CN105374897A - 太阳能电池模组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能电池模组以及其制造方法。该方法包括以下步骤：提供多个太阳能电池元件，其中任一太阳能电池元件包括：彼此平行且交错排列的多条p型指状电极与多条n型指状电极，形成于太阳能电池元件的同一侧表面；形成多个绝缘垫于多条p型指状电极与多条n型指状电极上；以及提供多条导电条，以垂直于多条p型指状电极与多条n型指状电极的方式，形成于太阳能电池元件上。本发明使用导电条连接多个太阳能电池元件，以简化太阳能电池元件模组化的制程。

Description

太阳能电池模组及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种形成太阳能电池模组的方法，尤其涉及一种使用导电条连接多个太阳能电池元件的形成太阳能电池模组的方法。
背景技术
对于传统的太阳能电池结构而言，上电极是配置于硅基板的上表面，下电极是配置于硅基板的下表面。然而硅基板的上表面是用于接收太阳光的照射，因此位于上表面的上电极则会遮蔽部分的入射光线，因而降低太阳能电池的光电转换效率。因此目前的技术则发展成将上电极移至硅基板的下表面，使得上下电极(或称p型电极与n型电极)一同配置于硅基板的下表面，具有此种结构的太阳能电池称之为背接触式(backcontact)太阳能电池。背接触式太阳能电池大致可以分为四种类型结构：交指式背电极(interdigitatedbackcontact，IBC)太阳能电池、射极穿透式(emitterwrapthrough，EWT)背电极太阳能电池、金属穿透式(metallizationwrapthrough，MWT)背电极太阳能电池与金属饶边式(metallizationwraparound，MWA)背电极太阳能电池，其中以交指式背电极太阳能电池较为常见。
请参阅图1所示的传统交指式背电极太阳能电池100的上视图。如图1所示，传统太阳能电池100包含n型扩散区111、p型扩散区121、n型汇流电极112、P型汇流电极122、多条n型指状电极113、与多条p型指状电极123。上述n型扩散区111为梳状排列，p型扩散区121则环绕在n型扩散区111周围。此外，上述p型汇流电极122与多条p型指状电极123皆配置在p型扩散区121上且三者相互电性连接。上述n型汇流电极112与多条n型指状电极113皆配置在n型扩散区111上且三者相互电性连接。
此外，对于交指式背电极太阳能电池100而言，当光线照射硅基板上表面并产生了电子电洞对之后，电子会往n型扩散区111聚集，电洞则会往p型扩散区121聚集。然而，对于在n型扩散区111中心上方的硅基板表面所产生的电子电洞对而言，若电洞要移动至p型扩散区121的距离，则相对于电子要移动至其下方的n型扩散区111的距离相对较远。此外，对于在p型扩散区121中心上方的硅基板表面所产生的电子电洞而言，若电子要移动到n型扩散区111的距离，则相较于电洞要移动至其下方的p型扩散区121的距离来的相对较远。值得注意的是，在n型硅基板中，基板表面受光照射所产生的电洞属于少数载子，而电子则属于多数载子。因此若n型扩散区111的面积过大，容易使得电洞要移动至p型扩散区121的距离过长，则少数载子(电洞)很容易在移动过程中损失，使得电路电流(shortcircuitcurrent，Isc)降低，进而影响太阳能电池的光电转换效率。但若缩小n型扩散区111的面积，则会影响多数载子的传导阻值。此外，较大的p型扩散区121的面积有利于收集更多的少数载子以提升Isc，进而提升太阳能电池的光电转换效率。但较大的p型扩散区121却会使得电子移动至n型扩散区111的距离变长，当电子移动的阻值变大，则会降低填充因数(fillfactor，FF)，进而降低光电转换效率。
为解决汇流电极下方过大的n型扩散区域或过大的p型扩散区域所导致的问题，美国专利US7，804,022揭露图2A所示的太阳能电池元件，以及美国专利US2005/0268959则揭露图2B的包含两个太阳能电池元件的太阳能电池模组。
请参阅图2A，太阳能电池元件200包括汇流电极202与指状电极204.相较于传统方长形的太面积的汇流电极，太阳能电池元件200的汇流电极202被缩小成多个方形图案并配置在太阳能电池元件200的边缘区域。换句话说，当汇流电极202的面积缩小，意味着位于汇流电极202下方的扩散区域的面积也可同时缩小，如此可解决汇流电极202下方过大的n型扩散区域或者过大的p型扩散区域所导致的问题。然而，在上述太阳能电池元件200的中间区域并无任何汇流电极202。因此对于电子或者电洞而言，要从指状电极204汇聚至汇流电极202的距离变长。如此则不利用电子或电洞的传导。此外，因太阳能电池元件200的缩小的汇流电极202配置在元件边缘，因此位于太阳能电池元件200的边缘区域的指状电极203需要重新排列设计，以便于使指状电极204能够直接连接至缩小的方形汇流电极202。
同时参阅图2B。因上述汇流电极202的特殊设计，使得具有太阳能电池元件200a的电池片与具有太阳能电池元件200b的电池片之间无法利用传统的串焊技术来串接彼此的汇流电极202，因此需搭配特殊设计的焊带206才能实现两电池片的串接。
为了解决上述缺点，本发条明中提供一种使用导电条连接多个太阳能电池元件以形成太阳能电池模组的方法，可以简化太阳能电池元件模组化的制程。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种形成太阳能电池模组的方法，其使用导电条连接多个太阳能电池元件，以简化太阳能电池元件模组化的制程。
本发明的另一个目的在于提供一种形成太阳能电池模组的方法，其使用导电条连接多个太阳能电池元件，以节省制造汇流电极的步骤与成本。
为达成上述目的，在以具体实施例中，本发明提供一种形成太阳能电池模组的方法，包括以下步骤：提供多个太阳能电池元件，其中任一太阳能电池元件包括：彼此平行且交错排列的多条p型指状电极与多条n型指状电极，形成于太阳能电池元件的同一侧表面；形成多个绝缘垫于多条p型指状电极与多条n型指状电极上；以及提供多条导电条，以垂直于多条p型指状电极与多条n型指状电极的方式，形成电性连接于太阳能电池元件上。其中，两个相邻的导电条是借由多个绝缘垫，而分别与多条p型指状电极与多条n型指状电极电性隔离，而分别形成一n型导电条与一p型导电条，以分别连接相邻的太阳能电池元件的p型导电条与n型导电条。
为达成上述目的，在另一具体实施例中，本发明更提供一种形成太阳能电池模组的方法，包括以下步骤：提供多个太阳能电池元件，其中任一太阳能电池元件包括：彼此平行交错的多条p型指状电极与多条n型指状电极，形成于太阳能电池元件的同一侧表面；提供多个太阳能电池元件，其中任一太阳能电池元件包括：彼此平行且交错排列的多条p型指状电极与多条n型指状电极，形成于该太阳能电池元件的同一侧表面；提供多条导电条，其中任一导电条的一表面上提供多个绝缘垫，多个绝缘垫对应于多条p型指状电极或多条n型指状电极；以及将多条导电条电性连接于太阳能电池元件上，使得多条导电条垂直于多条p型指状电极与多条n型指状电极；其中，两个相邻导电条是借由多个绝缘垫，而分别与多条p型指状电极与多条n型指状电极电性隔离，而分别形成一n型导电条与一p型导电条，以分别连接相邻的太阳能电池元件的p型导电条与n型导电条。
为达成上述目的，在一具体实施例中，本发明更提供一种太阳能电池模组，包括：多个太阳能电池元件，其中任一太阳能电池元件包括：彼此平行且交错排列的多条p型指状电极与多条n型指状电极，形成于太阳能电池元件的同一侧表面；多个绝缘垫，形成于该多条p型指状电极与该多条n型指状电极上；以及多条指状电极，以垂直于该多条p型指状电极与该多条n型指状电极的方式，形成电性连接于该太阳能电池元件上；其中该多条导电条的相邻两个，是借由该多个绝缘垫，而分别与该多条p型指状电极与该多条n型指状电极电性隔离，而分别形成一n型导电条与一p型导电条，以分别连接相邻的太阳能电池元件的p型导电条与n型导电条。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。其中：
图1为传统交指式背电极太阳能电池100的上视图；
图2A为美国专利US7，804，022所揭露的太阳能电池元件的结构示意图；
图2B为美国专利US2005/0268959所揭露的包含两个太阳能电池元件的太阳能电池模组；
图3A至图5B为本发明一具体实施例的一种形成太阳能电池模组的方法的流程示意图；以及
图6A至图8B为本发明另一具体实施例的一种形成太阳能电池模组的方法的流程示意图。
具体实施方式
为说明本发明的要义，请参阅图3A至图5B，其为本发明一具体实施例的一种形成太阳能电池模组的方法的流程示意图。其中，图3A是根据本发明一具体实施例所绘示的太阳能电池元件的结构上视图；图3B是为图3A的沿a-a’切线的横截面图。在图3A中，太阳能电池元件300包括：彼此平行且交错排列的多条p型指状电极301与多条n型指状电极302，形成于太阳能电池元件同一侧表面，如图3B所示。
较佳的，本具体实施例的太阳能电池元件300为交指式背电极太阳能电池，然而，交指式背电极的结构与设置方式是现有技术，在本说明书中不予赘述。
在图4A中，多个绝缘垫311与312形成于多条p型指状电极301与多条n型指状电极上302。图4B为图4A的沿a-a’切线的横截面图。在图4B中，绝缘垫311覆盖p型指状电极301。依此可推，绝缘垫312覆盖n型指状电极。较佳地，绝缘垫311与312是以印刷的方式形成。
在图5A中，多条导电条312与322是以垂直于多条p型指状电极301与多条n型指状电极302的方式，形成于太阳能电池元件300上，因此，相邻两个导电条322与321，是借由多个绝缘垫311与312，而分别与多条p型指状电极301与多条n型指状电极302电性隔离，而分别形成一n型导电条322与一p型导电条321，以分别连接相邻的太阳能电池元件的p型导电条321与n型导电条322，进而形成包含多个太阳能电池元件300的太阳能电池模组(图中未示)。图5B是图5A沿a-a’切线的横截面图。在图5B中，导电条322覆盖绝缘垫311，以连接n型指状电极302，以成为n型导电条322。依此可推，导电条321覆盖绝缘垫312，以连接指状电极301，以成为p型导电条321。
较佳地，导电条321与322可以是金属且以焊接的方式形成、金属条涂布导电塑胶且以黏贴或加热固化的方式形成、导电塑胶且以黏贴或加热固化的方式形成或者是金属条与导电塑胶且以黏贴或加热固化的方式形成。
本发明更提供另一具体实施例，请参阅图6A至图7B，其为本发明另一具体实施例的一种形成太阳能电池模组的方法的流程示意图。其中，图6A是根据本发明一具体实施例所绘示的太阳能呢过电池元件的结构上视图；图6B是为图6A沿a-a’切线的横截面图。在图6A中，太阳能电池元件600包括：彼此平行且交错排列的多条p型指状电极601与多条n型指状电极602，形成于太阳能电池元件的同一侧表面，如图6B所示。
较佳地，本具体实施例的太阳能电池元件600为交指式背电极太阳能电池。然而，交指式背电极的结构与设置方式为现有技术，在本说明书中不予赘述。
在图7A中，提供多条导电条621与622，其中任一导电条621或622的一个表面上提供多个绝缘垫612或611，多个绝缘垫612或611对应于多条n型指状电极或多条p型指状电极601。图7B为图7A的沿b-b’切线的横截面图。在图7B中，导电条622的一个表面上提供多个绝缘垫611，对应于多条p型指状电极601.依次可推，导电条621的一个表面上提供多个绝缘垫612，对应于多条n型指状电极602.较佳地，绝缘垫611与612是以印刷的方式形成。
最后，如图8A所示，多条导电条621与622贴合于该太阳能电池元件600上，使得多条导电条621与622垂直于多条p型指状电极601与多条n型指状电极602.因此，相邻的两条导电条622与621，是借由多个绝缘垫611与612，而分别与多条p型指状电极601与多条n型指状电极602电性隔离，而分别形成一n型导电条622与一p型导电条621，以分别连接相邻的太阳能电池元件的p型导电条621与n型导电条622，进而形成包含多个太阳能电池元件600的太阳能电池模组(图中未示)。图8B是图8A的沿b-b’切线的横截面图。在图8B中，导电条622覆盖绝缘垫611，以连接n型指状电极602，以形成n型导电条622。依此可推，导电条621覆盖绝缘垫612，以连接p型指状电极601，以成为p型导电条621。
较佳地，导电条621与622可以是金属且以焊接的方式形成、金属条涂布导电塑胶且黏贴或加热固化的方式形成、导电塑胶且以黏贴或加热固化的方式形成、或是金属条与导电塑胶且以黏贴或加热固化的方式形成。
由以上的说明，应当可了解，本发明使用导电条连接多个太阳能电池元件，以简化太阳能电池元件模组化的制程。更由于在太阳能电池元件上并未使用汇流电极来连接指状电极，而直接以导电条取代，更可以节省制造汇流电极的步骤与成本。
虽然本发明已用具体实施例揭露以上，然并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请权利要求的范围所界定的为准。

Claims (18)

1.一种形成太阳能电池模组的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供多个太阳能电池元件，其中任一太阳能电池元件包括：彼此平行且交错排列的多条p型指状电极与多条n型指状电极，形成于所述太阳能电池元件的同一侧表面；
形成多个绝缘垫于所述多条p型指状电极与所述多条n型指状电极上；以及
提供多条导电条，以垂直于所述多条p型指状电极与所述多条n型指状电极的方式，形成电性连接于所述太阳能电池元件上；
其中所述多条导电条的相邻两个，是借由所述多个绝缘垫，而分别与所述多条p型指状电极与所述多条n型指状电极电性隔离，而分别形成一n型导电条与一p型导电条，以分别连接相邻的太阳能电池元件的p型导电条与n型导电条。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述多个绝缘垫是以印刷的方式形成。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述多条导电条为金属且以焊接的方式形成。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述多条导电条为金属条涂布导电塑胶且以黏贴或者加热固化的方式形成。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述多条导电条为导电塑胶且以黏贴或者加热固化的方式形成。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述多条导电条为金属条与导电塑胶且以黏贴或者加热固化的方式形成。
7.一种形成太阳能电池模组的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供多个太阳能电池元件，其中任一太阳能电池元件包括：彼此平行交错的多条p型指状电极与多条n型指状电极，形成于所述太阳能电池元件的同一侧表面；
提供多个太阳能电池元件，其中任一太阳能电池元件包括：彼此平行且交错排列的多条p型指状电极与多条n型指状电极，形成于该太阳能电池元件的同一侧表面；
提供多条导电条，其中任一导电条的一表面上提供多个绝缘垫，所述多个绝缘垫对应于所述多条p型指状电极或所述多条n型指状电极；以及
将所述多条导电条电性连接于所述太阳能电池元件上，使得所述多条导电条垂直于所述多条p型指状电极与所述多条n型指状电极；
其中所述多条导电条的相邻两个，是借由所述多个绝缘垫，而分别与所述多条p型指状电极与所述多条n型指状电极电性隔离，而分别形成一n型导电条与一p型导电条，以分别连接相邻的太阳能电池元件的p型导电条与n型导电条。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中所述多个绝缘垫是以印刷的方式形成。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中所述多条导电条为金属且以焊接的方式贴合于所述太阳能电池元件上。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中所述多条导电条为金属条涂布导电塑胶且以黏贴或加热固化的方式形成。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中所述多条导电条为导电塑胶且以黏贴或加热固化的方式贴合于所述太阳能电池元件上。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中所述多条导电条为金属条与导电塑胶且以黏贴或加热固化的方式形成。
13.一种太阳能电池模组，其特征在于，包括：
多个太阳能电池元件，其中任一太阳能电池元件包括：彼此平行且交错排列的多条p型指状电极与多条n型指状电极，形成于所述太阳能电池元件的同一侧表面；
多个绝缘垫，形成于所述多条p型指状电极与所述多条n型指状电极上；以及
多条指状电极，以垂直于所述多条p型指状电极与所述多条n型指状电极的方式，形成电性连接于所述太阳能电池元件上；
其中所述多条导电条的相邻两个，是借由所述多个绝缘垫，而分别与所述多条p型指状电极与所述多条n型指状电极电性隔离，而分别形成一n型导电条与一p型导电条，以分别连接相邻的太阳能电池元件的p型导电条与n型导电条。
14.如权利要求13所述的太阳能电池模组，其特征在于，其中所述多个绝缘垫是以印刷的方式形成。
15.如权利要求13所述的太阳能电池模组，其特征在于，其中所述多条导电条为金属且以焊接的方式形成。
16.如权利要求13所述的太阳能电池模组，其特征在于，其中所述多条导电条为金属条涂布导电塑胶且以黏贴或加热固化的方式形成。
17.如权利要求13所述的太阳能电池模组，其特征在于，其中所述多条导电条为导电塑胶以黏贴或加热固化的方式形成。
18.如权利要求13所述的太阳能电池模组，其特征在于，其中所述多条导电条为金属条与导电塑胶且以黏贴或加热固化的方式形成。
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