CN102376808B - 太阳能电池板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池板。该太阳能电池板包括：多个太阳能电池，各个太阳能电池包括基板和位于所述基板的与光接收表面相对的背面上的多个背面电极，所述多个背面电极有间隔地彼此间隔开以暴露所述基板；导电粘合膜，其包括树脂和散布在所述树脂中的多个导电颗粒；以及互连器，其位于所述导电粘合膜的与接触所述基板的表面相对的背面上。所述导电粘合膜位于通过所述间隔暴露的所述基板的所述背面上。所述互连器直接接触所述导电粘合膜。
Description
技术领域
本发明的示例实施方式涉及太阳能电池板，其中相邻的太阳能电池使用互连器而彼此电连接。
背景技术
作为获得环保型能量的方法，使用光电转换效应将光能转换为电能的太阳能发电已经得到广泛使用。由于太阳能电池的光电转换效率的提高，使用多个太阳能电池板的太阳能发电系统已经安装在诸如房屋的多个地方。
太阳能电池板包括：互连器，用于将多个太阳能电池彼此电连接；正面保护部件和背面保护部件，用于保护太阳能电池；和密封部件，位于正面保护部件和背面保护部件之间，以密封太阳能电池。
发明内容
在一个方面中，存在一种太阳能电池板，该太阳能电池板包括：多个太阳能电池；互连器，其将所述多个太阳能电池彼此电连接；以及导电粘合膜，其位于所述互连器和各个太阳能电池的基板之间。所述多个太阳能电池中的每一个包括：基板；以及位于所述基板的与光接收表面相对的背面上的多个背面电极，这些背面电极有间隔地彼此隔开以暴露所述基板。所述导电粘合膜包括树脂和散布在所述树脂中的多个导电颗粒。所述导电粘合膜位于所述基板的通过所述间隔而暴露的背面上。所述导电粘合膜可以直接接触所述基板的背面。所述互连器位于所述导电粘合膜的与接触所述基板的表面相对的背面上，并且直接接触所述导电粘合膜。
所述互连器的厚度可以基于宽度方向而变化。例如，所述互连器的一个表面可以是平坦表面，而与所述平坦表面相对的表面可以是向远离所述平坦表面的方向突出的非均匀表面。
所述互连器的所述非均匀表面可以是弯曲表面。此外，可以利用弯曲表面和平 坦表面或者利用平坦表面和倾斜表面来形成所述互连器的所述非均匀表面。
在将所述导电粘合膜应用并按压在所述背面电极之间的间隔中的状态下，具有上述结构的互连器位于所述导电粘合膜的所述背面上，然后利用跨接(tabbing)设备来执行跨接处理。在这种情况下，不管所述跨接装置的接头的宽度、所述背面电极之间的间隔以及所述背面电极的厚度如何，都可以准确地执行跨接处理。
所述多个太阳能电池中的每一个还包括位于所述多个背面电极和所述基板之间的背面场层。所述背面场层位于所述基板的所述背面。所述背面场层按照与所述背面电极相同的图案形成。所述背面场层可以形成在所述基板的所述背面的设置了所述多个背面电极的区域中、以及所述基板的所述背面的设置了所述间隔的区域中。
所述导电粘合膜和至少一个背面电极可以具有基本相同的厚度或者可以具有不同的厚度。
所述互连器和所述间隔具有基本相同的宽度或者可以具有不同的宽度。
所述多个导电颗粒可以直接接触所述基板和所述互连器中的至少一个。所述树脂可以位于所述多个导电颗粒和所述基板之间、以及位于所述多个导电颗粒和所述互连器之间。
所述多个导电颗粒可以彼此电连接。因此，当移动到所述基板的所述背面的载流子移动通过所述导电颗粒时，电流可以平稳地流动。
所述多个导电颗粒可以直接接触所述基板和所述互连器中的至少一个，由此高效地将移动到所述基板的所述背面的载流子传送到所述互连器。优选地，但并非必须的，所述多个导电颗粒可直接接触所述基板和所述互连器中的每一个。
所述多个太阳能电池中的每一个还可以包括：射极层，其位于所述基板的光接收表面上；正面电极，其电连接到所述射极层；以及防反射层，其位于所述射极层的没有设置所述正面电极的部分上。所述多个太阳能电池中的每一个还可以包括沿着与所述正面电极交叉的方向位于所述射极层上的正面电极集流器。
导电粘合膜位于所述正面电极的正面上。电连接到相邻太阳能电池的基板的背面的互连器位于所述导电粘合膜的正面上。
所述正面电极包括直接接触所述导电粘合膜的第一部分和不接触所述导电粘合膜的第二部分。
所述多个正面电极中的每一个的所述第一部分和所述第二部分可以具有相同的 宽度。所述多个正面电极中的至少一个的所述第一部分和所述第二部分可以具有不同的宽度。
当所述第一部分的宽度与所述第二部分的宽度不同时，所述第一部分的宽度可以大于所述第二部分的宽度。因此，提高了所述导电粘合膜和所述正面电极之间的粘合强度，并且降低了所述导电粘合膜和所述正面电极之间的接触电阻。结果，防止或降低了其输出减小。
所述第一部分在所述正面电极的纵向上具有预定的长度，并且所述第一部分的长度可以等于或小于所述导电粘合膜的宽度。
所述导电粘合膜的一部分直接接触所述防反射层。
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是根据本发明的实施方式的太阳能电池板的分解立体图；
图2示意性示出太阳能电池板的多个太阳能电池之间的电连接结构；
图3是例示根据本发明第一示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池的结构的分解立体图；
图4是太阳能电池的基板的背面的平面图，示出背面电极的结构；
图5至图10是示出图3所示的太阳能电池板中的太阳能电池的基板的正面的各种组装结构的截面图；
图11至图13是示出图3所示的太阳能电池板中的太阳能电池的基板的背面的各种组装结构的截面图；
图14是根据本发明第二示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池的结构的分解立体图；
图15A至图15C是示出图14所示的太阳能电池板中的太阳能电池所使用的互连器的各种结构的截面图；
图16是示出根据本发明第三示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池的结构的分解立体图；
图17至图19是示出图16所示的太阳能电池板中的太阳能电池的各种组装结构的截面图；
图20和图21是太阳能电池的基板的正面的平面图，示出正面电极的各种结构；以及
图22是根据本发明第四示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池的结构的分解立体图。
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是根据本发明实施方式的太阳能电池板的分解立体图。图2示意性示出太阳能电池板的多个太阳能电池之间的电连接结构。
如图1和图2所示，根据本发明示例实施方式的太阳能电池板100包括：多个太阳能电池10；互连器20，用于将太阳能电池10彼此电连接；正面保护层30a和背面保护层30b，用于保护太阳能电池10；透明部件40，位于太阳能电池10的光接收表面上的正面保护层30a上；以及背板50，位于太阳能电池10的与光接收表面相对的表面上的背面保护层30b的下面。
背板50防止水汽或氧气透入太阳能电池板100的背面，因此保护太阳能电池10免受外部环境的影响。背板50可以具有多层结构，包括水汽/氧气渗透防止层、化学腐蚀防止层和具有绝缘特性的层等。
在双侧光接收太阳能电池中，可以使用具有光透明性的玻璃或树脂来替代背板 50。
当在正面保护层30a和背面保护层30b分别位于太阳能电池10的正面和背面上的状态下进行层叠处理时，正面保护层30a和背面保护层30b以及太阳能电池10形成一个整体。正面保护层30a和背面保护层30b防止由于水汽渗透而导致的金属腐蚀，并保护太阳能电池10免受撞击的损坏。正面保护层30a和背面保护层30b可以由诸如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)的材料形成。可以使用其他材料。
正面保护层30a上的透明部件40由具有高透光性和优异的防损坏特性的钢化玻璃形成。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。
如图1所示，多个太阳能电池10设置为矩阵结构。尽管图1例示了背面保护层30b上的太阳能电池10具有3×3矩阵结构，但是，如果有必要或者希望，太阳能电池10在行和/或列方向上的数量可以改变。
如图2所示，使用互连器将多个太阳能电池10彼此电连接。更具体地说，在多个太阳能电池10的位置彼此相邻的状态下，使用互连器20，将在一个太阳能电池10的正面上形成的电极部电连接到在与所述一个太阳能电池10相邻的另一个太阳能电池10的背面上形成的电极部。
以下参照图3至图13来说明根据本发明第一示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池。
图3是例示根据本发明第一示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池的结构的分解立体图。图4是太阳能电池的基板的背面的平面图，示出背面电极的结构。图5至图10是示出图3所示的太阳能电池板中的太阳能电池的基板的正面的各种组装结构的截面图。图11至图13是示出图3所示的太阳能电池板中的太阳能电池的基板的背面的各种组装结构的截面图。
如图3所示，太阳能电池10包括：基板11；位于基板11的正面(例如，光入射到的光接收表面)的射极层12；位于射极层12上的多个正面电极13；与正面电极13交叉地位于射极层12上的正面电极集流器14；位于射极层12上的不存在正面电极13和正面电极集流器14的位置处的防反射层15；以及位于基板11的与光接收表面相对的表面(即，背面)上的背面电极16。
太阳能电池10还包括位于背面电极16与基板11之间的背面场(BSF)层17。 背面场层17是比基板11掺杂了更多的与基板11相同的导电类型的杂质的区域(如，p+型区域)。背面场层17位于基板11的背面处，并在基板11的一部分中。背面场层17作为基板11的势垒。由此，因为背面场层17防止或降低了电子和空穴在基板11的背面周围的再组合和/或消失，所以提高了太阳能电池10的效率。
基板11是半导体基板，其可以由第一导电类型的硅(例如p型硅)形成，但这不是必需的。用于基板11的硅可以是单晶硅、多晶硅或非晶硅。当基板11是p型时，基板11包含诸如硼(B)、镓(Ga)和铟(In)的III族元素的杂质。
可以对基板11的表面进行粗糙化，以形成对应于不平坦表面或者具有包括多个不平坦部分的不平坦特性的粗糙表面。当基板11的表面是粗糙表面时，降低了基板11的光接收表面的光反射。此外，因为在基板11的粗糙表面上执行光入射操作和光反射操作，所以将光限制在太阳能电池10中。因此，增加了光吸收，并且提高了太阳能电池10的效率。另外，因为入射在基板11上的光的反射损耗降低，所以入射在基板11上的光量进一步增加。
射极层12是掺杂有与基板11的第一导电类型相反的第二导电类型(例如，n型)的杂质的区域。射极层12与基板11一起形成p-n结。当射极层12是n型时，可以通过用诸如磷(P)、砷(As)和锑(Sb)的V族元素的杂质掺杂基板11来形成射极层12。
当入射在基板11上的光的能量应用到基板11的半导体时，在该半导体内部产生载流子(例如，电子-空穴对)，电子移动到n型半导体，并且空穴移动到p型半导体。因此，当基板11是p型并且射极层12是n型时，空穴移动到p型基板11并且电子移动到n型射极层12。
另选地，基板11可以是n型并且/或者可以由硅以外的半导体材料形成。当基板11是n型时，基板11可以包含诸如磷(P)、砷(As)和锑(Sb)的V族元素的杂质。
因为射极层12与基板11一起形成p-n结，所以当基板11是n型时射极层12是p型。在该情况下，电子移动到n型基板11，并且空穴移动到p型射极层12。
当射极层12是p型时，射极层12可以通过利用诸如硼(B)、镓(Ga)和铟(In)的III族元素的杂质来掺杂基板11的一部分而形成。
射极层12上的防反射层15可以由氮化硅(SiNx)、二氧化硅(SiO2)或二氧 化钛(TiO2)形成。防反射层15降低了在太阳能电池10上入射的光的反射并且增加了对入射光的预定波长带的选择性，由此增加太阳能电池10的效率。防反射层15可以具有大约70nm至80nm的厚度。如果希望，则可以省略防反射层15。
射极层12上的多个正面电极13电连接并且物理连接到射极层12，并且在相邻的正面电极13彼此间隔开的状态下沿一个方向形成。各个正面电极13收集移动到射极层12的载流子(如电子)。各个正面电极13由至少一种导电材料形成。所述导电材料可以是从包括以下材料的组中选择的至少一种导电材料：镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、锡(Sn)、锌(Zn)、铟(In)、钛(Ti)、金(Au)和其组合物。其他导电材料可以用于正面电极13。
例如，正面电极13可以由包含铅(Pb)的Ag膏形成。在该情况下，通过使用丝网印刷方法将Ag膏涂敷到防反射层15上并在大约750℃至800℃的温度下烘焙基板11的处理，可以将正面电极13电连接到射极层12。通过在烘焙处理期间使用在Ag膏中包含的铅(Pb)来刻蚀防反射层15，这于是使得Ag膏的Ag颗粒接触射极层12，从而进行正面电极13与射极层12之间的电连接。
在射极层12上，在与正面电极13交叉的方向上形成至少两个正面电极集流器14。正面电极集流器14电连接并且物理连接到射极层12和正面电极13。因此，正面电极集流器14将从正面电极13传送的载流子(如电子)输出到外部装置。正面电极集流器14由至少一种导电材料形成。用于正面电极集流器14的导电材料可以是从包括以下材料的组中选择的至少一种导电材料：Ni、Cu、Ag、Al、Sn、Zn、In、Ti、Au和其组合物。可以使用其它导电材料。
按照与正面电极13相同的方式，通过将导电材料涂敷到防反射层15、并对其进行构图和烘焙的处理，可以通过穿通(punch through)操作将正面电极集流器14电连接到射极层12。
在基板11的与光接收表面相对的表面(即，基板11的背面)上形成背面电极16。背面电极16收集移动到基板11的载流子(如空穴)。
如图3和图4所示，背面电极16包括以间隔G1彼此间隔开的可以均匀或可以不均匀的多个电极部16a。间隔G1暴露基板11的背面，使得稍后说明的导电粘合膜60接触基板11的背面。因为互连器20接合到导电粘合膜60，所以电极部16a的数量比互连器20的数量例如大1。
包括多个电极部16a的背面电极16由至少一种导电材料形成。所述导电材料可以是从包括以下材料的组中选择的至少一种导电材料：镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、锡(Sn)、锌(Zn)、铟(In)、钛(Ti)、金(Au)和其组合物。可以将其它导电材料用于背面电极16。
可以通过如下步骤来制造具有上述结构的背面电极16：将包含导电材料的导电膏涂敷到基板11的整个背面；干燥并烘焙导电膏；去除位于要形成导电粘合膜60的位置处的导电膏；并且形成以间隔G1彼此间隔开的多个电极部16a。在本发明的实施方式中，当提到基板11的整个背面时，可以排除基板11的背面的边缘部分。
在制造背面电极16的方法中，在烘焙导电膏期间将杂质注入基板11。因此，在烘焙导电膏期间形成背面场层17。因为可以在烘焙导电膏之后进行形成间隔G1的处理，所以仍然在基板11的整个背面上(甚至在基板11的背面的位于间隔G1的部分中)形成背面场层17。在本发明的实施方式中，例如，不必去除或者不形成背面电极16的一部分，使得基板11的背面上形成单片的背面电极16。
当背面电极16不包括多个电极部16a时，由于在背面电极16的表面上可能形成氧化层，所以不容易将导电粘合膜60接合到背面电极16的背面。然而，可以去除氧化层，使得导电粘合膜60能够直接接合到背面电极16的背面。在这种情况下，导电粘合膜60位于背面电极16和互连器20之间，不存在中间层。因此，导电粘合膜60直接接合到(或者直接接触)背面电极16和互连器20。
然而，如上所述，当在多个电极部16a之间形成间隔G1并且导电粘合膜60接合到基板11的通过间隔G1而暴露的背面时，与背面电极16不包括电极部16a的情况相比，提高了导电粘合膜60的粘合强度。
如图2所示，各自具有上述结构的太阳能电池10使用互连器20而彼此电连接。
更具体地说，导电粘合膜60沿着与射极层12上的正面电极集流器14平行的方向位于正面电极集流器14上。导电粘合膜60的接合到相邻太阳能电池的正面电极集流器14的另一部分(或另一端)接合到通过多个电极部16a之间的间隔G1而暴露的基板11的背面。
图3示出一个导电粘合膜60位于基板11的正面和背面中的每一个上。此外，与互连器20的数量相同数量的导电粘合膜60分别位于基板11的正面和背面中的每一个上。
导电粘合膜60包括树脂62和散布在树脂62中的导电颗粒64。树脂62的材料没有具体限制，只要它具有粘性即可。优选的、但并非必须的是，将热固性树脂用于树脂62以增加粘合可靠性。热固性树脂可以使用从环氧树脂、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62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62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，以提高正面电极集流器14与互连器20之间的粘合强度，以及背面电极16与互连器20之间的粘合强度。树脂62可以包含诸如磷酸钙和碳酸钙的分散剂，以提高导电颗粒64的分散性。树脂62可以包含诸如丙烯酸橡胶、硅橡胶和尿烷橡胶的橡胶成分，以控制树脂62的弹性模量。
导电颗粒64的材料没有具体限制，只要它具有导电性即可。导电颗粒64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64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60可以包括剥离膜。
优选的、但并非必须的是，导电颗粒64使用涂敷了金属的树脂颗粒，以减轻对导电颗粒64的压缩应力并提高导电颗粒64的连接可靠性。优选的、但并非必须的是，导电颗粒64具有2μm至30μm的直径，以提高导电颗粒64的可分散性。
优选的、但并非必须的是，考虑到树脂62固化后的连接可靠性，散布在树脂中的导电颗粒64的成分含量是基于导电粘合膜60的总量的0.5％至20％。
当导电颗粒64的成分含量小于0.5％时，因为基板11的背面与正面电极集流器14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64的成分含量大于20％时，因为树脂62的成分含量相对降低，所以粘合强度可能降低。
导电粘合膜60在与正面电极集流器14平行的方向上接合到正面电极集流器14，并接合到基板11的在背面电极16的多个电极部16a之间暴露的背面。当使用导电粘合膜60来执行跨接处理时，加热温度和压力没有具体限制，只要它们处于能够保证电连接并保持粘合强度的范围内即可。
例如，可以将加热温度设置为能够使树脂62固化的温度，例如大约140℃至180℃。可以将压力设置为能够将正面电极集流器14、基板11和互连器20充分接合 到导电粘合膜60的范围。此外，可以将加热和加压时间设置为正面电极集流器14、基板11、互连器20等不会因为加热而损坏或劣化的范围。
如图5所示，在使用导电粘合膜60将正面电极集流器14接合到互连器20的状态下，树脂62可以位于导电颗粒64与正面电极集流器14之间、以及导电颗粒64与互连器20之间。
在该情况下，移动到正面电极集流器14的载流子跳到导电颗粒64，然后再跳到互连器20，如图5中的箭头所示。此外，跳到导电颗粒64的载流子可以跳到相邻的导电颗粒64，如图5中的箭头所示。换言之，移动到正面电极集流器14的载流子沿着如图5中的箭头所示地移动，然后移动到互连器20。
可以适当地设置导电颗粒64之间的距离，使得载流子可以在相邻导电颗粒64之间跳跃。通过适当地调整散布在树脂62中的导电颗粒64的尺寸或数量，可以设置导电颗粒64之间的距离。
因此，移动到正面电极集流器14的载流子通过导电颗粒64而传输到互连器20。
另选地，导电颗粒64可以直接接触正面电极集流器14和互连器20中的一个或二者。
例如，如图6所示，导电颗粒64可以直接接触正面电极集流器14和互连器20中的每一个，并且可能由于在跨接处理期间施加的压力而弹性地变为椭圆形。因此，如图3所示，优选的、但并非必须的是，导电粘合膜60的宽度W1大于导电粘合膜60的厚度T1。
在图6所示的结构中，由于移动到正面电极集流器14的载流子通过导电颗粒64直接传送到互连器20，所以，图6所示的结构中的电流比图5所示的结构中的电流更平稳地流动。
如图6所示，相邻的导电颗粒64可以相互物理接触，使得移动到正面电极集流器14的载流子充分传送到互连器20。此外，至少两个导电颗粒64位于正面电极集流器14上。
正面电极集流器14、导电粘合膜60和互连器20中的每一个的宽度可以变化。
在本发明的示例实施方式中，如图5至图10所示，导电粘合膜60的宽度被称为第一宽度W1，互连器20的宽度被称为第二宽度W2，而正面电极集流器14的宽度被称为第三宽度W3。
如图5和图6所示，导电粘合膜60的第一宽度W1、互连器20的第二宽度W2、和正面电极集流器14的第三宽度W3彼此基本相等(即，W1＝W2＝W3)。在这种情况下，当利用导电粘合膜60进行跨接处理时，可以非常精确地进行对准处理。因此，正面电极集流器14的第三宽度W3可以等于或小于大约2.0mm。
此外，如图7所示，第一宽度W1和第二宽度W2可以彼此基本相等，并且第一宽度W1和第二宽度W2可以大于第三宽度W3。在这种情况下，优选的、但并非必须的是，第一宽度W1和第二宽度W2等于或小于第三宽度W3的大约1.5倍。
当第一宽度W1大于第三宽度W3时，导电粘合膜60的一部分接合到正面电极集流器14的侧面的与基板11的表面(即，防反射层15的表面)相距距离G2的部分。距离G2等于或大于正面电极集流器14的突出厚度T2的大约0.1倍。
此外，如图8所示，第一宽度W1可以小于第二宽度W2，并且可以基本等于第三宽度W3。在这种情况下，第二宽度W2等于或小于第一宽度W1和第三宽度W3的大约1.5倍。
此外，如图9所示，第一宽度W1可以小于第二宽度W2，并且可以大于第三宽度W3。在此情况下，第二宽度W2等于或小于第一宽度W1和第三宽度W3的大约1.5倍。此外，导电粘合膜60的一部分接合到正面电极集流器14的侧面的与基板11的表面(即，防反射层15的表面)相距距离G2的部分。距离G2等于或大于正面电极集流器14的突出厚度T2的大约0.1倍。
此外，如图10所示，第二宽度W2可以基本等于第三宽度W3，并且第二宽度W2和第三宽度W3可以大于第一宽度W1。在此情况下，第二宽度W2和第三宽度W3等于或小于第一宽度W1的大约1.5倍。
其它导电粘合膜60接合到基板11的背面，并且互连器20沿着与导电粘合膜60的形成方向相同的方向接合到导电粘合膜60的背面。在这种情况下，互连器20的一半部分电连接到相邻的太阳能电池10的正面电极集流器14。因此，相邻的太阳能电池10彼此电连接。
对于太阳能电池的基板的背面，如图11所示，在利用导电粘合膜60将基板11接合到互连器20的状态下，树脂62可以位于导电颗粒64和基板11之间并且位于导电颗粒64和互连器20之间。当导电粘合膜60的厚度T1基本等于或略大于背面电极16的厚度T3(即，T1≥T3)时，可能出现这样的情况。
然而，如上所述，即使树脂62位于导电颗粒64和基板11之间并且位于导电颗粒64和互连器20之间，通过背面场层17的载流子可以跳到导电颗粒64，然后可以再跳到互连器20。因此，通过背面场层17的载流子沿着图11所示的箭头移动，然后移动到互连器20。
在这种情况下，可以适当地设置导电颗粒64之间的距离。通过适当地调整树脂62中散布的导电颗粒64的数量或大小，可以设置导电颗粒64之间的距离。
互连器20的宽度W2可以基本等于或大于间隔G1的宽度W4(即，W2≥W4)。用图11所示的虚线示出其中互连器20的宽度W2大于间隔G2的宽度W4的示例。
如上所述，当互连器20的宽度W2大于间隔G1的宽度W4时，如果导电粘合膜60的厚度T1等于背面电极16的厚度T3，则互连器20的一部分接触电极部16a的一部分。
然而，如图12所示，当导电粘合膜60的厚度T1大于背面电极16的厚度T3时，在跨接处理期间导电粘合膜60可以接合到电极部16a的一部分。因此，在这种情况下，互连器20或者互连器20的一部分不直接接触电极部16a，并且导电粘合膜60可以位于互连器20和电极部16a之间。
另选地，如图13所示，导电颗粒64可以直接接触基板11和互连器20中的一个或两者。当导电粘合膜60的厚度T1小于背面电极16的厚度T3(即，T1＜T3)时，可以产生这种情况。
如上所述，当导电粘合膜60的厚度T1小于背面电极16的厚度T3时，互连器20的宽度W2可以等于或小于间隔G1的宽度W4(即，W2≤W4)，使得互连器20的全部区域充分接触导电粘合膜60。
如图13所示，导电颗粒64可能由于在跨接处理期间施加的压力而变形为椭圆形。因此，优选的、但并非必须的是，导电粘合膜60的宽度W1大于导电粘合膜60的厚度T1。
在图13所示的结构中，由于穿过背面场层17的载流子直接通过导电颗粒64而传送到互连器20，所以电流流动得比图11所示的结构更平稳。
可以利用除了上述方法之外的方法来制造包括电极部16a的背面电极16。
例如，可以利用其中形成有间隔G1的掩模来制造包括电极部16a的背面电极16，而无需单独进行通过去除背面电极16的一部分来形成间隔G1的处理。
然而，在这种情况下，在烘焙导电膏的处理期间形成的背面场层17具有与背面电极16相同的图案。
换言之，仅在基板11的存在电极部16a的部分上、而不在基板11的存在间隔G1的部分上形成背面场层17。图13示出仅在基板11的存在电极部16a的部分上形成背面场层17的示例。
在图13所示的结构中，来自基板11的载流子通过导电粘合膜60的导电颗粒而传送到互连器20。因此，由于背面电极集流器不是必须的，所以可以减少形成背面电极集流器所需要的处理和成本。
此外，当利用导电粘合膜60将基板11直接连接到互连器20时，可以在例如140℃至180℃的较低温度下进行跨接处理。如上所述，当在较低温度下进行跨接处理时，与在较高温度(例如，等于或高于220℃的温度)下利用焊接进行跨接处理的情况相比，可以更充分或更稳定地防止或降低基板的弯曲现象和损坏。
此外，因为没有使用焊剂(flux)，所以可以均匀地保持互连器20和基板11之间的粘合强度，并且可以防止或减少不对齐的现象。因此，可以防止或减少其输出减小。
以下参照图14至图15C来说明根据本发明第二示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池。由于除了互连器的结构之外，根据本发明第二示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池与第一示例实施方式基本相同，所以，以下在第二示例实施方式中仅说明互连器。
使用互连器21来将两个相邻的太阳能电池彼此电连接。更具体地说，互连器21的一半部分电连接到在互连器21的纵向方向的一个太阳能电池的正面电极集流器，并且互连器21的剩余一半部分电连接到与所述一个太阳能电池相邻的另一太阳能电池的基板的背面。
根据本发明第一示例实施方式的太阳能电池板中使用的互连器20的两个表面都是平坦表面。因此，当背面电极16的电极部16a之间的间隔较窄时，在跨接设备的接头的宽度大于该间隔的宽度时以及在电极部16a的厚度大于导电粘合膜60的厚度时，进行跨接处理时可能产生困难。结果，由于没有施加足够的热量和压力，所以不能充分实现通过导电颗粒的电连接。
为了解决上述问题，优选的但并非必须的是，增加电极部16a之间的间隔，使 得能够充分进行跨接处理。然而，当电极部16a之间的间隔增加时，太阳能电池的输出可能减小。
因此，根据本发明第二示例实施方式的互连器21沿着其纵向方向具有不同的厚度，由此可以解决或者处理上述问题。
更具体地说，互连器21的一个表面可以是平坦表面，并且与该平坦表面相对的表面可以是在离开(或背离)该平坦表面的方向上突出的非均匀表面。
如图14所示，互连器21的非均匀表面可以是弯曲表面。此外，如图15A至图15C所示，可以利用弯曲表面或平坦表面中的至少一个或者利用平坦表面和倾斜表面中的至少一个来形成互连器21的非均匀表面。可以将诸如起伏表面的其它形状用于互连器21。
可以仅由导电金属22形成互连器21，如图14所示。此外，可以由导电金属22和包围导电金属22的焊接剂23来形成互连器21，如图15A至图15C所示。
可以在互连器21的整个长度上或者可以仅在互连器21的接合到基板的背面的一部分中形成互连器21的非均匀表面。因此，当仅在互连器21的接合到基板的背面的一部分中形成互连器21的非均匀表面时，互连器21的接合到正面电极集流器的一部分的两个表面是平坦表面。
在导电粘合膜应用并按压在所述背面电极之间的间隔中的状态下，具有上述结构的互连器位于导电粘合膜的背面上，然后，利用跨接设备来执行跨接处理。在这种情况下，不管跨接设备的接头的宽度、背面电极之间的间隔以及背面电极的厚度如何，都可以精确地执行跨接处理。
以下参照图16至图21来说明根据本发明第三示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池。由于第三示例实施方式中的基板的背面中的电极结构和跨接结构与第一示例实施方式基本相同，所以可以简要地进行进一步说明或者可以完全省略进一步说明。以下将说明根据第三示例实施方式的基板的正面上的电极结构和跨接结构。
图16是示出根据本发明第三示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池的结构的分解立体图。图17至图19是示出图16所示的太阳能电池板中的太阳能电池的各种组装结构的截面图。图20和图21是太阳能电池的基板的正面的平面图，示出正面电极的各种结构。
用相同的附图标记表示第一示例实施方式和第三示例实施方式中所述的相同或 等效的结构和部件，并且可以简要进行进一步说明或者可以完全省略进一步说明。
如图16所示，与第一示例实施方式不同，仅有多个正面电极13位于基板11的射极层12上。换言之，第三示例实施方式的太阳能电池中没有形成正面电极集流器。
多个导电粘合膜60沿着与正面电极13交叉的方向位于基板11的正面上。多个导电粘合膜60中的每一个包括树脂62和散布在树脂62中的多个导电颗粒64。
通过在例如140℃至180℃的较低温度进行的处理，将导电粘合膜60沿着与正面电极13交叉的方向接合到各个正面电极13的一部分。因此，导电粘合膜60的一部分直接接触正面电极13的部分，并且导电粘合膜60的其余部分直接接触防反射层15。因此，导电粘合膜60位于正面电极13和互连器20之间，而没有中间层，并且/或者导电粘合膜60位于防反射层15和互连器20之间，而没有中间层。因此，导电粘合膜60直接接合到(或者接触)正面电极13(和/或防反射层15)和互连器20。
各个正面电极13包括接合到导电粘合膜60的第一部分13a和没有接合到导电粘合膜60的第二部分13b。
互连器20沿着与导电粘合膜60的形成方向相同的方向接合到导电粘合膜60的正面，该导电粘合膜60接合到正面电极13的第一部分13a。互连器20是还接合到相邻太阳能电池的基板的背面的互连器。
如图17所示，在正面电极13利用导电粘合膜60而接合到互连器20的状态下，树脂62可以位于导电颗粒64和正面电极13之间以及位于导电颗粒64和互连器20之间。
在该情况下，移动到正面电极13的载流子跳到导电颗粒64，然后再跳到互连器20。此外，跳到导电颗粒64的载流子可以跳到相邻的导电颗粒64。因此，移动到正面电极13的载流子沿着如图17中所示的箭头所示地移动，然后移动到互连器20。
可以适当地设置导电颗粒64之间的距离，使得载流子可以在相邻的导电颗粒64之间跳跃。通过适当地调整散布在树脂62中的导电颗粒64的尺寸或数量，可以设置导电颗粒64之间的距离。
因此，移动到正面电极13的载流子通过导电颗粒64而传送到互连器20。
此外，如图18所示，导电颗粒64可以直接接触正面电极13和互连器20中的一个或两个。在图18所示的结构中，由于移动到正面电极13的载流子通过导电颗粒64而直接传送到互连器20，所以图18所示的结构中的电流比图17所示的结构中的 电流更平稳地流动。
导电粘合膜60的没有接合到正面电极13的第一部分13a的剩余部分直接接触射极层12上的防反射层15。
导电粘合膜60的厚度T1可以比正面电极13的突出厚度更大，使得导电粘合膜60和互连器20彼此充分接合。在这种情况下，由于导电粘合膜60的正面是平坦表面，所以导电粘合膜60和互连器20彼此充分接合。
由于正面电极13的厚度通常等于或小于大约15μm，所以正面电极13的突出厚度T2小于大约15μm。因此，根据太阳能电池板中将要使用的太阳能电池的规范，导电粘合膜60的厚度T1可以是大约15μm至60μm。
此外，如图19所示，导电粘合膜60可以具有高度差。相邻的导电颗粒64可以彼此物理接触，使得移动到正面电极13的载流子充分传送到互连器20。此外，正面电极13上可以存在至少两个导电颗粒64。
当导电粘合膜60具有高度差时，互连器20可以具有与导电粘合膜60相同的高度差。互连器20可以具有其表面由于导电颗粒64而突出的部分。
如图19所示，导电颗粒64可能由于在跨接处理期间施加的压力而变形为椭圆形。
在图17和图18所示的结构中，第一部分13a的宽度W5基本等于第二部分13b的宽度W6。另选地，在本发明的其它实施方式中，正面电极13的第一部分13a和第二部分13b可以具有不同的宽度。
如图20所示，第一部分13a的宽度W5大于第二部分13b的宽度W6。当第一部分13a的宽度W5大于第二部分13b的宽度W6时，提高了导电粘合膜60和正面电极13之间的粘合强度，并降低了导电粘合膜60和正面电极13之间的接触电阻。因此，防止或降低了其输出减少。
具有大于第二部分13b的宽度W6的宽度W5的第一部分13a可以仅形成在位于预定行的正面电极13中，并且与第二部分13b具有相同宽度的第一部分13a可以形成在位于其余行的正面电极13中。例如，如图20所示，位于偶数编号的行上的各个正面电极13可以包括具有大于第二部分13b的宽度W6的宽度W5的第一部分13a，并且位于奇数编号的行上的各个正面电极13可以包括与第二部分13b具有相同宽度的第一部分13a。
可以仅仅在位于奇数编号的行上的正面电极13中形成具有大于第二部分13b的宽度W6的宽度W5的第一部分13a，并且/或者具有大于第二部分13b的宽度W6的宽度W5的第一部分13a可以具有除了图20中示出的形状以外的各种形状。例如，各种形状可以包括三角形或半圆形。
第一部分13a形成为基于正面电极13而上下对称的方式，并在正面电极13的纵向方向上具有预定长度L。优选的、但并非必须的是，第一部分13a的预定长度L1等于或小于导电粘合膜60的宽度W1，由此提高导电粘合膜60和正面电极13之间的粘合强度，并降低导电粘合膜60和正面电极13之间的接触电阻。
当导电粘合膜60的宽度W1小于大约1mm时，接触电阻增加。当导电粘合膜60的宽度W1大于大约20mm时，光接收表面积下降。因此，导电粘合膜60的宽度W1可以是大约1mm至20mm。
因此，可以基于太阳能电池的规范，在导电粘合膜60的宽度W1的范围内适当地设置第一部分13a的预定长度L1。
另选地，如图21所示，位于全部行上的各个正面电极13都可以包括宽度W5大于第二部分13b的宽度W6的第一部分13a。
相邻的第一部分13a可以彼此相对地突出。相邻的第一部分13a可以在相同方向上突出。在本发明的本实施方式中，第一部分13a在一侧从正面电极13或者从正面电极13的中间部分向外延伸。因此，沿着一行的正面电极13的长度，仅在正面电极13的一侧上存在第一部分13a。在图21所示的本发明的实施方式中，相邻的正面电极13的第一部分13a彼此面对。但是在其它实施方式中，相邻的正面电极13的第一部分13a可以分别位于同一侧上，使得第一部分13a将全部朝向同一侧，例如，图21中的向下或向上。在本发明的实施方式中，第一部分13a是在正面电极13的一侧或两侧从正面电极13延伸的翼部(flap)。
在该示例实施方式中，由于不需要形成正面电极集流器和背面电极集流器，所以可以进一步降低或消除形成集流器所需要的处理和成本。
此外，可以防止或减少基板的弯曲现象或损坏，并且可以防止或减少其输出减小。
图22是示出根据本发明第四示例实施方式的太阳能电池板中的太阳能电池的结构的分解立体图。
在第四示例实施方式中，钝化层19位于基板11的背面，包括电连接到基板11的多个背面电极16的多个背面电极导电层16’位于钝化层19的背面上，并且背面场层18’位于背面电极导电层16’和基板11之间。
基板11的背面上的钝化层19减少了载流子在基板11的表面周围的重组率，并通过增加穿过基板11的光的内部反射而增加了穿过基板11的光的重入射率。钝化层19具有单层结构或多层结构。
背面电极导电层16’位于钝化层19的没有接合导电粘合膜60的区域。背面电极导电层16’可以由诸如铝的导电材料形成。可以使用其它材料。
背面电极导电层16’穿过钝化层19，并包括电连接到基板11的一部分的多个背面电极16。
如图22所示，多个背面电极16以预定距离(例如，以大约0.5mm至1mm的距离)彼此间隔开，并电连接到基板11。背面电极16的横截面例如可以具有诸如圆形、椭圆形和多边形的各种形状。按与正面电极13相同的方式，各个背面电极16可以具有在电连接到基板11的同时沿着一个方向延伸的条带形状。具有条带形状的背面电极16的数量小于具有诸如圆形、椭圆形和多边形的形状的背面电极16的数量。
背面电极16收集移动到基板11的载流子(例如空穴)，并将载流子传送到背面电极导电层16’。
各个背面电极16的与基板11接触的一部分可以仅包含背面电极导电层16’的形成材料，或者可以包含钝化层19的形成材料和基板11的形成材料以及背面电极导电层16’的形成材料。
背面电极16和基板11之间的背面场层18’是比基板11掺杂了更多的与基板11相同的导电类型的杂质的区域(如，p+型区域)。
当背面电极16按与正面电极13相同的方式具有在电连接到基板11的同时沿着一个方向延伸的条带形状时，背面场层18’可以按与背面电极16相同的方式具有条带形状。
可以通过如下步骤来形成背面电极16和背面场层18’：在钝化层19上形成背面电极导电层16’；在预定的区域中应用激光束以形成背面电极导电层16’、钝化层19和基板11的熔化的混合物；并且在大约750℃至800℃的温度烘焙基板11。
虽然已参照多个示例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2010年8月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2010-0079240的优先权和利益，在此通过引用并入其全部内容。
Claims (20)
1.一种太阳能电池板，该太阳能电池板包括：
多个太阳能电池，各个太阳能电池包括：基板；形成在所述基板的正面上并且包括正面电极或所述正面电极和正面电极集流器的电极部；和位于所述基板的与光接收表面相对的背面上的多个背面电极，所述多个背面电极有间隔地彼此间隔开以暴露所述基板；
多个导电粘合膜，每个导电粘合膜包括树脂和散布在所述树脂中的多个导电颗粒，所述导电粘合膜位于所述基板的通过所述间隔而暴露的所述背面上；以及
多个互连器，其将所述太阳能电池彼此电连接，
其中，间隔的数量与导电粘合膜和互连器的数量分别相等，
其中，背面电极的数量比导电粘合膜和互连器的数量分别大1，并且
其中，各个互连器的一部分电连接到形成在所述互连器的纵向方向的一个太阳能电池的基板的所述正面上的所述电极部，并且所述各个互连器的剩余部分直接接触所述导电粘合膜的背面，所述背面与接触与所述一个太阳能电池相邻的另一个太阳能电池的所述基板的表面相反。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池板，其中，所述导电粘合膜直接接触所述基板的所述背面。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池板，该太阳能电池板还包括位于所述基板的所述背面的背面场层。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池板，其中，所述背面场层按照与所述背面电极相同的图案形成。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池板，其中，所述背面场层形成在所述基板的所述背面的存在所述多个背面电极的区域中、以及所述基板的所述背面的存在所述间隔的区域中。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池板，其中，所述导电粘合膜和至少一个背面电极具有基本相同的厚度。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池板，其中，所述互连器和所述间隔具有基本相同的宽度。
8.根据权利要求6所述的太阳能电池板，其中，所述互连器和所述间隔具有不同的宽度。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池板，其中，所述导电粘合膜和至少一个背面电极具有不同的厚度。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池板，其中，所述互连器和所述间隔具有基本相同的宽度。
11.根据权利要求9所述的太阳能电池板，其中，所述互连器和所述间隔具有不同的宽度。
12.根据权利要求1所述的太阳能电池板，其中，所述多个导电颗粒中的至少一个直接接触所述基板和所述互连器中的至少一个。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池板，其中，所述多个导电颗粒彼此电连接。
14.根据权利要求12所述的太阳能电池板，其中，所述多个导电颗粒直接接触所述基板和所述互连器中的每一个。
15.根据权利要求12所述的太阳能电池板，其中，各个太阳能电池还包括：射极层，其位于所述基板的光接收表面上；所述正面电极，其电连接到所述射极层；以及防反射层，其位于所述射极层的不存在所述正面电极的部分上。
16.根据权利要求15所述的太阳能电池板，其中，各个太阳能电池还包括沿着与所述正面电极交叉的方向位于所述射极层上的所述正面电极集流器。
17.根据权利要求1所述的太阳能电池板，其中，所述树脂位于所述多个导电颗粒和所述基板之间、以及所述多个导电颗粒和所述互连器之间。
18.根据权利要求17所述的太阳能电池板，其中，所述多个导电颗粒彼此电连接。
19.根据权利要求17所述的太阳能电池板，其中，各个太阳能电池还包括：射极层，其位于所述基板的光接收表面上；所述正面电极，其电连接到所述射极层；以及防反射层，其位于所述射极层的不存在所述正面电极的部分上。
20.根据权利要求19所述的太阳能电池板，其中，各个太阳能电池还包括沿着与所述正面电极交叉的方向位于所述射极层上的正面电极集流器。
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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 | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150916 Termination date: 20201228 |