УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМОВАКУУМНОГО ЛАМИНИРОВАНИЯ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ Российский патент 2013 года по МПК H01L31/18 

Изобретение относится к изготовлению солнечных батарей, а именно, к оборудованию для горячего ламинирования в вакууме фотоэлектрических преобразователей (ФП) стеклянными покрытиями.

Ламинирование ФП является критичной операцией по привнесению дефектов в солнечные панели. Типичный дефект, который может опознаваться визуально, это поломка, вызываемая избыточным давлением во время ламинирования.

Другим дефектом является расслаивание ламинированных ФП вследствие возможности образования застойных зон воздуха (пузырьков) в многослойном пакете.

Известно устройство для ламинирования ФП, включающее вакуумную камеру, нижняя часть которой имеет коробчатую форму с дном в виде плиты с нагревателем. Верхняя часть камеры представляет собой крышку коробчатой формы, аналогичной форме нижней части, а дно крышки выполнено в виде эластичной мембраны, закрепленной по периметру крышки. При закрытии крышки в камере образуется две вакуумные полости, разделенные эластичной мембраной. Нижняя часть камеры служит для установки в ней горизонтальных рядов поддонов с пакетами, образованными ФП, заключенными с двух сторон между слоем клея и стеклянным покрытием на тыльных сторонах (ЕР 0655976 (A1), МПК 7 B32B 31/00; H01L 1/04).

Ламинирование в известном устройстве начинается размещением пакетов в поддонах на горячую плиту нижней части камеры, закрытия крышки и создания одинакововго вакуума в верхней и нижней частях камеры. После определенной временной выдержки в вакуумную полость подается избыточное давление и мембрана, разделяющая две части камеры, начинает перемещаться вниз и сжимать пакеты. При этом для передачи усилия используется только часть дна нижней части камеры около центра мембраны. Таким образом, мембрана, неподвижно закрепленная по периметру крышки, не обеспечивает параллельного приложения усилия сжатия на все пакеты, и они получаются не плоскопараллельными и разнотолщинными. Это в конечном счете ухудшает параметры ФП.

В известном устройстве реализуется процесс нагрева, при котором одновременно нагревается основание пакетов по всей площади основания, вследствие непосредственного контакта основания поддонов с нагревателем, что одновременно с неравномерным распределением усилия сжатия на пакеты не позволяет исключить возможность образования в них воздушных включений (пузырей) в слоях клея между стеклами и ФП.

Кроме того, в известном устройстве габаритами основания камеры определяется количество загружаемых пакетов, и как следствие его производительность. Таким образом, одним из путей повышения производительности известного устройства является увеличение его габаритов. Увеличение габаритов приводит к повышению не только материалоемкости, но и расходу электроэнергии.

Задача изобретения - усовершенствование оборудования для горячего ламинирования в вакууме ФП стеклянными покрытиями и сокращение брака.

Технический результат - получение плоскопараллельных равнотолщинных ФП за счет повышения равномерности сжатия пакетов, предотвращение образования воздушных включений (пузырей) между ламинирующими стеклами и ФП, за счет одинакового нагрева пакетов от центра к их периферии, и попадания клея на контакты ФП, снижение габаритов и энергоемкости устройства и повышение удобства загрузки-выгрузки пакетов на поддоны.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для термовакуумного ламинирования ФП, включающем вакуумируемую камеру с нагревателем, теплопроводными поддонами для укладки склеиваемых пакетов и прижим, обеспечивающий необходимое усилие сжатия пакета, поддоны соединены через центральное отверстие на вертикальной колонке, образуя вертикальный ряд, и подпружинены относительно друг друга с возможностью согласованного последовательного перемещения, причем в каждом из поддонов симметрично относительно центрального отверстия выполнены два ложемента для пакетов, а дно поддонов выполнено с возможностью передачи усилия сжатия пакетам на нижележащем поддоне при перемещении прижима, размещенного над крайним верхним поддоном, при этом ложементы снабжены ограничителями смещения пакетов и хода прижима, из которых последние размещены по центру продольных краев ложементов и выполнены с возможностью контакта с вертикальными экранами нагревателя и теплопередачи на поддон.

Поддоны со стороны продольных краев могут быть снабжены углублением для сбора излишков клея, образующихся при сдавливании пакета.

Кроме того, поддоны могут быть снабжены антиадгезионным покрытием.

Соединение поддонов с ложементами для пакетов через центральное отверстие на вертикальной колонке, с образованием вертикального ряда, а также выполнение дна поддонов с возможностью передачи усилия сжатия пакетам на нижележащем поддоне при перемещении прижима, размещенного над крайним верхним поддоном, обеспечивает возможность одновременного сжатия с одинаковым усилием всех ламинируемых пакетов. Наличие у ложементов поддонов ограничителей смещения пакетов и хода прижима гарантирует постоянство усилию сжатия пакетов.

Благодаря тому, что поддоны подпружинены относительно друг друга, они могут не только согласованно перемещаться, но и повышается удобство разъединения поддонов.

Наличие в каждом из поддонов симметричных относительно центрального отверстия двух ложементов для пакетов обеспечивает возможность беспрепятственного извлечения ламинированных ФП или размещение пакетов при повороте соответствующего поддона на 90 относительно выше и ниже, расположенных в вертикальном ряду.

Возможность контакта ограничителей ложементов, которые размещены по центру их продольных краев, с вертикальными экранами нагревателя и теплопередачи на поддон позволяет в процессе ламинирования осуществлять прогрев пакетов по всей высоте от центра к периферии. Вследствие этого полимеризация клея в пакетах начинается от центра к периферии, способствуя перемещению воздушных включений (пузырей) к краям пакетов и их удалению.

Наличие на поддонах со стороны продольных краев углублений для сбора излишков клея, образующихся при сдавливании пакета, позволяет защитить шинки ФП от клея.

Наличие на поддонах антиадгезионного покрытия препятствует прилипанию клея к поддонам и их быструю и надежную очистку от клея.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для термовакуумного ламинирования ФП; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - поддон (вид сбоку); на фиг.4 - поддон (вид сверху).

Устройство содержит вакуумируемую камеру 1 с системой вакуумирования 2, нагревателем с вертикальными экранами 3, теплопроводными поддонами 4 с антиадгезионным покрытием для укладки склеиваемых пакетов и прижим 5. Поддоны 4 соединены через центральное отверстие 6 на вертикальной колонке 7 с основанием 8, образуя вертикальный ряд.

Между поддонами 4 размещены пружины сжатия (не показаны). В каждом из поддонов 4 симметрично относительно центрального отверстия 8 выполнены два ложемента 9, 10 для пакетов. Дно поддонов 4 снабжено выступами 11, выполненными с возможностью передачи усилия сжатия пакетам на нижележащем поддоне при перемещении прижима 5, размещенного над крайним верхним поддоном.

Ложементы 9, 10 снабжены ограничителями 12, 13, 14 смещения пакетов. Ограничители 14, размещенные по центру продольных краев ложементов, ограничивают ход прижима 5 и выступов 11 на вышележащих поддонах, а также выполнены с возможностью контакта с вертикальными экранами 3 нагревателя при заданной температуре и теплопередачи на соответствующий ложемент и пакет.

Поддоны 4 со стороны продольных краев снабжены углублением 15 для сбора излишков клея, образующихся при сдавливании пакета.

Для ламинирования ФП собранные пакеты последовательно размещают в ложементах поддонов. Для этого поддон, начиная со второго сверху, поворачивают на 90° относительно выше и ниже лежащих, и беспрепятственно укладывают по два пакета в ложементы между ограничителями 12, 13, 14. Загруженный поддон поворотом возвращают с исходное положение и далее загружают следующий.

Загруженную кассету с поддонами устанавливают в камере 1 между экранами 3 нагревателя. Ограничители 14 обращены к последним с образованием зазора, перекрывающимся в процессе нагрева и расширения поддонов. К верхнему крайнему поддону подводят прижим 5 и далее реализуют выбранные условия процессов вакуумирования, нагрева и приложения усилия сжатия пакетов.

Изобретение относится к изготовлению солнечных батарей. Устройство для термовакуумного ламинирования фотопреобразователей (ФП) включает вакуумируемую камеру с нагревателем, теплопроводными поддонами для укладки склеиваемых пакетов и прижим, обеспечивающий необходимое усилие сжатия пакетов. Поддоны соединены через центральное отверстие на вертикальной колонке, образуя вертикальный ряд, и подпружинены относительно друг друга с возможностью согласованного последовательного перемещения. В каждом из поддонов симметрично относительно центрального отверстия выполнены два ложемента для пакетов. Дно поддонов выполнено с возможностью передачи усилия сжатия пакетам на нижележащем поддоне при перемещении прижима. Последний размещен над крайним верхним поддоном. Ложементы снабжены ограничителями смещения пакетов и хода прижима. Последние размещены по центру продольных краев ложементов и выполнены с возможностью контакта с вертикальными экранами нагревателя и теплопередачи на поддон. Поддоны со стороны продольных краев снабжены углублением для сбора излишков клея, образующихся при сдавливании пакета, а также антиадгезионным покрытием. Изобретение обеспечивает возможность получения плоскопараллельных равнотолщинных ФП за счет повышения равномерности сжатия пакетов, предотвращение образования воздушных включений (пузырей) между ламинирующими стеклами и ФП за счет одинакового нагрева пакетов от центра к их периферии и попадания клея на контакты ФП, снижение габаритов и энергоемкости устройства и повышение удобства загрузки-выгрузки пакетов на поддоны. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для термовакуумного ламинирования фотопреобразователей, включающее вакуумируемую камеру с нагревателем, теплопроводными поддонами для укладки склеиваемых пакетов и прижим, обеспечивающий необходимое усилие сжатия пакетов, отличающееся тем, что поддоны соединены через центральное отверстие на вертикальной колонке, образуя вертикальный ряд, и подпружинены относительно друг друга с возможностью согласованного последовательного перемещения, причем в каждом из поддонов симметрично относительно центрального отверстия выполнены два ложемента для пакетов, а дно поддонов выполнено с возможностью передачи усилия сжатия пакетам на нижележащем поддоне при перемещении прижима, размещенного над крайним верхним поддоном, при этом ложементы снабжены ограничителями смещения пакетов и хода прижима, из которых последние размещены по центру продольных краев ложементов и выполнены с возможностью контакта с вертикальными экранами нагревателя и теплопередачи на поддон.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поддоны со стороны продольных краев снабжены углублением для сбора излишков клея, образующихся при сдавливании пакета.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поддоны снабжены антиадгезионным покрытием.