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使用管状压力部件的用于 太阳能组件的层压机

阅读：1015发布：2021-01-24

专利汇可以提供使用管状压力部件的用于太阳能组件的层压机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明描述了一种用于层压三明治型主体(7)，预叠板的改进的且简化的系统(1)和方法，更加具体而言，本发明描述层压太阳能组件的改进的且简化的系统和方法，其可适于低成本的大量生产。本发明是简单的、成本有效的、可靠的且运行过程环保。管状可充气部件(4)用于产生压力腔室(5)，以使加热平板(2)向固定预叠板(7)的基底(3)移动。，下面是使用管状压力部件的用于太阳能组件的层压机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于层压至少一个三明治型主体(7)，优选地至少一个太阳能组件的层压机(1)，所述层压机包括：由侧壁(10)界定的加工腔室(6)，第一平板部件(2)，第二相对平板部件(3)，其特征在于：至少一个第一可充气部件(4)可操作地排布在所述第一平板部件(2)和面向所述第一平板部件(2)的第一侧壁部分(10A)之间，用于在膨胀时偏压所述第一平板部件(2)朝向所述第二相对平板部件(3)，或者所述至少一个第一可充气部件(4)可操作地排布在所述第一平板部件(2)和第二平板部件(3)之间，用于在膨胀时偏压所述第一平板部件(2)远离所述第二相对平板部件(3)，所述第一可充气部件(4)至少部分界定第一压力腔室(5)，所述第一压力腔室(5)进一步由所述第一平板部件或插入所述第一平板部件(2)和所述至少一个第一可充气部件(4)之间的中间部件(33)界定，所述加工腔室(6)的第一侧壁部分(10A)与所述第一平板部件(2)或插入所述侧壁部分(10A)和所述至少一个第一可充气部件(4)之间的中间部件(32)或所述第二平板部件(3)或插入所述第二平板部件(3)和所述至少一个可充气部件(4)之间的中间部件(32)相对，并且连接器(28，
29，30)用于将压力管线或真空管线连接至所述加工腔室(6)，第一压力腔室(5)和可充气部件(4)，优选地至少一个中间部件(32，33)可释放地连接至所述第一平板部件(2)，第二平板部件(3)，第一侧壁部分(10A)中的任一个或者它们的任何组合。
2.如权利要求1所述的层压机，其特征在于：至少一个第二可充气部件(4’)可操作地排布在所述第二平板部件(3)和面向所述第二平板部件(3)的第二侧壁部分(10B)之间，用于在膨胀时偏压所述第二平板部件(3)朝向所述第一平板部件(2)，所述第二可充气部件(4’)至少部分界定第二压力腔室(5’)，所述第二压力腔室(5’)进一步由所述第二平板部件(3)或所述第二平板部件(3)和所述可充气部件(4’)之间的中间部件(32’)界定，所述加工腔室(6)的第二侧壁部分(10B)与所述第二平板部件(3)或所述第二侧壁部分(10B)和所述第二可充气部件(4’)之间的中间部件(33’)相对，并且连接器(28，29，30)用于将压力管线或真空管线连接至所述第二压力腔室(5’)和所述第二可充气部件(4’)，优选地至少一个中间部件(32’，33’)可释放地连接至所述第二平板部件(3)，所述第二侧壁部分(10B)中的任一个或者它们的任何组合。
3.如权利要求1或2所述的层压机，其特征在于，所述可充气部件(4，4’)包含至少一个管状部分，优选地，形成环形管。
4.如权利要求3所述的层压机，其特征在于，所述可充气部件(4，4’)的管状部分与邻接平板部件(2，3)或所述可充气部件(4，4’)和所述邻接平板部件(2，3)和所述邻接侧壁部分(10A，10B)之间的中间部件(32，32’，33，33’)或所述可充气部件(4，4’)和所述侧壁部分(10A，10B)之间的中间部件(32，33’)或其他邻接平板部件(2，3)或所述其他邻接平板部件(2，3)和所述第一邻接平板(2，3)部件之间的中间部件(32，32’，33，33’)一同形成封闭的外周，界定压力腔室(5，5’)。
5.如权利要求4所述的层压机，其特征在于，所述可充气部件(4，4’)的封闭的外周基本沿着平板部件(2，3)的外周。
6.如权利要求1至5中任一项所述的层压机，其特征在于：向至少一个平板部件(2，3)提供多个可充气部件(4，4’)并且所述可充气部件(4，4’)中的每一个至少部分界定压力腔室(5，5’)。
7.如权利要求6所述的层压机，其特征在于：所述可充气部件(4，4’)中的至少一个形成封闭的外周，所述封闭的外周包围的面积小于所述平板部件(2，3)的面积。
8.如权利要求1至7中任一项所述的层压机，其特征在于：所述可充气部件(4，4’)可释放地安装于相关平板部件(2，3)，相关侧壁部分(10A，10B)，中间部件(32，32’，33，33’)或者它们的任何组合。
9.如权利要求1至8中任一项所述的层压机，其特征在于：设置至少一个引导部件(23)以固定可充气部件(4，4’)，限定可充气部件(4，4’)的外周，所述引导部件(23)是可安装的，例如可释放地安装于相关平板部件(2，3)，中间部件(32，32’，33，33’)，相关侧壁部分(10A，10B)中的任何一个，或它们的任何组合，或者其可以是它们的整体部分。
10.如权利要求1至9中任一项所述的层压机，其特征在于：所述可充气部件或与其相连的中间部件安装于绝缘部件(31)上。
11.如权利要求1至10中任一项所述的层压机，其特征在于：使所述平板部件(2，3)与所述充气部件(4，4’)相对的平板部件(3，2)是静止的。
12.如权利要求1至11中任一项所述的层压机，其特征在于：至少一个平板部件(2，3)选自：无源平板部件，加热平板部件，冷却平板部件或它们的任何组合。
13.如权利要求1至12中任一项所述的层压机，其特征在于：偏压元件(9)，优选地弹簧元件或气缸或液压缸，被设置成在所述可充气部件(4，4’)的偏压作用的方向上或相对与所述可充气部件(4，4’)的偏压作用相对的方向上偏压所述平板部分(2，3)。
14.如权利要求1至13中任一项所述的层压机，其特征在于：可调节距离的部件(13)在朝向相对平板部件(3，2)的方向上延伸穿过至少一个平板部件(2，3)，用于将待形成的三明治型主体的元件固定在距所述平板部件(2，3)一定距离，所述距离部件(13)延伸穿过所述平板部件(2，3)。
15.一种使用权利要求1至14中任一项所述的层压机层压至少一个三明治型主体(7)，优选地至少一个太阳能组件的方法，所述方法包括如下步骤：
将待形成的三明治型主体(7)的预叠板放置于第一平板部件(2)和第二相对平板部件(3)之间的加工腔室(6)中，以及
将所述平板部件(2，3)压在一起，包括提高和降低压力腔室(5，5’)内的压力以使其分别高于或低于加工腔室(6)中的压力，从而在加工过程中将所述压力施加于所述三明治型主体(7)至少持续一段时间，
其特征在于：提高并固定至少一个可充气部件(4，4’)中的压力高于所述压力腔室(5，
5’)中的压力，所述可充气部件至少部分界定所述压力腔室(5，5’)。

说明书全文

使用管状压力部件的用于 太阳能组件的层压机

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及层压三明治型主体，所述三明治型主体优选地具有位于该三明治型主体中的诸如太阳能电池之类的电子组分，并且，具体而言，本发明涉及制造太阳能板和太阳能板自身以及用于进行层压诸如太阳能板之类的三明治型主体的工艺的生产设备和方法。

背景技术

[0002] 本领域已知在层压机中制造三明治型主体和太阳能板。在层压过程中，通常由前部层(玻璃板)、密封剂层、活性组分、第二密封剂层和背层(另一玻璃板或背板)构成的堆叠物(称为预叠板)被压在一起，通常在真空下或在热的影响下将上述堆叠物压在一起。密封剂层由于热而融化，由此使预叠板形成一体结构。在层压过程中，密封剂经历物理和/或化学变化，冷却之后形成三明治型主体。本领域还已知使用双组分密封剂，其不需要加热固化。在这些情况下，仅需要真空，这样空气不会截留在组件内部。虽然额外的热量可加速固化过程。

[0003] 三明治型主体、太阳能组件和预叠板是描述待层压的材料、最终产品和中间阶段的术语，并且可互换使用。

[0004] 三明治型主体可不包含活性组件或可包含任何种类的活性组分，例如，太阳能电池(晶体，薄膜，等等)，如同在太阳能组件中包含太阳能电池(晶体，薄膜，等等)，或者，例如，引线。对于薄膜而言，活性组分通常施加于玻璃板。而且，可省略一个密封剂层(位于前部层和活性组分之间的密封剂层)。

[0005] 在层压之前，使用载体材料(例如，形成前部层的玻璃板)在生产线中形成用于太阳能组件的预叠板。所述预叠板采用密封材料(例如，乙烯基醋酸乙烯酯聚合物(EVA))聚集在一起。在密封的顶部上具有诸如电池基质之类的活性组分。电池基质通常由电池串构成，所述电池串进而与交叉连接器(将单个串连接成一个曲折的串，串联连接所有电池的带状物)相互连接。在该组合物的顶部上放置有另一密封剂层，随后放置最终层，该最终层使预叠板结束并且随后形成组件。通常使用背板或第二玻璃板。请注意：EVA仅仅是一种类型的密封剂。其是热固性材料。使用的其他材料是例如，PVB(聚乙烯丁缩醛)，TPO(热聚烯烃)(这两者均是热塑性的)或者硅氧烷(热塑性或2-组分)。背板通常是含有PVF的箔片或第二玻璃板。可使用其他材料和层，例如，合并有绝缘性质或光学性质的其他材料和层。

[0006] 如果使用双组分密封剂，那么可能不需要加热预叠板。材料可在真空下简单地挤压在一起。如果本发明的层压机用作例如多阶段层压过程的一部分，那么已挤压在一起的组件可在冷却或主动冷却时被简单地挤压(无需施加热量，在大气压力条件下)在一起。如果组件已被密封，例如采用丁基密封，或者所述组件被放置于真空袋中，那么可施加热量以活化/融化密封剂，同时将预叠板挤压在一起。无需施加真空。

[0007] 本发明不限于层压的同时施加热量或真空。

[0008] 真空条件下，低压力意味着从预叠板中的排出足够的空气(或任何其他气体)，这样，组件可合适地形成，例如，不截留气泡。

[0009] 根据现有技术，可使用两个加热板将预叠板压在一起：一个加热板在预叠板之上，一个加热板在预叠板之下。中间部件可保护加热板，例如保护加热板不被弄脏。

[0010] 包括权利要求1和权利要求15的前序部分的特征的并且被认为是最接近的现有技术的美国专利US4,080,243公开了例如，具有两个加热板的层压机。一个加热板或两个加热板与充气柔性袋相连，用于使加热板彼此相向移动。预叠板放置于下层加热板的顶部上，并由此压在一起。所述充气袋较大并且笨重不易操作。因为这些袋子需要定期更换(它们在真空影响下、在真空腔室中释放的气体的影响下以及高温影响下会磨损)，操作应当尽可能地容易。此外，袋子较大，因此比较昂贵。这些袋子的缺陷在于：组件的边缘比中间部分压得更紧。而且，因为施加的压力在组件的整个表面上是恒定的并且边缘更容易被压紧(因为密封剂可从预叠板的旁边流走以及边缘区域仅仅从一侧支撑)，所以组件受到所谓的边缘压缩。本申请设想并体现了克服这些缺陷并获得进一步的优势的发明。

[0011] WO2011089474公开了一种使用用于挤压预叠板的膜的层压机。所述膜如整个加热板那么大(需要很多材料)。更换所述膜的成本(停机时间和材料成本)非常高。此外，边缘压缩甚至将会是最严重的，因为，没有帮助所述膜保持平坦的上层加热板。

[0012] WO2009/114189A2公开了具有在真空系统和压力板与台子之间的空间之间延伸的波纹管的层压机。这些波纹管不可充气，因为在其底部末端附近具有开口。它们仅沿着与其连接的平板移动。因此，该系统恰好具有两个加工腔室：一个位于压力板之上，一个位于压力板之下。根据该发明，设置三个这样的腔室以更好地控制待形成的层压板的压力。

[0013] US2012/0318856也公开了另一个两腔室层压机，其具有在壳体或盖子和压力板之间延伸的波纹管。该波纹管不充气，如该发明所提到的。

发明内容

[0014] 本发明由独立权利要求列出并表征，同时，从属权利要求描述本发明的其他特征。

[0015] 本发明的目的在于克服本领域已知的层压机和层压方法中的一些缺陷，更加具体而言，通过提供施加于层压板或三明治型主体上的更加可控的压力来克服现有技术中存在的太阳能组件层压方法、系统和生产设备中的一些缺陷。

[0016] 本文描述了用于层压三明治型主体、预叠板的或用于将三明治型主体、预叠板挤压在一起的改善的且简化的系统和方法，更加具体而言，本文描述了用于层压太阳能组件的改善的且简化的系统和方法，所述系统和方法可适于低成本大量生产。本发明是简单的、成本有效的(停机时间较短)、可靠的且运行过程环保。同时，抵消了边缘压缩，因此实现了更好的组件品质。此外，系统可适于所制造的三明治型主体。而且，压力分布可适于所使用组件的尺寸。

[0017] 本发明进一步优选的实施方式基于如下发现：用管代替袋子大大降低材料成本以及产品成本。因为，管更加易于生产，较为常用(对于其他目的而言)并且使用较少的材料，管是更加成本有效的。而且，由于特别的设计(参见附图说明部分)，现代可充气部件或密封件很难发生磨损，这保证了较高的正常运行时间。因为管更加易于处理，替换管所需的时间较少，这进一步增加了正常运行时间。

[0018] 在本发明的一个第一基本方面，系统包括由侧壁或中间部件界定的加工腔室，第一平板部件，第二相对平板部件和至少一个第一可充气部件，所述至少一个第一可充气部件可操作地排布在所述第一平板部件和面向所述第一平板部件的第一侧壁部分之间，在所述至少一个第一可充气部件膨胀时，其用于偏压所述第一平板部件朝向所述第二相对平板部件，或者所述至少一个充气部件可操作地排布在所述第一平板部件和所述第二平板部件之间，在所述至少一个第一可充气部件膨胀时，其用于偏压所述第一平板部件远离所述第二相对平板部件。

[0019] 根据本发明的概念，该系统的特征在于：至少部分界定第一压力腔室的第一可充气部件或密封件进一步由第一平板部件或插入所述第一平板部件和至少一个第一可充气部件之间的中间部件界定，加工腔室的第一侧壁部分与所述第一平板或插入所述侧壁部分和至少一个第一可充气部件之间的中间部件或所述第二平板部件或插入所述第二平板部件和所述至少一个第一可充气部件之间的中间部件相对，并且，连接器用于将压力管线或真空管线(用于气体或液体)连接至所述加工腔室，第一压力腔室和可充气部件，优选地至少一个中间部件可释放地连接至所述第一平板部件、所述第二平板部件、所述第一侧壁部分中的任何一个或它们的任何组合。

[0020] 根据本发明，层压机具有(至少具有)三个独立的可控的压力腔室，其使得更好地控制待层压的工件上的局部压力。尤其在边缘附近，压力可降低以抵消边缘压缩。请注意：在层压过程中，三明治型主体可由可充气部件包围或者可充气部件可形成不同于其中放置有三明治型主体的腔室的腔室。结合上述两者，两个可充气部件也是有必要的。

[0021] 本发明的层压机可具有两个压力平板。在该情况下，本发明的优选实施方式包括至少一个第二可充气部件，其可操作地排布于所述第二平板部件和面向所述第二平板部件的第二侧壁部分之间，用于在所述至少一个第二可充气部件膨胀时偏压所述第二平板部件朝向所述第一平板部件。所述第二可充气部件至少部分界定第二压力腔室，所述第二压力腔室进一步由所述第二平板部件或所述第二可充气部件和所述第二平板部件之间的中间部件界定，所述加工腔室的第二侧壁部分与所述第二平板部件或所述第二可充气部件和所述第二侧壁部分之间的中间部分相对，并且连接器用于将压力管线或真空管线(用于气体或液体)连接至所述第二压力腔室和第二可充气部件，优选地，至少一个中间部件可释放地连接至所述第二平板部件、所述第二侧壁部分中的任何一个或者它们的任何组合。

[0022] 所述中间部件可形成带有密封的密闭单元，所述密封优选地形成封闭的外周。优选地，所述平板部件和可充气部件形成封闭的腔室，所述可充气部件和中间部件形成带有两个分离的腔室的压缩工具。在该方式中，所述单元可易于从加工腔室中取出并且所述第一压力腔室可产生密闭并测试层压机的外部。优选地，中间部件分别可释放地连接至其平板部件及其侧壁部分，从而使得单元甚至更加易于操作。请注意，所述中间部件可以是柔性的，这样，压力腔室中的压力可尽可能地向侧壁部分或平板部件上施加作用力。

[0023] 中间部件可形成带有密封的密闭单元，所述密封优选地形成封闭的外周。优选地，所述平板部件和所述可充气部件形成封闭的腔室，所述可充气部件和中间部件形成带有两个分离的腔室的压缩工具。在这种方式下，所述单元可易于从加工腔室中取出并且所述第一压力腔室尤其可产生密闭并且测试层压机的外部。优选地，中间部件分别可释放地连接至其平板部件及其侧壁部分，从而使所述单元甚至更加易于操作。中间部件可以是柔性的，这样所述压力腔室中的压力可尽可能地向侧壁部分或平板部件上施加作用力，主要不会受到可充气部件的阻碍。例如，所述中间部件可由聚合物制成，例如用于已知的压缩膜的聚合物，或者所述中间部件可以是金属平板或金属片。

[0024] 在本文件中，“封闭”或“密闭”腔室通常意味着除去期望的诸如连接器等的开口之外的工具。“可充气部件”是指密闭且可通过连接器向其中引入空气而充气的部件，这样的可充气部件形成密闭容器或密闭储存器，十分类似于气球。

[0025] 本发明的层压机可以是由多个连续层压机单元构成的层压机生产线的一部分，每个层压机形成生产线中的阶段。所述层压机可具有加热平板或冷却平板和/或所述层压机能够排空加工腔室或无法排空压力腔室。

[0026] 压力腔室用于在层压的物体上产生压力。可充气的部件至少部件形成界定压力腔室的侧壁。可充气部件中的压力可高于真空腔室或压力腔室中的压力。因为抵接压力平板的可充气部件的表面较小，所以，可充气部件的表面在组件上发挥的压力也可能较小并且可忽略。

[0027] 优选地，可充气部件包括至少管状部分，优选地形成圆形管，理想地与邻近平板或所述可充气部件(4，4’)及其邻近平板部件和邻近侧壁部分之间的中间部件(32，32’，33，33’)或所述可充气部件(4，4’)和所述侧壁部分(10A，10B)之间的中间部件(32，33’)或其他相邻平板部件(2，3)或所述其他邻近平板部件(2，3)和第一邻近平板(2，3)部件之间的中间部件(32，32’，33，33’)或可所述膨胀部件和侧壁部分之间的中间部件一同形成封闭的外周，所述第一邻近平板(2，3)部件界定压力腔室。

[0028] 请注意：管不必须为圆形或无末端的(例如自行车的内管)。多个管(其内部不相互连接或通过可分开的相互连接的管或变形部件相互连接)可形成环，并由此界定或封闭压力腔室。而且，其他压缩部件可部分界定压力腔室。可充气部件具有使诸如气体或液体之类的介质进入或排出的阀。

[0029] 如上所解释的，本发明的系统是成本有效的(需要较少的材料并且可使用标准产品)并且确保了高的正常工作时间，因为管易于操作而且其寿命较长。例如US4,080,243和WO2011089474中所已知的，相对于常规层压机，本发明的系统更加易于维护，因为，其不具有难以更换且快速磨损的较大的膜或袋子(主要是因为管子也不必弯曲和伸展并且不直接接触热预叠板)。可充气部件可具有例如较薄部分之类的多个部分，其相对于其他部分更加易于变形。

[0030] 通过使用圆形管，压力腔室以简单且可靠的方式构建。在本文中，圆形意味着管子是无末端的，类似于自行车轮胎的内管。管可由聚合物或任何其他合适的材料制成，这还允许管变形，使其成为期望的形状/外周。

[0031] 可充气部件基本上跟随平板部件的外周。可选地，可向至少一个平板部件提供多个可充气部件并且可充气部件中的每一个至少部分界定压力腔室。在该情况下，可充气部件可形成封闭的外周，其封闭比平板部件面积小的面积，优选地，比一个组件小。

[0032] 为了避免在密封件故障的情况下损失压力(理想地，监控腔室中的压力以识别该情况)，可使用多个同轴管。在这种情况下，第一内部压力腔室形成在另一第一压力腔室内部。如果一个密封件故障，那么另一个可至少部分确保预叠板上的压力，这样，可仍然准确地形成组件。请注意：同轴腔室中的压力必须不同，从而能够检测内部密封故障。这可产生更高的产量。

[0033] 可选地，多个管可彼此相邻放置(非同轴)。这种情况下，可控制预叠板上的压力，参见下文。使用多个管的另一优势在于：它们比一个大管更易于操作且更易于更换。而且，如果在一个层压机腔室中多于一个组件被同时层压(加热、冷却或连续进行这两者)，那么可选择一个或多于一个管对应于单个组件。而且，每个组件可与一个或多于一个在其上施加压力的管相连。在这种情况下，将相同的作用力(分布)施加于每个预叠板。而且，如果一个密封件失效，那么对应于另一密封件的组件不受影响。

[0034] 如上所述，已知的问题是边缘压缩：预叠板的边缘比组件的中间部分受到更多的压缩，这使得组件具有略凸的形状，在组件中引起了不理想的张力。该边缘压缩可通过选择比组件尺寸小的可充气部件的形状来抵消，尤其是通过不具有延伸至组件角落的密封来抵消。

[0035] 为了对称地加热预叠板，有益的是使用两个加热平板。如果预叠板自身是对称的，那么这尤其有益，例如，玻璃-玻璃组件(玻璃用作顶层和背层)的情况。还可提供冷却工具，其可以作为第二平板或与加热平板一体成型。对于冷却挤压机而言(本发明的用于层压的系统还可被包括在带有或不带有活化加热或冷却的挤压机中，如用于也称为XL-工艺中，如下文所述)，一个或两个压力平板可以是冷却板。如果使用双组分密封剂，意味着密封剂不必通过热而软化或固化，一个或两个平板可以是无源的。尽管如此，施加一些热量可加速固化过程。

[0036] 加热平板可具有任何本领域已知的加热预叠板的工具，例如：电加热工具，混合加热工具(使用加热圈和加热油，使平板的温度均匀)，导热工具(加热器可位于平板的外部或甚至位于加工腔室的外部)，使用电磁辐射或辐射热源的加热工具，空气炉，对流炉以及两个或两个以上工具的组合。

[0037] 为了更加容易地改变可充气部件，所述可充气部件可以可释放地安装于相关平板部件，相关侧壁部分，中间部件(32，32’，33，33’)或它们的任何组合。可提供至少一个引导部件用于固定可充气部件，所述引导部件界定所述可充气部件的外周，所述引导部件是可安装的，例如，可释放地安装于相关平板部件、中间部件、相关侧壁部分中的任一个或它们的任何组合，或者所述引导部件可以是它们的整体部分。因为所述引导部件连接至系统时固定管的形状或使管形成可充气的，所以可充气部件可易于设置于层压机中并连接在合适的位置。例如，可充气部件放置于上部压力平板(其通过释放偏压工具而降低)上并且管可易于连接至所述上部平板，因为其形状(围绕压力腔室的卵形/圆形)适于安装在上部平板上。

[0038] 为了保护可充气部件，所述可充气部件可与分别用于保持其低温或高温的加热平板或冷却平板绝缘，这样，材料不受极限温度的影响。这可通过将可充气部件、与其相连的中间部件或其引导部件安装于绝缘部件上实现。

[0039] 为了使层压机复杂性较小，平板部件中的一个可以是静止的。还有可能的是，上部平板和下部平板是通过可充气部件可移动的。在这种情况下，系统可更好地调节组件的厚度变化。例如，相对于另一侧，组件在其一侧上通常具有更多的用于串的相互连接器，因此该侧更厚。

[0040] 如上所述，基于流水线工作原理，本领域已知使用由多个阶段构成的层压机，也称为XL-工艺：在第一阶段，例如，预叠板在真空下加热并压在一起。预叠板随后移至连续阶段(离开第一真空腔室或加工腔室)，其中，预叠板主动或被动地保持温热并再次施加压力，不必须在真空下。然后，将预叠板移至第三阶段，离开第二阶段的加工腔室，在所述第三阶段中，组件主动冷却，也可能在压力条件下冷却。根据本发明的用于层压的系统或层压机可实际上形成这些阶段中的任一个或可以是这些阶段中的任一个的一部分。这种流水线工艺的所有阶段可使用本发明的系统或仅某些阶段或仅一个阶段可使用本发明的系统。因此，可从下组中选择至少一个平板部件：无源平板部件、加热平板部件、冷却平板部件或它们的任何组合。

[0041] 通过提供偏压元件，尤其是弹簧元件，气缸或液压缸，用于将平板部件偏压在与可充气部件的偏压作用相对的方向上，可界定平板的初始位置。在初始位置中，弹簧元件可固定平板，这样，预叠板可引入加工腔室并从加工腔室中移出。如果弹簧元件应当界定可充气部件的位置，那么后者必须保持打开(与大气压连接)，这样，其初始压力不会抵消弹簧元件的作用力。另一方面，在系统故障的情况下，弹簧元件使平板彼此相向移动可产生缺陷较少的组件，因为层压过程可在没有压力的条件下完成。而且，可充气部件更容易接近这种方式，即便系统没有动力(例如，在安装过程中)。

[0042] 当层压预叠板时，有益的是预叠板最初不接触加热板。因为层压机中的加热板(或多阶段的工艺中的加热阶段)通常不被冷却，它们在不层压三明治型主体时也保持较热。将预叠板的玻璃层直接放在加热板上会使玻璃板成为碟状或弯曲：其表面在热的影响下伸展，而内部仍然是冷的，从而使玻璃像双金属那样弯曲。因此，有益的是设置可调节距离部件，其在朝向相对平板部件的方向上延伸穿过至少一个平板部件，用于固定待形成的三明治型主体的元件在远离所述平板部件一定距离，所述距离部件可延伸穿过所述平板部件。上部可充气部件还可用于使上部加热平板朝向预叠板移动并且固定所述上部加热平板在所述预叠板的正上方。在这样的方式中，从上方进行加热可以温和的方式进行。

[0043] 在本发明的另一方面，前面段落中所述的本发明的层压机用于执行层压至少一个三明治型主体的方法，优选地执行层压至少一个太阳能组件的方法。所述方法包括将待在加工腔室中成型的三明治型主体的预叠板放置于第一平板部件和第二相对平板部件之间并且将所述平板部件挤压在一起，包括升高或降低压力腔室中的压力以分别使所述压力高于或低于加工腔室中的压力，从而在处理过程中将压力施加于三明治型主体持续至少一段时间。

[0044] 根据本发明的基本理念，至少部分界定所述压力腔室的至少一个可充气部件中的压力被提高并保持在高于所述压力腔室中的压力。如果可充气部件插入平板部件(容纳有三明治型主体的压力腔室)之间，那么通过抵消边缘区域上的作用力避免边缘压缩。如果可充气部件位于侧壁部分和平板部件之间，那么因为压力腔室(容纳有三明治型主体)的尺寸小于层压主体的尺寸而避免边缘压缩。可充气部件中提高的压力仅确保压力腔室仍然密闭。

附图说明

[0045] 参考后附的附图，通过下文对以非限定性实例的方式给出的实施方式的优选形式的描述，上述这些内容以及本发明的其他目的连同表征本发明的新颖性的各种不同的特征将会更加清楚。

[0046] 图1举例说明在压缩平板分离时本发明的系统的实施方式的示意性的横截面图；

[0047] 图2举例说明在压缩平板向预叠板施加压力时本发明的系统的实施方式的示意性的横截面图；

[0048] 图3是带有两个活性平板的系统的实施方式的横截面图；

[0049] 图4是带有“闩”的本发明的系统的实施方式的横截面图；

[0050] 图5是使用多个可充气部件的压缩平板分离的本发明的系统的实施方式的横截面图；

[0051] 图6是使用多个可充气部件的使压缩平板一同移动的本发明的系统的实施方式的横截面图；

[0052] 图7a是图5和图6的密封部件的平面图；

[0053] 图7b是同轴密封部件的平面图；

[0054] 图8是缩回状态下密封部件的横截面图；

[0055] 图9是伸展状态下密封部件的横截面图；

[0056] 图10是带有上部和下部可充气部件的本发明的系统的实施方式的横截面图；

[0057] 图11显示了使用本发明的挤压机层压太阳能组件的典型工艺；

[0058] 图12是带有安装在中间部件上的上部和下部密封件的本发明的系统的实施方式的横截面图；

[0059] 图13是带有安装在两个压力平板之间的可充气部件的本发明的系统的实施方式的横截面图。

[0060] 附图标记列表

[0061] 1 用于层压太阳能组件的系统

[0062] 2 上部加热平板

[0063] 2' 下部加热平板

[0064] 3 基底

[0065] 4 上部可充气部件或密封件

[0066] 4a -4e 非同轴密封件

[0067] 4d,4e 同轴密封件

[0068] 4' 下部可充气部件或密封件

[0069] 5 上部压力腔室

[0070] 5a 内部压力腔室

[0071] 5b 外部压力腔室

[0072] 5' 下部压力腔室

[0073] 6 加工腔室或真空腔室

[0074] 7 预叠板或组件

[0075] 8 加热导管或加热棒

[0076] 9, 9' 弹簧元件

[0077] 10 加工腔室的侧壁部分

[0078] 11 抵接工具

[0079] 12 抵接工具

[0080] 13 闩

[0081] 14 抬起部件

[0082] 15 闩腔室

[0083] 16 基底部件

[0084] 17 中间部件

[0085] 18 加工腔室的上部部件

[0086] 19 加工腔室的密封件

[0087] 20 可充气部件的上部部件

[0088] 21 易于变形的可充气部件的中间部件

[0089] 22 可充气部件的下部部件

[0090] 23 引导部件

[0091] 24 加固横梁

[0092] 25 预叠板温度/组件温度

[0093] 26 压力腔室中的压力

[0094] 27 加工腔室中的压力

[0095] 28 用于将压力管线或真空管线连接至加工腔室的连接器

[0096] 29 用于将压力管线或真空管线连接至压力腔室的连接器

[0097] 30 用于将压力管线或真空管线连接至密封件的连接器

[0098] 31 绝缘部件

[0099] 32 用于上部可充气部件的上部密封平板或中间部件

[0100] 32' 用于下部可充气部件的上部密封平板或中间部件

[0101] 33 用于上部可充气部件的下部密封平板或中间部件

[0102] 33' 用于下部可充气部件的下部密封平板或中间部件

[0103] 34 气缸

具体实施方式

[0104] 本发明将参考示例性的实施方式进行描述，并且本发明不限于用于层压三明治型主体、预叠板、太阳能组件的特定系统和方法，除了后附的权利要求所限定的之外。本发明的实施方式可用于多种层压方法和系统。对于本领域技术人员而言明显的是，本发明可以权利要求的范围内的多种方式实施。与附图有关而显示的所有特征可做出必要的修正应用于后附的权利要求所述的发明，反之亦然。

[0105] 本文使用的不定冠词(“a”，“an”)代表存在所指的物品中的至少一个，并且术语“多个”代表存在多于一个物品。

[0106] 本发明涉及通过包括若干层的预叠板制造太阳能板，更加精确地层压太阳能板的系统、方法和生产设备。组件可以是三明治型主体形式的太阳能组件，有时描述为三明治型主体形式的PV(光伏)组件，例如，多层材料的预叠板。

[0107] 图1非常示意性地显示了本发明的系统的横截面图，本发明的系统也成为层压机，层压机单元，用于层压1用于生产例如太阳能组件的挤压机或系统。这些术语在整个文件中互换使用。为了清楚起见，与本发明无关的所有部件已被省略，并且，与本发明无关的所有部件是本领域技术人员已知的。层压机1将两个平板2，3固定在其真空或加工腔室6中。所示的平板2是带有用于加热流体的加热导管或在其中延伸的加热棒8的加热平板。下部平板3是无源平板或用于固定预叠板7的基底。加热平板2通过密封部件、密封件或可充气部件4的方式连接至层压机1的侧壁部分10A。部件4与加热平板2以及加工腔室
6(其可以是真空腔室)的侧壁部分10A一同界定压力腔室5。两个偏压元件或弹簧9固定平板2处于其“打开”位置，只要部件4和/或腔室5中的压力在平板2上产生小于弹簧9的作用力的作用力。弹簧9可以划分真空腔室6，并且，弹簧9可不划分真空腔室6。在加工腔室6，压力腔室5和可充气部件4之间，层压机具有三个密闭腔室，在所述密闭腔室中，压力可被单独控制。

[0108] 图1所示的层压机1具有用于引入预叠板的开口，其在附图的平面上，因此不可见。该开口由合适的门或盖子关闭。图5和图6显示了接近层压机的内部的可选方式。平板2，3以及侧壁部分10A，10B可具有用于放置可充气部件4和/或用于确保所形成的腔室密闭的凹槽或接合部件。还显示了用于将压力管线或真空管线分别连接至加工腔室6，压力腔室5和可充气部件4的密封件的连接器28，29，30。

[0109] 图2中的密封件4在其膨胀或延伸状态下显示。这通过增加加工腔室6和压力腔室5之间的压力差来实现。密封件4中的压力高于压力腔室5中的压力，这样，所述压力压在加工腔室6的侧壁和平板5这两者上。以这种方式，密封件4密封加工腔室和压力腔室，并且旁边不受压。密封件4可连接至侧壁10A，平板2，这两者，或者不与这两者连接。在后一种情况下，密封件简单地放置于平板上，可能通过凹槽(未示出)或引导部件23固定在某个位置(图8，图9)。由于压力，弹簧或偏压元件9被拉长，能够使平板2移动。

[0110] 在层压过程(将预叠板转换成太阳能组件的完全层压)中，执行下列步骤：

[0111] 将预叠板7放置于基底或加热平板2’，3上的真空腔室6内部；

[0112] 关闭加工腔室6以形成密闭的加工空间；

[0113] 排空加工腔室6；

[0114] 使加热平板2朝向预叠板7移动。加热平板2可保持在某一距离持续一段时间，从而使预叠板材料更加温和的升温。而且压缩预叠板过早可能会截留空气，这可在最后的组件中形成气泡；

[0115] 将预加热的预叠板压在一起并可再对其进行加热；以及

[0116] 最后，抬起加热平板2，打开真空腔室并从层压机中取出组件。

[0117] 如上所述，这些步骤(作为整体或分解)可分开成多个阶段或可以是层压系统的单元。每个阶段或单元可包括本发明的用于层压太阳能组件的系统。

[0118] 加工腔室6中的压力可被降低，这样可获得所要求的压力差或者可合适地形成三明治型主体7而不会截留过多的空气在其中。在前一种情况下，代替排空加工腔室，可将过多的压力施加于压力腔室。

[0119] 这些步骤可以任何适于所期望的过程/结果的顺序进行。所述步骤通常至少部分是同步的。例如，采用未压在预叠板上的加热平板加热预叠板(预加热)可与从真空腔室中除去空气同时进行。仍然存在于真空腔室中的空气甚至可支持热量从加热平板传播至预叠板。

[0120] 图3显示了根据本发明的可选的实施方式。在此，平板或基底3也是加热平板2’。请注意：在所有实施方式中，平板2，2’，3还可以是真空腔室的侧壁的一部分，这使所述平板保持静止。

[0121] 图4显示了根据本发明的另一实施方式。除了图1至图3显示的实施方式之外，抵接工具11，12还界定了平板2，2’的垂直移动。还显示了闩13：抬起预叠板(其通常具有作为最下层的玻璃平板)的元件使预叠板距离下部加热平板2’保持一定距离。所述闩安装在将其拉下的抬起部件14上，这样它们在加热平板2’中消失，如图所示。通过在抬起部件14上施加压力(闩腔室15中的负压)，闩可抬起，由此固定预叠板和加热平板2’之间的距离。如果释放负压，那么闩移动回至所显示的位置。

[0122] 图4中所显示的平板不平行。这可在预叠板的整个表面厚度不均匀的时发生。因为密封件4是等压的，所以使上部平板4匹配该密封件。

[0123] 图5显示了本发明的另一实施方式。在此显示了多个非同轴密封件或管部件4a，4b，4c。例如，这三个部件可用于层压一个大组件(未图示)或用于三个较小的部件(未图示)，每个组件与一个密封部件连接。彼此可相对移动的基底部件16和上部部件18形成加工腔室6。带有密封件19的中间部件17使得加工腔室6密闭。

[0124] 平板2，2’，3可由支撑部件分离，所述支撑部件例如WO2011089474中的已知形式，其降低了对加固横梁23的需求，如图5所示。在本文件中所显示的相同方式中，多个真空腔室可形成于一个层压机1中。

[0125] 图6显示了与图5相同的实施方式，其中，上部加热平板2降低。

[0126] 图7a显示了图5和图6中的加热平板2的上表面上的三个密封部件4a，4b，4c，但是是从垂直于平板2的方向显示。密封部件不是同轴的。密封部件不延伸至一个组件(约加热平板2的尺寸)或多个组件(每个组件的尺寸大约是密封件4a，4b，4c的尺寸)的角落。这防止了边缘压缩，所述边缘压缩尤其可能在组件的角落中发生，因为密封剂具有两种脱离预叠板的方式。因为管是圆的，所以抵消了角落中的边缘压缩。

[0127] 图7b显示了带有两个同轴密封件4d，4e的平板2。如果密封件4d是有缺陷的，那么密封件4e可保持内部压力腔室5a完整。如果密封件4e是有缺陷的，那么密封件4d将保持内部和外部腔室完整。基于缺陷和加工步骤，这可足以完成其中的阶段。使外部腔室5b中的压力低于内部腔室5a中的压力可进一步抵消边缘压缩。

[0128] 图8显示了密封件或垫圈4的实施方式。其具有上部部件20，下部部件22和中间部件21。上部部件20和下部部件22被设计成在对密封件4施加压力时它们不会显著变形。它们可用于将密封件4连接至平板2，2’，3，侧壁部分10或引导部件23。较薄的中间部件21被设计成变形并且这样做不会太快磨损。

[0129] 密封件4固定在引导部件23中，引导部件23用于当其还未连接至平板2，3时赋予密封件合适的形状。在该情况下，引导部件还用于固定密封件至加热平板2。而且，密封件连接至或放置于层压机的外部的引导部件23中(不会产生停机时间)，并且引导部件23连接至层压机(安装工具未显示)。因为引导部件23可以是诸如金属之类的硬材料，所以其相对于柔性密封件4更易于安装于层压机。

[0130] 图9显示了膨胀状态下图8中的密封件的横截面图。相对于外部，在密封件内部施加较高的压力。中间部件伸展，同时上部部件和下部部件的形状基本上保持不变。

[0131] 如图10所示，可想到系统具有上部密封件4和下部密封件4’。额外的弹簧元件9’由此用于保持下部加热平板4’位于适当的位置。弹簧可向上推动平板4’或对抗通过下部压力腔室5’和下部密封件4’施加于平板4’的作用力向下拉平板4’。而且，在图10中显示了可充气部件4可安装于绝缘部件31上。所述绝缘部件31自身优选地安装于侧壁部分10A。

[0132] 图12显示了与图10基本相同的实施方式。此外，上部可充气部件夹在上部密封平板32和下部密封平板33之间，也成为中间部件。在该实施方式中，下部可充气部件也夹在上部密封平板32’和下部密封平板33’之间，也称为中间部件。在该方式中，上部腔室5和下部腔室5’分别形成可释放地连接至系统1的密闭单元。在该方式中，这种单元可从系统中移出并且由新的单元替换。例如，这可在密封件有缺陷或需要维护的条件下进行。第二单元可放置于该系统中，同时第一系统仍然工作。

[0133] 图13显示了可充气部件4安装于两个加热平板2，3之间的实施方式。该实施方式中的上部加热平板2由气缸34支撑，所述气缸34可使上部加热平板2下降至下部加热平板3。根据本发明，元件部件34可包括界定压力腔室的可充气部件。此外，下部加热平板可通过其下方的可充气部件4’被抬起和下降。该实施方式特别适于防止边缘压缩。在该实施方式中，预叠板没有在加工腔室6中加工而是在由可充气部件4包围的压力腔室5中加工。

[0134] 仔细考虑图13所示的实施方式，其也可产生有用的层压机，因为其中其他的部件不支撑加热平板3，可充气部件4’是不需要其他活性部件用于使加热平板相对于彼此移动的部件。仅仅需要用于平板4的支撑件以固定平板4。

[0135] 图11显示了典型的层压循环，如果预叠板在一个单元中或图10所示的层压机中被完全层压。预叠板和末端附近组件温度由折线25给出。压力腔室和加工腔室中的压力分别由虚线26和27给出。

[0136] 在T0，预叠板位于加工腔室6内部并且具有环境温度。其位于闩13上直至T2。随后闩13下降。预叠板温度25缓慢增加直至T2。因为在此预叠板接触加热平板，温度由此开始更加快速地上升。

[0137] 高达T2，压力腔室5和加工腔室6中的压力如图所示那样通过线26，27下降。因为，这两个腔室中的压力是相等的，所以，在该范围内线重叠。在T1，达到意味着期望的低压的“真空”，

[0138] 从T2开始，压力腔室5中的压力增加。施加于平板2上的作用力对抗弹簧部件9的向上作用力而向下压。在T4，预压缩开始：加热平板2压在预叠板上。在T5，达到预压缩压力(线26和27之间的压力差)。

[0139] 从T6开始最终挤压阶段，压力腔室中的压力爬升至几乎环境压力，在T7达到环境压力。

[0140] 在T8完成层压并且将空气引入至加工腔室6和压力腔室5。组件7从加工腔室6中取出并引入至冷却挤压机或活性冷却可在加工腔室6内部完成，直至组件在T9处达到理想温度。冷却挤压机可以是根据本发明的挤压机并且可以不是根据本发明的挤压机。

[0141] 从T2开始，密封件4中的压力保持略微高于压力腔室内的压力，这样，压力腔室不会泄露。这也是压力腔室5中的压力在层压结束之前为什么没有升高至环境压力的原因。

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