CN104576797A - 太阳能模块及太阳能模块生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能模块，其具有至少一个太阳能电池（1），在其后侧表面（2）形成金属化层（3）；以及具有另一太阳能电池（1ˊ），其通过导电连接器（5）电连接至太阳能电池（1）；太阳能电池（1）的后侧表面（2）具有至少一个第一表面区域（21），以及第二表面区域（22）；连接器（5）在第二表面区域（22），通过粘结性连接附接到太阳能电池（1）。本发明也涉及一种太阳能电池生产方法，其中对太阳能电池（1）在后侧进行金属化处理，并且在第二表面区域（22）金属化层（3）具有开口，或者形成第二层厚度的金属化层（3）。

Description

太阳能模块及太阳能模块生产方法
技术领域
本发明涉及太阳能模块以及太阳能模块的生产方法。
背景技术
太阳能模块具有多个太阳能电池，这些电池通过至少一个连接器互相连接。该连接器通过粘合连接的方式附接到该这些太阳能电池上。为了使该太阳能模块产生良好的效能，该连接器必须有效粘附到该太阳能电池上。此外，这些太阳能电池的电流应该能够有效导入该连接器。然而，在这些太阳能电池与该连接器之间产生长期稳定的粘合，是一个难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能模块，该太阳能模块具有的太阳能电池的构成方式使得太阳能电池以及电连接器之间达到一个令人满意的粘合性和电接触。
根据本发明，其目的是通过具有权利要求1的特征的太阳能模块以及具有权利要求13的特征的太阳能模块生产方法来达到的。本发明的优选方案在从属权利要求中进行具体说明。
本发明涉及一种太阳能电池模块，具有至少一个太阳能电池，在其后侧表面形成金属化层；并且具有另一太阳能电池，其通过导电连接器电连接至该太阳能电池；该太阳能电池的后侧表面具有至少一个第一表面区域，在其上形成一层具有第一层厚度的金属化层，以及第二表面区域，在其上该金属化层具有开口，或者具有第二层厚度，其厚度小于第一层厚度；该连接器通过第二表面区域中的粘结性连接，连接至该太阳能电池。
本发明基于这样的考虑，即，与附着到具有层厚较大的金属化层的表面区域相比，该连接器通过粘结性连接，能够更好地附着到具有层厚较小或者没有层厚的金属化层的表面区域上(也就是说，直接接到下层的半导体或电介质表面)。层厚较大的金属化层相对多孔，因此与其连接经常不成功，因为该层中的粘结结合少。相比之下，该连接器与层厚较低的金属化层之间的连接，只有在形成该金属化层的粒子中，或在该金属化层的连接器与粘合剂之间的界面上，才会发生撕裂，由此需要更强的力才能使连接失效。层厚较低的金属化层通常具有较大的密度，因此，具有较低的多孔性。
业已发现，一种至少具有一个电池的太阳能电池组件(在第一表面区域具有一种第一层厚度，在第二表面区域可选择地具有第二层厚度，该第二层厚度与第一层厚度相比较小，或者说，根本就没有厚度)，当至少在第二表面区域，该连接器通过一种粘结性的连接附接到该太阳能电池时，一方面可以达到在该太阳能电池以及该连接器之间电接触的要求，另一方面可以同时达到该在太阳能电池以及连接器之间稳定的粘结性的要求。
在其后侧表面形成一金属化层的太阳能电池，能通过导电连接器电连接至另一太阳能电池的前侧或后侧。
在一优选实施例中，第二表面区域被第一表面区域所围绕。在这种情况下，第二表面区域在该金属化层中形成为凹处或者开口。当第一表面区域围绕第二表面区域时，该太阳能电池具有层厚度均匀的边缘区域。
所有第二表面区域的总面积优选地对应地小于该太阳能电池后侧表面的30％、小于20％或小于10％。第二表面区域的这一比例足以确保太阳能电池与连接器之间优良的电接触和优良的粘结性。
该连接器的宽度以及附着力促进剂的(涂敷)宽度，优选地，等于或小于该第二表面区域的宽度。该连接器的长度或其延伸的方向，优选地，超出该太阳能电池的后侧表面范围，因此该太阳能电池能通过该连接器连接到另一太阳能电池。在一优选实施例中，沿着后侧表面，第二表面区域，其宽度介于0.5毫米与5毫米之间，或介于1毫米与3毫米之间，和/或长度介于3毫米与20毫米之间，或者5毫米与15毫米之间。
在第二表面区域，该连接器可以在若干点处或者在若干区域内，特别是该整个区域，通过粘结性的连接附接到该太阳能电池。换句话说，该连接器以及该太阳能电池之间的连接能在沿着该连接器的延长方向的该第二表面区域形成，以便将该太阳能电池与另一太阳能电池进行这样的连接，使得连接器在其延长方向上，在第二区域的整个区域或若干点处进行连接，而连接器的宽度经过优选，等于或小于第二表面区域的宽度。该连接器能适应该金属化层表面形貌(topography)并且能以这样的方式形成，使其在第一和第二表面区域连接至该金属化层。该连接器在第一表面区域也可附接在该金属化层上或与其相接触。该连接器在一个或多个第一表面区域的与该太阳能电池的连接或附接，特别用于降低该金属化层与该连接器之间的电阻。
优选地，该连接器是沿着其延伸的方向伸展，而且多个第二表面区域在沿着延伸方向的后侧表面相互隔开。该连接器在相互隔开的多个第二表面区域的各区域处，通过粘结性的连接附接到该太阳能电池。通过沿着该连接器延伸方向的第二表面区域的形成，沿着连接器的延伸方向，形成多个粘结区域。该太阳能电池与该连接器之间的粘结性因此得到进一步提高。在本实施例中，较之那些第一表面区域，其与连接器的粘结性有所提高的第二表面区域，在延伸方向上与第一表面区域交替，而第一表面区域与第二表面区域相比，与连接器的电接触有所改善。当这些第一表面区域通过粘结性连接接至该连接器时，该连接器与该太阳能电池之间的粘结性和电接触也得以改善。
优选地，该金属化层是由铝形成的。铝是一种优良的电导体，并且与银等相比是一种便宜的材料。当第二表面区域在该金属化层上形成凹处或开口时，该金属化层只有在该第一表面区域会由铝形成。可选择地，该金属化层在该第一表面区域以及在该第二表面区域是由铝形成的。该金属化层在该第二表面区域的形成与其在第一表面区域的形成相比来自相同的材料，促进了该金属化层的产生。
优选地，该金属化层是粘贴金属化。可选择地或另外地，该金属化层是一层薄膜。当该第二表面区域在该金属化层形成为开口时，该金属化层优选地是粘贴金属化。在另一优选实施例中，当具有第二层厚度的金属化层在该第二表面区域形成时，该金属化层是粘贴金属化。在进一步改善的实施例中，当具有该第二层厚度的金属化层在该第二表面区域形成时，该金属化层，优选地，在该第一表面区域是粘贴金属化以及在该第二表面区域是薄膜。
薄膜金属化，优选地，是通过物理的或化学淀积方法，优选地，通过等离子体辅助而产生的。相比之下粘贴金属化优选地是通过涂敷金属化浆料，特别是铝浆，通过丝网印刷，然后涂敷金属化浆料的太阳能电池要经过烧制过程，其中它周围的温度为几百摄氏度，以至于该金属化浆料形成金属化层。
在具有第二层厚度的金属化层在第二表面区域形成的实施例中，该金属化层优选地由具有第二层厚度的第一部分金属化层以及第二部分金属化层形成，该连接器在第二表面区域处附接该第一部分金属化层上。换句话说，该金属化层在第一表面区域具有第二部分金属化层。该第二部分金属化层，优选地，是由与该第一部分金属化层相同的材料形成的，但是也可包含另一种材料。该第一部分金属化层可以，例如，通过去除第二部分金属化层来形成，因此该具有该第二层厚度的第一部分金属化层存在于该第二表面区域，并且该第二部分金属化层存在于该第一表面区域。在这种情况下，该金属化层，优选地，以粘贴金属化形式形成。该第一部分金属化层也可以与该第二部分金属化层分开地生成，例如，在生产该太阳能电池期间，首先形成具有第二层厚度的第一部分金属化层，然后形成第二部分金属化层。在这种情况下，该第一部分金属化层优选地形成为薄膜，并且该第二部分金属化层优选地形成为粘贴金属化。
此外，在该第一表面区域处的连接器，优选地，靠着该第二部分金属化层，并且/或者与其接触。因此该太阳能电池和该连接器之间的粘结性和电接触进一步改善。
在一优选实施例中，第一部分金属化层形成为薄膜金属化层或者以粘贴金属化方式形成，而该第二部分金属化层以粘贴金属化方式形成。当该第一部分金属化层以薄膜金属化方式形成时，与粘贴金属化相比，该金属层的多孔性减弱，例如，当该金属是铝时。通过减弱多孔性，该太阳能电池与该连接器之间的粘结力得以增强。
在该第二表面区域形成具有第二层厚度的金属化层的实施例中，该第二层厚度介于1微米与15微米之间，或者介于3微米与10微米之间。可选择地，该第二层厚度小于15微米或10微米。该第一层厚度，优选地，介于25微米与50微米之间，优选地介于30微米与40微米之间。
该连接器，优选地，通过导电胶粘剂在该第二表面区域处附接到该太阳能电池上。该导电胶粘剂，优选地，是各向异性导电胶粘剂。通过将导电胶粘剂用作胶粘连接，也就是说，通过具有导电成分的粘合剂，该太阳能电池和该连接器之间的电接触受到有利的影响。
本发明也涉及太阳能电池生产方法，其中通过在太阳能电池后侧的表面上产生金属化层，对该太阳能电池作金属化处理，由此，至少在第一表面区域形成具有第一层厚度的金属化层，并且，在第二表面区域的金属化层具有开口或者是形成小于该第一层厚度的第二层厚度。
在该太阳能电池的后侧表面的第一和第二表面区域的不同层厚的金属化层，可以由不同的方式产生。通过实例，该金属化层是在该太阳能电池的后侧表面产生的，而一个遮盖物遮盖了该第二表面区域，因此该金属化层只在第一表面区域形成。可选择地，该金属化层可以在该太阳能电池的后侧表面的整个区域上生成，并且可以至少部分地在该第二表面区域沉积。此外，第一部分金属化层，可选择地，可以在太阳能电池的后侧表面上的整个区域上，或者在该第二表面区域的上生成，并且第二部分金属化层因此可以在该第一表面区域处在该太阳能电池的后侧表面生成。
附图说明
下面，基于示例性实施例，参考附图，对本发明进行说明，其中：
图1示出一种太阳能模块的侧视图；
图2示出另一太阳能模块的侧视图；
图3示出图1中所示的太阳能模块的局部俯视图；以及
图4示出图2中所示的另一太阳能模块的局部俯视图。
具体实施方式
图1示出一种太阳能模块的侧视图。图1中所示太阳能模块，用于说明本发明的原理，具有太阳能电池1和另一太阳能电池1'，该数字纯粹是随机选取的。该太阳能电池1具有后侧表面2。在该太阳能电池1的后侧表面2上形成金属化层3。该太阳能电池1的后侧表面2上具有多个第一表面区域21，在该处，形成具有第一层厚度的金属化层3，并且具有多个第二表面区域22，在该处该金属化层3具有开口。另一太阳能电池1’的后侧表面2’的多个第一表面区域21’和多个第二表面区域22’处形成有相应的金属化层3’。
连接器5通过在该第二表面区域22中的粘结性连接(未显示)附接到该太阳能电池1上，并且在该第一表面区域21处靠着该太阳能电池1。在该第二表面区域处的若干点处，该连接器5与该太阳能电池1形成连接。该连接器5将该太阳能电池1的后侧连接至另一太阳能电池1’的前侧。
图2示出另一太阳能模块的侧视图。图2中所示太阳能模块，用于说明本发明的原理，同样地具有太阳能电池1以及另一太阳能电池1'，该数字纯粹是随机选择的。该太阳能电池1具有后侧表面2。在该太阳能电池1后侧表面2上形成金属化层3。该金属化层3具有具有第二层厚度的第一部分金属化层31，该金属化层设置在后侧表面2上的第一表面区域21以及第二表面区域22处。该金属化层3另外具有第二部分金属化层32,该第二部分金属化层32设置在于第一表面区域21处的第一部分金属化层31上，且位于第一部分金属化层31的背向后侧表面2的一侧上。另一太阳能电池1'具有后侧表面2'，其金属化层3'以对应于具有多个第一表面区域21'和多个第二表面区域22'的金属化层3的方式形成。连接器5在第二表面区域22处通过粘结性连接(未显示)附接到该太阳能电池1上，并在第一表面区域21处靠在该太阳能电池1上。该连接器5将该太阳能电池1后侧连接至另一太阳能电池1'的前侧。
图3示出图1中所示的太阳能模块的局部俯视图，特别是太阳能电池1的俯视图。太阳能电池1具有后侧表面2，在其上形成金属化层3。太阳能电池1的后侧表面2具有第一表面区域21，具有第一层厚度的金属化层3即形成于该区域；并且具有第二表面区域22，在该区域金属化层3具有开口。第一表面区域21围绕表面区域22。各第二表面区域22的长度大于所述第二表面区域的宽度。连接器5在第二表面区域22的纵向延伸方向上沿着第一表面区域21和第二表面区域22延伸。
图4示出图2中所示太阳能模块的局部俯视图，特别是太阳能电池1的俯视图。太阳能电池1具有后侧表面2，其上形成有金属化层3。在第一表面区域21，可以看到第二部分金属化层32，而在第二表面区域22可以看到第一部分金属化层31。各第二表面区域22的长度大于所述第二表面区域的宽度。连接器5在第二表面区域22的纵向延伸方向上沿着第一表面区域21和第二表面区域22延伸。
标号列表
1   太阳能电池
1'  另一太阳能电池
2   后侧表面
3   金属化层
5   连接器
21  第一表面区域
21' 第一表面区域
22  第二表面区域
22' 第二表面区域
31  第一部分金属化层
32  第二部分金属化层

Claims (13)

1.一种太阳能模块，具有至少一个太阳能电池(1)，在其后侧表面(2)上形成有金属化层(3)；并且具有另一太阳能电池(1')，其通过导电连接器(5)电连接至太阳能电池(1)；太阳能电池(1)的后侧表面(2)具有：至少一个第一表面区域(21)，在该区域形成具有第一层厚度的金属化层(3)；以及第二表面区域(22)，在该区域，金属化层(3)具有开口，或者形成具有第二层厚度的金属化层(3)，该厚度小于第一层厚度；连接器(5)在第二表面区域(22)通过粘结性连接附接到太阳能电池(1)。
2.根据权利要求1所述的太阳能模块，其特征在于：第二表面区域(22)被第一表面区域(21)所包围。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能模块，其特征在于：所有第二表面区域(22)的总面积之和对应地小于太阳能电池(1)的后侧表面(2)的30％，小于20％或小于10％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能模块，其特征在于：沿着后侧表面(2)的第二表面区域(22)的宽度介于0.5毫米与5毫米之间或介于1毫米与3毫米之间，和/或其长度介于3毫米与20毫米之间或介于5毫米与15毫米之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能模块，其特征在于：连接器(5)沿着延长的方向延伸，并且多个第二表面区域(22)在后侧表面(2)上沿着延长的方向相互隔开，连接器(5)在多个相互隔开的第二表面区域(22)中的每个处通过粘结性连接附接到太阳能电池。
6.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能模块，其特征在于：金属化层(3)是由铝形成的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能模块，其特征在于：金属化层(3)为粘贴金属化和/或薄膜。
8.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能模块，在第二表面区域(22)处形成第二层厚度的金属化层(3)的实施例中，其特征在于：金属化层(3)由具有第二层厚度的第一部分金属化层(31)以及第二部分金属化层(32)形成，连接器(5)在第二表面区域(22)处附接在第一部分金属化层(31)上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能模块，在第二表面区域(22)形成第二层厚度的金属化层(3)的实施例中，其特征在于：金属化层(3)由第一部分金属化层(31)以及具有第一层厚度的第二部分金属化层(32)形成，连接器(5)在第二部分金属化层(32)上，靠着第一表面区域(21)，和/或与第一表面区域(21)相接触。
10.根据权利要求8所述的太阳能模块，其特征在于：第一部分金属化层(31)以薄膜金属化形式或者以粘贴金属化形式形成，而第二部分金属化层(32)则以粘贴金属化形式形成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能模块，在第二表面区域(22)形成具有第二层厚度的金属化层(3)的实施例中，其特征在于：第二层厚度介于1微米与15微米之间，或介于3微米与10微米之间，或者，第二层厚度小于15微米或10微米。
12.根据前述权利要求中任一项所述的太阳能模块，其特征在于：连接器(15)在第二表面区域(22)，通过导电胶粘剂，优选地，通过各向异性导电胶粘剂，附接到太阳能电池(1)。
13.太阳能电池生产方法，其中通过在太阳能电池(1)的后侧表面(2)生成金属化层(3)，对太阳能电池(1)进行金属化处理，使得至少在第一表面区域(21)形成具有第一层厚度的金属化层(3)，并且，金属化层(3)在第二表面区域(22)具有开口，或者生成具有小于第一层厚度的第二层厚度的金属化层(3)。
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