CN103258767A - 用于在其加工过程中传送太阳能晶圆或太阳电池的装置 - Google Patents

用于在其加工过程中传送太阳能晶圆或太阳电池的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于传送太阳能晶圆或电池的装置，该装置包含有：i）旋转马达；ii）夹具，用于通过夹持该太阳能晶圆或电池；以及旋转臂，其连接在旋转马达和夹具之间，该旋转臂被旋转马达在第一旋转方向上驱动一传送角度，以在不同的位置之间传送该太阳能晶圆或电池；尤其是该装置还包含有角度补偿设备，其被配置来驱动该夹具在第二旋转方向上旋转通过与旋转臂相同的传送角度，该第二旋转方向和第一旋转方向相反，以在旋转臂的旋转期间确保太阳能晶圆或电池的角度方位保持不变。

Description

用于在其加工过程中传送太阳能晶圆或太阳电池的装置
技术领域
本发明涉及一种用于在太阳能晶圆或太阳电池的加工构造过程中当在拾取和放置位置处将同一个太阳能晶圆或太阳电池保持其方位的同时，在不同位置之间传送它们的装置。
背景技术
太阳电池（solar cells）是根据光伏效应（photovoltaic effect：PV effect）将光能转化为电能的电子器件。通过将太阳能电池排列在串接一起，PV太阳能版能够被成形来提供一种能量产生器件。太阳电池已经逐渐地被用作为备份能源供应，以用于不同的消费者产品如移动手机和个人数字助理。
太阳电池的制造包括一系列由太阳能晶圆作为原始输入材料的处理步骤。通常，拾取和放置自动装置（robots）被使用以从太阳能晶圆的存储料盒处传送太阳能晶圆至指定的传输机构，其然后将太阳能晶圆传送至指定的处理平台。处理平台的一个示例是分类平台，在那里使用视觉检查模块可以快速地（on-the-fly）完成2D和3D检查，以为太阳能晶圆提供各种测量，如晶圆的几何形状、晶圆厚度、弓曲和扭曲。根据这些测量，太阳能晶圆被相应地分类和装配进入各种存储料盒中。
然而，在太阳能晶圆的构造过程中所采用的传统的拾取和放置自动装置通常需要多个移动轴线，以在整个构造处理过程中确保太阳能晶圆的角度方位。接着，除了一个复杂的控制系统来保证拾取和放置自动装置合适地起作用之外，较大的占地面积同样也被需要来为多个移动轴线的操作提供充分的空间。而且，由于它们的多个移动轴线的复杂构造，这种拾取和放置自动装置易于发生机器停车，这不利地降低了产能和效率。另外，这种拾取和放置自动装置的维护通常需要专业技能，这增加了维护成本。
所以，本发明的目的是寻求解决在太阳能晶圆和太阳电池的加工过程中所使用的传统拾取和放置自动装置的难题。
发明内容
本发明一方面提供一种用于在其加工过程中传送太阳能晶圆或电池的装置，该装置包含有：i）旋转马达；ii）夹具，其用于夹持该太阳能晶圆或电池；以及iii）旋转臂，其连接在旋转马达和夹具之间，该旋转臂被旋转马达在第一旋转方向上驱动通过一传送角度，以在不同的位置之间传送该太阳能晶圆或电池；特别是，该装置还包含有角度补偿设备，其被配置来驱动该夹具在第二旋转方向上通过与旋转臂相同的传送角度，该第二旋转方向和第一旋转方向相反，以致于在旋转臂的旋转期间太阳能晶圆或电池的角度方位保持不变。
由于提供有被配置来驱动夹具在和旋转臂转动的旋转方向相反的旋转方向上通过一个传送角度的角度补偿设备，本装置的实施例不必须依赖于具有多个移动轴线的拾取和放置自动装置，以确保在太阳能晶圆和太阳电池构造过程中当传送它们时它们的角度方位得以保持。所以，本装置的这些实施例会较少地易于发生机器停车，这有益地增强了太阳能晶圆和太阳电池构造过程中的产能和效率。
一些可选特征描述在从属权利要求中。
例如，角度补偿设备具有的角度补偿精度在0.1至1度之间，或者在0.5至1度之间。
而且，该角度补偿设备可包含有：i）马达转轴，其连接在旋转马达上；ii）夹具皮带轮，其连接在夹具上；iii）环形皮带，其可旋转地连接在马达转轴和夹具皮带轮上；具体地，该旋转臂由旋转马达在第一旋转方向上驱动，以围绕该马达转轴在第二旋转方向上沿着连续的路径驱动该环形皮带，这样接着在第二旋转方向上驱动夹具，以在太阳能晶圆或电池被夹具在不同位置之间移动时确保太阳能晶圆或电池的角度方位保持不变。
附图说明
现在仅仅通过示例的方式，并参考附图描述本发明较佳实施例，其中。
图1所示为根据本发明实施例所述的传送装置的仰视立体示意图，其包含有用于在加工过程中传送太阳能晶圆或电池的夹具。
图2所示为带有沿着图1所示的A-A’剖面线由此割离的局部的图1传送装置的俯视立体示意图。
图3a至图3e所示为图1传送装置的操作示意图；以及。
图4所示为图1传送装置的夹具（gripper）。
具体实施方式
图1所示为根据本发明实施例所述的传送装置100的仰视立体示意图，该传送装置用于在太阳能晶圆或电池的加工过程中传送太阳能晶圆或电池。传送装置100包含有：i) 旋转马达102；ii)夹具104，用于固定太阳能晶圆或电池（图中未示）；以及iii)旋转臂106，其连接在旋转马达102和夹具104之间。更具体地，旋转马达102被用于在旋转顺时针和/或逆时针方向上驱动旋转臂106，以在不同位置之间传送太阳能晶圆或电池。
另外，传送装置100包含有角度补偿设备（angle-compensation device）。当旋转臂106在顺时针方向上由旋转马达102旋转通过一个传送角度(transfer angle)，以将太阳能晶圆或电池从第一位置传送至第二位置的时候，角度补偿设备被操作来在相反的逆时针方向上旋转夹具通过与旋转臂106相同的传送角度，以便于在太阳能晶圆或电池被传送至第二位置之后夹具104的角度方位保持不变。所以，这同样也保证了在太阳能晶圆或电池已经被传送装置100传送之后，太阳能晶圆或电池的角度方位能得以保持。
具体地，角度补偿设备包含有：i)马达转轴108，其和旋转马达102相连；ii)夹具皮带轮(gripper pulley)110，其和夹具104相连；以及iii)环形皮带(endless belt)112，其以可旋转的方式连接在马达转轴108和夹具皮带轮110之间。尤其是，马达转轴108固定地锚固定位（anchored）于旋转马达102上。相对于马达转轴108，夹具皮带轮110可自由地或者以顺时针方向或者以逆时针方向旋转。所以，当旋转臂106被旋转马达102以顺时针方向驱动通过传送角度，以将太阳能晶圆或电池从第一位置传送至第二位置时，环形皮带112由旋转臂106沿着连续路径围绕马达转轴108在相反的逆时针方向上所驱动。由于夹具皮带轮110连接至环形皮带112上，所以环形皮带112接着在相同的逆时针方向上驱动夹具皮带轮110通过和旋转臂106相同的传送角度。从而，当太阳能晶圆或电池被夹具104从第一位置传送至第二位置时，太阳能晶圆或电池的角度方位保持不变。
图2所示为具有沿着图1所示的A-A’剖面线由此分离的局部的图1传送装置100的俯视立体示意图。可以看出，马达转轴108被容置在旋转马达102中。具体地，马达转轴108被固定地定位在旋转马达102的中央区域以内。旋转马达102还包含有转子200，其为旋转马达102的移动部件，其移动来在顺时针或逆时针方向上旋转该旋转臂106。值得注意的是，该角度补偿设备的马达转轴108可以是旋转马达102的定子，其为旋转马达102的固定部件。
参考图2所示，同样也可以看出，夹具皮带轮110通过夹具转轴202连接至夹具104上。夹具转轴202固定地连接至夹具皮带轮110和夹具104上。所以，当夹具皮带轮110被环形皮带112所驱动时，夹具转轴202和夹具皮带轮110一起在同一个旋转方向上旋转。接着，夹具转轴202的转动驱动夹具104在相同的旋转方向上旋转。所以，当太阳能晶圆或电池被夹具104从第一位置传送至第二位置时，太阳能晶圆或电池的角度方位能够得以保持。
现在结合图3a至图3e描述该传送装置100的操作。
图3a表明了当旋转臂106处于待命位置时的传送装置100的平面示意图。
图3b表明了当旋转臂106已经被旋转马达102在逆时针方向上驱动通过相对于旋转臂106的休息位置为45度的传送角度时，传送装置100的平面示意图。具体地，旋转臂106逆时针方向上的旋转相应地驱动环形皮带112围绕马达转轴108沿着连续路径在相反的顺时针方向上旋转。接着，这驱动夹具皮带轮110在相同的顺时针方向上通过45度的传送角度，以当旋转臂106逆时针旋转通过传送角度时保持夹具104的角度方位。由于在加工过程中夹具104被操作来固定太阳能晶圆或电池，所以当太阳能晶圆或电池被夹具104在不同位置之间传送时，该太阳能晶圆或电池的角度方位被类似地得以保持。
在没有特别装配形成有角度补偿设备的马达转轴108、夹具皮带轮110和环形皮带112的情形下，夹具104，其固定在旋转臂106上，将在和旋转臂106相同的旋转方向上转动，此时后者被驱动旋转马达102。所以，当旋转臂106移动通过传送角度时，夹具104的角度方位连续改变。
图3c表明了当旋转臂106已经被驱动通过相对于旋转臂106的待命位置为90度的传送角度之后，传送装置100的另一个平面示意图，而图3d和3e表明了当旋转臂106被驱动通过相对于旋转臂106的待命位置分别为270度、315度的传送角度时，传送装置100的平面示意图。 
从图3a至图3e中的每副图中可以看出，当夹具104被环形皮带112所驱动通过各个不同的传送角度时，夹具104的角度方位得以保持。所以，当太阳能晶圆或电池被夹具104传送通过各个不同的传送角度时，太阳能晶圆或电池的角度方位能类似地得以保持。
较合适地，角度补偿设备具有的角度补偿精度位于0.1至1度之间，或者位于0.5至1度之间。
由于提供有被配置来驱动夹具104在和旋转臂106的旋转方向相反的旋转方向上通过一个传送角度的角度补偿设备，太阳能晶圆或电池不必须依赖于具有多个移动轴线的拾取和放置自动装置，以确保它们在位于二维平面上的不同位置之间已被传送之后它们相对于该二维平面的角度方位得以保持。而且，具有角度补偿设备的传送装置会较少地易于发生机器停车，这有益地增强了太阳能晶圆和太阳电池构造过程中的产能和效率。
图4所示为图1传送装置100的夹具104。具体地，夹具104包含有被操作来自夹具104排出向下引导的空气401的空气喷嘴400。在夹具104的拾取操作中，空气喷嘴400和太阳能晶圆（或太阳电池）空间上分开一段如3mm的细小间隙。尤其是，空气喷嘴400被如此设置以便于自夹具104排出的向下引导的空气401沿着夹具104的基座产生迅速的气流。这样从而降低了夹具104的基座和太阳能晶圆（或太阳电池）之间的间隙的压力，以根据伯诺利原理（Bernoulli's principle）在太阳能晶圆（或太阳电池）上朝向夹具104产生向上的力404。所以，在拾取操作过程中，太阳能晶圆（或太阳电池）能使用夹具104在拾取和放置位置之间传送。
同样值得欣赏的是，在不离开本发明实质的情形下，本发明的其他实施例也是可能的。例如，传送装置100可被配置来或者在穿越单个二维平面的不同的位置之间，或者在二维平面的不同位置之间传送太阳能晶圆或电池相互隔开一段特定的距离。除了图4所描述的采用伯诺利感应夹持的夹具以外的其他夹具结构，能够和这个角度补偿设备一起使用。而且，环形皮带112可以是安装在马达转轴108和夹具皮带轮110上的同步皮带。

Claims (8)

1.一种用于传送太阳能晶圆或电池的装置，该装置包含有：
旋转马达；
夹具，其被配置来夹持该太阳能晶圆或电池；以及
旋转臂，其连接在旋转马达和夹具之间，该旋转臂被旋转马达在第一旋转方向上驱动通过
一传送角度，以在不同的位置之间传送该太阳能晶圆或电池；以及
角度补偿设备，其被配置来驱动该夹具在第二旋转方向上旋转通过与旋转臂相同的传送角度，该第二旋转方向和第一旋转方向相反，以致于在旋转臂的旋转期间太阳能晶圆或电池的角度方位保持不变。
2.如权利要求1所述的装置，其中，角度补偿设备具有的角度补偿精度在0.1至1度之间。
3.如权利要求1所述的装置，其中，角度补偿设备包含有：
马达转轴，其连接在旋转马达上；
夹具皮带轮，其连接在夹具上；
环形皮带，其可旋转地连接在马达转轴和夹具皮带轮上；
其中，该旋转臂由旋转马达在第一旋转方向上驱动，以围绕该马达转轴在第二旋转方向上沿着连续的路径驱动该环形皮带，藉此在第二旋转方向上驱动夹具，以在太阳能晶圆或电池被夹具移动时确保太阳能晶圆或电池的角度方位得以保持。
4.如权利要求3所述的装置，其中，该马达转轴容置在旋转马达中。
5.如权利要求4所述的装置，其中，该马达转轴定位在旋转马达的中央区域内部。
6.如权利要求3所述的装置，其中，该夹具皮带轮通过夹具转轴连接至夹具上。
7.如权利要求3所述的装置，其中，该环形皮带为同步皮带。
8.如权利要求3所述的装置，其中，该角度补偿设备的马达转轴为旋转马达的定子。
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