CN104885231B - 背接触太阳能板及制造该太阳能板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种包括堆叠结构的太阳能板，该堆叠结构包括至少一个背接触太阳能电池、第一密封剂层和背板接触层。太阳能电池具有背侧电触点。背板接触层具有图案化的导体电路。导体电路具有位置与至少一个太阳能电池的电触点的位置相对应的导电区域。密封剂层在与至少一个太阳能电池的电触点的位置相对应的位置上具有开口图案。太阳能电池设置在第一密封剂层之上，第一密封剂层设置在背板接触层之上，至少一个太阳能电池的后表面朝向图案化的导体电路的表面。至少一个太阳能电池的每个电触点通过互连体穿过第一密封剂层中的相应开口与各自相应的导体电路的接触区域连接，互连体在与太阳能电池和第一密封剂层的接合面垂直的方向上承受压应力。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能板及制造这种太阳能板的方法。
背景技术
背接触太阳能板或光伏(PV)模块在本领域中已经广为人知。
太阳能板内设置有阵列的背接触太阳能电池。通常，使用与电池后部边缘上的母线连接的短凸舌或者使用导电背板箔片将背接触电池互相连接。
使用短凸舌的前一种方法涉及将凸舌焊接到电池的触点上。这导致在电池的一侧产生局部残余应力。这可以从电池的弯曲或(在某些情况下)破裂看出来。在层压的过程中，电池变得扁平，因此增加了损坏和功率损耗的可能。在模块的运行过程中还会使破裂扩展，进一步降低了功率输出。
使用导电背板箔片的后一种方法涉及一种模块技术，该模块技术基于用于这种类型电池的带图案的导电背板箔片。箔片上的图案与电池上的触点匹配，由此串联模块中的电池。可以利用焊料或另一种类型的导电膏实现电池和箔片之间的互连。通常，利用层内焊接(in-laminate soldering)来制造焊接模块，层内焊接涉及通过激光对焊料凸点进行局部加热的使用。通常，这种类型的模块显示出良好的湿热性能，但是其热循环性能较差，表现为焊料、电池和箔片之间的粘附强度不足。
“利用背接触MC-Si电池和导电粘合剂制得的单级层压全尺寸PV模块”(“Single-step laminated full-size PV modules made with back-contacted MC-Si cells andconductive adhesives”P.C.de Jong等，第19届欧洲光伏太阳能会议，巴黎，2004年6月7-11日，第2145-2148页)公开了一种利用导电粘合剂制造具有背接触PV电池的太阳能板模块的方法，该方法使用改进为互连箔片的背板箔片。该方法设置为使得粘合剂的机械强度足够大，以在温度循环过程中处理在互连接点处出现的机械剪切应力，并禁得起剪切应力对粘合剂的撕裂。可以看出，由于密封剂层的固化过快，形成了“劣质”连接。
“对使用背接触太阳能电池的模块组装线的第一次试验”(“First experimentson module assembly line using back-contact solar cells”M.等，第23届欧洲光伏太阳能会议，2008年9月1-5日，西班牙，巴伦西亚，第2917-2921页)公开了一种制造具有“超薄”(130μm)背接触PV电池的太阳能板模块的方法，该方法通过使用互连粘合剂替代焊接接触，以克服太阳能电池与互连体之间的接合处以及/或者背板与互连体之间的接合处的大的剪切应力。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种太阳能板，该太阳能板克服了现有技术中的缺陷。
此外，本发明的一个目的是提供一种制造这种太阳能板的方法。
上述目的由一种具有堆叠结构的太阳能板实现，所述堆叠结构包括至少一个太阳能电池、第一密封剂层和背板接触层；所述至少一个太阳能电池设置为背接触太阳能电池，该背接触太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电触点的后表面；所述背板接触层包括设置有图案化导体电路的表面，所述导体电路设置有接触区域，该接触区域位于与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置；所述第一密封剂层在与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置设置有开口图案；所述至少一个太阳能电池设置在所述第一密封剂层之上；所述第一密封剂层设置在所述背板接触层之上，其中，所述至少一个太阳能电池的所述后表面朝向所述图案化导体电路的表面，以使所述第一密封剂层位于所述至少一个太阳能电池和所述背板接触层之间；所述电触点、所述第一密封剂层中的开口和所述接触区域的位置互相对齐；所述至少一个太阳能电池的各个电触点通过互连体穿过所述第一密封剂层中的相应开口而与各自相应的所述导体电路的接触区域连接，所述互连体设置在所述第一密封剂层的所述开口中，其中，处于固化状态的所述互连体在所述接触区域和相应电触点之间被压缩，以在与所述太阳能电池和所述第一密封剂层的接合面相垂直的方向上，所述互连体处于压应力的预压状态。
有利地，(热)收缩率的差异使得在低温时(例如，夜晚或多云天空下的室温或更低温度)互连体在导体电路的接触区域和太阳能电池的电触点之间被压缩。这导致了互连体的预压状态，以抵消(如白天暴露给阳光期间)热循环的加热步骤过程中的膨胀。借此方式，增强了背板接触层和太阳能电池触点之间的互连。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，在层压期间，从升高后的层压温度到大约室温的温度间隔中，所述互连体的材料的热收缩率小于所述第一密封剂层的材料的热收缩率。如果互连体显示出比第一密封剂层小的热收缩率，则第一密封剂层将压缩该第一密封剂层的开口中的互连体。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，在层压处理期间，所述互连体的材料的整体收缩率小于所述第一密封剂层的材料的整体收缩率。
如果互连体显示出比第一密封剂层小的整体收缩率，则第一密封剂层将压缩该第一密封剂层的开口中的互连体。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，在所述温度间隔中，所述互连体的材料的有效热膨胀系数小于所述第一密封剂层的材料的有效热膨胀系数。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，在所述温度间隔中，所述互连体的材料的热收缩率小于所述背板接触层的材料的热收缩率。
因此，背板接触层可以在互连体上产生额外压缩。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述热收缩率基本上沿垂直于所述第一密封剂层与所述太阳能电池的接合面确定。
如果压应力大体上垂直于所述接合面，则导体电路的接触区域和相应的太阳能电池之间的连接得到改善。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述互连体的材料是导电粘合剂。
有利地，该互连体材料可以方便地涂覆在导体区域接触区域上。此外，这类材料可以调节为具有合适的固化特征和机械特性，从而获得在层压步骤之后显示压应力的互连体。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述导电粘合剂是复合材料并包括导电组分，该复合材料具有基于聚合物的基质材料，所述聚合物选自环氧树脂、丙烯酸酯和硅胶(silicone)。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述导电粘合剂包括作为所述导电组分的金属颗粒，所述金属颗粒形成导电路径。
导电粘合剂可以与在互连体中形成导电路径的金属颗粒混合。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述导电粘合剂包括作为所述导电组分的导电路径，所述导电路径由低温焊料组成。
导电材料可以与低温焊料混合，低温焊料可以流动并在互连体中形成导电路径。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述太阳能板还包括第二密封剂层和玻璃板；所述第二密封剂层设置在所述至少一个太阳能电池的所述前表面之上，所述玻璃板设置在所述第二密封剂层之上，以使所述第二密封剂层位于所述至少一个太阳能电池和所述玻璃板之间。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中所述第一密封剂层和/或第二密封剂层包括聚合物，该聚合物选自乙烯-醋酸乙烯脂、离聚物、(聚)硅树脂、热塑性尿烷和聚乙烯醇缩丁醛。
这种聚合物在层压步骤期间显示出良好的流动和收缩特性。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述至少一个太阳能电池是硅基背接触太阳能电池。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中在所述背板接触层中，在与所述太阳能板中的互连体的位置相对应的位置能够观察到凸起。
此外，本发明提供了一种制造如上所述太阳能板的方法，该方法包括以下步骤：
--提供作为所述至少一个太阳能电池的一个或多个背接触太阳能电池，所述背接触太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电触点的后表面；
--在所述背板接触层的表面上提供图案化导体电路，所述导体电路设置有接触区域，该接触区域位于与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置上；
--在每个接触区域上提供互连体；
--在与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置上使得所述第一密封剂层形成开口图案；
--将带图案的所述第一密封剂层设置在所述背板接触层之上，所述开口图案与所述电触点的位置对齐，以使每个互连体位于所述第一密封剂层中的相应开口中；
--将所述至少一个太阳能电池设置在带图案的所述第一密封剂层之上，其中，所述至少一个太阳能电池的后表面朝向所述图案化导体电路的表面，并且所述至少一个太阳能电池的每一个所述电触点朝向穿过所述第一密封剂层的相应的互连体；
--通过所述第一密封剂层中各自相应的开口中的相应的互连体将所述至少一个太阳能电池的每一个电触点连接至各自相应的所述导体电路的接触区域；
--在层压步骤期间，沿着与所述至少一个太阳能电池与所述第一密封剂层之间的接合面垂直的方向使所述互连体中产生压应力，
其中，在层压所述堆叠结构之后，在与所述太阳能电池与所述第一密封剂层的接合面垂直的方向上，所述互连体处于压应力的预压状态。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的方法，其中，在层压处理期间，所述互连体的材料的整体收缩率小于所述第一密封剂层的材料的整体收缩率。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的方法，其中，在层压期间，从升高的层压温度到大约室温的温度间隔中，所述互连体的材料的热收缩率小于所述第一密封剂层的材料的热收缩率。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的方法，其中，在将带图案的所述第一密封剂层设置在所述背板接触层之上的步骤之前，通过丝网印刷在所述导体电路的相应的接触区域上将每个互连体形成为点。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的方法，其中，所述点的形成包括使形成的点的高度大体上比带图案的所述第一密封剂层的厚度大。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的方法，其中，在所述导体电路的接触区域上形成互连体点之后，将所述至少一个太阳能电池设置在带图案的所述第一密封剂层上。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的方法，其中，所述互连体的材料是导电粘合剂，并且将所述至少一个太阳能电池的每个电触点连接至各自相应的所述导体电路的接触区域的步骤包括对所述互连体点进行固化热处理，以形成所述互连体。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的方法，该方法还包括：
--在所述至少一个太阳能电池的所述前表面上提供第二密封剂层；
--在所述第二密封剂层上提供玻璃板；
--通过暴露于升高后的温度和升高后的压力，层压包括所述背板接触层、所述第一密封剂层、所述至少一个太阳能电池、所述第二密封剂层和所述玻璃板的堆叠结构，以形成所述太阳能板。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的方法，其中，在所述层压步骤期间进行所述互连体点的所述固化热处理。
根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的方法，其中，在所述层压步骤之前，所述第一密封剂层的厚度小于所述互连体的高度。
下面参考附图对本发明进行更详细的解释，其中，描述了本发明的多个实施方式。这些附图的目的只是为了便于说明，并不对本发明的保护范围构成限制，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
附图说明
图1a所示为用于在背接触太阳能板中应用的背接触太阳能电池的后表面的布局示意图；
图1b所示为背板接触层上的导体电路的布局示意图，该布局与图1a所示的背接触太阳能电池的触点的布局相对应；
图2所示为在第一制造步骤期间背接触太阳能板的截面图；
图3所示为在随后制造步骤期间背接触太阳能板的截面图；
图4所示为在下一个制造步骤期间背接触太阳能板的截面图；
图5所示为根据本发明的具体实施方式的在另一个制造步骤期间背接触太阳能板的截面图；
图6所示为根据本发明的具体实施方式的背接触太阳能板的截面图；
图7所示为根据本发明的太阳能板的横截面的细节图。
具体实施方式
图1a所示为用于在背接触太阳能板中应用的背接触太阳能电池的后表面的布局示意图。
通常，太阳能电池具有导电纹路图案，从而在太阳能电池中传输由光伏效应产生的电荷。有各种类型的固态太阳能电池可供使用，它们基于各种半导体材料的基质，所述半导体材料如多晶硅或单晶硅。
在背接触太阳能电池中，导体图案的触点设置在太阳能电池的后表面上，从而使太阳能电池在使用过程中面对辐射源(例如，太阳)时太阳能电池前表面上的遮蔽损耗最小化。
在图1a中，显示了相邻的两个背接触太阳能电池的阵列的布局。在每个太阳能电池10上，该太阳能电池的后表面11上设置有多个具有两个极性的触点12、13(例如，正极触点12和负极触点13)。
太阳能电池可以是MWT(金属电极绕通电池)、EWT(发射极电极绕通电池)、IBC(背电极接触电池)或其他背接触硅基质类型，通过穿过硅基质的通孔以连接太阳能电池的前表面区域和后表面电触点，或者通过在太阳能电池的后面具有p型结或n型结以及电触点，该太阳能电池的所有触点都位于电池的后面。
图1b所示为背板接触层上的导体电路的布局示意图，该布局与图1a所示的背接触太阳能电池的电触点的布局相对应。
通常，背板接触层20是基于聚合物的层21，该基于聚合物的层21具有带图案的导电层，即包括一个或多个图案化的导电区域22、23、24的导体电路。举例来说，导电区域可以互相交叉，但是，本领域技术人员可以理解的是，其他图案形状和图案设置也是可能的。
导体电路的布局大体上与背接触太阳能电池10的后表面11上的电触点12、13的布局匹配，并与彼此相邻的太阳能电池10的设置匹配。
在图1b中，导体电路的与至少一个背接触太阳能电池10的电触点12、13电接触的位置由交叉28表示。
图2所示为在第一制造步骤期间背接触太阳能板的截面图。
图2的截面对应于图1b中的线II-II。
图案化的导电区域24、23设置在背板接触层20的聚合物层21上。在该示例中，标记为24的导电区域互相连接，并且应该与至少一个背接触太阳能电池10上的一个极性的电触点连接。因此，互连体25被设置在导电区域24上，以(在制造过程的后期阶段中)在导体电路的导电区域24和背接触太阳能电池10的电触点13之间提供电连接。
互连体25可以实施为导电粘合剂的点，或导电聚合物的点，或含有焊料和聚合物的杂化材料的点；或者实施为导电聚合物的预制体，或实施为含有焊料和聚合物的杂化材料的预制体；或者实施现为从导电胶带切割或冲压出的部分。
在一种实施方式中，通过在每个相应于一个或多个太阳能电池的电触点的位置沉积材料点，互连体的材料被丝网印刷在背板接触层上。点的形状和大小由丝网的厚度和所要形成的互连体的大小预先确定。通常，点的高度至少为所使用的密封剂层的厚度的125％(参见后文)。
以相似的方式，互连体25将在与背接触太阳能电池的后表面11上的相反极性的电触点12的位置相对应的位置上设置在另一个导电区域23上。
在一种实施方式中，互连体的材料是导电粘合剂。
在另一种实施方式中，导电粘合剂是复合材料并包括导电组分，所述复合材料具有基于聚合物的基质材料，所述聚合物选自环氧树脂、硅胶、丙烯酸酯和杂化聚合物、。
在一种实施方式中，导电粘合剂包括作为导电组分的金属颗粒，所述金属颗粒形成导电路径。
可选地，导电粘合剂包括作为导电组分的低温焊料，该低温焊料形成穿过互连体的导电路径。
图3所示为在随后的制造步骤期间背接触太阳能板的截面图。
在随后的制造步骤中，第一密封剂层30将被设置在背板接触层20和位于背板接触层20上的互连体25上方。该第一密封剂层将用作导体电路和太阳能电池后表面之间的绝缘层。此外，该第一密封剂层将用作密封层，以保护太阳能电池不受湿气等损害。
所述第一密封剂层30具有多个开口31，开口31与互连体25的位置以及背接触太阳能电池后表面上的电触点的位置对应。
所述第一密封剂层的厚度设置为使得互连体25突出超过密封剂层30的顶面30a。
在一种实施方式中，第一密封剂层包括聚合物，优选为热塑性聚合物。在一种实施方式中，第一密封剂层包括聚合物，该聚合物选自乙烯-醋酸乙烯脂、离聚物、硅树脂基密封剂、TPU(热塑性尿烷)和PVB(聚乙烯醇缩丁醛)。
图4所示为在下一个制造步骤期间背接触太阳能板的截面图。
在该制造步骤中，背接触太阳能电池位于互连体顶部并位于第一密封剂层的顶面上。每个太阳能电池10的后表面上的电触点12、13位于相应的突出的互连体25的位置上。
图5所示为另一个制造步骤期间背接触太阳能板的截面图。
在该制造步骤中，第二密封剂层35被设置在太阳能电池10的前表面上。所述第二密封剂层用于使太阳能电池电绝缘，以在玻璃板上提供用于适应于太阳能电池的弹性层(参见下文)，并对它们进行密封，以免遭有害物质(例如湿气)损害。
在一种实施方式中，第二密封剂层包括热塑性聚合物。在一种实施方式中，第二密封剂层包括聚合物，该聚合物选自乙烯-醋酸乙烯脂、离聚物、(聚)硅树脂基密封剂、TPU和PVB。
在设置第二密封剂层之后，将玻璃板40设置在第二密封剂层35之上。
在这些步骤之后，太阳能板包括堆叠结构，该堆叠结构包括具有导体电路21的背板接触层20、在其开口中具有互连体25的第一密封剂层30、太阳能电池10、第二密封剂层35和玻璃板40。
该堆叠结构可以翻转，由此，在处理太阳能板的过程中，玻璃板位于堆叠结构的底部。
随后，在层压步骤中，将堆叠结构暴露于升高的温度和升高的压力。该层压步骤在层压设备(未显示)中进行，使密封剂层和互连体材料固化，从而形成连续的层压体。
在使用具有导电背板和互连膏的背接触电池的模块制造中的结合的层压和互连步骤期间，不同材料(即密封剂材料和互连体材料)的相互作用对于获得压应力以增强互连至关重要。
结合的层压和互连步骤的温度曲线划分为三个阶段。第一阶段在大约5分钟内将层压体从室温加热到大约150℃。在该阶段的第一部分中，将层压体上方的双真空腔排空。当温度高于大约80℃时，通过使得层压机的上腔返回至大气压力而对层压体施加压力。在第二阶段中，保持下腔中的真空，并使层压体在150℃保持大约15分钟。最后阶段包括打破真空的步骤、将层压体从层压机移除的步骤和使其冷却至室温的步骤。
在第一阶段中，互连点(或膏)必须或者能够开始固化，或者能够维持其由印刷步骤确定的高度。
优选地，互连材料在密封剂材料流动和收缩之前就已经固化或者开始固化。在一种实施方式中，用于固化互连材料的起始温度低于密封剂材料流动的起始温度。通过这种方式，当密封剂材料发生流动时，互连材料已经开始完全固化或较大程度地固化，由此，在密封剂材料流动期间为互连体提供机械强度。
在第二阶段期间，密封剂材料将熔化并流动，从而填充模块中的任何凹腔。在该阶段期间，背板箔片和密封剂材料之间的粘附以及玻璃和密封剂材料之间的粘附被建立。背板和密封剂材料之间的粘附将把背板拉向构成层压体的其他材料。由于互连材料能够在该阶段维持其高度，它将不会随背板移动，而是会抵抗其移动，导致在互连处产生压应力。互连体材料将在第二阶段期间达到完全固化，或者不显示出任何变形，但是同时能够在电池的电触点和导电背板的接触区域之间形成与电触点的粘结结合。在该阶段结束时，层压体将达到稳定状态，并在所有相关表面之间实现良好的粘合，同时实现电池和导电背板之间的稳定的电接触。
在包括随后冷却步骤的层压期间，密封剂层30(和背板接触层)沿着与各个密封剂层和太阳能电池表面之间的接合面垂直的方向收缩到一定程度。
在层压的最后阶段中，层压体将冷却到室温。
根据本发明的一个方面，第一密封剂的热膨胀系数通常要比导电粘合剂的热膨胀系数高4倍到5倍。这意味着密封剂的高度(即，垂直于其与太阳能电池的接合面)将发生变化，并且该高度的变化将大于导电粘合剂沿着相同方向在高度上的变化。这种高度变化的差异会导致导电背板在导电粘合剂上施加额外的压应力，导电背板在密封过程期间已经与密封剂连接。
因此，根据本发明，选择互连材料和密封剂材料的组合，会在层压步骤和冷却之后在互连材料中产生压应力。
在太阳能板中，沿着与太阳能电池和第一密封剂层的接合面垂直的方向，互连体承受压应力。
压应力可以归因于在层压步骤期间各个层的体积差异的产生，其中，在层压步骤之后，密封剂材料的体积相对小于互连材料的体积。
体积差异可以是由各个层中的化学或物理效应(例如，化学反应或密度改变)引起。
在一种实施方式中，在不考虑热效应的情况下，互连体的体积选择为大于密封剂层的体积：丝网印刷的点从密封剂层的开口突出，即相对尺寸过大，并且高度大于密封剂层的厚度。在层压期间，背板层和密封剂层由于体积差异而挤压在互连体材料上，从而在互连体中引起压应力。
此外或者可选地，互连材料和密封剂材料的组合被选择为由于层压步骤，互连材料比密封剂层材料收缩的相对较少，这也产生互连体在太阳能电池表面和密封剂层之间被挤压并处于压应力状态的效果。该方法可以只应用收缩效应，但是可以使得该收缩效应和过大尺寸效应所引起的效应结合。
此外或者可选地，互连材料和密封剂材料的组合被选择为使互连材料的热膨胀系数比密封剂材料的热膨胀系数相对较小。再一次地，这产生如下效果：由于层压步骤，互连材料显示出比密封剂层材料的热收缩率相对较小的热收缩率。这还产生互连体在太阳能电池表面和密封剂层之间被挤压并处于压应力状态的效果。该方法可以只应用热收缩效应，但是可以使得该热收缩效应和由热收缩效应或过大尺寸效应及其组合所引起的效应结合。
可以看出，如果在结合的层压和互连步骤期间互连体材料25不收缩或收缩的比密封剂层少，则互连体将被暴露于周围密封剂层材料的压力。如果互连体的材料足够坚固，以能够经受由背板和密封剂施加在它上面的压力，则互连体能够在背接触模块中形成良好且稳定的互连。
密封剂层的收缩受到玻璃板的抵抗，因此导致密封剂层和背板接触层在背板接触层上的导体电路与太阳能电池的后表面之间的互连体上施加压力。
通过这样做，互连不仅仅依赖于互连材料与电池接触垫和导电背板的粘合强度，而且由密封剂和背板所施加的压力增强。
因此，根据本发明，太阳能板具有堆叠结构，所述堆叠结构包括至少一个太阳能电池、第一密封剂层和背板接触层；所述至少一个太阳能电池设置为背接触太阳能电池，该背接触太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和具有电触点的后表面；所述背板接触层的表面具有图案化的导体电路，所述导体电路设置有接触区域，该接触区域的位置与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应；所述第一密封剂层在与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置上具有开口图案；所述至少一个太阳能电池设置在所述第一密封剂层之上；所述第一密封剂层设置在所述背板接触层之上，其中所述至少一个太阳能电池的所述后表面朝向所述具有图案化的导体电路的表面，以使所述第一密封剂层位于所述至少一个太阳能电池和所述背板接触层之间；所述电触点的位置、所述第一密封剂层中的开口和所述接触区域互相对齐；所述至少一个太阳能电池的每个电触点穿过所述第一密封剂层中的相应开口通过互连体与所述导体电路的各个相应接触区域连接；其中，在与所述太阳能电池和所述第一密封剂层的接合面垂直的方向上，所述互连体承受压应力。
图6所示为根据本发明的太阳能板的截面图，其中，可以通过背板接触层中的与太阳能板中的互连体的位置相对应位置的突起观察到互连体的压缩。
图7所示为根据本发明的太阳能板的横截面的细节图。
在该详细的截面图中，由相对收缩的密封剂层材料而施加在互连体25上的压缩力由箭头S表示。压缩力表明互连体实际上在分别与电触点12、13和导体电路的接触区域的接合面之间被压缩。接合面上的压力确保维持良好的接触。
作用在互连体上的压缩力可以通过收缩的密封剂层上的张力来平衡。
密封剂层材料和互连体材料的收缩可以是化学性质的或者物理性质的，例如，构成、密度的变化，或者各个材料之间的热膨胀或流动的差异。因此，收缩在这里被定义为各个材料的体积的有效变化。
在一种实施方式中，在层压步骤期间，互连体的材料的整体收缩率小于第一密封剂层的材料的整体收缩率。
此外或者可选地，当收缩取决于热膨胀现象时，在从层压温度到大约室温的温度间隔中，互连体的材料的热收缩率小于第一密封剂层的材料的热收缩率。
所述层压温度的可以是大约150℃到大约100℃之间的范围内的温度值。
在一种实施方式中，制造步骤可以定义为一种用于制造太阳能板的方法，该太阳能板包括堆叠结构，所述堆叠结构包括至少一个太阳能电池、背板接触层和第一密封剂层，该方法包括以下步骤：
--提供作为所述至少一个太阳能电池的背接触太阳能电池，该背接触太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电触点的后表面；
--在所述背板接触层的表面上提供图案化的导体电路，所述导体电路设置有接触区域，该接触区域位于与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置上；
--在每个接触区域上提供互连体；
--在与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置上为所述第一密封剂层提供开口图案；
--将带图案的所述第一密封剂层设置在所述背板接触层之上，所述开口图案与所述电触点的位置对齐，以使每个互连体位于所述第一密封剂层中的相应开口中；
--将所述至少一个太阳能电池设置在带图案的所述第一密封剂层之上，其中，所述至少一个太阳能电池的后表面朝向所述图案化的导体电路的表面，并且所述至少一个太阳能电池的每一个所述电触点朝向穿过所述第一密封剂层的相应的互连体；
--通过相应的互连体将所述至少一个太阳能电池的每一个电触点连接至各自相应的所述导体电路的接触区域；
其中，在层压所述堆叠结构之后，在与所述太阳能电池和所述第一密封剂层的接合面垂直的方向上，所述互连体承受压应力。
显然地，对于本领域技术人员来说，在不偏离本发明的真实精神的前提下，可以设想和实施本发明的其他实施方式，本发明的保护范围仅由最终授权的权利要求书限定。上面对具体实施方式的描述不应理解为限制本发明的范围。
Claims (21)
1.一种太阳能板，该太阳能板具有堆叠结构，该堆叠结构包括至少一个太阳能电池、第一密封剂层和背板接触层；
所述至少一个太阳能电池设置为背接触太阳能电池，该背接触太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电触点的后表面；
所述背板接触层包括设置有图案化导体电路的表面，所述导体电路设置有接触区域，所述接触区域位于与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置；
所述第一密封剂层在与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置设置有开口图案；
所述至少一个太阳能电池设置在所述第一密封剂层之上；
所述第一密封剂层设置在所述背板接触层之上，其中，所述至少一个太阳能电池的所述后表面朝向所述图案化导体电路的表面，以使所述第一密封剂层位于所述至少一个太阳能电池和所述背板接触层之间；
所述电触点、所述第一密封剂层中的开口和所述接触区域的位置互相对齐；
所述至少一个太阳能电池的各个电触点通过互连体穿过所述第一密封剂层中的相应开口而与各自相应的所述导体电路的接触区域连接，所述互连体设置在所述第一密封剂层的所述开口中；
其中，
所述互连体的材料是导电粘合剂；
在层压期间，从升高后的层压温度到大约室温的温度间隔中，所述互连体的材料的热收缩率小于所述第一密封剂层的材料的热收缩率；并且
当所述互连体被固化后，该互连体在所述接触区域和相应电触点之间被压缩，以在与所述太阳能电池和所述第一密封剂层的接合面相垂直的方向上，所述互连体被预压为处于压应力作用下。
2.如权利要求1所述的太阳能板，其中，在层压处理期间，所述互连体的材料的整体收缩率小于所述第一密封剂层的材料的整体收缩率。
3.如权利要求1所述的太阳能板，其中，在所述温度间隔中，所述互连体的材料的有效热膨胀系数小于所述第一密封剂层的材料的有效热膨胀系数。
4.如权利要求1所述的太阳能板，其中，在所述温度间隔中，所述互连体的材料的热收缩率小于所述背板接触层的材料的热收缩率。
5.如权利要求1所述的太阳能板，其中，所述热收缩率基本上沿垂直于所述第一密封剂层与所述太阳能电池的接合面确定。
6.如权利要求5所述的太阳能板，其中，所述导电粘合剂是复合材料并包括导电组分，该复合材料具有基于聚合物的基质材料，所述聚合物选自环氧树脂、丙烯酸酯和硅胶。
7.如权利要求1所述的太阳能板，其中，所述导电粘合剂包括作为导电组分的金属颗粒，所述金属颗粒形成导电路径。
8.如权利要求1所述的太阳能板，其中，所述导电粘合剂包括作为导电组分的导电路径，所述导电路径由低温焊料组成。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的太阳能板，其中，所述太阳能板还包括第二密封剂层和玻璃板；
所述第二密封剂层设置在所述至少一个太阳能电池的所述前表面之上，所述玻璃板设置在所述第二密封剂层之上，以使所述第二密封剂层位于所述至少一个太阳能电池和所述玻璃板之间。
10.如权利要求9所述的太阳能板，其中，所述第一密封剂层和/或第二密封剂层包括聚合物，该聚合物选自乙烯-醋酸乙烯脂、离聚物、(聚)硅树脂、热塑性尿烷和聚乙烯醇缩丁醛。
11.如权利要求1至8中任意一项所述的太阳能板，其中，所述至少一个太阳能电池是硅基背接触太阳能电池。
12.如权利要求1至8中任意一项所述的太阳能板，其中，在所述背板接触层中，在与所述太阳能板中的互连体的位置相对应的位置能够观察到凸起。
13.一种制造太阳能板的方法，该太阳能板具有堆叠结构，该堆叠结构包括至少一个太阳能电池、背板接触层和第一密封剂层，
所述方法包括如下步骤：
--提供作为所述至少一个太阳能电池的一个或多个背接触太阳能电池，所述背接触太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电触点的后表面；
--在所述背板接触层的表面上提供图案化导体电路，所述导体电路设置有接触区域，该接触区域位于与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置上；
--在每个接触区域上提供互连体；
--在与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置上使得所述第一密封剂层形成开口图案；
--将带图案的所述第一密封剂层设置在所述背板接触层之上，所述开口图案与所述电触点的位置对齐，以使每个互连体位于所述第一密封剂层中的相应开口中；
--将所述至少一个太阳能电池设置在带图案的所述第一密封剂层之上，其中，所述至少一个太阳能电池的后表面朝向所述图案化导体电路的表面，并且所述至少一个太阳能电池的每一个所述电触点朝向穿过所述第一密封剂层的相应的互连体；
--通过所述第一密封剂层中各自相应的开口中的相应的互连体将所述至少一个太阳能电池的每一个电触点连接至各自相应的所述导体电路的接触区域；
--在层压步骤期间，沿着与所述至少一个太阳能电池与所述第一密封剂层之间的接合面垂直的方向使所述互连体中产生压应力，其中，在层压期间，从升高后的层压温度到大约室温的温度间隔中，所述互连体的材料的热收缩率小于所述第一密封剂层的材料的热收缩率；
其中，在层压所述堆叠结构之后，在与所述太阳能电池与所述第一密封剂层的接合面垂直的方向上，所述互连体被预压为处于压应力作用下。
14.如权利要求13所述的方法，其中，在层压处理期间，所述互连体的材料的整体收缩率小于所述第一密封剂层的材料的整体收缩率。
15.如权利要求13所述的方法，其中，在将带图案的所述第一密封剂层设置在所述背板接触层之上的步骤之前，通过丝网印刷在所述导体电路的相应的接触区域上将每个互连体形成为点。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述点的形成包括使形成的点的高度大体上比带图案的所述第一密封剂层的厚度大。
17.如权利要求15或16所述的方法，其中，在所述导体电路的接触区域上形成所述点之后，将所述至少一个太阳能电池设置在带图案的所述第一密封剂层上。
18.如权利要求15或16所述的方法，其中，所述互连体的材料是导电粘合剂，并且将所述至少一个太阳能电池的每个电触点连接至各自相应的所述导体电路的接触区域的步骤包括对所述点进行固化热处理，以形成所述互连体。
19.如权利要求13至16中任意一项所述的方法，所述方法还包括：
--在所述至少一个太阳能电池的所述前表面上提供第二密封剂层；
--在所述第二密封剂层上提供玻璃板；
--通过暴露于升高后的温度和升高后的压力，层压包括所述背板接触层、所述第一密封剂层、所述至少一个太阳能电池、所述第二密封剂层和所述玻璃板的所述堆叠结构，以形成所述太阳能板。
20.如权利要求18所述的方法，其中，在所述层压步骤期间进行所述点的所述固化热处理。
21.如权利要求19所述的方法，其中，在所述层压步骤之前，所述第一密封剂层的厚度小于所述互连体的高度。
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