專利名稱：真空層壓設(shè)備的制作方法
本申請為一分案申請，原案的申請日是1997年8月13日，申請?zhí)柺?7117638.8，發(fā)明名稱是《連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)和真空層壓設(shè)備》。
近年來，地球環(huán)境污染已成為世界性問題，與此同時(shí)，公眾對地球環(huán)保的關(guān)心也已日漸普及到整個(gè)世界。特別是由于大氣中CO2的增加帶來的所謂溫室效應(yīng)，對地球變暖的擔(dān)心已成了嚴(yán)重的問題。為此，社會(huì)各界越益要求早日實(shí)現(xiàn)一種動(dòng)力源系統(tǒng)，它能提供清潔的能量而不會(huì)像火力發(fā)電情形造成CO2增長。
在上述背景下，大眾的注意力集中到采用太陽電池的動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)上，因?yàn)樘栯姵匕踩?、便于處理和能夠用作提供清潔能源而不造成CO2的增加。同時(shí)已開展了種種研究，以便按合理的生產(chǎn)費(fèi)用制造出高度可靠的太陽電池。在這種太陽電池的生產(chǎn)中，前述真空層壓設(shè)備起著重要作用。
順便指出，業(yè)已提出了不同類型與不同結(jié)構(gòu)的各種太陽電池。這類太陽電池代表性的具體例子有單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池、無定性硅太陽電池、銅銦硒化物太陽電池與化合物半導(dǎo)體太陽電池。在這些太陽電池中，對所謂薄膜晶體硅太陽電池、化合物半導(dǎo)體太陽電池與無定形硅太陽電池進(jìn)行了種種探討與開發(fā)性研究，這時(shí)因?yàn)樗鼈冚^易以相對低的生產(chǎn)費(fèi)用生產(chǎn)成具有大面積的形式。
為了具體地把這些太陽電池用作例如戶外的動(dòng)力源，把它們設(shè)計(jì)成具有能用作動(dòng)力源的所需構(gòu)型的太陽電池組件。


圖13(a)與13(b)示意表明了這種太陽電池組件的構(gòu)型例子。具體地說，圖13(a)是示意性橫剖面圖，表明層壓件的構(gòu)成例子，此層壓件包括太陽電池組件給定的組成件，后者經(jīng)受熱壓處理來生產(chǎn)太陽電池組件。圖13(b)是示意性剖面圖，表明的是圖13(a)所示層壓件經(jīng)受熱壓處理而制得的作為太陽能組件的堆積體。在圖13(a)與13(b)中，標(biāo)號(hào)1001指表面?zhèn)壬w件，標(biāo)號(hào)1002指填充件，標(biāo)號(hào)1003指太陽電池(或光生伏打元件)，標(biāo)號(hào)1004指背側(cè)蓋件。
上述太陽電池組件例如可按以下所述制造。首先層壓太陽電池的前述組成件以獲得圖13(a)所示的層壓件。將這樣制得的層壓件引入真空層壓設(shè)備中，在此將層壓件定位好同時(shí)進(jìn)行密封，繼對此層壓件內(nèi)抽真空以將層壓件內(nèi)的空氣外抽。然后，在繼續(xù)抽真空的同時(shí)對層壓件作熱處理，將層壓件加熱到使填充件交聯(lián)化或固化的預(yù)定溫度。這樣的熱處理在上述溫度下繼續(xù)到直至填充件充分固化的一段固定時(shí)間，隨后使這樣處理過的層壓件冷卻。這以后，終止真空作業(yè)，使層壓件周圍的大氣返回到大氣壓力，繼而取出此層壓件。由此就制成了具有圖13(b)所示構(gòu)型的太陽電池組件。
圖14(a)至14(c)概示了用于生產(chǎn)太陽電池組件的常規(guī)的真空層壓設(shè)備。具體地說，圖14(a)概示了此真空層壓設(shè)備的整體，圖14(b)是沿圖14(a)中F-F線截取的示意性橫剖圖，而圖14(c)的示意性橫剖圖則示明了為生產(chǎn)太陽能電池組件而提出的一種結(jié)構(gòu)的實(shí)施形式。
在圖14(a)至14(c)中，標(biāo)號(hào)1101指安裝臺(tái)，它的安裝區(qū)A上設(shè)有太陽電池組件用的堆積體(或?qū)訅杭?1108。標(biāo)號(hào)1102指一抽真空管，它設(shè)有一批通風(fēng)孔1105并布置成圍繞著此安裝臺(tái)1101的安裝區(qū)A。標(biāo)號(hào)1103指設(shè)在排風(fēng)管1110上的閥，此排風(fēng)管的一端與抽真空管1102通連，另一端則與真空泵1104連接。標(biāo)號(hào)1106指固定裝置，用來將抽真空管1105固定到安裝臺(tái)1101上。標(biāo)號(hào)1107指一撓性蓋件，標(biāo)號(hào)1109指一網(wǎng)件。
用圖14(a)至圖14(c)所示的真空層壓設(shè)備例如能依下述方式進(jìn)行太陽電池組件的制備。網(wǎng)件1109鋪放于安裝臺(tái)1101的安裝區(qū)A的表面上。用于生產(chǎn)作為堆積體1108(參看圖14(c))的太陽電池組件的堆積體(或?qū)訅杭?定位于鋪放在安裝區(qū)A上的網(wǎng)件1109上。上述撓性蓋件疊置于安裝臺(tái)1101的堆積體1108之上，并在安裝臺(tái)與撓性蓋件間密封。起動(dòng)真空泵1104，通過抽真空管的通風(fēng)孔1105將撓性蓋件1107與抽真空管1105所圍定的安裝區(qū)A之間的包含著堆積體1108的空間之內(nèi)抽空，由此使撓性蓋件1107彎沉向安裝臺(tái)一側(cè)來對堆積體1108加壓。在真空泵1104工作的同時(shí)，將層壓設(shè)備引入到保持在預(yù)定溫度下的爐子(未示明)中。在此使堆積體于令其中所含填料固化的溫度下接受熱處理。這種熱處理繼續(xù)到堆積體中的填料充分固化。然后在真空泵繼續(xù)工作的同時(shí)，從爐中取出此設(shè)備，繼而冷卻堆積體。此時(shí)，關(guān)停真空泵使上述空間內(nèi)的大氣返回至大氣壓。這樣便完成了太陽電池組件的制備。
上述常規(guī)的真空層壓設(shè)備具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即由于其結(jié)構(gòu)較為簡單，可以根據(jù)太陽電池組件的尺寸來調(diào)節(jié)此設(shè)備的比例，例如在制備具有大面積的太陽電池組件時(shí)，可迅速將設(shè)備放大；由于這種設(shè)備的熱容小，太陽電池組件的堆積體的組份材料就能在短時(shí)間內(nèi)加熱到所需溫度；從而可以縮短制備太陽電池的工時(shí)。
盡管常規(guī)的真空層壓設(shè)備具有上述種種優(yōu)點(diǎn)，但如下述，在大規(guī)模生產(chǎn)大面積的太陽電池組件中都有種種不足之處，因而它不適于大規(guī)模生產(chǎn)大面積太陽電池的情形。
對于大規(guī)模生產(chǎn)大面積太陽電池組件的生產(chǎn)系統(tǒng)，要求具有能容納大尺寸真空層壓裝置(或大尺寸真空層壓設(shè)備)的大尺寸加熱爐，這從設(shè)備與裝配的投資來說都是極大的。
具體說來，在生產(chǎn)太陽電池組件的真空層壓處理中包括(1)層壓用來生產(chǎn)太陽電池組件的組成件、(2)對步驟(1)中獲得的堆積體抽真空、(3)加熱此已抽真空的堆積體、(4)冷卻此經(jīng)過熱處理的堆積體以及(5)取出在步驟(4)中已冷卻的堆積體。加熱爐則僅用于這五個(gè)步驟之一即加熱步驟(3)中。為使加熱爐最有效地用于大規(guī)模生產(chǎn)太陽電池組件的生產(chǎn)系統(tǒng)中，必須提供一批真空層壓裝置(或真空層壓設(shè)備)，每臺(tái)層壓裝置要設(shè)計(jì)成能快速和有效地通過各個(gè)上述步驟，并要使此系統(tǒng)的整體最優(yōu)化。當(dāng)擬大規(guī)模生產(chǎn)的太陽電池組件是大面積型時(shí)，便要求各層壓裝置具備適合于此種太陽電池組件的大尺寸。大尺寸的層壓裝置則是笨重而難于處置的。
于是，在前面圖14(a)至14(c)所示的真空層壓設(shè)備中，采用了固定裝置1106將抽真空管1102固定到安裝臺(tái)1101上，使得抽真空管與安裝臺(tái)之間不存在間隙。此真空層壓設(shè)備暴露在高溫的大氣氛中，而其內(nèi)部在太陽電池組件的生產(chǎn)過程中則抽成真空。為此要求固定裝置1106應(yīng)有充分的熱穩(wěn)定性。在現(xiàn)有技術(shù)中在把抽真空管固定到安裝臺(tái)上時(shí)，是通過焊接或采用密封劑例如RTV(室溫固化)的硬化型硅酮密封劑，此時(shí)抽真空管與安裝臺(tái)之間的空隙加以填充以使此管固定于臺(tái)上。在這種固定方式下，只要此臺(tái)與管的尺寸小，具體地說，它們的長邊小于1m時(shí)，不會(huì)引起問題。
但是近年來，日益增長地要求有能高效地以合理生產(chǎn)費(fèi)用大規(guī)模生產(chǎn)大面積太陽電池的生產(chǎn)系統(tǒng)，其中真空層在設(shè)備需要用到大尺寸的安裝臺(tái)與抽真空管。
前述常規(guī)的真空層壓設(shè)備難于滿足這種要求。也就是說，在安裝臺(tái)與抽真空管是大尺寸的情形，當(dāng)用任何前述方式將此大尺寸的抽真空管固定到大尺寸的安裝臺(tái)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生下述種種問題。
當(dāng)采用焊接固定方式時(shí)，由于焊接導(dǎo)致的熱變形，就會(huì)使得真空層壓設(shè)備也因此而變形。
當(dāng)由密封劑固定時(shí)，盡管不會(huì)發(fā)生焊接固定方式中出現(xiàn)的那種問題，但卻常會(huì)有下述一些問題。通常，此真空層壓設(shè)備的安裝臺(tái)在真空處理過程中要運(yùn)送一定行程，將它裝載到專門的器械或容器上，因而不會(huì)有問題。但當(dāng)為了設(shè)備的保養(yǎng)將安裝臺(tái)從此專門機(jī)械上卸下時(shí)，由于安裝臺(tái)的尺寸大，就會(huì)有使其易有某種程序變形的問題。這種情形下，對于固定裝置包含有密封劑時(shí)又易引起另一個(gè)問題，即密封劑較焊接的固定裝置軟，有時(shí)會(huì)開裂。當(dāng)此固定裝置開裂時(shí)，真空層壓設(shè)備中的空間就不能如愿地抽空，結(jié)果也就不能如愿地對生產(chǎn)太陽電池組件用的堆積體進(jìn)行層壓處理。
本發(fā)明的另一目的在于實(shí)現(xiàn)一種大尺寸的真空層壓設(shè)備。其中的安裝臺(tái)與抽真空管是大尺寸的，但不存在常規(guī)真空層壓設(shè)備中當(dāng)安裝臺(tái)與抽真空管大尺寸化時(shí)帶來的前述問題。
本發(fā)明的一個(gè)方面是針對一種連續(xù)的真空層壓處理系統(tǒng)，它能連續(xù)地進(jìn)行至少是(1)層壓(或堆積)步驟，將背側(cè)蓋件、第一填充件、擬密封的部件(例如太陽電池)、第二填充件以及表面層蓋件，按照指出的秩序疊層成一堆積體；(2)抽真空步驟，對由表面?zhèn)壬w件與背側(cè)蓋件夾層的上述堆積體的區(qū)域進(jìn)行減壓；以及(3)加熱步驟將在抽真空步驟(2)中已處理過的堆積體按指定的順序在所需溫度下進(jìn)行熱處理。
特征在于，上述層壓步驟(1)是在一批真空層壓裝置上進(jìn)行的，此種裝置具有能由裝載與卸載設(shè)備沿垂向依幾個(gè)階段裝載或卸載的結(jié)構(gòu)；一批工區(qū)，包括至少是(a)用于層壓步驟(1)中的層壓工區(qū)、(b)具有裝載設(shè)備的裝載工區(qū)，(c)具有用于抽真空步驟(2)的真空泵的抽真空工區(qū)、(d)具有用于加熱步驟(3)中的加熱爐的加熱工區(qū)以及(e)具有取相互毗鄰依圓圈形式布置的一批卸載設(shè)備的卸載工區(qū)；每個(gè)層壓裝置都能有選擇地進(jìn)到各個(gè)工區(qū)以及裝載與卸載設(shè)備之間；其中在真空層壓裝置上對堆積體連續(xù)地進(jìn)行真空層壓處理，同時(shí)將這些層壓裝置相繼地按規(guī)定秩序移過工區(qū)(a)至(e)。
本發(fā)明的另一方面是針對能用作上述連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)中真空層壓裝置的真空層壓設(shè)備，此真空層壓設(shè)備包括(i)抽真空管，它由環(huán)形的空心管道組成，管道的內(nèi)周上相間隔地開有一批通風(fēng)孔；(ii)安裝臺(tái)，上面固定著前述的抽真空管；以及(iii)板狀蓋件，其中此蓋件(iii)疊置于上述安裝臺(tái)(ii)的前表面之上，同時(shí)覆蓋住前述抽真空管(i)，而形成由此蓋件、抽真空管以及其中裝有物件的上述安裝臺(tái)的前表面限定出的空間，特征在于所述抽真空管是由設(shè)在安裝臺(tái)與抽真空管之間接觸區(qū)處的間斷式焊接部以及配置于此整個(gè)接觸區(qū)上的密封劑固定到安裝臺(tái)上。
對附圖的簡要說明圖1概略地例示了一種真空層壓裝置(或真空層壓設(shè)備)，它能有選擇地裝載或卸載，用于本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)中。
圖2概略地例示了能在本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)中進(jìn)行真空層壓裝置裝卸作業(yè)的裝載與卸載設(shè)備。
圖3示意地說明了圖2所示裝載與卸載設(shè)備在裝卸真空層壓裝置時(shí)的性能。
圖4為示意性布置平面圖，表明用于實(shí)踐本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)的各個(gè)工區(qū)取類圓圈排列的一種實(shí)施形式。
圖5為示意性布置平面圖，闡明圖4所示實(shí)施形式的一種改型。
圖6為示意圖，說明制備本發(fā)明的真空層壓設(shè)備的第一步驟。
圖7為示意圖，說明制備本發(fā)明的真空層壓設(shè)備的第二步驟。
圖8為示意圖，說明制備本發(fā)明的真空層壓設(shè)備的第三步驟。
圖9是沿圖中F-F線截取的示意性橫剖圖。
圖10(a)與10(b)是示意圖，用來說明制備本發(fā)明的真空層壓設(shè)備的另一種實(shí)施形式。
圖11示意地表明在本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)中進(jìn)行疊置組成件的實(shí)施形式。
圖12示意地表明應(yīng)用本發(fā)明的真空層壓設(shè)備于太陽電池組件生產(chǎn)中的實(shí)施形式。
圖13(a)與13(b)概要地例示了太陽電池組件的構(gòu)型。
圖14(a)～14(c)概示了用于太陽電池組件生產(chǎn)中的常規(guī)的真空層壓設(shè)備。
對推薦實(shí)施例的詳細(xì)說明下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明。
圖1概要地例示了用于本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)中的，能有選擇地裝載或卸載的真空層壓裝置(或真空層壓設(shè)備)。
圖1中，標(biāo)號(hào)101指將于上面堆積待層壓的組成件的安裝臺(tái)(相當(dāng)于前述現(xiàn)有技術(shù)中已闡明的安裝臺(tái)。標(biāo)號(hào)102指一硅橡膠板1相當(dāng)于前述現(xiàn)有技術(shù)中所說明的蓋件)。標(biāo)號(hào)103指位于蓋件102之下的抽真空管或待堆積的組成件。標(biāo)號(hào)104指抽真空管或連接裝置。
標(biāo)號(hào)111指設(shè)有梯架112的容器，可用來在其上納置下安裝臺(tái)101并由此梯架來支承此安裝臺(tái)。標(biāo)號(hào)113指定位導(dǎo)銷，標(biāo)號(hào)114指導(dǎo)銷接納槽。
各個(gè)容器111可由后面將說明的裝載與卸載設(shè)備有選擇地裝載或卸載。在此裝載與卸載設(shè)備中，當(dāng)相應(yīng)容器的位置大致確定后，即開始裝載工作，可以通過導(dǎo)銷113的作用使容器自動(dòng)地裝載到精確位置上，當(dāng)容器一旦裝載于其上時(shí)，就能由導(dǎo)銷113和導(dǎo)銷接納裝置114防止其位移。
標(biāo)號(hào)115指用在容器111為支承鉤接合于裝載與卸載設(shè)備情形中的突起。有關(guān)情形將詳述于后。
現(xiàn)在來更詳細(xì)地說明圖1所示的真空層壓裝置。
安裝臺(tái)101最好由具有充分結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和低熱容的材料構(gòu)成。在一種最佳實(shí)施形式中，安裝臺(tái)101包括一塊在表面上涂有抗侵蝕涂層的鋼板，厚度最好為0.3～3.0mm而更好為1.5～2.0mm。重要的是安裝臺(tái)應(yīng)具有低的熱容，以使此安裝臺(tái)能在加熱爐中快速地加熱并能在此爐中完成熱處理后迅速冷卻。梯架112是用來將安裝臺(tái)101保持于半通風(fēng)的大氣氛中，以使此安裝臺(tái)在加熱或冷卻時(shí)能迅速地適應(yīng)環(huán)境溫度。梯架112設(shè)計(jì)成具有低熱容和充分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
導(dǎo)銷接納槽114設(shè)計(jì)成具有這樣的高度，使得蓋件102(硅橡膠板)與抽真空管及類似部件能在兩個(gè)容器111中之一安裝到另一個(gè)容器之上時(shí)，理想地落定于相鄰的兩個(gè)容器之間。容器111最好由具有充分結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的輕量鋼件構(gòu)成。
抽真空管103用來抽空由安裝臺(tái)前表面、抽真空管和蓋件所限定的空間。此抽真空管由環(huán)形空心管組成，在其內(nèi)周上相間隔開地設(shè)有一批通風(fēng)孔。此抽真空管需具有充分的熱穩(wěn)定性和剛性與輕量。為此，這種環(huán)形空心管通常是由不銹鋼構(gòu)成。上述各通風(fēng)孔最好是在制造真空層壓裝置之前開設(shè)于用作抽真空管的空心管上。能夠把此用作抽真空管的空心管結(jié)合到安裝臺(tái)上。這時(shí)，空心管最好在結(jié)合到安裝臺(tái)上之前進(jìn)行脫脂處理。用作抽真空管的空心管的尺寸要能使它落入到安裝臺(tái)的前表面內(nèi)。這一用作抽真空管的空心管設(shè)有一個(gè)口以及一個(gè)用來將此空心管與真空泵連接的閥。為了將此空心管固定到安裝臺(tái)上，可以用焊接方法，或者可以用例如RTV硬化型硅橡膠之類密封膠填充到此管與臺(tái)之間的間隙中。
作為蓋件的硅橡膠板102是用來協(xié)同構(gòu)成一個(gè)為安裝臺(tái)的前表面、抽真空管與此硅橡膠板所限定出的抽真空空間。此硅橡膠板也用來對包括作為太陽電池組件的組成件的堆積體進(jìn)行加壓以排出其中氣體，而此電池組件是在抽真空狀態(tài)下封裝于真空空間中的。
硅橡膠板102的尺寸設(shè)計(jì)成大于抽真空管103的外框。硅橡膠板要求為韌性、熱穩(wěn)定與輕量的，并在抽真空時(shí)具有不透氣密封性質(zhì)。在此，硅橡膠板102主要由硅樹脂組成，取板片形式。
如同前面在現(xiàn)有技術(shù)中所述，在安裝臺(tái)101的前表面上鋪有網(wǎng)件。此網(wǎng)件用在給太陽能電池組件所用組成件構(gòu)成的堆積體進(jìn)行抽真空除氣時(shí)便于空氣流動(dòng)。具體地說，網(wǎng)件位于前述抽真空空間中的安裝臺(tái)101的前表面與硅橡膠板102之間，用以阻止硅橡膠板102在非所希望地接觸上安裝臺(tái)101的前表面時(shí)，防止發(fā)生抑制空氣平滑流動(dòng)的問題，網(wǎng)件設(shè)計(jì)成使其尺寸對應(yīng)于由抽真空管103所確定的圓形件的內(nèi)部尺寸。此網(wǎng)狀件要求為撓性、熱穩(wěn)定與輕量的。在此，作為網(wǎng)件，采用金屬絲網(wǎng)或由聚酯之類的耐熱樹脂纖維制成的網(wǎng)件。
圖2概略地例示了能在本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)中進(jìn)行真空層壓裝置裝卸作業(yè)的裝載與卸載設(shè)備。
圖2中，標(biāo)號(hào)201指真空層壓裝置(或真空層壓設(shè)備)，它的結(jié)構(gòu)與圖1所示的真空層壓裝置相同。標(biāo)號(hào)202指一圓輥。真空層壓裝置201通常沿圖2的垂直方向于輥202上移動(dòng)。標(biāo)號(hào)211指升降機(jī)，標(biāo)號(hào)212指氣缸。升降機(jī)211依照氣缸212的膨脹或收縮而上升或下降。當(dāng)真空層壓裝置201位于升降機(jī)211上而升降機(jī)上升時(shí)，升降機(jī)211的前面便與真空層壓裝置201的后面接觸，借此可使真空層壓裝置上升。標(biāo)號(hào)221指可于圖2中橫向滑動(dòng)的鉤。當(dāng)鉤221處于封裝的狀態(tài)下時(shí)，真空層壓裝置201可以自由地升降。真空層壓裝置201的運(yùn)動(dòng)在此對應(yīng)于升降機(jī)211的升降。另一方面，當(dāng)鉤221處于工作狀態(tài)下時(shí)，此鉤即與圖1的突起115相鉤合而制止真空層壓裝置下降。標(biāo)號(hào)231指在軌道232上運(yùn)動(dòng)的小腳輪。取決于小腳輪231在軌道232上的運(yùn)動(dòng)，整個(gè)裝載與卸載設(shè)備可沿圖2中箭頭標(biāo)出的任一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。
下面參照圖3描述應(yīng)用此裝載與卸載設(shè)備來裝卸前述真空層壓裝置的作業(yè)。
圖3中，標(biāo)號(hào)301指前述真空層壓裝置，標(biāo)號(hào)302指前述升降機(jī)，標(biāo)號(hào)303指前述鉤。
下面描述圖3所示的各個(gè)步驟(1)至(6)的狀態(tài)。
步驟(1)表明初始階段，其中有兩個(gè)真空層壓裝置301業(yè)已保持于鉤303之上，同時(shí)有下一個(gè)待裝載的真空層壓裝置位于業(yè)已移動(dòng)到所述輥(圖2中的202)上的升降機(jī)302之上。
步驟(2)表明第二階段，在此階段，升降機(jī)一直上升到上述定位好的真空層壓裝置同位于鉤上的真空層壓裝置的下端接觸為止。
步驟(3)表明第三階段，在此階段，鉤收納起，裝載的所有真空層壓裝置轉(zhuǎn)移到升降機(jī)上。
步驟(4)表明第四階段，在此階段，升降機(jī)下降相當(dāng)于一臺(tái)真空層壓裝置高度的高度。
步驟(5)表明第五階段，在此階段，鉤被取出處于工作狀態(tài)下，由此使裝載的所有真空層壓設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)到鉤上。
步驟(6)表明第六階段，在此階段，升降機(jī)下降。
至此完成了裝載作業(yè)。這里省除了對卸載作業(yè)的描述，因?yàn)樗梢园凑张c上述相反的步驟進(jìn)行。
圖4為示意性的布置平面圖，表明了本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)的一種典型實(shí)施形式，其中用來進(jìn)行連續(xù)真空層壓處理過程的各個(gè)工區(qū)按類圓周的形式布置。具體地說，將材料疊層工區(qū)、臨時(shí)抽真空工區(qū)、加熱工區(qū)、冷卻工區(qū)與取出工區(qū)按類圓圈的形式布置。
圖4中，標(biāo)號(hào)401指材料疊層工區(qū)，標(biāo)號(hào)402指結(jié)構(gòu)與圖1所示真空層壓裝置相同的真空層壓裝置。在此材料疊層工區(qū)中堆積了一批待層壓的組成件403，以在真空層壓裝置402上形成一堆積體。
標(biāo)號(hào)411指結(jié)構(gòu)與圖2所示裝載與卸載設(shè)備相同的裝載與卸載設(shè)備。標(biāo)號(hào)421指臨時(shí)性抽真空工區(qū)。裝載與卸載設(shè)備421能沿軌道412移動(dòng)到與材料疊層工區(qū)401與真空工區(qū)421兩者相鄰。
在真空工區(qū)421中設(shè)有真空泵422與可分離的撓性的真空軟管423。
標(biāo)號(hào)431指加熱工區(qū)，它實(shí)際上包括一加熱爐。加熱爐的空隙能夠容納下包括必要個(gè)數(shù)的將裝置于其中的真空層壓裝置組成的體部。此加熱爐在各相對端上設(shè)有門434。標(biāo)號(hào)432指真空泵。真空泵432連接一撓性真空軟管433，后者穿透加熱爐的壁部而進(jìn)入到爐內(nèi)，并能有選擇地連接或脫離開真空層壓裝置。
標(biāo)號(hào)441指設(shè)有真空泵442的冷卻工區(qū)。標(biāo)號(hào)451指結(jié)構(gòu)與圖2中所示裝載與卸載設(shè)備相同的裝載與卸載設(shè)備。標(biāo)號(hào)461指取出工區(qū)。
裝載與卸載設(shè)備451可沿軌道452移動(dòng)到鄰近冷卻工區(qū)和取出工區(qū)。
標(biāo)號(hào)463指作為真空層壓處理的結(jié)果得到的太陽電池組件，它是在取出工區(qū)461中從真空層壓設(shè)備中取出的。
標(biāo)號(hào)471指具有圓輥的輸送機(jī)，它設(shè)在各個(gè)相鄰的工區(qū)之間，使得每個(gè)單一的真空層壓裝置或一批真空層壓裝置能在相鄰工區(qū)間自由移動(dòng)。
標(biāo)號(hào)481指一種容器，用來運(yùn)送待堆積到材料疊層區(qū)401的組成件，或用來裝納作為真空層壓處理結(jié)果而自取出工區(qū)461中取出的太陽電池組件463。容器481沿軌道482運(yùn)動(dòng)。軌道482伸至一用于制備待堆積的組成件的預(yù)備區(qū)(未示明)。
下面根據(jù)圖4描述本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)。
作為此真空層壓處理結(jié)果而制得的太陽電池組件463是位于從取出工區(qū)取出的第一真空層壓裝置上，然后將此空載的真空層壓裝置運(yùn)至材料疊層工區(qū)401中，于此同時(shí)，將堆積好用來生產(chǎn)太陽電池組件的組成件，例如背側(cè)蓋件、第一填充件、太陽電池、第二填充件、表面?zhèn)壬w件、填料防脫散件以及用作前述蓋件以形成真空空間的硅橡膠板，由容器481運(yùn)至這一工區(qū)中，這樣，上述部件便依前述狀態(tài)在此空載的真空層壓裝置的前表面上疊層成一堆積體。
在初始階段，裝載與卸載設(shè)備411位于材料疊層工區(qū)401相鄰處。上述的具有由疊置前述組成件形成的堆積體的第一真空層壓裝置于輸送機(jī)471上滑動(dòng)，到達(dá)裝載與卸載設(shè)備411。然后，一旦開始裝載工作，第一真空層壓裝置便位于裝載與卸載設(shè)備的鉤上。接著將上面具有如同前述第一真空層壓裝置情形由疊置前述組成件而形成的堆積體移動(dòng)到裝載與卸載設(shè)備上，在此再次進(jìn)行裝載工作，此第二真空層壓裝置碼垛到先已定位于鉤上的第一真空層壓裝置上。這樣就裝置上預(yù)定個(gè)數(shù)的真空層壓裝置，它們各有由疊置起為生產(chǎn)太陽電池組件所需組成件而形成的堆積體，獲得了具有若干個(gè)相對于真空層壓裝置的階段形成的堆垛體。至于用來裝載起(堆垛起)的真空層壓裝置的階段數(shù)，則應(yīng)根據(jù)有關(guān)的情況適當(dāng)確定，同時(shí)要適當(dāng)?shù)乜紤]到最終堆垛的最大高度以使此堆垛能合乎需要地置入加熱爐內(nèi)。此外，應(yīng)該這樣地來確定擬裝載的真空層壓裝置的階段數(shù)，使其能與最佳過程設(shè)計(jì)相匹配，而這種設(shè)計(jì)則是根據(jù)包括熱處理中的加熱時(shí)間、使用中的真空層壓裝置的總數(shù)、以及用來堆積起為生產(chǎn)太陽電池組件所需組成件而涉及到的節(jié)拍時(shí)間等這樣一些相關(guān)因素推導(dǎo)出的。
將其中已如上述方式把若干真空層壓裝置裝載成具有所需階段的堆垛的整個(gè)裝載與卸載設(shè)備移動(dòng)到真空工區(qū)421的鄰近。
然后用升降機(jī)將所有的真空層壓裝置下降到輸送機(jī)471的高度、隨即把它們運(yùn)送入真空工區(qū)421，在此有撓性真空軟管423連接真空層壓裝置，然后起動(dòng)真空泵422，將安裝臺(tái)的前表面與各真空層壓裝置的硅橡膠板之間的空間抽空，以除去此真空空間中所含堆積體中的氣體。
然后，在用閥(圖中未示明)將各真空層壓裝置保持于被抽真空的狀態(tài)下時(shí)，分離開撓性真空軟管423，打開加熱工區(qū)431中加熱爐的門434，而把真空層壓裝置移到加熱工區(qū)431中。在此加熱工區(qū)中，撓性真空軟管433連接到各個(gè)真空層壓裝置上，同時(shí)起動(dòng)真空泵432并將閥(圖中未示明)打開，由此繼續(xù)對各個(gè)真空層壓裝置的真空空間中所含堆積體進(jìn)行除氣。將門434關(guān)閉，給加熱爐的加熱器(圖中未示明)通電，將各真空層壓裝置加熱一段預(yù)定時(shí)間，這樣便完成了對各個(gè)真空層壓裝置中的堆積體的熱層壓處理。這以后，中止加熱器工作，將門434打開。閉合上閥，同時(shí)保持各真空層壓裝置于抽真空的狀態(tài)，分離開撓性真空軟管433。
這以后將所有真空層壓裝置移送到冷卻工區(qū)441。在此冷卻工區(qū)，當(dāng)繼續(xù)由真空泵442對各真空層壓裝置的真空之間進(jìn)行抽空的同時(shí)，冷卻各真空層壓裝置。此時(shí)最好采用吹風(fēng)機(jī)或類似裝置，使冷風(fēng)強(qiáng)制流過各相鄰真空層壓裝置之間以縮短冷卻時(shí)間。
在真空層壓裝置已冷卻到能在冷卻工區(qū)441中處置的溫度時(shí)，便將此裝載與卸載設(shè)備451移到冷卻工區(qū)441的鄰近位置，同時(shí)將真空層壓裝置送入裝載與卸載設(shè)備中。然后將此裝載與卸載設(shè)備運(yùn)送到取出工區(qū)461附近，在此將各個(gè)真空層壓裝置相續(xù)地從裝載與卸載設(shè)備上卸下，隨后運(yùn)送到取出工區(qū)461。在取出工區(qū)，各真空層壓裝置的抽真空空間回到大氣壓力，接著撤除硅橡膠板。從各真空層壓裝置中取出業(yè)已經(jīng)受熱壓結(jié)合處理而成為太陽電池組件的堆積體，同時(shí)取出內(nèi)部填充件，這樣便在同時(shí)制得了一批太陽能組件。至此便完成了真空層壓處理的全部過程。
重復(fù)以上步驟，就能通過集中真空層壓處理來大規(guī)模生產(chǎn)太陽電池組件。
為了能有效地應(yīng)用圖4所示的真空層壓處理系統(tǒng)來進(jìn)行真空層壓處理，下面說明必須注意的幾點(diǎn)。
第一點(diǎn)是所用的真空層壓裝置數(shù)。當(dāng)把一垛使用中的真空層壓裝置視作為一組時(shí)，則最好設(shè)置四組，一組用于取出工區(qū)和材料疊層工區(qū)，一組用于臨時(shí)抽真空工區(qū)，一組用于加熱工區(qū)，一組用于冷卻工區(qū)。這樣，真空層壓裝置中的每一組便在各工區(qū)受到相應(yīng)的處理，因而不會(huì)有工區(qū)處于等待狀態(tài)。
第二點(diǎn)是使各工區(qū)的處理時(shí)間均勻。例如，以加熱工區(qū)所要求的處理時(shí)間為基礎(chǔ)，而使臨時(shí)抽真空工區(qū)的以及冷卻工區(qū)的處理時(shí)間一致，則整個(gè)過程可在同一時(shí)刻完成，這樣便能節(jié)省勞力和防止復(fù)雜化。為此，必須適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)冷風(fēng)扇的和/或抽真空裝置的性能。至于取出工區(qū)與材料疊層工區(qū)，則可適當(dāng)調(diào)整參與的工人數(shù)就能使這些工區(qū)的處理時(shí)間與其它工區(qū)的處理時(shí)間相當(dāng)。
順便指出，材料疊層工區(qū)中的工作可由機(jī)械方式、手工方式或結(jié)合這兩者來完成。但應(yīng)根據(jù)自動(dòng)化狀況與費(fèi)用平衡來確定滿足上述節(jié)拍時(shí)間的最優(yōu)方式。
在此應(yīng)知本發(fā)明不局限于上述實(shí)施形式，而這種實(shí)施形式是可以適當(dāng)修正的。例如在以圖4為據(jù)的上述實(shí)施形式中，曾描述到用來運(yùn)送待疊層或堆積的部件的容器，但它并非總是必須采用的。
圖5示明了本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)的另一典型的實(shí)施形式。圖5所示的實(shí)施形式是圖4所示的改型，其中將圖4所示單列式的取出工區(qū)與材料疊層工區(qū)，變換為雙列式的而各列包括取出工區(qū)與材料疊層工區(qū)，以適應(yīng)大大增多用來生產(chǎn)太陽電池組件的待層壓的組成件的組數(shù)。
圖5中，標(biāo)號(hào)501指材料疊層工區(qū)，標(biāo)號(hào)502指結(jié)構(gòu)與圖1所示真空層壓裝置相同的真空層壓裝置。在此材料疊層工區(qū)中，將一批待層壓的組成件堆積起以在真空層壓裝置502上形成堆積體。
標(biāo)號(hào)511指結(jié)構(gòu)與圖2所示裝載與卸載設(shè)備相同的裝載與卸載設(shè)備。標(biāo)號(hào)521指臨時(shí)抽真空工區(qū)。裝載與卸載設(shè)備511能沿軌道512移至材料疊層工區(qū)501與抽真空工區(qū)521兩者的鄰近。
抽真空工區(qū)521中設(shè)有真空泵522和可撤下的撓性真空軟管523。
標(biāo)號(hào)531指實(shí)質(zhì)上由加熱爐組成的加熱工區(qū)。加熱爐內(nèi)的空間可以容納裝置于其中的由所需臺(tái)數(shù)的真空層壓裝置組成的體部。加熱爐的各相對端設(shè)有門534。標(biāo)號(hào)532指真空泵。真空泵532連接撓性真空軟管523，后者穿過加熱爐的壁部進(jìn)到爐內(nèi)，可以有選擇地連接或脫開真空層壓裝置。
標(biāo)號(hào)541指設(shè)有真空泵542的冷卻工區(qū)。標(biāo)號(hào)551指結(jié)構(gòu)與圖2所示裝載與卸載設(shè)備相同的裝載與卸載設(shè)備。標(biāo)號(hào)461指取出工區(qū)。
裝載與卸載設(shè)備551能沿軌道552移至冷卻工區(qū)541和取出工區(qū)561兩者的鄰近。
標(biāo)號(hào)563指真空層壓處理結(jié)果得到的太陽電池組件，后者是在取出工區(qū)561內(nèi)從真空層壓裝置中取出。
標(biāo)號(hào)571指具有圓輥的輸送機(jī)，它設(shè)在各相鄰的工區(qū)內(nèi)，能使單個(gè)真空層壓裝置或堆垛的一批真空層壓裝置在相鄰工區(qū)之間自由移動(dòng)。
圖5所示的系統(tǒng)經(jīng)設(shè)計(jì)成，能使裝載與卸載設(shè)備511與551分別沿軌道512的延伸部與軌道552的延伸部移動(dòng)，以接近一批各有取出工區(qū)561和材料疊層工區(qū)501這樣兩個(gè)單列組成的雙列。
其它未于上面述及的則與圖4中所示系統(tǒng)的情形中相同，于是省除其說明。
作為上述任一系統(tǒng)中所用的裝載與卸載設(shè)備并不總是圖2所示的類型。它可以替換為一種從上面堆垛成所述真空層壓設(shè)備的升降機(jī)。
如上所述，本發(fā)明包括能用作依據(jù)本發(fā)明提出的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)中真空層壓裝置的真空層壓設(shè)備。
這種真空層壓設(shè)備的典型實(shí)施形式包括(i)抽真空管，它由環(huán)形空心管構(gòu)成，上面有一批沿其內(nèi)周分開設(shè)置的通風(fēng)口；(ii)安裝臺(tái)，上面固定著前述抽真空管；以及(iii)板狀蓋件，其中所述板狀蓋件(iii)疊置于安裝臺(tái)(ii)的前表面上，同時(shí)覆蓋抽真空管(i)，形成為上述蓋件、抽真空管以及安裝臺(tái)的前表面所限定的抽真空空間，特征在于，上述抽真空管是由設(shè)在安裝臺(tái)與此抽真空管之間的接觸區(qū)中間斷式的焊接部和配備在此整個(gè)接觸區(qū)上的密封劑而固定到安裝臺(tái)上的。
圖6至9概示了在制造本發(fā)明的真空層壓設(shè)備過程中，將抽真空管固定到安裝臺(tái)上的步驟。
在圖6至9中，標(biāo)號(hào)601指抽真空管；標(biāo)號(hào)602指用作安裝臺(tái)的基板，它具有一中心線處平均高度為0.2～1.5μm的前表面的金屬板。標(biāo)號(hào)603指部分式的焊接部(由點(diǎn)焊焊成)。標(biāo)號(hào)604指用作固定材料的密封劑，標(biāo)號(hào)605指通風(fēng)孔，標(biāo)號(hào)606指凸緣，而抽真空管601即經(jīng)此凸緣連接真空泵(未示明)。
下面參照圖6至9說明此種真空層壓設(shè)備的例子。
首先，如圖6所示，抽真空管601設(shè)在用作安裝臺(tái)的基板602的前表面中預(yù)定位置處。然后在抽真空管601和用作安裝臺(tái)的基板602之間進(jìn)行點(diǎn)焊，通過間斷式的部分焊接部603將抽真空管固定到安裝臺(tái)的前表面上。
隨后如圖8所示，涂布上包括密封劑的固定材料604，以填充抽真空管601和基板602的前表面之間的空隙，這些空隙是由圖7中點(diǎn)焊的結(jié)果而形成的。這樣涂布的固定材料604不僅起到固定抽真空管601到安裝臺(tái)602上的作用，還對抽真空管601、安裝臺(tái)602的前表面與前述的板狀蓋件(未示明)限定出的空間起到密封件作用。為此，需將此密封劑涂布到抽真空管與基板前表面間的整個(gè)接觸區(qū)上，使得為點(diǎn)焊而形成的在抽真空管601與基板602之間的間隙能為此密封劑充分地充填。
圖8中步驟所述到的結(jié)果保持在室溫下大氣氛中約24小時(shí)以固化所涂布的密封劑。這樣便完成了一臺(tái)真空層壓設(shè)備。
圖9是沿圖8中F-F線截取的所得真空層壓設(shè)備的示意性橫剖圖。
至于圖7步驟中的上述間斷式的部分焊接部，最好是使它們之間形成1至100cm或更好是5至50cm的間隔。當(dāng)焊接間隔過小，就會(huì)出現(xiàn)基本上同于抽真空管601與基板602的前表面間的整個(gè)接觸區(qū)都被焊合的情形，結(jié)果就易發(fā)生焊接變形而使最終的真空層壓設(shè)備變形。另一方面，當(dāng)焊接間隔過大，特別是在用作安裝臺(tái)的基板602升高時(shí)，此基板常會(huì)變形而導(dǎo)致基板與抽真空管601之間形成間隙，造成包括密封劑的固定材料604開裂，致使所制得的真空層壓設(shè)備實(shí)際上不能使用。
在任何情形下，當(dāng)抽真空管601點(diǎn)焊到用作安裝臺(tái)的基板602上時(shí)，至少要使接受焊接的基板的一定表面區(qū)成為在進(jìn)行焊接之前沒有涂料的可焊接狀態(tài)。
如上所述，作為安裝臺(tái)的基板602采用具有中心線處平均高度為0.2～1.5μm的前表面的金屬板，而在上面固定著抽真空管601。理由如下。
當(dāng)上述中心線平均高度小于0.2μm，金屬板的表面便成為平滑的，不能在基板表面與密封劑間取得充分的粘合。當(dāng)基板表面與密封劑間粘合不充分，即使在基板表面事先已與抽真空管點(diǎn)焊接時(shí)，包含有這種密封劑的接合部分在真空層壓設(shè)備有大的變形時(shí)便容易脫離。
當(dāng)此中心線平均高度超過1.5μm，就難以用密封劑填充基板表面存在的不規(guī)則凹坑來充分地密封基板表面與抽真空管之間的空隙。當(dāng)這兩者之間的密封不充分，就不能制成實(shí)際可用的真空層壓設(shè)備。
用作基板602的具體例子包括鐵板、鋼板(包括不銹鋼板)、鋁板，等等。其中以鍍鋅鋼板最為適用，因?yàn)樗袃?yōu)良的耐氣候性，能夠容易地形成具有0.2至1.5μm中心線平均高度的表面，能夠制成具有很大表面形式的板件，且能夠以合理的價(jià)格購到。此外，鍍鋅鋼板還具有能易經(jīng)磷酸表面處理而使其表面獲得良好粘合性的優(yōu)點(diǎn)。
至于用作安裝臺(tái)的基板206的厚度，最好較薄以使其輕量化。但當(dāng)此厚度過份小時(shí)，基板的剛度就變差。為使其重量與剛度平衡，基板的厚度最好為0.3～3mm而更好為1.5～2.0mm。
對于抽真空管601，要求它是熱穩(wěn)定的、剛性與輕量的。為此，抽真空管通常主要用不銹鋼構(gòu)成。抽真空管601沿其內(nèi)周側(cè)分間隔地開有一批通風(fēng)孔605。這些通風(fēng)孔最好在制造真空層壓設(shè)備之前加工成。
至于抽真空管601的尺寸，要使其外框安裝到用作安裝臺(tái)的基板602的前表面之內(nèi)。此外，抽真空管601設(shè)有與真空泵(未示明)通連的孔口。
下面參照圖10(a)與10(b)說明本發(fā)明的真空層壓設(shè)備的另一例子。
圖10(a)與10(b)，概示了在制造本發(fā)明的真空層壓設(shè)備過程中，將抽真空管固定到安裝臺(tái)上的步驟。
在圖10(a)與10(b)中，標(biāo)號(hào)701指抽真空管，標(biāo)號(hào)702指用作安裝臺(tái)的基板，標(biāo)號(hào)703指待連接的連接件，標(biāo)號(hào)704指焊接部，標(biāo)號(hào)705指作為固定材料的密封劑。
圖10(a)與10(b)所示真空層壓設(shè)備的制法是以與圖6至9所示情形中的相同方式進(jìn)行的。具體地說，將真空管701布置于作為安裝臺(tái)的基板702的前表面中預(yù)定的位置上(參看圖10(a))。然后如圖10(a)所示，將一批連接件703相分開地焊接到抽真空管701與基板702兩者之上，由此使抽真空管通過連接件固定到基板的表面上。這里將焊接部用圖10(b)中的標(biāo)號(hào)704標(biāo)明。然后將包括密封劑的固定材料705涂布到填充抽真空管701與用作安裝臺(tái)的基板702的表面之間的間隙，如圖10(b)所示。
將上面制得的設(shè)備于室溫下在大氣氣氛中保持24小時(shí)以固化所涂布的密封劑。這樣，便制成了真空層壓設(shè)備。
現(xiàn)在參考下面的例子更詳細(xì)地說明本發(fā)明，這些例子并不限制本例1(連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng))本例中，是按下述方式實(shí)施本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)的作業(yè)。
本例中用到的是圖1、2與4中所示設(shè)備。
依據(jù)圖11所示的堆積方式形成生產(chǎn)太陽電池組件所需組成件的堆積體。
圖11中，標(biāo)號(hào)801指用作安裝臺(tái)的基板?；?01包括1.6mm厚，1450mm×600mm大小的，表面經(jīng)磷酸處理過的耐風(fēng)化的鋼板(商品名BONDE鋼板，新日本鋼鐵公司生產(chǎn))。
在用作基板801的鋼板的經(jīng)磷酸處理過的表面(以后稱作前表面)上，設(shè)置一外部尺寸為1400mm×5950mm的環(huán)形抽真空管，管的內(nèi)周相分開地開有一批通風(fēng)孔，管子由RTV型硅酮密封劑(商品名硅酮密封劑KE346，Shin-Etsu硅酮株式會(huì)社生產(chǎn))806固定。
在由抽真空管802所圍定的基板801的前表面的表面區(qū)中鋪設(shè)有絲網(wǎng)809，它是不銹鋼絲網(wǎng)，所用不銹鋼絲直徑為0.6mm，大小為1350mm×5900mm(Taiyo Kana-Ami株式會(huì)社生產(chǎn))，用以形成除氣通道。在絲網(wǎng)809上，給用于太陽電池組件中的背側(cè)填料件(未示明)鋪設(shè)一下部填料防脫散件810a。這種防脫散件810a包括大小為1300mm×5800mm的PTPE膜(旭硝子公司生產(chǎn))。
用作安裝臺(tái)的基板801設(shè)于圖1中的容器111上。這里的容器111的大小為1600mm×6100mm而高為200m。
安裝臺(tái)801、抽真空管802、絲網(wǎng)809與下部填料防脫散件的組合件以后即稱之為“真空層壓裝置”。這一組合體(即真空層壓裝置)可重復(fù)利用若干次而不會(huì)解體。
現(xiàn)在于此真空層壓裝置的下部填料防脫散件810a上疊置生產(chǎn)太陽電池組件所需的組成件來形成堆積體808。這些必須的組成件與圖13中所示的相同，對它已進(jìn)行過說明。具體地說，下面的組成件(1)至(5)是依給定的秩序堆積。
(1)背側(cè)蓋件，包括0.4mm厚和500mm×1400mm大小的經(jīng)抗風(fēng)化預(yù)涂層的鋼板(商品名Taima Color GL，Daido Kohan株式會(huì)社生產(chǎn))，(2)背側(cè)填充件，包括50μm厚和500mm×1400mm大小的EVA板片(商品名抗風(fēng)化級，Haisheet株式會(huì)社生產(chǎn))，(3)太陽電池，(4)表面?zhèn)忍畛浼?，包?0μm厚和500mm×1400mm大小的EVA板片(商品名抗風(fēng)化級，Haisheet株式會(huì)社生產(chǎn))，以及(5)表面?zhèn)壬w件，包括50μm厚和500mm×1400mm大小的氟樹脂膜(商品名Tefzel，E.I.杜邦公司生產(chǎn))。
這樣，在一臺(tái)真空層壓裝置上形成了8個(gè)堆積體，每個(gè)堆積體具有500mm×1400mm的大小，相當(dāng)于待生產(chǎn)的太陽電池組件的大小。這8個(gè)堆積體排成兩行，各行有4個(gè)排成直線的堆積體。這8個(gè)堆積體以后合稱為“堆積體”。
在完成上述堆積步驟后，將1300mm×5800mm大小的上部填料防脫散件810b(包括旭硝子產(chǎn)的PTFE膜)疊置到此堆積體的表面蓋件上，再在其上疊置2mm厚和1550mm×6100mm大小的硅橡膠板(Tigerspolymer公司生產(chǎn))。
上述堆積過程是在圖4所示的材料疊置工區(qū)401中進(jìn)行。
緊接上述堆積過程對一臺(tái)真空層壓裝置完成之后，便將此裝置移到圖4所示的裝載與卸載設(shè)備411中，裝載到此裝載與卸載設(shè)備上。
本例中是將六臺(tái)真空層壓裝置(各有依前述方式形成的由8個(gè)堆積體合成的堆積體)裝放到上述裝載與卸載設(shè)備上。在此六臺(tái)真空層壓裝置上形成上述堆積體的時(shí)間為45分鐘。
這六臺(tái)真空層壓裝置所成的垛被運(yùn)送到圖4所示的臨時(shí)抽真空工區(qū)421中，以同于圖4所示系統(tǒng)前述方式進(jìn)行抽真空。
這里所用的真空泵是D-330型真空泵(ULVAC公司生產(chǎn))，進(jìn)行了40分鐘抽真空。經(jīng)40分鐘抽真空后，各真空層壓裝置中的真空度在真空泵右上方處約為1 Torr。
經(jīng)過上述的抽真空處理后，這六臺(tái)真空層壓裝置所成的垛即運(yùn)送到圖4所示加熱工區(qū)的加熱爐中，在此，于繼續(xù)進(jìn)行抽真空的同時(shí)，將這六臺(tái)真空層壓裝置上的所有的堆積體在160℃下作50分鐘的熱壓結(jié)合處理。
在加熱工區(qū)431中進(jìn)行了熱壓結(jié)合處理后，將這六臺(tái)真空層壓裝置堆成的垛運(yùn)送到圖4所示的冷卻工區(qū)441內(nèi)，在此，于繼續(xù)抽真空的同時(shí)，用風(fēng)扇(未示明)將冷風(fēng)強(qiáng)制吹送到此六臺(tái)真空層壓裝置的所有堆積體上共30分鐘，而將全部堆積體冷卻到操作人員可以用手自由接觸的溫度。
然后將這垛共六個(gè)真空層壓裝置送到裝載與卸載設(shè)備451內(nèi)，在此將六個(gè)真空層壓裝置分別卸下，隨后運(yùn)送到取出工區(qū)461，在此根據(jù)下述步驟，從六個(gè)真空層壓裝置中的每一個(gè)中，將經(jīng)過真空層壓處理的堆積體(即8個(gè)堆積體的集合體)取出(i)撤除硅橡膠板；(ii)隨后撤除上部填料防脫散件；以及(iii)最后將經(jīng)過真空層壓處理的堆積體取出。
由此即可制得48個(gè)太陽電池組件[8(在一個(gè)真空層壓裝置上的8個(gè)堆積體)×6(6個(gè)真空層壓裝置)]。
下部填料防脫散件與絲網(wǎng)件則不必除去，因?yàn)樗鼈兡茉俅卫玫较乱淮握婵諏訅禾幚碇小?br> 對于這樣制得的太陽電池組件，相對于外觀與剝層現(xiàn)象進(jìn)行了評價(jià)。結(jié)果證明外觀滿意且無剝層現(xiàn)象。此外，對于這種太陽電池組件，也就太陽電池的特性進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果表明，這些太陽電池組件都具有令人滿意的太陽電池特性。
現(xiàn)在說明本例中各步驟所費(fèi)時(shí)間。
堆積步驟45分鐘，臨時(shí)抽真空步驟40分鐘，熱處理步驟50分鐘，冷卻處理步驟30分鐘，與取出步驟10分鐘。
由以上可知，取出步驟與堆積步驟兩者所用的時(shí)間和為55分鐘。而將撓性真空軟管連接和撤下中所費(fèi)時(shí)間增加到熱處理步驟中所費(fèi)的50分鐘之上所得的有效時(shí)間也約為55分鐘。
于是在本例中可知，真空層壓裝置對于上述相應(yīng)步驟是以約55分鐘的節(jié)拍時(shí)間進(jìn)行。此外，假定一天的勞動(dòng)工時(shí)為8小時(shí)，則可以考慮每天進(jìn)行8批真空層壓處理。在此情況下，每天能生產(chǎn)出8×6×8＝384個(gè)太陽電池組件。當(dāng)采用三名工人倒班的工作制時(shí)，則每天可生產(chǎn)約1100個(gè)太陽電池組件，能夠?qū)崿F(xiàn)三倍于前述的太陽電池組件產(chǎn)量。
例2(連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng))本例中是以下述的類似于例1中的方式來實(shí)際應(yīng)用本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理系統(tǒng)。
本例中采用圖1、2與3所示設(shè)備。特別是，本例中所用步驟與例1中采用的相同，例外的是將例1中用到的圖4所示設(shè)備改變?yōu)樗淖冃图磮D5中所示的雙列形式，每一列包括取出工區(qū)和材料疊層工區(qū)，以取代圖4中由取出工區(qū)和材料疊層工區(qū)組成的單列形式。
至于與這種真空層壓裝置有關(guān)的組成件、容器、抽真空管，等等，則與例1中所示的相同。
本例中重復(fù)例1的用來生產(chǎn)太陽電池組件的步驟，只是改變了在形成例1中太陽電池組件的堆積體時(shí)所用密封件的尺寸，以便獲得這樣的堆積體，由其能生產(chǎn)出大小為300mm×650mm的即為例1中生產(chǎn)出的太陽電池組件大小約1/2的太陽電池組件。具體地說，是按給定秩序堆積起以下的組成件(1)至(5)。
(1)背側(cè)蓋件，包括0.4mm厚和300mm×650mm大小的經(jīng)抗風(fēng)化預(yù)涂層的鋼板(商品名Timer Color GL，Daido Kohan株式會(huì)社生產(chǎn))，(2)背側(cè)填充件，包括50μm厚和300mm×650mm大小的EVA板片(商品名抗風(fēng)化級，Haisheet株式會(huì)社生產(chǎn))，(3)太陽電池，(4)表面?zhèn)忍畛浼?，包?0μm厚和300mm×650mm大小的EVA板片(商品名抗風(fēng)化級，Haisheet株式會(huì)社生產(chǎn))，以及(5)表面?zhèn)壬w件，包括50μm厚和300mm×650mm的氟樹脂膜(商品名Tefzel，E.I.杜邦公司生產(chǎn))。
這樣，在一臺(tái)真空層壓裝置上形成了16個(gè)堆積體，每個(gè)堆積體的大小為300mm×650mm，與待生產(chǎn)的太陽電池組件的大小相當(dāng)。
在一臺(tái)真空層壓裝置上形成堆積體所費(fèi)的時(shí)間約相當(dāng)于例1的兩倍，這是因?yàn)樵诖苏婵諏訅貉b置上形成的堆積體(各對應(yīng)于一個(gè)太陽電池組件)數(shù)是例1中的兩倍。但由于本例中用到了雙列結(jié)構(gòu)，每一列包括著取出工區(qū)與材料疊置工區(qū)，這樣就能用合理的堆積時(shí)間為大量生產(chǎn)太陽電池組件形成大量的堆積體。在裝載的三臺(tái)真空層壓裝置上來形成堆積體所費(fèi)的時(shí)間為45分鐘。
本例中，裝載與卸載設(shè)備在此雙列結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)材料疊層工區(qū)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)裝載上六臺(tái)真空層壓裝置。
除以上所述各點(diǎn)外，整個(gè)真空層壓處理過程是以同于例1所示的方式進(jìn)行。
對于制得的太陽電池組件，對于其外觀與有無剝層現(xiàn)象進(jìn)行了評價(jià)。結(jié)果表明它們的外觀令人滿意并無剝層現(xiàn)象。此外對于這些太陽電池組件還評價(jià)了太陽電池特性。結(jié)果證明這些電池特性是令人滿意的。
從例1與例2的結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)真空層壓處理設(shè)備，可以在充分利用加熱爐的效益的同時(shí)，以高的生產(chǎn)率有效地大量生產(chǎn)合乎要求的太陽電池組件。
例3(真空層壓設(shè)備)
本例中依圖6至9所示方式制備了真空層壓設(shè)備。其中用到了前面參照圖6至9所述的材料。
本例中，抽真空管601設(shè)在用作安裝臺(tái)的基板602的前表面內(nèi)一預(yù)定位置上。然后按15cm的間隔在真空管601與基板602之間進(jìn)行點(diǎn)焊，借此形成的間斷式的部分焊接部603將抽真空管固定到基板的前表面上。然后從外面將密封劑604注入抽真空管與基板的前表面之間以充填其間因前述點(diǎn)焊形成的間隙。
基板602采用鍍鋅鋼板，厚1.6mm，大小為1450mm×6000mm，且具有約0.8μm中心線平均高度的前表面。抽真空管601采用不銹鋼316BA(商品名)制的環(huán)形抽真空管，外部尺寸為1450mm×5950mm，內(nèi)徑為1/2英寸。環(huán)形抽真空管上沿其內(nèi)周按50mm間隔開有一批空隙大小為3mm直徑的通風(fēng)孔。密封劑604采用的是RTV型硅酮密封劑(商品名硅酮密封劑KE346，Shin-Etsu Silicone株式會(huì)社生產(chǎn))。
在硅酮密封劑已如上述注入后，將形成的制品在大氣氛中于室溫下保持24小時(shí)以固化此硅酮密封劑。依此制得了真空層壓設(shè)備。
將這樣制成的真空層壓設(shè)備操縱它的四個(gè)角隅部搬運(yùn)若干次。涂布于抽真空管與基板間的這種密封劑從未有開裂一類問題。
比較例1(真空層壓設(shè)備)在此比較例中，制備了下述的真空層壓設(shè)備。
抽真空管601設(shè)在用作安裝臺(tái)的基板602的前表面中一預(yù)定位置上。在抽真空管601與基板602之間未進(jìn)行焊接，從外面將密封劑604注入抽真空管與基板的前表面之間以填充其間的間隙。
基板602采用鍍鋅鋼板，厚1.6mm，大小為1450mm×6000mm，具有中心線平均高度約0.9μm的前表面。抽真空管601采用不銹鋼316BA(商品名)制的環(huán)形抽真空管，外部尺寸為1450mm×5950mm，內(nèi)徑為1/2英寸。環(huán)形抽真空管上沿其內(nèi)周按50mm間隔開有一批空隙大小為3mm直徑的通風(fēng)孔。密封劑604采用的是RTV型硅酮密封劑(商品名硅酮密封劑KE 346，Shin-Etsu Silicone株式會(huì)社生產(chǎn))。
在硅酮密封劑已如上述注入后，將形成的制品在大氣氛中于室溫下保持24小時(shí)以固化此硅酮密封劑。依此制得了真空層壓設(shè)備。
將這樣制成的真空層壓設(shè)備操縱它的四個(gè)角隅部搬運(yùn)若干次。結(jié)果，涂布于抽真空管與基板間的這種密封劑明顯地開裂，這時(shí)的基板有約15cm的變形。
比較例2(真空層壓設(shè)備)在此比較例中制備了下述的真空層壓設(shè)備。
抽真空管601設(shè)在用作安裝臺(tái)的基板602的前表面中一預(yù)定位置上。然后按15cm間隔在抽真空管601與基板602之間進(jìn)行點(diǎn)焊，通過形成的間斷式部分焊接部603使抽真空管601固定到基板的前表面上。然后將密封劑604從外面注入抽真空管601與基板602的前表面之間填充其間為上述點(diǎn)焊形成的間隙。
基板602采用鍍鋅鋼板，厚1.6mm，大小為1450mm×6000mm，具有中心線平均高度約0.1mm的前表面。抽真空管601則采用不銹鋼316BA(商品名)制的環(huán)形抽真空管。具有1450mm×5950mm的外部大小和1/2英寸的內(nèi)徑。此環(huán)形抽真空管沿其內(nèi)周側(cè)按50mm間隔開有孔隙大小為3mm直徑的通風(fēng)孔。密封劑604采用RTV型硅酮樹脂密封劑(商品名硅酮密封劑KE346，Shin-Etsu Silicone株式會(huì)社生產(chǎn))。
在如上述注入此硅酮密封劑后，將所得制品于大氣氣氛中室溫下保持24小時(shí)以固化此密封劑。由此制成了真空層壓設(shè)備。
將這樣制得的真空層壓設(shè)備操縱其四個(gè)角隅部搬運(yùn)若干次，在密封劑與基板間發(fā)生有可察覺的剝層現(xiàn)象。
例4(用例1制的真空層壓設(shè)備進(jìn)行的真空層壓處理)。
本例中用例1制的真空層壓設(shè)備來生產(chǎn)太陽電池組件。
圖12概示了將例1中所制真空層壓設(shè)備用于生產(chǎn)太陽電池組件的情形。
具體地說，圖12以示意性橫剖圖表明這樣的構(gòu)型，其中用來生產(chǎn)太陽電池組件所需的組成件則堆積于用作此真空層壓設(shè)備的安裝臺(tái)的基板上。
圖12中，標(biāo)號(hào)901指用作安裝臺(tái)的基板(包括圖6至9所示的真空管601)；標(biāo)號(hào)906指固定裝置(包括圖9所示的點(diǎn)焊部603與密封劑604)，用來將抽真空管902固定到基板901的前表面上；標(biāo)號(hào)907指撓性蓋板；標(biāo)號(hào)908指堆積用來生產(chǎn)太陽電池組件所需組成件而形成的堆積體；標(biāo)號(hào)909指絲網(wǎng)；而標(biāo)號(hào)910指填料防脫散件(包括下部與上部的填料防脫散件)。
上述撓性蓋板907是2mm厚的硅橡膠板，主要由硅樹脂構(gòu)成，硬度為50(Tigers polymer公司生產(chǎn))。絲網(wǎng)909為不銹鋼絲網(wǎng)，絲徑0.6mm(Taiyo Kana-Ami株式會(huì)社生產(chǎn))。下部與上部填料防脫散件是兩片PTFE膜(旭硝子公司生產(chǎn))。
太陽電池組件依下述方式生產(chǎn)。
絲網(wǎng)(不銹鋼絲網(wǎng))909鋪放于為抽真空管902所圍定的安裝臺(tái)901的前表面區(qū)中，用以形成除氣通道。絲網(wǎng)909上鋪設(shè)有用作太陽電池組件的背襯填充件(將于以后說明)的下部填料防脫散件(PTEE膜)910。
然后，在下部填料防脫散件910上按給定秩序堆積下述部件(1)至(5)來形成堆積體908(1)背側(cè)蓋件，包括0.4mm厚的預(yù)涂有抗風(fēng)化層的鋼板(商品名Taima Color G1，Daido Kohan株式會(huì)社生產(chǎn))，(2)背側(cè)填充件，包括460μm厚的EVA板片(商品名抗風(fēng)化級，Haisheef株式會(huì)社生產(chǎn))；(3)太陽電池；(4)表面?zhèn)忍盍霞?，包?60μm厚EVA板片(商品名抗風(fēng)化級，Haisheet株式會(huì)社生產(chǎn))；以及(5)表面?zhèn)壬w件，包括50μm厚的氟樹脂膜(商品名Tefzel，E.I.杜邦公司生產(chǎn))。
堆積體908上鋪疊著上部填料防脫散件(PTFE膜)910用作背側(cè)填充件。然后，在安裝臺(tái)901上的堆積體908之上疊置上撓性蓋板(硅橡膠板)907的同時(shí)，在此安裝臺(tái)與撓性蓋板之間進(jìn)行氣密封接。
此時(shí)起動(dòng)真空泵(圖中未示明)，通過抽真空管上的通風(fēng)孔，抽出撓性蓋板907與抽真空管902所圍定的安裝臺(tái)的前表面區(qū)之間空隙中的空氣，使撓性蓋板907彎沉向安裝臺(tái)一側(cè)以對堆積體908加壓。在真空泵工作的同時(shí)，將層壓設(shè)備引入保持在預(yù)定溫度下的加熱爐(未示明)中，于約150℃的溫度下熱處理30分鐘，使堆積體中包含的背側(cè)填充件與表面?zhèn)忍畛浼袒?。然后在真空泵繼續(xù)工作的同時(shí)，從爐中取出層壓設(shè)備，繼而冷卻此堆積體。至此停止真空泵工作，使前述空隙內(nèi)的氣氛返回大氣壓力狀態(tài)。由此制得了太陽電池組件。
對于這樣制得的太陽電池組件的外觀及有無剝層現(xiàn)象進(jìn)行了評價(jià)。結(jié)果表明外觀令人滿意且無剝層現(xiàn)象。另外就太陽電池組件的太陽電池特性進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果證明令人滿意。
從上述結(jié)果可知，本發(fā)明的真空層壓設(shè)備具有下述優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的真空層壓設(shè)備中，抽真空管是以撓性狀態(tài)牢牢地固定于用作安裝臺(tái)的基板上，從而在處置或搬運(yùn)此設(shè)備時(shí)不會(huì)出現(xiàn)例如開裂之類問題。于是可以方便地搬運(yùn)此設(shè)備而不必特加注意。此外可以在改進(jìn)了的工效下操作此設(shè)備，能夠?qū)τ糜谏a(chǎn)太陽電池組件的堆積體高效地進(jìn)行真空層壓處理。
權(quán)利要求
1.一種真空層壓設(shè)備，它適用于對堆積體進(jìn)行真空層壓，此真空層壓設(shè)備包括具有前表面的安裝臺(tái)，上面設(shè)有所述堆積體；由環(huán)形空心管組成的抽真空管，沿其內(nèi)周相間隔開地開有一批通風(fēng)孔，此抽真空管布設(shè)并固定于安裝臺(tái)的前表面上，特征在于上述安裝臺(tái)包括一鋼板，此鋼板具有中心線平均高度為0.2至1.5μm的前表面，所述抽真空管由設(shè)在鋼板前表面與抽真空管之間接觸區(qū)上的間斷式焊接部固定到此鋼板的前表面上，同時(shí)將密封劑布設(shè)到這一整個(gè)的接觸區(qū)上，由此使抽真空管與鋼板成為整體。
2.如權(quán)利要求1所述的真空層壓設(shè)備，特征在于它是用于生產(chǎn)太陽電池組件的。
3.一種對堆積體進(jìn)行真空層壓的真空層壓設(shè)備的制造方法，此真空層壓設(shè)備包括具有前表面的安裝臺(tái)，而所述堆積體則將定位于其上；由環(huán)形空心管組成的抽真空管，沿其內(nèi)周相間隔開地開有一批通風(fēng)孔，此抽真空管布設(shè)并固定于安裝臺(tái)的前表面上，而此方法則包括下述步驟提供具有中心線平均高度為0.2至1.5μm的前表面的鋼板作為上述安裝臺(tái)，在使此抽真空管與鋼板的前表面相接觸的同時(shí)，將此抽真空管點(diǎn)焊到鋼板的前表面上，然后將密封劑涂布到抽真空管與鋼板前表面間的整個(gè)接觸區(qū)上，使抽真空管與鋼板成為整體。
全文摘要
一種真空層壓設(shè)備，它適用于對堆積體進(jìn)行真空層壓，此真空層壓設(shè)備包括具有前表面的安裝臺(tái)，上面設(shè)有所述堆積體；由環(huán)形空心管組成的抽真空管，沿其內(nèi)周相間隔開地開有一批通風(fēng)孔，此抽真空管布設(shè)并固定于安裝臺(tái)的前表面上，特征在于上述安裝臺(tái)包括一鋼板，此鋼板具有中心線平均高度為0.2至1.5μm的前表面，所述抽真空管由設(shè)在鋼板前表面與抽真空管之間接觸區(qū)上的間斷式焊接部固定到此鋼板的前表面上，同時(shí)將密封劑布設(shè)到這一整個(gè)的接觸區(qū)上，由此使抽真空管與鋼板成為整體。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種大尺寸的真空層壓設(shè)備。安裝臺(tái)與抽真空管是大尺寸的，不存在常規(guī)真空層壓設(shè)備中當(dāng)安裝臺(tái)與抽真空管大尺寸化時(shí)帶來的問題。
文檔編號(hào)H01L31/18GK1434520SQ0211995
公開日2003年8月6日 申請日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月13日
發(fā)明者吉野豪人, 深江公俊, 井上裕二, 絲山誠紀(jì) 申請人:佳能株式會(huì)社