CN101971361A - 太阳能电池模块及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于制造太阳能电池模块的方法，所述太阳能电池模块在由第一和第二玻璃面板以及隔离元件包围的内部空间中包含太阳能电池，其中围绕第一玻璃面板(1)涂敷第一密封材料条带(2)以便形成隔离元件，所述条带(2)在一个位置处具有切口(3)，该切口(3)至少部分地填充有第二电绝缘密封材料(4)；将作为太阳能电池模块的太阳能电池的连接线的至少一个电导体(5)施加到第二密封材料(4)上；用第三电绝缘密封材料(6)以这样的方式覆盖导体(5)：在切口的区域中，导体(5)由第二和第三密封材料(4、6)以电绝缘方式围绕；并且将第二玻璃面板装配到第一玻璃面板(1)上，结果连接到导体(5)的太阳能电池被包围在由两个玻璃面板和条带(2)包围的内部空间中。本发明还涉及对应的太阳能电池模块。
Description
技术领域
本发明涉及包括两个玻璃面板的太阳能电池模块，所述两个玻璃面板与布置在两个玻璃面板之间的隔离元件一起形成布置太阳能电池的内部空间。例如，根据DE 19950893可获知该类型的太阳能电池模块。
背景技术
与这种类型的太阳能电池模块的制造相关的问题是设置太阳能电池的从密封内部空间到外部的电连接线。已知的是，在一个玻璃面板中设置连接线所穿过的开口，随后用适合的密封剂密封该开口。然而这是费事的处理。
还已知的是，通过经由粘结或焊接以齐平方式将铜带连接到玻璃面板，来将例如铜带的连接线越过其中一个玻璃面板的边缘引到外部，随后利用边缘密封来用隔离元件覆盖铜带。这同样是费事的处理。另外，非常难以可靠地防止湿气进入铜带区域中的内部空间。
发明内容
本发明的目的是说明一种更容易地将电连接线引出到太阳能电池模块的已经以防潮方式密封的内部空间外部、而不损伤内部空间的密封的方法。
该目的是通过具有权利要求1中指示的特征的方法解决的。
根据本发明的方法的有利改进是与之相关的从属权利要求的主题。此外，该目的还通过具有权利要求13中指示的特征并且可以使用根据本发明的方法制造的太阳能电池模块解决。根据本发明的太阳能电池模块的有利改进是从属权利要求14和15的主题。
在根据本发明的方法的情况下，将第一密封剂条带涂敷到太阳能电池模块的第一玻璃面板上以形成隔离元件，所述条带在电导体穿过隔离元件的位置处具有凹部。该凹部可以是例如缺口，但优选地被设计为条带的一部分，在该部分处条带在垂直于玻璃面板的方向上具有减缩厚度。这可以通过在将要产生凹部的区域中暂时地提高喷嘴的运动速度和/或暂时地减小喷嘴开口的大小，来适当地控制用于涂敷密封剂的喷嘴，而容易地实现。
用于制造绝缘玻璃的粘合剂(例如使用被称为TPS的方法)被优选地用作将两个玻璃面板粘结在一起的第一密封剂。通常用于制造绝缘玻璃的密封剂可以涂敷为糊剂，并且它们随后变硬。热塑性塑料(特别是聚异丁烯)是特别适合的。特别适合并且因此通常被用于制造绝缘玻璃的粘合剂是包含添加剂(特别是例如石墨或碳黑颗粒的粉末颗粒)以调节机械性能并提高抗UV性的粘合剂，并且因此是导电的。
在根据本发明的方法的情况下，用作太阳能电池模块的太阳能电池的连接线的电导体和第一密封剂之间的电接触是通过将凹部至少部分地填充第二电绝缘密封剂来防止的。随后将导体放置到第二密封剂上，然后用第三电绝缘密封剂覆盖导体，因此导体在凹部区域中由第二和第三密封剂以电绝缘方式围绕。
为了简易性，相同的材料可以用作第二和第三密封物。然而，不同的材料也可以用于以电绝缘方式围绕电导体，从而使电导体能够通过隔离元件延伸而不接触第一密封剂。第二和第三密封剂可以涂敷为自硬化糊剂，其中优选地使用热塑性粘合剂或热熔性粘合剂。聚异丁烯是特别适合的；它是不含有导电添加剂(诸如石墨粉末等)的充分良好的电绝缘体。
一旦已经用导电密封剂覆盖导体，就可以将第二玻璃面板放置到第一玻璃面板上，从而在两个玻璃面板和条带所包围的内部空间中包围连接到导体的太阳能电池。为了在现在已被填充的凹部的区域中和条带的剩余区域中获得相同的厚度，可以使用镦锻装置将第三密封剂朝着第一玻璃面板压缩。
在安装第二玻璃面板之前，优选地用第四密封剂覆盖第三密封剂。对第一和第四密封剂优选地使用相同材料(例如包含添加剂以提高抗UV性的热塑性粘合剂)。可以通过用第一和第四密封剂覆盖第二和第三电绝缘密封剂的方式来保护第二和第三电绝缘密封剂免受UV辐射。这是重要的优点，因为电绝缘密封剂典型地不具有良好的抗UV性。由于添加的UV阻断剂(特别是石墨颗粒)，导电密封剂可在几年的时间中相对好地抗UV辐射而不会使它们的密封功能受到损坏。
根据本发明的有利改进，一旦已经用电绝缘密封剂覆盖导体，就在第一密封剂条带上沿周向涂敷第四密封剂条带，然后将第二玻璃面板放置到第四密封剂上。
假定两个环形密封剂条带以一个置于另一个之上的方式放置，则更容易在具有第二和第三电绝缘密封剂的导体通道的区域中获得垂直于玻璃面板平面的方向上的均匀厚度。
可以将干燥剂添加到例如第一和/或第四密封剂中以吸收太阳能电池模块的密封内部空间中的残留湿气，如在绝缘玻璃的生产中通常进行的那样。
根据本发明的有利改进，在第一密封剂条带的远离内部空间的一侧将自硬化第五密封剂条带布置在第一密封剂条带周围。优选地将硅酮(silicone)用作第五密封剂。使用第五密封剂机械地将两个玻璃面板相互接合并且因此机械地缓和热塑性密封剂。这是重要的优点，因为热塑性密封剂会在高温下变软，从而使两个玻璃面板相对于彼此滑动。这可以由固化从而形成热固性塑料的第五密封剂抵制。第五密封剂可以涂敷在两个条带的局部部分上，其中从太阳能电池模块的内部空间中延伸到外部的导体被包围在所述局部部分之间。单组分或多组分合成树脂或其它带硬化塑料适合于用作第五密封剂。
凭借根据本发明的方法，由电绝缘密封剂包围的多个导体优选地延伸通过两个玻璃面板之间的隔离元件。然而，以电绝缘方式向外延伸单个作为连接线的导体基本上是足够的。第二连接线可以设置为地电位并且因此也可以容易地接触导电密封剂。用于太阳能电池模块的导体优选地是扁平导体(例如金属带)。0.1mm至0.2mm的厚度是特别有利的。导体优选地通过隔离元件露出，即它们没有被包围在独立的绝缘夹套中。
附图说明
将参照附图，利用实施例来说明本发明的其它带细节和优点。其中：
图1示出包括涂敷的第一密封剂条带和用于让导体通过的凹部的太阳能电池模块的玻璃面板的部分；
图2示出图1所示的玻璃面板部分在凹部已经部分地填充有第二电绝缘密封剂之后的情况；
图3示出在导体已经放置到第二密封剂上之后的玻璃面板部分；
图4示出在导体已经覆盖有电绝缘密封剂之后的玻璃面板部分；
图5示出在经由镦锻在各处产生条带和填充后的凹部的均匀厚度之后的玻璃面板部分；并且
图6示出在另外的环形条带已经放置到第一密封剂条带和填充后的凹部上之后的玻璃面板部分。
具体实施方式
图1至6示出用于制造太阳能电池模块的方法的实施例的步骤，所述太阳能电池模块包含由第一玻璃面板、第二玻璃面板和隔离元件包围的太阳能电池。
在图1中所示的第一方法步骤中，在第一玻璃面板1上沿周向涂敷第一密封剂条带2以形成隔离元件，其中第一密封剂在一点处包括凹部3。在所示的实施例中，凹部3被设计为条带2的一个点，在该点处条带2在垂直于玻璃面板1的方向上具有缩减的厚度。将条带2涂敷为自硬化糊剂。第一密封剂就是热塑性的并且在例如60℃至80℃的高温下涂敷。经由添加UV阻断剂(特别是石墨颗粒或碳黑颗粒)而具有抗UV辐射的稳定性的聚异丁烯特别适合于用作第一密封剂。这些添加剂使第一密封剂变得导电，并且因此用作太阳能电池模块的太阳能电池的连接线的导体必须与条带2电绝缘。
在图2中所描绘的第二方法步骤中，将凹部3部分地填充第二电绝缘密封剂。将第二密封剂4同样涂敷为自硬化糊剂。热塑性粘合剂(例如聚异丁烯)特别适合于用作第二密封剂。不含有导电添加剂(诸如石墨或碳黑)的聚异丁烯，即不包含石墨颗粒的聚异丁烯具有足够高的电阻以提供充分的电绝缘。
在图3中所描绘的下一方法步骤中，将用作太阳能电池模块的太阳能电池的连接线的电导体5放置到第二电绝缘密封剂4上。导体5通过第二密封剂4与第一密封剂条带2电绝缘。在所示的实施例中，电导体5被设计为扁平导体。扁平导体5优选地具有0.1mm至0.2mm的厚度，并且可以被设计为例如特别是由铜组成的金属带。
在图4中所示的下一方法步骤中，用第三电绝缘密封剂6覆盖电导体5，并且因此电导体5在凹部3的区域中由第二密封剂4和第三密封剂6以电绝缘的方式围绕。相同的材料(例如不包含石墨颗粒的聚异丁烯)被优选地用作第二密封剂4和第三密封剂6。然而，基本上，不同的电绝缘材料可以被用作第二密封剂4和第三密封剂6。
优选地，使条带2中的凹部3完全充满第三密封剂6。有利的是，涂敷比完全填充凹部3所需的量稍微更多的第二密封剂6。图4示出由于涂敷了比完全填充凹部3所需的量稍微更多的第三密封剂6，所以第三密封剂6远离玻璃面板的表面被抬高为稍微高于相邻条带2的高度。
在图5中所描绘的下一方法步骤中，在已经安装导体5之后，使用镦锻装置(upset forging device)7将第三密封剂6朝着第一玻璃面板1镦锻。通过镦锻第三密封剂6，使第三密封剂6远离玻璃面板1的表面与第一密封剂条带2的相邻表面处于相同高度。以这种方式，在玻璃面板1上获得在各处都具有垂直于玻璃面板1的方向上的相同高度的全环形密封剂条带。
在图6中所示的下一方法步骤中，一旦导体5已经覆盖有第三密封剂6，就将另外的第四密封剂条带8涂敷到整个第一密封剂条带2上。相同的材料优选地被用于第一和第四密封剂，例如经由添加剂而具有抗UV辐射影响的稳定性的热塑性粘合剂。然而，基本上，不同的材料也可以用于第一密封剂和第二密封剂。
如图6所示，电导体5由第二电绝缘密封剂4和第三电绝缘密封剂6围绕，并且由此与导电条带2、8电绝缘。
如图6所示，在所示的实施例中，以在垂直于玻璃面板1的方向上恒定的厚度涂敷另外的第四密封剂条带8。然而，这不是绝对必要的，特别是当省略镦锻步骤时。还可以例如设置具有与凹部3互补的凹部的另外的条带8，并以相应大的量来涂敷第二密封剂4和/或第三密封剂6，由此确保另外的条带8的该凹部得到完全填充。
一旦已经涂敷了另外的条带8，那么在下一方法步骤中，将第二玻璃面板(未描绘出)放置到另外的条带8上，并且因此连接到导体5的太阳能电池(未描绘出)被封入由两个玻璃面板包围的内部空间中。另外的导体可以通过以上述方式产生的另外的通道导入。处于地电位的导体不是必须与条带2和8电绝缘，并且因此也可以简单地放置到条带2上并由条带8直接覆盖。
在另外的工序中，将自硬化(优选地，自固化)第五密封剂(例如硅酮)填充到已经以一个置于另一个之上的方式放置的两个玻璃面板之间的边缘接缝中。以这种方式，机械地将两个玻璃面板永久地相互接合的自硬化第五密封剂条带在第一密封剂条带2和第四密封剂条带8的远离太阳能电池模块的内部空间的一侧布置在第一密封剂条带2和第四密封剂条带8周围。由此可以经由第五密封剂确保即使在可以使热塑性密封剂2、4、6、8变软的更高温度下也能稳定地接合两个玻璃面板。在制造完成的太阳能电池模块中，第五密封剂已经变硬以形成热固性塑料。
根据上述方法制造的太阳能电池模块具有第一玻璃面板1，第二玻璃面板，布置在由两个玻璃面板包围的内部空间中的太阳能电池，和沿周向布置在两个玻璃面板之间的隔离元件，以及作为太阳能电池的连接线的从内部空间延伸到外部的电导体5。在上述方法中，隔离元件由第一密封剂条带2、另外的条带8和沿周向布置在两个接合的玻璃面板之间的边缘接缝中的第五密封剂条带形成。
至少一个导体5延伸通过形成在隔离元件中的通道。由电绝缘密封剂组成的该通道由第二密封剂4和第三密封剂6形成。通过通道延伸的导体5由此与导电密封剂(即第一密封剂条带2和第四密封剂条带8)电绝缘。导电密封剂布置在第一玻璃面板1和通道之间以及布置在第二玻璃面板和通道之间。因此，隔离元件包括导电密封剂环形条带，其在所示实施例中由条带2和8形成并包围整个通道。
附图标记
1玻璃面板
2条带
3凹部
4第二密封剂
5导体
6第三密封剂
7镦锻装置
8条带
Claims (15)
1.一种用于制造太阳能电池模块的方法，所述太阳能电池模块在由第一和第二玻璃面板以及隔离元件包围的内部空间中包含太阳能电池，其中
在第一玻璃面板(1)上沿周向涂敷第一密封剂条带(2)以形成所述隔离元件，所述条带(2)在一位置处包括凹部(3)，该凹部(3)至少部分地填充有第二电绝缘密封剂(4)；
将作为所述太阳能电池模块的太阳能电池的连接线的至少一个电导体(5)放置到所述第二密封剂(4)上，
用第三电绝缘密封剂(6)以这样的方式覆盖所述导体(5)：在所述凹部的区域中，所述导体(5)由第二和第三密封剂(4、6)以电绝缘方式围绕，
并且将第二玻璃面板放置到所述第一玻璃面板(1)上，从而在由两个玻璃面板和所述条带(2)包围的内部空间中包围连接到所述导体(5)的太阳能电池。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
相同的材料被用作所述第二和第三密封剂(4、6)。
3.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，
所述条带(2)中的所述凹部(3)被设计为在垂直于所述玻璃面板(1)的方向上具有缩减的厚度的点。
4.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，
在已经涂敷所述第三密封剂(6)时，在垂直于所述玻璃面板(1)的方向上完全填充所述凹部(3)。
5.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，
在已经将所述第三密封剂(6)涂敷到所述导体(5)上时，使用镦锻装置(7)朝着所述第一玻璃面板(1)镦锻所述第三密封剂(6)，以便使所述第三密封剂(6)的远离所述玻璃面板(1)的表面处于与所述第一密封剂条带(2)的相邻表面相同的高度。
6.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，
用第四密封剂覆盖所述第三密封剂。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
在已经用所述第三密封剂(6)覆盖所述导体(5)时，在条带(2)上沿周向涂敷第四密封剂条带(8)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
以在垂直于所述玻璃面板(1)的方向上恒定的厚度涂敷所述第四密封剂条带(8)。
9.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，
相同材料被用作所述第一和第四密封剂。
10.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，
所述第一、第二、第三和第四密封剂是热塑性的。
11.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，
所述第一和第二密封剂包含导电添加剂。
12.如前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，
在所述第一密封剂条带(2)的远离内部空间的一侧将热固性第五密封剂条带布置在所述第一密封剂条带(2)周围。
13.一种太阳能电池模块，其包括第一玻璃面板(1)，第二玻璃面板，布置在由两个玻璃面板包围的内部空间中的太阳能电池，和布置在两个玻璃面板之间的环形隔离元件，以及作为太阳能电池的连接线的从内部空间延伸到外部的电导体(5)，其特征在于，
至少一个导体(5)延伸通过布置在所述隔离元件中的通道，所述通道由电绝缘密封剂(4、6)形成，所述电绝缘密封剂(4、6)将延伸通过所述通道的导体(5)与布置在所述第一玻璃面板(1)和所述通道之间以及所述第二玻璃面板和所述通道之间的导电密封剂(2、8)电绝缘。
14.如权利要求13所述的太阳能电池模块，其特征在于，
所述隔离元件包括包围整个所述通道的环形导电密封剂条带(2)。
15.如权利要求14所述的太阳能电池模块，其特征在于，
所述导电密封剂条带(2)的远离所述内部空间的一侧的所述隔离元件包括热固性塑料条带(2)。
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