CN103928563B - 用于光伏组件的集成式背板组装件 - Google Patents

用于光伏组件的集成式背板组装件 Download PDF

Info

Publication number
CN103928563B
CN103928563B CN201310008721.2A CN201310008721A CN103928563B CN 103928563 B CN103928563 B CN 103928563B CN 201310008721 A CN201310008721 A CN 201310008721A CN 103928563 B CN103928563 B CN 103928563B
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulating barrier
conductive metal
perforate
stripping pad
metal circuitry
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.)
Active
Application number
CN201310008721.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103928563A (zh
Inventor
雷长明
刘泽琳
穆敏芳
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.)
DuPont Electronics Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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 EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Priority to CN201310008721.2A priority Critical patent/CN103928563B/zh
Priority to US14/151,120 priority patent/US9882078B2/en
Publication of CN103928563A publication Critical patent/CN103928563A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103928563B publication Critical patent/CN103928563B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/04—Semiconductor 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
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical 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
    • H01L31/0516—Electrical 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 specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/04—Semiconductor 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
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/049—Protective back sheets
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1056—Perforating lamina
    • Y10T156/1057—Subsequent to assembly of laminae

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了形成用于光伏组件的背板组装件的方法，所述光伏组件具有包括背侧电触头的多个太阳能电池，所述方法包括：提供基板；将导电金属电路与所述基板粘合；将多个剥离垫以图案式样与所述金属电路粘合；将绝缘层与所述金属电路粘合；在所述剥离垫上方在所述绝缘层中以图案式样形成多个开孔；和将所述开孔填充导电材料，所述导电材料与所述导电金属电路电接触。本发明还提供用于形成具有该背板组装件的光伏组件的方法。本发明还提供背板组装件和使用所述背板组装件制得的光伏组件。

Description

用于光伏组件的集成式背板组装件
技术领域
本发明涉及用于制造光伏组件的集成式背板和背板组装件，涉及用于制造所述集成式背板和封装组装件的方法，并涉及用于制造具有所述集成式背板和封装组装件的背接触式光伏组件的方法。
背景技术
光伏电池将辐射能，例如太阳光转化为电能。实践中，以串联或并联将多个光伏电池电连接在一起，并在光伏组件或太阳能组件中保护多个光伏电池。
光伏组件通常依次包括透光性基板或前板、封装层、活性光伏电池层、另一封装层和背板。透光性基板通常是玻璃或耐久的透光性聚合物膜。封装层将光伏电池层与前板和背板粘合，它们密封和保护光伏电池，使其避免水分和空气，并且它们保护光伏电池，防止物理损坏和化学侵蚀。封装层通常由热塑性或热固性树脂，例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)构成。光伏电池层是将太阳光转化为电流的任何类型的光伏电池，例如单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、微晶硅太阳能电池、无定形硅基太阳能电池、二硒化铜铟(镓)太阳能电池、碲化镉太阳能电池、复合半导体太阳能电池、染料敏化太阳能电池等。背板为组件提供结构支持，它对组件电绝缘，并且它有助于保护太阳能电池、组件配线和其他部件，避免包括热、水蒸气、氧气和UV辐射的自然因素的侵袭。经过可能长达数十年的光伏组件使用期，组件层需要保持完整，并相互粘合。
光伏电池在光伏电池的正面和背侧上已具有电触头(electricalcontacts)。但是，在光伏电池接受阳光的正面上的触头可造成高达10%的阴影损失。在背触式太阳能电池中，所有电触头被移至光伏电池的背侧。随着正极和负极电触头在光伏电池背侧，电路就需要为光伏电池背部上的正极性和负极性电触头提供电连接。
在背触式光伏组件中，在太阳能组件的层合过程中，具有图案式样化电路的集成式背板与光伏电池上的背触头电连接。背板10示于图1a，其中金属箔粘合在背板基板14的表面上。金属箔，例如铜箔或铝箔通过蚀刻、模切割或其他工艺图案式样化以形成一个或多个导电电路12a、12b、12c和12d。如图1b所示，通常通过在导电电路上方层合或丝网印刷聚合材料以在箔电路上方形成层间介电(ILD)层16。开孔18形成于ILD中，通过其，光伏电池上的背电触头与金属箔电路接触。图1c中显示的热塑性或热固性封装层20(通常是EVA层)被置于ILD层上方，其具有在对应ILD中开孔的位置上形成或钻孔而成的开孔。导电粘合剂被放置在ILD和封装层的开孔中。如图1d中以示意形式显示的，使用取放技术(pickandplacetechnology)将背接触光伏电池22a、22b和22c置于封装层上，其中正极性和负极性触头的位置在所示太阳能电池的背侧上。光伏电池上的背触头与插入ILD和封装层中的开孔的导电粘合剂对齐。例如在热压机中，通过加热导电粘合剂，由导电粘合剂使光伏电池上的背触头粘合并电连接至背板上的金属电路。如图1d所示，一个太阳能电池的正极性触头通过金属电路与相邻太阳能电池的负极触头串联电连接。
将ILD和/或封装层的开孔与导电电路对齐，将导电粘合剂插入对齐的开孔中，然后将背接触式太阳能电池的电触头与封装层和ILD层的开孔对齐，这些操作由于封装层和/或ILD层的拉伸、膨胀、收缩和其他柔性而变得困难。对用于背接触式光伏组件的集成式背板和封装的组装件存在需求，要求其中封装层和/或IDL层中的开孔更容易且更可靠地与集成式背板的导电电路对齐，并与背接触式太阳能电池的背侧上的电触头对齐。
发明内容
本发明提供了形成用于光伏组件的背板组装件的方法，所述光伏组件具有多个太阳能电池，其具有背侧电触头。所述方法包括提供具有背表面和前表面的基板；将导电金属电路与所述基板的前表面粘合；将多个剥离垫参照图案式样与所述导电金属电路粘合；在所述导电金属电路和所述剥离垫上方将绝缘层与所述导电金属电路粘合；在所述绝缘层中参照图案式样形成多个开孔，所述图案式样对应所述剥离垫与所述导电金属电路粘合的图案式样；和将所述绝缘层中的所述多个开孔填充导电材料，使得所述导电材料与所述导电金属电路电连接。在一个实施方案中，在剥离垫上方，通过在绝缘层中钻孔形成所述绝缘层中的开孔，例如通过机械钻孔或激光钻孔。在另一个实施方案中，通过切割所述绝缘层，在所述绝缘层中形成多个切割部分(cutsections)以形成所述绝缘层中的开孔，所述切割部分布置在相应的剥离垫上方，并由所述绝缘层中的切口(cut)限定，然后从所述绝缘层中移除所述绝缘层中的切割部分。切割所述绝缘层以形成多个切割部分可通过模具切割、激光切割或轧压进行。
在一个优选实施方案中，所述剥离垫由聚合物构成。所述剥离垫可丝网印刷在所述导电金属电路上。可选地，可通过将聚合物层流延、挤出或层合在所述导电金属电路上，切割所述聚合物层以在所述聚合物层中形成剥离垫，并移除所述剥离垫之间和周围的聚合物层部分以形成所述剥离垫。
在一个优选实施方案中，所述绝缘层包括聚合物绝缘层。所述聚合物绝缘层可被挤出、层合或流延在所述的导电金属电路上。所述绝缘层可包含两个或更多个层，例如与所述导电金属电路粘合的ILD和与所述ILD粘合的封装层。
在所公开的方法中，所述剥离垫可由导电材料构成，并且所述剥离垫和所述导电金属电路之间的剥离强度大于所述剥离垫和所述绝缘层之间的剥离强度，使得移除在所述剥离垫上方的所述绝缘层的切割部分而留下与所述导电金属电路粘合的所述剥离垫。在可选的实施方案中，所述剥离垫由聚合物剥离膜构成，并且所述剥离垫和所述导电金属电路之间的剥离强度小于所述剥离垫和所述绝缘层之间的剥离强度，使得移除所述剥离垫上方的所述绝缘层的切割部分，同样也从所述导电金属电路移除所述剥离垫。
在一个所公开的实施方案中，在使用导电材料填充绝缘层中的多个开孔的步骤中，所述导电材料是多个导电固体物(solidobjects)，其插入所述绝缘层中的开孔中。在另一个实施方案中，所述导电材料是液体、熔体或粉末形式的导电粘合剂。在一个优选实施方案中，所述导电粘合剂是用导电金属颗粒填充的聚合物。
本发明还提供用于形成背接触式光伏组件的方法，其中提供如上讨论的背板组装件。提供多个具有受光侧和相反的背侧的背接触式太阳能电池，其中所述背接触式太阳能电池在它们的背侧上各具有多个电触头，其图案式样对应填充有导电材料的所述绝缘层中的开孔的图案式样。多个太阳能电池的背侧与绝缘层粘合，使得所述太阳能电池的背侧上的电触头通过所述绝缘层中的开孔中的导电材料与所述导电电路电接触。
本发明还提供了用于具有多个太阳能电池的背板组装件，所述太阳能电池各具有背侧电触头。所述组装件包括：具有背表面和前表面的基板；与所述基板前表面粘合的导电金属电路；以图案式样与所述导电金属电路粘合的多个导电剥离垫；在所述导电金属电路上方的绝缘层；和在所述剥离垫上方的所述绝缘层中的多个开孔，所述开孔填充有导电材料，并且其图案式样对应与导电电路粘合的剥离垫的图案式样。
本发明还提供了包括所述背板组装件的背接触式光伏电池。所述组件具有多个背接触式太阳能电池，其包括受光侧和相反的背侧。所述背接触式太阳能电池在它们的背侧各具有多个电触头，其图案式样对应填充有导电材料的绝缘层中的开孔的图案式样。所述多个太阳能电池的背侧与所述绝缘层粘合，使得所述太阳能电池的背侧上的电触头通过所述绝缘层中的开孔中的导电材料与所述导电电路电接触。
附图说明
下面将参照以下附图进行详细说明，附图不按比例绘制，并且其中相同的标记表示相同的元件：
图1a-1c是用于背接触式光伏组件的常规集成式背板组装件的平面图；
图1d显示图1c的背板组装件上方设置的背接触式太阳能电池的位置，显示背侧电触头的位置。
图2是基板的横截面图，其上粘合导电金属电路。
图3是包括基板、导电金属电路和在金属电路的表面上形成的剥离垫的组装件的平面图。
图4是沿线4-4的图3组装件的横截面图。
图5a是显示组装件上方放置绝缘层的图4组装件的横截面图。
图5b是组装件上方放置多个层的图4组装件的横截面图。
图6a是显示其他步骤的图5a组装件的横截面图。
图6b是显示可选的其他步骤的图5a组装件的横截面图。
图7是显示其他步骤的图6A组装件的横截面图。
图8是包括图7组装件的光伏组件的横截面图。
发明详述
在所适用的专利法所允许的程度下，将本文提到的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献以其全部内容援引加入本文。
本文的材料、方法和实施例仅是说明性的，并且本发明的范围应仅由权利要求决定。
定义
本文使用以下定义进一步限定和描述本公开。
本文中所用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“有”、“含有”或其任何其他变体意在涵盖非排它性的包括。例如，包含一系列要素的组合物、工艺、方法、制品或设备并不一定只限于那些要素，而是还可以包含这些组合物、工艺、方法、制品或设备所未明确列举的要素或所固有的其他要素。此外，除非明确表示相反含义，“或者(或)”是指包容性的“或者(或)”，而非排它性的“或者(或)”。例如，以下任一条件都适用条件A“或”B：A是真(或存在)并且B是假(或不存在)，A是假(或不存在)并且B是真(或存在)，以及A和B均为真(或存在)。
本文中所用的术语“一”或“一个/种”包括“至少一个/种”和“一个/种或多于一个/种”。
除非另外说明，所有的百分数、份数、比例等都以重量计。
当术语“约”用于描述数值或范围的端点值时，所公开的内容应理解为包括所指的具体值或端值。
本文中所用的术语“板”、“层”和“膜”可以它们的广义互换使用。“前板”是在朝向光源的光伏组件一面上的板、层或膜，并且也可描述为入射层。由于其位置，通常希望前板对于所需的入射光具有高透光率。“背板”是背对光源的光伏组件一面上的板、层或膜，并且通常是不透光的。在一些情况中，从装置的两面接收光(例如双面装置)是理想的，在该情况中，组件可在装置的两个面上都具有透光层。
“封装”层用于围封易碎的产生电压的光伏层，以避免其受环境损坏和物理损坏，并且将其固定在光伏组件中。封装层可位于太阳能电池层和前入射层之间，位于太阳能电池层和背板之间或两者皆可。用于封装层的合适的聚合物材料通常具有例如高透光性、高抗冲击性、高耐渗透性、高耐湿气性、良好的耐紫外(UV)光性、良好的长期热稳定性、良好的长期耐候性和对前板、背板、其他的硬性聚合物板和太阳能电池表面的充分粘合强度的性质组合。
“层间介电(ILD)”层是一层具有低介电常数k的材料，其用于电隔离在多个电路或装置，例如光伏组件的水平中排列的位置紧密的导电层或线。
本文所使用的术语“光活性”和“光伏性”可互换使用，并且表示将辐射能(例如光)转化为电能的性质。
本文所使用的术语“光伏电池”或“光活性电池”或“太阳能电池”是指将辐射能(例如光)转化为电能的电装置。光伏电池包括光活性材料层，其可以是有机或无机半导体材料，所述材料能够吸收辐射能，并将其转化为电能。本文中所使用的术语“光伏电池”或”光活性电池”或“太阳能电池”包括具有任何类型的光活性层的光伏电池，所述光活性层包括晶体硅、多晶硅、微晶硅和无定形硅基的太阳能电池、二硒化铜铟(镓)太阳能电池、碲化镉太阳能电池、复合半导体太阳能电池、染料敏化太阳能电池等。
本文所使用的术语“背接触式太阳能电池”是指在其背侧具有正极性触头和负极性触头的太阳能电池，其包括金属绕穿型(MWT)、金属绕卷型(MWA)、射极绕穿型(EWT)和射极绕卷型(EWA)、以及叉背接触式(IBC)太阳能电池。
本文所使用的术语“光伏组件”或“太阳能组件”或“太阳能电池组件”(亦简称为“组件”)表示在一侧上由透光性前板保护和在相反面由电绝缘的保护性背板保护的至少一个光伏电池。
本文所使用的术语“模切割”是指一种制造方法，其中一个或多个理想形状的叶片切割一个或多个材料层以产生材料的经切割形状，所述材料例如是木料、纸、金属或织物，并且其包括在平面、滚动或多步骤的压机上实施的模切割、以及通过激光的模切割。
本文所公开的是用于背接触式太阳能电池组件的集成式背板和组装件、用于形成该组装件的方法、使用该集成式背板和组装件制造的背接触式太阳能组件和用于形成该背接触式太阳能组件的方法。
所公开的集成式背板包括基板。所述基板具有背表面和前表面，其中当使用时，前表面朝向光源。所述基板可由无机材料、有机材料或无机和有机材料的组合构成。可用于形成基板的合适无机材料包括但不限于金属材料(例如铝箔、铝板、铜、钢、不锈钢等)、非金属无机材料(例如无定形材料(例如玻璃)和结晶性材料(例如石英))、无机化合物、陶瓷和矿物质(例如云母或石棉)。优选地，所述基板由用于光伏电池背板的聚合物材料，任选与其他材料一起构成。所述基板可包括在常规光伏组件中用作背板的聚合物膜、板或层合体。所述基板可例如由膜构成，所述膜由聚酯、氟聚合物、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、环状聚烯烃、丙烯酸、纤维素乙酸酯、丙烯酸酯聚合物，例如聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚(萘二甲酸乙二醇酯)、聚醚砜、聚砜、聚酰胺、环氧树脂、玻璃纤维增强性聚合物、碳纤维增强性聚合物、氯乙烯聚合物、聚偏氯乙烯、偏氯乙烯共聚物等中的一种或多种构成。集成式背板的基板还可包括多层如上所述聚合物膜。这些层可通过粘合剂在层间相互粘合，或通过加入一个或多个层的粘合剂以形成层合层或覆盖层。
聚酯膜和氟聚合物膜的层合体特别适用于所述基板。合适的聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚邻苯二甲酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸丙二醇酯、聚邻苯二甲酸丁二醇酯、聚邻苯二甲酸己二醇酯或以上的两种或更多种的共聚物或共混物。合适的氟聚合物包括聚氟乙烯(PVF)、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物及它们的组合物。在一个实施方案中，所述基板包括与PVF膜粘合的双轴取向的PET膜。在另一个实施方案中，所述基板包括聚酯膜和与聚酯膜的相反的两面粘合的两层氟聚合物膜。可选地，所述基板可包括单层聚合物板，例如合成性橡胶板或基于聚烯烃的板。
对于基板的厚度或各层基板的厚度没有特定限制。根据特定应用改变厚度。在一个优选实施方案中，所述基板包括厚度在10-50μm范围中的氟聚合物层，其与厚度为50-500μm的PET膜粘合。
各种已知的添加剂和填料可加入所述基板的聚合物层以满足各种不同需求。合适的添加剂可包括例如光稳定剂、UV稳定剂和吸收剂、热稳定剂、抗水解剂、光反射剂、阻燃剂、颜料、二氧化钛、染料、滑润剂、碳酸钙、二氧化硅和增强性添加剂，例如玻璃纤维等。对于基板层中的所述添加剂和填料的含量没有特定限制，只要所述添加剂对于基板层，或它们对集成式背板的其他层粘合性、或对于基板与导电金属电路的粘合性不产生不利影响。
所述基板的聚合物膜或板可包括一个或多个非聚合物层或涂层，例如金属、金属氧化物或非金属氧化物的表面涂层。该涂层有助于减少通过背板结构的水汽。在一个或多个聚合物膜上的该金属、金属氧化物或非金属氧化物层的厚度通常在之间，并且通常在之间，但可多至50μm厚。
在图2所示的实施方案中，基板110由多层构成。该层优选包括聚合物膜层和一个或多个粘合剂层。在图2显示的实施方案中，基板110包括外聚合物层108、粘合剂层106和另一聚合物层104。通常，外聚合物层108包括耐用型聚合物膜，例如上述的氟聚合物。粘合剂层106可包括但不限于反应性粘合剂(例如聚氨酯、丙烯酸、环氧、聚酰亚胺或硅酮粘合剂)和非反应性粘合剂(例如聚烯烃(包括乙烯共聚物)或聚酯)。聚合物层104优选是具有良好的湿气阻隔性和电绝缘性的另一聚合物膜，例如上述的聚酯膜。
所公开的集成式背板还包括与基板粘合的导电金属电路。所述导电金属电路可以是任何类型的电路，例如印刷金属电路或由与基板粘合的金属箔形成，并经蚀刻、模切，或其他方式形成一个或多个具有图案式样的导电电路。若导电电路由金属箔形成，则该箔优选是导电金属箔，例如铝、锡、铜、镍、银、金、锡包覆的铜、银包覆的铜、金包覆的铜、钢、因瓦合金及它们的合金的箔。由于成本和其他因素，最常选择铝箔和铜铝。箔的厚度可在约5-200微米，或优选10-150微米的范围。合适的箔的实例包括中国苏州的苏州福田金属有限公司的35微米厚的铜箔(型号：THE-T9FB)和OAK-MITSUILLC,HoosickFalls,NewYork,美国的35μm厚的MHT铜箔。通过粘结层，例如挤出型热塑性粘合剂，可使金属箔与基板粘合。优选的热塑性粘合剂包括乙烯共聚物、丙烯酸聚合物和共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚酯及所述聚合物的共混物。粘结层的厚度优选在约3-700μm的范围，并且更优选在约5-500μm的范围。如图2所示，通过粘结层111将导电金属电路102粘合于基板110。
剥离隔离垫放置在导电金属电路102的暴露面上。图3是导电金属电路102的平面图，剥离垫113放置在导电金属电路上。所述剥离垫优选由聚合物构成。在某些实施方案中，所述剥离垫由导电材料，例如导电粘合剂构成。在其他实施方案中，所述剥离垫由聚合物剥离膜，例如可从导电金属电路中拉下的聚酯膜构成。通过剥离垫材料自身的粘合性或通过放置在剥离垫和导电金属电路之间的粘合剂，例如压敏粘合剂可将所述剥离垫与导电金属电路粘合。在一个实施方案中，例如通过喷墨印刷或丝网印刷将所述剥离垫印刷在导电金属电路上。在另一个实施方案中，将聚合物剥离膜放置在导电电路上，例如通过模切、激光切割或其他机械切割从放置好的膜上切下剥离垫，并将经切割的剥离垫之间剩余的膜从导电金属电路上剥离而留下如图3所示的剥离垫113。图4显示沿图3中的线4-4的图3组装件的横截面图。
所述剥离垫必须足够厚，以便当从导电金属电路上剥离时，或当另一聚合物从所述剥离垫的表面上剥离时保持完整。所述剥离垫的厚度优选在约3-1000μm的范围，并且更优选在5-500μm的范围。
可用于制造可剥离的聚合物膜的任何聚合物材料可用于制造所述剥离垫。优选的聚合物包括聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚烯烃，例如聚乙烯、双轴取向的聚丙烯和乙烯共聚物、弹性体，例如氟聚合物弹性体和聚烯烃弹性体、以及氟聚合物，例如聚(四氟乙烯)。所述剥离垫还可由聚合物可剥离膜制造。优选的膜包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯膜、双轴取向的聚丙烯膜等。可通过电晕、砂磨处理对所述可剥离的聚合物膜的表面进行处理，例如经电晕处理的PET。可剥离的聚合物膜表面还可通过剥离添加剂，例如硅酮或通过粘合剂，例如丙烯酸酯进一步涂布。可剥离的聚合物膜是市售的，例如三菱树脂股份有限公司(的商品名为的硅酮化聚酯膜。所述剥离垫还可包含本领域中已知的任何添加剂或填料。该示例性添加剂包括但不限于增塑剂、加工助剂、助流剂、润滑剂、颜料、染料、阻燃剂、冲击改进剂、增加结晶性的成核剂、抗粘连剂，例如二氧化硅、热稳定剂、受阻胺光稳定剂(HALS)、UV吸收剂、UV稳定剂、抗水解剂、光反射剂、颜料、二氧化钛、染料、滑润剂、碳酸钙、分散剂、表面活性剂、螯合剂、偶联剂、粘合剂、底胶、补强添加剂，例如玻璃纤维、填料等。
在一个实施方案中，剥离垫不从导电金属电路中剥离，而是其他材料从剥离垫上拉下，这对于导电性的剥离垫将是理想的。所述导电材料可以是导电粘合剂，例如包含聚合物粘合剂基质和导电填料的复合物。例如，导电性剥离垫可由用银粉、纤维或薄片负载的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物构成。所述导电性剥离垫可以是在PV组件的常规真空热层合过程中为了尺寸稳定性而热固化的粘合剂，并且可以是导电性粘合剂，例如德国汉高公司的Loctite3888或Loctite5421。可丝网印刷而形成导电性剥离垫的导电性材料是负载有银粉，并在溶剂中，例如甲基异丁基酮中的聚偏氟乙烯/六氟丙烯共聚物。所述导电性材料还可以是导电性聚合物，例如聚乙炔或聚苯乙炔。
所公开的集成式背板还包括一个或多个粘合在导电金属电路和剥离垫上方的绝缘层。所述绝缘层可包含合适的无机材料、有机材料或无机和有机材料的组合。所述绝缘材料可包含的合适无机材料包括但不限于非金属无机材料(例如无定形材料(例如玻璃))或结晶性材料(例如石英)、无机化合物、陶瓷和矿物质(例如云母或石棉)。优选地，所述绝缘材料包括至少一个聚合物层，其将与导电金属电路粘合，并与背接触式太阳能电池的背侧粘合。如图5a所示，将绝缘层112粘合在导电金属电路102和剥离垫113上方。所述绝缘层可以是层合在导电金属电路上方的预制的聚合物膜，或可选地，它可以是在导电金属电路上方直接挤出或流延的膜。
绝缘层112例如可以是在导电金属电路102上方挤出，并使用加压辊机或压机压制的挤出式聚合物层。可选地，所述绝缘层可以以膜的形式使用，使用辊机或压机将该膜热压至导电金属电路102和其下的基板110。绝缘层112优选的厚度在约5-2000μm的范围，并且更优选在10-500μm的范围。层112可由具有粘合性的聚合物构成，其粘合性使它能够与导电金属电路102直接粘合，或者在绝缘层112和导电金属电路102之间可涂覆另一粘合剂，例如聚氨酯粘合剂。所述绝缘层优选包括至少一个聚合物层，其在常规的光伏组件的层合温度，约120-180°C，并且更优选125-160°C下保持非常粘稠。例如，熔体流速在0-100g/10min(测试条件:190°C/2.16kg)，并且更优选0-50g/10min(测试条件:190°C/2.16kg)范围中的热塑性聚合物作为所述绝缘层的作用良好，因为该聚合物在组件热压过程中保留了充分的粘度，使得所述绝缘层起着隔离太阳能电池的背侧上的电触头与导电金属电路以避免短路的作用。
所述绝缘层可由在光伏组件中用作封装材料的聚合物形成。所述绝缘例如可以是膜或板，其包含但不限于聚烯烃、聚(乙烯基缩丁醛)(PVB)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、酸共聚物、硅酮弹性体、环氧树脂或它们的组合。合适的聚烯烃包括但不限于聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯/丙烯酸酯共聚物(例如聚(乙烯-共聚-甲基丙烯酸酯)和聚(乙烯-共聚-丙烯酸丁酯))、离子共聚物、聚烯烃嵌段弹性体等。示例性的基于PVB的材料包括但不限于DuPontTMPV5200系列封装板。示例性的基于离子共聚物的材料包括但不限于来自杜邦的DuPontTMPV5300系列封装板和DuPontTMPV5400系列封装板。另一用于所述聚合物层的聚烯烃是茂金属催化的线性低密度聚乙烯。所述绝缘层可包含交联剂，其在加热时促进交联，从而所述聚合物层在组件热压过程中保持非常粘稠。
所述绝缘层可由挤出或流延的热塑性聚合物层构成。可用于所述绝缘层的热塑性乙烯共聚物包括PCT专利公开号WO2011/044417中公开的乙烯共聚物。优选的乙烯共聚物由乙烯和一种或多种单体构成，所述单体选自丙烯酸C1-4烷基酯、甲基丙烯酸C1-4烷基酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐和乙烯和共聚单体的共聚单元，所述共聚单体选自C4-C8不饱和酸酐、具有至少两个羧酸基的C4-C8不饱和酸的单酯、具有至少两个羧酸基的C4-C8不饱和酸的二酯及这些共聚物的混合物，其中所述乙烯共聚物中的乙烯含量优选为60-90重量%。用于所述绝缘层中的乙烯共聚物可包括乙烯和另一α-烯烃的共聚物。所述共聚物中的乙烯含量为所述乙烯共聚物的60-90重量%，优选为65-88重量%，并且理想地是70-85重量%。其他共聚单体优选为所述乙烯共聚物的10-40重量%，更优选为12-35重量%，并且理想地是15-30重量%。所述乙烯共聚物层优选由至少70重量%的乙烯共聚物构成。所述乙烯共聚物可与基于所述聚合物层的重量，至多30重量%的其他热塑性聚合物，例如聚烯烃如线性低密度聚乙烯共混以得到理想的性质。乙烯共聚物是可商购的。例如可以商品名购自DuPont。
所述隔离层还可包含本领域中已知的任何添加剂或填料。该示例性添加剂包括但不限于增塑剂、加工助剂、助流添加剂、润滑剂、颜料、染料、阻燃剂、冲击改进剂、增加结晶性的成核剂、抗粘连剂，例如二氧化硅、热稳定剂、受阻胺光稳定剂(HALS)、UV吸收剂、UV稳定剂、抗水解剂、光反射剂、颜料、二氧化钛、染料、滑润剂、碳酸钙、分散剂、表面活性剂、螯合剂、偶联剂、粘合剂、底胶、补强添加剂，例如玻璃纤维、填料等。对于在绝缘层中的添加剂和填料的含量没有特定限制，只要所述添加剂对于绝缘层，或它们对导电电路和背板的粘合性不产生不利影响。
在图5b所示的实施方案中，在导电金属电路102和剥离垫113上方放置多层114和116。层114可例如由与导电金属电路粘合良好的聚合物构成，并且层116可由与层114和太阳能电池的背侧粘合良好的聚合物构成。层114和116可由上述图5a中所示的实施方案的绝缘层112中的任何材料构成。优选地，层114和116中的至少一个由在约120-180°C，并且更优选125-160°C的常规光伏组件的层合温度下保持固体或非常粘稠的材料构成。该材料层将在组件热层合过程中保持充分粘稠以保持太阳能电池背侧的电触头和集成式背板的导电金属电路之间分离，以避免短路。在一个优选实施方案中，层114起着ILD的作用，其中层116起着太阳能电池的背封装层的作用。
根据所公开的方法，在一层或多层的绝缘层上形成通孔(via)或开孔以能够在太阳能电池背侧上的电触头和集成式背板的导电金属电路之间电连接。这些通孔或开孔填充有导电材料，例如导电粘合剂，其提供贯穿开孔和太阳能电池背侧上的电触头和集成式背板的导电金属电路之间的电连接。根据如本文所公开的那些不同实施方案可形成这些通孔或开孔。可根据如本文所公开的那些不同实施方案，所述导电材料可相似地位于通孔或开孔中。
在图6a中显示的实施方案中，在剥离垫113上方的一层或多层的绝缘层中形成开孔118。在所公开的方法中，在剥离垫上方将一层或多层的绝缘层切成通常与剥离垫的形状相对应的形状。所述一层或多层的绝缘层可通过已知的切割方法，例如模切、激光切割、机械钻孔、激光钻孔或轧压而进行切割。在一个优选实施方案中，在剥离垫上方将一层或多层的绝缘层通常模切成与剥离垫的形状相对应的形状。若通过模切形成剥离垫，相同的模切模具可用于首先切割剥离垫，然后切割绝缘层。具有多个开放端切割模块(cuttingblanks)的平板形成的模切模具可以用于切割开孔118。所述切割块可具有圆形的横截面，但其他的横截面切割形状，例如椭圆型或方形可用于切割绝缘层中的开孔。所述切割模块排列成对应太阳能电池背侧上的背触头的位置，并对应于太阳能电池的背触头连接的对齐的导电金属电路的图案式样。所述模具优选由金属、纤维玻璃、硬塑料、复合物或一些它们的组合制成。优选的模具用材料是钢。可选地，绝缘层中的开孔可通过圆厌圆模切割方法或其他这样的切割方法而形成。
在如图6a所示的形成层112中的开孔118的方法中，选择用于剥离垫的材料和选择用于形成导电金属电路上的剥离垫的方法，使得金属电路和剥离垫之间的粘合性大于绝缘层和剥离垫之间的粘合性。例如，当将压敏性粘合剂(例如丙烯酸基粘合剂)用于将剥离垫与金属电路粘合时，通过采用具有不同粘合剂化学结构的粘合剂产物、不同的金属电路的表面处理和不同的工艺条件可调整粘合剂的粘结强度。当通过丝网印刷从液体导电粘合剂形成剥离垫时，硅烷偶联剂可用于达到剥离垫和金属电路之间较高的粘结强度。当挤出绝缘层112时，通过使用较低的挤出温度可得到对于剥离垫较低的粘结强度。切割模具可将绝缘层向下压切至剥离垫113，然后带着切割块中的绝缘层材料撤回，从而在绝缘层112中形成开孔118。由于剥离垫和导电金属电路之间的粘合性大于剥离垫和绝缘层之间的粘合性，绝缘层被移除而留下剥离垫。在图6a中所述的方法中，剥离垫由导电材料形成。
在图6b中显示了在绝缘层中形成通孔或开孔的一个可选方法。在如图6b中显示的在层112中形成开孔119的方法中，选择用于剥离垫的材料和用于在导电金属电路上形成剥离垫的方法，使得金属电路和剥离垫之间的粘合性小于绝缘层和剥离垫之间的粘合性。例如，当将压敏性粘合剂涂布的聚乙烯可剥离膜(例如涂布在聚乙烯膜上的丙烯酸基粘合剂)用于制造剥离垫时，当在金属电路上放置可剥离的聚合物膜，通过不同的加工条件可调整粘合剂的粘结强度。例如，在剥离膜表面上的较低压力可用于达到可剥离聚合物膜和金属电路之间较低的粘结强度。当挤出绝缘层112时，通过使用较高的挤出温度可达到对剥离垫的较高粘结强度。切割模具可将绝缘层向下压切至剥离垫113，然后带着切割块中的剥离垫和绝缘层材料撤回，从而在绝缘层112上形成向下到金属电路102的开孔119。由于剥离垫和导电金属电路之间的粘合性小于剥离垫和绝缘层之间的粘合性，剥离垫从金属电路被剥离，使得剥离垫和绝缘层被移除而留下开孔119。在图6b中所述的方法中，剥离垫不需要由导电材料形成，并且可以是绝缘材料，例如非导电性聚合物。
在所公开的方法中，开孔或通孔中填充有导电材料。开孔或者是图6a中显示的实施方案中的孔118、或者是图6b中显示的实施方案的孔119。在图7中，将导电材料120导入剥离垫113之上的开孔中，剥离垫113也导电。在组件层合过程中，所述导电材料可以是插入开孔中的导电材料的固体块，可以是导电性液体或熔融材料，或可以是与导电剥离垫或金属电路、以及与背触式太阳能电池的电触头固化并粘合的导电粉末。可制成导电块圆盘的导电固体材料可以是导电聚合物，例如聚乙炔和聚苯乙炔。可制成导电块或圆盘的导电固体材料可以是由聚合物基质和导电性填料构成的复合物。所述聚合物基质可以例如是乙烯共聚物、聚酰亚胺、丙烯酸酯、硅酮弹性体或氟弹性体。所述导电性填料可以是金属颗粒，例如Ag、Cu、Ni、W、金属包覆颗粒，例如Ag-包覆的聚苯乙烯粉末、Au-包覆的玻璃球和非金属颗粒，例如碳纳米管或石墨烯。例如，合适的导电粘合剂包括负载有导电性金属粉末或薄片，例如银粉，的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、或负载有银粉的乙烯/丙烯酸弹性体。可使用的导电性粘合剂是在PV组件的常规真空热层合过程中为了尺寸稳定性而热固化的粘合剂，并且可以是导电性粘合剂，例如德国汉高公司的Loctite3888或Loctite5421。可用于形成导电材料120的导电粉末是通过热处理而烧结的导电性粉末。其实例包括Sn42/Bi58低温合金颗粒、纳米-Ag颗粒和低温合金包覆的聚苯乙烯颗粒。
所公开的用于背接触式光伏组件的组装件包括在所公开的集成式背板组装件的绝缘层上方排列的一个或多个背接触式太阳能电池。如图8中可见，背接触式太阳能电池128兼具正极性和负极性的背侧电触头。在图8中的横截面示意图中可见的背触头122与太阳能电池的正面通过在太阳能电池中的通孔131中的导电浆料连接。在图8中不可见的其他背触头与太阳能电池的背侧电连接。当太阳能电池设置在绝缘层112上方时，太阳能电池的背侧上的背触头与在一层或多层绝缘层中已形成的开孔对齐。
在所公开的组装件中，在太阳能电池128的前侧上方设置前封装层132，并且在前封装层上方设置透光前板134，例如玻璃或聚合物前板。通常的玻璃型前板是3.2毫米厚的经退火的低铁玻璃。前封装层132可由上述对于所述绝缘层提到的任何聚合物构成。前封装层例如可以是膜或板，其包含聚烯烃、聚(乙烯基缩丁醛)(PVB)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、酸共聚物、硅酮弹性体、环氧树脂或它们的组合，包括聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯-丙烯酸酯共聚物、离子共聚物、聚烯烃嵌段弹性体等。前封装层132可包含交联剂，其在加热时促进交联，使得所述聚合物层在组件热压过程中保持非常粘稠。
在完成光伏组件的部件层叠之后，如图8所示，在施热和施压下，该组装件被层压成所公开的背接触式光伏组件。所述背接触式光伏组件可通过加压釜或非加压釜的方法制造。例如，如上所述的组件构造可在真空层层压机中层叠，并在加热和标准环境压力或高压下，在真空中层合在一起。所述组装件在加热和加压下，并且在真空(例如，在约27-28英寸(689-711毫米)Hg)下层合以移除空气。在示例性步骤中，将本发明的层合体组装件置于能够保持真空的袋(“真空袋”)中，使用真空管或其他袋抽真空的方法将空气从袋中抽出，在保持真空下密封袋子，在约120°C-约180°C的温度下，在约200psi(约15巴)的压力下将密封袋置于加压釜中持续约10-约50分钟。优选地，在约120°C-约160°C的温度下对所述袋子热压持续10分钟-约45分钟。更优选地，在约135°C-约160°C的温度下对所述袋子热压持续10分钟-约40分钟。
通过轧辊(niproll)方法可移除层合体组装件中捕获的空气。例如，所述层合体组装件可在约80°C-约120°C的温度下，或优选在约90°C-约100°C的温度下，在烘箱中加热约30分钟。其后，可使经加热的层合体组装件通过一组轧辊，使得光伏组件外层、光伏电池层和封装层之间的空间中的空气可被挤出，并且将组装件的边缘密封。取决于所使用的结构材料和精确的条件，该方法可提供最终的光伏组件层合体，或可提供所谓的预压制的组装件。
然后可将预压组装件置于空气加压釜中，其中温度升至约120°C-约160°C，或优选地，在约135°C-约160°C之间，并将压力升至约100psig-约300psig之间，或优选地约200psig(14.3巴)。保持这些条件约10分钟-约1小时，或优选为约10分钟-约50分钟。其后，在不向加压釜加入空气的同时冷却空气。在冷却约20分钟之后，放空过量的空气压力，并将光伏组件从加压釜中取出。所述的层合方法不应理解为是限制性的。基本上，本领域中已知的任何光伏组件层合方法可用于制造具有本文所公开的集成式背板和组装件的背接触式光伏组件。
在所公开的实施方案中，提供了用于背接触式太阳能组件的集成式背板组装件和使用该组装件制造的背接触式太阳能组件的成本有效的形成。快速且容易地形成绝缘层中的开孔，并与背接触式太阳能电池的背侧上的电触头和背板中集成的导电金属电路对齐。所公开的实施方案提供具有可有效且一致地制造的集成式背板的背接触式光伏组件。
实施例
以下用实施例说明本发明，但这些实施例不以任何方式限制本发明的范围。
实施例中使用的材料
PET膜：电晕处理的(双面)MelinexTMS的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(188或250微米厚)，其密度为1.40g/厘米3，得自美国杜邦帝人薄膜公司；
乙烯-丙烯酸酯共聚物树脂：22E757的改性的乙烯-丙烯酸酯共聚物树脂，其密度为0.94g/厘米3，MFI为8.0g/10min，并且熔化点为92°C,得自美国杜邦公司（E.I.duPontdeNemoursandCompany）(“杜邦”)；
乙烯-甲基丙烯酸共聚物：0910的乙烯-甲基丙烯酸共聚物，其密度为0.93g/厘米3，MFI为10.0g/10min，并且熔化点为100°C，得自杜邦；
PVF膜：的聚氟乙烯双向拉伸膜，其厚度为38微米，得自杜邦。
聚氨酯粘合剂：聚氨酯粘合剂(PP-5430)，得自日本三井化学。
铜(Cu)箔：35微米厚的铜箔，苏州福田金属有限公司；
EVA膜：RevaxTM767的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)膜(450微米厚)，得自中国温州瑞阳光伏材料有限公司；
Ag-1颗粒：银薄片，其粒径为2-4微米，得自中国昆明诺曼电子材料有限公司；
Ag-2颗粒：银薄片，其粒径为3-5微米，得自中国昆明诺曼电子材料有限公司；
Ag-3颗粒：银粉，其粒径为5.4-11微米，得自杜邦；
EVA树脂：PV1650乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂，得自杜邦；
TBEC：叔丁基过氧化碳酸-2-乙基已酯，得自中国兰州助剂厂；
硅烷偶联剂(SCA)：3-缩水甘油基丙基三乙氧基硅烷，得自日本信越化学株式会社，商品名KBM403；
抗氧化剂(AO)：2',3-双[[3-[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]丙酰基]]肼，得自德国巴斯夫股份公司，商品名IrganoxTMMD1024。
VC-30：包含4,4'-[2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)亚乙基]苯二酚(30-50%)、聚偏氟乙烯/六氟丙烯(30-50%)和石灰石的VC-30，得自杜邦；
VC-20：包含苄基三苯基氯化膦(<35%)、聚偏氟乙烯/六氟丙烯(>60%)、石灰石(<4%)和硫酸钡(<1%)的VC-20，得自杜邦；
MgO：Kyowamag150MgO，得自日本協和化学工業株式会社；
Ca(OH)2：NICC5000Ca(OH)2，得自中国靖江市常丰贸易有限公司;
200聚偏氟乙烯/六氟丙烯，得自杜邦；
MIBK：甲基异丁基酮，得自中国国药集团化学试剂有限公司；
聚乙烯剥离膜：3MTM的聚乙烯保护性胶带5112C，其厚度为127微米，得自美国明尼苏达矿业制造公司（3MCompany）。
剥离强度测试方法
剥离强度是对层或材料之间的粘合性的量度。根据ASTMD1876标准测定剥离强度，并以N/厘米为单位表示。例如，当测试EVA膜绝缘层和Cu-集成式背板的铜箔之间的剥离强度，其中EVA膜朝向铜箔的位置间放置剥离垫，将EVA膜/Cu集成式背板层合体切成2.54厘米宽且10厘米长的样品条，并且EVA膜和Cu-集成式背板基板分别固定在拉伸仪的上夹手和下夹手，以5in/min(12.7厘米/min)的速度进行剥离测试。
集成式金属电路的背板的制造
由经挤出的粘结层将铜箔层合于聚合物基板，然后通过模切切割而制成具有图案式样的电路。
该聚合物基板包括188微米厚的MelinexTMS的PET膜，在其两面上经过电晕处理。使用10微米厚的PP-5430的聚氨酯粘合剂层将38微米厚的的PVF膜粘合在PET膜的一面上。在由戴维斯-标准有限公司制造的挤出-层合机上，在285°C的挤出温度下，在35微米厚的铜箔和与PVF膜相反的PET膜的另一面之间挤出22E757的乙烯-丙烯酸酯共聚物和0910的乙烯-甲基丙烯酸共聚物树脂的1:1(w/w)共混物，以在铜箔和聚合物基板之间形成约100微米厚的粘结层。
使用中国苏州的苏州天浩电子材料有限公司的平面模切机以切割铜箔和粘结层而不切割下面的PET膜。以如图1a所示的之字形图案，使用相似形状的双模切刀片切割铜箔和粘结层。剥离处于模切刀片之间无用的箔段以在聚合物基板上形成分离的箔电路图案式样。经切割的铜箔具有如图1a的图案式样。在以下实施例中使用如此制得的Cu-集成式背板。
集成式背板组装件的制造
在以下的实施例中，将上述具有集成式导电金属箔电路的背板基板用作产生所公开的用于与背接触式太阳能电池电连接的组装件。
实施例E1
在实施例E1中，如下制造集成式背板组装件。
制备导电粘合剂(ECA)。在双辊磨机(LRMR-S-150/0自动小型磨机,威讯科技(集团)有限公司)上，在室温下混合92.6重量%的A、5.6重量%的VC-30、1.8重量%的VC-20，持续20分钟。所得复合混合物被称为E1-部分A。以相同的方式混合76.7重量%的A、19.4重量%的MgO和3.9重量%的Ca(OH)2，并将所得的经混合的混合物称为E1-部分B。以4:10(E1-部分A或E1-部分B:MIBK)的比例将E1-部分A和E1-部分B分别单独溶解在MIBK中。将3.73克的E1-部分B的MIBK溶液放入研钵中，并用研杵将混合入的3.9g的Ag-1颗粒研磨2分钟。加入另外3.9克的Ag-2颗粒，并另外研磨3分钟。然后，加入3.73克的E1-部分A的MIBK溶液，并研磨5分钟而制得ECA，其备用于丝网印刷使用。
在Cu-集成式背板的铜箔表面上将所制备的ECA丝网印刷为直径3毫米和厚度30微米的圆盘型剥离垫，并在120°C下干燥10分钟。将剥离垫印刷成如图3中所示的图案式样以对应MWT背接触式太阳能电池上的背触点的图案式样。450微米厚的EVA膜在Cheminstruments的HL-101热辊层合机上，在70°C/35兆帕压力和空气中，加热放置在铜箔电路和剥离垫上方，铜箔一面朝向EVA膜。导电剥离垫和铜箔之间的剥离强度为约3.5N/厘米。EVA膜和导电剥离垫之间的剥离强度为约0.3N/厘米。
在EVA膜上模切割开孔，其图案式样对应剥离垫的图案式样，EVA膜上的模切割孔在各剥离垫上方。EVA膜中的模切割孔的横截面基本上与其下剥离垫的表面的横截面相同。从各模切割孔移除EVA膜，以使与铜箔粘合的导电剥离垫暴露。这些开孔填充有导电粘合剂圆盘(最终Ag浓度为78重量%)，其通过以下步骤制备：(i)使用抹刀将33g的EVA树脂与0.4克的TBEC、0.3克的SCA和0.12克的AO混合和(ii)，在80°C下将92克的Ag-2颗粒和25克的Ag-3颗粒和上述混合物使用密炼机(来自中国常州苏研科技有限公司的SU-70密炼机)共混十分钟而得到导电粘合剂。在100°C下将该导电粘合剂热压成420微米厚的膜，然后模切割成直径2.5毫米的圆盘。将导电粘合剂圆盘插入EVA膜的模切割孔中，以提供如图7中的横截面中所示的组装件。
实施例E2
在实施例E2中，如下制造集成式背板。
将聚乙烯剥离膜与上述Cu-集成式背板的铜箔表面粘合。将剥离膜以如实施例E1中上述的图案式样模切割而制得剥离垫。将剥离垫之间的无用剥离膜部分从铜箔剥离。
在空气中，100°C下，在铜箔电路和剥离垫上方加热放置450微米厚的EVA膜5分钟，铜箔的一面朝向EVA板。在EVA板中模切割开孔，其图案式样对应剥离垫的图案式样，EVA膜上的模切割孔在各剥离垫上方。EVA膜中的模切割孔的横截面基本上与其下剥离垫的表面的横截面相同。从各模切割孔中移除被模切的EVA部分，以使铜箔暴露。EVA板中的孔填充有与实施例1中制得的相同的导电胶粘合剂圆盘，区别在于圆盘厚度为450微米。

Claims (21)

1.形成用于光伏组件的背板组装件的方法，所述光伏组件具有包括背侧电触头的多个太阳能电池，所述方法包括：
提供具有背表面和前表面的基板；
将导电金属电路与所述基板的前表面粘合；
将多个剥离垫以图案式样与所述导电金属电路粘合；
在所述导电金属电路和所述剥离垫上方将绝缘层与所述导电金属电路粘合；
在所述绝缘层中形成多个开孔，所述开孔的图案式样对应所述剥离垫与所述导电金属电路粘合的图案式样；和
将所述绝缘层中的所述多个开孔填充导电材料，使得所述导电材料与所述导电金属电路电接触。
2.权利要求1的方法，其中在所述绝缘层中形成多个开孔包括对所述绝缘层钻孔以在所述绝缘层中形成多个开孔，所述开孔设置在对应的剥离垫上方。
3.权利要求1的方法，其中在所述绝缘层中形成多个开孔包括以下步骤：
切割所述绝缘层以在所述绝缘层中形成多个切割部分，所述切割部分设置在对应的剥离垫上方，并由所述绝缘层中的切口限定，
从所述绝缘层移除所述绝缘层中的所述切割部分，以在所述绝缘层中提供多个开孔，所述开孔的图案式样对应所述剥离垫与所述导电金属电路粘合的图案式样。
4.权利要求3的方法，其中所述剥离垫由聚合物构成。
5.权利要求4的方法，其中在所述导电金属电路上丝网印刷所述剥离垫。
6.权利要求4的方法，其中通过以下形成所述剥离垫：在所述导电金属电路上流延、挤出或层合聚合物层，切割所述聚合物层以在所述聚合物层中形成所述剥离垫，并移除所述剥离垫之间和周围的所述聚合物层部分。
7.权利要求1的方法，其中所述绝缘层包括聚合物绝缘层。
8.权利要求7的方法，其中在所述导电金属电路上挤出、层合或流延所述聚合物绝缘层。
9.权利要求7的方法，其中所述绝缘层包括至少两层。
10.权利要求9的方法，其中所述层包括与所述导电金属电路粘合的ILD层和与所述ILD粘合的封装层。
11.权利要求3-10中任一项的方法，其中切割所述绝缘层以形成多个切割部分通过模切、激光切割或轧压进行。
12.权利要求1和3-10中任一项的方法，其中所述剥离垫由导电性材料构成，并且其中所述剥离垫和所述导电金属电路之间的剥离强度大于所述剥离垫和所述绝缘层之间的剥离强度，使得在所述剥离垫上方移除所述绝缘层的切割部分时，留下与所述导电金属电路粘合的所述剥离垫。
13.权利要求1和3-10中任一项的方法，其中所述剥离垫由聚合物剥离膜构成，并且其中所述剥离垫和所述导电金属电路之间的剥离强度小于所述剥离垫和所述绝缘层之间的剥离强度，使得在所述剥离垫上方移除所述绝缘层的切割部分时，同样也从所述导电金属电路移除所述剥离垫。
14.权利要求1-10中任一项的方法，其中在用导电材料填充绝缘层中的所述多个开孔的步骤中，所述导电材料包括多个导电固体物，其插入所述绝缘层中的对应开孔中。
15.权利要求1-10中任一项的方法，其中在用导电材料填充绝缘层中的所述多个开孔的步骤中，所述导电材料是液体、熔体或粉末形式的导电粘合剂。
16.权利要求15的方法，其中所述导电粘合剂是填充有导电颗粒的聚合物。
17.权利要求1-10中任一项的方法，其中所述导电金属电路包括由导电金属箔形成的多个导电电路。
18.用于形成背接触式光伏组件的方法，其包括：
提供权利要求1-17中任一项的用于光伏组件的背板组装件；
提供多个具有受光侧和相反的背侧的背接触式太阳能电池，所述背接触式太阳能电池在它们的背侧上各具有多个电触头，所述电触头的图案式样对应填充有导电材料的所述绝缘层中的开孔的图案式样；和
将所述多个太阳能电池的背侧与所述绝缘层粘合，使得所述太阳能电池的背侧上的电触头通过所述绝缘层中的开孔中的导电材料与所述导电金属电路电接触。
19.用于具有多个太阳能电池的背板组装件，所述太阳能电池各具有背侧电触头，所述背板组装件包括：
具有背表面和前表面的基板；
与所述基板前表面粘合的导电金属电路；
与所述导电金属电路以图案式样粘合的多个导电剥离垫；
与所述导电金属电路粘合的绝缘层；
在所述剥离垫上方的所述绝缘层中的多个开孔，所述开孔填充有导电材料，并且所述开孔的图案式样对应与所述导电金属电路粘合的剥离垫的图案式样。
20.权利要求19的背板组装件，其中所述绝缘层包括与所述导电金属电路粘合的ILD和与所述ILD粘合的封装层。
21.背接触式光伏电池组装件，其包括：
权利要求19的用于光伏组件的背板组装件；
多个具有受光侧和相反的背侧的背接触式太阳能电池，所述背接触式太阳能电池在它们的背侧各具有多个电触头，所述电触头的图案式样对应于填充有导电材料的绝缘层中的开孔的图案式样；并且
其中所述多个背接触式太阳能电池的背侧与所述绝缘层粘合，使得所述太阳能电池的背侧上的电触头通过所述绝缘层中的开孔中的导电材料与所述导电金属电路电接触。
CN201310008721.2A 2013-01-10 2013-01-10 用于光伏组件的集成式背板组装件 Active CN103928563B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310008721.2A CN103928563B (zh) 2013-01-10 2013-01-10 用于光伏组件的集成式背板组装件
US14/151,120 US9882078B2 (en) 2013-01-10 2014-01-09 Integrated back-sheet assembly for photovoltaic module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310008721.2A CN103928563B (zh) 2013-01-10 2013-01-10 用于光伏组件的集成式背板组装件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103928563A CN103928563A (zh) 2014-07-16
CN103928563B true CN103928563B (zh) 2016-01-13

Family

ID=51060057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310008721.2A Active CN103928563B (zh) 2013-01-10 2013-01-10 用于光伏组件的集成式背板组装件

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9882078B2 (zh)
CN (1) CN103928563B (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTV20130211A1 (it) * 2013-12-23 2015-06-24 Vismunda Srl "metodo d'assemblaggio di un pannello fotovoltaico di tipo back-contact con prefissaggio delle celle, e stazione combinata di carico e pre-fissaggio".
CN107112375B (zh) * 2015-03-31 2020-05-12 株式会社钟化 太阳能电池以及太阳能电池模块
ITUB20152112A1 (it) * 2015-07-13 2017-01-13 Vismunda Srl Cella fotovoltaica di tipo mwt per backsheet conduttivo dedicato.
US9870972B2 (en) * 2015-08-13 2018-01-16 Fuji Electric Co., Ltd. Thermosetting resin molded article
US11195966B2 (en) 2015-09-11 2021-12-07 Sunpower Corporation Bifacial solar cells with reflective back contacts
CN108028206B (zh) * 2015-10-02 2021-08-24 三井金属矿业株式会社 粘结接合结构
US10483410B2 (en) 2015-10-20 2019-11-19 Alta Devices, Inc. Forming front metal contact on solar cell with enhanced resistance to stress
ITUB20161055A1 (it) * 2016-02-25 2017-08-25 Ebfoil S R L Struttura conduttiva di interconnessione per un modulo fotovoltaico di tipo vetro-vetro
KR101795223B1 (ko) * 2016-03-16 2017-11-07 현대자동차주식회사 단차가 생기지 않는 적층구조의 태양전지
US10290763B2 (en) * 2016-05-13 2019-05-14 Sunpower Corporation Roll-to-roll metallization of solar cells
TW201811518A (zh) 2016-06-21 2018-04-01 美商3M新設資產公司 材料條之轉換及施加
IT201700084020A1 (it) * 2017-07-24 2019-01-24 Vismunda S R L "metodo e impianto di assemblaggio d'un pannello fotovoltaico di tipo back-contact, con stampa su cella combinata a carico e pre-fissaggio"
WO2019076913A1 (en) * 2017-10-16 2019-04-25 Dsm Ip Assets B.V. ELECTROCONDUCTIVE BACK SHEET FOR SOLAR CELL MODULES
US20190378943A1 (en) * 2018-06-11 2019-12-12 Alta Devices, Inc. Planarization of photovoltaics
WO2020173233A1 (zh) * 2019-02-27 2020-09-03 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及其制造方法
WO2020198177A1 (en) * 2019-03-22 2020-10-01 Northrop Grumman Innovation Systems, Inc Solar panel module
CN114038929B (zh) * 2021-10-11 2023-12-05 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 一种背接触太阳能电池组件及其制造方法
CN115172535B (zh) * 2022-09-05 2023-01-20 晶科能源(海宁)有限公司 一种光伏组件的制备方法及光伏组件

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102113130A (zh) * 2008-04-29 2011-06-29 应用材料股份有限公司 使用单石模块组合技术制造的光伏打模块

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100210745A1 (en) * 2002-09-09 2010-08-19 Reactive Surfaces, Ltd. Molecular Healing of Polymeric Materials, Coatings, Plastics, Elastomers, Composites, Laminates, Adhesives, and Sealants by Active Enzymes
WO2007142133A1 (ja) * 2006-06-06 2007-12-13 Kyushu Institute Of Technology 放電対策装置
JP2009253096A (ja) * 2008-04-08 2009-10-29 Sharp Corp 太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法ならびに太陽電池モジュール
CN102039664B (zh) 2009-10-10 2013-11-27 E.I.内穆尔杜邦公司 多层膜的叠合方法和用该方法制成的太阳能电池背板
JP5459596B2 (ja) * 2009-10-28 2014-04-02 凸版印刷株式会社 太陽電池用裏面保護シート及び太陽電池モジュール
US20130000715A1 (en) * 2011-03-28 2013-01-03 Solexel, Inc. Active backplane for thin silicon solar cells
US20120285501A1 (en) * 2010-12-29 2012-11-15 E.I. Du Pont De Nemours And Company Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module
US20140000682A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-02 E I Du Pont De Nemours And Company Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102113130A (zh) * 2008-04-29 2011-06-29 应用材料股份有限公司 使用单石模块组合技术制造的光伏打模块

Also Published As

Publication number Publication date
US9882078B2 (en) 2018-01-30
CN103928563A (zh) 2014-07-16
US20140190545A1 (en) 2014-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103928563B (zh) 用于光伏组件的集成式背板组装件
CN203910823U (zh) 背接触式太阳能电池组件
US20130160825A1 (en) Back contact photovoltaic module with glass back-sheet
CN203192816U (zh) 用于背接触式光伏模块的组件、光伏模块及其集成式背板
CN103856163A (zh) 用于背接触式光伏模块的组件
US20120285501A1 (en) Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module
US20140000674A1 (en) Photovoltaic module back-sheet and process of manufacture
US20140338739A1 (en) Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module
CN103988283A (zh) 用于后接触式太阳能电池的相互交叉箔互连件
US9306103B2 (en) Back contact photovoltaic module with integrated circuitry
CN106663707B (zh) 用于背接触式太阳能电池组件的集成背板
US20130240021A1 (en) Laminated flame resistant sheets
EP2907167B1 (en) Back-contact back-sheet for photovoltaic modules comprising a primer layer
US20230374347A1 (en) Welding Strip Carrier Film, Preparation Method Therefore, And Application Thereof
WO2013066815A1 (en) Solar cell module and process for making the same
WO2013066813A1 (en) Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module
US20130160812A1 (en) Back contact photovoltaic module with integrated glass back-sheet
JP2004223925A (ja) 積層シート、太陽電池用裏面保護シート、並びに太陽電池及び太陽電池モジュール
CN110521006A (zh) 光伏模块，光伏密封剂和生产光伏模块的方法
US8497153B2 (en) Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module
KR20130101117A (ko) 박막계 태양 전지 모듈 및 박막계 태양 전지 모듈의 제조 방법
US20130104960A1 (en) Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module
CN104428904A (zh) 太阳能电池模块及其制造方法
WO2014189076A1 (ja) バックコンタクトタイプの太陽電池モジュール
US20130104959A1 (en) Integrated back-sheet for back contact photovoltaic module

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
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221207

Address after: Delaware

Patentee after: DuPont Electronics

Address before: Delaware USA

Patentee before: DuPont

TR01 Transfer of patent right