TWI580067B - 裂片裝置及其裂片方法 - Google Patents

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TWI580067B
TWI580067B TW105120924A TW105120924A TWI580067B TW I580067 B TWI580067 B TW I580067B TW 105120924 A TW105120924 A TW 105120924A TW 105120924 A TW105120924 A TW 105120924A TW I580067 B TWI580067 B TW I580067B
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林家宏
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Description

裂片裝置及其裂片方法
本發明係有關於一種裂片裝置及其裂片方法，尤其是指一種藉由抵頂單元抵頂太陽能電池片並透過施壓元件施壓而分裂太陽能電池片之裂片裝置及其裂片方法。
現有太陽能電池有晶矽太陽能電池、薄膜太陽能電池與染料敏化太陽能電池等，太陽能電池片其中仍以晶矽太陽能電池為主，為了因應各種不同尺寸與形狀的太陽能電池模組設計，有時會需要將一般尺寸(156mmx156mm)之太陽能電池片切割為較小面積的太陽能電池單元(例如是將一太陽能電池片切割為兩個較小面積的太陽能電池單元，以下將均以此為例)，進而應用於模組端來增加轉換效率或是增加面積利用率。
現有技術中，一般係以雷射機台進行雷射切割，其中，一般而言，在裂片的過程中，係自輸送帶上將太陽能電池片移至雷射機台，再經過放置於平台上、設定雷射功率與定位之工序後才予以完整切割，因而需要花 費許多時間在上述的工序，因此，現有技術仍具備改善之空間。
有鑒於現有雷射切割裂片的方式包含眾多工序，因而普遍具有作業時間成本高之問題。緣此，本發明主要係提供一種裂片裝置及其裂片方法，其主要係藉由抵頂單元抵頂太陽能電池片並透過施壓元件施壓而直接分裂太陽能電池片，以解決現有技術時間成本高之問題。
基於上述目的，本發明所採用之主要技術手段係提供一種裂片裝置，係用以將一太陽能電池片分裂為至少二較小尺寸之太陽能電池片，太陽能電池片之一前表面係沿一分裂方向開設有一溝槽，上述二太陽能電池單元係經由溝槽彼此連結，裂片裝置包含一平台、一抵頂元件以及一施壓元件。平台係具有一表面，抵頂元件係設置於表面，具有至少一沿一抵頂線分佈並自表面凸伸出之抵頂單元，抵頂單元並用以抵頂太陽能電池片。施壓元件係位於平台之上方，並設有二個朝向平台突伸出之施力部。其中，在分裂太陽能電池片時，係使相對於前表面之背表面朝向抵頂單元，使溝槽對準抵頂線，並使該二施力部分別對該二太陽能電池單元施加一預定力，藉以使太陽能電池片分裂為該二太陽能電池單元。
其中，上述裂片裝置之附屬技術手段之一較佳實施例中，抵頂單元具有一縮頂部，縮頂部與表面之 一垂直距離係位於0.2公分至0.4公分之間，縮頂部為尖端或為沿抵頂線延伸之縮頂邊，表面係沿分裂方向開設有一平台溝槽，使平台溝槽於表面形成至少一開口。另外，抵頂元件係具有一基底部，基底部係連結於該抵頂單元，並設置於平台溝槽，且抵頂單元係穿透該至少一開口而自表面凸伸出，且抵頂線之線段長度係大於太陽能電池片之溝槽之長度。
其中，上述裂片裝置之附屬技術手段之一較佳實施例中，太陽能電池片裂片裝置更包含至少一限位元件，該至少一限位元件係設置於表面上，用以在溝槽對準抵頂線時，限位太陽能電池片，藉以在分裂太陽能電池片時，使溝槽保持對準抵頂線。此外，該至少一限位元件係沿二限位線分佈，且在分裂太陽能電池片時，限位元件係抵頂於太陽能電池片之二邊緣，而限位元件包含二沿該二限位線延伸之限位條。
其中，上述裂片裝置之附屬技術手段之另一較佳實施例中，限位元件包含複數個沿該二限位線相間分佈之限位柱。
此外，本發明所採用之主要技術手段係還提供一種利用如上述之裂片裝置分裂太陽能電池片之裂片方法，裂片方法包含步驟(a)提供一太陽能電池片，太陽能電池片之前表面係沿分裂方向開設有溝槽、(b)將相對於前表面之背表面朝向抵頂單元、步驟(c)使溝槽對準抵頂線，並使背表面接觸抵頂單元以及步驟(d)透過該二施力部分 別對該二太陽能電池單元施加一預定力，藉以使太陽能電池片分裂為該二太陽能電池單元。
其中，上述裂片方法之附屬技術手段之一較佳實施例中，太陽能電池片裂片裝置更包含至少一限位元件，該至少一限位元件係設置於表面上，用以在步驟(c)時限位太陽能電池片，藉以在步驟(d)分裂太陽能電池片時，使溝槽保持對準抵頂線。
其中，上述裂片方法之附屬技術手段之另一較佳實施例中，在步驟(c)中，係透過一對準裝置對準溝槽對準抵頂線，對準裝置為一非接觸式光學對準裝置，且非接觸式光學對準裝置為發光裝置、影像擷取裝置或其組合。
在採用本發明所提供之裂片裝置及其裂片方法之主要技術手段後，由於可直接將太陽能電池片之背表面朝向抵頂單元並使背表面接觸抵頂單元，進而可直接施力來分裂太陽能電池片，因此可有效地簡化繁雜的工序而降低作業時間成本。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
1、1d‧‧‧裂片裝置
11‧‧‧平台
111‧‧‧表面
1111‧‧‧平台溝槽
1112‧‧‧開口
12‧‧‧抵頂元件
121‧‧‧抵頂單元
1211‧‧‧縮頂部
122‧‧‧基底部
13‧‧‧施壓元件
131‧‧‧施力部
1311‧‧‧接觸面
14、14a、14b、14c‧‧‧限位元件
141、142、141a、142a‧‧‧限位條
141b、141c‧‧‧限位柱
15d‧‧‧對準裝置
2、2a、2b、2c、2d‧‧‧太陽能電池片
21‧‧‧前表面
22、22d‧‧‧溝槽
23、24‧‧‧裂片成型區域
231、241‧‧‧太陽能電池單元
25‧‧‧背表面
26c‧‧‧邊緣
100‧‧‧抵頂線
200、300‧‧‧限位線
L‧‧‧分裂方向
LB‧‧‧光束
w‧‧‧垂直距離
第一圖係顯示本發明第一較佳實施例之裂片裝置之立體示意圖。
第二圖係顯示本發明第一較佳實施例之平台之上視圖。
第三圖係顯示本發明第一較佳實施例之太陽能電池片抵頂於抵頂元件之立體示意圖。
第四圖係顯示本發明第一較佳實施例之太陽能電池片抵頂於抵頂元件之側視圖。
第五圖係顯示本發明第一較佳實施例之施壓元件對太陽能電池片施力之側視圖。
第六圖係顯示本發明第一較佳實施例之太陽能電池片受施力分裂之側視圖。
第七圖係顯示本發明第一較佳實施例之裂片方法之流程示意圖。
第八圖係顯示本發明第二較佳實施例之限位元件之上視圖。
第九圖係顯示本發明第三較佳實施例之限位元件之上視圖。
第十圖係顯示本發明第四較佳實施例之限位元件之上視圖。
第十一圖係顯示本發明第五較佳實施例之裂片裝置。
由於本發明所提供之裂片裝置及其裂片方法中，其組合實施方式不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉一個較佳實施例加以具體說明。
請一併參閱第一圖至第六圖，第一圖係顯 示本發明第一較佳實施例之裂片裝置之立體示意圖，第二圖係顯示本發明第一較佳實施例之平台之上視圖，第三圖係顯示本發明第一較佳實施例之太陽能電池片抵頂於抵頂元件之立體示意圖，第四圖係顯示本發明第一較佳實施例之太陽能電池片抵頂於抵頂元件之側視圖，第五圖係顯示本發明第一較佳實施例之施壓元件對太陽能電池片施力之側視圖，第六圖係顯示本發明第一較佳實施例之太陽能電池片受施力分裂之側視圖。
如第一圖所示，本發明較佳實施例所提供之裂片裝置1係用以將一太陽能電池片2分裂為二太陽能電池單元231、241(標示於第六圖)，太陽能電池片2之一前表面21係沿一分裂方向L開設有一溝槽22，藉以將太陽能電池片2劃分為二裂片成型區域23、24(標示於第三圖)，其中二太陽能電池單元231、241是經由溝槽22而彼此連結。
上述形成溝槽22的方式是以雷射切割方式形成，但其他實施例中不限於此。在本實施例中，前表面21(標示於第三圖)為太陽能電池之受光面，在其他實施例中，前表面21為太陽能電池之受光面也可為非受光面。
如第一圖所示，本發明之裂片裝置1包含一平台11、一抵頂元件12、一施壓元件13以及至少一限位元件14，平台11係具有一表面111，表面111係沿分裂方向L開設有一平台溝槽1111，使平台溝槽1111於表面111形成至少一開口1112。
抵頂元件12係設置於表面111，且抵頂元件 12具有至少一沿一抵頂線100分佈並自表面111凸伸出之抵頂單元121(本發明較佳實施例為一個抵頂單元121)，且抵頂元件12還具有一基底部122，基底部122係設置於平台溝槽1111，且抵頂單元121係穿透該至少一開口1112而自表面111凸伸出，基底部122係連結於抵頂單元121，使得其形成類似菱形之結構(由側視觀之，如第四至六圖所示)，但不限於此，在其他實施例中，抵頂元件12之基底部122可以是各種形狀，只要抵頂單元121凸伸出於表面111即可。
本發明所定義之抵頂線100為一線段(如第二圖所示)，抵頂線100為抵頂單元121頂部的線段；在其他實施例中，裂片裝置1可以包含複數個抵頂單元121，則各抵頂單元121的頂部即構成前述抵頂線100，且抵頂線100之線段長度係大於太陽能電池片2之溝槽22之長度(如第一圖所示)，使溝槽22便於對齊抵頂線100。
具體來說，抵頂單元121用以抵頂太陽能電池片2，且抵頂單元121具有一縮頂部1211，縮頂部1211與表面111之一垂直距離w(標示於第四圖)係位於0.2公分至0.4公分之間，但其他實施例中不限於此，其中，本發明較佳實施例所述之縮頂部1211是指位於抵頂單元121之頂部，且寬度小於抵頂單元121底部(如第四圖虛線處)之部位。另外，縮頂部1211為尖端或為沿抵頂線100延伸之縮頂邊。換言之，若由上視圖觀之，若抵頂元件12只具有單一個抵頂單元121時，抵頂元件12也就只有一個縮頂部1211；在此情況下，本實施例所述之縮頂部1211就是指沿抵頂線 100延伸之縮頂邊。倘若抵頂元件12包含複數個抵頂單元121時，抵頂元件12就會具有複數個縮頂部1211；在此情況下，本實施例所述之縮頂部1211就可以是錐狀結構的尖端(上視圖觀之有複數個圓點)。
施壓元件13係位於平台11之上方，並設有二個朝向平台11突伸出之施力部131(圖中僅標示一個)，其中，施壓元件13之上端可連結於一動力源(例如機台或手)，而各施力部131具有至少一用以接觸太陽能電池片2之接觸面1311，且接觸面1311係為一平面或一弧面，但其他實施例中不限於此，可為其他具有相同功能之幾何形狀之結構。
上述至少一限位元件14(圖中僅標示一個)係設置於表面111上，並且係沿二限位線200、300分佈，於本實施例中限位線200與限位線300係垂直佈設於該表面111，其中，限位元件14包含二沿二限位線200、300延伸之限位條141、142，而限位條141、142可一體成型地形成而形成L型結構(如第二圖所示)，但其他實施例中不限於此。
在其他實施例中，限位線200與限位線300之間還可以包含有一以相異於限位線200與限位線300方向佈設之限位線，但其限位線200之佈設方向仍垂直於限位線300之佈設方向。限位元件14可以是與平台11一體成型而突出於表面111，或透過一連結單元永久性地或暫時性地使限位元件14與平台11連結而突出於表面111。永久性的連結單 元例如銲料或黏膠等，暫時性的連結單元例如螺絲、螺栓、卡榫或插銷等，可依限位元件14與平台11之材料選擇適合之連結單元。
上述至少一限位元件14用以在分裂太陽能電池片2，且溝槽22對準抵頂線100時，抵頂於太陽能電池片2之二邊緣而限位太陽能電池片2，藉以在分裂太陽能電池片2時，使溝槽22保持對準抵頂線100。
其中，在分裂太陽能電池片2時，係使相對於前表面21之背表面25朝向抵頂單元121，使溝槽22對準抵頂線100(透過將太陽能電池片2限位於限位元件14來對準)，並使該二施力部131分別對二裂片成型區域23、24施力，藉以使該二裂片成型區域23、24分裂為二太陽能電池單元231、241，進而使太陽能電池片2分裂為二太陽能電池單元231、241。在本實施例中，背表面25為太陽能電池之非受光面，在其他實施例中，背表面25為太陽能電池之受光面也可為受光面，其中背表面25與前述前表面21至少有一面為受光面。
本發明之裂片方法係透過上述之裂片裝置1來進行，請一併參閱第一圖至第七圖，第七圖係顯示本發明第一較佳實施例之裂片方法之流程示意圖，如圖所示，裂片方法包含以下步驟：
步驟S100：提供一太陽能電池片2，太陽能電池片2之前表面21係沿一分裂方向L開設有一溝槽22。
步驟S101：將太陽能電池片相對於前表面 21之背表面25朝向抵頂單元121。
步驟S102：使溝槽22對準抵頂線100，並使背表面25接觸抵頂單元121。
步驟S103：觸發二施力部131分別對二太陽能電池單元231、241施力，藉以使太陽能電池片2分裂為二太陽能電池單元231、241。
其中，步驟S100與步驟S101可透過機台(如機械手臂)或是人工方式來進行。在步驟S102中，裂片裝置具有一限位元件14，限位元件14係用以限位太陽能電池片2，藉以在步驟S103分裂太陽能電池片2時，使溝槽22保持對準抵頂線100並透過施壓元件13之二施力部131分別對二裂片成型區域23、24施加一預定力F(標示於第五圖，即對二太陽能電池單元231、241施力)時，順利地將二裂片成型區域23、24分裂為二太陽能電池單元231、241，使得太陽能電池片2分裂為二太陽能電池單元231、241。前述預定力F隨太陽能電池片2之材料與結構之不同而改變，其中所述預定力F滿足使太陽能電池片2沿溝槽22分裂且不會造成太陽能電池片2非沿溝槽22破裂之力，即所述預定力F不會使太陽能電池片2沿溝槽22以外之方向破裂。
由於在施加前述預定力F時，會在太陽能電池片2的溝槽22處產生應力集中現象，致使太陽能電池片2的溝槽22處在受前述預定力F作用時較易破裂；因此，較佳者，可以逐漸增加(施力大小)的方式施加所述預定力F，使溝槽22處受所述預定力F所產生的壓應力作用而先破 裂，藉以確保太陽能電池片2在溝槽22處以外的其他區域不至於受所述預定力F的作用而破裂。
請參閱第八圖，第八圖係顯示本發明第二較佳實施例之限位元件之上視圖，如圖所示，第二較佳實施例中，與第一較佳實施例不同的地方在於限位元件14a之限位條141a與142a並未彼此連結，但仍沿著限位線分佈(圖未標示，限位線為接觸太陽能電池片2a之邊緣之線段)。
請參閱第九圖，第九圖係顯示本發明第三較佳實施例之限位元件之上視圖，如圖所示，第三較佳實施例中，與第一較佳實施例不同的地方在於限位元件14b包含複數個沿該二限位線(圖未標示，限位線為接觸太陽能電池片2b之邊緣之線段)相間分佈之限位柱141b(圖中僅標示一個)。
請參閱第十圖，第十圖係顯示本發明第四較佳實施例之限位元件之上視圖，如第十圖所示，第四較佳實施例中，與第三較佳實施例不同的地方在於限位元件14c的限位柱141c中之至少一者是抵頂於太陽能電池片2c的第三個邊緣26c。
請參閱第十一圖，第十一圖係顯示本發明第五較佳實施例之裂片裝置，如圖所示，其中，裂片裝置1d不包含限位元件而是僅包含一對準裝置15d，此對準裝置15d為非接觸式光學對準裝置，例如發光裝置、影像擷取裝置或其組合，此第四較佳實施例中以影像擷取裝置為例， 對準裝置15d係用以對準溝槽22d與抵頂線(圖未示)，其對準方法是向太陽能電池片2與裂片裝置1d發送出一光束LB，溝槽22d與抵頂線會形成一影像，然後對準裝置15d會擷取該影像並比對抵頂線的中心與太陽能電池片2邊緣之溝槽22d的中心是否重合以確認是否有對準，如抵頂線的中心與溝槽22d的中心具有一間距，即判定未對準；接著移動太陽能電池片2之位置後再次進行對準步驟；如抵頂線的中心與溝槽22d的中心之間距為0，即判定對準，結束對準步驟。而在此實施例中，即可透過對準裝置15d來執行上述步驟S103中對準之步驟。
在其他實施例中，非接觸式光學對準裝置包含一發光裝置及一影像擷取裝置，發光裝置及影像擷取裝置分別設置於太陽能電池片2之兩側，發光裝置自一側(前表面21側或背表面25側)發光，使太陽能電池片2之一影像形成於另一側，該影像由設置於另一側之影像擷取裝置進行擷取，從而取得太陽能電池片2之圖形，然後與預定圖形進行比對以決定太陽能電池片2是否偏移，如有偏移則進行調整使太陽能電池片2之溝槽與抵頂線100對準。
綜合以上所述，在採用了本發明較佳實施例所提供之裂片裝置及其裂片方法後，由於可直接將背表面朝向抵頂單元並使背表面接觸抵頂單元，進而可直接施力來分裂太陽能電池片，因此可有效地簡化繁雜的工序而降低作業時間成本。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望 能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1‧‧‧裂片裝置
11‧‧‧平台
111‧‧‧表面
1111‧‧‧平台溝槽
1112‧‧‧開口
12‧‧‧抵頂元件
121‧‧‧抵頂單元
1211‧‧‧縮頂部
122‧‧‧基底部
13‧‧‧施壓元件
131‧‧‧施力部
1311‧‧‧接觸面
14‧‧‧限位元件
141、142‧‧‧限位條
2‧‧‧太陽能電池片
22‧‧‧溝槽
L‧‧‧分裂方向

Claims (15)

  1. 一種裂片裝置，係用以將一太陽能電池片分裂為至少二太陽能電池單元，該太陽能電池片之前表面係沿一分裂方向開設有一溝槽，該二太陽能電池單元係經由該溝槽而彼此連結，該裂片裝置包含：一平台，係具有一表面；一抵頂元件，係設置於該表面，具有至少一沿一抵頂線分佈並自該表面凸伸出之抵頂單元，該抵頂單元並用以抵頂該太陽能電池片；以及一施壓元件，係位於該平台之上方，並設有二個朝向該平台突伸出之施力部；其中，在分裂該太陽能電池片時，係使該太陽能電池片之一相對於該前表面之背表面朝向該抵頂單元，使該溝槽對準該抵頂線，並使該二施力部分別對該二太陽能電池單元施加一預定力，藉以使該太陽能電池片分裂為該二太陽能電池單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之裂片裝置，其中，該抵頂單元具有一縮頂部，該縮頂部與該表面之一垂直距離係位於0.2公分至0.4公分之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之裂片裝置，其中，該縮頂部為尖端或為沿抵頂線延伸之縮頂邊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之裂片裝置，其中，該表面係沿該分裂方向開設有一平台溝槽，使該平台溝槽於該表面形成至少一開口。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之裂片裝置，其中，該抵頂元件係具有一基底部，該基底部係連結於該抵頂單元，並設置於該平台溝槽，且該抵頂單元係穿透該至少一開口而自該表面凸伸出。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之裂片裝置，其中，該抵頂線之線段長度係大於該太陽能電池片之該溝槽之長度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之裂片裝置，其中，該太陽能電池片裂片裝置更包含至少一限位元件，該至少一限位元件係設置於該表面上，用以在該溝槽對準該抵頂線時，限位該太陽能電池片，藉以在分裂該太陽能電池片時，使該溝槽保持對準該抵頂線。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之裂片裝置，其中，該至少一限位元件係沿二限位線分佈，且在分裂該太陽能電池片時，該限位元件係抵頂於該太陽能電池片之二邊緣。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之裂片裝置，其中，該限位元件包含二沿該二限位線延伸之限位條。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之裂片裝置，其中，該限位元件包含複數個沿該二限位線相間分佈之限位柱。
  11. 一種利用如申請專利範圍第1項之裂片裝置分裂太陽能電池片之裂片方法，該裂片方法包含以下步驟：(a)提供一如申請專利範圍第1項中所述之太陽能電池片，該太陽能電池片之該前表面係沿該分裂方向開設有該溝槽；(b)將該背表面朝向該抵頂單元；(c)使該溝槽對準該裂片裝置之該抵頂線，並使該背表面接觸該抵頂單元；以及(d)透過該二施力部分別對該二太陽能電池單元施加該預定力，藉以使該太陽能電池片分裂為該二太陽能電池單元。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之裂片方法，其中，該太陽能電池片裂片裝置更包含至少一限位元件，該至少一限位元件係設置於該表面上，用以在該步驟(c)時限位該太陽能電池片，藉以在步驟(d)分裂該太陽能電池片 時，使該溝槽保持對準該抵頂線。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之裂片方法，其中，在該步驟(c)中，係透過一對準裝置確認該溝槽對準該抵頂線。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之裂片方法，其中，該對準裝置為一非接觸式光學對準裝置。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之裂片方法，其中，該非接觸式光學對準裝置為發光裝置、影像擷取裝置或其組合。
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