用電池壓制機(jī)形成光伏電池模塊的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種使用電池壓制機(jī)形成的光伏電池模塊。所述電池壓制機(jī)具有縱向軸線、沿著所述縱向軸線彼此相對設(shè)置的兩個表面，以及用于使所述兩個表面中的至少一個沿著所述縱向軸線朝所述兩個表面中的另一個移動的射流機(jī)構(gòu)。本發(fā)明還公開了一種方法，所述方法包括將基板、光伏電池、結(jié)合層或其前體以及覆板設(shè)置在所述兩個表面之間并與所述兩個表面之一隔開的步驟。所述方法還包括以下步驟：使用所述射流機(jī)構(gòu)使所述兩個表面中的至少一個沿著所述縱向軸線朝所述兩個表面中的另一個移動，以壓緊所述基板、光伏電池、結(jié)合層或其前體以及覆板并形成所述光伏電池模塊。所述前體在固化之前具有在25℃下測得的小于約1500厘泊的粘度。
【專利說明】用電池壓制機(jī)形成光伏電池模塊的方法
[0001]本發(fā)明整體涉及用電池壓制機(jī)形成光伏電池模塊的方法。電池壓制機(jī)具有設(shè)置為彼此相對的兩個表面和用于使兩個表面中的至少一個朝兩個表面中的另一個移動的射流機(jī)構(gòu)。
[0002]光伏電池包括在光伏電池模塊中，所述光伏電池模塊通常包括結(jié)合層、基板、覆板和/或提供強(qiáng)度和穩(wěn)定性的附加材料或?qū)?。在許多應(yīng)用中，結(jié)合層用于封裝光伏電池以提供額外的保護(hù)，從而防止其受到環(huán)境因素(例如風(fēng)和雨)的影響。一些模塊包括使用厚結(jié)合層粘合至玻璃覆板的玻璃基板。通常使用緩慢且效率低下的工藝制造這些類型的模塊，這是因?yàn)樾枰刂平Y(jié)合層的分散并將結(jié)合層從基板和覆板的滲漏降至最低以減少浪費(fèi)。此夕卜，由于模塊存在破碎和斷裂的可能，所以必須仔細(xì)考慮用于形成此類模塊的壓力和溫度。其他類型的模塊使用大量的結(jié)合層形成，所述結(jié)合層從基板和覆板之間擠出并被棄去。在這兩種類型的模塊中，因?yàn)榻Y(jié)合層可能以不一致的模式流過基板和覆板，所以結(jié)合層的厚度將難以控制。此外，還難以控制結(jié)合層中形成難看的氣泡。就這一點(diǎn)而論，形成這兩類模塊的方法導(dǎo)致費(fèi)用增加、加工時間延長以及加工復(fù)雜性增大。在一些情況下，這些方法完全沒有效率。所有這些缺點(diǎn)導(dǎo)致最終購買者的費(fèi)用增加。
[0003]通常使用機(jī)械重量、軋輥/夾送輥、高壓釜或采用真空層合大批量地形成模塊。在許多生產(chǎn)方法中，將光伏電池、結(jié)合層、基板和覆板壓在一起，以確保接觸和封裝。然而，當(dāng)光伏電池接觸結(jié)合層時，氣泡可能會被困在結(jié)合層中和/或光伏電池與結(jié)合層之間。這些氣泡是不利的，且使得模塊易受環(huán)境影響、降低模塊的機(jī)械強(qiáng)度，并降低模塊的吸光能力。
[0004]通過使用機(jī)械重量和輥對光伏電池施加壓力，可以將一些氣泡擠出。然而，要移除任何可觀數(shù)量的氣泡，在氣泡緩慢流出時壓力要么必須非常高，要么必須被施加相當(dāng)長的時間。如上所述，使用高壓增大了模塊破碎或斷裂的可能性，這使得較為緩慢(和較低壓力)的工藝在商業(yè)上更可取。還可以使用真空，但這往往成本高昂并且費(fèi)時。因?yàn)楣に嚲徛臅r間不具有成本效益且毫無效率。這種較為緩慢的工藝大大增加了循環(huán)時間，從而減少了能夠在給定時間內(nèi)組裝出的模塊數(shù)量。因此，仍然存在開發(fā)形成模塊的改進(jìn)方法的契機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了形成光伏電池模塊的方法，所述光伏電池模塊包括基板、設(shè)置在基板上的光伏電池、設(shè)置在光伏電池上的結(jié)合層和設(shè)置在結(jié)合層上的覆板。光伏電池模塊使用電池壓制機(jī)形成，所述電池壓制機(jī)具有縱向軸線、沿著縱向軸線彼此相對設(shè)置的兩個表面，以及用于使兩個表面中的至少一個沿著縱向軸線朝兩個表面中的另一個移動的射流機(jī)構(gòu)。所述方法包括以下步驟:將基板、光伏電池、結(jié)合層或其前體以及覆板設(shè)置在所述兩個表面之間并與所述兩個表面之一隔開。該方法還包括以下步驟:使用射流機(jī)構(gòu)使兩個表面中的至少一個沿著縱向軸線朝兩個表面中的另一個移動，以壓緊基板、光伏電池、結(jié)合層或其前體以及覆板并形成光伏電池模塊。結(jié)合層的前體具有在25°C下測得的小于約1500厘泊的粘度?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0006]圖1A為電池壓制機(jī)的一個實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其中電池壓制機(jī)包括可膨脹囊，在光伏電池模塊的形成過程中，可膨脹囊發(fā)生膨脹以向下對光伏電池模塊施加壓カ；
[0007]圖1B為電池壓制機(jī)的另ー個實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其中電池壓制機(jī)包括可膨脹囊，在光伏電池模塊的形成過程中，可膨脹囊發(fā)生膨脹以向上對光伏電池模塊施加壓カ；
[0008]圖1C為過程示意圖，示出了在光伏電池模塊的形成過程中圖1A的可膨脹囊向下對光伏電池模塊施加壓カ的多個膨脹階段(從左向右);
[0009]圖2A為電池壓制機(jī)的又一個實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其中電池壓制機(jī)包括兩個臺板和夾在這兩者之間的可膨脹囊，在光伏電池模塊的形成過程中，可膨脹囊膨脹并向下對臺板之一和光伏電池模塊施加壓カ；
[0010]圖2B為電池壓制機(jī)的再一個實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其中電池壓制機(jī)包括兩個臺板和夾在這兩者之間的可膨脹囊，在光伏電池模塊的形成過程中，可膨脹囊膨脹并向上對臺板之一和光伏電池模塊施加壓カ；
[0011]圖2C為圖2B的電池壓制機(jī)的另外的實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其還包括兩個附加的臺板和夾在所述兩個附加臺板之間的附加可膨脹囊，其中在光伏電池模塊的形成過程中，兩個可膨脹囊均膨脹并分別向上和向下對臺板和光伏電池模塊施加壓カ；
[0012]圖2D為過程示意圖，示出了在光伏電池模塊的形成過程中圖2A的可膨脹囊向下對臺板之一和光伏電池模塊施加壓カ的多個膨脹階段(從左向右);
[0013]圖3A為電池壓制機(jī)的另ー個實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其中電池壓制機(jī)包括兩個臺板，在光伏電池模塊的形成過程中，臺板之一向上對光伏電池模塊施加壓カ；
[0014]圖3B為電池壓制機(jī)的另ー個實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其中電池壓制機(jī)包括兩個臺板，在光伏電池模塊的形成過程中，臺板之一向下對光伏電池模塊施加壓カ；
[0015]圖3C為電池壓制機(jī)的另ー個實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其中電池壓制機(jī)包括兩個臺板，在光伏電池模塊的形成過程中，臺板之一向下對光伏電池模塊施加壓力，而臺板中的另一個同時向上對光伏電池模塊施加壓カ；
[0016]圖3D為圖3A的電池壓制機(jī)的操作的過程示意圖，其中在光伏電池模塊的形成過程中臺板之一向上對光伏電池模塊施加壓カ；
[0017]圖4A為電池壓制機(jī)的另ー個實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，該電池壓制機(jī)具有電池壓制機(jī)臺和支承多個光伏電池的穿梭板，并具有與光伏電池間隔開并被設(shè)置為在模塊的形成過程中對模塊施加向下的壓カ的處于回縮位置的電池壓制機(jī)板；
[0018]圖4B為電池壓制機(jī)的另ー個實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，其中臺和板被設(shè)置為在模塊的形成過程中對模塊分別施加向下和向上的壓力；
[0019]圖5為電池壓制機(jī)的又一個實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，其中可膨脹囊設(shè)置在兩個臺板之間，用于在模塊的形成過程中對模塊施加向下的壓力；
[0020]圖6為電池壓制機(jī)的另ー個實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，其中可膨脹囊被設(shè)置用于在模塊的形成過程中對模塊施加向下的壓カ；
[0021]圖7A為可用于電池壓制機(jī)中的插入物的一個實(shí)施例的側(cè)視圖，其中該插入物包括離散的層；[0022]圖7B為可用于電池壓制機(jī)中的插入物的第二實(shí)施例的側(cè)視圖，其中該插入物包括離散的層；
[0023]圖7C為可用于電池壓制機(jī)中的插入物的第三實(shí)施例的側(cè)視圖，其中該插入物包括離散的層；
[0024]圖7D為可用于電池壓制機(jī)中的插入物的第四實(shí)施例的側(cè)視圖，其中該插入物包括離散的層；
[0025]圖7E為可用于電池壓制機(jī)中的插入物的一個實(shí)施例的側(cè)面示意圖，其中壓カ被施加至第一最外層并從插入物中央通過中間層向外朝第二最外層的外圍傳播；
[0026]圖7F為插入物的一個實(shí)施例的側(cè)視圖，其中插入物是一體的并且不包括離散的層；
[0027]圖8A為圖4A的電池壓制機(jī)的側(cè)面剖視圖，其包括設(shè)置在板上的插入物的實(shí)施例；
[0028]圖8B為圖4A的電池壓制機(jī)的側(cè)面剖視圖，其包括設(shè)置為與模塊接觸的插入物的實(shí)施例；
[0029]圖9A為圖5的電池壓制機(jī)的側(cè)面剖視圖，其包括設(shè)置在臺板上的插入物的實(shí)施例；
[0030]圖9B為圖5的電池壓制機(jī)的側(cè)面剖視圖，其包括設(shè)置為與模塊接觸的插入物的實(shí)施例；
[0031]圖10為光伏電池模塊的ー個實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，該光伏電池模塊包括基板、設(shè)置在基板上并與所述基板直接接觸的光伏電池、設(shè)置在光伏電池上并與所述光伏電池直接接觸的結(jié)合層，以及設(shè)置在結(jié)合層上并與所述結(jié)合層直接接觸的覆板。`【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明提供了用如圖所示的電池壓制機(jī)12形成光伏電池模塊10 (下文稱為“模塊”)的方法。模塊10在形成后包括基板14、設(shè)置在基板14上的光伏電池16、設(shè)置在光伏電池16上的結(jié)合層18和設(shè)置在結(jié)合層18上的覆板20。術(shù)語“設(shè)置在…上”可以描述設(shè)置在其他元件(14-20)中的任一者上并與其直接接觸的上述元件(14-20)中的任一者?；蛘撸?14-20)中的任一者可以設(shè)置在其他元件(14-20)中的任一者上，但與其間隔開，使得兩者間沒有直接接觸。例如，光伏電池16可以設(shè)置在基板14上并與其直接接觸，或者可以設(shè)置在基板14上并與其間隔開(此時另ー個元件或?qū)釉O(shè)置在兩者間)。在一個實(shí)施例中，光伏電池16與基板14和結(jié)合層18均直接接觸。或者，光伏電池16可以夾在結(jié)合層18與第二結(jié)合層之間，如下文更詳細(xì)地描述。在多個實(shí)施例中，模塊10如W02010/051355中所述，該文獻(xiàn)全文明確地以引用方式并入本文并在下文進(jìn)ー步引用。在一個實(shí)施例中，光伏電池16設(shè)置在基板14上并與所述基板14直接接觸，結(jié)合層18設(shè)置在光伏電池16上并與所述光伏電池16直接接觸，覆板20設(shè)置在結(jié)合層18上并與所述結(jié)合層18直接接觸，如圖10所示?；蛘撸诙Y(jié)合層(在下文更詳細(xì)地描述)設(shè)置在基板14上并與所述基板14直接接觸，光伏電池16設(shè)置在第二結(jié)合層上并與所述第二結(jié)合層直接接觸，結(jié)合層18設(shè)置在光伏電池16上并與所述光伏電池16直接接觸，覆板20設(shè)置在結(jié)合層18上并與所述結(jié)合層18直接接觸。在另ー個實(shí)施例中，結(jié)合層18設(shè)置在基板14上并與所述基板14直接接觸，光伏電池16設(shè)置在結(jié)合層18上并與所述結(jié)合層18直接接觸，覆板20設(shè)置在光伏電池16上并與所述光伏電池16直接接觸。在該實(shí)施例中，光伏電池16可以被另外定義為薄膜，并可以通過化學(xué)氣相沉積法或另一種合適的方法直接設(shè)置到覆板20上。相對于圖1_6、8和9，示出了完整的模塊10。然而，應(yīng)當(dāng)理解，示出完整形式的模塊10只是為了簡單起見。基板14、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體(其在下文中詳述)和覆板20中的每一個通常單獨(dú)設(shè)置在電池壓制機(jī)12中并被壓緊在一起，從而形成完整的模塊10?；?4、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體和覆板20中的每一個可以在任何一個或多個附圖中獨(dú)立地示出，然后經(jīng)壓緊而形成模塊10。
[0033]通常，基板14 (如，背板)為模塊10的后表面22提供保護(hù)，而覆板20通常為模塊10的前表面24提供保護(hù)。基板14和覆板20可以相同或可以不同，并且各自可以獨(dú)立地包含本領(lǐng)域已知的任何合適的材料。基板14和/或覆板20可以是柔軟且柔韌的，或者可以是堅硬且剛性的?；蛘?，基板14和/或覆板20可以包括堅硬且剛性的部分并同時包括柔軟且柔韌的部分?；?4和覆板20可能對光線透明，可能是不透明的或者可能無法透射光線(即，可能是不透光的)。然而，基板14和覆板20中的至少一者必須允許一些光進(jìn)入模塊10并接觸光伏電池16。通常，覆板20透光，而基板14不透光。基板14通常為模塊10的底層，而覆板20通常為對太陽光譜(如，可見光)透明并設(shè)置在光源前方的頂層和最外層。覆板20可用于保護(hù)模塊10免受環(huán)境條件(例如雨、雪和熱)的影響。最通常地，覆板20為對太陽光透明的剛性玻璃面板并用于保護(hù)模塊10的前表面24。
[0034]在一個實(shí)施例中，基板14和/或覆板20為玻璃?；蛘?，基板14或覆板20包括金屬箔、聚酰亞胺、乙烯-醋酸乙烯共聚物、和/或有機(jī)含氟聚合物(例如乙烯-四氟乙烯
(ETFE) )、Tedlar?、聚酯/Tedlar' Tedlar?/聚酯/Tedlar'單獨(dú)的或涂覆有硅和氧化
物質(zhì)(SiOx)的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，以及它們的組合。在一個實(shí)施例中，基板14還可定義為PET/SiOx-PET/Al基板14，其中x的值為I至4。
[0035]基板14和/或覆蓋層20可以是承重的或非承重的，并且可以包括在模塊10的任何部分中。通常，基板14是承重的?；?4可以是模塊10的“底層”或最外層，其通常設(shè)置在光伏電池16后面并充當(dāng)機(jī)械支承件。在多個實(shí)施例中，基板14和/或覆板20如上文首次介紹的W02010/051355中所述?；?4和/或覆板20可以包括多根涂有(例如)有機(jī)硅組合物的纖維。合適的但非限制性的有機(jī)硅組合物也在如上文首次介紹的W02010/051355中有所描述。或者，模塊10可以包括第二或附加的基板14和/或覆板20。
[0036]光伏電池16通常具有I至500、I至5、I至20、300至500、50至250、100至225或175至225微米的厚度。光伏電池16通常還具有100X IOOcm至200X200cm的長度和寬度(圖中未不出)。在一個實(shí)施例中，光伏電池16具有分別為125cm的長度和寬度。或者，光伏電池16的長度和寬度分別為156cm。
[0037]光伏電池16可以包括大面積、單晶、單層p-n結(jié)型二極管。這些光伏電池16通常使用擴(kuò)散法由硅晶片制成?；蛘?，光伏電池16可以包括在晶格匹配晶片上的(硅)半導(dǎo)體的薄外延沉積物。在這個實(shí)施例中，外延光伏可以分為空間光伏或地面光伏，并且通常具有7%至40%的AMO效率。另外,光伏電池16可以包括量子講裝置(例如量子點(diǎn)、量子繩(quantumrope)等)，并且還可以包括碳納米管。這些類型的光伏電池16可以具有最高至45%的AMO生產(chǎn)效率。[0038]光伏電池16可以包括非晶硅、單晶硅、多晶硅、微晶硅、納米晶硅、碲化鎘、銅銦/硒化鎵/硫化物、神化鎵、聚對苯こ炔、銅酞菁、碳富勒烯以及它們的錠、帶、薄膜和/或晶片形式的組合。光伏電池16還可以包括吸光染料，例如釕有機(jī)金屬化合物染料。更通常地，光伏電池16包括單晶硅和多晶硅。在多個實(shí)施例中，光伏電池16如上文首次介紹的W02010/051355 中所述。
[0039]在一個實(shí)施例中，光伏電池16通過化學(xué)氣相沉積法或?yàn)R射法設(shè)置在基板14上，結(jié)合層18或其前體設(shè)置在光伏電池16上并與所述光伏電池16直接接觸。使用濺射或化學(xué)氣相沉積處理技術(shù)將光伏電池16設(shè)置在基板14上之后，可以將一條或多條電引線(圖中未示出)附接到光伏電池16上。然后可以在電引線上施加ー個或多個附加層。
[0040]結(jié)合層18通常由前體(如，可固化組合物)形成，該前體固化時形成結(jié)合層。結(jié)合層18通常在前體部分或完全固化之后形成。固化后，結(jié)合層18和前體可以具有相同的粘度或不同的粘度。固化機(jī)理可以包括本領(lǐng)域已知的任何機(jī)理。前體無需固化或甚至部分固化以形成結(jié)合層18。
[0041]前體通常在固化前(如果前體最終固化)具有在25°C下測得的小于約1500厘泊的剪切粘度。在多個實(shí)施例中，前體在固化前、固化期間或固化后(如果前體最終固化河以具有在 25 °C 下測得的小于或?yàn)榧s 1400、1300、1200、1100、1000、900、800、700、600、500、400、300,200或100厘泊的剪切粘度。在其他實(shí)施例中，前體在固化前、固化期間或固化后(如果前體最終固化)可以具有在25°C下測得的100至1100、200至900、300至800、400至700或500至600厘泊的剪切粘度。在另有其他實(shí)施例中，前體在固化前、固化期間或固化后可以具有在25°C下測得的約1100、約600或約400厘泊的剪切粘度。通常，上述粘度是使用Brookfield DVIII錐板粘度計在25°C下根據(jù)ASTM D4287測得的(如，使用CPE51轉(zhuǎn)子)。如果前體固化形成結(jié)合層，則結(jié)合層可能具有在25°C下使用上述設(shè)備測得的高于約1500厘泊的剪切粘度。還設(shè)想了可以使用如本領(lǐng)域所知的絕對旋轉(zhuǎn)方法測量粘度。
[0042]在一個實(shí)施例中，前體在壓緊之前，即，在將基板14、光伏電池16、前體和覆板20中的每ー者放置在電池壓制機(jī)中并壓緊在一起之前，是未固化的?；蛘撸绑w在壓緊之前是部分固化的。在另ー個實(shí)施例中，前體在壓緊之前是固化的并被進(jìn)ー步定義為結(jié)合層。
[0043]可以使用如上文首次介紹的第二結(jié)合層，其可以與結(jié)合層18相同或不同，并可以被進(jìn)ー步定義為本文所述的結(jié)合層18的選項(xiàng)中的任一者。第二結(jié)合層還可以由第二前體(如，第二可固化組合物)形成，該第二前體可以與上文所述的前體相同或不同。結(jié)合層18和/或第二結(jié)合層以及任何對應(yīng)的前體可以如W02010/051355中所述，該專利如上文首次介紹并且明確地以引用方式并入本文。通常，第二結(jié)合層(如果使用的話)也具有在25°C下測得的小于約1000厘泊的剪切粘度。然而，第二結(jié)合層并不限于該粘度。
[0044]在一個實(shí)施例中，前體包括硅原子。前體可以不含硅原子(或有機(jī)硅化合物)。當(dāng)包含硅原子吋，可以通過本領(lǐng)域已知的任何方法使前體固化，例如直接法、水解法、冷凝法、甲基硅烷化法、氫化硅烷化法、重新分布法、親核取代法等。在一個實(shí)施例中，前體通過氫化硅烷化法固化并包含具有烯基基團(tuán)的ニ有機(jī)基聚硅氧烷、具有硅鍵合的氫原子的交聯(lián)劑和氫化硅烷化催化劑。ニ有機(jī)基聚硅氧烷、交聯(lián)劑和氫化硅烷化催化劑可以是本領(lǐng)域已知的任何ー種或如上文首次介紹的W02010/051355中所述的那些。在多個實(shí)施例中，交聯(lián)劑中的硅鍵合的氫原子與ニ有機(jī)基聚硅氧烷中的烯基基團(tuán)的摩爾比大于1、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5。在其他實(shí)施例中，所述摩爾比為約I或小于1、0.9、0.8、0.7、0.6或0.5。前體可以具有在25°C下測得的小于500厘泊的剪切粘度，其中二有機(jī)基聚硅氧烷進(jìn)一步被定義為每分子具有兩個末端烯基基團(tuán)的聚二甲基硅氧烷，并且其中所述交聯(lián)劑選自二甲基氫封端的二甲基硅氧烷、三甲基硅氧基封端的二甲基-甲基氫硅氧烷，以及它們的組合。
[0045]前體以及由其制備的結(jié)合層可以包含碳原子和/或有機(jī)化合物，并且可以基本上不含(即，包含小于1、0.5、0.1或0.01重量％的)硅原子。在多個其他實(shí)施例中，前體以及由其制備的結(jié)合層包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯、乙烯四氟乙烯、聚氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯以及它們的組合中的至少一者。上述前體以及由其制備的結(jié)合層可以基本上不含包含硅原子的化合物。反之，除了在硅鍵合的有機(jī)基團(tuán)和/或無機(jī)化合物中的任何碳原子之外，前體以及由其制備的結(jié)合層可以基本上不含(即，包含小于1、0.5,0.1或
0.01重量％的)碳原子。
[0046]模塊10使用上文首次介紹的電池壓制機(jī)12形成。電池壓制機(jī)12具有縱向軸線(A)、沿著縱向軸線(A)彼此相對設(shè)置的兩個表面26、28，以及用于使兩個表面26、28中的至少一個朝兩個表面26、28中的另一個移動的射流機(jī)構(gòu)30。
[0047]縱向軸線(A)垂直延伸穿過電池壓制機(jī)12，從而確定了電池壓制機(jī)12相對于地面的基準(zhǔn)點(diǎn)。兩個表面26，28通常沿著縱向軸線(A)相對于重力和地面垂直取向，使得兩個表面26、28中的一個進(jìn)一步被定義為頂面，且兩個表面中的另一個進(jìn)一步被定義為電池壓制機(jī)12的底面。在一個實(shí)施例中，射流機(jī)構(gòu)30將頂面朝著底面移動。或者，射流機(jī)構(gòu)30將底面朝著頂面移動。在另一個實(shí)施例中，射流機(jī)構(gòu)30將頂面和底面朝彼此移動?？梢允褂脙蓚€或更多個射流機(jī)構(gòu)。
[0048]本發(fā)明并不限于上文所述的此類構(gòu)造。例如，電池壓制機(jī)12可以旋轉(zhuǎn)側(cè)放，使得縱向軸線(A)大致平行于地面延伸，并且頂面和底面進(jìn)一步被定義為左/右或相對的表面。在該實(shí)施例中，沿著縱向軸線(A)移動是從左向右、從右向左或同時從右和左開始移動。
[0049]在一個實(shí)施例中，兩個表面26、28進(jìn)一步被定義為板34和臺32的表面?；蛘撸瑑蓚€表面26、28中的一者可以進(jìn)一步被定義為板34的表面或臺32的表面。通常,兩個表面26、28為最外側(cè)表面，如板34和臺32的最外側(cè)表面。通常，相對于地面，板34位于臺32的上方。
[0050]在模塊10形成之前、期間和之后，電池壓制機(jī)12通常保持靜止并且水平放置，以支承模塊10的組件(如，基板14、覆板20、結(jié)合層18或其前體，以及光伏電池16)，如下文更詳細(xì)地描述?？梢允褂么┧蟀?8在兩個表面26，28之間傳送基板14、覆板20、光伏電池16和/或結(jié)合層18或其前體，和/或?qū)⑺鼈儌魉瓦M(jìn)電池壓制機(jī)12自身中。
[0051]兩個表面26、28中的至少一者(如板34和/或臺32的表面以及因而板34和臺32自身中的至少一者)通?？上鄬τ诹硪徽咭苿?。例如，板34可以是靜止的，而臺32可相對于板34移動?；蛘撸_32可以是靜止的，而板34可相對于臺32移動。臺32和板34均可以朝著彼此移動。在圖中所示的構(gòu)型中，臺32和板34保持大致彼此平行，以便在模塊10的形成過程中在兩個表面26、28之間均勻地分配壓力。
[0052]電池壓制機(jī)12可以包括封蓋40，其中板34聯(lián)接到封蓋40并設(shè)置在封蓋40與臺32之間，如圖4-6、8和9所示。板34可以相對于封蓋40朝向臺32和遠(yuǎn)離臺32移動?？梢允褂蒙淞鳈C(jī)構(gòu)30使板34相對于封蓋40移動，如下文更詳細(xì)地描述，或者可以使用獨(dú)立的機(jī)構(gòu)使板34移動。封蓋40和臺32還可以相對于彼此移動。通常，臺32保持靜止，封蓋40和/或板34朝向臺32和遠(yuǎn)離臺32移動。應(yīng)當(dāng)理解，封蓋40和臺32可以相對于彼此以平移或旋轉(zhuǎn)方式(即，圍繞樞軸)移動。還應(yīng)當(dāng)理解，可以通過手動操作或通過使用射流機(jī)構(gòu)30而使封蓋40和臺32相對于彼此移動。封蓋40可以被構(gòu)造為氣密地密封到臺32。通常，封蓋40包括頂壁42和側(cè)壁44。側(cè)壁44的末端可被設(shè)計為當(dāng)與臺32通過封蓋密封而接觸時與臺32形成氣密密封。
[0053]板34和/或臺32可以各自被進(jìn)ー步定義為臺板46，即，用于壓緊并形成模塊10的大致平坦的板。臺板46的設(shè)計不受限制。在多個實(shí)施例中，術(shù)語板34、臺32和臺板46可以互換使用。然而，每個術(shù)語可以不同于下ー個。或者，如圖所示，兩個表面26、28可以被進(jìn)ー步定義為一個或兩個臺板46的表面。因此，臺板46中的一者或兩者可以對正在形成的模塊10施加向上和/或向下的力(相對于縱向軸線(A))，從而壓緊基板14、光伏電池
16、結(jié)合層18或其前體、覆板20以及任何附加的層或組件。臺板的尺寸或組成不受限制通常，臺板為金屬、塑料或它們的組合
[0054]板34和/或臺32可以各自被進(jìn)ー步定義為可膨脹囊36，或者可膨脹囊36可以設(shè)置在板34和/或臺32上?；蛘撸瑑蓚€表面26、28可被進(jìn)ー步定義為ー個或多個可膨脹囊36的表面。在一個實(shí)施例中，電池壓制機(jī)12包括可膨脹囊36，并且兩個表面26、28中的一個被進(jìn)一歩定義為可膨脹囊36的最外表面。可膨脹囊36可以設(shè)置在板34或臺32上，使得當(dāng)電池壓制機(jī)12在使用中時，可膨脹囊36的最外表面面向模塊10?？梢酝ㄟ^本領(lǐng)域已知的任何方法將可膨脹囊36聯(lián)接到板34或臺32。
[0055]通常，可膨脹囊36是半剛性的，并可以由有機(jī)硅、聚合物、塑料等形成。可膨脹囊36并不限于任何具體的尺寸，并且通常填充空氣和/或液體?？蓪⒖諝夂?或液體加熱至高于室溫的溫度，并且可對它們加壓至超過大氣壓カ的壓力，即，大于約14或15psi。在多個實(shí)施例中，將空氣和/或液體加熱至20至200、20至100、25至95、30至90、35至85、40至80、45至75、50至70、55至65或55至60°C的溫度。在一個實(shí)施例中，將空氣和/或液體加熱至130°C至140°C的溫度。在使用過程中，可膨脹囊36可以完全充滿或不完全充滿，例如，填充至100%、90%、80%或70%。通常，在填充時，可膨脹囊36對正在形成的模塊10施加向上或向下的力(相對于縱向軸線(A))，從而壓緊基板14、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體、覆板20以及附加的層或組件。
[0056]可膨脹囊36的設(shè)計不受限制，并且其可以包括單個室或兩個或更多個室(圖中未示出)。所述室可以是一體的或流體連通的。換句話講，所述室可以是單個單元，或者可被進(jìn)ー步定義為獨(dú)立的単元。在一個實(shí)施例中，可膨脹囊包括內(nèi)室和外室。因此，在所述方法的一個實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟:使內(nèi)室膨脹，隨后使外室膨脹，以便沿著從內(nèi)室朝向外室的方向?qū)?4、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體以及覆板20施加壓力。換句話講，在該實(shí)施例中，可膨脹囊的中央首先膨脹，然后膨脹從中央朝邊緣繼續(xù)進(jìn)行，從而促使氣泡從結(jié)合層18/前體/模塊10的中央朝邊緣移位，并最終離開結(jié)合層18/前體/模塊10。
[0057]在一個實(shí)施例中，如圖2所示，電池壓制機(jī)12包括如上所述的三個臺板46和可膨脹囊36。在該實(shí)施例中，兩個臺板46將可膨脹囊36夾在中間，而第三臺板46與可膨脹囊36隔開設(shè)置。因此，當(dāng)可膨脹囊36擴(kuò)張時，可膨脹囊36對正在形成的模塊10施加向上或向下的力(相對于縱向軸線(A))，從而壓緊基板14、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體、覆板20以及兩個臺板46之間的任何附加的層或組件。
[0058]或者，電池壓制機(jī)12可以包括兩個上述臺板46、兩個附加臺板46和兩個可膨脹囊36，如圖2C所示。在該實(shí)施例中，兩個可膨脹囊36中的每一個被夾在兩個臺板46之間，使得所述可膨脹囊膨脹時，一個可膨脹囊36施加向下的力，而另一個可膨脹囊36施加向上的力。
[0059]可以對上文所述的表面26，28、臺32、板34、可膨脹囊36或臺板46中的任何一個進(jìn)行加熱或冷卻，并且它們可以包括設(shè)置在其上的隔離劑，用于降低表面與基板14或覆板20之間的粘附力。隔離劑不受限制，并且可以是Kevlar片。通常，使用通電線圈、火焰、受熱的空氣(氣體)或受熱的液體對表面26，28、臺32、板34、可膨脹囊36或臺板46中的一者或多者進(jìn)行加熱。本發(fā)明并不限于這些加熱方法。
[0060]再次參見射流機(jī)構(gòu)30，該機(jī)構(gòu)不包括將表面26，28沿著縱向軸線(A)移動的機(jī)械齒輪。然而，齒輪可用于射流機(jī)構(gòu)30的其他職能。例如，可以使用機(jī)械機(jī)構(gòu)(例如齒輪或螺釘)使表面26、28中的一者或兩者移動,然后射流機(jī)構(gòu)30可以使表面26、28中的一者或兩者進(jìn)一步移動。或者，電池壓制機(jī)12可能不具有使表面26、28完全移動或相對移動的機(jī)械齒輪或非射流機(jī)構(gòu)。換句話講，電池壓制機(jī)可以只包括使表面26、28移動的射流機(jī)構(gòu)30，但任選地可以包括用于執(zhí)行其他功能的機(jī)械機(jī)構(gòu)，如齒輪或螺釘。射流機(jī)構(gòu)30進(jìn)一步被定義為使用流體如空氣(氣體)或液體運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，但其設(shè)計不受限制。在一個實(shí)施例中，射流機(jī)構(gòu)30進(jìn)一步被定義為使用液壓流體的液壓式機(jī)構(gòu)。或者，射流機(jī)構(gòu)30進(jìn)一步被定義為使用氣體或空氣的氣動式機(jī)構(gòu)。使用的典型空氣和/或液體壓力為5至100、25至90、35至80,45至70、55至60或45至55psi。這些壓力可以轉(zhuǎn)化為施加到基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和/或覆板20上的壓力，后者與上述壓力相同，或?yàn)镮至50、5至45、10至40、15至35、20至30或25至30psig。射流機(jī)構(gòu)30可以在單一壓力或變化的壓力下運(yùn)行。相似地，施加到基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和/或覆板20上的壓力可以是恒定的或者可以變化。在一個實(shí)施例中，施加到基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和/或覆板20上的初始壓力為I至10、1至5或5至lOpsig，然后逐漸向上升至25至30psig的最終壓力。該壓力可以保持，或者可以在數(shù)秒至數(shù)分鐘的時間內(nèi)變化。這些時間是不受限制的。
[0061]如上文首次所述，電池壓制機(jī)12可以包括兩個或更多個射流機(jī)構(gòu)30。例如，在包括兩個或更多個可膨脹囊36的實(shí)施例或其中兩個表面26、28可相對于彼此移動的實(shí)施例中，可以使用兩個或更多個射流機(jī)構(gòu)30。射流機(jī)構(gòu)30可以包括一個或多個空氣軟管，其發(fā)生膨脹以使兩個表面26、28中的一個沿著縱向軸線(A)朝兩個表面26、28中的另一個移動?？梢允褂脙蓚€或更多個射流機(jī)構(gòu)30來操作兩個或更多個可膨脹囊36、兩組或更多組臺板46、和/或它們的組合。
[0062]電池壓制機(jī)12和/或方法還可以包括或使用插入物48來接觸基板14或覆板20。插入物48的設(shè)計不受限制。通常，兩個表面26、28中的至少一個通過插入物48壓緊基板、光伏電池、結(jié)合層或其前體以及覆板，從而形成模塊10。插入物可以是一體的(如圖7F所示)或者可以包括離散的層(如圖7A-7E所示)。插入物48可以被設(shè)置為與表面26，28、臺32、板34、可膨脹囊36或臺板46中的一者或多者接觸(如，連接到其上)?；蛘?，插入物48可以被設(shè)置為與ー個或多個基板14和/或覆板20接觸，并且不連接到可膨脹囊36、臺板46、板34和/或臺32中的一者或多者。例如，可以將插入物48設(shè)置在基板14和/或覆板20的頂部，如圖8B和9B所示。
[0063]電池壓制機(jī)12可以包括或使用一個或不止ー個插入物48。在一個實(shí)施例中，電池壓制機(jī)12使用兩個插入物，ー個插入物48被設(shè)置為與表面26、28中的ー個接觸，第二個插入物48被設(shè)置為與表面26、28中的另ー個接觸(圖中未示出)?；蛘?，可以同時使用兩個或多個插入物48。插入物48可被成形為金字塔形或大致金字塔形?；蛘?，插入物48可被成形為具有小于底部的頂部，其中底部被設(shè)計為接觸基板14或覆板20。在一個實(shí)施例中，插入物48包括多個層，使得從頂部至底部測得的每個接連的層的尺寸逐漸増大。或者，插入物48可被成形為使得各個層的尺寸或插入物48自身的多個部分的尺寸從頂部至底部階梯似的從小向大變化。插入物48通常以上述方式中的ー種或ー種成型，使得來自電池壓制機(jī)的力最初集中于小表面上，然后向下井向外傳播至逐漸増大的表面，即從插入物48的中央傳播至插入物48的邊緣并因此從模塊10的中央傳播至模塊10的邊緣。通常，力橫向遠(yuǎn)離電池壓制機(jī)12的縱向軸線(A)朝插入物48的邊緣和模塊10的邊緣分布。這促使氣泡從模塊10的中央朝模塊10的邊緣移動，并移出模塊10。
[0064]插入物48具有第一最外表面56和第二最外表面58。當(dāng)插入物48包括離散的層時，插入物48還可以包括第一最外層50和第二最外層52。在該實(shí)施例中，第一最外表面56和第二最外表面58為第一最外層50和第二最外層52的表面。
[0065]第一最外表面/層56/50通常設(shè)置在可被射流機(jī)構(gòu)30移動的電池壓制機(jī)12的兩個表面26，28中的ー個近側(cè)。在該實(shí)施例中，第二最外表面/層(58/52)設(shè)置在該相同表面的遠(yuǎn)側(cè)。第一和第二最外表面56、58和/或?qū)?0、52通常設(shè)置為基本上彼此平行。如圖7A所示，第一最外表面56設(shè)置在插入物48的“頂部”上，而第二最外表面58設(shè)置在插入物48的“底部”上。
[0066]第一最外表面56通常限定位于可被射流機(jī)構(gòu)30移動的電池壓制機(jī)12的表面26、28近側(cè)的ニ維表面區(qū)域，而第二最外表面58限定位于可被射流機(jī)構(gòu)30移動的電池壓制機(jī)12的表面26、28遠(yuǎn)側(cè)的ニ維表面區(qū)域，如圖7所示。第二最外表面58的ニ維表面區(qū)域通常被設(shè)置為接觸基板14或覆板20。換句話講，第二最外表面58自身通常被設(shè)置為接觸基板14或覆板20。第一最外表面56的ニ維表面區(qū)域通常小于第二最外表面58的ニ維表面區(qū)域，以便在壓緊過程中沿著橫向于電池壓制機(jī)12的縱向軸線(A)的方向?qū)ⅴ峙渲粱?br> 14、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體以及覆板20。
[0067]當(dāng)?shù)谝蛔钔獗砻?6設(shè)置在離基板14和/或覆板20最遠(yuǎn)并因此離電池壓制機(jī)的表面26、28之一最近的插入物48上時,第一最外表面56的該ニ維表面區(qū)域可被進(jìn)一步限定。相似地，當(dāng)?shù)诙钔獗砻?8設(shè)置在離基板14和/或覆板20最近的插入物48上時，第ニ最外表面58的ニ維表面區(qū)域可被進(jìn)ー步限定。
[0068]術(shù)語“ニ維表面區(qū)域”通常是指第一和/或第二最外表面56、58的X/Y坐標(biāo)表面區(qū)域。通常，該ニ維表面區(qū)域描述第一和第二最外層50、52的ー個面/平面，并且不包括與層50、52的任何其他側(cè)面、邊緣、拐角等相關(guān)的任何表面區(qū)域。
[0069]插入物48還可以包括一個或多個設(shè)置在第一和第二最外層50、52之間的中間層54。在一個實(shí)施例中，插入物48包括兩個或更多個(如，多個)中間層54。當(dāng)在電池壓制機(jī)12中時，每個中間層54通常設(shè)置為平行于第一和第二最外表面56、58和/或第一和第二最外層50、52并通常平行于基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16、覆板20、臺板46、可膨脹囊36、臺32和/或板34。每個中間層54可以具有中間緯度軸(L3)，該軸可被設(shè)置為基本上平行于第一和第二緯度軸(L1和L2)。最通常的是，當(dāng)在電池壓制機(jī)12中時，每個中間緯度軸(L3)也基本上平行于基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16、覆板20、臺板46、可膨脹囊36、臺32和/或板34。
[0070]每個中間層54具有限定位于可被射流機(jī)構(gòu)30移動的電池壓制機(jī)12的表面26、28遠(yuǎn)側(cè)(即，與第一最外表面56相對)的二維表面區(qū)域的表面。中間層54的二維表面區(qū)域通常大于第一最外表面56的二維表面區(qū)域。上文方才所述的至少一個中間層54的表面的二維表面區(qū)域可以小于第二最外表面58的二維表面區(qū)域或者可以與其大致相同。
[0071]如圖7B所示，中間層54的表面的二維表面區(qū)域可被進(jìn)一步定義為與第二最外層52直接接觸的中間層54的面/平面的二維表面區(qū)域。通常，每個中間層54的表面的二維表面區(qū)域大于第一最外表面56的二維表面區(qū)域。還如圖7B所不,至少一個中間層54的表面的二維表面區(qū)域通常小于第二最外表面58的二維表面區(qū)域?；蛘撸鐖D7C所示，至少一個中間層54的表面的二維表面區(qū)域大致等于第二最外表面58的二維表面區(qū)域。
[0072]另外，插入物可以包括兩個或更多個中間層54，當(dāng)沿著從第一最外層50朝第二最外層52的方向順次測量時，所述兩個或更多個中間層54中的每一個的表面的二維表面區(qū)域的尺寸趨于增大。換句話講，當(dāng)從第一最外層50朝第二最外層52觀察插入物48時，其間的中間層54的每個表面的二維表面區(qū)域的尺寸與一個或多個緊靠其之前的中間層54相比趨于增大。緊鄰第一最外層50設(shè)置的中間層54通常具有這樣的表面，該表面的二維表面區(qū)域小于緊鄰第二最外層52設(shè)置的中間層54的表面。最通常的是，插入物48為大致金字塔形的，如圖7B所示。
[0073]第一和第二最外層50、52以及至少一個中間層54的尺寸不受限制，但第一最外表面56的二維表面區(qū)域通常小于第二最外表面58的二維表面區(qū)域，如上所述。插入物48的尺寸可被設(shè)計為同時與電池壓制機(jī)12中的單個模塊10、不止一個模塊10或模塊10的陣列一起使用。最通常的是，插入物48的尺寸使得其同時與電池壓制機(jī)12中的不止一個模塊10接觸。
[0074]插入物48也不限于任何具體的尺寸或?qū)訑?shù)。插入物48可以不具有中間層。在多個實(shí)施例中，插入物48包括總共3、4、5、6、7、8、9個或不止10個層。通常，插入物48包括3至5或3至7個層。在一個實(shí)施例中，插入物48包括5個層。在多個實(shí)施例中，層中的一個或多個具有約1/16英寸至3/8英寸的厚度。在一個實(shí)施例中，層中的一個或多個具有約1/8英寸的厚度。
[0075]作為一個整體的插入物48,連同第一和第二最外層50、52以及至少一個中間層54在組成方面也不受限制。插入物48和/或第一和第二最外層50、52中的一個或多個和/或至少一個中間層54可以包括紙張、紙板、泡沫、塑料、金屬、木材或聚合物。第一和第二最外層50、52中的一個或多個和/或至少一個中間層54的組成可以全部相同，或可以不同。相似地，插入物48作為一個整體，其組成可以是同質(zhì)的或可以是異質(zhì)的，并可以在插入物48的多個部分中是不同的。在一個實(shí)施例中，層50、52和/或54的組成是交替的。層50、52和/或54的組成可以不同，如泡沫(第一最外層50)、泡沫(中間層54)、泡沫(中間層54)、紙板(中間層54)和泡沫(第二最外層52)。第一和第二最外層50、52以及至少ー個中間層54通常粘附在一起。然而，這不是必需的。
[0076]再次參見形成模塊10的方法，該方法提供了基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和覆板20的組裝件。更具體地講，該方法包括將基板14、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體以及覆板20設(shè)置在兩個表面26、28之間并與表面26、28之一隔開的步驟。該方法可以包括通過化學(xué)氣相沉積法(CVD)將光伏電池16設(shè)置在基板14上的步驟。
[0077]基板14、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體和覆板20 (以及任何附加組件或?qū)?中的每ー個可以單獨(dú)設(shè)置或與其他組件中的一者或多者結(jié)合設(shè)置在兩個表面26、28之間。通常，基板14、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體和覆板20中的每ー個單獨(dú)設(shè)置在表面26、28之間。應(yīng)當(dāng)理解，該方法可用于單獨(dú)或組合地以及依次或同時地形成一個模塊10、不止ー個模塊10或模塊10的陣列。結(jié)合層18或其前體可以作為未固化、部分固化或完全固化的前體設(shè)置在兩個表面26、28之間。換句話講，將結(jié)合層設(shè)置在兩個表面26、28之間的步驟可以作為另外ー種選擇被描述為將未固化、部分固化或完全固化的前體設(shè)置在兩個表面26、28之間。該方法還可以包括在壓緊(即，壓緊基板14、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體和覆板20)之前、期間或之后固化前體以形成結(jié)合層18的步驟。
[0078]該方法還包括以下步驟:使用射流機(jī)構(gòu)30將兩個表面26、28中的至少ー個沿著縱向軸線(A)朝兩個表面26、28中的另ー個移動，以便壓緊基板14、光伏電池16、結(jié)合層18或其前體和覆板20并形成光伏電池16的模塊10。這可被進(jìn)ー步定義為使用射流機(jī)構(gòu)30將表面26、28中的ー個沿著縱向軸線(A)朝表面26、28中的另ー個移動，直到基板14與兩個表面26、28中的ー個接觸并且覆板20與兩個表面26、28中的另ー個接觸。如上所述，兩個表面26、28可以沿著縱向軸線(A)垂直取向，其中兩個表面26、28中的一個進(jìn)ー步被定義為頂面，且兩個表面26、28中的另ー個進(jìn)ー步被定義為底面，射流機(jī)構(gòu)30將頂面朝底面移動，如圖3B所示?；蛘?，射流機(jī)構(gòu)30可以將底面朝頂面移動，如圖3A所示。更進(jìn)一歩，射流機(jī)構(gòu)30還可以將頂面和底面依次或同時朝彼此移動。
[0079]移動兩個表面26、28中的至少ー個的步驟通常進(jìn)ー步被定義為利用射流機(jī)構(gòu)30中的流體(即，液體或氣體)。最通常的是，流體在射流機(jī)構(gòu)30中加壓，或在壓カ下注入射流機(jī)構(gòu)30中。該方法不包括(即，沒有)使用真空來操作射流機(jī)構(gòu)。更具體地講，該方法不便用真空生成具有極少空氣至無空氣的間隙或空間，且隨后也不利用或依靠環(huán)境空氣壓カ來填充該間隙或空間從而操作射流機(jī)構(gòu)或使兩個表面26、28移到一起。換句話講，不使用真空將兩個表面26、28朝彼此移動或生成其中使用環(huán)境空氣壓カ將兩個表面26、28朝彼此移動的環(huán)境。最通常地，在該方法中根本不會用到真空。然而，可以在輔助或次要步驟中使用真空，只要不使用真空結(jié)合射流機(jī)構(gòu)使兩個表面26、28朝彼此移動就可以。通常會利用加壓流體。最通常的是，如果流體為氣體，則將氣體加壓至高于大氣壓カ(如>14-15psi )，以使兩個表面26、28朝彼此移動。不使用真空使兩個表面26、28朝彼此移動節(jié)省了處理時間和成本、維護(hù)時間和成本，并提高了速度和效率。
[0080]該方法還可以包括使可膨脹囊36膨脹和/或去膨脹的步驟。如上所述，可以用空氣(氣體)、液體以及它們的組合使可膨脹囊36膨脹。通常，用在上述壓カ下的空氣或液體使可膨脹囊36膨脹?？膳蛎浤?6的填充時間通常為0.1至30、I至25、5至20、10至15、I至10或I至5秒。相似地，可膨脹囊36的去膨脹時間通常也在上述范圍的一者或多者內(nèi)。該方法還可以包括加熱和/或冷卻表面26、28、臺32、板34、可膨脹囊36或臺板46中的一者或多者和/或在其上施加隔離劑的步驟。
[0081]在一個實(shí)施例中，該方法包括將電池壓制機(jī)12設(shè)置為打開位置并將板34移至封蓋40中的回縮位置，以及將封蓋40移動遠(yuǎn)離臺32。該方法可以包括使用射流機(jī)構(gòu)30將板34朝封蓋40移動至回縮位置。在該實(shí)施例中，當(dāng)電池壓制機(jī)12位于打開位置時，該方法包括將基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和覆板20設(shè)置在兩個表面26、28之間，如板34與臺32之間。例如，可以將一個或多個光伏電池16同時放置在穿梭板38上合適的預(yù)定位置處，并且可以將穿梭板38放置在臺32上的預(yù)定位置處。可以使用可自動操作的、手動操作的或機(jī)器人式操作的任何合適裝置將基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和覆板20各自引入。例如,多軸機(jī)器人可被集成用于將基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和覆板20安置在穿梭板38等上或?qū)⑺鼈冎苯影仓迷谂_32上。另外，可以隨后使用此類機(jī)器人精確地將一個或多個附加組件安置在臺32上并在模塊10完成時將其取下。也可以使用機(jī)器人抓手，如附接到機(jī)器人的安裝臂上、用于固定和操縱基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和/或覆板20的裝置，且可以包括一系列能夠?qū)⒒?4、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和/或覆板20保持在平坦(通常為水平)的平面上的吸盤。
[0082]當(dāng)基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和覆板20設(shè)置在表面26、28之間(如，板34與臺32之間)后，可以將封蓋40朝臺32移動并使其與臺32接觸。具體地講，封蓋40密封件可以接觸臺32,以將封蓋40密封至臺32。就這一點(diǎn)而言,通常使用射流機(jī)構(gòu)30將兩個表面26、28中的至少一個沿著縱向軸線(A)朝兩個表面26，28中的另一個移動，以便壓緊基板14、結(jié)合層18或其前體、光伏電池16和覆板20并形成模塊10。本發(fā)明可以使用如提交于2010年9月13日的美國專利申請序列號12/922，390所述的一個或多個組件或一個或多個方法步驟，該專利申請明確地以引用方式并入本文。
[0083]根據(jù)本發(fā)明形成一系列模塊(模塊1-3),并將其與不代表本發(fā)明的一系列對照模塊(對照模塊1-5)進(jìn)行比較。模塊1-3更具體地描述為模塊1A/B、2A/B和3A/B。
[0084]使用本發(fā)明的臺板壓制機(jī)和本發(fā)明的結(jié)合層前體形成模塊1A，其中該前體在固化之前具有在25°C下測得的約400厘泊的剪切粘度。該前體為可氫化硅烷化固化的PDMS。
[0085]使用本發(fā)明的囊壓制機(jī)和上述結(jié)合層前體形成模塊1B，該前體在固化之前具有在25°C下測得的約400厘泊的剪切粘度。
[0086]使用與模塊1A/B相同的化學(xué)材料但不使用本發(fā)明的電池壓制機(jī)形成對照模塊I。更具體地講，使用真空壓制機(jī)形成對照模塊I。
[0087]使用上述臺板壓制機(jī)和結(jié)合層前體形成模塊2A，該前體在固化之前具有在25V下測得的約600厘泊的剪切粘度。該前體也是可氫化硅烷化固化的PDMS。
[0088]使用上述囊壓制機(jī)和上述結(jié)合層前體形成模塊2B，該前體在固化之前具有在25°C下測得的約600厘泊的剪切粘度。
[0089]使用與模塊2A/B相同的化學(xué)材料但不使用本發(fā)明的電池壓制機(jī)形成對照模塊2。更具體地講，使用上述真空壓制機(jī)形成對照模塊2。
[0090]使用上述臺板壓制機(jī)和結(jié)合層前體形成模塊3A，該前體在固化之前具有在25V下測得的約1100厘泊的剪切粘度。該前體也是包括石英填料的可氫化硅烷化固化的PDMS。
[0091]使用上述囊壓制機(jī)和上述結(jié)合層前體形成模塊3B，該前體在固化之前具有在25°C下測得的約1100厘泊的剪切粘度。
[0092]使用與模塊3A/B相同的化學(xué)材料但不使用本發(fā)明的電池壓制機(jī)形成對照模塊3。更具體地講，使用上述真空壓制機(jī)形成對照模塊3。
[0093]使用上述臺板壓制機(jī)和不代表本發(fā)明的結(jié)合層前體形成對照模塊4，該前體在固化之前具有在25°C下測得的約3000厘泊的剪切粘度。該前體也是包括石英填料的可氫化硅烷化固化的PDMS。
[0094]使用上述囊壓制機(jī)和不代表本發(fā)明的結(jié)合層前體形成對照模塊5，該前體在固化之前具有在25°C下測得的約3000厘泊的剪切粘度。
[0095]為了形成每個模塊和對照模塊，使用了玻璃基板。隨后，將光伏電池設(shè)置在玻璃基板上。然后，將上述前體中的一者設(shè)置在光伏電池上。接著將玻璃覆板設(shè)置在前體上并與其直接接觸。將玻璃基板、光伏電池、前體和玻璃覆板的組合設(shè)置在上述臺板壓制機(jī)、囊壓制機(jī)或真空壓制機(jī)之一內(nèi)，以將前體固化并形成模塊。
[0096]要使用臺板壓制機(jī)形成模塊和對照模塊，將玻璃基板、光伏電池、前體和玻璃覆板的組合設(shè)置在加熱至大約100°c的臺板壓制機(jī)的下部或底部臺板(S卩，臺)上。臺板壓制機(jī)的上部或頂部臺板(即，板)不受熱，并且包括本發(fā)明的插入物。然后關(guān)閉臺板壓制機(jī)的封蓋，接著射流機(jī)構(gòu)使兩個表面中的一個或兩個移動以壓緊玻璃基板、光伏電池、前體和玻璃覆板，從而形成模塊。更具體地講，壓カ以姆10秒5-10psig的增量從小于約5psig逐漸增大至最高約25-30psig。當(dāng)壓カ達(dá)到25-30psig后，將該壓力保持約3.5分鐘。在模塊形成之后，將其取出井目視檢查，以評價模塊是否破裂以及是否存在任何間隙或氣泡。
[0097]要使用囊壓制機(jī)形成模塊和對照模塊，將玻璃基板、光伏電池、前體和玻璃覆板的組合設(shè)置在囊壓制機(jī)的下部或底部臺板(即，臺)上。然后關(guān)閉囊壓制機(jī)的封蓋。使囊與約135°C的熱板接觸，以加熱囊。然后射流機(jī)構(gòu)用空氣使囊膨脹，以壓緊玻璃基板、光伏電池、前體和玻璃覆板，從而形成模塊。更具體地講，壓カ從大氣壓カ逐漸增大至最高約50psi并保持約3.5分鐘。在模塊形成之后，將其取出并目視檢查，以評價模塊是否破裂以及是否存在任何間隙或氣泡。
[0098]要使用真空壓制機(jī)形成對照模塊，將玻璃基板、光伏電池、前體和玻璃覆板的組合設(shè)置在真空壓制機(jī)的下部或底部臺板(即，臺)上。將下部臺板加熱至約100°c。隨后，降低壓制機(jī)的封蓋并抽真空。由于真空，故設(shè)置在封蓋中的囊充滿來自周圍環(huán)境的大氣(在大氣壓カ下)并將玻璃基板、光伏電池、前體和玻璃覆板壓緊約3.5分鐘，即，與上文使用臺板壓制機(jī)和囊壓制機(jī)時所用的時間大致相同的時間。因?yàn)槭褂谜婵赵陔姵貕褐茩C(jī)中形成了間隙，所以通過使囊膨脹至最高為大氣壓カ(約14-15psi)而使來自周圍環(huán)境的環(huán)境空氣將間隙填充。然而，這不是本發(fā)明的代表性方法，至少因?yàn)槠涫褂昧苏婵找允鼓乙苿?、因?yàn)槭褂昧谁h(huán)境空氣壓力，并且因?yàn)榭諝馕醇訅夯蛘咴诒景l(fā)明的射流機(jī)構(gòu)中進(jìn)行了使用。在模塊形成之后，將其取出并目視檢查，以評價模塊是否破裂以及是否存在任何間隙或氣泡。上述的對結(jié)構(gòu)完整性和是否存在氣泡的評價的結(jié)果在緊接著示出的表I中匯總。
[0099]表I
[0100]
【權(quán)利要求】
1.一種形成光伏電池模塊的方法，所述光伏電池模塊包括基板、設(shè)置在所述基板上的光伏電池、設(shè)置在所述光伏電池上的結(jié)合層以及設(shè)置在所述結(jié)合層上的覆板，其中所述光伏電池模塊使用電池壓制機(jī)形成，所述電池壓制機(jī)具有縱向軸線、沿著所述縱向軸線彼此相對設(shè)置的兩個表面以及用于使所述兩個表面中的至少一個沿著所述縱向軸線朝所述兩個表面中的另一個移動的射流機(jī)構(gòu)，所述方法包括以下步驟: 將所述基板、光伏電池、結(jié)合層或其前體以及覆板設(shè)置在所述兩個表面之間并與所述兩個表面中的一個隔開；以及 使用所述射流機(jī)構(gòu)使所述兩個表面中的至少一個沿著所述縱向軸線朝所述兩個表面中的另一個移動，以壓緊所述基板、光伏電池、結(jié)合層或其前體和覆板并形成所述光伏電池模塊， 其中所述前體在固化之前具有在25°c下測得的小于約1500厘泊的粘度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述前體在固化之前具有在25°C下測得的約1100厘泊、約600厘泊或約400厘泊的粘度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述前體在壓緊之前是未固化的，或者在壓緊之前是部分固化的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中 任一項(xiàng)所述的方法，其中所述電池壓制機(jī)包括可膨脹囊，并且所述兩個表面中的一個進(jìn)一步被定義為所述可膨脹囊的最外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述可膨脹囊包括內(nèi)室和外室，并且所述方法還包括以下步驟:使所述內(nèi)室膨脹，隨后使所述外室膨脹，從而沿著從所述內(nèi)室朝著所述外室的方向?qū)λ龌?、光伏電池、結(jié)合層或其前體以及覆板施加壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述電池壓制機(jī)包括兩個臺板，并且所述兩個表面中的每一個進(jìn)一步被定義為所述臺板的最外表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述電池壓制機(jī)包括兩個臺板和夾在其間的可膨脹囊，其中所述兩個表面中的一個進(jìn)一步被定義為所述兩個臺板之一的最外表面。
8.用于形成光伏電池模塊的電池壓制機(jī)，所述光伏電池模塊包括基板、設(shè)置在所述基板上的光伏電池、設(shè)置在所述光伏電池上并由在固化之前具有在25°C下測得的小于約1500厘泊的粘度的前體形成的結(jié)合層、以及設(shè)置在所述結(jié)合層上的覆板，所述電池壓制機(jī)具有縱向軸線并包括: A.第一表面，所述第一表面被構(gòu)造為支承所述基板、光伏電池、結(jié)合層和覆板； B.第二表面，所述第二表面沿著所述縱向軸線相對所述第一表面設(shè)置；以及 C.射流機(jī)構(gòu)，所述射流機(jī)構(gòu)用于使所述第一和第二表面中的一個沿著所述縱向軸線朝所述另一個表面移動，以壓緊所述基板、光伏電池、結(jié)合層或其前體和覆板并形成所述光伏電池模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池壓制機(jī)，還包括可膨脹囊，其中所述第一和第二表面中的一個進(jìn)一步被定義為所述可膨脹囊的最外表面；或者還包括兩個臺板，其中所述第一和第二表面中的每一個進(jìn)一步被定義為所述兩個臺板的最外表面；或者還包括兩個臺板和夾在其間的可膨脹囊，其中所述第一和第二表面中的一個進(jìn)一步被定義為所述兩個臺板之一的最外表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電池壓制機(jī)，還包括用于接觸所述基板或覆板的插入物， 其中所述插入物具有第一最外表面和第二最外表面，其中所述第一最外表面設(shè)置在可被所述射流機(jī)構(gòu)移動的所述電池壓制機(jī)的所述兩個表面之一的近側(cè)，而所述第二最外表面設(shè)置在可被所述射流機(jī)構(gòu)移動的所述電池壓制機(jī)的所述兩個表面之一的遠(yuǎn)側(cè)， 其中所述第一和第二最外表面被設(shè)置為基本上彼此平行， 其中所述第一最外表面限定位于可被所述射流機(jī)構(gòu)移動的所述電池壓制機(jī)的所述表面近側(cè)的二維表面區(qū)域，并且所述第二最外表面限定位于可被所述射流機(jī)構(gòu)移動的所述電池壓制機(jī)的所述表面遠(yuǎn)側(cè)的二維表面區(qū)域， 其中所述第二最外表面的所述二維表面區(qū)域被設(shè)置為接觸所述基板或覆板，并且其中所述第一最外表面的所述二維表面區(qū)域小于所述第二最外表面的所述二維表面區(qū)域，以便橫向于所述縱向軸線`將カ分配至所述基板、光伏電池、結(jié)合層或其前體和覆板。
【文檔編號】H01L31/18GK103534819SQ201280023173
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】理查德·錫比克, B·柯都拉, D·胡恩 申請人:道康寧公司