太陽電池的封裝製備裝置的製作方法

2023-09-14 02:55:10 1

專利名稱：太陽電池的封裝製備裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽電池的封裝製備裝置，特別是薄膜太陽 電池的封裝製備裝置。本實用新型還涉及一種用於封裝太陽電池，尤 其是薄膜太陽電池的方法。
技術背景
太陽電池，尤其是薄膜太陽電池的製備，離不開封裝。在製作薄 膜太陽電池的工藝過程中，封裝操作是其中非常重要的環節之一，封 裝的好壞直接影響到電池阻礙水分及氧氣侵入的能力。外界進入的水 分和氧氣能夠破壞薄膜太陽電池中的薄膜材料的固有性能和耐久性， 從而縮短器件的壽命、降低器件的穩定性。
在現有技術中，在太陽電池的封裝中存在的主要問題有 一是玻 璃蓋片和器件基片之間的封膠形成的氣泡或蟲洞較多，如此一來，將 會降低封膠對外界的水分及氧氣的阻隔性，即外界的水分與氧氣容易 經由蟲洞或形成的氣泡處穿過封膠進入封裝面板，從而會影響電池的 正常運作；二是作用在基片和後蓋上的作用力的不均勻造成了器件膠 線寬度的波動過大，影響了封裝的效果；三是在器件的高溫測試中， 封膠中含有的揮發性物質如有機溶劑會釋放出來，其可能是對器件有 害的氣體，例如該揮發性物質會破壞電池薄膜材料，從而降低器件的 良品率。
發明內容
針對上述問題，本實視新型的一個目的是提供一種用於太陽電池 的封裝製備裝置，特別是提供一種用於薄膜太陽電池的封裝製備裝置。
本實用新型的另一個目的是提供一種採用上述的封裝製備裝置來 封裝太陽電池的方法，特別是提供一種用於薄膜太陽電池的封裝方法。
上述封裝裝置和封裝方法能夠從根本上避免封裝過程中封膠形成的氣泡或蟲洞，解決膠線寬度均勻性較差的問題，以及消除封膠中的 揮發性物質，從而提高器件的良品率。
根據本實用新型， 一種用於太陽電池，尤其是薄膜太陽電池的封 裝製備裝置，該太陽電池包括後蓋和基片，該後蓋和基片通過膠水結
合在一起，其特徵在於，該封裝製備裝置包括封裝預處理室，用於 在封裝前對所述後蓋進行預處理；基片暫存室，用於暫存鍍膜後的基 片；封裝工作室，用於將所述基片和所述後蓋封裝在一起；以及用於 固化膠水的硬化裝置；其中，所述封裝預處理室、所述基片暫存室、 所述封裝工作室和所述硬化裝置之間的操作通過機械手進行。
所述封裝預處理室可以包括殼體，用於限定一密封操作環境； 用於在其上承載後蓋的滑輪組件；用於加熱以對膠水進行除氣的加熱 組件；用於使後蓋升降的升降機構；以及用於冷卻後蓋的冷卻組件； 其中，所述滑輪組件、所述加熱組件、所述升降機構和所述冷卻組件 在所述密封操作環境中進行操作。。
所述加熱組件優選地為紅外加熱組件，所述冷卻組件優選地採用 冷卻水來達到冷卻效果。
所述基片暫存室包括一殼體，該殼體用於限定一密封操作環境， 在所述基片暫存室內具有用於承載鍍膜基片的滑輪組件，其中該滑輪 組件與基片的非鍍膜區接觸，該滑輪組件在所述密封操作環境中進行 操作。
所述封裝工作室可以包括 殼體，用於限定一密封操作環境；
用於承載基片的上蓋板，所述上蓋板具有一光滑的吸附面，在該 吸附面上形成有用於吸附基片的真空槽，所述上蓋板包括至少一個與 所述真空槽連通的抽氣管；
用於承載後蓋的底座，所述底座具有一用於承載後蓋的承載臺， 所述上蓋板可以與所述底座相互閉合以限定一個密封的腔體，所限定 的密封腔體至少與一個真空泵連接，用於對密封腔體進行抽氣和充氣；
導向定位裝置，用於對傳送進入封裝工作室中的基片和蓋板進行定位；
用於使上蓋板升降的升降裝置；以及 用於使底座升降的升降裝置；
其中，所述上蓋板、所述底座、所述導向定位裝置、所述用於使 上蓋板升降的升降裝置和所述用於使底座升降的升降裝置在所述密封 操作環境中進行操作。
優選地，所述上蓋板與所述底座的相互閉合的表面上設置有密封 圏以及用於定位的導柱和標杆。
所述底座可以包括底座框架和石英玻璃，所述石英玻璃固定在底 座框架上，其外圍通過密封圏密封。
所述硬化裝置設置在封裝工作室的底座的正下方，其透過石英玻 璃對膠水進行固化。
所述膠水優選地為UV膠水，所述硬化裝置主要由UV光源組成。
根據本實用新型的另一方面， 一種採用上述的封裝製備裝置來封
裝太陽電池，尤其是薄膜太陽電池的方法，包括如下步驟
a)封裝前的預處理被塗有封裝膠水的後蓋由封裝預處理室的滑 輪組件傳送到封裝預處理室中進行預處理，即在真空環境下對後蓋進 行加熱以消除膠水中的氣泡和揮發性物質；然後由冷卻組件冷卻該蓋 片，防止變形，並起到穩定性能的作用；其中，後蓋塗有膠水的一面 朝上。
b) 鍍膜基片的定位(對位)鍍膜基片由暫存室的滾輪組件傳送 到鍍膜基片暫存室中，然後由機械手將其送至封裝工作室的標杆處， 接著由對位裝置的導柱對其定位；定位完畢後，通過上蓋板的吸附面 的真空槽將其吸附在上蓋板上並上升至一定位置；其中，基片鍍有膜 的 一面朝下，滑輪組件和機械手與基片的非鍍膜區接觸。
c) 後蓋的定位經過預處理後的後蓋，由機械手將其傳送至封 裝工作室的標杆處，接著由對位裝置的導柱對其定位；定位完畢後， 將其放置在封裝工作室的底座承載臺上。
d) 後蓋和基片的壓合封裝後蓋和基片經對位後，通過封裝工作室中的升降機構將它們送至快要接觸的位置，然後，向密封腔體內
充氣，後蓋與基片在外界氣壓下被壓合在一起，膠水被均勻擠壓；其 中，整個封裝過程是在惰性氣體的環境下進行，以降低密封腔體內的 水分和氧氣含量，後蓋和基片為被壓合之前，後蓋和基片的兩個表面 之間的3巨離大於0.02mm。
e) 使用硬化裝置對膠水進行固化，完成固化後，打開密封腔體， 取出封裝好的器件。
在所述封裝前的預處理步驟中，真空環境的真空度優選地為 l(T3Torr,加熱溫度優選地小於200°C。
所述惰性氣體通常是氮氣。
本實用新型可以獲得這樣的技術效果如上所述，採用根據本實 用新型的太陽電池的封裝方法及其封裝製備裝置，先通過封裝預處理 室在真空環境下對後蓋上的膠水進行加熱除氣，從根本上減少了封膠 形成氣泡的可能，同時也可以預先消除揮發性物質對器件的不利影響。 在惰性氣體(通常為氮氣)環境下的封裝工作室進行壓合封裝，通過 導向定位裝置對基片和後蓋精確定位後，然後由可以精密調控升降速 度的升降裝置來調整基片與後蓋封裝壓合前的位置，最後通過向密封 腔體充氣用氣壓來實現基片和後蓋的封裝壓合，這樣能夠有效控制作 用在基片和蓋片的作用力的大小和均勻性，減少器件膠線寬度的波動 性，從而達到了很好的封裝效果。


通過本實用新型的太陽電池的封裝製備裝置和用於封裝太陽電池 的方法的優選的、非限制性實施例的詳細說明，本實用新型的其他特 徵和優點將更明顯，參考附圖，下面將對本實用新型非限制性實施例 進行說明，其中
圖i為本實用新型的用於封裝太陽電池的方法的流程圖2為根據本實用新型的太陽電池的封裝製備裝置的基片暫存室 的剖視圖。其中圖2(b)為圖2(a)的俯視圖3為根據本實用新型的太陽電池的封裝製備裝置的封裝預處理室的剖視圖4為根據本實用新型的太陽電池的封裝製備裝置的封裝工作室 及UV固化裝置的剖視圖。
具體實施方式
以下將參照相關附圖，說明根據本實用新型的優選實施例的薄膜 太陽電池的封裝製備裝置。
本實用新型提供的封裝裝置包括基片暫存室100 (圖2)、封裝預 處理室200 (圖3)、封裝工作室300 (圖4)以及硬化裝置22 (圖4)。
其中，如圖2,尤其是圖2 (a)所示，基片暫存室包100包括 殼體3，用於形成密封操作環境；滾輪組件2，用於承栽和傳輸鍍膜基 片1。如圖2 (b)所示，該鍍膜基片1包括非鍍膜區4和鍍膜區5 (圖 中顯示為鍍膜面朝下)。
參見圖3，封裝預處理室200包括殼體7，用於形成密封操作環 境；滾輪組件IO，用於傳輸後蓋9;升降裝置ll，用於將後蓋9託起 至離加熱組件8適當的距離以便進行加熱；加熱組件8，用於對後蓋9 上塗布的膠水進行加熱以便除去氣泡和揮發性物質；冷卻組件6，其 可以使用冷卻水對後蓋9進行冷卻，並穩定後蓋的變形。整個加熱和 冷卻過程中是在真空環境下進行的。
參見圖4，封裝工作室300包括殼體18，用於形成密封操作環 境；上蓋板16，用於承載鍍膜後的基片，上蓋板具有吸附面17 (通常 為平面的)，在該吸附面17上形成有用於吸附基片的真空槽，上蓋板 16上形成有與所述真空槽連通的抽氣管，該抽氣管與真空泵連接，用 於產生負壓來吸附基片；用於承載後蓋的底座，該底座具有一用於承 載後蓋的承載臺20，底座包括底座框架和石英玻璃，該石英玻璃被固 定在底座框的底部上，其外圍用例如密封圏密封;導向定位裝置，設 置在上蓋板與底座之間，包括固定在底座上的導柱19以及標杆；升降 裝置13， 14,分別用於升降上蓋板和底座的承載臺來調整鍍膜基片與 後蓋的距離，同時用來實現鍍膜基片和後蓋的壓合封裝前的位置處理。 所述上蓋板可以與所述底座相互閉合以限定一個密封的腔體，所形成的密封腔體至少與一個真空泵連接，用於對密封腔體進行抽氣和充氣
仍然參見圖4，硬化裝置22被安裝在封裝工作室300的底座的下 面， 一般由UV光源組成，用來固化膠水，UV光通過石英玻璃來實 現對膠水的固化。
下面描述本實用新型的採用上述的封裝裝置來封裝太陽電池的方 法和過程。
參照圖1所示來說明封裝工藝是如何實現的。圖l示出了總體的 封裝流程圖。首先，機械手從基片暫存室100中取出鍍膜基片1送入 到封裝工作室300;接著，機械手從封裝預處理室200中取出後蓋9 送入到封裝工作室300，然後基片1和後蓋9在封裝工作室300中實 現壓合封裝；最後通過UV硬化裝置22對膠水進行固化，機械手從封 裝工作室取出器件由成品輸出口輸出。
下面結合圖2、4所示來具體地詳細說明本實用新型的封裝方法和 封裝裝置中的基片暫存室的操作以及鍍膜基片在封裝工作室中的對位 (定位)。鍍膜面朝下的鍍膜基片1由滾輪組件2傳送到基片暫存室的 殼體3內，其中滾輪組件2接觸基片的區域為非鍍膜區4，未觸及基 片的鍍膜區5的膜層以保護基片l的鍍膜區；接著通過機械手把鍍膜 基片1送入到封裝工作室300的殼體18內的支架21上；通過定位裝 置中的導柱19對鍍膜基片對位，對位完畢後，上蓋板16在電機的控 制下通過上蓋板升降組件13帶著上蓋板16下降，接觸鍍膜基片1時， 通過抽氣裝置比如真空泵開始抽氣，在負壓的作用下，吸附面17的吸 取機構15吸附著鍍膜基片1，接著再由升降機構13上升到一定位置。
結合圖3、4所示來具體說明封裝預處理室的操作以及後蓋在封裝 工作室中的對位以及封裝壓合操作。被塗布了膠水的後蓋9(膠水面 朝土 )由滾輪組件IO傳送到封裝預處理室的殼體7內，接著由升降組 件11帶動頂杆將後蓋9升至離加熱組件8適當的位置，然後關閉殼體 的閘閥12,對封裝預處理室進行抽真空，當真空度達到l(T3Torr左右 時，開啟加熱組件8對後蓋9進行加熱除氣，溫度控制在200。C以下， 幾分鐘後停止加熱，接著開啟冷卻組件6對後蓋9冷卻。等溫度冷卻下來後，對封裝預處理室200充入惰性(通常是氮氣) 氣體，然後通過機械手把後蓋9送入到封裝工作室300的殼體18內的 支架21上，接著由對位裝置的導柱19對其進行對位(定位)後放置 於底座承載臺20上；然後，由承載臺升降組件14帶著後蓋9上升到 一定位置，使得後蓋9和基片1的相對距離在2mm之間但不限於此 距離。此時，後蓋停在這個位置，而上蓋板升降組件13帶著鍍膜基片 1再次下降，使得鍍膜基片1和後蓋9即將接觸時即距離在0.02mm 左右但不限於此距離，停止下降，然後關閉抽氣裝置(比如真空泵， 未示出)，並打開充氣裝置(未示出)經由上蓋板的吸附面的真空槽充 氣，此時由上蓋板與底座相互閉合而限定的密封腔體內的氣壓逐漸上 升，而器件內部的氣壓無法上升，這樣內外的壓強差迫使基片1和後 蓋9緊密粘合，膠線逐漸被壓開。
最後，打開硬化裝置的UV燈組件22，固化膠水，經機械手取出 器件由成品輸出口輸出，如圖1所示。
儘管已經參考附圖，對本實用新型的封裝裝置的結構和封裝方法 進行了說明，但是上述公開內容僅是為了更好地理解本實用新型，而 不是以任何方式限制權利要求的範圍。故凡依本實用新型專利申請範圍 所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均包括於本實用新型的保 護範圍內。
權利要求1、一種用於太陽電池的封裝製備裝置，該太陽電池包括後蓋和基片，該後蓋和基片通過膠水結合在一起，其特徵在於，該封裝製備裝置包括封裝預處理室，用於在封裝前對所述後蓋進行預處理；基片暫存室，用於暫存鍍膜後的基片；封裝工作室，用於將所述基片和所述後蓋封裝在一起；以及用於固化膠水的硬化裝置；其中，所述封裝預處理室、所述基片暫存室、所述封裝工作室和所述硬化裝置之間的操作通過機械手進行。
2、 根據權利要求1所述的封裝製備裝置，其特徵在於所述封 裝預處理室包括殼體，用於限定一密封操作環境；用於在其上承載後蓋的滑輪組件；用於加熱以對膠水進4亍除氣的加熱組件；用於使後蓋升降的升降機構；以及用於冷卻後蓋的冷卻組件；其中，所述滑輪組件、所述加熱組件、所述升降機構和所述冷卻 組件在所述密封操作環境中進行操作。
3、 根據權利要求2所述的封裝製備裝置，其特徵在於所述加 熱組件為紅外加熱組件，所述冷卻組件採用冷卻水來達到冷卻效果。
4、 根據權利要求2所述的封裝製備裝置，其特徵在於所述基 片暫存室包括一殼體，該殼體用於限定一密封操作環境，在所述基片 暫存室內具有用於承載鍍膜基片的滑輪組件，其中該滑輪組件與基片 的非鍍膜區接觸，該滑輪組件在所述密封操作環境中進行操作。
5、 根據權利要求4中所述的封裝製備裝置，其特徵在於所述 封裝工作室包括殼體，用於限定一密封操作環境；用於承載基片的上蓋板，所述上蓋板具有一光滑的吸附面，在該 吸附面上形成有用於吸附基片的真空槽，所述上蓋板包括至少一個與所述真空槽連通的抽氣管；用於承載後蓋的底座，所述底座具有一用於承栽後蓋的承載臺， 所述上蓋板可以與所述底座相互閉合以限定一個密封的腔體，所限定 的密封腔體至少與一個真空泵連接，用於對密封腔體進行抽氣和充氣；導向定位裝置，用於對傳送進入封裝工作室中的基片和蓋板進行 定位；用於使上蓋板升降的升降裝置；以及 用於使底座升降的升降裝置；其中，所述上蓋板、所述底座、所述導向定位裝置、所述用於使 上蓋板升降的升降裝置和所述用於使底座升降的升降裝置在所述密封 操作環境中進行操作。
6、 根據權利要求5所述的封裝製備裝置，其特徵在於所述上 蓋板與所述底座的相互閉合的表面上設置有密封圏以及用於定位的導 柱和標杆。
7、 根據權利要求5或6所述的封裝製備裝置，其特徵在於所 述底座包括底座框架和石英玻璃，所述石英玻璃固定在底座框架上， 其外圍通過密封圏密封。
8、 根據權利要求5或6所述的封裝製備裝置，其特徵在於所 述硬化裝置設置在封裝工作室的底座的正下方，其透過石英玻璃對膠 水進行固化。
9、 根據權利要求8所述的封裝製備裝置，其特徵在於所述膠 水為UV膠水，所述硬化裝置主要由UV光源組成。
10、 根據權利要求.:1-6中任一項所述的封裝製備裝置，其特徵在 於所述太陽電池為薄膜太陽電池。
專利摘要本實用新型公開了一種用於太陽電池，尤其是薄膜太陽電池的封裝製備裝置，該封裝製備裝置包括封裝預處理室，用於在封裝前對所述後蓋進行預處理；基片暫存室，用於暫存鍍膜後的基片；封裝工作室，用於將所述基片和所述後蓋封裝在一起；以及用於固化膠水的硬化裝置。本實用新型還公開了一種用於封裝太陽電池，尤其是薄膜太陽電池的方法。採用本實用新型的太陽電池的封裝製備裝置及其封裝方法，能夠從根本上減少封膠形成氣泡，同時也可以預先消除揮發性物質對器件的不利影響，有效控制作用在基片和蓋片的作用力的大小和均勻性，減少器件膠線寬度的波動性，從而達到很好的封裝效果。
文檔編號H01L31/18GK201222508SQ20082011781
公開日2009年4月15日 申請日期2008年6月16日 優先權日2008年6月16日
發明者範振華 申請人:東莞宏威數碼機械有限公司