CN101375411B - 互连器、太阳能电池串及其制造方法和太阳能电池模块 - Google Patents

互连器、太阳能电池串及其制造方法和太阳能电池模块 Download PDF

Info

Publication number
CN101375411B
CN101375411B CN2007800033018A CN200780003301A CN101375411B CN 101375411 B CN101375411 B CN 101375411B CN 2007800033018 A CN2007800033018 A CN 2007800033018A CN 200780003301 A CN200780003301 A CN 200780003301A CN 101375411 B CN101375411 B CN 101375411B
Authority
CN
China
Prior art keywords
connectors
solar cell
electrode
conducting element
little cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007800033018A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101375411A (zh
Inventor
片山好夫
梅谷佳伸
大狭正宽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN101375411A publication Critical patent/CN101375411A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101375411B publication Critical patent/CN101375411B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0508Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module the interconnection means having a particular shape
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了互连器、使用该互连器的太阳能电池串及其制造方法和使用该太阳能电池串的太阳能电池模块。一种互连器(1)设置有条带状的导电元件(3),用于电连接邻近的太阳能电池(2)的电极,导电元件(3)包括多个平坦的应力释放部分(X1),并且应力释放部分(X1)形成有相等的间距。通过该结构,因为由互连器(1)的热膨胀系数和太阳能电池(2)的热膨胀系数之间的不同造成的应力被均匀地改变,因而减少了在太阳能电池(2)中产生的翘曲,并且互连器(1)和太阳能电池(2)之间的连接可靠性得到了改善。

Description

互连器、太阳能电池串及其制造方法和太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及将太阳能电池彼此连接的互连器、使用该互连器的太阳能电池串和制造该太阳能电池串的方法、以及使用该太阳能电池串的太阳能电池模块。更具体地,本发明涉及一种互连器,当用该互连器连接太阳能电池时可以减少每个太阳能电池发生的翘曲。
背景技术
对于将太阳能直接转换成电能的太阳能电池来说,近来对它们作为下一代能源的可用性的期望显著地增加,特别是考虑到全球环境问题。太阳能电池分为各个种类,例如使用化合物半导体的或使用有机材料的。近来,大多数太阳能电池使用硅晶体。由于光电发电系统的快速普及,降低太阳能电池的制造成本变得不可或缺。为了降低太阳能电池的制造成本,增加作为衬底材料的硅片的尺寸并减少其厚度非常有效。
然而,硅片的尺寸增加和厚度减少伴随着以下问题。假设太阳能电池的通常采用的互连器(长且细的导电元件,用于连接彼此相邻的太阳能电池,参见图19中的互连器11)和电极(参见图20、21中的电极18a、18b)在它们用于制造太阳能电池串22(参见图18)时被使用。在用于连接太阳能电池的电极和互连器的加热过程中,在作为太阳能电池的衬底材料的硅和作为互连器的基体材料的铜之间热膨胀系数不同。当温度降低至室温时,太阳能电池会显著翘曲。
而且,太阳能电池发生的翘曲导致包含在自动模块制造线中的传输系统中电池破裂和传输误差。此外,在多个太阳能电池通过互连器而电连接的状态下(后文称为用于本发明的“串”),如果每个太阳能电池具有翘曲,那么在用于制造模块的树脂包封过程中,局部较强的力施加于形成串的一部分的每个太阳能电池上,并且该力导致太阳能电池破裂。
为了解决该问题,提出了一种互连器(例如参见日本专利No.2005-142282(专利文件1)),该互连器包括长且细的导电元件,用于电连接彼此邻近的太阳能电池的各个电极。在此文献中公开的该互连器的导电元件具有其相对的端部,该端部为连接至太阳能电池的电极的连接部分。至少一个连接部分具有多个小横截面的部分,在该处横截面面积局部地减少。
在使用这种互连器的情况下,其中互连器的至少一个连接部分具有沿导电元件的纵向方向并排布置的小横截面部分,与其它部分相比具有相对较低强度的小横截面部分由于恢复到太阳能电池原始形状的力而延伸。其结果是发生在太阳能电池上的翘曲减少(参见图22至26)。
此外,因为太阳能电池的翘曲通过如上所述的小横截面部分的延伸而减少,所以互连器的连接部分可连接至太阳能电池的电极的整个表面,而不管施加于太阳能电池的热应力,且由此增加了电池连接后的可靠性。
专利文件1:日本专利:No.2005-142282
发明内容
本发明要解决的技术问题
在使用上述互连器的情况下,在互连器中每个具有局部减小的横截面面积的小横截面部分之间的间隔(间距)是连接部分中相等的间距,在连接部分处互连器连接到太阳能电池的电极。然而,在互连器的一端到另一端的区域中,间距不是相等的间距而是非对称的。因而,互连器的模制是复杂的,或当互连器连接到太阳能电池时处理互连器是复杂的,例如互连器的定向。例如,在处于连续状态的多个电导体元件被切削成单个导电元件,且然后供应到太阳能电池模块的制造过程中的情况下,需要识别非一致布置的小横截面部分,并且基于该识别以确定位于导电元件的端部上的位置,也就是连续的导电元件被切削成单个导电元件的位置。导致的问题是供应互连器的过程是复杂的。因而,存在的问题是,由于复杂的识别过程或复杂的工作过程,导致互连器自身的制造成本以及太阳能电池串和太阳能电池模块的制造成本增加。
此外,当供应上述互连器时,如果一些区域包括小横截面部分,并且一些区域包括非小横截面部分,那么用于传输互连器所需的力可集中在局部减小的小横截面部分。问题在于,互连器发生损坏和变形,这导致次品。
此外,具有长且细的电导体元件的互连器可容易地以连续卷绕的状态存放。然而,当互连器卷绕或拆卷时,力可能局部地集中在互连器上。特别地,当上述互连器包括设置小横截面部分的区域和没有供应小横截面部分的区域时,需要用于传输互连器的力集中在设置局部减小的小横截面部分的区域上,这导致互连器发生损坏和变形,并导致次品
根据上述的状况产生了本发明,并且本发明的目的是提供一种互连器,用该互连器可以便于处理该互连器,降低制造成本以及可以减少次品,本发明的目的还在于提供使用该互连器的太阳能电池串、太阳能电池模块及其制造方法。
解决问题的技术方案
一方面,解决上述问题的本发明的互连器包括条带状且导电的元件,该元件电使邻近的太阳能电池的各个电极电连接,该导电元件包括多个应力释放部分,并且该应力释放部分以相等的间距形成。
在本发明的互连器的实施例中,导电元件包括多个平面状的应力释放部分。该应力释放部分从导电元件的一端到另一端以规则的间隔形成。
另一方面,本发明的互连器包括多个以卷绕状态连续地存放的导电元件,并且应力释放部分以规则的间隔设置。
采用上述互连器的太阳能电池串包括彼此邻近且分别具有电极的太阳能电池,以及电连接彼此邻近的太阳能电池的电极的互连器。
本发明的太阳能电池串的制造方法包括步骤:通过加热器加热、灯加热和回流焊(reflow)方法中的任何一种,连接太阳能电池的电极和互连器。
本发明的太阳能电池模块包括:包封太阳能电池串的包封材料和一对外部端子,该外部端子从太阳能电池串穿过包封材料向外延伸。
本发明的有益效果
根据本发明,由于互连器和太阳能电池之间热膨胀系数的不同而导致的应力被均匀地减缓。因而,太阳能电池发生的翘曲减少,且互连器和太阳能电池之间的连接可靠性得到改善。而且,应力释放部分为平面状,且从导电元件的一端到另一端以规则的间距形成,使得便于互连器的处理,减少了互连器的损坏和变形等,并且降低了制造成本。
另外,由于如上所述减少了太阳能电池的翘曲,所以可以防止在模块制造线的传输系统中发生传输错误和电池破裂。而且,因为也可防止在用于制造模块的树脂包封过程中电池破裂,所以太阳能电池的生产量和生产率得到改善。
此外,因为减少了互连器的损坏和变形,因而可防止在模块制造线的传输系统中发生传输错误和电池破裂。另外,因为也可防止在用于制造模块的树脂包封过程中电池破裂,所以太阳能电池模块的生产量和生产率得到改善。
此外,因为在例如用于制造模块的设置过程中、热处理过程或树脂包封过程中也可防止互连器的破坏,因此太阳能电池模块的生产量和生产率得到改善。
附图说明
图1示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图2示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图3示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图,(c)为仰视图且(d)为应力释放部分的放大视图。
图4示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图5示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图6示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图7示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图8示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图9示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图10示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图11示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图12示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图13示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图14示出了在导电元件的侧横截面为矩形的情况下小横截面部分的形状的例子,(a)为正视图,(b)为侧视图且(c)为仰视图。
图15(a)为示出根据本发明的第一实施例的互连器的俯视图,(b)和(c)为示出太阳能电池的光接收表面和后表面上的电极的配置的示意图,并且(d)为示出(a)中所示的互连器连接到(b)和(c)中示出的太阳能电池的光接收表面电极和后电极的状态的示意图。
图16(a)为示出根据本发明的第二实施例的互连器的俯视图,(b)和(c)为示出太阳能电池的光接收表面和后表面上的电极的配置的示意图,并且(d)为示出(a)中所示的互连器连接到(b)和(c)中示出的太阳能电池的光接收表面电极和后电极的状态的示意图。
图17(a)为示出根据本发明的第三实施例的互连器的俯视图,(b)和(c)为示出太阳能电池的光接收表面和后表面上的电极的配置的示意图,并且(d)为示出(a)中所示的互连器连接到(b)和(c)中示出的太阳能电池的光接收表面电极和后电极的状态的示意图。
图18为示出根据本发明的太阳能电池模块的示意图。
图19为示出传统互连器的例子的俯视图。
图20示出了传统的太阳能电池的例子,(a)示出了前侧且(b)示出了后侧。
图21为示出了传统太阳能电池串的示意图。
图22示出了通过传统互连器连接的太阳能电池。
图23是传统互连器的连接部分的放大视图。
图24为示出施加热的方式且从而将传统的互连器接合到太阳能电池的电极上的示意图。
图25为示出通过施加热而接合的传统互连器冷却至室温且因而导致太阳能电池翘曲的状态的示意图。
图26为示出传统连接器的小横截面部分延伸以减小太阳能电池翘曲的状态的示意图。
附图标记说明
1、11、21、31互连器,2、12、20太阳能电池,3、33导电元件,3a、3b导电元件的侧表面,6、16铝电极,7、37小横截面部分,8a、18a光接收表面电极,8b、18b后电极,9、19、39太阳能电池,22太阳能电池串,23太阳能电池模块,24包封材料,25表面保护层,26后薄膜,27、28外部端子,29框架,35连接部分
具体实施方式
下文中,将参考附图对本发明的实施例进行描述。例如在如图15所示的本发明的实施例中的互连器1连接在半导体衬底的前表面或后表面上具有电极的太阳能电池2,,并且包括条带状且导电的元件3(例如参见图1),该导电元件3将彼此邻近的太阳能电池2的各自的电极彼此电连接。导电元件包括多个平面的应力释放部分,该处设置有小横截面部分7,并且应力释放部分从导电元件的一端到另一端以规则的间隔形成。
优选地,本发明的互连器的导电元件3形成直线形状。更优选地,应力释放部分形成平面形状,且可相对于太阳能电池的表面平行地设置,其间没有间隔。导电元件3设置有至少一个舒缓膨胀和收缩应力的应力释放部分,并且互连器的应力释放部分构造成使得应力释放部分不太可能被某物卡住。更优选的是,为了防止力局部地集中于应力释放部分,应力释放部分的横截面面积沿互连器的纵向方向连续改变。替换地,为了防止力局部地集中于应力释放部分,应力释放部分的横截面面积被划分。
而且,所期望的是在互连器中设置槽口,使得在应力释放部分处的膨胀或收缩应力相对于纵向方向倾斜地施加。进而,所期望的是使用具有槽口的互连器,槽口的配置使得在应力释放部分处的膨胀或收缩应力得以分散。此外,优选地互连器的应力释放部分相应于太阳能电池的电极图案,并且期望应力释放部分不是物理地连接到太阳能电池的电极。
在此,太阳能电池2包括那些使用基本的半导体形成的电池,例如无定形硅、多晶硅和单晶硅以及诸如GaAs的化合物半导体。优选的是,导电元件3由箔片或板形式的条带状导体制造,且由形成为元件以卷绕状态存放的导体制造。在导电元件是条带状的情况下,其宽度W优选地大约为0.5至5.0mm,更优选地大约为0.5至3.0mm,且特别优选地为大约2.5mm。厚度T优选地大约为0.05至0.5mm,且更优选地大约为0.05至0.3mm,且特别优选地大约为0.2mm。
导电元件3的一端或两端可划分为多个部分。例如,在彼此邻近的太阳能电池中的一个具有设置多个电极的光接收表面,且另一个太阳能电池具有设置一个电极的后表面的情况下,优选的是使用由具有一端划分为多个部分的导电元件形成的互连器。例如导电元件3包括各种金属和合金。具体说,导电元件3包括诸如Au、Ag、Cu、Pt、Al、Ni和Ti及它们的合金这样的金属。特别地,优选地使用Cu。优选地,导电元件镀有焊料。镀有焊料的互连器可靠地与太阳能电池的银电极连接。镀焊料可以在形成小横截面部分之后或在形成小横截面部分之前进行。
每个小横截面部分7是指具有的横截面面积比互连器的大多数部分的面积小的部分。具体说,小横截面部分是指通过切掉连接部分的一部分而形成的小宽度部分或小直径部分。切掉连接部分的一部分的方法例如包括使用机械切割或磨光的方法、使用具有冲模的冲压的方法和进行蚀刻的方法。由于与互连器的大多数部分相比,小横截面部分7具有较低的强度抵抗膨胀和收缩应力,因此小横截面部分由相对较弱的力拉伸。因此,小横截面部分有助于减少由于太阳能电池恢复至其初始形状的恢复力而导致的延伸引起的太阳能电池的翘曲。
尽管由于设置小横截面部分导致互连器的电阻增加是需要关心的问题,但是每个小横截面部分沿导电元件的纵向方向的长度可以制造得相对于互连器的整个长度而言相当地小,以便总体上将互连器的电阻的增加降低到可忽略的程度。小横截面部分可在彼此邻近的太阳能电池之间形成。由此,在彼此邻近的太阳能电池之间的距离改变的情况下,小横截面部分延伸,以减缓施加到太阳能电池和互连器之间的应力。
小横截面部分可具有例如如图1至14所示的各种形状。图1至3示出的形状的例子中,导电元件具有矩形横截面,并且通过从导电元件的相对侧表面切割而形成的一对槽口例如形成小横截面部分。图4至14示出的形状的例子中,导电元件具有矩形横截面,并且在互连器的内部形成的槽口形成小横截面部分。在图1至14的每一图中,(a)示出了连接部分的正视图,(b)示出了连接部分的侧视图且(c)示出了连接部分的仰视图。
如图1(a)、(b)和(c)所示,通过切割导电元件3的两个相对侧表面3a和3b而形成小横截面部分7,使得侧表面朝向彼此弯曲,沿互连器的纵向方向的尺寸为S1,且沿其横向方向的尺寸为D1。因而,应力释放部分X1具有的横截面面积沿互连器的纵向方向连续地改变。
在此,在导电元件为板状且具有大约2.5mm的宽度W1和大约0.20mm的厚度T1的情况下,特别优选的是,S1大约为2至5mm且D1大约为0.5至1.0mm。优选地,小横截面部分7的最小宽度大约为0.5至1.5mm。
如图2(a)、(b)和(c)所示,通过切割导电元件3的两个相对侧表面3a和3b而形成小横截面部分7,使得侧表面沿纵向方向交替地呈弯曲,沿互连器的纵向方向的尺寸为S2,且沿其横向方向的尺寸为D2。因而,应力释放部分X2具有的横截面面积沿互连器的纵向方向连续地改变。尽管图2示出的例子中,槽口并不沿纵向方向交叠,但是槽口可沿纵向方向部分地交叠。
在此,在导电元件是板状且具有大约2.5mm的宽度W2和大约0.20mm的厚度T2的情况下,特别优选的是,S2大约为1至5mm且D2大约为0.5至1.5mm。优选的是,小横截面部分7的最小宽度大约为0.5至1.5mm。
如图3(a)、(b)和(c)所示,通过切割导电元件3的两个相对侧表面3a和3b而形成小横截面部分7,使得它们沿纵向方向交替地呈弯折形状,沿互连器的纵向方向的尺寸为S3,且沿其横向方向的尺寸为D3。因而,应力释放部分X3具有的横截面面积沿互连器的纵向方向连续地改变。
尽管图3示出的例子中,槽口并不沿纵向方向交叠,但是槽口可沿纵向方向部分地交叠。尽管在图3中槽口的形状是梯形的,但是槽口可以在其角部弯曲。而且,梯形槽口具有各自的倾斜侧,使得在倾斜侧之间的小横截面部分7沿同样的倾斜方向相对于纵向方向延伸。由于槽口为梯形且由导电元件的侧表面和梯形槽口的倾斜侧形成的角度为钝角,所以互连器的应力释放部分具有的结构不太可能被某物卡住。具体说,在互连器连续地缠绕在卷筒上或从卷筒上松开的情况下,或在互连器设置为用于在制造模块的过程中将互连器连接至太阳能电池的情况下,例如,可以避免互连器之间的干涉以及互连器与另一部件之间的干涉。换句话说,可以减少或避免互连器自身的诸如变形或破损这样的损坏,这种损坏是由于互连器上的过多的应力或在互连器连接至太阳能电池之前互连器被卡住时产生的应力造成的。
在此,在导电元件是板状且具有大约2.5mm的宽度W3和大约0.20mm的厚度T3的情况下,特别优选的是,S3大约为1至5mm且D3大约为0.5至1.5mm。优选的是,小横截面部分7的最小宽度大约为0.5至1.5mm。
优选地,由相对的梯形槽口的彼此面对的倾斜侧边所限定的小横截面部分的宽度WB与由条带状导电元件的侧表面和面向侧表面的梯形槽口的上侧边所限定的小横截面面积部分的宽度WA之间的关系是WB>WA。由此,具有宽度WA的多个(本实施例中为两个)小横截面部分延伸,以使得互连器易于沿纵向方向改变形状,且延伸可在多个部分上分散。而且,由于图3中的互连器为点对称,所以延伸可以有效地分散。
在此,在图1至3所示的实施例中的互连器的所有应力释放部分X1至X3具有由槽口和侧端形成的钝角。由此,应力释放部分结构为使得应力释放部分不太可能被某物卡住。
如图4(a)、(b)和(c)所示,通过将导电元件3的两相对侧表面3a和3b切割成沿纵向方向交替形成的狭槽状且倾斜于纵向方向,而形成小横截面部分7,并且狭槽状槽口具有圆形开口部分。因而,应力释放部分X7具有的横截面面积沿互连器的纵向连续地改变。关于该形状,尽管优选的是在图4中狭槽状槽口的端部是弯曲的,但是槽口的端部可以是矩形形状等。而且,优选的是,狭槽状槽口各自的方向是相同的方向,并且小横截面部分7相对于纵向方向沿相对的方向倾斜地延伸。
在此,在导电元件是板状且具有大约2.5mm的宽度W7和大约0.20mm的厚度T7的情况下,特别优选的是,S7大约为0.1至2mm且D7大约为1至2.0mm。优选的是,小横截面部分7的最小宽度大约为0.5至1.5mm。
如图5(a)、(b)和(c)所示,小横截面部分7沿纵向方向包括两个槽口,该槽口通过以矩形形状切割导电构件3的内平面而形成,该槽口沿纵向方向具有尺寸S8且沿横向方向具有尺寸D8,且槽口沿横向方向彼此移置。矩形槽口在导电构件3的内平面中形成,以划分互连器。因而,应力释放部分X8具有的横截面面积分散地改变。在矩形槽口的角部弯曲的情况下,应力释放部分X8的横截面积也沿互连器的纵向方向连续地改变。
在图5所示的互连器中,沿纵向方向从导电元件3的内平面中切出两个矩形槽口,且槽口沿横向方向彼此移置。然而,槽口可以多于两个。而且,槽口彼此沿横向方向可以不移置。在槽口沿横向方向彼此移置的情况下,具有小横截面面积的小横截面部分主要沿纵向方向延伸。由于电流路径是具有较大横截面面积的横截面部分,所以横截面面积由于延伸而产生的改变更小且稳定。由此,互连器可有效地收集所产生的电力。
在此,在导电元件是板状且具有大约2.5mm的宽度W8和大约0.20mm的厚度T8的情况下,特别优选的是,S8大约为0.1至2mm且D8大约为1至2.0mm。优选的是,Z8为0至0.5mm,并且小横截面部分7的最小宽度大约为0.25至1.5mm。
如图6(a)、(b)和(c)所示,小横截面部分7沿纵向方向具有两个槽口,所述槽口从导电元件3的内平面中被切割成梯形,并且沿互连器的纵向方向的尺寸为S9,沿横向方向的尺寸为D9,这些槽口沿横向方向彼此移置。由于梯形槽口设置在导电元件3的内平面中,所以互连器被划分开且应力释放部分X9具有的横截面面积分散地改变。而且,梯形槽口的倾斜侧边相对于纵向方向倾斜约45度并设置为面向彼此。由此,应力释放部分X9具有的横截面面积也沿互连器的纵向方向连续地改变。
图6示出了从导电元件3的内平面切割出的两个梯形槽口沿纵向方向设置,且梯形槽口沿横向方向彼此移置,因而,小横截面部分7相对于纵向方向倾斜。在如图7所示的互连器中,梯形槽口的倾斜侧边相对于纵向方向倾斜大约30度,并且在此情况下倾斜的角度可以适当地设置。
此外,在图8所示的互连器中,梯形槽口沿横向方向、相对于图6中所示的互连器沿相反的方向移置,因而,小横截面部分7相对于纵向方向沿相反的方向倾斜。此外,如图9所示,互连器的槽口可以是三个或更多,且它们彼此沿横向方向可以不移置。优选地,梯形槽口的角部是弯曲的形状。
在此,在导电元件是板状且具有大约2.5mm的宽度W9、W10、W11、W12,以及大约0.20mm的厚度T9、T10、T11、T12的情况下,特别优选的是,S9、S10、S11、S12大约为0.1至3mm,且D9、D10、D11、D12大约为1至2.0mm。优选的是,Z9、Z10、Z11、Z12为0至0.5mm,且小横截面部分7的最小宽度大约为0.25至1.5mm。
在图10(a)、(b)和(c)所示的互连器中,小横截面部分7沿纵向方向包括两个圆形槽口,所述槽口从导电元件3的内平面中切割出,且沿互连器的纵向方向的尺寸为S 13,沿横向方向的尺寸为D13。由于圆形槽口是在导电元件3的内平面中切割出的,所以互连器被划分,因而应力释放部分X13具有的横截面面积分散地改变。而且,应力释放部分X13的横截面面积也沿互连器的纵向方向连续地改变。
槽口可以沿横向方向彼此移置,类似于图10和11所示的互连器,或如图12所示设置为沿横向方向彼此不移置。而且,槽口可具有代替圆形形状的椭圆形状,并且长轴可相对于纵向方向倾斜。
在此,在导电元件是板状且具有大约2.5mm的宽度W13、W14、W15,以及大约0.2mm的厚度T13、T14、T15的情况下,特别优选的是,S13、S14、S15大约为1至3mm,且D13、D14、D15大约为1至2.0mm。优选的是,Z13、Z14为0至0.5mm,且小横截面部分7的最小宽度大约为0.25至1.5mm。
如图13(a)、(b)和(c)所示,小横截面部分7具有一个矩形槽口,该槽口从导电元件3的内平面中切割出,且沿互连器的纵向方向的尺寸为S16,沿横向方向的尺寸为D16。由于矩形槽口设置在导电元件3的内平面中,因而互连器被划分,且应力释放部分X16的横截面面积分散地改变。
此外,如图14(a)、(b)和(c)所示,小横截面部分7具有一个圆形槽口,该槽口从导电元件3的内平面中切割出,且沿互连器的纵向方向的尺寸为S17,沿横向方向的尺寸为D17。由于圆形槽口设置在导电元件3的内平面中,因而互连器被划分,且应力释放部分X16的横截面面积沿互连器的纵向方向分散地且连续地改变。槽口可以是代替圆形的椭圆形状,且椭圆的长轴可相对于纵向方向倾斜。尽管图13用于描述互连器的主轴线和槽口的中心轴线重叠的情况,但是互连器的主轴线和槽口的中心轴线可以彼此移置。
在此,在导电元件为板状且具有大约2.5mm的宽度W16、W17,以及大约0.20mm的厚度T16、T17的情况下,特别优选的是,S16、S17大约为1至3mm,且D16、D17大约为1至2.0mm。优选的是,小横截面部分7的最小宽度大约为0.25至1.25mm。
根据另一方面,本发明提供了一种太阳能电池串,包括彼此邻近且分别具有电极的太阳能电池,以及电连接彼此邻近的太阳能电池的各个电极的互连器,且该互连器是本发明的上述互连器。关于本发明的上述太阳能电池串,优选的是每个太阳能电池是矩形且每个侧边为155mm或更大。而且,关于本发明的上述太阳能电池串,优选的是每个太阳能电池具有300μm或更小的厚度。
也就是,由于太阳能电池较大且较薄,太阳能电池的翘曲问题变得很显著。本发明的上述互连器用于有效地降低在连接互连器时发生的翘曲,且由此改善生产率。
根据再一方面,本发明提供了一种制造本发明上述太阳能电池串的方法,包括通过加热器加热、灯加热和回流方法中的任何一种方法将太阳能电池的电极与互连器的连接部分连接的步骤。
用这种制造方法,太阳能电池的电极和互连器的连接部分通过使用加热器加热、灯加热和回流方法中的任何一种方法来连接,以使得互连器结合至太阳能电池电极的整个表面,且由此改善所完成的模块的长期可靠性。
根据再一方面,本发明提供了一种太阳能电池模块,包括太阳能电池串、包封太阳能电池串的包封材料和一对外部端子,该外部端子从太阳能电池串穿过包封材料向外延伸,并且该太阳能电池串是本发明的上述太阳能电池串。太阳能电池串包封在包封材料中,以改善太阳能电池串对环境的抵抗力。作为包封材料,例如可使用乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(ethylene vinyl acetatecopolymer)。
本发明的上述太阳能电池模块还可以包括光接收表面侧上的玻璃或聚碳酸酯表面保护层,以及后侧上的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)后膜,并且还可包括包围模块的铝框架。此外,本发明的太阳能电池模块可以是各种太阳能电池模块,例如屋顶瓦片整合模块、石板整合模块或透明类型的模块。
第一实施例
根据本发明的第一实施例的互连器将参考图15进行描述。
图15(a)为示出根据本发明的第一实施例的互连器的俯视图,图15(b)和(c)为示出太阳能电池的光接收表面和后表面上的电极的配置的示意图,并且图15(d)为示出图15(a)中所示的互连器连接到图15(b)和(c)中示出的太阳能电池的光接收表面电极和后电极的状态的示意图。
如图15(a)所示的互连器1例如用例如覆有焊料的导电元件(铜线)制造,并且具有2.5mm的最大宽度W1(参见图1(a))和0.20mm的最大厚度T1(参见图1(c))。可以使用诸如铜-铝-铜或铜-铟(Inver)-铜的合金之类的任何其它材料作为用于导电元件的材料。
如图15(a)所示,互连器1包括多个小横截面部分7。如图1所示,例如,通过沿横向方向将导电元件3的两个侧表面3a、3b的每一个切掉约0.75mm以形成弯曲部来形成每个小横截面部分7。小横截面部分7沿导电元件3的纵向方向以规则的间隔P1布置,对应于预定太阳能电池的光接收表面的银电极和后表面的银电极,同时避开这些银电极。在本实施例中,在一个互连器1中形成7个小横截面部分7,并且小横截面部分7之间的间隔P1例如采用39.6mm。
图15(b)示出了本发明的第一实施例中晶体硅太阳能电池的前电极图案的例子,且图15(c)示出了本发明的第一实施例中晶体硅太阳能电池的后电极图案的例子。如图15(b)所示,绕前电极主栅格的中心部分设置了4个间隙(非连接部)10a,使得主栅格划分为五个部分。在第一实施例中该间隙(非连接部)10a的尺寸例如大约为9mm×4.5mm。间隙的宽度或尺寸可以任意,只要间隙等于或大于应力释放部分和互连器1的宽度W1。
此外,如图15(c)所示,设计使得太阳能电池的后侧银电极与互连器连接在后侧上的连接部分和前侧银电极与互连器连接在前侧上的连接部分彼此对称,也就是连接部分分别配置在后侧和前侧上与彼此相应的各自的位置处。在第一实施例中,只要太阳能电池的后侧上的银电极8b之间的间隔(宽度10b)相应于间隙(非连接部)10a就足够了。例如该间隔的尺寸大约为6mm×6mm。间隔可具有任意宽度或尺寸,只要间隔等于或大于应力释放部分和互连器1的宽度W1。
图15(d)示出了互连器连接到上述设计的太阳能电池的状态。图15(d)是横截面视图,示出了本发明的第一实施例中晶体硅太阳能电池由互连器连接的状态。在设置于前电极主栅格中的间隙部分处,互连器没有连接到栅格。在间隙部分,替代地设置了小横截面部分7(由图15(d)中的箭头表示)。而且,在后侧上,互连器和太阳能电池在铝电极部分6处没有焊接,并且仅在银电极部分处焊接。该铝电极设置在互连器的小横截面部分7处。
此外,如图15(d)所示,互连器与前银电极在前侧上连接的连接部分和互连器与后银电极在后侧上连接的连接部分精确地设置在同样的位置,因而,由于互连器和太阳能电池之间的热膨胀系数的差别在前侧上导致的应力与在后侧上导致的应力彼此大致相等。因此,由于电池和互连器之间的热膨胀系数的差别导致的应力在前侧和后侧之间得到平衡,该应力是导致太阳能电池发生翘曲的一个原因。具体地,提供上述电极图案,并且将每个小横截面部分7设置在每个银电极和互连器没有连接的部分处,使得相等的力从前侧和后侧施加到太阳能电池。通过这些效果,太阳能电池的翘曲被减小且可以防止电池破裂的发生和有缺陷的连接。
下面将描述使每个银电极与互连器连接的过程。图15(d)所示的太阳能电池2使用多晶硅衬底形成,该多晶硅衬底例如具有156.5mm的侧边长度和200μm的厚度,并且多个太阳能电池之间的间隔为2mm。至于连接多个太阳能电池2的互连器,通过覆盖具有焊料的例如用铜制造的长且细的导线材料形成导电元件,并且连续地以卷绕状态存放的导电元件被切割成片段,每一个具有的长度L1为P1×7=277.2mm(图15(a)中的长度L1)的片段用作互连器。其中的应力释放部分提前形成的互连器可以存放在卷筒中,或应力释放部分可以在互连器从卷筒上被切下时形成。
在使用其中的应力释放部分提前形成的互连器的情况中,因为应力释放部分位于相等的间距处,因而互连器可在相对于应力释放部分的切除部恒定距离的位置处被切割,然后被使用。假定以此方式切割互连器,那么即使在大量供应的互连器中意外地出现问题,在互连器的出现问题的部分之后也可以规则的长度切割互连器。更具体地,因为应力释放部分位于相等的间距处,因而多个切除部分中的一个引导部分的位置可被简单地识别,以将互连器处理成具有相同长度和相同形状的互连器,也就是只要在供应量的控制中没有问题,在同样的位置可以产生具有各自的切除部分的互连器。在传统的例子中,一旦将被切割的互连器的位置发生移置,那么恢复困难并且由此互连器应该被切割的切除部分不得不被规则地识别,这导致控制和管理复杂。
在从滚筒上切割互连器后形成应力释放部分的情况中,切除部分可以从导电元件的末端部以恒定的间距形成。例如,以恒定速度供应的导电元件例如使用模具而被模切,并且不需要复杂的控制和管理。
然后如图15(d)所示,互连器1和具有银电极的太阳能电池2交替地被传送和设置。具体地,太阳能电池2的后电极8b位于互连器1上,另一互连器1位于该太阳能电池2的光接收表面电极8a上,另一太阳能电池2的后电极8b连续地位于该互连器1上。在配置需要的互连器和需要的太阳能电池的情况中,例如执行加热器加热以焊接互连器1和每个银电极,从而使互连器和电极连接。具体地,连接到光接收表面的主栅格的互连器延伸到邻近电池的后表面上,且连接到后表面银电极。在此,小横截面部分7为设置在互连器1中的多个应力释放部分,其每一个都相应于光接收表面侧上的间隙(非连接部分)10a设置,并且相应于后侧上的铝电极部分6(10b)设置。应注意的是,在本实施例中,互连器1没有设置在位于互连器1的端部上的铝电极部分6处,使得来自后电极的电能收集效率衰减可以忽略。此外,铝电极部分6可设置在太阳能电池2的中心线上,以为了太阳能电池2可划分成两个部分用于使输出电压加倍。
以此方式,实现了具有小翘曲的太阳能电池串22,其中多个太阳能电池2通过互连器1沿直线彼此电连接。此外,如图1至4所示的互连器可用于减少在连接互连器的过程中当温度较低时施加在电池上的收缩应力。具体地,虽然本实施例中的互连器设置有极限强度(roof strength)局部较弱的区域,但是该区域的横截面面积沿互连器的纵向方向连续地改变,使得避免了由于应力集中的局部破裂。
特别地,如图5至12所示的互连器可用于减少在互连器的连接过程中当温度较低时施加在电池上的收缩应力。具体说,互连器被划分为具有分散改变的横截面面积和沿互连器的纵向方向连续改变的横截面面积,以避免在互连器的极限强度局部较弱的区域上由于应力集中导致的局部破坏。
特别地,如图13和14所示的互连器可用于减少在互连器的连接过程中温度较低时施加在电池上的收缩应力。具体说,互连器被划分为具有分散改变的横截面面积,以避免在互连器的极限强度局部较弱的区域上由于应力集中导致的局部破坏。
而且,在使用如图5至14所示的互连器的情况下,互连器的形状为在导电材料3的侧表面部分3a和3b处不具有任何槽口,其在连接互连器和太阳能电池的过程中当供应互连器时不会被某物卡住。因此,便于装置的传送且因此可以改善生产率。
参考图18,对使用上述太阳能电池串22的太阳能电池模块23进行描述。根据需要,使用称为母线的相对较粗的导线材料把太阳能电池串22彼此串联连接,且由此连接的电池串夹在EVA(乙烯-乙酸乙烯脂)膜之间,该膜为包封材料24,且此后夹在玻璃板和背膜之间,该玻璃板为表面保护层25,该背膜为例如由丙烯酸类树脂制造的后膜26。进入薄膜之间的空气泡通过减少压力(层叠)来去除,且进行加热(固化),以硬化EVA并包封太阳能电池2。此后,作为框架29的铝框架安装在玻璃板的四个侧边上,且终端箱连接至从太阳能电池串22向外延伸的一对外部终端27和28。由此,完成太阳能电池模块23。
由此构造的太阳能电池模块23使用具有较小翘曲的太阳能电池串22,使得在用包封材料24进行包封的过程中减少太阳能电池2的破裂。
第二实施例
根据本发明的第二实施例的互连器将参考图16进行描述。图16(a)为示出根据本发明的第二实施例的互连器的俯视图,图16(b)和(c)为示出太阳能电池的光接收表面和后表面上的电极的配置的示意图,并且图16(d)为示出图16(a)中所示的互连器连接到图16(b)和(c)中示出的太阳能电池的光接收表面电极和后电极的状态的示意图。
如图16(a)所示的互连器1例如用例如覆有焊料的诸如铜线的导电元件3制造,并且具有2.5mm的最大宽度W1(参见图1(a))和0.20mm的最大厚度T1(参见图1(c))。可以使用诸如铜-铝-铜或铜-铟(Inver)-铜的合金之类的任何其它材料代替铜线,作为用于导电元件的材料。
如图16(a)所示,互连器1包括多个小横截面部分7。如图1所示,例如,通过沿横向方向将导电元件3的两个侧表面3a、3b的每一个切掉约0.75mm以形成弯曲部来形成每个小横截面部分7。小横截面部分7沿导电元件3的纵向方向以规则的间隔P2布置,对应于预定太阳能电池的光接收表面的银电极和后表面的银电极,同时避开这些银电极。在本实施例中,在一个互连器1中形成9个小横截面部分7,并且小横截面部分7之间的间隔P2例如为31.7mm。
图16(b)示出了本发明的第二实施例中晶体硅太阳能电池的前电极图案的例子,且图16(c)示出了本发明的第二实施例中晶体硅太阳能电池的后电极图案的例子。如图16(b)所示,绕前电极主栅格的中心部分设置了2个间隙(非连接部)10a,使得主栅格划分为三个部分。在第二实施例中该间隙(非连接部)10a的尺寸例如大约为9mm×4.5mm。间隙的宽度或尺寸可以任意,只要间隙等于或大于应力释放部分和互连器1的宽度W1。
此外,如图16(c)所示,设计使得后侧银电极与互连器连接在后侧上的连接部分和前侧银电极与互连器连接在前侧上的连接部分彼此对称。在第二实施例中,只要太阳能电池的前侧上的银电极8b之间的间隔(宽度10b)相应于间隙(非连接部)10a就足够了。例如该间隔的尺寸大约为6mm×6mm。间隔可具有任意宽度或尺寸,只要间隔等于或大于互连器1的宽度W1和应力释放部分。
图16(d)示出了互连器连接到上述设计的太阳能电池的状态。图16(d)是横截面视图,示出了本发明的第二实施例中晶体硅太阳能电池由互连器连接的状态。在设置于前电极主栅格中的间隙部分处,互连器没有连接到栅格。在间隙部分,替代地设置了小横截面部分7(由图16(d)中的箭头表示)。而且,在后侧上,互连器和太阳能电池在铝电极部分6处没有焊接,并且仅在银电极部分处焊接。该铝电极设置在互连器的小横截面部分7处。
此外,如图16(d)所示,互连器与前银电极在前侧上连接的连接部分和互连器与后银电极在后侧上连接的连接部分精确地设置在同样的位置,因而,由于互连器和太阳能电池之间的热膨胀系数的差别在前侧上导致的应力与在后侧上导致的应力彼此大致相等。因此,由于电池和互连器之间的热膨胀系数的差别导致的应力在前侧和后侧之间得到平衡,该应力是导致太阳能电池发生翘曲的一个原因。具体地,提供上述电极图案,并且将每个小横截面部分7设置在每个银电极和互连器没有连接的部分处,使得相等的力从前侧和后侧施加到太阳能电池。通过这些效果,太阳能电池的翘曲被减小且可以防止电池破裂的发生和有缺陷的连接。
下面将描述使每个银电极与互连器连接的过程。图16(d)所示的太阳能电池2使用多晶硅衬底形成,该多晶硅衬底例如具有156.5mm的侧边长度和200μm的厚度,并且多个太阳能电池之间的间隔为2mm。至于连接多个太阳能电池2的互连器,通过覆盖具有焊料的例如用铜制造的长且细的导线材料形成导电元件,并且连续地以卷绕状态存放的导电元件被切割成片段,每一个具有的长度L2为P2×9=285.3mm的片段用作所设计的互连器。其中的应力释放部分提前形成的互连器可以存放在卷筒中,或应力释放部分可以在互连器从卷筒上被切下时形成。在使用其中的应力释放部分提前形成的互连器的情况中,因为应力释放部分位于相等的间距处,因而互连器可在相对于应力释放部分的切除部恒定距离的位置处被切割,然后被使用。即使在大量供应的互连器中意外地出现问题,在互连器的出现问题的部分之后也可以规则的长度切割互连器。更具体地,因为应力释放部分以规则的间距设置,因而多个切除部分中的一个引导部分的位置可被简单地识别,以将互连器处理成具有相同长度和相同形状的互连器(在同样的位置具有各自的切除部分),只要在供应量的控制中没有问题。在传统的例子中,一旦将被切割的互连器的位置发生移置,那么恢复困难并且由此互连器应该被切割的切除部分不得不被规则地识别,这导致控制和管理复杂。
在从滚筒上切割互连器后形成小横截面部分的情况中,切除部分可以从导电元件的末端部以恒定的间距形成。例如,以恒定速度供应的导电元件例如使用模具而被模切,并且不需要复杂的控制和管理。
然后如图16(d)所示,互连器1和具有银电极的太阳能电池2交替地被传送和设置。具体地,太阳能电池2的后电极8b位于互连器1上,另一互连器1位于该太阳能电池2的光接收表面电极8a上,另一太阳能电池2的后电极8b连续地位于该互连器1上。在配置需要的互连器和需要的太阳能电池的情况中,例如执行加热器加热以焊接互连器1和每个银电极,从而使互连器和电极连接。具体地,连接到光接收表面的主栅格的互连器延伸到邻近电池的后表面上,且连接到后表面银电极。
在此,关于设置到互连器1的多个小横截面部分7,光接收表面侧上的小横截面部分设置成使得相对于一端计数的第二和第四小横截面部分7相应于为非连接部分的间隙10a设置,并且后侧上的小横截面部分设置成使得相对于另一端计数的第一和第三小横截面部分7相应于铝电极部分6(10b)设置。换句话说,除了光接收表面侧上的相对于一端计数的第二和第四小横截面部分7以及后侧上的相对于另一端计数的第一和第三小横截面部分7之外的小横截面部分7焊接到每个电极并且有效地不用作应力释放件。
因此,取决于间隙(非连接部)10a和铝电极6(10b)设置的位置确定应力释放部分。
以此方式,实现了具有小翘曲的太阳能电池串22,其中多个太阳能电池2通过互连器1沿直线彼此电连接。用于本实施例中的互连器以及本实施例中使用太阳能电池串的太阳能电池模块的制造方法与第一实施例中的一致。
第三实施例
根据本发明的第三实施例的互连器将参考图17进行描述。图17(a)为示出根据本发明的第三实施例的互连器的俯视图,图17(b)和(c)为示出太阳能电池的光接收表面和后表面上的电极的配置的示意图,并且图17(d)为示出图17(a)中所示的互连器连接到图17(b)和(c)中示出的太阳能电池的光接收表面电极和后电极的状态的示意图。
如图17(a)所示的互连器1例如用例如覆有焊料的导电元件3(铜线)制造,并且具有2.5mm的最大宽度W1(参见图1(a))和0.20mm的最大厚度T1(参见图1(c))。在本实施例中,可以使用诸如铜-铝-铜或铜-铟(Inver)-铜的合金之类的任何其它材料代替铜线,作为用于导电元件的材料。
如图17(a)所示,互连器1包括多个小横截面部分7。如图1所示,例如,通过沿横向方向将导电元件3的两个侧表面3a、3b的每一个切掉约0.75mm以形成弯曲部来形成每个小横截面部分7。小横截面部分7沿导电元件3的纵向方向以规则的间隔P3布置,对应于预定太阳能电池的光接收表面的银电极和后表面的银电极,同时避开这些银电极。在第三实施例中,间隔P3例如为73.0mm,并且互连器1具有四个小横截面部分7。
图17(b)示出了本发明的第三实施例中晶体硅太阳能电池的前电极图案的例子,且图17(c)示出了本发明的第三实施例中晶体硅太阳能电池的后电极图案的例子。如图17(b)所示,绕前电极主栅格的中心部分设置了两个间隙(非连接部)10a,使得主栅格划分为三个部分。在第三实施例中该间隙(非连接部)10a的尺寸例如大约为9mm×4.5mm。间隙的宽度或尺寸可以任意,只要间隙等于或大于应力释放部分和互连器1的宽度W1。
此外,如图17(c)所示,设计使得后侧银电极与互连器连接在后侧上的连接部分和前侧银电极与互连器连接在前侧上的连接部分设置成在各自的位置处彼此对称。在第三实施例中,前侧上的银电极8b之间的间隔(宽度10b)可以任意,只要间隔等于或大于相应于间隙(非连接部)10a的区域。例如该间隔的尺寸大约为20mm×6mm。间隔可具有任意宽度或尺寸,只要间隔等于或大于宽度W1和应力释放部分。
图17(d)示出了互连器连接到上述设计的太阳能电池的状态。图17(d)是横截面视图,示出了本发明的第三实施例中晶体硅太阳能电池由互连器连接的状态。在设置于前电极主栅格中的间隙部分处,互连器没有连接到栅格。在间隙部分,替代地设置了小横截面部分7(由图17(d)中的箭头表示)。而且,在后侧上,互连器和太阳能电池在铝电极部分6处没有焊接,并且仅在银电极部分处焊接。该铝电极设置在互连器的小横截面部分7处。
此外,如图17(d)所示,互连器与前银电极在前侧上连接的连接部分和互连器与后银电极在后侧上连接的连接部分分别设置在前侧和后侧上彼此重叠的各自位置,因而,由于互连器和太阳能电池之间的热膨胀系数的差别在前侧上导致的应力与在后侧上导致的应力彼此大致相等。因此,由于电池和互连器之间的热膨胀系数的差别导致的应力在前侧和后侧之间得到平衡,该应力是导致太阳能电池发生翘曲的一个原因。具体地,提供上述电极图案,并且将每个小横截面部分7设置在每个银电极和互连器没有连接的部分处,使得相等的力从前侧和后侧施加到太阳能电池。通过这些效果,太阳能电池的翘曲被减小且可以防止电池破裂的发生和有缺陷的连接。
下面将描述使每个银电极与互连器连接的过程。图17(d)所示的太阳能电池2使用多晶硅衬底形成,该多晶硅衬底例如具有156.5mm的一侧和200μm的厚度,并且多个太阳能电池之间的间隔为2mm。至于连接多个太阳能电池2的互连器,通过覆盖具有焊料的例如用铜制造的长且细的导线材料形成导电元件,并且连续地以卷绕状态存放的导电元件被切割成片段,每一个具有的长度L3为P3×4=292mm的片段用作互连器。
其中的应力释放部分提前形成的互连器可以存放在卷筒中,或应力释放部分可以在互连器从卷筒上被切下时形成。在使用其中的应力释放部分提前形成的互连器的情况中,因为应力释放部分位于相等的间距处,因而互连器可在相对于应力释放部分的切除部恒定距离的位置处被切割,然后被使用。即使在大量供应的互连器中意外地出现问题,在互连器的出现问题的部分之后也可以规则的长度切割互连器。更具体地,因为应力释放部分位于相等的间距处,因而多个切除部分中的一个引导部分的位置可被简单地识别,以将互连器处理成具有相同长度和在同样的位置具有各自的相同形状的切除部分的互连器,只要在供应量的控制中没有问题。在传统的例子中,一旦将被切割的互连器的位置发生移置,那么恢复困难并且由此互连器应该被切割的切除部分不得不被规则地识别,这导致控制和管理复杂。
在从滚筒上切割互连器后形成应力释放部分的情况中,切除部分可以从导电元件的磨端部以恒定的间距形成。例如,以恒定速度供应的导电元件例如使用模具而被模制,并且不需要复杂的控制和管理。
然后如图17(d)所示,互连器1和具有银电极的太阳能电池2交替地被传送和设置。具体地,太阳能电池2的后电极8b位于互连器1上,另一互连器1位于该太阳能电池2的光接收表面电极8a上,另一太阳能电池2的后电极8b连续地位于该互连器1上。在配置需要的互连器和需要的太阳能电池的情况中,例如执行加热器加热以焊接互连器1和每个银电极,从而使互连器和电极连接。具体地,连接到光接收表面的主栅格的互连器延伸到邻近电池的后表面上,且连接到后表面银电极。在此,小横截面部分7为设置在互连器1中的多个应力释放部分,其每一个都相应于光接收表面侧上的间隙(非连接部分)10a设置,并且相应于后表面侧上的铝电极部分6(10b)设置。以此方式,实现了具有小翘曲的太阳能电池串22,其中多个太阳能电池2通过互连器1沿直线彼此电连接。
用于本实施例中的互连器以及本实施例中使用太阳能电池串的太阳能电池模块的制造方法与第一实施例中的一致。
应理解,上述披露的实施例借助于示例在所有方面进行阐述而并非限制。本发明的范围通过权利要求而非以上实施例和例子限定,且包括在权利要求的含义和范围内的所有修改和各种等效变换。

Claims (10)

1.一种连接太阳能电池的互连器,该太阳能电池包括在半导体衬底的前表面或后表面上形成的电极,
所述互连器包括条带状且导电的导电元件,该元件使邻近的太阳能电池的相应的电极彼此电连接,并且
所述导电元件包括多个平面的应力释放部分,所述应力释放部分从所述导电元件的一端到另一端以规则的间隔形成,
其中,所述应力释放部分是小横截面部分。
2.如权利要求1所述的互连器,其中,
所述电极沿所述邻近的太阳能电池彼此连接的方向从所述半导体衬底的一端侧形成到相对的端侧,并且,
所述导电元件沿所述邻近的太阳能电池彼此连接的方向从所述半导体衬底的一端侧到相对的端侧连接到所述电极。
3.如权利要求1所述的互连器,其中,
所述电极沿所述邻近的太阳能电池彼此连接的方向延伸,以预定的间隔设置间隙,并且所述导电元件的应力释放部分连接到所述间隙。
4.如权利要求3所述的互连器,其中,
所述电极由银电极形成,并且铝电极形成在所述半导体衬底的所述后表面上且形成在除了形成所述银电极的区域之外的区域中。
5.如权利要求4所述的互连器,其中,
所述铝电极形成在所述半导体衬底的所述后表面上且形成在包括所述太阳能电池的沿所述邻近的太阳能电池连接的方向延伸的中心线的区域中。
6.如权利要求1所述的互连器,其中,
所述小横截面部分由一对彼此相对设置的弯曲槽口形成,并且所述小横截面部分形成在所述导电元件的彼此相对的各自的横向侧。
7.如权利要求1所述的互连器,其中,
所述小横截面部分由槽口形成,所述槽口从所述导电元件的内平面被切割出。
8.一种太阳能电池串,包括具有相应的电极且彼此邻近的太阳能电池和如权利要求1至7中任一项所述的互连器,所述互连器使彼此邻近的所述太阳能电池的相应的电极彼此电连接。
9.一种如权利要求8所述的太阳能电池串的制造方法,包括通过加热器加热、灯加热和回流焊方法中的任何一种使太阳能电池的电极和互连器相连接的步骤。
10.一种太阳能电池模块,包括:
如权利要求8所述的太阳能电池串;
包封所述太阳能电池串的包封材料;和
从所述太阳能电池串穿过所述包封材料向外延伸的一对外部端子。
CN2007800033018A 2006-01-27 2007-01-18 互连器、太阳能电池串及其制造方法和太阳能电池模块 Expired - Fee Related CN101375411B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP019342/2006 2006-01-27
JP2006019342A JP4986462B2 (ja) 2006-01-27 2006-01-27 太陽電池ストリングおよびその製造方法、ならびに、その太陽電池ストリングを用いる太陽電池モジュール
PCT/JP2007/050665 WO2007086300A1 (ja) 2006-01-27 2007-01-18 インターコネクタ、それを用いる太陽電池ストリングおよびその製造方法、ならびに、その太陽電池ストリングを用いる太陽電池モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101375411A CN101375411A (zh) 2009-02-25
CN101375411B true CN101375411B (zh) 2010-06-16

Family

ID=38309094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800033018A Expired - Fee Related CN101375411B (zh) 2006-01-27 2007-01-18 互连器、太阳能电池串及其制造方法和太阳能电池模块

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100116323A1 (zh)
EP (1) EP1981090A1 (zh)
JP (1) JP4986462B2 (zh)
CN (1) CN101375411B (zh)
WO (1) WO2007086300A1 (zh)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1936699A1 (en) * 2005-10-14 2008-06-25 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell, solar cell provided with interconnector, solar cell string and solar cell module
ES2745079T3 (es) * 2005-10-14 2020-02-27 Sharp Kk Interconector, serie de baterías solares que usan dicho interconector
WO2007119365A1 (ja) * 2006-04-14 2007-10-25 Sharp Kabushiki Kaisha 太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール
DE102009003491A1 (de) 2009-02-16 2010-08-26 Q-Cells Se Solarzellenstring und Solarmodul mit derartigen Solarzellenstrings
DE102009023901A1 (de) * 2009-06-04 2010-12-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Photovoltaisches Modul mit flächigem Zellverbinder
KR100990079B1 (ko) 2010-04-21 2010-10-29 주식회사 인맥 태양광 모듈 매트릭스의 제조 시스템 및 그 방법
WO2012028537A2 (fr) 2010-08-30 2012-03-08 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Cellule photovoltaïque avec conducteurs discontinus
FR2964251B1 (fr) * 2010-08-30 2013-07-12 Commissariat Energie Atomique Cellule photovoltaique avec un ruban metallique discontinu
US8426974B2 (en) * 2010-09-29 2013-04-23 Sunpower Corporation Interconnect for an optoelectronic device
PL2720989T3 (pl) 2011-06-20 2017-05-31 H. Lundbeck A/S Deuterowane 1-piperazyno-3-fenyloindany do leczenia schizofrenii
WO2013143473A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-03 Shenzhen Byd Auto R & D Company Limited Solar battery assembly
WO2013143475A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-03 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Solar battery assembly
JP5934978B2 (ja) 2012-04-23 2016-06-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 太陽電池モジュール
ITNA20120019A1 (it) * 2012-04-26 2013-10-27 Bukshtynava Aksana Generatore solare ibrido composto da un collettore pvt (acronimo dell'inglese photovoltaic and thermal) a fluido, un accumulatore dal dielettrico solido o elettrolitico, un sistema di segnalazione a led, un controllo elettronico per la gestione dei l
US8636198B1 (en) * 2012-09-28 2014-01-28 Sunpower Corporation Methods and structures for forming and improving solder joint thickness and planarity control features for solar cells
JP6213907B2 (ja) * 2012-11-30 2017-10-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 太陽電池モジュール
JP6156209B2 (ja) * 2014-03-10 2017-07-05 トヨタ自動車株式会社 太陽電池モジュール
WO2015195283A1 (en) * 2014-06-20 2015-12-23 Gtat Corporation Photovoltaic cell having a coupled expanded metal article
US10672927B2 (en) 2014-06-20 2020-06-02 Merlin Solar Technologies, Inc. Photovoltaic cell having a coupled expanded metal article
US9559233B2 (en) * 2014-09-25 2017-01-31 Sunpower Corporation Solar cell interconnection
EP3163630B1 (en) 2015-10-08 2024-02-21 Shangrao Xinyuan YueDong Technology Development Co. Ltd Solar cell module
US9899554B2 (en) 2015-12-14 2018-02-20 Solarcity Corporation Method of installing a strain relief apparatus to a solar cell
CN105826407B (zh) * 2016-03-21 2017-10-17 无锡携创新能源科技有限公司 一种背接触工艺电池组件及其制作方法
CN105830230B (zh) * 2016-03-21 2018-07-27 无锡携创新能源科技有限公司 一种背接触工艺电池组件及其制作方法
US20170373211A1 (en) * 2016-06-24 2017-12-28 Merlin Solar Technologies, Inc. Cell-to-cell interconnect
WO2018235202A1 (ja) * 2017-06-21 2018-12-27 三菱電機株式会社 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール
KR102374145B1 (ko) 2017-08-21 2022-03-15 엘지전자 주식회사 태양 전지 패널
CN112447874A (zh) * 2019-08-16 2021-03-05 福建金石能源有限公司 一种光伏焊带及其无主栅太阳能模组
CN110993712B (zh) * 2019-11-29 2021-10-22 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 光伏层压件、光伏组件及光伏屋顶
CN111403559A (zh) 2020-04-13 2020-07-10 浙江晶科能源有限公司 一种光伏串焊机及光伏焊带加工方法
CN212303684U (zh) * 2020-05-19 2021-01-05 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种背接触太阳电池组件
CN113037210A (zh) 2021-03-05 2021-06-25 浙江晶科能源有限公司 电池串结构和光伏组件及其制造方法
CN114725229B (zh) * 2022-04-02 2023-03-24 宁夏小牛自动化设备股份有限公司 电池串单体、电池串及两者生产方法、电池串生产设备

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3459391A (en) * 1964-02-13 1969-08-05 Nasa Interconnection of solar cells
US3966499A (en) * 1972-10-11 1976-06-29 The United States Of America As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration Solar cell grid patterns
US4228315A (en) * 1979-05-04 1980-10-14 Rca Corporation Solar cell grid patterns
US4301322A (en) * 1980-04-03 1981-11-17 Exxon Research & Engineering Co. Solar cell with corrugated bus
DE3303926A1 (de) * 1983-02-05 1984-08-16 Telefunken electronic GmbH, 6000 Frankfurt Scheibenfoermige solarzelle
US4487989A (en) * 1983-07-25 1984-12-11 Atlantic Richfield Company Contact for solar cell
US4590327A (en) * 1984-09-24 1986-05-20 Energy Conversion Devices, Inc. Photovoltaic device and method
JPH01198082A (ja) * 1988-02-03 1989-08-09 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池
EP0440869A1 (de) * 1990-02-09 1991-08-14 Bio-Photonics, Inc. Photovoltaisches Bauelement zur Umwandlung des Sonnenlichts in elektrischen Strom und photoelektrische Batterie
US5034068A (en) * 1990-02-23 1991-07-23 Spectrolab, Inc. Photovoltaic cell having structurally supporting open conductive back electrode structure, and method of fabricating the cell
JP2703673B2 (ja) * 1991-05-17 1998-01-26 三菱電機株式会社 半導体装置
JP2912496B2 (ja) * 1991-09-30 1999-06-28 シャープ株式会社 太陽電池モジュール
US5512107A (en) * 1992-03-19 1996-04-30 Siemens Solar Gmbh Environmentally stable thin-film solar module
US5430616A (en) * 1992-09-08 1995-07-04 Sharp Kabushiki Kaisha Interconnector and electronic device element with the interconnector
US5733382A (en) * 1995-12-18 1998-03-31 Hanoka; Jack I. Solar cell modules and method of making same
US5972732A (en) * 1997-12-19 1999-10-26 Sandia Corporation Method of monolithic module assembly
JP3683700B2 (ja) * 1998-02-27 2005-08-17 京セラ株式会社 太陽電池装置
US6156967A (en) * 1998-06-04 2000-12-05 Tecstar Power Systems, Inc. Modular glass covered solar cell array
JP3754208B2 (ja) * 1998-04-28 2006-03-08 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2000323208A (ja) * 1999-03-10 2000-11-24 Sharp Corp インターコネクタ、その形成方法およびその接合装置
US6313396B1 (en) * 2000-05-22 2001-11-06 The Boeing Company Lightweight solar module and method of fabrication
JP2002343475A (ja) * 2001-05-21 2002-11-29 Nagano Fujitsu Component Kk Stmコネクタ及びその製造方法
JP2003069055A (ja) * 2001-06-13 2003-03-07 Sharp Corp 太陽電池セルとその製造方法
US6841728B2 (en) * 2002-01-04 2005-01-11 G.T. Equipment Technologies, Inc. Solar cell stringing machine
DE102004013833B4 (de) * 2003-03-17 2010-12-02 Kyocera Corp. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls
US7649141B2 (en) * 2003-06-30 2010-01-19 Advent Solar, Inc. Emitter wrap-through back contact solar cells on thin silicon wafers
JP2005123445A (ja) * 2003-10-17 2005-05-12 Canon Inc 光起電力素子および光起電力素子の製造方法
DE10351005B4 (de) * 2003-10-31 2008-07-03 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Barrierenschicht mit einer Titannitridbeschichtung für eine Kupfermetallisierungsschicht, die ein Dielektrikum mit kleinem ε aufweist
JP4080414B2 (ja) * 2003-11-05 2008-04-23 シャープ株式会社 インターコネクタ、インターコネクタ付き太陽電池セル、太陽電池ストリング、太陽電池モジュール、太陽電池ストリングの製造方法
JP2005302902A (ja) * 2004-04-08 2005-10-27 Sharp Corp 太陽電池及び太陽電池モジュール
JP2006089815A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 太陽電池のインターコネクタ用材料
EP1936699A1 (en) * 2005-10-14 2008-06-25 Sharp Kabushiki Kaisha Solar cell, solar cell provided with interconnector, solar cell string and solar cell module
JP4138795B2 (ja) * 2005-10-14 2008-08-27 シャープ株式会社 インターコネクタ付き太陽電池セル、および、それを用いる太陽電池ストリング、ならびに、その太陽電池ストリングを用いる太陽電池モジュール
JP4138799B2 (ja) * 2005-12-16 2008-08-27 シャープ株式会社 インターコネクタ付き太陽電池セル、その製造方法、太陽電池ストリング、および、その太陽電池ストリングを用いる太陽電池モジュール
ES2745079T3 (es) * 2005-10-14 2020-02-27 Sharp Kk Interconector, serie de baterías solares que usan dicho interconector
WO2007119365A1 (ja) * 2006-04-14 2007-10-25 Sharp Kabushiki Kaisha 太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2005-142282A 2005.06.02
JP特开2005-302902A 2005.10.27
JP特开平11-251613A 1999.09.17

Also Published As

Publication number Publication date
EP1981090A1 (en) 2008-10-15
JP2007201265A (ja) 2007-08-09
US20100116323A1 (en) 2010-05-13
WO2007086300A1 (ja) 2007-08-02
CN101375411A (zh) 2009-02-25
JP4986462B2 (ja) 2012-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101375411B (zh) 互连器、太阳能电池串及其制造方法和太阳能电池模块
CN101313410B (zh) 互连器、使用该互连器的太阳能电池串及其制造方法、和使用太阳能电池串的太阳能电池模块
TWI651860B (zh) 太陽能電池串列、用於電性耦接太陽能電池之方法及系統
EP1947703A1 (en) Interconnector, solar battery string using such interconnector, method for manufacturing such solar battery string and solar battery module using such solar battery string
TW201444103A (zh) 具有特定電極架構之光伏電池元件
KR20090093937A (ko) 형성된 태양광 발전 모듈 버스바들
US20120279546A1 (en) Solar cell connector electrode, solar cell module and method for electrically connecting a plurality of solar cells
EP4207316A1 (en) Manufacturing method and manufacturing apparatus for interconnection member
JP2004247402A (ja) 太陽電池モジュールおよびその製造方法
CN103329285B (zh) 太阳能电池单元、太阳能电池模块以及太阳能电池单元的引线接合方法
CN111937162A (zh) 太阳能电池的基于导线的金属化和串接
US20240145607A1 (en) Wire-based metallization and stringing for solar cells
US20100263706A1 (en) Solar cell module and method for manufacturing solar cell module
JP7085613B2 (ja) 太陽電池モジュール、ガラス建材、及び太陽電池モジュールの製造方法
CN109713073A (zh) 太阳电池组件、布线板及其制造方法
CN209981232U (zh) 背接触叠片太阳电池串及叠片太阳电池组件
AU2022279531B1 (en) Photovoltaic module and method for preparing the photovoltaic module
US20130122632A1 (en) Method of manufacturing solar cell module
JP5047340B2 (ja) 太陽電池モジュールの製造方法
JP2013138264A (ja) インターコネクタ、それを用いる太陽電池ストリングおよびその製造方法、ならびに、その太陽電池ストリングを用いる太陽電池モジュール
JP5270750B2 (ja) インターコネクタを用いる太陽電池ストリング、およびその太陽電池ストリングを用いる太陽電池モジュール
JP2019117860A (ja) 両面受光型太陽電池モジュール
CN218730971U (zh) 无主栅导电带电极及电池串
CN216818358U (zh) 一种新型小尺寸光伏组件串联结构
JP2007150368A (ja) インターコネクタ、それを用いる太陽電池ストリングおよびその製造方法、ならびに、その太陽電池ストリングを用いる太陽電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100616

Termination date: 20140118