷裂之減小增加模組製造之成本效益。 【實施方式】 參考圖式，其中在所有數個視圖中相似數字指示相似零 件，本發明包括一般顯示於20處之電池壓製機，以及利用 電池壓製機20製造光伏打電池模組22(以下稱為「模組」） 的方法。模組22通常包括光伏打電池23並且通常包括至少 139196.doc 201005975 一基板64及耦合至光伏打電池23之一連結層66。應明白， 模組22可包括複數個光伏打電池23並且可將複數個光伏打 電池配置為光伏打電池23之陣列。通常光伏打電池23之陣 列係電性互連在一起。下文將進一步詳細說明光伏打電池 23。應明白，電池壓製機20並不限於本文所揭示之模組22 及方法並且可用於製造除本文所揭示的模組22外之產品， 以及可用於實行除本文所揭示之方法外的方法。此外，應 明白，該方法並不限於本文所揭示之光伏打電池23及電池 壓製機20並且可用於製造除本文所揭示之模組22外的產 品，以及可採用除本文所揭示之電池壓製機20外的裝置實 行。 電池壓製機20包括平台24及與平台24分隔之板26。在圖 式中所示之組態中，將平台24維持固定並且水平定位以在 模組22之製造前、期間及之後支撐模組22之件，如下文所 論述。如圖1及2中最佳地顯示，滑梭板28可用於在平台24 與板26之間運輸光伏打電池23。 板26及平台24可相對於彼此移動。換言之，板26可係固 定，且平台24可相對於板26移動；平台24可係固定，且板 26可相對於平台24移動；或板26及平台24兩者均可移動。 在圖式中所示之組態中，將板26維持平行於平台24以在模 組22之製造期間確保平台24與板26之間的模組22上之均勻 壓力。 電池壓製機20可包括蓋子30，且板26係在蓋子30與平台 24之間耦合至蓋子30。板26可相對於蓋子30朝平台24移動 139196.doc 201005975 及從平台24移開。板26可藉由任何類型之動作傳送系統相 對於蓋子30移動，包括（但不限於）氣動、液壓或機械系 統。 在圖式中所示之組態中，板26係氣動耦合至蓋子3〇。換 吕之板26相對於蓋子3〇之相對移動係藉由第一真空系統 32以氣動方式控制。板26及蓋子3〇界定其間之處理室34, 並且係採用密封件36彼此氣密密封。例如，密封件％可係 彈性材料，例如橡膠或類似材料，以在允許板26相對於蓋 子30移動外確保板26上方及下方之區域的分離。 例如，第一真空系統32包括一對閥。在此一組態中，閥 之一者係闕閉並且透過另一閥抽成真空以將板26朝蓋子3〇 拉動。可藉由打開閥釋放真空以允許板26從蓋子3〇移開。 蓋子30及平台24可相對於彼此移動。通常，平台24保持 固定並且蓋子30朝蓋子30移動及從蓋子30移開。應明白， 蓋子3〇及平台24可相對於彼此平移或旋轉(即繞鉸鏈)移 動。亦應明白，蓋子30及平台24可藉由手動操作或藉由以 液壓、氣動、機械等方式操作之系統相對於彼此移動。 蓋子30經組態用以氣密密封至平台24。明確而古，蓋子 3〇包括頂㈣及㈣4G。側㈣之末端42_計以在接觸 平台24時採用平台24氣密密封。密封件在圖2、4及5中係 f由蓋子密封件44實現。例如，蓋子密封件44係「〇」型 ’、而任何適σ替代方案可用於確保側壁係氣密密 封至平台24。 其防止壓板26 電池麼製機20包括至少—機械終止件祁， 139196.doc 201005975 朝蓋子3 0過遠地回墙为 疋犯U縮。在圖式中所不之組態中，將機械終 止件46佈置於壓板26與蓋子3〇之間。 板26經組態用以從基板64及連結層_掛光伏打電池 23 ’以界定光伏打電池23與連結㈣之間的空間。明確而 . $ ’板26界定孔徑48 ’並且更明“言界定複數個孔徑， - ^過其抽吸真空以懸掛光伏打電池23,如下文所更詳给地 提出。在圖1至6中所示之組態中，經由複數個連接管邱 • 每一孔徑48連接至第二真空系統5〇。例如，第二真空系統 L括第一對閥’其用於透過複數個孔徑抽成及解除真 空。 平台24界定平台孔徑54，並且更明確而言界定複數個平 台孔徑。每一平台孔徑54係連接至第三真空系統56。例 如，第二真空系統56包括第三對間。提供第三真空系統％ 使得當蓋子30及平台24係密封在一起時，可藉由（例如）關 閉第三對閥之-者及透過另一者應用真空來控制板％與平 • 台24之間的區域内之大氣。通常，例如，採用第三真空系 統56在平台24與板26間抽吸完全真空，即3〇 inHg，以消 除光伏打電池23與連結層66之間的氣泡之製造，如下文所 進一步說明。然而，應明白平台24與板26之間的真空可係 小於完全真空，而不背離本發明之性質。例如，板％與平 台24之間的真空可相對於大氣壓力具有小於25 inHg^量 值’即小於0 in.Hg且大於-25 in.Hg。 雖然期望在真空内進行模組22之製造，若程序需要惰性 大氣之存在，則透過第三對閥之一者引入惰性氣體(例如 139196.doc 201005975 例如’對於基本的係移除氧之情況，可在應用真空 經由第三對閥之一者採用惰性氣體沖洗板26與平台24之 的空間。應明白’第-、第二及第三真空系統可：有共 同真空源或不同真空源。 第-真空系統32可包括第一壓力差動控制器49，以控制 第二真空系統56與第一真空系統32之間的真空差異。明確 而言，例如，當藉由第三真空系統56在平台24與板％之間 抽吸真空時，第一壓力差動控制器49最初維持第一壓力系 統32内之真空，使得板26保持與平台24分隔。在藉由第三 壓力系統56於板26舆平台24之間抽吸真空後，第一壓力差 動控制器49釋放第一真空系統32内之真空（即’釋放至到 達大氣壓力）使得板26與平台24之間的真空將板％朝平台 24拉動。或者，第一壓力差動控制器的部分釋放第一真空 系統32内之真空。在此一情況中，第一壓力差動控制器49 部分釋放真空（即，藉由板26及平台24維持第一真空系統 32内之某些真空以避免光伏打電池23上之過量壓力），其 可導致光伏打電池23之斷裂，例如藉由破裂。例如，第一 壓力差動控制器49可釋放第一壓力系統32内之真空，以在 第二壓力系統56與第一壓力系統32之間維持3至3〇 in Hg的 真空差異。 第一麼力差動控制器49可控制板26與蓋子30之間的正壓 力’以在藉由第三真空系統56於板26與平台24之間抽吸真 •X*夺將板26朝平台24推動。可將此一正壓力引入板26與蓋 子30之間’例如，以降低電池壓製機20之循環時間及/或 139196.doc 201005975 將光伏打電池23推動至造& a 也 勒1連結層66内。應明白，可透過第一 真空系統32或透過分離系統遞送正空氣壓力。 例如’第-壓力差動控制器49可包括與第一真空系統” 及第二真空系統56連通之壓力《測器（未顯示）、與壓力感 測器連通之電子控制器(未顯示)以及與電子控制器連通之 至少-閥’其用於控制第—真空系紐之真空。應明白， ^一壓力差動控制器49係、示範性並且任何控制器可用於調
節第一真空系統32相對於第三真空系統56之壓力，而不背 離本發明之性質。 第二真空'系統5G可包括第二壓力差動控制器51以維持第 二真空系統52之真空的量值。換言之，在第三真空系統％ 改變板26與平台24之間的真空時，第二壓力差動控制器” 改變第二真空系統52之真空以維持第二真空系統52與第三 真空系統56之間的真空差異。第二壓力差動控制器”可將 第二真空系統52之真空維持在稍微低於第三真空系統“之 真空，例如小至0.5 in.Hg，如下文所進—步說明。例如， 第二壓力差動控制器51可將壓力差異維持在一位準，以便 可懸掛光伏打電池23而不損壞光伏打電池23，例如藉由破 裂。然而，應明白第二壓力差動控制器5丨可將真空差異維 持在除〇與30 in.Hg之間以外之任何量值，而不背離本發明 之性質》 例如，第二壓力差動控制器51可包括與第二真空系統52 及第三真空系統56連通之壓力感測器（未顯示）、與壓力感 測器連通之電子控制器（未顯示）以及與電子控制器連通之 139196.doc • 11 - 201005975 。應明白， 器可用於調 力，而不背 至少一閥，其用於控制第二真空系統52之真空 第二愿力差動控制器51係示範性並且任何控制 節第二真^統52相對於第三真空系㈣之遷 離本發明之性質。 板26可具有附接至其的緩衝材料⑽。緩衝材料漸止 在板26接料時對模⑽之件㈣壞，如下文所論述。緩 衝材料58包括與孔徑48對準之開口。開口之大小通常大於 參 孔徑48之大小料隸狀大小絲決於緩衝材 料58之柔軟度。 圖7顯示本發明之額外具體實施例並且使用與圖！至6中 相同之編號方案。在圖7之具體實施例，，藉由以將第二 真空系統50鏈接至板26内之鑽孔62之單一連接管6〇取代連 接管52來避免需要複數個連接管52。將鑽孔以連接至板％ 内之孔徑48。 模組22包括基板64、應用於基板64之連結層66以及藉由 連結層66部分或完全囊封之光伏打電池23。基板64及連結 層66通常係透明以允許光到達光伏打電池。然而，基板M 通常係玻璃’應明白基板64可係任何類型之材料，而不背 離本發明之性質。例如，基板64可係金屬箔及/或有機氟 聚合物，例如乙烯四氟乙烯（ETFE)、聚氟乙烯（pvF)、
Tedlar®、聚酯 /Tedlar®、Tedlar®/聚酯 /Tedlar®，或單獨或 塗布有基於矽及氧（Si〇x)之材料的聚對苯二曱酸乙二酯 (PET)，或者PET/SiOx-PET/Al基板。取決於基板64之化學 性質’可將連結層66未處理地應用於基板64，但在認為適 139196.doc 201005975 當處’可將適合底漆或黏合促進劑應用於基板64表面上， 以確保連結層66與基板64之間的良好黏合。
連結層6 6可係進一步定義為囊封物並且通常係聚矽氧囊 封物或有機囊封物。連結層66可係任何聚矽氧囊封物或任 何有機囊封物，例如乙基醋酸乙烯（EVA)。Eva係熱塑 性，其在高於80°C之溫度下熔化。然而，在從大約25t至 小於大約8代之溫度下，EVA可係、凝膠或可係凝膠狀。有 機囊封物（例如EVA)可經再形成，從而即使在升高溫度下 也製造凝膠或係凝膠狀。儘管未要求，連結層66通常具有 從0.1至1G0毫米之穿透及小於_〇6 §咖之_黏性值。值 「穿透」通常亦可稱為「穿透深度」《「穿透值」。儘管 穿透及黏性值通常係在室溫下決定，用於穿透及黏性值之 此範圍也適用於㈣其他溫度下。雖然根料請者在簡 年3月14日申請之共同待審美國臨時專利申請案第 6W03M52號及在2_w月22日申請之第61⑽，551號， 連結層可係聚碎氧材料，也可㈣任何適合聚石夕氧材料， 而不背離本發明之性質。 在模組22包括光伏打電料狀情況中，通常綠打電 池23之陣列係在放置於滑梭板28前電性互連在一起。因 此，光伏打電池之電性連接陣列诵 逆镣丨早幻通常係以預定位置放置於 滑梭板28上。光伏打電池23可係雷 JL Λ 、 Μ係電性連接成適當大小及形 狀之陣列，並且將適當定位之適 、σ進凌排條焊接至立以便 可繼模組22之製造後從外部電性連接陣列。 /、 如圖8中所示，模組22亦可包括 弟一'連結層70，其與來 139196.doc 201005975 自連結層66之光伏打電池23相對地部分囊封光伏打電池 23，以及第二基板72，其係與來自光伏打電池23之第二連 結層70相對地黏著至第二連結層70。第二基板72在行業中 通常稱為背片。第二基板72可與第一基板64相同或不同， 並且第二連結層70可與連結層66相同或不同。基板64及第 二基板72之至少一者對陽光透明並且用於保護光伏打電池 23之一側免於可能有害的環境條件。 例如，假若第二連結層70與連結層66之間存在充分黏 附，第二連結層70可係基於聚矽氧之液體或凝膠、在申請 者之共同待審申請案PCT/US06/043073中說明之類型的熱 熔聚矽氧片或任何其他適合囊封物材料，例如乙基醋酸乙 烯（EVA)、來自德拉瓦州 Wilmington 市之 E.I. DuPont de Nemours & Co.的Tedlar®膜以及UV可固化胺基甲酸醋。第 二連結層70不需要對光透明，因此當其存在時，可藉由在 其中併入強化微粒填充劑來加強。當第二連結層70填滿強 化微粒填充劑時，藉由強化微粒填充劑提供之額外強度避 免第二基板72之需要。 模組22係由於光伏打效應將光能轉換為電能之類型。更 明確而言，模組22實行兩種主要功能。第一功能係電荷載 子（例如電子及電洞）在光吸收材料内之光產生。第二功能 係將電荷載子導向至導電接點以傳送電力。 模組22可用於任何行業中，包括（但不限於）汽車、小型 電子元件、偏遠地區電源系統、衛星、太空探測器、無線 電話、水幫浦、格柵連結電性系統、電池、電池充電器、 139196.doc -14· 201005975 光電化學應用、聚合物太陽能電池應用、奈米結晶太陽能 電池應用及染料敏化太陽能電池應用。模組22通常係用於 屋頂上、連接至備用電池之鄉村地區内以及DC幫浦、信 號浮標等等内。陣列可係平面或非平面並且通常用作單一 電力產生單位，其中模組22係以產生電壓之此一方式互 連。 本發明之方法提供模組22之基板64、連結層66及光伏打 φ 電池23之裝配。應明白，該方法可用於製造具有連結層66 之一光伏打電池23或可用於製造具有連結層66之光伏打電 池23之陣列。該方法亦提供模組22之第二連結層7〇與第二 基板72的裝配。 該方法包括將電池壓製機20定位於開放位置内並且明確 地包括將板26移動至蓋子30内之回縮位置以及將蓋子3〇從 平台24移開至圖1中所示之位置。更明確而言，該方法包 括將真空應用於蓋子30與板26之間以將板26朝蓋子30移動 φ 至回縮位置。 在電池壓製機20位於開放位置内時，該方法包括將光伏 打電池23佈置於板26與平台24之間，如圖i中所示。明確 - 而言，例如’以適當預定位置將一或多個光伏打電池23同 - 時放置於滑梭板28上，並且將滑梭板28放置於平台24上之 預疋位置内。滑梭板28支撐光伏打電池23，以便在平台24 與板26之間傳輸光伏打電池23。可使用任何適合構件引入 光伏打電池23，其可係自動操作' 手動操作或機器人操 作例如，可將多轴機器人（較佳的係六個轴）整合至系統 139196.doc •15· 201005975 内，以便將光伏打電池23定位於滑梭板28或類似物上，或 者若未使用滑梭板28則直接定位於平台24上。此一機器人 可額外地在其後用於將基板64準確定位於平台以上以及用 於移除將光伏打電池23壓製於連結層66内或上之基板以。 用於抓住及操控光伏打電池23及/或基板64之機器人抓持 器（即附接至將操控光伏打電池23或模組22的機器人之黏 著臂的器件）可係任何適合類型，但較佳的係一系列真空 吸杯，其經調適以將光伏打電池23或模組22固定於平坦 (通常係水平）平面内。 在將光伏打電池23佈置於板26與平台24之間後，蓋子％ 係朝平台24移動並且接觸平台24。明確而言，蓋子密封件 44接觸平台24並且將蓋子3〇密封至平台24。 在將光伏打電池23進-步定義為光伏打電池23之陣列的 情況中’陣列係裝配至連結層66。該方法包括將光伏打電 池23之陣列引入平台24與板％之間且光伏打電池η係鱼板 26之複數個隸對準。換言之，光伏打電池23之陣列係定 位使得當關閉蓋子30並且㈣板26朝光伏打電池23移動 時’如下文所說明，光伏打電池23之陣列的每一者分別在 孔控54之一者處接觸板26。 在將光伏打電池23佈置於板26與平台24之間並且將蓋子 3〇密封至平台24後，該方法進—步包括絲伏打電池似 板26之-者朝另-者移動以接合（例如接觸）板2續光伏打 電池23，"°圖2中所示。明確而言，如上所聲明，將真空 應用於蓋子30與板26之間以將板26朝蓋子3q移動至回縮位 139l96.doc -J6· 201005975 置並且此真空將板26維持在回縮位置内。接著採用第三真 空系統56將真空應用於板26與平台24之間。接著解除蓋子 30與板26之間的真空以允許板26相對於蓋子3〇朝光伏打電 池23移動至延伸位置。明確而言，一旦將滑梭板28正確定 - 位於平台24上，則關閉蓋子3〇並且藉由先前應用於蓋子3〇 • 肖板26之間的真空之釋放來延伸板％ ’使得黏附於板狀 緩衝材料接觸滑梭板28上之光伏打電池23。 • 肖方法進一步包括維持與平台24分隔之光伏打電池23， 即從平台24懸掛。明確而言，板26支撐光伏打電池^，即 板26將光伏打電池23維持在與平台24分隔之位置内，如圖 3中最佳地顯示。在圖式中所示的組態中，當將板％與光 伏打電池23接合時’該方法進一步包括透過孔徑48採用第 二真空系統50將真空應用於孔徑48與光伏打電池23之間， 以將光伏打電池23朝板26拉動。應明白，電池壓製機2〇可 (例如）藉由真空給予力’以從上方抬起光伏打電池23，如 . 目3中最佳地顯不，或者在圖式中未顯示的不同組態，， 板26可從光伏打電池23下方支撐光伏打電池23。亦應明 白，板26可以除藉由真空外的任何方式支律光伏打電池 23 ’而不背離本發明之性質。 在包括第二壓力差動控制器51之組態中，第二壓力差動 控制器51可用於維持第二真空系統52與第三真空系統处 間的低壓力差動，以最小化斷裂光伏打電池23之可能性， 例如藉由破裂。換言之，第二壓力差動控制器51可用於將 第一真空系統52内之真空維持在足夠高之量值下以維持光 139196.doc 201005975 伏打電池23抵靠板26，以及在足夠低之量值下使得光伏打 電池23不會因真空斷裂。明確而言，當板26與平台24之間 的空間處於大氣壓力下時，第二真空系統52内之真空可處 於低量值下。當藉由第三真空系統56抽空板26與平台24之 間的空間時，必須增加第二真空系統54之真空以維持光伏 打電池23抵靠板26。 在本文所說明之具體實施例中，第一真空系統52及第三 真空系統56用於相對於平台24移動板26。在替代具體實施 例中，平台24及/或滑梭板28包括至少一接針，其支撐光 伏打電池23。延伸接針以將光伏打電池23朝板26移動，從 而接合光伏打電池23與板26。例如，接針可延伸以將光伏 打電池23朝孔徑54移動並且第二真空系統可在孔徑54内應 用真空以保持光伏打電池23抵靠板26。 一旦透過孔徑應用真空以抬起光伏打電池23，該方法進 一步包括將真空應用於蓋子30與板26之間以將板26與平台 24分隔。換言之，將真空應用於蓋子30與板26之間並且板 26係回縮，使得光伏打電池23保持接觸壓板26上之缓衝材 料，同時壓板26處於其回縮位置内。電池壓製機20位於開 放位置内，即蓋子30係從平台24移開。在電池壓製機20處 於開放位置内時，移除滑梭板28。 該方法進一步包括以預定位置將基板64及連結層66引入 光伏打電池23與平台24之間，如圖3中最佳地顯示。在基 板64與光伏打電池23之間藉由平台24支撐基板64並且藉由 基板64支撐連結層66。光伏打電池23及連結層66界定其間 139196.doc -18· 201005975 之一空間》 在將基板64及連結層66佈置於光伏打電池23與平台24 後，該方法進一步包括將蓋子3〇朝平台24移動並且使其接 觸平台24，如圖4中最佳地顯示。明確而言，蓋子密封件 . 44接觸平台24並且將蓋子30密封至平台24。 . 在將蓋子30密封至平台24後，該方法進一步包括將光伏 打電池23及平台24之一者朝另一者移動，直至光伏打電池 φ 23接觸連結層66，如圖5中所示。在圖式中所示之組態 中’藉由將真空應用於板26與平台24之間相對於平台24移 動板26，以將板26朝平台24移動。明確而言，在應用板26 與平台24之間的真空後解除蓋子3〇與板26之間的真空，以 允許板26朝平台24移動。此外，可將正壓力引入板26與蓋 子30之間以將板26朝平台24移動。由於將真空應用於板26 與平台24之間，在光伏打電池23接觸連結層66時抽空光伏 打電池23與連結層66之間的空間。 ❹ 換言之，一旦關閉蓋子3〇,藉由透過第三真空系統56應 用真空來抽空一封閉區域，其係藉由板26、平台24、壁4〇 及蓋子30製造。在如圖5中描述之抽空後，接著藉由透過 第一真空系統32釋放真空來延伸板26。在藉由透過孔徑應 • 用真空藉由板26支撐光伏打電池23時板26之延伸造成將光 伏打電池23推動至或部分推動至連結層66内或上。此外， 在將正塵力引入板26與蓋子30之間的情況中，板將光伏打 電池23推動至或部分推動至連結層66内或上。亦可加熱連 結層6 6以促進將光伏打電池2 3充分插入至或部分插入至連 139196.doc -19- 201005975 結層6 6内或上。在加熱連結層6 6之情況中，可加熱板2 6及/ 或平台24以傳導性加熱連結層66。 由於抽空光伏打電池23與連結層66之間的空間，未在光 伏打電池23與連結層66之間製造氣泡。結果，模組22結構 上係強固並且吸收增加之光量。此外，由於未製造氣泡， 不需要壓製光伏打電池23以從光伏打電池23與連結層66之 間擠出氣泡。消除壓製步驟減小製造模組22所需之時間。 此時間之減小增加模組22之製造的成本效益。例如，將壓 力施加於光伏打電池23所需之時間係小於15秒。 應明白，在將蓋子30密封至平台24且基板64及連結層66 係佈置於其間以及藉由第三真空系統56在平台24與板26之 間抽吸真空後，可完全釋放第一真空系統32之真空。換言 之，第一真空系統32可係開放至大氣壓力。或者，如上所 提出，第一壓力差動控制器49可部分釋放第一真空系統32 之真空。或者，如上所提出，第一壓力差動控制器49可將 正氣壓引入板26與蓋子30之間，以將板26從蓋子30朝光伏 打電池23移開。 在光伏打電池23接觸連結層66後，透過板26之孔徑48解 除真空以從板26釋放光伏打電池23。在透過板26之孔徑48 解除真空後，該方法包括將板26及平台24之一者從另一者 移開，如圖6中所示。更明確而言，在圖式中所示之組態 中，該方法包括將真空應用於蓋子30與板26之間並且解除 板26與平台24之間的真空以將板26從平台24朝蓋子30移開 至回縮位置。 139196.doc -20- 201005975 在將板26從平台24移開後，將蓋子3〇從平台24移開以允 許將基板64、連結層66及光伏打電池23從板％與平台“之 間移除。接著可從板26與平台24之間移除基板64、連結層 66及光伏打電池23。當從板26與平台24之間移除基板64、 . 連結層66及光伏打電池23時，以上相對於本發明之電池壓 製機20說明的方法係以新基板64、連結層66及光伏打電池 23重複。 φ 在將第二連結層及第二基板72應用於模組22之情況 中’可在從電池壓製機20移除基板64、連結層66及光伏打 電池23前或後應用第二連結層7〇及第二基板72。 當在從電池壓製機20移除基板64、連結層66及光伏打電 池23後應用第二連結層70及第二基板72時，例如，接著可 將基板64、連結層66及光伏打電池23傳輸至固化系統，例 如爐’或當需要完成模組22之製造時傳輸至一進一步塗布 機。明確而言，當將第二連結層70應用於光伏打電池23 癱 時’可在固化爐中部分或完全固化連結層66及/或第二連 結層70 ^接著通常將基板64、連結層66、光伏打電池23及 第二連結層70之裝配件運送至用於應用第二基板72之一 ' 站’例如壓輪、層壓機或類似於電池壓製機20之器件。 • 如下文所進一步說明，例如’可採用用於將光伏打電池 23應用於連結層66的電池壓製機20或與電池壓製機2〇相同 或類似之另一壓製機應用第二連結層70及第二基板72。然 而’應明白第二連結層70及第二基板72可以任何形式應 用’而不背離本發明之性質。 139196.doc •21 - 201005975 可在將基板64及連結層66引入至電池壓製機20内前將連 結層66應用於基板64。或者，可將連結層66應用於電池壓 製機20内之基板64。可完全獨立於基板64而將連結層66預 先製造成膜、片、疊片等。在實行連結層66之此一情況 中，接著通常在電池壓製機2〇外部或在電池壓製機2〇内將 連結層66應用於基板64。連結層66可由本技術中熟知的任 何適合化合物製造及/或包括任何適合化合物，並且該等 化合物可或可不需要固化。在應用固化之情形中，該或該
等化合物係以可固化組合物之形式。基板64可在電池壓製 機20内或獨立於電池壓製機2〇採用可固化組合物塗布。在 獨立於電池壓製機20採用可固化組合物塗布基板以時，接 著將基板64及可固化組合物或連結層％一起引入至電池壓 製機20内。可採用塗布機74將製造連結層％之任何組合物 (可固化或其他形式）應用於基板64，該塗布機74係以本技 術中熟知的任何適合應用方法應用，包括（但不限於）噴
塗、流動塗布、簾塗布、浸塗、擠壓塗布、到刀塗布、網 版塗布、層壓、溶化、澆铸以及其組合。 若需要，接著固化或部分固化連結層66。通常，此步 採用以下形式：將基板64上之連結層66傳輪/運送至適 固化機制，其通常係固化爐76等，並且在預定溫度下部 或完全固化達預定時間週期。預定溫度及預定時間週期 取決於所使用之連結層66及所需要之固化程度。此通常 取決於所需要之近似固化程度，即，較佳的係連結⑽ 係使用根據本發明之設備及方法在應用步驟期間固化至 139196.doc -22· 201005975 許操控光伏打電池23或將其推動至連結層66内、部分推動 至其内或僅推動至其上的—點。 連結層66通常係液體或凝膠形式。在後一情形中，通常 以液體形式將其應用於基板64上並且接著固化或部分固化 成凝膠。根據本發明之凝膠實質上係不可流動、高度可變 形材料，較佳的係具有能夠濕潤及黏附於基板64之表面的 父聯網路較佳的係此一凝膠保持黏性的，即膠黏的，從 • 而致能本發明之電池壓製機2〇以確保可採用足以將光伏打 電池23推動至連結層66内、部分推動至連結層66内或僅推 動至連結層66上的力將光伏打電池23應用於黏性凝膠上。 例如，在將光伏打電池23推動至連結層66内之情況中，光 伏打電池23可穿透至凝膠基質内，使得其在每一面上係採 用凝膠完全包圍。 可利用將連結層66應用於基板64的任何適合方法。通常 藉由流動塗布應用連結層66。然而，應明白，如上所說 • 明，可藉由喷塗、簾塗布、浸塗、擠壓塗布 '刮刀塗布、 網版塗布應用連結層66。 如上所論述，連結層66可係任何類型之材料，而不背離 本發明之性質。連結層66及其製備之範例係在以下說明並 且應明白以下說明係示範性。連結層66可由組合物製造， 其係一部分式組合物或多部分式組合物，通常係兩部分， 其一部分内具有某一聚合物及整個交聯劑含量而第二部分 内具有t合物之剩餘部分與整個催化劑含量。接著在應用 前立即互混第一部分及第二部分，然後將互混凝膠組合物 139196.doc -23· 201005975 艰扣价悉槪μ上，以及若需要，在引入至本發明之電池壓 製機20内前，允許至少部分固化。固化程序可發生於室溫 下，但此可能佔用數小時，特別係當次化學計量位準之交 聯劑存在於組合物内時。此一固化程序較佳的係取決於因 素（例如目前所需要之固化速度及存在於組合物内之交聯 劑的濃度）在大約〇°C與200。(：之間的適合（通常係預定）溫度 下進行。加熱固化程序可以批次或連續模式在任何適合爐 或類似物内進行，但連續模式係最佳。該等固化要求係取 決於因素，例如目前所需要之固化速度及存在於組合物内 之交聯劑的濃度。 通常在將連結層66應用於基板64前製備及塗布基板64。 最初，以水清洗基板64並且其上待應用連結層66的基板Μ 之側面係採用酒精溶液（例如異丙醇）進一步清潔。以水及 酒精溶液之清洗可採用（例如）基板清洗器78實行。基板64 通常係在清洗後用機器人處置，以防止污染已清洗基板 64。或者或除機器人處置外，一旦乾燥，將遮罩或框架放 置於基板64之周邊周圍。接著以囊封物塗布基板以並且在 200°C下於爐内部分固化達1與15分鐘之間的週期。 可應用曰在覆盖模組2 2之邊緣的保護密封件。或者或此 外，模組22可係侷限在周邊框架内，其通常由鋁或塑膠材 料製成。若當插入至電池壓製機20内時連結層66未固化此 點尤其重要。 圖9中顯示用於生產模組22之裝配線的具體實施例。應 明白’圖9之裝配線係示範性並且模組22可在任何類型之 139196.doc -24- 201005975 裝配線上生產而不背離本發明之性質。在圖9中所示之具 體實施例中’基板64、連結層66、第二基板72、第二連結 層70及光伏打電池23係在滑梭板28上之站間移動。通常經 由運送機帶移動滑梭板28。裝配線包括基板線82、橫向延 伸至基板線8 2之光伏打電池線8 4以及橫向於基板線8 2延伸 之第二基板線86。 參考基板線82，如上所說明，在基板清洗器78内清洗基 板64。接著將基板64傳輸至塗布機74，其中將連結層66應 用於基板64。接著在傳輸至電池壓製機2〇前將基板64及連 結層66傳輸至固化爐76。 光伏打電池線84包括光伏打電池製備區段85。可在光伏 打電池製備區段85處將光伏打電池23定位於滑梭板以上。 在包括光伏打電池23之陣列的情況中，可在光伏打電池製 備區段85處將光伏打電池23組合成陣列。在電池壓製機2〇 處於開放位置内時，將滑梭板28傳輸至電池壓製機裝 配線包括軌道系統，包括終止件9〇，如圖j至6中所示其通 常從平台24延伸，以便在電池壓製機2〇内將滑梭板28精確 定位於平台24上。應明白，圖！至6中所示之終止件9〇係示 範性並且可使用任何類型之終止件而不背離本發明之性 質。如上所說明，電池壓製機2〇從滑梭板28抬起光伏打電 池23並且在板26上從平台24懸掛光伏打電池23。在電池壓 製機20處於開放位置内時，從電池壓製機2〇向外傳輸滑梭 板28。 在光伏打電池23在板26上從平台24懸掛時，將基板64從 139196.doc -25- 201005975 固化爐76傳輸至電池壓製機20。同樣，可利用終止件90精 確定位滑梭板28。如上所說明，將光伏打電池23與連結層 66及基板64組合。 將基板64、連結層66及光伏打電池23從電池壓製機20傳 輸至另一塗布機74,其中將第二連結層70應用於光伏打電 池23及連結層66。接著將基板64、連結層66、光伏打電池 23及第二連結層70傳輸至另一固化爐76以固化第二連結層 70 ° 第二基板線86包括第二基板製備區段87，其可包括另一 基板清洗器78以清洗第二基板72。可在第二基板製備區段 87處將第二基板72定位於滑梭板28上。接著將第二基板72 傳輸至第二基板應用器92。第二基板應用器92可與以上說 明之電池壓製機20相同以實行以上說明之相同方法，即， 以懸掛光伏打電池23及將其應用於連結層66的相同方式懸 掛第二基板72並且將第二基板72應用於第二連結層70。下 文之說明提出此一方法並且包括與上文共同之元件編號。 參考圖10，當電池壓製機20處於開放位置内時，將第二 基板72引入至滑梭板28上之電池壓製機20内，其可利用終 止件90加以精確定位。接著將電池壓製機20移動至關閉位 置，即將蓋子30朝平台24移動且使其接觸平台24。然後利 用第一真空系統52及第三真空系統56將平台24及板26之一 者朝另一者移動以接合板26與第二基板72。接著透過孔徑 48應用真空以將第二基板72朝板26拉動。然後利用第一真 空系統52及第三真空系統56將板26及平台24從彼此移開。 139196.doc -26- 201005975 參考圖11，在電池壓製機20處於開放位置内並且藉由從 平σ 24懸掛之板26支撲第二基板72時，基板64、佈置於笑 板64之頂部上之連結層66、佈置於連結層66之頂部上之第 二連結層70以及佈置於連結層66與基板70之間的光伏打電 池23係（例如）從固化爐76傳輸至電池壓製機20内，如圖9中 所示。如圖12中所示，使用第一真空系統52及第三真空系 統56’以便接著將第二基板72及平台24之一者朝另一者移 籲 動’直至第二基板72接觸第二連結層70。將真空應用於第 二基板72與第二連結層70之間，以便在第二基板72接觸第 二連結層70時抽空第二基板72與第二連結層70之間的空 間。 本發明已按解說性方式加以說明，並且應瞭解已使用之 術語旨在係說明詞語而非限制性詞語。顯然，在以上教導 内容的啟發下可進行本發明之許多修改或變更，並且可以 明確說明以外之方式實踐本發明。 • 【圖式簡單說明】 藉由結合附圖參考以上詳細說明，將容易地明白且較佳 地瞭解本發明之其他優點，其中： 圖1係電池壓製機之斷面圖，且電池壓製機之一平台支 -撐複數個光伏打電池並且電池壓製機之板處於與光伏打電 池分隔之回縮位置内； 圖2係電池壓製機之斷面圖，且板處於與光伏打電池接 觸之延伸位置内； — 圖3係電池壓製機之斷面圖，且板支撐處於回縮位置内 139196.doc -27· 201005975 之光伏打電池並且平台支撐基板及連結層； 圖4係電池壓製機之斷面圖，電池壓製機處於關閉位置 内並且板處於回縮位置内； 圖5係電池壓製機之斷面圖，且板處於延伸位置内並且 光伏打電池接觸連結層； 圖6係斷面圖’且板處於與光伏打電池分隔之回縮位置 内； 圖7係電池壓製機之另一具體實施例的斷面圖； 圖8係光伏打電池模組之斷面圖，其包括基板及第二基 板、連結層及第二連結層以及複數個光伏打電池； 圖9係包括電池壓製機之裝配件的示意圖； 圖10係電池壓製機之斷面圖，且板處於與第二基板接觸 之延伸位置内； 圖11係電池壓製機之斷面圖，且板處於從基板、連結層 及光伏打電池懸掛第二連結層的回縮位置内，·以及 圖12係電池壓製機之斷面圖，且板處於延伸位置内並且 第二基板接觸第二連結層。 【主要元件符號說明】 20 電池壓製機 22 光伏打電池模組/模組 23 光伏打電池 24 平台 26 板/壓板 28 滑梭板 139196.doc -28- 蓋子 第一真空系統 處理室 密封件 頂部 側壁 末端 蓋子密封件 機械終止件 孔徑 第一壓力差動控制器 第二真空系統 第二壓力差動控制器 連接管 平台孔徑 第三真空系統 緩衝材料 連接管 鑽孔 基板/第一基板 連結層 第二連結層 第二基板 塗布機 -29- 201005975 76 固化爐 78 基板清洗器 82 基板線 84 光伏打電池線 85 光伏打電池製備區段 86 第二基板線 87 第二基板製備區段 90 終止件 92 第二基板應用器 139196.doc -30·

Claims (1)

  1. 201005975 七、申請專利範圍： 1. 一種利用一電池壓製機製造包括一光伏打電池之—光伏 打電池模組之方法，該電池壓製機具有一平台及與該平 台分隔且可相對於該平台移動之一板，該方法包含： 將該光伏打電池佈置於該板與該平台之間且將該光伏 打電池與該平台分隔； 將一基板及一連結層引入該光伏打電池與該平台之 間’且在該基板與該光伏打電池之間該基板係藉由該平 σ支律以及§亥連結層係藉由該基板支撐，並且該光伏打 電池與該連結層之間具有一空間； 將該光伏打電池與該平台之一者朝另一者移動，直至 光伏打電池接觸該連結層；以及 在該光伏打電池與該連結層之間應用一真空，使得在 該光伏打電池接觸該連結層時抽空該光伏打電池與該連 結層之間的該空間。 2.如請求項1之方法’其中將該光伏打電池佈置於該板與 該平台之間係進一步定義為採用該板支撐該光伏打電 池。 3·如請求項1或2之方法’其中移動該光伏打電池及該平台 之一者係進一步定義為將該板及該平台之一者朝另一者 移動® 4.如請求項1之方法，其中移動該光伏打電池及該平台之 一者進一步包含：在該板與該平台之間應用一真空，同 時在該光伏打電池與該連結層之間應用該真空，以將該 139196.doc 201005975 · 板朝該平台移動。 5. 如請求項1之方法，其中該電池壓製機包括一蓋子，且 該板係在該蓋子與該平台之間氣動耦合至該蓋子以及可 相對於該蓋子朝該平台移動及從該平台移開，以及進一 步包含在將該基板及該連結層引入該光伏打電池與該平 台之間前在該蓋子與該板之間應用一真空，以將該板與 該平台分隔。 ' 6. 如S青求項5之方法，其進一步包含在將該真空應用於該 板與該平台之間後解除該蓋子與該板之間的該真空，以 允許該板朝該平台移動。 7. 如吻求項5之方法，其進一步包含在將該光伏打電池及 該平0之一者朝另一者移動後在該蓋子與該板之間應用 真空’以將該板從該光伏打電池移開。 8_如吻求項5之方法，其中該蓋子可朝該平台移動及從該 平台移開並且進一步包含在於該光伏打電池與該連結層 之間應用一真空前將該蓋子密封至該平台。 9.如°月求項1之方法，其中該板界定一孔徑以及其中將該 光伏打電池佈置於該板與該平台之間係進一步定義為透 過該孔徑在該孔徑與該光伏打電池之間應用真空，以朝 該板拉動該光伏打電池。 10·如請求項9之方法，其進一步包含當透過該孔徑應用真 空時將該光伏打電池及該板之一者朝另一者移動以將該 光伏打電池朝該板拉動。 11 ·如請求項丨之方法，其進一步在該板與該平台之間應用 139196.doc 201005975 一真空’以將該板朝該光伏打電池移動。 12·如請求項9之方法，其進一步包含在將該光伏打電池及 該平台之一者朝另一者移動後透過該板之該孔徑解除該 真空’以將該光伏打電池從該板釋放。 13·如請求項12之方法，其進一步包含在透過該板之該孔徑 • 解除該真空後將該板及該平台之一者從另一者移開。 14. 如請求項13之方法，其中該電池壓製機包括一蓋子，且 φ 該板係在該蓋子與該平台之間氣動耦合至該蓋子以及可 相對於該蓋子朝該平台移動及從該平台移開，以及其中 將該板及該平台之一者從另一者移開係進一步定義為在 該蓋子與該板之間應用一真空，以將該板從該平台朝該 蓋子移動。 15, 如請求項1之方法，其中該連結層係進一步定義為一囊 封物並且進一步包含藉由喷塗、流動塗布、簾塗布、浸 塗、擠壓塗布、到刀塗布、網版塗布及模版塗布之一者 參 將該囊封物應用於該基板。 16·如請求項1之方法，其中該連結層具有從1.1毫米至1〇〇毫 米之一穿透及小於_〇.6 g.sec之一黏性值。 17.如h求項1之方法，其進一步包含從該電池壓製機移除 ' 該基板、該連結層及該光伏打電池並且將一第二連結層 應用於該光伏打電池上以及將一第二基板應用於該第二 連結層上。 18·如請求項丨之方法，其中該電池壓製機包括與該平台分 隔且可相對於該平台移動之一板，並且該板界定複數個 139196.doc 201005975 孔徑，以及其中該光伏打電池係進一步定義為一光伏打 電池陣列並且其中支撐該光伏打電池係進一步定義為將 該光伏打電池陣列引入該平台與該板之間，且該等光伏 打電池係與該板之該複數個孔徑對準。 19. 一種利用一電池壓製機製造包括一光伏打電池之一光伏 打電池模組之方法，該電池壓製機具有一平台及與該平 台分隔且可相對於該平台移動之一板，該板界定一孔 徑，該方法包含： 將該光伏打電池佈置於該板與該平台之間； 將該光伏打電池與該板之一者朝另一者移動，直至該 板接觸該光伏打電池； 透過該孔徑在該孔徑與該光伏打電池之間應用一真 空’以將該光伏打電池朝該板拉動； 將該光伏打電池及該板之一者從另一者移開； 將一基板及一連結層引入該光伏打電池與該平台之 間’且在該基板與該光伏打電池之間該基板係藉由該平 台支撲以及β亥連結層係藉由該基板支樓，並且該光伏打 電池與該連結層之間具有一空間； 將該光伏打電池與該平台之一者朝另一者移動，直至 光伏打電池接觸該連結層；以及 在該光伏打電池與該連結層之間應用一真空，使得在 該光伏打電池接觸該連結層時抽空該光伏打電池與該連 結層之間的該空間。 20. —種用於製造一光伏打電池模組之電池壓製機，該電池 139196.doc -4- 201005975 壓製機包含： 平〇，其用於支撐一基板及藉由該基板支擇之一連 結層； 一板，其係與該平台分隔； • 該平台及該板之至少一者係可朝另一者移動及從另— 者移開； 该板經組態用以懸掛與該基板及該連結層分隔之一光 φ 伏打電池，以界定該光伏打電池與該連結層之間的一空 間；以及 一真空系統，其與該光伏打電池與該連結層之間的該 空間連通，用於在該平台及該板之至少一者朝另一者移 動時抽空該光伏打電池與該連結層之間的該空間。 21.如請求項20之電池壓製機，其中該板界定一孔徑以及其 中一第二真空系統與該孔徑連通’以便透過該孔徑柚吸 真空以懸掛該光伏打電池。 • 22·如請求項20至21之電池壓製機，其進一步包含一蓋子， 該蓋子係氣動耦合至該板，從而界定該蓋子與該七之間 的一處理室，以及一第一真空系統，其與該處理室連通 ，以便相對於該蓋子移動該板。 23. 如凊求項20之電池壓製機’其進一步包含從該蓋子延伸 至該板以將該蓋子氣密密封至該板的一密封件。 24. 如請求項22之電池壓製機’其中該蓋子經組態用以氣密 密封至該平台。 25·如§旁求項20之電池壓製機’其進一步包含一滑梭板及從 139196.doc -5- 201005975 該平台延伸之終止件，以便將該滑梭板精確定位於該平 台上。 139196.doc
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