CN102136508A - 太阳能电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池模块。所述太阳能电池模块包括：多个太阳能电池，各个太阳能电池包括多个第一集流器和多个第二集流器；第一保护层，其位于太阳能电池的光入射面上；透明部件，其位于所述第一保护层上；以及导电图案部，其位于所述多个太阳能电池的非入射面。所述导电图案部包括第一图案和第二图案，所述第一图案具有连接到一个太阳能电池的第一集流器的多个第一凸起，所述第二图案具有连接到所述一个太阳能电池的第二集流器的多个第二凸起。所述多个第一集流器和所述多个第二集流器位于各个太阳能电池的没有光入射的表面上。

Description

太阳能电池模块
技术领域
本发明的实施方式涉及太阳能电池模块。
背景技术
近来，由于认为现有能源(如石油和煤)是会被耗尽的，因此对于代替现有能源的另选能源越来越感兴趣。在这些另选能源中，从太阳能产生电能的太阳能电池尤其受到关注。在太阳能电池中，已经开发了背面接触型太阳能电池，其中，向外界输出电子的端子和向外界输出空穴的端子都形成在基板的背面(即，基板的没有光入射的表面)。在背面接触型太阳能电池中，增加了光接收面积，因此背面接触型太阳能电池的效率得以提高。
通过将多个背面接触型太阳能电池彼此串联或并联地连接，来制造板型太阳能电池模块，以获得期望的输出。
发明内容
在一个方面，提供了一种太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括：多个太阳能电池，各个太阳能电池包括多个第一集流器、多个第二集流器、光入射面和非光入射面，所述多个第一集流器和所述多个第二集流器位于所述光入射面上；第一保护层，其位于所述多个太阳能电池的光入射面上；透明部件，其位于所述第一保护层上；以及导电图案部，其位于所述多个太阳能电池的非光入射面，该导电图案部包括第一图案和第二图案，所述第一图案具有连接到至少一个太阳能电池的多个第一集流器的多个第一凸起，所述第二图案具有连接到所述至少一个太阳能电池的多个第二集流器的多个第二凸起，其中，通过位于所述至少一个太阳能电池的所述多个第一集流器和所述多个第一凸起之间以及所述至少一个太阳能电池的所述多个第二集流器和所述多个第二凸起之间的导电粘合部，将所述至少一个太阳能电池的所述多个第一集流器连接到所述多个第一凸起并且将所述至少一个太阳能电池的所述多个第二集流器连接到所述多个第二凸起。
所述第一图案和所述第二图案各自可以具有大约25μm到50μm的厚度。
所述多个第一凸起和第二凸起各自可以具有等于或小于大约0.01179Ω的电阻。
所述多个第一凸起中的每一个的宽度可以大致等于所述多个第二凸起中的每一个的宽度。所述多个第一凸起中的每一个的宽度可以不同于所述多个第二凸起中的每一个的宽度。
所述第二图案的面积与所述第一图案的面积之比可以为0.6～1∶1～0.6。
可以通过绝缘材料将所述第一图案和所述第二图案彼此隔离。
所述太阳能电池模块可以进一步包括位于所述导电图案部下面的背板。
所述太阳能电池模块可以进一步包括位于所述多个太阳能电池和所述导电图案部之间的第二保护层。所述第二保护层可以具有暴露所述多个第一集流器和所述多个第二集流器的多个第一开口。
所述太阳能电池模块可以进一步包括位于第二保护层和所述导电图案部之间的绝缘板。所述绝缘板可以在与所述多个第一开口对应的位置处具有多个第二开口。
所述多个第一开口中的每一个的宽度可以大致等于所述多个第二开口中的每一个的宽度。所述多个第一开口中的每一个的宽度可以不同于所述多个第二开口中的每一个的宽度。
所述太阳能电池模块可以进一步包括位于所述导电图案部和所述背板之间的第二保护层。
所述太阳能电池模块可以进一步包括位于所述多个太阳能电池和所述导电图案部之间的绝缘板。所述绝缘板可以具有暴露所述多个第一集流器和所述多个第二集流器的多个开口。所述绝缘板可以进一步具有在不存在所述多个开口的部分中形成的多个孔。
所述太阳能电池模块可以进一步包括位于所述导电图案部和所述第二保护层之间的绝缘膜。
所述绝缘膜和所述导电图案部中的至少一个可以具有多个孔。
所述多个第一凸起和所述多个第二凸起中的每一个可以具有曲线形边缘。
所述导电粘合部可以由导电粘合膜、导电膏或导电环氧树脂形成。
所述导电粘合膜可以包括树脂和散布在所述树脂中的导电颗粒。所述树脂可以是热固性树脂。各个导电颗粒可以具有大约2μm到30μm的直径。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，其被并入且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1为示意性地示出了根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池模块的立体图；
图2为图1所示的太阳能电池模块在进行层叠处理之前的部分剖面图；
图3为示意性地示出了图1中所示的太阳能电池模块的导电图案部的示例性实施方式的平面图。
图4为根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池的部分立体图；
图5为沿图4的线V-V截取的剖面图；
图6和图7为示意性地示出图4所示的太阳能电池的背面的平面图；
图8示出了下保护层和绝缘板中的至少一个的另一结构；
图9为示意性地示出图1所示的太阳能电池模块的导电图案部的另一示例性实施方式的平面图；
图10为示意性地示出根据本发明的另一示例性实施方式的太阳能电池模块的立体图；
图11是图10所示的太阳能电池模块在进行层叠处理之前的部分剖面图；
图12和13为示意性地示出图10所示的太阳能电池模块的绝缘板的各种结构的平面图；以及
图14和15为示意性地示出图10所示的太阳能电池模块的导电图案部的各种结构的平面图。
具体实施方式
以下将参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施方式。然而，本发明可以以很多不同形式实现，并且不应被理解为局限于这里阐述的实施方式。
在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同标号表示相同元件。应该理解，当将诸如层、膜、区域或基板的元件称为“位于另一元件上”时，它可以直接位于所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当将一元件称为“直接位于另一元件上”时，不存在中间元件。另外，应该理解，当将诸如层、膜、区域或基板的元件称为“完全”位于另一元件上时，它可以位于所述另一元件的整个表面上，而不可以位于所述另一元件的边缘部分上。
现在将详细描述本发明的实施方式，其示例示出在附图中。
图1是示出了本发明的示例性实施方式的太阳能电池模块的立体图。
如图1所示，根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池模块100包括：多个太阳能电池1；保护层20a和20b，用于保护太阳能电池1；透明部件40，其位于太阳能电池1的光接收面上的保护层20a(以下称为“上保护层”)上；绝缘板30，其位于保护层20b(以下称为“下保护层”)的下面，所述保护层20b位于与光接收面相对的没有光入射的表面上；图案形成部50，其位于绝缘板30的下面；以及框架60，其用于容纳上述部件1、20a、20b、30、40和50。
太阳能电池模块100的光接收面上的透明部件40由具有高透光性的钢化玻璃形成，以防止对太阳能电池模块100的损坏。钢化玻璃可以是包含少量铁的低铁钢化玻璃。透明部件40可以具有凹凸的内表面以增加光的散射效果。
上保护层20a和下保护层20b防止由于水分渗透而引发的金属腐蚀并保护太阳能电池模块100免受撞击的影响。当在上保护层20a和下保护层20b分别位于太阳能电池1的上面和下面的状态下进行了层叠处理时，上保护层20a和下保护层20b以及多个太阳能电池1形成一个整体。上保护层20a和下保护层20b可以用乙烯醋酸乙烯酯(EVA)等形成，也可以使用其他的材料。
如图1所示，多个太阳能电池以矩形结构排列。虽然图1示出了太阳能电池1具有3×2矩形的结构，但是，如果有必要或者希望，太阳能电池1在行和/或列方向上的数量可以改变
所有的太阳能电池1都具有相同的结构。在本发明的示例性实施方式中，每一个太阳能电池1都是背面接触型太阳能电池，其中，用作向外界输出电子的端子的电子集流器和用作向外界输出空穴的端子的空穴集流器都位于太阳能电池1的背面。
以下参照附图4和5描述背面接触型太阳能电池的示例性结构。
如图4和图5所示，根据本发明实施方式的太阳能电池1包括：具有多个通孔181的基板110；位于基板110的射极层120；位于基板110的光入射到的入射面(下文中称作“正面”)的射极层120上的防反射层130；位于基板110的正面的射极层120上的没有防反射层130处的多个正面电极141；位于基板110的与正面相对的没有光入射的表面(下文中被称为“背面”)上的多个背面电极151；多个正面电极集流器161；多个背面电极集流器162；以及位于基板110的背面上的背面场(BSF)层171。所述多个正面电极集流器161(或其一部分)位于各个通孔181中以及基板110背面的射极层120上的围绕通孔181处，并电连接到多个正面电极141。背面电极集流器162位于基板110的背面上并电连接到背面电极151。
基板110为半导体基板，其可以用第一导电类型的硅制成，例如p型硅，但这不是必要的。硅的示例包括单晶硅、多晶硅以及非晶硅。当基板110为p型时，基板110包括例如硼(B)、镓(Ga)和铟(In)的Ⅲ族元素的杂质。另选的是，基板110可以是n型的，并且/或者用并非硅的其它半导体材料制成。如果基板110为n型，则基板110可以包括例如磷(P)、砷(As)和锑(Sb)的V族元素的杂质。
对基板110的表面进行粗糙化，以形成对应于不均匀表面或者具有不均匀特性的粗糙表面。为了简洁，图4示出了仅仅基板110的边缘和仅仅基板110上的防反射层130的边缘具有多个不均匀部分。然而，基板110的整个正面是具有多个不均匀部分的粗糙表面，因此基板110的正面上的防反射层130具有包含多个不均匀部分的粗糙表面。
因为防反射层130和基板110的粗糙表面具有多个不均匀部分，所以入射在基板110正面上的光发生数次反射，并入射到基板110的内部。因此，从基板110的正面反射的光的量减少了，而入射到基板110内部的光的量增加了。此外，由于基板110的粗糙表面，所以基板110正面的尺寸以及反射层130的表面积增加了。结果，入射在基板110上的光的量增加了。
射极层120是通过用与基板110的第一导电类型相反的第二导电类型(例如，n型)的杂质掺杂基板110而获得的区域，因此例如为n型半导体。所以，第二导电类型的射极层120与第一导电类型的基板110一起形成p-n结。
通过由基板110和射极层120之间的p-n结而产生的内建电势差，将由于光入射在基板110上而产生的多个电子-空穴对分离成电子和空穴。接着，分离后的电子向n型半导体移动，分离后的空穴向p型半导体移动。因此，当基板110为p型并且射极层120为n型时，分离后的空穴和分离后的电子分别向基板110和射极层120移动。
因为射极层120与基板110一起形成p-n结，所以与上面所描述的实施方式不同，当基板110为n型时，射极层120可以为p型。在这种情形下，分离后的电子和分离后的空穴分别向基板110和射极层120移动。
回到本发明的实施方式，当射极层120为n型时，射极层120可以通过向基板110掺杂例如P、As和Sb的V族元素的杂质而形成。相反地，当射极层120为p型时，射极层120可以通过向基板110掺杂例如B、Ga和In的III族元素的杂质而形成。
位于基板110正面的射极层120上的防反射层130用氮化硅(SiNx)和/或氧化硅(SiOx)制成。防反射层130减少入射在太阳能电池1上的光的反射，并增加对预定波长带的选择性，因此增加太阳能电池1的效率。防反射层130可以具有单层结构或者例如双层结构的多层结构。如果需要的话，防反射层130可以省略。
在防反射层130和防反射层130下方的射极层120中形成有暴露基板110正面的边缘的一部分的暴露部。因此，暴露部将形成在基板110的正面中的射极层120与形成在基板110的背面中的射极层120电气隔离。
多个正面电极141位于形成在基板110正面的射极层120上，电连接且物理连接到射极层120。正面电极141在固定的方向上基本彼此平行地延伸。
正面电极141收集移动到射极层120的载流子(例如电子)并将载流子传输到正面电极集流器161，正面电极集流器161作为电子集流器，通过通孔181电连接到正面电极141。正面电极141包含至少一种导电材料。所述导电材料的示例包括从由镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、锡(Sn)、锌(Zn)、铟(In)、钛(Ti)、金(Au)以及它们的组合物构成的组中选择的至少一种。也可以使用其它的导电材料。
位于基板110背面上的多个正面电极集流器161中的每一个被称作汇流条，并且用至少一种导电材料制成。正面电极集流器161沿与位于基板110正面上的正面电极141的延伸方向交叉的方向彼此基本平行地延伸，因此具有条纹的形状。
如图4和图5所示，在基板110中，在正面电极141和正面电极集流器161的交叉处形成有多个通孔181。因为正面电极141和正面电极集流器161中的至少一个穿过通孔181而延伸到基板110的正面和背面中的至少一个，所以分别位于基板110的相对表面上的正面电极141和正面电极集流器161彼此连接。因此，正面电极141穿过通孔181而电连接且物理连接到正面电极集流器161。
正面电极集流器161将从电连接到正面电极集流器161的正面电极141传输来的载流子输出到外部装置。
在本发明的实施方式中，正面电极161包括银(Ag)，但是也可以包括从由Ni、Cu、Al、Sn、Zn、In、Ti、Au以及它们的组合物构成的组中选择的至少一种，来替代Ag。也可以使用其他导电材料。
基板110的背面上的背面电极151被设置为与邻近该背面电极151的正面电极集流器161间隔开。背面电极151位于基板110的除了正面电极集流器161在基板110背面上的形成部分之外的几乎整个背面。背面电极151可以不位于基板110背面的边缘上。背面电极151收集移动到基板110的载流子(例如空穴)。
位于基板110背面上的射极层120具有多个暴露部分183，这些暴露部分183暴露了基板110的背面的一部分并围绕着正面电极集流器161。暴露部分183阻止了收集电子或空穴的正面电极集流器161和收集空穴或电子的背面电极151之间的电连接，因此使得电子和空穴平稳地移动。
背面电极151包括至少一种导电材料，例如铝(Al)。例如，背面电极151可以包括从由Ni、Cu、Ag、Sn、Zn、In、Ti、Au以及它们的组合物构成的组中选择的至少一种或其它导电材料。
在本发明的实施方式中，作为空穴集流器的背面电极集流器162位于基板110的背面，电连接并物理连接到背面电极151，并平行于正面电极集流器161而延伸。因此，背面电极集流器162收集从背面电极151传输来的载流(例如空穴)并将载流子输出到外部装置。
背面电极集流器162用与正面电极集流器161相同的材料制成。因此，背面电极集流器162包含至少一种导电材料，例如银(Ag)。例如，背面电极集流器162可以包括从由Ni、Cu、Al、Sn、Zn、In、Ti、Au以及它们的组合物构成的组中选择的至少一种或其它导电材料。
虽然本发明的实施方式例示了两个正面电极集流器161和三个背面电极集流器162，但是如果需要的话，正面电极集流器161的数量和背面电极集流器162的数量可以改变。此外，在本发明的实施方式中，以与正面电极集流器161相同的方式，背面电极集流器162具有沿着固定的方向延伸的条带形状。
图6示出了设置有正面电极集流器161和背面电极集流器162的基板110的背面。如图6所示，正面电极集流器161和背面电极集流器162彼此之间具有恒定的距离地交替地位于基板110的背面上。背面电极151(或其一部分)位于正面电极集流器161和背面电极集流器162之间。在这种情形下，暴露部分183沿着正面电极集流器161形成，以在背面电极151和正面电极集流器161之间提供电气绝缘。因此，基板110的一部分通过暴露部分183而暴露。
与上述的本发明的实施方式不同，在本发明的其它实施方式中，各个背面电极151和各个背面电极集流器162可以部分地彼此重叠。例如，背面电极集流器162的边缘的一部分可以位于背面电极151上，或者，背面电极151的一部分可以位于背面电极集流器162上。在这种情形下，背面电极151和背面电极集流器162之间的接触面积增加，而背面电极151和背面电极集流器162之间的接触电阻减小。因此，由于背面电极151和背面电极集流器162之间的稳定接触，所以载流子从背面电极151到背面电极集流器162的传输能够稳定地进行。
另选的是，如图7所示，各个背面电极集流器162具有岛形形状，其中多个导体1621彼此之间具有恒定距离地沿固定方向设置。多个导电体1621中的每一个可以具有各种截面图案，例如矩形、三角形、圆形和椭圆形。即使在这种情形下，各个导电体1621也可以部分地重叠背面电极151。
背面场层171是通过比基板110更重地用与基板110相同导电类型的杂质掺杂基板110的背面的一部分而得到的区域(例如，p+型区域)。因为背面场层171位于基板110的与背面电极151相毗邻的背面上，所以背面电极151通过背面场层171电连接到基板110。
因为由于基板110和背面场层171的杂质浓度之间的差异而形成的势垒，从而防止或减少了电子向背面场层171的移动，而促进了空穴向背面场层171的移动。因此，防止或减少了电子和空穴在基板110背面中或者周围的重组和/或消失，并且加速了想要的载流子(例如空穴)的移动。因此，背面电极151和背面电极集流器162之间的载流子传输量增加。
具有上述结构的根据本发明实施方式的太阳能电池1是如下的太阳能电池：其中，电连接到正面电极141的正面电极集流器161位于基板110的没有光入射的背面上。下面描述太阳能电池1的操作。
当入射到太阳能电池1的光透过射极层120入射到基板110上时，通过基于入射光的光能量而在基板110中产生多个电子-空穴对。因为基板110的表面为粗糙表面，所以基板110的整个表面上的光反射减少，并且入射在基板110上的光的量增加。除此之外，因为通过防反射层130而减少了入射在基板110上的光的反射损失，所以入射在基板110上的光的量进一步地增加。
通过基板110和射极层120之间的p-n结，将电子-空穴对分离成电子和空穴，分离后的电子向n型的射极层120移动，分离后的空穴向p型的基板110移动。移动到n型的射极层120的电子被正面电极141所收集，接着移动到通过通孔181电连接到正面电极141的正面电极集流器161。移动到p型基板110的空穴透过背面场层171被背面电极151所收集，接着移动到背面电极集流器162。当使用电线将正面电极集流器161连接到背面电极集流器162时，电流在其中流动，因此能够使用该电流来提供电力。
再次回到图1至3，不同于上保护层20a，在多个太阳能电池1下面的下保护层20b具有多个开口21。因此，上保护层20a和下保护层20b具有不同的结构。
开口21的位置对应于各个太阳能电池1的集流器161和162，并且对应的集流器的至少一部分通过各个开口21而暴露。在这种情形下，开口21的宽度等于或小于集流器161和162的宽度。但是，开口21的宽度也可以大于集流器161和162的宽度
下保护层20b和图案形成部50之间的绝缘板30用绝缘材料制成，并在下保护层20b和图案形成部50之间进行绝缘。绝缘板130具有多个开口31。开口31的位置对应于下保护层20b的开口21，并且对应的集流器的至少一部分通过各个开口31而暴露。
如图2所示，绝缘板30的开口31的宽度D2基本等于下绝缘层20b的开口21的宽度D1。然而，宽度D2和宽度D1可以彼此不同。例如，绝缘板30的开口31的宽度D2可以小于或者大于下绝缘层20b的开口21的宽度D1。
如图1所示，开口21和31的长度和宽度对应于与开口21和31相对的集流器161和162的长度和宽度，并具有沿固定方向长延伸的条带形状。
然而，与图1中所示的形状不同，如图8所示，开口21和开口31中的至少一个可以具有如下的结构：其中，多个孔211沿着集流器161和162的延伸方向而排列。各个孔211可以具有各种截面形状，例如圆形、多边形和椭圆形，并且孔211之间的距离可以均匀或不均匀。此外，孔211的尺寸和数量可以基于集流器161和162的长度和宽度而决定。在这种情形下，集流器161和162通过孔211而暴露。
图案形成部50将多个太阳能电池1彼此电连接，并防止水分渗透进太阳能电池模块100的背面，因此保护了多个太阳能电池1不受外界环境的影响。如图1和图2所示，图案形成部50包括背板52和在背板52上的导电图案部51。
背板52使用由绝缘材料(例如含氟聚合物/聚酯/含氟聚合物(FP/PE/FP))制成的薄片来制成。也可以使用其他的绝缘材料。背板52防止水分和氧气渗透进太阳能电池模块100的背面，因此，保护太阳能电池1不受外界环境的影响。背板52可以具有包括水分/氧气渗透防止层、化学腐蚀防止层、绝缘层等的多层结构。
导电图案部51位于背板51上。在本发明的实施方式中，导电图案部由铜(Cu)制成。但是，导电图案部51也可以由不同的导电材料制成，例如银(Ag)、铝(Al)或镍(Ni)。
可以通过在导电图案部51上涂覆导电材料而在导电图案部51上形成另一导电层，以提高导电图案部51的导电性以及导电图案部51和太阳能电池1之间的接触特性。导电图案部51和所述导电层可以用相同的导电材料或者各自具有不同特性的不同导电材料制成。当导电图案部51和导电层用不同的导电材料制成时，导电层的导电性可以比单个导电图案部51的导电性更优异(或有所改进)。在这种情形下，导电图案部51可以用Al或Ni等制成，导电图案部51上的导电层可以用Au或Ag等制成。
在图3所示的实施方式中，图案形成部50和导电图案部51能够容纳6个太阳能电池1，不过这不是必要的，由此可以在较上行排列3个太阳能电池1，并且可以在较下行排列3个太阳能电池1。在图案形成部50的左上角开始并以顺时针方向计数，可以看到，图案形成部50可以容纳第一到第六个太阳能电池1。
导电图案部51具有：与各个太阳能电池1的多个正面电极集流器161接触的多个正面电极图案511；与各个太阳能电池1的多个背面电极集流器162接触的多个背面电极图案512；以及用于将正面电极图案511和背面电极图案512分离的分离部513。因此，在分离部513的形成部分暴露出背板52的绝缘材料。当进行层叠处理时，用背板52的绝缘材料填充分离部513。可以基于各个正面电极图案511和背面电极图案512的数量和尺寸、上面设置了导电图案部51的背板52的尺寸、按矩阵结构排列的相邻的太阳能电池1之间的距离等，来调整分离部513的宽度。
正面电极图案511和背面电极图案512分别包括沿横向延伸的主支511a和512a、以及从主支511a和512a沿纵向延伸的子支(例如突起)511b和512b，并且具有梳齿形状。突起511b和512b彼此隔开分离部513的尺寸(即宽度)，并且彼此楔形嵌合。因此，对应于一个太阳能电池1的一对电极图案511和512通过分离部513而彼此电绝缘。
此外，在与位于同一行上的在行方向彼此相邻的两个太阳能电池1(例如，根据上述约定的第二和第三太阳能电池)对应的电极图案511和512中，与这两个太阳能电池1中的一个太阳能电池1(第二太阳能电池)的一个集流器(例如正面电极集流器161)对应的正面电极图案511连接到与这两个太阳能电池1中的另一个太阳能电池1(第三太阳能电池)的一个集流器(例如背面电极集流器162)对应的背面电极图案512。在这种情形下，彼此不连接的一个太阳能电池1(第二太阳能电池)的背面电极图案512和另一个太阳能电池1(第三太阳能电池)的正面电极图案511，连接到与在行方向上邻近于所述两个太阳能电池1(第二和第三太阳能电池)的其它太阳能电池1(分别为第一太阳能电池和第四太阳能电池)对应的电极图案511和512。
除此之外，在与位于不同行并且在列方向上在第一列彼此相邻的两个太阳能电池1(第一和第六太阳能电池)或者在最后一列上彼此相邻的两个太阳能电池1(第三和第四太阳能电池)对应的电极图案511和512中，与所述两个太阳能电池1中的一个太阳能电池1(第三太阳能电池)的一个集流器(例如正面电极集流器161)对应的正面电极图案511连接到与所述两个太阳能电池1中的另一个太阳能电池1(第四太阳能电池)的一个集流器(例如背面电极集流器162)对应的背面电极图案512。在这种情形下，彼此没有连接的所述一个太阳能电池1(第三太阳能电池)的背面电极图案512和另一个太阳能电池1(第四太阳能电池)的正面电极图案511，连接到与在行方向上邻近于所述两个太阳能电池1(第三和第四太阳能电池)的其它太阳能电池1(分别为第二太阳能电池和第五太阳能电池)对应的电极图案511和512。
在导电图案部51中，不连接到不同类型的电极图案512和511的不同类型的电极图案511和512，通过独立的电线或导电带而连接到位于图案形成部50的背面(即，下部)上的外部装置(例如接线盒)。
因此，通过绝缘板30的开口31和下保护层20b的开口21而暴露的各个太阳能电池1的正面电极集流器161被设置为与导电图案部51的正面电极图案511相对。此外，通过开口21和31而暴露的各个太阳能电池1的背面电极集流器162被设置为与导电图案部51的背面电极图案512相对。
如图3所示，正面电极图案511的突起511b的宽度w1基本上彼此相等，并且背面电极图案512的突起512b的宽度w2基本上彼此相等。此外，正面电极图案511的突起511b的宽度w1大于背面电极图案512的突起512b的宽度w2，但是并不限于此。
更具体地说，正面电极图案511的突起511b的宽度w1可以等于或大于背面电极图案512的突起512b的宽度w2。突起511b和512b的宽度w1和w2可以基于正面电极集流器161的数量和背面电极集流器162的数量而决定。例如，随着集流器161和162数量的增加，流过突起511b和512b的电流量减小。因此，随着流过突起511b和512b的电流量(即，负载量)的减小，突起511b和512b的宽度w1和w2减小。在本发明的实施方式中，因为两个正面电极集流器161和三个背面电极集流器162设置在(或存在于)基板110的背面上，所以正面电极图案511的宽度w1大于背面电极512的宽度w2。此外，背面电极图案512的面积与正面电极图案511的面积的比例大约为0.6～1∶1～0.6。即，当X代表背面电极图案512的面积并且Y代表正面电极图案511的面积时，背面电极图案512的面积与正面电极图案511的面积的比例为X∶Y，其中X可以从大约0.6变化到1，而Y可以从大约1变化到0.6。当满足了电极图案511和512之间的上述面积比例时，传输到电极图案511和512的载流子可以更平稳地传输，并且可以恰当地确定各个电极图案511和512的尺寸以使其适应于导电图案部51的尺寸(例如长轴的宽度)。
各个电极图案511和512的厚度可以为大约25μm到50μm。当各个电极图案511和512的厚度等于或大于大约25μm时，可以获得具有希望强度的导电性。当各个电极图案511和512的厚度等于或小于大约50μm时，电极图案511和512可以平滑地接触太阳能电池1的对应部分，同时减小通过刻蚀处理形成电极图案511和512的难度等。此外，当在层叠处理期间用背板52的形成材料(即，绝缘材料)填充分离部513时，因为分离部513不是非常深(即，分离部513的厚度不是非常大)，所以可以用绝缘材料稳定地填充分离部513。因此，可以在正面电极图案511和背面电极图案512之间稳定地提供电绝缘。
接触通过开口21和31而暴露的集流器161和162的突起511b和512b的电阻主要受电极图案511和512的各个突起511b和512b的截面面积(＝宽度×高度)和长度的影响。随着突起511b和512b的截面面积的增加，突起511b和512b的电阻减小。此外，随着突起511b和512b的长度的增加，突起511b和512b的电阻增加。
由此，必须将各个突起511b和512b的电阻保持为等于或小于设定值(或预定值)，以使用突起511b和512b来平稳地进行载流子传输。换句话说，当各个突起511b和512b的电阻大于设定值时，由于突起511b和512b的电阻，载流子的传输不能平稳地进行。在本发明的实施方式中，所述设定值，即最大电阻，大约为0.01179Ω。各个突起511b和512b必须具有等于或大于22.5×10-8m2的截面面积，以使得各个突起511b和512b具有等于或小于最大电阻的电阻值。基于接合在各个太阳能电池1的正面电极集流器161和背面电极集流器162上并将太阳能电池1彼此电连接的单独导电带(例如柔性电缆(ribbon))的电阻，来设定最大电阻。当各个突起511b和512b的电阻保持为等于或小于接合到各个太阳能电池1的柔性电缆的电阻时，电流在太阳能电池1中正常地流动。
突起511b和512b的长度彼此基本上相等，是基于太阳能电池1的长度而确定的。因此，通过适当地调整突起511b和512b的厚度以及宽度w1和w2，各个突起511b和512b可以具有想要的截面面积。太阳能电池1的长度为太阳能电池1的沿着集流器161和162的延伸方向而测量到的长度。
为此，突起511b和512b的宽度w1和w2大约为2.1mm到8.6mm。当导电图案部51用铜(Cu)制成时，各个突起511b和512b的电阻率具有大约1.72×10-8Ω/m的均匀值。
例如，当图案部51用铜(Cu)制成并且沿着集流器161和162的延伸方向而测量到的太阳能电池1的长度是大约156mm时，当突起511b和512b的宽度w1和w2中的至少一个为大约6.4mm时，各个突起511b和512b的厚度可以为大约35μm。
如上所述，通过适当地调整突起511b和512b的厚度以及宽度w1和w2，各个突起511b和512b可以具有等于或大于参考值的想要的截面面积。因此，实现了载流子的稳定输出。
如图2所示，导电粘合部54位于绝缘板30的开口31上。由于在进行层叠处理时产生的热量，导电粘合部54填充在开口21和31中。因此通过开口21和31而暴露的集流器161和162通过位于开口21和31中的导电粘合部54而接触导电图案部51。
导电粘合部54可以由导电粘合膜、导电膏、导电环氧树脂等形成。
导电粘合膜可以包括树脂和散布在树脂中的导电颗粒。树脂的材料没有特别限制，只要它具有粘合性即可。优选但不是必须的，使用热固性树脂作为所述树脂，以增加粘合的可靠性。热固性树脂可以使用在环氧树脂、苯氧基树脂、丙烯树脂、聚酰亚胺树脂和聚碳酸酯树脂中选择的至少一种。
除了热固性树脂以外，树脂还可以包括预定的材料，例如已知的固化剂和已知的固化促进剂。例如，树脂可以包含诸如硅烷系偶联剂、钛酸盐系偶联剂和铝酸盐系偶联剂的改进材料，以提高导电图案部51和太阳能电池1之间的粘合强度。树脂可以包含诸如磷酸钙和碳酸钙的分散剂，以提高导电颗粒的分散性。树脂可以包含诸如丙烯酸橡胶、硅橡胶和尿烷橡胶的橡胶成分，以控制导电粘合膜的弹性模量。
导电颗粒的材料没有具体限制，只要它具有导电性即可。导电颗粒可以包括从铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铁(Fe)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(Zn)、钴(Co)、钛(Ti)和镁(Mg)中选择的至少一种金属，作为主要成分。导电颗粒可以仅由金属颗粒或涂敷了金属的树脂颗粒形成。具有上述结构的导电粘合膜可以包括剥离膜。
优选的、但不必要的是，导电颗粒使用涂敷了金属的树脂颗粒，以减轻对导电颗粒的压缩应力并提高导电颗粒的连接可靠性。优选的、但不必要的是，导电颗粒具有2μm至30μm的直径，以提高导电颗粒的可分散性。
优选的、但不必要的是，考虑到树脂固化后的连接可靠性，散布在树脂中的导电颗粒的成分含量是基于导电粘合膜的总量的0.5％至20％。当导电颗粒的成分含量小于0.5％时，因为导电粘合部54和正面电极141之间的物理接触面积减少，所以电流可能不能平稳流动。当导电颗粒的成分含量大于20％时，因为树脂的成分含量相对降低，所以粘合强度可能降低。
因此，位于背板52上的导电图案部51的各个正面电极图案511的突起511b电连接到太阳能电池1的与该导电图案部51相对应的正面电极集流器161。此外，导电图案部51的各个背面电极图案512的突起512b电连接到太阳能电池1的与该导电图案部51相对应的背面电极集流器162。
如上所述，与各个太阳能电池1相对应的正面电极图案511的突起51b通过主支511a而彼此连接，并且与各个太阳能电池1相对应的背面电极图案512的突起512b通过主支512a而彼此连接。因此，各个太阳能电池1的正面电极集流器161通过正面电极图案511而彼此连接，各个太阳能电池1的背面电极集流器162通过背面电极图案512而彼此连接。
此外，如上所述，通过导电图案部51的电极图案511和512与分离部513的形成位置之间的连接结构，多个太阳能电池1彼此串联连接。因为导电图案部51的不同图案511和512连接到外部装置，所以将串联连接的多个太阳能电池1输出的载流子输出到外部装置，因此允许电流流动。
在本发明的实施方式中，替代用独立的柔性电缆进行太阳能电池1的电连接，通过具有单独的导电图案部51的图案形成部50而自动地进行太阳能电池1的电连接。
换句话说，将绝缘板30设置在图案形成部50上，并且将导电粘合部54设置在与绝缘板30的形成位置相对应的位置。接着，将下保护层20b设置在绝缘板30上。
接下来，按在多个太阳能电池1之间具有均匀距离的方式设置多个太阳能电池1，将上保护层20a设置在太阳能电池1上，并且将透明部件40设置在上保护层20a上。
接下来，进行层叠处理，以形成部件1、20a、20b、30、40和50的一个整体。更具体地说，因为在实施层叠处理时产生的热量而将上保护层20a和下保护层20b熔化。熔化了的上保护层20a和下保护层20b填充在部件之间的间隔处。透明部件40、上保护层20a、太阳能电池1、下保护层20b、绝缘板30以及图案形成部50彼此接合，以形成一个整体。因此，保护层20a和20b通过层叠处理而形成了一个保护部件。形成所述一个保护部件的材料(例如乙烯醋酸乙烯酯(EVA))围绕太阳能电池1并保护太阳能电池1不受撞击或水分的影响。
此外，因为当进行层叠处理时产生的热量，将导电粘合部54填充在开口21和31中。各个太阳能电池1的正面电极集流器161和背面电极集流器162通过导电粘合部54而连接到图案形成部50的导电图案部51上。
因此，替代其中对柔性电缆进行切割并接着将其接合在太阳能电池1的集流器161和162上的处理，通过使用具有想要的图案的导电图案部51而进行的层叠处理，自动完成太阳能电池1的电连接。因此，太阳能电池模块100的制造时间减少，并且因此太阳能电池模块100的生产效率提高。
图1和图2例示出将导电图案部51和背板52制造为形成一个整体，即图案形成部50。在这种情形下，通过在背板52上形成由铜(Cu)等形成的导电层，用干法刻蚀方式或者湿法刻蚀方法等按照想要的形状对所述导电层进行构图，并在背板52上形成具有想要的形状的导电层，从而形成导电图案部51。
然而，导电图案部51和背板52可以制造成分离的部件。在这种情形下，按想要的形状构图为具有板型的导电图案部51位于背板52上作为分离的部件。考虑下保护层20b的开口21和绝缘板30的开口31的形成位置而确定导电图案部51的形成位置。因此，当将导电图案部51和背板52制造为分离的部件时，只有背板52用作背板。
此外，绝缘板30和图案形成部50可以被制造为形成整体。在这种情形下，图案形成部50可以包括绝缘板30、导电图案部51和背板52。
图2示出了位于绝缘板30上的导电粘合部54。然而，导电粘合部54可以位于下保护层20b上、或者位于绝缘板30和导电图案部51上。当导电粘合部54位于下保护层20b上时，导电粘合部54可以位于下保护层20b的开口21上。当导电粘合部54位于导电图案部51上时，导电粘合部54可以位于与绝缘板30的开口31相对应的位置。
框架60容纳部件50、31、20b、1、20a以及40，形成一个整体。框架60由如下的材料制成：例如，不会在外界环境的影响下产生腐蚀、变形等的涂布有绝缘材料的铝。框架60具有其中排水处理、安装和执行都容易进行的结构。
如图3中所示，各个突起511b和512b具有角边缘。然而，如图9中所示，各个突起511b和512b的边缘可以具有曲线形状。当各个突起511b和512b的边缘具有角形状时，载流子可能集中在各个突起511b和512b的角部(也就是角边缘)中。因此，在各个突起511b和512b中载流子不是均匀地散布，导致了例如电弧这样的问题。然而，当各个突起511b和512b的边缘具有如图9所示的曲线形状时，在各个突起511b和512b中载流子均匀地散布。因此，防止或减少了诸如电弧的电气问题。
以下参照附图10和11详细描述根据本发明的另一示例性实施方式的太阳能电池模块。
图10是示意性示出了根据本发明的另一示例性实施方式的太阳能电池模块的立体图。图11是在层叠处理之前的图10中所示的太阳能电池模块的部分剖面图。
使用相同的附图标记来表示与图1和图2中所示的结构和部件相同或等效的结构和部件，简要进行进一步描述或整个省略。
与图1和图2所示的其中图案形成部50位于下保护层20b下面的太阳能电池模块100不同，图10所示的太阳能电池模块100a的图案形成部50位于下保护层20b1上。因此，太阳能电池模块100a的下保护层20b1的形成顺序和形状不同于太阳能电池模块100。
以下将详细描述太阳能电池模块100a。
如图10和图11所示，太阳能电池模块100a包括以矩形结构排列的多个太阳能电池1、位于太阳能电池1上的上保护层20a、位于太阳能电池1下面的绝缘板30、位于绝缘板30下面的图案形成部50a、位于图案形成部50a下面的下保护层20b1、以及位于下保护层20b1下面的背板53。
如上所述，除了图10和图11所示的绝缘板30直接位于太阳能电池1的下方之外，图10和图11中所示的绝缘板30具有与图1和图2所示的绝缘板30基本相同的操作和结构。
如上所示，图案形成部50a将多个太阳能电池1彼此电连接，并包括用绝缘材料制成的绝缘膜52a、以及位于绝缘膜52a上的导电图案部51。
因此，如图11所示，因为导电粘合部54位于绝缘板30的开口31上，所以，如以上参照图1至9所述，太阳能电池1的正面电极集流器161和背面电极集流器162通过导电粘合部54连接到导电图案部51的正面电极图案511和背面电极图案512。因此，实现了多个太阳能电池1之间的电连接。
图案形成部50a的导电图案部51的结构与图1和图2中所示的图案形成部50的导电图案部51基本上相同。
因为下保护层20b1位于用于将太阳能电池1彼此电连接的图案形成部50a的下面，所以与图1和图2中所示的下保护层20b不同，下保护层20b1不包括多个开口。因此，图10和图11所示的上保护层20a和下保护层20b1的形状彼此基本上相同。除了上述的结构上的不同之外，图10和图11所示的下保护层20b1由与图1和图2所示的下保护层20b相同的材料制成，并进行与下保护层20b相同的操作。
以与图1和图2所示的背板52相同的方式，背板53防止水分渗透进太阳能电池模块100a的背面，因此保护多个太阳能电池1不受外界环境的影响。背板53由例如含氟聚合物/聚酯/含氟聚合物(FP/PE/FP)的绝缘材料制成。
然而，如图12的图(a)和图12的(b)所示，绝缘板30具有多个孔32以及多个开口31，暴露正面电极集流器161和背面电极集流器162。即，绝缘板30具有多孔图案。
图12的(a)中所示的各个孔32的截面形状为圆形，但也可以具有例如多边形或椭圆形的各种形状。此外，孔32可以彼此之间具有均匀距离或者彼此之间具有不均匀距离地形成。孔32的直径可以基本上彼此相等。另选的是，孔32的多个直径中的至少两个直径不同于其它直径。
如图12的(b)所示，当各个孔32的截面形状为矩形时，绝缘板30可以具有网状图案。
如图12的(a)和图12的(b)所示，暴露正面电极集流器161和背面电极集流器162的多个开口31具有条带形状。然而，如以上参照图8所述，各个开口31的截面形状例如可以为圆形、多边形或椭圆形。开口31可以具有这样的结构：其中，多个孔211沿着集流器161和162排列。在这种情形下，绝缘板30可以具有图13(a)和13(b)所示的图案。
绝缘膜52a可以按与绝缘板30相同的方式具有多孔图案。在这种情形下，因为绝缘膜52a不具有暴露正面电极集流器161和背面电极集流器162的多个开口(例如开口21或31)，所以按固定的图案在绝缘膜52a的整个表面上形成了多个孔32。其中绝缘膜52a具有多孔图案的示例可以与图13的(a)和图13的(b)所示的图案基本上相同。
此外，导电图案部51可以具有包含多个孔32的多孔图案。图14和图15例示了其中导电图案部51具有多孔图案的示例。如上所述，孔32的形状可以为椭圆形、多边形或圆形。孔32之间的距离可以彼此基本上相等或不同，孔32的直径可以彼此基本上相等或不同。
如上所述，当绝缘板30、绝缘膜52a和导电图案部51中的至少一个具有包含多个孔32的多孔图案时，因为在进行层叠处理时产生的热量，可以将上保护层20a和下保护层20b1熔化，从而形成了一个保护部件，并且因此形成的所述一个保护体可以围绕多个太阳能电池1。在这种情形下，因为下保护层20b1的形成材料通过多个孔32而平稳地移动到多个太阳能电池1，所以上保护层20a和下保护层20b1可以稳定且容易地进行密封操作。
可以按与图案形成部50相同的方式将图案形成部50a的绝缘膜52a和导电图案部51制作为形成一个整体，或者可以将其制作为分离的部件。
此外，图11示出了导电粘合部54设置在绝缘板30上，由此随后可以将导电粘合部54设置在绝缘板30和导电图案部51上。当导电粘合部54位于导电图案部51上时，导电粘合部54可以位于与绝缘板30的开口31对应的位置。
如上所述，在根据本发明实施方式的太阳能电池模块100a中，因为图案形成部50a具有导电图案部51，所以可以容易且迅速地进行多个太阳能电池1之间的电连接。
虽然已参照多个示例性实施方式描述了实施方式，但应该理解，本领域技术人员能够设想落入本公开的原理的范围内的许多其它变型和实施方式。更具体地讲，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，可以对主题组合设置的组成部件和/或设置进行各种变化和修改。除了对组成部件和/或设置的各种变化和修改之外，另选用途对于本领域技术人员而言也是很明显的。
本申请要求于2009年11月3日和2010年10月6日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2009-0105393和No.10-2010-0097369的优先权和利益，在此通过引用并入其全部内容。

Claims (26)

1.一种太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括：
多个太阳能电池，各个太阳能电池包括多个第一集流器、多个第二集流器、光入射面和非光入射面，所述多个第一集流器和所述多个第二集流器位于所述光入射面上；
第一保护层，其位于所述多个太阳能电池的入射面上；
透明部件，其位于所述第一保护层上；以及
导电图案部，其位于所述多个太阳能电池的非入射面上，该导电图案部包括第一图案和第二图案，所述第一图案具有连接到至少一个太阳能电池的多个第一集流器的多个第一凸起，所述第二图案具有连接到所述至少一个太阳能电池的多个第二集流器的多个第二凸起，
其中，通过位于所述至少一个太阳能电池的所述多个第一集流器和所述多个第一凸起之间、以及位于所述至少一个太阳能电池的所述多个第二集流器和所述多个第二凸起之间的导电粘合部，将所述至少一个太阳能电池的所述多个第一集流器连接到所述多个第一凸起，并将所述至少一个太阳能电池的所述多个第二集流器连接到所述多个第二凸起。
2.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述第一图案和所述第二图案各自具有大约25μm到50μm的厚度。
3.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述多个第一凸起和所述多个第二凸起各自具有等于或小于大约0.01179Ω的电阻。
4.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述多个第一凸起中的每一个的宽度大致等于所述多个第二凸起中的每一个的宽度。
5.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述多个第一凸起中的每一个的宽度不同于所述多个第二凸起中的每一个的宽度。
6.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述第二图案的面积与所述第一图案的面积之比为0.6～1∶1～0.6。
7.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述第一图案和所述第二图案通过绝缘材料而彼此隔离。
8.如权利要求1所述的太阳能电池模块，该太阳能电池模块进一步包括位于所述导电图案部下方的背板。
9.如权利要求8所述的太阳能电池模块，该太阳能电池模块进一步包括位于所述多个太阳能电池和所述导电图案部之间的第二保护层。
10.如权利要求9所述的太阳能电池模块，其中，所述第二保护层具有暴露所述多个第一集流器和所述多个第二集流器的多个第一开口。
11.如权利要求10所述的太阳能电池模块，该太阳能电池模块进一步包括位于所述第二保护层和所述导电图案部之间的绝缘板。
12.如权利要求11所述的太阳能电池模块，其中，所述绝缘板在与所述多个第一开口对应的位置处具有多个第二开口。
13.如权利要求12所述的太阳能电池模块，其中，所述多个第一开口中的每一个的宽度大致等于所述多个第二开口中的每一个的宽度。
14.如权利要求12所述的太阳能电池模块，其中，所述多个第一开口中的每一个的宽度不同于所述多个第二开口中的每一个的宽度。
15.如权利要求8所述的太阳能电池模块，该太阳能电池模块进一步包括位于所述导电图案部和所述背板之间的第二保护层。
16.如权利要求15所述的太阳能电池模块，该太阳能电池模块进一步包括位于所述多个太阳能电池和所述导电图案部之间的绝缘板。
17.如权利要求16所述的太阳能电池模块，其中，所述绝缘板具有暴露所述多个第一集流器和所述多个第二集流器的多个开口。
18.如权利要求17所述的太阳能电池模块，其中，所述绝缘板进一步在所述多个开口未占据的部分中形成有多个孔。
19.如权利要求17所述的太阳能电池模块，该太阳能电池模块进一步包括位于所述导电图案部和所述第二保护层之间的绝缘膜。
20.如权利要求19所述的太阳能电池模块，其中，所述绝缘膜具有多个孔。
21.如权利要求15所述的太阳能电池模块，其中，所述导电图案部具有多个孔。
22.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述多个第一凸起和所述多个第二凸起中的每一个具有曲线形边缘。
23.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述导电粘合部由导电粘合膜、导电膏或导电环氧树脂形成。
24.如权利要求23所述的太阳能电池模块，其中，所述导电粘合膜包括树脂和散布在所述树脂中的导电颗粒。
25.如权利要求24所述的太阳能电池模块，其中，所述树脂是热固性树脂。
26.如权利要求24所述的太阳能电池模块，其中，各个导电颗粒具有大约2μm到30μm的直径。
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