WO2009109186A2

WO2009109186A2 - Waferbox für den transport von solarzellenwafern

Info

Publication number: WO2009109186A2
Application number: PCT/DE2009/000326
Authority: WO
Inventors: Matthias Winderlich
Original assignee: Roth & Rau Ag
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2009-09-11
Also published as: US20110024325A1; CN101965633A; EP2250663A2; DE102008012928B3; JP2011513978A; WO2009109186A3; EA201071022A1; KR20100126348A

Abstract

Die Waferbox für den Transport von Solarzellenwafern besteht aus einem Boden (1) und Führungselementen für die Positionierung der Solarzellenwafer. An der Oberseite des Bodens (1) sind koaxial zu einer zentrischen Achse (3) vier Führungswinkel (8) mit Zentrierstegen (10) vorgesehen, wobei die Stirnseiten der Zentrierstege (10) zu den eingelegten Solarzellenwafern gerichtet sind. Der Abstand der Stirnseiten von zwei gegenüber liegenden Zentrierstegen (10) entspricht der Breite der Solarzellenwafer. An zwei gegenüberliegenden Seiten des Bodens (1) ist je eine Stapelwand (12) mit je einer Grifföffnung (13) vorgesehen und es ist ein Stützboden (14) vorhanden, dessen Außenkonfiguration derart ausgebildet ist, dass der Stützboden (14) mindestens an den Zentrierstegen (10) geführt wird. Der Boden (1) weist in der zentrischen Achse (3) eine Öffnung (4) und auf einem konzentrischen Teilkreis (5) an den Schnittpunkten mit den Diagonalen (7) des Bodens (1) vier Durchbrüche (6) für Hubstößel zum Anheben der auf dem Stützboden (14) liegenden Solarzellenwafer auf.

Description

Beschreibung

Waferbox für den Transport von Solarzellenwafern

Technisches Gebiet

[1] Die Erfindung betrifft einen Transportbehälter für den Transport von Solarzellenwafern, nachfolgend kurz Waferbox genannt, bestehend aus einem Boden und Führungselementen zur Positionierung der Solarzellenwafer innerhalb der Waferbox.

Stand der Technik

[2] Nach dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Transportbehältern bekannt, in denen flächige Werkstücke transportiert werden können. Insbesondere bei Solarzellenwafern kommt es darauf an, eine technologisch vorgegebene Menge dünner und empfindlicher Solarzellenwafer sicher zu transportieren und schonend in die Waferbox ein- bzw. auszubringen.

[3] Die DE 20 2006 005 284 Ul gibt einen formstabilen Solarzellenbehälter mit einem rechteck- oder quadratförmi- gen Behälterboden an, der allseitig angeformte Seitenwände aufweist. Mindestens zwei Seitenwände weisen schlitzförmige Durchbruchöffnungen auf. Der Solarzellenbehälter ist derart gefertigt, dass er die größten zu fertigenden Solarzellen unmittelbar aufnehmen kann. Für kleinere Solarzellen sind abgestimmte Einsätze vorhanden, die in die Solarzellenbehälter eingesetzt und über Nasen in Ausnehmungen im oberen Rand des Solarzellenbehälters eingerastet werden können. Für jede konkrete Größe von Solarzellen wird ein gesonderter Einsatz erforderlich. Die Einsätze weisen äquivalente schlitzförmige Durchbruchöff- nungen wie der Solarzellenbehälter auf.

[4] Im Boden des Solarzellenbehälters sowie der Einsätze sind Aufnahmeöffnungen für Hubkörper vorgesehen. Zur Entnahme der Solarzellen durchdringen die Hubkörper die

Aufnahmeöffnungen und wirken unmittelbar gegen die unterste Solarzelle, derart dass die Solarzellen angehoben und aus dem Solarzellenbehälter bzw. dem Einsatz entnommen werden können.

Darstellung der Erfindung

[5] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technisch einfache Waferbox für den Transport von Solarzellen- wafern anzugeben, die ein relativ geringes Gewicht aufweist und mit der die Solarzellenwafer sicher transpor- tiert und schonend ein- und ausgebracht werden können. Die Waferbox soll stapelbar sein und die Anbringung von gesonderten Elementen der modernen Logistik ermöglichen.

[6] Die Erfindung löst die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung, einschließlich der Zeichnung, näher dargestellt. [7] Die erfindungsgemäße Waferbox weist einen Boden mit Führungselementen an seiner Oberseite für die Positionierung der Solarzellenwafer innerhalb der Waferbox auf. Weiterhin ist ein Stützboden vorhanden, auf dem die Solar- zellenwafer aufgelegt werden können. Als Führungselemente sind koaxial zu einer zentrischen Achse vier Führungswinkel vorhanden, bestehend aus einem Winkel mit zwei Zentrierstegen, wobei die Stirnseiten der Zentrierstege zu den eingelegten Solarzellenwafern gerichtet sind.

[8] Dabei entspricht der Abstand der Stirnseiten der parallel gegenüberliegenden Zentrierstege der Breite der eingelegten Solarzellenwafer. Im Boden in der zentrischen Achse ist eine Öffnung vorgesehen, die möglichst groß ausgeführt ist, damit beim Einlegen und Entnehmen der Solarzellenwafer keine Luftstaus entstehen, die das Hand- ling der Solarzellenwafer erschweren. Dabei kann diese Öffnung auch mehrgliedrig in Form mehrerer kleiner Öffnungen ausgebildet sein.

[9] Auf einem zur zentrischen Achse konzentrischen Teil- kreis und an den Schnittpunkten mit den Diagonalen des

Bodens sind vier Durchbrüche vorhanden. Durch diese können allgemein bekannte Hubelemente zum Entnehmen der Solarzellenwafer hindurch greifen. An zwei gegenüberliegenden Seiten des Bodens ist je eine Stapelwand mit je einer GriffÖffnung vorgesehen.

[10] Der Stützboden entspricht einer ebenen Platte, die eine entsprechende zentrische Öffnung aufweist, wie die zentrische Öffnung im Boden der Waferbox. Die äußere Kontur des Stützbodens entspricht im Wesentlichen der der Solarzellenwafer. Mindestens in einem Bereich zwischen zwei parallelen Zentrierstegen ist am Stützboden ein Führungssteg ausgebildet, der in diesen Bereich zwei aneinander liegender Zentrierstege eingreift. Vorteilhaft ist es, derartige Führungsstege in den entsprechenden Bereichen zwischen allen parallelen Zentrierstegen vorzusehen.

[11] Entsprechende Zentrierstege können auch in die GriffÖffnungen in den Stapelwänden eingreifen. Der erfin- dungsgemäß konfigurierte Stützboden ist damit verdrehsicher innerhalb der Waferbox gelagert und kann nicht ungehindert aus der Waferbox herausfallen.

[12] Die parallelen Abstände der Zentrierstege zueinander richten sich nach den technologisch vorgegebenen Maßen der Solarzellenwafer. Derzeit sind quadratische oder pseudoquere Solarzellenwafer mit 125 x 125 mm, 156 x 156 mm sowie 210 X 210 mm Breite in der Anwendung. Auf dieser Grundlage ist es vorteilhaft, die erfindungsgemäße Waferbox einheitlich mit einem Boden von ca. 240 x 240 mm auszustatten, auf dem in entsprechend unterschiedlichen Abständen die Führungswinkel angeordnet werden, d.h für jede Type der Solarzellenwafer wird eine spezielle Waferbox mit speziell angeordneten Führungswinkeln und zugehörigem Stützboden bereitgestellt. In der Praxis hat es sich bei außerordentlich hohen Stückzahlen als sinnvoll erwiesen, die Führungswinkel direkt am Boden anzuformen. Es ist aber auch möglich, die Führungswinkel veränderlich in entsprechenden Aufnahmen lösbar anzuordnen.

[13] Die Führungswinkel für die derzeit größten Solar- zellenwafer mit den Abmessungen 210 X 210 mm sind im Bereich der Außenkanten des Bodens als winkelartige Stützsäulen ausgebildet.

[14] Der Durchmesser des Teilkreises, auf dem die vier Durchbrüche für Hubelemente liegen, ist stets kleiner als ein Kreis, der die Stirnseiten der Zentrierstege für die kleinsten in der Waferbox (mit gleichem Boden) zu transportierenden Solarzellenwafer, d.h. mit den Abmessungen von 125 x 125 mm, verbindet. Damit können unabhängig der tatsächlichen Type von Solarzellenwafern stets die glei- chen Hubelemente eingesetzt werden. Die auftretenden

Hubkräfte werden in gleicher Weise über die Stützplatte schonend auf den Stapel von Solarzellenwafer übertragen.

[15] Die gesamte Waferbox (ohne den Stützboden) wird regelmäßig einstückig aus einem schlagfesten und forms- tabilen Kunststoff hergestellt. Eine derartige Waferbox kann auch gut gereinigt werden, da diese beim Gebrauch insbesondere durch Abrieb von den Solarzellenwafern verschmutzen.

Ausführungsbeispiele

[16] Die Erfindung wird nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Zugehörig zum Ausführungsbeispiel I zeigt die Figur 1 eine perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Waferbox für die Wafergröße von 125 x 125 mm. Figur 2 zeigt eine Sicht auf die Unterseite des Bodens der Waferbox.

[17] Zugehörig zum Ausführungsbeispiel II zeigt Figur 3 eine Ausführung für die derzeit maximale Wafergröße von 210 x 210 mm. Dabei sind die Maße an die derzeitig gängi- gen Solarzellenwafer angepasst. In der Zukunft können auch andere Maße aktuell werden.

Ausführungsbeispiel I

[18] Die Waferbox besteht aus einem Boden 1, der an seiner Unterseite in bekannter Weise zur Sicherung einer hohen Formstabilität eine Vielzahl von Rippen 2 aufweist. Wegen der derzeit üblichen Wafergrößen von 125 x 125 mm, 156 x 156 mm oder 210 x 210 mm hat der Boden 1 einheitlich eine äußere Abmessung von ca. 240 x 240 mm.

[19] Wie insbesondere aus Figur 2 zu entnehmen ist, ist im Boden 1 zentrisch zu einer mittigen Achse 3 eine Öffnung 4 und auf einem Teilkreis 5 an den Schnittpunkten mit den Diagonalen 7 des Bodens 1 sind vier Durchbrüche 6 vorgesehen.

[20] Auf der Oberseite des Bodens 1 sind ebenfalls auf den Diagonalen 7 vier Führungswinkel 8 angeordnet. Die Führungswinkel 8 bestehen jeweils aus einem Winkel 9 und an dessen Enden je einem Zentriersteg 10, dessen Stirnseite zu den eingelegten Solarzellenwafern gerichtet ist. An den oberen Kanten der Zentrierstege 10 sind Einführungsschrägen 11 ausgebildet.

[21] Die zur Achse 3 radiale Lage der Führungswinkel 8 ist abhängig von der Größe der spezifisch eingesetzten Solarzellenwafer. In Figur 1 ist beispielhaft eine Aus- bildung für Solarzellenwafer mit einer Größe von 125 x 125 mm dargestellt. In äquivalenter Weise, nur mit einem etwas größeren Abstand der Führungswinkel 8, wäre eine Waferbox für 156 x 156 mm ausgebildet. [22] An zwei gegenüber liegenden Seiten des Bodens 1 sind zwei Stapelwände 12 vorgesehen, die je eine bis zum Boden reichende GriffÖffnung 13 aufweisen. Die Stapelwände 12 gewährleisten ein sicheres Stapeln mehrerer Waferboxen übereinander sowie eine gute Handhabbarkeit.

[23] Erfindungswesentlich weist die Waferbox einen Stützboden 14 auf. Der Stützboden 14 dient als stabile flächige Auflage für die Solarzellenwafer und gleichzeitig zur Reduzierung des Flächendruckes von Hubstößeln, die zum Anheben der auf dem Stützboden 14 liegenden Solarzellenwafer durch die Durchbrüche 6 im Boden 1 hindurch ragen können. Die Hubkräfte werden vom Stützboden 14 aufgenommen und wirken praktisch im Wesentlichen über die gesamte Fläche des Stützbodens 14 gleichmäßig und schonend auf die Solarzellenwafer ein.

[24] Der Stützboden 14 ist eine stabile ebene Platte mit einer Außenkonfiguration, die eine gute Führung innerhalb der Zentrierstege 10 der Führungswinkel 8 gewährleistet. Jeweils zwischen zwei Führungswinkeln 8 ist die Außenkontur des Stützbodens 14 vergrößert, derart dass

Führungsstege 18 ausgebildet werden. Die Führungsstege 18 gewährleisten eine zusätzliche verdrehsichere Führung des Stützbodens 14 und damit eines aufliegenden Stapels von Solarzellenwafern .

[25] Im Ausführungsbeispiel weist der Stützboden 14 weitere Führungsstegen 18 auf, die in die GriffÖffnungen 12 der Stapelwände 12 eingreifen. Damit wird eine weitere Führung gewährleistet und im ungenutzten Zustand kann der Stützboden 14 nicht ungehindert aus der Waferbox fallen. [26] In bekannter Weise sind an der Unterseite im Boden 1 noch drei Pin 15 zur maschinenlesbaren Kodierung des Typs der Solarzellenwafer und Kontrolle der Laufrichtung der Waferbox in einer mechanischen Transporteinrichtung vorgesehen.

[27] Weiterhin ist an einer Seite am Boden 1 eine Aufnahme 16 vorgesehen, in die beispielsweise ein visuell lesbares Typenschild mit oder ohne scannbare Informationen eingebracht werden.

Ausführungsbeispiel II

[28] Im Ausführungsbeispiel II mit der zugehörigen Figur 3 ist eine Waferbox dargestellt, die für die derzeit größten Solarzellenwafer mit den Abmessungen 210 x 210 mm geeignet ist. Der Boden 1 ist identisch zum Boden nach Ausführungsbeispiel I. Als Führungswinkel sind an den

Innenseiten der beiden Stapelwände 12 vier Zentrierstege 19 ausgebildet, von denen die zwei inneren Zentrierstege 19 gleichzeitig die Grifföffnung 13 definieren.

[29] An den beiden Seiten zwischen den Stapelwänden 12 sind Zentrierstege 20 an Stützsäulen 17 ausgebildet. In

Figur 3 vorn sind zwei Stützsäulen 17 miteinander verbunden, derart dass eine Aufnahme 16 ausgebildet wird. Auf der gegenüber liegenden Seite der Waferbox ist beispielhaft am Boden 1 eine RFID-Tasche 21 zur Anbringung eines RFID (Radio Frequency Identification) für automatische Logistiksysteme vorgesehen. [30] In der Praxis bilden die Waferboxen nach den Ausführungsbeispielen I und II zusammen gehörende Einheiten, d.h. dass die vier Zentrierstege 19 an den Stapelwänden 12 sind auch an den Waferboxen für die Solarzellen- wafer mit den Abmessungen 125 x 125 mm und 156 x 156 mm vorhanden, wobei sie die Stapelwände 12 zusätzlich stabilisieren.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 Bodens

2 Rippen

3 mittige Achse

4 Öffnung

5 Teilkreis

6 Durchbrüche

7 Diagonale

8 Führungswinkel

9 Winkel

10 Zentriersteg

11 Einführungsschräge

12 Stapelwand

13 Grifföffnung

14 Stützboden

15 Pin

16 Aufnahme

17 Stützsäule

18 Führungssteg

19 Zentriersteg

20 Zentriersteg

21 RFID-Tasche

Claims

Ansprüche

1. Waferbox für den Transport von Solarzellenwafern, bestehend aus einem Boden (1) und Führungselementen für die Positionierung der Solarzellenwafer innerhalb der Waferbox, dadurch gekennzeichnet, dass

- an der Oberseite des Bodens (1) koaxial zu einer zentrischen Achse (3) vier Führungswinkel (8), bestehend aus einem Winkel ( 9 ) mit zwei Zentrierstegen (10) vorgesehen ist, wobei die Stirnseiten der Zentrierstege (10) zu den eingelegten Solarzellenwafern gerichtet sind und der Abstand der Stirnseiten von zwei gegenüber liegenden Zentrierstegen (10) der Breite der Solarzellenwafer entspricht,

- dass der Boden (1) in der zentrischen Achse (3) eine Öffnung (4) und auf einem konzentrischen Teilkreis (5) an den Schnittpunkten mit den Diagonalen (7) des Bodens (1) vier Durchbrüche (6) aufweist,

- dass an zwei gegenüberliegenden Seiten des Bodens (1) je eine Stapelwand (12) mit je einer GriffÖffnung (13) vorgesehen ist und

- dass ein Stützboden (14) vorhanden ist, dessen Außenkonfiguration derart ausgebildet ist, dass der Stützboden ( 14 ) mindestens an den Zentrierstegen (10) geführt wird.

2. Waferbox nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens im Bereich einer Außenkante des Bodens ( 1 ) zwei Führungswinkel (8) als winkelartige Stützsäule (17) ausgebildet sind.

3. Waferbox nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkreis (5) innerhalb eines Kreises liegt, der die Stirnseiten der Zentrierstege (10) verbindet.

4. Waferbox nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite des Bodens (1) eine Aufnahme (16) vorhanden ist, in die ein Typenschild oder Elemente für Logistiksysteme eingebracht werden können.