CN105449020B - 太阳能组件及太阳能电池 - Google Patents

Abstract

一种太阳能组件，包括背板、透光基板、多个太阳能电池、多条导线及密封材料。太阳能电池设置于背板与透光基板之间。各太阳能电池包括芯片、多条汇流电极及多条指状电极。芯片包括位于中间的芯片一区及位于两侧的芯片二区，芯片一区的厚度大于芯片二区的厚度。汇流电极沿第一方向设置于芯片上，且每个汇流电极横跨芯片一区与两侧的芯片二区。指状电极沿第二方向设置于芯片上。导线用以连接太阳能电池，各导线设置在汇流电极上且外露出汇流电极在芯片二区上的至少一部分。密封材料填充于背板以及透光基板之间。本发明的太阳能组件及太阳能电池具有较低的破损率。

Description

太阳能组件及太阳能电池

技术领域

本发明涉及一种太阳能组件及太阳能电池，且特别是有关于一种具有较低的破损率的太阳能组件及太阳能电池。

背景技术

随着环保意识增强，节能减碳的概念逐渐受众人所重视，再生能源的开发与利用成为世界各国积极投入发展的重点。再生能源当中，由于太阳光随处可得，且不像其他能源(如：石化能源、核能)一般会对地球产生污染，因此太阳能与可将太阳光转换成电能的各种装置是目前看好的明星产业。

图1是已知的一种将晶棒切割为芯片的示意图。图2是切割出的芯片的侧视图。参照图1与图2，目前，太阳能组件的芯片30的其中一个制备程序是将长方体的晶棒10同时通过多条线锯20以切割出多个芯片30。由于晶棒10在初始接触线锯20以及离开线锯20时，会有不同的切削力道，而使得被切出的芯片30具有不同的厚度(如图2所示，芯片30在Y方向上，上下两侧较薄，中间较厚)，完成太阳电池片后，亦维持相同形状。其后，在制造太阳能组件的过程中，会将导线40压合在芯片30上。目前常见的方法有两种，第一种方法为焊接，使用串焊机，将导线40表面的焊锡与电池片表面的导线焊接；第二种方法为使用导电黏着层将导线40与电池片表面的导线链接。图3是已知的一种将导线压合于芯片上的示意图。在图3中，示意性地展示将导线40压合于两个芯片30上，但芯片30的数量并不以此为限制。如图3所示，由于芯片30在不同部位存在厚度差，此厚度差会使得导线40在压合于芯片30上时，芯片30在不同部位所受到的力量不同，而容易发生芯片30破裂的状况。

发明内容

本发明提供一种太阳能组件，其太阳能芯片具有较低的破裂机率。

本发明的一种太阳能组件，包括背板，透光基板，多个太阳能电池，多条导线，及密封材料。所述太阳能电池设置于所述背板与所述透光基板之间；其中，所述太阳能电池包括芯片，多条汇流电极，及多条指状电极。所述芯片包括位于中间的芯片一区及位于所述芯片一区两侧的芯片二区，其中所述芯片一区的厚度大于所述芯片二区的厚度；所述汇流电极沿第一方向设置于所述芯片上，且每个所述汇流电极横跨所述芯片一区与所述芯片二区；所述指状电极沿第二方向设置于所述芯片上，并与所述汇流电极电连接，其中所述第一方向垂直于所述第二方向；所述导线连接所述太阳能电池，所述导线设置在所述汇流电极的一部分上，所述导线至多覆盖所述汇流电极在所述芯片二区上的一部分；所述密封材料填充于所述背板与所述太阳能电池之间，所述密封材料还填充于所述透光基板与所述太阳能电池之间。

优选地，每个所述汇流电极在所述芯片二区上超出所述导线覆盖区段的长度约为1毫米。

优选地，所述芯片二区在沿所述第一方向上的长度约在1毫米至10毫米之间。

优选地，每个所述汇流电极在每个所述芯片二区上的超出所述导线覆盖的区段的长度与每个所述芯片二区的长度在沿所述第一方向上的长度的比值约在0.1至1之间。

优选地，每个所述芯片二区在沿所述第一方向上的长度与所述芯片在沿所述第一方向上的长度的比值约为0.006至0.07之间。

优选地，所述导线设置于所述汇流电极的所述芯片一区的区段上，且外露出所述汇流电极在所述芯片二区的整个区段。

优选地，所述芯片二区存在厚度变化，所述芯片二区的厚度自靠近所述芯片一区处至所述芯片的边缘呈现逐渐减少的趋势。

优选地，所述芯片一区的厚度范围在100微米至200微米之间，所述芯片二区的厚度范围在10微米至190微米间。

优选地，所述芯片二区中的最小厚度与所述芯片一区的平均厚度的比值大于0.05且小于1。

优选地，还包括导电黏着层，设置于所述导线与所述汇流电极之间，所述导线及所述导电黏着层未至多覆盖所述汇流电极在所述芯片二区上的至少一部分。

本发明的一种太阳能电池，包括芯片，多条指状电极，及多条汇流电极。所述芯片包括位于中间的芯片一区及位于所述芯片一区两侧的芯片二区，其中所述芯片一区的厚度大于各所述芯片二区的厚度；所述指状电极沿第一方向设置于所述芯片上且所述指状电极横跨所述芯片一区与所述芯片二区；所述汇流电极沿第二方向设置于所述芯片的所述芯片一区上且电连接于所述指状电极，其中所述第一方向垂直于所述第二方向。

优选地，所述芯片二区存在厚度变化，且所述芯片的所述芯片二区的厚度自靠近所述芯片一区处至所述芯片的边缘呈现逐渐减少的趋势。

优选地，所述芯片一区的厚度范围在100微米至200微米之间，且所述芯片二区的厚度范围在10微米至190微米间。

优选地，所述芯片二区中的最小厚度与所述芯片一区的平均厚度的比值大于0.05且小于1。

优选地，所述芯片二区的宽度在1毫米至10毫米之间。

优选地，各所述芯片二区在沿所述第一方向上的长度与所述芯片在沿所述第一方向上的长度的比值约为0.006至0.07之间。

本发明的一种太阳能组件，包括背板，透光基板，多个太阳能电池，多条导线，及密封材料。所述太阳能电池设置于所述背板与所述透光基板之间；所述太阳能电池包括芯片，多条指状电极，及多条汇流电极。所述芯片包括位于中间的芯片一区及位于所述芯片一区两侧的芯片二区，其中所述芯片一区的厚度大于各所述芯片二区的厚度；所述指状电极沿第一方向设置于所述芯片上且所述指状电极横跨所述芯片一区与两所述芯片二区；所述汇流电极沿第二方向设置于所述芯片的所述芯片一区上且电连接于所述指状电极，其中所述第一方向垂直于所述第二方向；所述导线用以连接所述太阳能电池，所述导线设置在其中一条所述汇流电极上；所述密封材料填充于所述背板与各所述太阳能电池以及所述透光基板与各所述太阳能电池之间。

优选地，所述芯片二区存在厚度变化，且所述芯片二区的厚度自靠近所述芯片一区处至所述芯片的边缘呈现逐渐减少的趋势。

优选地，所述芯片一区的厚度范围在100微米至200微米之间，且所述芯片二区的厚度范围在10微米至190微米间。

优选地，所述芯片二区中的最小厚度与所述芯片一区的平均厚度的比值大于0.05且小于1。

优选地，所述芯片二区的宽度在1毫米至10毫米之间。

优选地，各所述芯片二区的长度在沿所述第一方向上的长度与所述芯片在沿所述第一方向上的长度的比值约为0.006至0.07之间。

基于上述，由于被切割出的芯片在边缘处具有较小的厚度，为了避免芯片因为在位于中间的位置与位于边缘的位置的厚度差异过大，而使得导线压合在太阳能电池上时，芯片各处受力不均而发生破裂的状况，本发明的太阳能组件通过将导线仅设置在汇流电极上的局部区域(汇流电极设在芯片一区上的部位，甚至包含在芯片二区中靠近芯片一区的部位)，而使得汇流电极设在芯片二区的靠近边缘的部位不被导线覆盖。通过上述设置，本发明的太阳能组件在导线所在的区域具有相近的芯片厚度，而减少了发生芯片破裂的机率。此外，本发明的太阳能电池也可将指状电极设置在芯片上横跨厚度变化的区域，且垂直于指状电极的汇流电极设置在芯片上厚度相同的区域，此设置可降低导线压合在汇流电极上时因为芯片的厚度差异而发生芯片破裂的机率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是已知的一种将晶棒切割为芯片的示意图。

图2是切割出的芯片的侧视图。

图3是已知的一种将导线压合于芯片上的示意图。

图4是依照本发明的一种实施例的一种太阳能组件的剖面示意图。

图5是图4的太阳能组件的太阳能电池的俯视示意图。

图6是图5的太阳能电池的侧视示意图。

图7是导线设置在图6的太阳能电池的侧视示意图。

图8是依照本发明的一种实施例的另一种太阳能组件的剖面示意图。

图9是图8的太阳能组件与导线在另一视角的侧视示意图。

图中：D1-第一方向、D2-第二方向、10-晶棒、20-线锯、110-背板、120-透光基板、130-太阳能电池、150-密封材料

具体实施方式

图4是依照本发明的一种实施例的一种太阳能组件的剖面示意图。参照图4，本实施例的太阳能组件100包括背板110、透光基板120、夹置于背板110与透光基板120之间的多个太阳能电池130、设置在太阳能电池130上的多条导线140以及填充于背板110与太阳能电池130以及透光基板120与太阳能电池130之间的密封材料150。在图4中，太阳能组件100仅是示意性地展示三个太阳能电池130，实际上太阳能组件100中太阳能电池130的数量并不以此为限制。

图5是图4的太阳能组件的太阳能电池的俯视示意图，图6是图5的太阳能电池的侧视示意图。参照图5与图6，各太阳能电池130包括芯片132、多条汇流电极134及多条指状电极136。

芯片132是由晶棒切割而成，由于晶棒在初始接触线锯以及离开线锯时，会有不同的切削力道，被切出的芯片132具有不同的厚度。如图6所示，沿着第一方向D1来看，芯片132包括位于中间的芯片一区132a及位于两侧的芯片二区132b，芯片一区132a的厚度大于两侧的芯片二区132b的厚度。在本实施例中，芯片一区132a以等厚为例，当然，在实际切片过程中难免产生振动而使芯片一区132a在不同部位的厚度未能完全相同，但总体而言，芯片一区132a在不同部位的厚度大致上接近。芯片二区132b存在厚度变化，且芯片132的芯片二区132b的厚度自靠近芯片一区132a处至芯片132的边缘呈现逐渐减少的趋势。

本实施例的芯片132以5吋或是6吋(1吋＝0.0254米)为例，芯片一区132a的厚度范围在100微米至200微米之间，且芯片二区132b的厚度范围在10微米至190微米间。芯片二区132b中的最小厚度与芯片一区132a的平均厚度的比值大于0.05且小于1。在优选的实施例中，芯片一区132a的厚度范围约为170微米至180微米，且芯片二区132b的最小厚度约为120微米。当然，芯片一区132a与芯片二区132b的厚度范围并不以上述为限制，只要芯片一区132a的平均厚度大于芯片二区132b的最大厚度，而使得芯片132在芯片一区132a与芯片二区132b之间存在厚度差异即可。

此外，芯片二区132b在沿第一方向D1上的长度约在1毫米至10毫米之间。在优选的实施例中，芯片二区132b在沿第一方向D1上的长度约在1毫米至5毫米之间。更优选的实施例，芯片二区132b在沿第一方向D1上的长度约在1毫米至3毫米之间。在本实施例中，芯片一区132a在沿第一方向D1上的长度约为156毫米，各芯片二区132b在沿第一方向D1上的长度与芯片在沿第一方向D1上的长度的比值约为0.006至0.07之间，但是芯片一区132a与芯片二区132b之间的长度关系并不以此为限制。

在本实施例中，这些汇流电极134沿第一方向D1设置于芯片132上，也就是说，汇流电极134会横跨芯片一区132a与两侧的芯片二区132b。这些指状电极136则是沿着垂直于第一方向D1的第二方向D2设置于芯片132上且电连接于这些汇流电极134。

图7是导线设置在图6的太阳能电池的侧视示意图。参照图7，导线140用以连接两相邻的太阳能电池130，在本实施例中，太阳能组件100还包括导电黏着层160，设置于各导线140与各汇流电极134之间，以使导线140固定至汇流电极134。

各导线140设置在太阳能电池130上的汇流电极134的其中一部分且外露出汇流电极134在各芯片二区132b上的至少一部分。详细地说，在本实施例中，这些导线140设置于这些汇流电极134位在整个芯片一区132a的区段及芯片二区132b中靠近芯片一区132a的区段，汇流电极134在芯片二区132b中靠近边缘的区段(也就是远离芯片一区132a的区段)并未被导线140覆盖。

在本实施例中，芯片二区132b在沿第一方向D1上的长度约在1毫米至10毫米之间，且各汇流电极134在各芯片二区132b上未被导线140覆盖的区段的长度约为1毫米。因此，各汇流电极134在各芯片二区132b上的未被导线140覆盖的区段的长度与各芯片二区132b的长度在沿第一方向D1上的长度的比值约在0.1至1之间。当然，上述仅提供其中一种比值范围，汇流电极134在各芯片二区132b上的未被导线140覆盖的区段的长度与各芯片二区132b的长度的比值并不以此为限制。

由于被切割出的芯片132在边缘处具有较小的厚度，为了避免芯片132因为在位于中间的位置与位于边缘的位置的厚度差异过大，而使得导线140压合在太阳能电池130上时，芯片132各处受力不均而发生破裂的状况，本实施例的太阳能组件100透过将导线140仅设置在汇流电极134上的局部区域(汇流电极134位在芯片一区132a上的部位以及在芯片二区132b中靠近芯片一区132a的部位)，而使得汇流电极134位在芯片二区132b的靠近边缘的部位不被导线140覆盖。通过上述设置，太阳能组件100在导线140所在的区域具有相近的芯片厚度，而有效地减少压合时导线140与芯片132之间在不同位置上受力不均而发生芯片132破裂的机率。

此外，在另一实施例中，导线140也可仅设置于汇流电极134位于芯片一区132a的区段，且外露出汇流电极134位于两侧的芯片二区132b的整个区段。如此一来，由于从第一方向D1上来看，芯片132的芯片一区132a均厚，导线140仅设置于汇流电极134位于芯片一区132a的区段更可避免导线140与芯片132之间在不同位置上受力不均而使得芯片132破裂的状况。

当然，降低太阳能组件的芯片的破裂机率的方式并不以上述为限制，下面提供另一种能够降低太阳能组件的芯片的破裂机率的方式。图8是依照本发明的实施例的另一种太阳能组件的剖面示意图，图9是图8的太阳能组件与导线在另一视角的侧视示意图。参照图8与图9，本实施例的太阳能组件200与上一实施例的太阳能组件100的主要差异在于，在上一实施例的太阳能组件100中，汇流电极134沿第一方向D1设置于芯片132上以横跨芯片一区132a与两侧的芯片二区132b，指状电极136则是沿着垂直于第一方向D1的第二方向D2设置于芯片132上，且导线140仅设置在太阳能电池130上的汇流电极134的其中一部分且外露出汇流电极134在各芯片二区132b上的至少一部分。

在本实施例的太阳能组件200中，指状电极236沿第一方向D1设置于芯片232上而横跨芯片一区232a与两侧的芯片二区232b，汇流电极234则是沿第二方向D2设置于芯片232的芯片一区232a上，且导线240透过导电黏着层260设置在整条汇流电极234上。

具体地，虽然芯片232在被切割之后沿着第一方向D1的截面存在厚度变化，但是若将芯片232沿着第二方向D2上截开，芯片232在第二方向D2上的同一个截面上的任意位置会具有相同的厚度。本实施例的太阳能组件200特意让指状电极236沿着第一方向D1设置而横跨芯片一区232a与芯片二区232b设置，汇流电极234沿第二方向D2设置而使汇流电极234所位在的位置的芯片232截面具有相同的厚度。如此一来，当导线240透过导电黏着层260压合在汇流电极234上时，因为芯片232在第二方向D2的同一个截面上的不同部位具有相同的厚度，导线240与汇流电极234之间在压合时的力道便可保持一致，而避免发生芯片232破裂的状况。

综上所述，由于被切割出的芯片在边缘处具有较小的厚度，为了避免芯片因为在位于中间的位置与位于边缘的位置的厚度差异过大，而使得导线压合在太阳能电池上时，芯片各处受力不均而发生破裂的状况，本发明的太阳能组件透过将导线仅设置在汇流电极上的局部区域(汇流电极位于芯片一区上的部位，甚至包含在芯片二区中靠近芯片一区的部位)，而使得汇流电极位于芯片二区的靠近边缘的部位不被导线覆盖。透过上述设置，本发明的太阳能组件在导线所在的区域具有相近的芯片厚度，而减少了发生芯片破裂的机率。此外，本发明的太阳能电池也可将指状电极设置在芯片上横跨厚度变化的区域，且垂直于指状电极的汇流电极设置在芯片上厚度相同的区域，此设置可降低导线压合在汇流电极上时因为芯片的厚度差异而发生芯片破裂的机率。

虽然本发明已以实施例说明如上，但所述内容并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许改动与润饰，故本发明之保护范围以权利要求书为准。

Claims (22)

1.一种太阳能组件，其特征在于：包括

背板；

透光基板；

多个太阳能电池，所述太阳能电池设置于所述背板与所述透光基板之间；

其中，所述太阳能电池包括芯片，所述芯片包括位于中间的芯片一区及位于所述芯片一区两侧的芯片二区，其中所述芯片一区的厚度大于所述芯片二区的厚度；所述芯片由晶棒切割而成；

所述太阳能电池还包括多条汇流电极，所述汇流电极沿第一方向设置于所述芯片上，且每个所述汇流电极横跨所述芯片一区与所述芯片二区；

所述太阳能电池还包括多条指状电极，所述指状电极沿第二方向设置于所述芯片上，并与所述汇流电极电连接，其中所述第一方向垂直于所述第二方向；

所述太阳能组件还包括多条导线，所述导线连接所述太阳能电池，所述导线设置在所述汇流电极的一部分上，所述导线至多覆盖所述汇流电极在所述芯片二区上的一部分；

所述太阳能组件还包括密封材料，所述密封材料填充于所述背板与所述太阳能电池之间，所述密封材料还填充于所述透光基板与所述太阳能电池之间。

2.如权利要求1所述的一种太阳能组件，其特征在于：每个所述汇流电极在芯片二区上超出所述导线覆盖区段的长度为1毫米。

3.如权利要求1所述的一种太阳能组件，其特征在于：所述芯片二区在沿所述第一方向上的长度在1毫米至10毫米之间。

4.如权利要求1所述的一种太阳能组件，其特征在于：每个所述汇流电极在所述芯片二区上的超出所述导线覆盖区段的长度与每个所述芯片二区的长度在沿所述第一方向上的长度的比值在0.1至1之间。

5.如权利要求1所述的一种太阳能组件，其特征在于：每个所述芯片二区在沿所述第一方向上的长度与所述芯片在沿所述第一方向上的长度的比值为0.006至0.07之间。

6.如权利要求1所述的太阳能组件，其特征在于：所述导线设置于所述汇流电极的所述芯片一区的区段上，且外露出所述汇流电极在所述芯片二区的整个区段。

7.如权利要求1所述的太阳能组件，其特征在于：所述芯片二区存在厚度变化，所述芯片二区的厚度自靠近所述芯片一区处至所述芯片的边缘呈现逐渐减少的趋势。

8.如权利要求1所述的太阳能组件，其特征在于：所述芯片一区的厚度范围在100微米至200微米之间，所述芯片二区的厚度范围在10微米至190微米间。

9.如权利要求1所述的太阳能组件，其特征在于：所述芯片二区中的最小厚度与所述芯片一区的平均厚度的比值大于0.05且小于1。

10.如权利要求1所述的太阳能组件，其特征在于：还包括导电黏着层，设置于所述导线与所述汇流电极之间，所述导线及所述导电黏着层至多覆盖所述汇流电极在所述芯片二区上的一部分。

11.一种太阳能电池，其特征在于：包括

芯片，所述芯片包括位于中间的芯片一区及位于所述芯片一区两侧的芯片二区，其中所述芯片一区的厚度大于各所述芯片二区的厚度；所述芯片由晶棒切割而成；

多条指状电极，所述指状电极沿第一方向设置于所述芯片上且所述指状电极横跨所述芯片一区与所述芯片二区；

以及多条汇流电极，所述汇流电极沿第二方向设置于所述芯片的所述芯片一区上且电连接于所述指状电极，其中所述第一方向垂直于所述第二方向；

所述太阳能电池还包括多条导线，所述导线设置在所述汇流电极的一部分上，所述导线至多覆盖所述汇流电极在所述芯片二区上的一部分。

12.如权利要求11所述的太阳能电池，其特征在于：所述芯片二区存在厚度变化，且所述芯片的所述芯片二区的厚度自靠近所述芯片一区处至所述芯片的边缘呈现逐渐减少的趋势。

13.如权利要求11所述的太阳能电池，其特征在于：所述芯片一区的厚度范围在100微米至200微米之间，且所述芯片二区的厚度范围在10微米至190微米间。

14.如权利要求11所述的太阳能电池，其特征在于：所述芯片二区中的最小厚度与所述芯片一区的平均厚度的比值大于0.05且小于1。

15.如权利要求11项所述的太阳能电池，其特征在于：所述芯片二区的宽度在1毫米至10毫米之间。

16.如权利要求11项所述的太阳能电池，其特征在于：各所述芯片二区在沿所述第一方向上的长度与所述芯片在沿所述第一方向上的长度的比值为0.006至0.07之间。

17.一种太阳能组件，包括：

背板；

透光基板；

多个太阳能电池，设置于所述背板与所述透光基板之间；

其中，所述太阳能电池包括芯片，所述芯片包括位于中间的芯片一区及位于所述芯片一区两侧的芯片二区，其中所述芯片一区的厚度大于所述芯片二区的厚度；所述芯片由晶棒切割而成；

所述太阳能电池还包括多条指状电极，所述多条指状电极沿第一方向设置于所述芯片上且各所述指状电极横跨所述芯片一区与所述芯片二区；

所述太阳能电池还包括多条汇流电极，所述汇流电极沿第二方向设置于所述芯片的所述芯片一区上且电连接于所述指状电极，其中所述第一方向垂直于所述第二方向；

所述太阳能组件还包括多条导线，所述导线用以连接各所述太阳能电池，各所述导线设置在其中一条所述汇流电极上；

所述太阳能组件还包括密封材料，填充于所述背板与各所述太阳能电池以及所述透光基板与各所述太阳能电池之间。

18.如权利要求17项所述的太阳能组件，其中所述芯片二区存在厚度变化，且所述芯片的所述芯片二区的厚度自靠近所述芯片一区处至所述芯片的边缘呈现逐渐减少的趋势。

19.如权利要求17项所述的太阳能组件，其中所述芯片一区的厚度范围在100微米至200微米之间，且所述芯片二区的厚度范围在10微米至190微米间。

20.如权利要求17项所述的太阳能组件，其中所述芯片二区中的最小厚度与所述芯片一区的平均厚度的比值大于0.05且小于1。

21.如权利要求17项所述的太阳能组件，其中所述芯片二区的宽度在1毫米至10毫米之间。

22.如权利要求17项所述的太阳能组件，其中各所述芯片二区的长度在沿所述第一方向上的长度与所述芯片在沿所述第一方向上的长度的比值为0.006至0.07之间。