DISPOSITIVO DE CONEXION DE CELULAS SOLARES, DISPOSITIVO DE RETENCION DE TIRAS Y DISPOSITIVO DE TRANSPORTE PARA UN DISPOSITIVO DE CONEXION DE CELULAS SOLARES.

Dispositivo de conexión de células solares para la fabricación de cadenas de células solares (16) compuestas de células solares (10) individuales y tiras electroconductoras (12),

con un primer módulo (22) para unir células solares y tiras; un segundo módulo (24) subsiguiente al primer módulo, para conectar las tiras con las células solares; un tercer módulo (28) para el transporte de células solares del primer módulo a través del segundo módulo, caracterizado porque el primer módulo (22) presenta un dispositivo (42) para el suministro de un elemento de retención de tiras (60), con el que las tiras (12) son fijadas a la célula solar durante el transporte, y porque el tercer módulo (28) está configurado para transportar el elemento de retención (60) junto con la célula solar (10) y las tiras (12) fijadas a ella

Dispositivo de conexión de células solares, dispositivo de retención de tiras y dispositivo de transporte para un dispositivo de conexión de células solares.

La presente invención se refiere a un dispositivo de conexión de células solares, preferentemente un dispositivo de soldadura de células solares para la fabricación de cadenas de células solares compuestas de células solares individuales y tiras electroconductoras, con un primer módulo para reunir entre sí células solares y tiras, un segundo módulo conectado al primer módulo (directamente o bien separado por otros módulos, etc.), para la conexión de las tiras a las células solares; y un tercer módulo para el transporte de las células solares del primer módulo a través del segundo módulo. Además, la invención se refiere a un dispositivo de retención de tiras para un dispositivo de conexión de células solares de este tipo, así como un dispositivo de transporte para un dispositivo de conexión de células solares.

Los dispositivos de soldadura de células solares son conocidos en general. Son usados para conectar eléctricamente entre sí células solares individuales, siendo el resultado una conexión en serie para formar una así denominada cadena de células solares. Por ejemplo, en el documento DE 201 12 309 U1 se muestra una cadena de células solares de este tipo.

El documento US 4 534 502 A describe un dispositivo de soldadura de células solares.

En la figura 1a se muestra, por ejemplo, un detalle de una cadena de células solares 16. Dicha cadena 16 se compone de tres células solares 10 que poseen, cada una, una rejilla de contactos de conductores eléctricos delgados individuales. Para establecer una conexión eléctrica se extienden, perpendiculares a dicha rejilla de contactos, tiras electroconductora 12, 13 soldadas a la rejilla de contactos. Dichas tiras 12, 13 pueden extenderse sobre toda la longitud de una célula solar y sobre la longitud de la célula solar siguiente adyacente, en cuyo caso las tiras pasan, a continuación, al lado opuesto (cara inferior) de la célula solar, como bien puede verse en la figura 1a. Consecuentemente, un par de tiras 12, 13 une la cara superior de una célula solar 10 con la cara inferior de la célula solar adyacente. Además, existen células solares como las de la figura 1b, en las que una tira se extiende, en cada caso, transversal sobre la anchura de dos células solares adyacentes y, consecuentemente, conecta la célula precedente y la célula siguiente una con la otra conforme a la polaridad.

En la figura 1c, las tiras se extienden, igualmente, en sentido longitudinal de las celdas adyacentes, encajadas una dentro de la otra. Las tiras (por ejemplo, 5 de ellas) conectan la cara posterior con la cara anterior de células adyacentes. Debido a que en las figuras 1b y 1c las tiras se encuentran solamente en la cara posterior de las células solares, se habla en estos casos de células de contacto en cara posterior.

Entonces, para toda la serie de células solares se repiten estos tipos de conexiones, de modo que, finalmente, se produce una cadena de células solares construidas de múltiples células solares individuales, siendo las células solares individuales conectadas eléctricamente mediante las tiras 12, 13. A continuación, el concepto "tiras" se utiliza interinamente para designar un conector electroconductor cuya sección puede abarcar desde una forma pura de cinta plana (por ejemplo, figuras 1, 1c) hasta geometrías adaptadas al contorno (por ejemplo, figura 1b).

Para la fabricación de una cadena de células solares 16 de este tipo se propusieron dispositivos de soldadura de células solares como, por ejemplo, en el documento DE 102 97 633 T5. En la máquina para la concatenación de células solares mostrada allí, las células solares a conectar se encuentran dispuestas sobre una placa conducida a través de la máquina con ayuda de motores paso a paso. Sobre dicha la placa están dispuestos elementos aprisionadores que cogen las células solares individuales y fijan su posición relativa. Las tiras necesarias para la conexión de las diferentes células solares son montadas y enganchadas, también, a la célula solar y, a continuación, movidas a través de una estación de soldadura.

El uso de una placa para el transporte de la cadena de células solares es desventajoso, entre otros con vistas a un elevado número de ciclos. Además, es poco flexible con vistas a los tamaños diferentes de células solares, distancias entre las células solares en la cadena (luz de separación) o un número diferente de células solares en una cadena de células solares. Asimismo, se presentan desventajas en las diferentes zonas del proceso de conexión (por ejemplo, zonas de precalentamiento, soldadura, enfriamiento) que, debido a la elevada calidad del proceso de conexión, requieren parámetros de proceso específicos y se extienden, dado el caso, sobre longitudes relativamente grandes. Además, el número de células solares a conectar depende de la longitud de la placa de movimiento horizontal. Al mover la placa hacia atrás se produce una carrera en vacío que se manifiesta negativamente sobre la producción.

Con estos antecedentes, el objetivo de la presente invención consiste, entre otros, en crear un dispositivo de conexión de células solares que ya no posea dichas desventajas. En particular, el dispositivo de conexión de células solares debe poder ser usado de modo flexible, permitir un elevado rendimiento y, en lo posible, una gran independencia espacial (por ejemplo, "longitud zonal") y de técnicas de proceso respecto de la tecnología de conexión usada (por ejemplo, un proceso de soldadura).

Dicho objetivo es conseguido en el dispositivo de conexión de células solares mencionado al comienzo, porque el primer módulo presenta un dispositivo para la alimentación de un elemento de retención de tiras, con el que las tiras son fijadas a la célula solar durante el transporte, y el tercer módulo está conformado para transportar el elemento de retención junto con la célula solar y las tiras fijadas a la misma.

Dicho con otras palabras, contrariamente a la máquina para la concatenación de células solares mencionada al comienzo, el dispositivo de conexión de células solares de conformidad con la invención, utiliza los principios de la fabricación en cadena para poder realizar un dispositivo flexible de alto rendimiento. O sea, las células solares individuales dispuestos en una cadena de células solares no son sujetadas, según la invención, a la placa de transporte mediante elementos aprisionadores, sino que, más bien, son colocadas directa o indirectamente sobre cintas transportadoras y transportadas a través de las diferentes estaciones de procesamiento, en particular una estación de soldadura. En este sentido, indirecto significa que entre las cintas transportadoras y la célula solar existe otro componente, es decir, la célula solar está colocada, consecuentemente, sobre el componente que, a su vez, descansa sobre las cintas transportadoras. Para poder retener sobre una célula solar las tiras electroconductoras individuales necesarias para la conexión de las diferentes células solares se usan elementos de retención de tiras que -por ejemplo, después que las tiras se encuentren colocadas sobre la célula solar- se colocan sobre las tiras y, de esta forma, aplican presión y fijan los elementos de tira sobre la célula solar. Luego, el elemento de retención correspondiente es transportado junto con la célula solar y levantado nuevamente después de pasar a través de la estación de soldadura.

En el margen de esta descripción, la expresión conexión y soldadura es, interinamente, cualquier técnica de construcción y conexión (AVT) para la conexión eléctrica (por ejemplo, soldadura, adhesivado conductivo, etc.) de las células solares. Además, en este punto debe hacerse notar que el segundo módulo para la conexión de las tiras no necesariamente debe ser adyacente directamente al primer módulo. Puede haber dispuestos otros módulos entre el primero y el segundo módulo.

Dicha técnica de fabricación permite variar con facilidad el número de las células solares individuales que forman una cadena, porque no son necesarios cambios constructivos. Además, las células solares pueden ser conducidas a través del sistema en un movimiento continuo paso a paso. Consecuentemente, después de fabricar una cadena puede prescindirse del transporte de retorno de una placa de transporte, como era necesario en el estado actual de la técnica, de modo que puede economizarse este tiempo de marcha en vacío.

En un...

1. Dispositivo de conexión de células solares para la fabricación de cadenas de células solares (16) compuestas de células solares (10) individuales y tiras electroconductoras (12), con un primer módulo (22) para unir células solares y tiras; un segundo módulo (24) subsiguiente al primer módulo, para conectar las tiras con las células solares; un tercer módulo (28) para el transporte de células solares del primer módulo a través del segundo módulo, caracterizado porque el primer módulo (22) presenta un dispositivo (42) para el suministro de un elemento de retención de tiras (60), con el que las tiras (12) son fijadas a la célula solar durante el transporte, y porque el tercer módulo (28) está configurado para transportar el elemento de retención (60) junto con la célula solar (10) y las tiras (12) fijadas a ella.

2. Dispositivo de conexión de células solares según la reivindicación 1, caracterizado porque el tercer módulo (28) presenta un primer dispositivo de transporte que comprende una primera cinta transportadora (50, 56), en una pieza o subdividida en múltiples cintas transportadoras corriendo paralelas, que soporta la célula solar.

3. Dispositivo de conexión de células solares según la reivindicación 2, caracterizado porque la primera cinta transportadora (50) presenta múltiples aberturas de aspiración (57) dispuestas en el sentido de transporte y que actúan en conjunto con cajas de aspiración para fijar sobre las mismas las células solares colocadas sobre la cinta transportadora (50).

4. Dispositivo de conexión de células solares según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el tercer módulo presenta un segundo dispositivo de transporte que comprende dos cintas transportadoras (52, 54) dispuestas paralelas y sobre las que descansa el elementos de retención (60) de tiras para el transporte.

5. Dispositivo de conexión de células solares según la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento de retención de tiras (60) presenta un elemento de soporte inferior que soporta la célula solar y las tiras inferiores, y el elemento de soporte presenta una pluralidad de agujas de soporte, o configurada como placa de base (83), y descansa sobre ambas cintas transportadoras paralelas y sobre la que se coloca la otra parte del elemento de retención de tiras.

6. Dispositivo de conexión de células solares según una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque las dos cintas transportadoras paralelas (52, 54) presentan dispuestas en su sentido longitudinal aberturas de aspiración (57) que actúan en conjunto con cajas de aspiración para fijar los elementos de retención (60) o placas de base (83) sobre las cintas transportadoras.

7. Dispositivo de conexión de células solares según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tercer módulo presenta un tercer dispositivo de transporte (34) diseñado para levantar los elementos de retención (60) de la célula solar en el extremo del segundo módulo (24) o, dado el caso, después de otros pasos intermedios de la técnica de proceso, y transportarlos de retorno al primer módulo (22).

8. Dispositivo de conexión de células solares según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo módulo (24) tiene asignado un dispositivo de soldadura (30), preferentemente un horno de soldeo, para soldar las tiras a las células solares, en el que las células solares que descansan sobre la cinta de transporte atraviesan el dispositivo de soldadura junto con el elemento de retención.

9. Dispositivo de conexión de células solares según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primer dispositivo de transporte presenta un dispositivo de listones que comprende tres listones (92, 94) extendidos en el sentido de transporte, sobre los que descansan las cintas transportadoras (56), con al menos un primer listón (92) dispuesto en una zona con tiras dispuestas encima y al menos un segundo listón (94) dispuesto en una zona carente de tiras dispuestas encima, estando el primer y el segundo listón configurados diferentes, para compensar el espesor de la tira dispuesta entre la célula solar y la cinta transportadora.

10. Dispositivo de conexión de células solares según la reivindicación 9, caracterizado porque los listones (92, 94) están conformados de forma recambiable, y/o los diferentes listones presentan secciones longitudinales que tienen aberturas de aspiración y actúan en conjunto con cajas de aspiración para la adherencia por succión de las células solares, y/o los listones individuales están realizados para ser calefaccionados o refrigerados o aislados térmicamente directa o indirectamente.

11. Dispositivo de retención de tiras para un dispositivo de conexión de células solares, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por un bastidor (62) que presenta superficies de contacto (64) en sus dos zonas marginales y una ventana (63) en la zona central; una pluralidad de cabezas de retención (70) dispuestas en al menos dos filas al costado de la ventana, y presentan, cada una, una aguja de retención (76), estando las cabezas de retención fijadas de modo pivotante en el bastidor, de modo tal que las agujas de retención (76) pueden moverse sobre una tira.

12. Dispositivo de retención de tiras según la reivindicación 11, caracterizado porque las superficies de contacto (64) están diseñadas para apoyar en forma plana sobre la cinta transportadora (51, 54).

13. Dispositivo de retención de tiras según una de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque las cabezas de retención (70) son pivoteadas por su propio peso para mover las agujas de retención (76) hacia abajo sobre las tiras, y/o las cabezas de retención (70) tienen asignadas, cada una, al menos un resorte (79), que mueve las agujas de retención hacia abajo sobre las tiras, y/o las agujas de retención presentan una sección elástica (77), preferentemente en forma de meandro.

14. Dispositivo de transporte para un dispositivo de conexión de células solares, según una de las reivindicaciones 1 a 10, con un bastidor que soporta una cinta transportadora, caracterizado por múltiples listones (92, 94) dispuestos paralelos entre sí y extendidos en el sentido de transporte, descansando, al menos, un primer listón (92) en la zona de una tira a conectar con la cara inferior de una célula solar y, al menos, otro segundo listón (94) en una zona carente de tiras; escotaduras (88) en el bastidor extendidas en el sentido de transporte diseñadas, en cada caso, para alojar un listón de modo de poder ser recambiado, con los listones soportando la cinta transportadora cuando están en estado insertado y teniendo los primeros y los segundos listones alturas diferentes para compensar una diferencia de altura en función del espesor de las tiras entre la célula solar y la cinta de transporte.

15. Dispositivo de transporte según la reivindicación 14, caracterizado porque el listón (92, 94) presenta agujeros de aspiración, al menos por secciones longitudinales, que se extienden desde el lado de cara a la cinta de transporte hasta el lado opuesto.