[发明专利]基材反转系统

说明书

【发明领域】

本发明的实施例大体而言是关于用于在制造工序期间快速反转及清洁光电(photovoltaic)基材(substrate)的系统。

【相关技术说明】

太阳能电池为将太阳光直接转换成电功率的光电(PV)装置。PV装置通常具有一或多个p-n结。每一结在半导体材料内包含两个不同区域，其中一侧为p型区域，且另一侧为n型区域。当PV电池的p-n结曝露于太阳光(由光子能组成)时，太阳光经由PV效应直接转换成电功率。PV太阳能电池产生特定量的电功率，且电池经铺装成特定尺寸的模块以传送所需量的系统功率。用特定框架及连接器将PV模块经接合成面板。太阳能电池通常形成于硅基材上，所述太阳能电池可为单晶或多晶硅基材的形式。典型的PV电池包括p型硅晶片、厚度通常小于约0.3毫米(mm)的基材或薄板，其中n型硅薄层形成于基材的p型区顶部。

过去十年来，光电市场的年成长率已逾30％。一些文章指出全世界的太阳能电池功率生产在不久的将来将超过10GWp。据估计，95％以上的光电模块基于硅晶片。快速的市场成长率，加上对大体上降低太阳能电力成本的需要，对便宜地形成高品质光电装置而言已带来诸多挑战。因此，制造可商业化太阳能电池的一项主要要素在于藉由提高装置产出率及增加基材产量来降低形成太阳能电池所需的制造成本。

为经济地制造太阳能电池，制造工序通常整合于高度自动化模块系统，系统被优化以快速搬运及处理大量基材。为制造太阳能电池，自动化系统必须处理基材两侧。为最小化自动化系统内的处理站复杂度，一次仅处理基材一侧，此举使得必需反转基材以额外处理相对侧。目前，基材反转涉及在枢轴转动基材时暂时将基材整个移出基材生产流程平面的机构。例如，自动化基材生产系统的基材输送器将基材置放于槽中且随后停止，随后反转机构绕着通常靠近基材前缘的轴垂直地枢轴转动槽连同基材。当槽接近垂直时，基材可向下滑入槽中最接近反转机构的枢轴点的止挡中。当反转机构枢轴转动超过垂直时，基材落至槽另一侧的支承表面上。机构持续枢轴转动，直至经反转的基材与基材生产传送方向同轴并停置在自动化基材生产系统的输送器上，该输送器随后将基材传送至下一处理站。在其他技术中，类似在反转操作期间，定位真空末端执行器以将基材固定于三点或四点。

太阳能电池基材通常是易碎的，且甚至轻微的机械震动与扭转负载即会导致太阳能电池基材破裂。因此，当前基材反转装置通常藉由以低于所需的速度运作，以最小化破坏的可能性，但这直接降低自动化基材生产系统的整体产量。另外，基材表面可能遭处理副产物或其他环境来源污染，这将危及反转步骤期间基材的抓取和持有、及降低装置产率。

基材反转机构需能确实、均匀地持有基材，从而允许机构极快速操作，同时减少破坏基材的可能性。期望最小化基材反转机构的尺寸，且需要基材反转机构具有以自动化基材生产系统的基材生产流程平面为中心的操作封套。若需额外处理目前的基材表面及/或分类和组织基材，则期望基材反转机构能无需反转地直接沿着基材生产流程平面传送基材。此外，期望具有能持续清洁接触基材的介面而且也促进清洁基材表面的反转机构。

【发明内容】

本发明的实施例通常提供进行高速基材反转以促进任一基材表面的光电制造处理的设备，该设备包含两个堆迭的输送器，输送器协力地(in tandem)旋转且经定位以啮合基材的一或两个主要表面，从而使得能够装载、反转及分配沿着自动化生产系统的基材生产流程平面行进的基材。

本发明的实施例可进一步提供用于反转基材的设备，该设备包含：第一输送器组件，具有第一支承表面和安置于该第一支承表面上的第一输送带(belt)；第二输送器组件，具有第二支承表面和安置于该第二支承表面上的第二输送带，其中该第一支承表面相邻定位于该第二支承表面上方以形成间隙；至少一个第一致动器，耦接至第一输送带，以使得第一输送带可相对于第一支承表面定位；及至少一个第二致动器，耦接至第二输送带，以使得第二输送带可相对于第二支承表面定位；及反转致动器，耦接至第一输送器组件和第二输送器组件且适于定向第一输送器组件和第二输送器组件，以使得第一支承表面可安置于第二支承表面上方、或第二支承表面可安置于第一支承表面上方。