CN105308756A - 太阳能电池板及用于制造这种太阳能电池板的方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能电池板,设置有包括至少一个背接触式太阳能电池和背板层的堆。背板层具有第一材料的图案化的导电层。导电层布置有接触区域,每个接触区域位于与太阳能电池上的电接触件的位置对应的位置。太阳能电池布置在导电层的上部上,使得太阳能电池的后表面面对图案化的导电表面。太阳能电池的每个电接触件通过导电连接材料的主体而与导体电路上对应的接触区域接触。导电层在接触区域的位置包括第二材料的块。每个块布置在位于一个电接触件上的、导电连接材料的主体和第一材料的层之间。

Description

太阳能电池板及用于制造这种太阳能电池板的方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池板。此外,本发明涉及用于制造这种太阳能电池板的方法。
背景技术
目前,具有EWT或MWT或IBC太阳能电池的太阳能电池板包括导电的、图案化的背板,该导电的、图案化的背板用于接触位于这些类型的太阳能电池的后表面上的电接触件。通常,这种背板包括通常是聚合物层的载体层,和由铜(或者铜合金)制成的、图案化的导电层。为了连接位于模块的背部的接线盒,位于模块的背面的聚合物层应局部地开口,并且将耳式突出部焊接至导电层。然而,铜的价格相对高并且对于这些太阳能电池板类型在工业中的实现来说存在瓶颈。
在现有技术中,由于铝对较便宜,所以已经考虑了替换物例如铝基导电层。然而,将太阳能电池接触件或接线盒接触件焊接至铝较为困难,这是因为铝对焊料的可湿润性通常较差,而产生弱的且相对不可靠的电互连。此外,当使用导电粘合剂将太阳能电池接触件连接至铝导电层时,观察到在铝上的高接触阻抗。
为了解决这些难题,位于背板上的现有技术的铝导体层通过金属层的真空沉积或包覆而被覆盖,该金属层具有用于将导电粘合剂或焊料用在铝上的更好的性能且通常具有较高的价格。另外,这种沉积技术较为耗时并因此相对昂贵,因此不提供解决方案。此外,为了应用焊接技术,至少需要1-2μm的层厚度。
本发明的目的是克服现有技术的缺点。
发明内容
该目的通过设置有堆的太阳能电池板实现,该堆包括至少一个太阳能电池和背板层;至少一个太阳能电池布置成背接触式太阳能电池,该背接触式太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电接触件的后表面;太阳能电池板进一步布置为与具有一个或多个导体接触件的接线盒电接触;背板层具有设置有第一导电材料的图案化的导体电路层的表面,导体电路层布置有接触区域,每个接触区域位于与至少一个太阳能电池上的电接触件中的一个的位置对应且对准的位置,或者位于与接线盒导体接触件中的一个的位置对应且对准的位置;
至少一个太阳能电池布置在导体电路层的上部上,使得至少一个太阳能电池的后表面面对图案化的导体电路表面;至少一个太阳能电池的每个电接触件或者接线盒导体接触件通过导电连接材料的主体而与导体电路上的接触区域中对应的接触区域导电接触;导体电路层在接触区域的位置包括第二导电材料的块或堆,其中每个块布置在位于一个电接触件或一个接线盒导体接触件上的、导电连接材料的主体和第一导电材料的层之间。
有利地,太阳能电池板提供了具有优良的互连性能的背板,其原因是块仅位于需要例如优良的电接触和机械粘附的性能的位置。这节省了在太阳能电池板的生产中待使用的、具有这些性能的、相对昂贵的金属的量。因此,太阳能电池板可以具有低价格的、具有差的互连性能的第一材料的导电电路层,而且仅在需要的地方具有具备优良性能的第二材料的局部块。
太阳能电池接触件或接线盒导体或者它们的组合可以与这种块状接触件接触。太阳能电池接触件通常将在背板的前侧(即,面朝太阳能电池板的辐射接收表面的表面侧)上被接触。接线盒导体接触件通常在太阳能电池板的背面上被接触,然而在一些实施方式中,接线盒导体接触件可以设置在太阳能电池板的前侧上。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的太阳能电池板,其中第一导电材料是铝基金属。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的太阳能电池板,其中第二导电材料从包括铜基材料、锡基材料和镍基材料的组中选择。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的太阳能电池板,其中每个块具有大体上与太阳能电池上的接触件的区域匹配的区域尺寸。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的太阳能电池板,其中块的区域尺寸具有约2mm的直径。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的太阳能电池板,其中第二导电材料的块穿透第一导电材料上的本征氧化层并直接接触第一导电材料。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的太阳能电池板,其中第二导电材料的堆的厚度不超过50微米。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的太阳能电池板,其中太阳能电池板包括覆盖太阳能电池板的后表面的背面板,背面板设置有开口,开口与接线盒导体接触件中的每个的相应位置对应且对准。
此外,本发明涉及用于制造设置有堆的太阳能电池板的方法,该堆包括至少一个太阳能电池、背板层和接线盒,该方法包括:
—提供至少一个太阳能电池,所述至少一个太阳能电池布置成背接触式太阳能电池,背接触式太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电接触件的后表面;
—提供背板层,背板层具有第一导电材料的导电表面;
—图案化具有导体电路层的导电表面,导体电路层布置有接触区域的布局,每个接触区域位于与至少一个太阳能电池上的电接触件中对应的电接触件的位置对应且对准的位置,或者位于与接线盒接触件中对应的接线盒接触件的位置对应且对准的位置;
—将至少一个太阳能电池放置在导体电路层的上部上,使得至少一个太阳能电池的后表面面对图案化的导体电路表面;
—使至少一个太阳能电池的每个电接触件或者每个接线盒导体接触件通过导电连接材料的主体而与导体电路上的接触区域中对应的接触区域导电接触;
—在所述使每个电接触件与对应的接触区域导电接触之前,在每个接触区域的位置产生第二导电材料的块或堆,使得每个块布置在位于一个电接触件或一个接线盒导体接触件上的、导电连接材料的主体和第一导电材料的层之间,其中每个块的产生包括第二导电材料的施加。
在实施方式中,第二导电材料的施加包括通过喷涂装置的冷喷涂。
根据本实施方式,方法使用冷喷涂施加金属。按照这种方式,通常在室温、在大气压状态下施加第二导电材料的块。与现有技术的真空技术相比,本发明的方法相对简单、耗时更少且成本更低。
在进一步的实施方式中,冷喷涂包括将喷涂装置的出口布置在导体电路层上的每个接触区域的位置,该位置对应于至少一个太阳能电池上的对应的电接触件的位置。因此,本方法允许仅在背板的导体电路层上的预定位置产生块。
在进一步的实施方式中,喷涂装置的出口的布置通过定位机器人实现。
有利地,这允许本方法自动操作且允许在高容量生产设备中实现本方法。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,该方法包括:
—从包括铜基材料、锡基材料和镍基材料的组中选择第二导电材料。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,进一步包括以下步骤:
—提供覆盖太阳能电池板的后表面的背面板;
—在背面板中产生开口,开口与接线盒导体接触件中的每个的相应位置对应且对准。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,其中第二导电材料的施加包括从如下组中选择的一个,该组包括第二导电材料在第一导电材料上的超声焊接、第二导电材料在第一导电材料上的化学电镀或电化学电镀。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,其中第二导电材料的施加包括通过烟火型多层薄膜或箔在第一导电材料上产生第二导电材料的涂布。
这些方法步骤中的每个可以应用于用于连接至太阳能电池接触件的块或用于连接至接线盒导体接触件的块两者。
超声焊接提供了将第二导电材料(例如铜、或铜基材料、或锡基材料、或镍基材料)的块结合至第一导电材料例如铝。
在用于接线盒导体接触件的示例性情况下,在背板在接触件的位置、在背面上开口之后,一片铜(例如,薄板或箔)可以超声结合至铝。最可能的处理是在构建模块之前(即,在层叠之前)使聚合物层开口,并使用大的结合头将铜材料结合至背板以最大化结合区域。可以从背板的铜侧或铝侧进行结合。然后构建并层叠模块,在此之后,电缆可以焊接至铜。待结合的薄板或箔可以具有对应于背板中的开口的尺寸的尺寸。
第二导电材料的化学电镀可以通过将形成第二导电材料的块的反应剂和腐蚀剂的存在限制到开口来实现,该开口限定待在沉积过程期间产生的块的位置。例如,可以应用掩膜技术。
可选地,第二导电材料的块可以通过烟火技术产生,在烟火技术中,多层箔布置于位于待产生块的位置的、聚合物层中的开口中。多层箔由布置成堆的、两种(或更多种)不同材料的薄层组成。堆叠的布置在工作温度通常是亚稳定的,这是因为在较高的温度时,不同的材料趋于形成作为放热反应中的反应产物的化合物。放热反应可以由热脉冲触发。来自放热反应的反应热将产生作为第二导电材料的块的化合物在第一导电材料上的结合。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,其中背板层包括绝缘载体层和第一导电材料的导电层,以及所述图案化背板的导电表面包括磨削背板以产生导体电路层。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,其中绝缘载体层包括基体聚合物层或基体玻璃层,或者通常包括基体绝缘体材料层。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,其中在第二导电材料的施加之前,将掩膜层布置在导体电路层上;在掩膜层中限定开口,以用于在第二导电材料的施加期间暴露导体电路层上的每个块的位置。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,进一步包括:在所述的施加之后去除掩模层。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,进一步包括:
—从太阳能电池板的背面产生开口,开口至少位于绝缘载体层中、一直至位于绝缘载体层和第一导电材料层之间的交界面;
—在至少位于绝缘载体层中的开口的位置,产生位于第一导电材料层中的、第二导电材料的后表面块或堆;
—使接线盒装置的接触件通过至少位于绝缘载体层中的开口而与第二导电材料的后表面块导电接触,其中每个后表面块的产生包括第二导电材料的施加。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,包括:
在太阳能电池板的背面,在绝缘载体层上设置支撑层或背面板,以及在绝缘载体层中产生开口之前,在支撑层中产生至绝缘载体层的开口。
本发明还涉及用于制造设置有堆的太阳能电池板的方法中使用的工具,该堆包括至少一个太阳能电池和背板接触层,该工具包括:
支撑表面,用于至少支撑背板层;
以及冷喷涂施加装置,用于将每个块施加在导体电路层上。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的工具,其中冷喷涂施加装置包括安装在定位机器人上的冷喷涂装置,该机器人配置为沿着支撑表面布置冷喷涂装置。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的工具,进一步包括磨削装置。
有利的实施方式进一步由从属权利要求限定。
附图说明
下面将参照一些附图对本发明进行更详细的解释,在附图中示出了本发明的说明性实施方式。它们仅意在说明性的目的,并不限制本发明的构思,本发明的构思由权利要求限定。
在下面的图中,在这些图中的每个图中,相同的参考数字指示相似或相同的组件。
图1示出了具有MWT太阳能电池的太阳能电池板的示意性横截面;
图2示出了根据本发明的实施方式的、设置有图案化的导体电路层的背板的平面图;
图3A-3D示出了根据本发明的相应实施方式的图案化的导体电路层的横截面,该图案化的导体电路层位于具有太阳能电池的后接触件的接触区域的位置;
图4A-4C示出了根据本发明的相应实施方式的图案化的导体电路层的横截面,该图案化的导体电路层位于电路层的第二接触区域的位置,而该电路层的第二接触区域具有位于太阳能电池板模块的背面上的、接线盒的接触件;
图5示意性地示出了根据本发明的实施方式的工具。
具体实施方式
图1示出了具有MWT太阳能电池的太阳能电池板的示意性横截面。
太阳能电池板结构1包括透明的前层10、和多个太阳能电池14、导体电路层20和绝缘载体24。
多个太阳能电池14布置为彼此相邻。包括半导体基板的每个太阳能电池布置成背接触式太阳能电池,背接触式太阳能电池具有用于接收来自辐射源例如太阳的辐射的前表面。每个太阳能电池的前表面朝向电池板1的透明的前层10并且附接于电池板1的透明的前层10。通常,太阳能电池通过透明的粘合聚合物层12或在某些情况下通过透明的玻璃浆料层12附接于透明的前层10。
在背接触式太阳能电池中,阴极电接触件15和阳极电接触件17两者都布置在后表面。背接触式太阳能电池可以呈MWT(金属穿孔卷绕)类型,或可选地呈EWT(发射极穿孔卷绕)或IBC(指状交叉背接触)或其他背接触式硅基板类型,这些背接触式太阳能电池通过穿过硅基板的导电通孔将前表面区域与太阳能电池的后表面电接触件连接,或者通过使p型结和n型结两者以及电接触件位于太阳能电池的后表面,而将所有接触件包括在电池的后部。
作为示例,在金属穿孔卷绕(MWT)太阳能电池中,金属导体(或通孔)15a贯穿半导体基板以将来自基板的前表面的电接触件带到后表面。(在图1中仅示出了从太阳能电池的前表面收集电荷载子的MWT接触件)。
阴极接触件和阳极接触件两者都连接至由绝缘载体层24支撑的导体电路层20。透明的粘合聚合物层23通常作为绝缘件而存在于太阳能电池的后表面和导体电路层之间,使得开口在太阳能电池接触件的位置位于中间绝缘件中。导体电路层20被图案化为具有布局,从而以串联或并联(取决于设计)连接方式连接太阳能电池的接触件。
将认识到的是,可选地,绝缘载体层24可以是聚合物层或玻璃层,或通常可以是绝缘体材料。
通常,位于太阳能电池上的电接触件和导体电路层之间的连接由焊料或导电粘合剂主体19实现。
在相邻的太阳能电池之间可以存在绝缘件25。附加的背部支撑层26可以布置在绝缘载体24之下。
图2a示出了两个相邻的太阳能电池14的后表面的平面图。
在每个太阳能电池14的后表面11上,布置了多个阴极电接触件15和阳极电接触件17。在该非限制性示例中,一个极性的电接触件15布置成三个平行的排,在三个平行的排之间具有相反极性的电接触件17的两个平行的排。
图2b示出了根据本发明的实施方式的、设置有图案化的导体电路层20的背板的表面的平面图。导体电路层20的布局与图2a的背接触式太阳能电池的电接触件的布局对应。
导体电路层包括一个或多个图案化的导电区域32、33、34。例如,如将由本领域技术人员所理解的那样,导电区域可以交错,但是其他图案形状和图案布置也是可能的。而且,注意的是,导体电路层的布局大体上与位于背接触式太阳能电池14的后表面上的电接触件15、17的布局匹配,并且与紧挨着的太阳能电池14的布置匹配。
如上所述,在现有技术中,导体电路层20是铜基层,铜基层具有高导电性以及对于焊料和导电粘合剂的优良的接触性能。然而,这种铜层相对昂贵。
作为替代,导体电路层20是具有相对高的导电性和相对低的价格的铝基层。不利地,铝对焊料或导电粘合剂的可湿润性较差,而在太阳能电池接触件和导体电路层之间产生弱的且相对不可靠的电互连。
如图2b所示,本发明提出了:在太阳能电池接触件和导体电路层的接触区域的预定位置施加第二导电材料的块22或堆。块22布置在位于相应的电接触件15、17上的焊料主体19和铝基材料的层之间。
第二导电材料从如下导电材料的组中选择,该导电材料具有用于与太阳能电池上的焊料或导电粘合剂主体19导电接触的、优良的可湿润性能。
在进一步的实施方式中,第二导电材料基于具有与焊接材料的优良的焊接性能而选择,和/或选择成与太阳能电池接触件和导电电路层20之间的连接件19中的导电粘合剂兼容。
根据实施方式,第二导电材料从包括铜基材料、锡基材料和镍基材料的组中选择。
可以以各种方式实现将第二导电材料施加在一个或多个图案化的导电区域32、33、34的第一导电材料上。
可以通过冷喷涂处理实现施加。
优选地,第二导电材料通过冷喷涂施加到铝基材料上,即第二导电材料的粉末与气流混合,以高流速且以相对低的温度喷涂到铝基材料的表面上。术语“低的温度”定义为大大低于第一导电材料和第二导电材料的熔解温度的温度以避免对第一导电材料的损坏。
术语“高流速”定义为挤入或穿过铝载体箔上的氧化层并使粒子变形所需的速率,其中按照形成紧凑的致密层这种方式使粒子变形。
可以以各种方式实现将第二导电材料的块施加在铝基导体电路层20上。
块通过冷喷涂的施加可以使用具有喷嘴的喷涂装置实现,该喷嘴使喷涂的第二导电材料粉末集中,以在导体电路层上的每个接触区域的位置形成块,其中该位置对应于至少一个太阳能电池上的相应电接触件的位置。在实施方式中,该方法可以通过使用耦接至喷涂装置的定位机器人执行。导体电路层可以布置在耦接至机器人的支撑台上。机器人可以根据用于导体电路层20上的块22的预定位置来布置喷涂装置的喷嘴。
可选地,掩膜层可以布置在导电电路层上。在掩膜层中限定了开口,以暴露在开口之下的位置处的导体电路层,从而在冷喷涂期间产生块。在冷喷涂之后去除掩膜层。
可选地,可以通过第二导电材料的薄板或箔与第一导电材料的超声焊接处理来实现施加。
超声焊接提供了:第二导电材料(例如铜、或铜基材料、或锡基材料、或镍基材料)的块结合至第一导电材料例如铝。
在进一步可选的实施方式中,化学电镀处理或电化学电镀处理可以用于将第二导电材料的块施加到第一导电材料的一个或多个图案化的导电区域32、33、34上。
在另一可选的实施方式中,烟火“焊接”处理可用于在一个或多个图案化的导电区域32、33、34上产生第二导电材料的块。
如将参照图3a-3c和4a-4c所描述的,这些方法步骤中的每一个可以应用于用于连接至太阳能电池接触件的块或用于连接至接线盒导体接触件的块两者。
根据本发明的一方面,提供了如上所述的方法,其中第二导电材料的施加包括从如下组中选择的一个,该组包括第二导电材料在第一导电材料上的超声焊接、第二导电材料在第一导电材料上的化学电镀以及通过烟火型多层薄膜在第一导电材料上产生第二导电材料的涂布。
在用于接线盒导体接触件的示例性情况下,在背板在接触件的位置、在背面上开口之后,一片铜(例如薄板或箔)可以超声结合至铝。最可能的处理是在构建模块之前(即,在层叠之前)使聚合物层开口,并使用大的结合头将铜材料结合至背板以最大化结合区域。可以从背板的铜侧或铝侧进行结合。然后构建并层叠模块,在此之后,电缆可以焊接至铜。待结合的薄板或箔可以具有对应于背板的开口的尺寸的尺寸。
第二导电材料的化学电镀可以通过将形成第二导电材料的块的反应剂和腐蚀剂的存在限制到开口来实现,该开口限定待在沉积过程期间产生的块的位置。例如,可以应用掩膜技术。
可选地,第二导电材料的块可以通过烟火技术产生,在烟火技术中,多层箔布置于位于待产生块的位置的、聚合物层中的开口中。多层箔由布置成堆的、两种(或更多种)不同材料的薄层组成。堆叠的布置通常是亚稳定的,这是因为不同的材料将形成作为放热反应中的反应产物的化合物。放热反应可以由热脉冲触发。来自放热反应的反应热将产生作为第二导电材料的块的化合物在第一导电材料上的结合。
图3A示出了图案化的导体电路层的横截面,该图案化的导体电路层位于具有太阳能电池的后接触件的接触区域的位置。已经发现的是,在冷喷涂期间,第二导电材料粉末的粒子穿透铝基材料上的本征氧化层21,形成直接接触铝基材料的、第二导电材料的局部块22。
因此,增强了在太阳能电池上的焊料主体或导电粘合剂和导体电路层之间的接触。局部块22具有第二导电材料的性能,第二导电材料的性能允许与焊料主体或导电粘合剂19的适当的电接触和机械接触。同时,局部块具有与导体电路层20的铝基材料的适当的电接触和机械接触。
图3B示出了图案化的导体电路层的横截面,该图案化的导体电路层位于具有太阳能电池的后接触件的接触区域的位置。第二导电材料的局部块22通过第二材料的薄板或箔在导体电路层的第一导电材料上的超声焊接而在图案化的导体电路层上产生。
可选地,局部块22可以通过化学电镀处理或者电化学电镀处理而产生。电镀处理涉及从位于图案化的导体电路层上的位置处的电镀流体产生第二导电材料的局部块,其中在该位置处,第一导电材料暴露于电镀流体。
为了避免电镀在图案化的导体电路层上的非期望位置发生和/或避免第一导电材料的腐蚀在非期望位置发生,可以通过在待形成局部块22的位置使第一导电材料选择性的暴露而对电镀进行局限。选择性的暴露可以通过适当的掩膜层技术实现,如将由本领域技术人员容易地理解的。
图3C示出了图案化的导体电路层的横截面,该图案化的导体电路层位于具有太阳能电池的后接触件的接触区域的位置。根据实施方式,位于第一导电材料上的第二导电材料的局部块22通过烟火处理产生,烟火处理涉及将多层箔施加在位于第一导电材料的图案化的电路导体层上的、待产生局部块22的位置处。通过多层箔中的材料的放热反应,发生作为第二导电材料的块的反应产物化合物与第一导电材料的结合。
按照类似的方式,接线盒导体接触件可以如下面将参照图4A-4C所解释的那样制造。
图4A示出了图案化的导体电路层的横截面,该图案化的导体电路层位于电路层的第二接触区域的位置,而该电路层的第二接触区域具有通过冷喷涂方法产生的接线盒的接触件。从太阳能电池板模块的背面,支撑层26和绝缘载体24在位置27处局部地开口,其中当接线盒安装在太阳能电池板的背面时,接线盒的接触件将位于位置27处。
产生的开口暴露图案化的导体电路层的背表面,在该背表面处将连接接线盒的接触件。
根据本发明的实施方式,在图案化的导体电路层的第二接触区域,布置了第二导电材料的局部块22a。根据本发明,按照与布置在电路层和太阳能电池的后接触件之间的局部块类似的方式,通过冷喷涂将局部块22a施加在电路层上。
图4B示出了图案化的导体电路层的横截面,该图案化的导体电路层位于电路层的第二接触区域的位置,而第二接触区域具有通过超声焊接或化学电镀/电化学电镀产生的、用于与接线盒导体接触的局部块22a。
在超声焊接以产生局部块的情况下,局部块22a可以在支撑层26和绝缘载体24的施加之前、在接线盒的接触件将位于太阳能电池板的背面的位置27处产生。在施加局部块22a之后,支撑层26和绝缘载体24布置在背面上,位于图案化的导体电路层之上。随后,在支撑层26和绝缘载体24中制造开口以暴露局部块22a。然后接线盒导体结合或焊接至局部块22a。
在从太阳能电池板模块的背面产生局部块22a的电镀方法的情况下,支撑层26和绝缘载体24可以在电镀处理之前被可选地安装。支撑层26和绝缘载体24在接线盒的接触件将位于太阳能电池板的背面的位置27处局部地开口。
产生的开口暴露图案化的导体电路层的背表面,在该背表面处,将连接接线盒的接触件。
可以应用局部绝缘或掩膜技术以防止电镀流体远离产生的开口散开和/或接触太阳能电池板模块的其他区域。
在形成局部块22a之后,然后将接线盒导体结合或焊接至局部块22a。
图4C示出了图案化的导体电路层的横截面,该图案化的导体电路层位于具有通过烟火结合方法产生的接线盒的接触件的、电路层的第二接触区域的位置。
局部块22a在位置27处产生,在位置27处,接线盒的接触件将位于太阳能电池板的背面。
多层箔片布置在位于第一导电材料的图案化的电路导体层的位置处,在该位置处待产生局部块22a。通过多层箔中的材料的放热反应,发生作为第二导电材料的块的反应产物化合物与第一导电材料的结合。
这可以在支撑层26和绝缘载体24的施加之前或之后进行。
在局部块22a在支撑层26和绝缘载体24的施加之前形成的情况下,支撑层和绝缘载体安装在保持局部块22a的图案化的导体电路层之上。随后,在接线盒导体可以结合/焊接至局部块22a之前,需要在局部块的位置产生开口。
在局部块22a在支撑层26和绝缘载体24的施加之后形成的情况下,支撑层和绝缘载体在前面的步骤中布置在图案化的导体电路层之上。接下来,支撑层26和绝缘载体24在位置27处从太阳能电池板模块的背面局部地开口,其中当接线盒安装在太阳能电池板的背面时,接线盒的接触件将位于位置27处。然后,通过如上所述的烟火方法在局部开口中产生局部块22a。
随后,局部块22a通过结合或焊接技术与接线盒导体接触。
图5示意性地示出了根据本发明的实施方式的工具50。
工具50包括喷涂装置52、定位机器人54和支撑台56。支撑台56布置为支撑背板层,背板层包括导体电路层20及其绝缘载体层24。喷涂装置52布置为通过喷嘴在导体电路层上的预定位置冷喷涂第二导电材料的粉末,预定位置与待放置在导体电路层上的、太阳能电池上的接触件的位置相对应。
喷涂装置52安装在机器人的可运动部件上,机器人的可运动部件可以布置在支撑台的平面之上的大体上任何位置。这种可运动部件可以是X-Y可运动臂。
在实施方式中,工具50可以与磨削装置(未显示)结合,磨削装置配置为将导体电路层磨削成如上所述的预定图案。磨削装置可以安装在与喷涂装置相同的可运动部件上或安装在机器人的另外的可运动部件上。
在实施方式中,与磨削装置结合的工具布置为在绝缘载体24和支撑层26的的后表面产生开口,该开口一直至与图案化的导体电路层20的交界面,以便暴露图案化的导体电路层20的后表面。在磨削以在后表面中产生开口之后,喷涂装置52可以布置在开口之上,并通过开口将局部块22a施加到暴露的图案化的导体电路层20上。
将理解的是,本发明提供了:在太阳能电池板的图案化的导体电路层的第一导电材料上,具有相对高品质和优良的结合或焊接性能的、第二导电材料的局部块被施加到仅用于太阳能电池接触件或接线盒导体接触件的,或者用于太阳能电池接触件和接线盒导体接触件的任何组合的、图案化的导体电路层上。
根据本发明的方法可以仅适用于太阳能电池接触件或接线盒导体接触件,或者适用于太阳能电池接触件和接线盒导体接触件的组合。
因此,本发明涉及设置有堆的太阳能电池板,该堆包括至少一个太阳能电池和背板层;至少一个太阳能电池布置成背接触式太阳能电池,该背接触式太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电接触件的后表面;太阳能电池板进一步布置为与具有一个或多个导体接触件的接线盒电接触;背板层具有设置有第一导电材料的图案化的导体电路层的表面,导体电路层布置有接触区域,每个接触区域位于与至少一个太阳能电池上的电接触件中的一个的位置对应且对准的位置;
至少一个太阳能电池布置在导体电路层的上部上,使得至少一个太阳能电池的后表面面对图案化的导体电路表面;至少一个太阳能电池中的每个电接触件通过导电连接材料的主体而与导体电路上的接触区域中对应的接触区域导电接触;导体电路层在接触区域的位置包括第二导电材料的块或堆,其中每个块布置在位于太阳能电池的一个电接触件上的、导电连接材料的主体和第一导电材料的层之间。
同样地,本发明涉及设置有堆的太阳能电池板,该堆包括至少一个太阳能电池和背板层;至少一个太阳能电池布置成背接触式太阳能电池,背接触式太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电接触件的后表面;太阳能电池板进一步布置为与具有一个或多个导体接触件的接线盒电接触;背板层具有设置有第一导电材料的图案化的导体电路层的表面,导体电路层布置有接触区域,每个接触区域位于与接线盒导体接触件中的一个的位置对应且对准的位置;
至少一个太阳能电池布置在导体电路层的上部上,使得至少一个太阳能电池的后表面面对图案化的导体电路表面;每个接线盒导体接触件通过导电连接材料的主体而与导体电路上的接触区域中对应的接触区域导电接触;导体电路层在接触区域的位置包括第二导电材料的块或堆,其中每个块布置在位于一个接线盒导体接触件上的、导电连接材料的主体和第一导电材料的层之间。
本发明涉及用于制造设置有堆的太阳能电池板的方法,该堆包括至少一个太阳能电池、背板层和接线盒,该方法包括:
—提供至少一个太阳能电池,所述至少一个太阳能电池布置成背接触式太阳能电池,背接触式太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电接触件的后表面;
—提供背板层,背板层具有第一导电材料的导电表面;
—图案化具有导体电路层的导电表面,导体电路层布置有接触区域的布局,每个接触区域位于与至少一个太阳能电池上的电接触件中对应的电接触件的位置对应且对准的位置;
—将至少一个太阳能电池放置在导体电路层的上部上,使得至少一个太阳能电池的后表面面对图案化的导体电路表面;
—使至少一个太阳能电池的要么每个接触件通过导电连接材料的主体而与导体电路上的接触区域中对应的接触区域导电接触;
—在所述使每个电接触件与对应的接触区域导电接触之前,在每个接触区域的位置产生第二导电材料的块或堆,使得每个块布置在位于太阳能电池的对应的一个电接触件上的、导电连接材料的主体和第一导电材料的层之间,其中每个块的产生包括第二导电材料的施加。
本发明涉及用于制造设置有堆的太阳能电池板的方法,该堆包括至少一个太阳能电池、背板层和接线盒,该方法包括:
—提供至少一个太阳能电池,所述至少一个太阳能电池布置成背接触式太阳能电池,背接触式太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电接触件的后表面;
—提供背板层,背板层具有第一导电材料的导电表面;
—图案化具有导体电路层的导电表面,导体电路层布置有接触区域的布局,每个接触区域位于与接线盒接触件中对应的接线盒接触件的位置对应且对准的位置;
—将至少一个太阳能电池放置在导体电路层的上部上,使得至少一个太阳能电池的后表面面对图案化的导体电路表面;
—使每个接线盒导体接触件通过导电连接材料的主体而与导体电路上的接触区域中对应的接触区域导电接触;
—在所述使每个电接触件与对应的接触区域导电接触之前,在每个接触区域的位置产生第二导电材料的块或堆,使得每个块布置在位于一个接线盒导体接触件上的、导电连接材料的主体和第一导电材料的层之间,其中每个块的产生包括第二导电材料的施加。
已经参照优选的实施方式对本发明进行了描述。其他人将通过阅读和理解前面的详细描述想到明显的修改和改变。意图在于:本发明被解释为包括所有这样的修改和改变,本发明的范围仅由所附权利要求限定。

Claims (27)

1.一种设置有堆的太阳能电池板,所述堆包括至少一个太阳能电池和背板层;所述至少一个太阳能电池布置成背接触式太阳能电池,所述背接触式太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电接触件的后表面;所述太阳能电池板进一步布置为与具有一个或多个导体接触件的接线盒电接触;所述背板层具有设置有第一导电材料的图案化的导体电路层的表面,所述导体电路层布置有接触区域,每个接触区域位于与所述至少一个太阳能电池上的所述电接触件中的一个的位置对应且对准的位置,或者位于与所述接线盒导体接触件中的一个的位置对应且对准的位置;
所述至少一个太阳能电池布置在所述导体电路层的上部上,使得所述至少一个太阳能电池的后表面面对图案化的导体电路表面;
所述至少一个太阳能电池的每个电接触件或者接线盒导体接触件通过导电连接材料的主体而与所述导体电路上的所述接触区域中的相应接触区域导电接触;所述导体电路层在所述接触区域的位置包括第二导电材料的块或堆,其中每个块布置在位于一个电接触件或一个接线盒导体接触件上的、所述导电连接材料的主体和所述第一导电材料的层之间。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池板,其中所述第一导电材料是铝基金属。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池板,其中所述第二导电材料从包括铜基材料、锡基材料和镍基材料的组中选择。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的太阳能电池板,其中每个块具有大体上与所述太阳能电池上的电接触件的区域匹配的区域尺寸。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池板,其中所述块的区域尺寸具有约2mm的直径。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的太阳能电池板,其中所述第二导电材料的块穿透所述第一导电材料上的本征氧化层并直接接触所述第一导电材料。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的太阳能电池板,其中所述第二导电材料的堆的厚度不超过50微米。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的太阳能电池板,其中所述太阳能电池板包括覆盖所述太阳能电池板的后表面的背面板,所述背面板设置有开口,所述开口与所述接线盒导体接触件中的每个的相应位置对应且对准。
9.一种用于制造设置有堆的太阳能电池板的方法,所述堆包括至少一个太阳能电池、背板层和接线盒,所述方法包括:
—提供至少一个太阳能电池,所述至少一个太阳能电池布置成背接触式太阳能电池,所述背接触式太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电接触件的后表面;
—提供所述背板层,所述背板层具有第一导电材料的导电表面;
—图案化具有导体电路层的所述导电表面,所述导体电路层布置有接触区域的布局,每个接触区域位于与所述至少一个太阳能电池上的所述电接触件中的相应电接触件的位置对应且对准的位置,或者位于与接线盒接触件中的相应接线盒接触件的位置对应且对准的位置;
—将所述至少一个太阳能电池放置在所述导体电路层的上部上,使得所述至少一个太阳能电池的后表面面对图案化的导体电路表面;
—使所述至少一个太阳能电池的每个电接触件或者每个接线盒导体接触件通过导电连接材料的主体而与所述导体电路上的所述接触区域中的相应接触区域导电接触;
—在所述使每个电接触件与所述相应接触区域导电接触之前,在每个接触区域的位置产生第二导电材料的块或堆,使得每个块布置在位于一个电接触件或一个接线盒导体接触件上的、所述导电连接材料的主体和所述第一导电材料的层之间,其中每个块的产生包括第二导电材料的施加。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述第二导电材料的施加包括通过喷涂装置的冷喷涂。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述第二导电材料通过所述冷喷涂施加在所述第一导电材料上,所述冷喷涂包括将所述第二导电材料的粉末与气流混合、以高流速且以相对低的温度将混合的粉末喷涂在基于所述第一导电材料的表面上。
12.根据权利要求9所述的方法,其中所述第二导电材料的施加包括从如下组中选择的一个,该组包括所述第二导电材料在所述第一导电材料上的超声焊接、所述第二导电材料在所述第一导电材料上的化学电镀或电化学电镀。
13.根据权利要求9所述的方法,其中所述第二导电材料的施加包括通过烟火型多层薄膜或箔在所述第一导电材料上产生所述第二导电材料的涂布。
14.根据前述权利要求9至13中的任一项所述的方法,包括:
—从包括铜基材料、锡基材料和镍基材料的组中选择所述第二导电材料。
15.根据前述权利要求9至14中的任一项所述的方法,进一步包括:
—提供覆盖所述太阳能电池板的后表面的背面板;
—在背面板中产生开口,所述开口与所述接线盒导体接触件中的每个的相应位置对应且对准。
16.根据前述权利要求9至15中的任一项所述的方法,其中在所述第二导电材料的施加之前,将掩膜层布置在所述导体电路层上;在所述掩膜层中限定开口以用于在所述第二导电材料的施加期间暴露所述导体电路层上的每个块的位置。
17.根据前述权利要求9至16中的任一项所述的方法,其中所述背板层包括绝缘载体层和所述第一导电材料的导电层,以及
所述图案化所述背板的所述导电表面包括磨削所述背板以产生所述导体电路层。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述绝缘载体层包括基体聚合物层或基体玻璃层,或者通常包括基体绝缘材料层。
19.根据前述权利要求9至18中的任一项所述的方法甚至从属于权利要求10的方法,其中所述冷喷涂包括将所述喷涂装置的出口布置在所述导体电路层上的每个接触区域的位置,所述位置对应于所述至少一个太阳能电池上的所述相应电接触件的位置或者对应于所述相应接线盒接触件的位置。
20.根据权利要求19所述的方法,其中所述喷涂装置的所述出口的布置通过定位机器人实现。
21.根据前述权利要求9、10、13至20中的任一项所述的方法,其中在所述第二导电材料的施加之前,将掩膜层布置在所述导体电路层上;在所述掩膜层中限定开口以用于在所述第二导电材料的施加期间暴露所述导体电路层上的每个块的位置。
22.根据权利要求21所述的方法,进一步包括:在所述施加之后去除所述掩膜层。
23.根据前述权利要求12至22中的任一项所述的方法甚至从属于权利要求10的方法,进一步包括:
—从所述太阳能电池板的背面产生开口,所述开口至少位于所述绝缘载体层中,一直至位于所述绝缘载体层和所述第一导电材料层之间的交界面;
—在至少位于所述绝缘载体层中的所述开口的位置,产生位于所述第一导电材料层中的、所述第二导电材料的后表面块或堆;
—使接线盒装置的接触件通过至少位于所述绝缘载体层中的所述开口而与所述第二导电材料的所述后表面块导电接触,其中每个后表面块的产生包括所述第二导电材料通过所述喷涂装置的施加。
24.根据权利要求23所述的方法,包括:
在所述太阳能电池板的背面,在所述绝缘载体层上设置支撑层或背面板,以及在所述绝缘载体层中产生开口之前,在所述支撑层中产生至所述绝缘载体层的开口。
25.一种在用于制造设置有堆的太阳能电池板的方法中使用的工具,所述堆包括至少一个太阳能电池和背板接触层,所述太阳能电池板根据前述权利要求1至8中的任一项或根据权利要求9至22中的任一项所述甚至从属于权利要求10,所述工具包括:
支撑表面,用于至少支撑所述背板层;
以及冷喷涂施加装置,用于将每个块施加在所述导体电路层上。
26.根据权利要求25所述的工具,其中所述冷喷涂施加装置包括安装在定位机器人上的冷喷涂装置,所述机器人配置为沿着所述支撑表面布置所述冷喷涂装置。
27.根据权利要求25或权利要求26所述的工具,进一步包括磨削装置。
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