[发明专利]一种用于在可变尺寸基板上制作光伏组件的方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于制造太阳能装置的自动化系统，自动化系统包括用于提供系统自动控制的计算机；基板吊架和连接到计算机可操作的真空腔室，真空腔室包括至少一个用于均匀加热基板的加热元件；涂覆头组件，其中包括：蒸发室，用于升华光伏材料以形成光伏材料蒸汽；与蒸发室流体耦通的膨胀室，用于接收光伏材料蒸汽，沉积腔室，用于在基板上均匀地沉积光伏材料蒸汽，计算机被配置为控制加热元件，蒸发室和基板吊架的速度，以便确定基板相对于膨胀室的位置，使得光伏材料蒸汽均匀地沉积在玻璃基板的预定部分上。

技术领域

本发明涉及用于在可变尺寸的基板上制造光伏组件的方法和系统。更具体地，本发明涉及用于建筑一体化光伏(BIPV)应用的可变尺寸基板上制造光伏组件的方法和系统，例如，PV集成的窗口或光伏一体化玻璃。

背景技术

随着太阳能的发展，建筑一体化光伏(BIPV)已成为增长最快的行业之一。BIPV光伏包括光伏材料，用于代替传统建筑外墙结构部分的常规材料，例如屋顶，天窗或外墙。将BIPV光伏纳入基础设施为建筑物提供了额外的能源，有利地补充并最终提供其所有能量需求。这对于无法使用可用电网的远程建筑尤其重要，例如海上基础设施。

在这方面，重要的是使BIPV光伏组件可以定制尺寸，以适应每个基础设施的设计和需求。BIPV光伏技术的最新进展使得光伏(PV)能够结合到透明基板诸如玻璃上，为将PV光伏引入普遍存在的建筑构件诸如窗户铺平了道路。与目前可用的太阳能电池板相比，这些窗户(也称为太阳能窗户)具有安装空间和成本最小化的优点。然而，太阳能窗户通常受到标准尺寸的限制,例如，当前的行业标准是65“×40”(即约1.65米×1.02米),当前制造标准的这种限制意味着为了个人需要这些PV光伏玻璃面板必须首先在标准尺寸上制造后，再重新调整至定制的设计和尺寸。结果，在这种BIPV光伏的生产过程中经常发生不必要的时间，能量和材料的浪费。

为了克服这个限制，本发明的实施例公开了一种用于在可变尺寸和形状基板上生产PV光伏组件的方法和系统，其旨在满足大规模的低或净零能量BIPV光伏建筑结构的需求。此外，本发明实施例的BIPV光伏具有增加产量和降低制造成本的制造优点，这对于推动BIPV光伏成为广泛的商品是至关重要的。

此外，结合附图和本公开的背景技术，从随后的详细描述和所附权利要求中，其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

根据本发明的第一方面，描述了一种用于制造太阳能装置的自动化系统，该自动化系统包括自动化控制系统的计算机，用于制造太阳能装置；直接连接到计算机操作的基板吊架，基板吊架被配置成能夹住在太阳能制造真空腔室内的基板玻璃；操作上连接到计算机的真空腔室，真空腔室包括至少一个可操作且连接到计算机的加热元件，用于将真空腔室中的基板的至少一侧均匀加热到预定温度；涂覆头组件和沉积腔室，用于将光伏材料蒸汽均匀地沉积在均匀加热的基板的至少一侧上。涂覆头组件包括连接到计算机的蒸发室，用于升华光伏材料以形成光伏材料蒸汽；膨胀室与蒸发室流动耦合，用于接收光伏材料蒸汽。计算机被配置为控制至少一个加热元件和确定加热速率以用于将基板的至少一侧均匀加热到预定基板温度；也被配置为控制蒸发室和确定光伏材料的升华速率，以确定要形成的光伏材料蒸气的量；并且配置成控制基板吊架的速度，以便确定基板相对于膨胀室的位置。并回应光伏材料的升华速率，这样使得光伏材料蒸汽均匀地沉积在基板的至少一侧的预定部分上。

优选地，自动控制系统还包括至少一个泵，所述至少一个泵可操作地连接到真空腔室，并由计算机控制，以将真空腔室的压强设定到预定压强。

优选地，所述计算机还被配置为控制至少一个位在泵和真空腔室之间的至少一个节流阀，在电脑的控制下，所述至少一个节流阀被配置成一起控制所述真空腔室中的预定压强。

优选地，膨胀室包括至少一个狭缝，至少一个狭缝被配置成将膨胀室联接到蒸发室，使得膨胀室可以从蒸发室接收光伏材料蒸汽。