CN105552163A - 太阳能电池模块和用于维修太阳能电池模块的方法和装置 - Google Patents

太阳能电池模块和用于维修太阳能电池模块的方法和装置 Download PDF

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Abstract

公开一种太阳能电池模块和用于维修太阳能电池模块的方法和装置。用于维修太阳能电池模块的有缺陷的太阳能电池的方法,该方法包括:在所述太阳能电池模块的背面切割将所述有缺陷的太阳能电池连接到正常太阳能电池的多个引线连接构件并且所述正常太阳能电池的形成在前的引线连接构件,使得所述多个引线连接构件的切割位置不被从所述太阳能电池模块的正面看见;在所述太阳能电池模块的背面定位连接条,使得所述连接条与所述正常太阳能电池的经切割的在前的引线连接构件和新太阳能电池的可替换引线连接构件交叉;以及;并且将所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条电连接。

Description

太阳能电池模块和用于维修太阳能电池模块的方法和装置
技术领域
本公开涉及包括彼此连接的多个太阳能电池的太阳能电池模块和用于维修太阳能电池模块的方法和装置。
背景技术
太阳能电池包括形成p-n结的半导体衬底、发射极区域、背面场区域和使用该发射极区域或该背面场区域作为接口而连接到半导体衬底的电极。
均具有上述构造的多个太阳能电池使用称为互联器的引线连接彼此电连接以组成串。多个串彼此连接以组成太阳能电池模块。
以上描述的用于电连接多个太阳能电池的处理在太阳能电池领域称为对接处理。在对接处理完成之后,执行电致发光(electroluminescence,EL)测试以确定太阳能电池中是否存在缺陷。EL测试是使用当电力供应到太阳能电池时产生光的太阳能电池的特性来测试太阳能电池的质量的方法。
通过EL测试被检测为有缺陷的产品的太阳能电池用新的太阳能电池替换。这称为维修。
至今为止,使用具有约1.5mm的大小的互联器来电连接相邻的太阳能电池。一般使用大约三个互联器来电连接两个相邻太阳能电池。
太阳能电池包括具有约1.5mm的宽度的汇流条电极,以将互联器连接到太阳能电池。
汇流条电极电连接到收集载流子的指电极并且由与指电极相同材料(例如,银(Ag))制成。这起到增加太阳能电池的制造成本的原因。此外,当宽的互联器和宽的电极形成在太阳能电池的光入射的正面上时,太阳能电池的光接收面的大小会必须要地减小。此外,因为互联器,所以产生了部分阴影区域。因此,降低了太阳能电池的效率。
发明内容
本公开提供一种太阳能电池模块和用于维修该太阳能电池模块的方法和装置。
在一个方面,一种用于维修太阳能电池模块的有缺陷的太阳能电池的方法,在该太阳能电池模块中多个相邻的太阳能电池通过十个或更多个引线连接构件彼此连接,该方法包括以下步骤:在所述太阳能电池模块的背面切割将所述有缺陷的太阳能电池连接到正常太阳能电池的多个引线连接构件并且形成所述正常太阳能电池的在前的引线连接构件,使得从所述太阳能电池模块的正面不会看到所述多个引线连接构件的切割位置;在所述太阳能电池模块的背面定位连接条,使得所述连接条与所述正常太阳能电池的经切割的在前的引线连接构件和新太阳能电池的可替换引线连接构件交叉;以及将所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条电连接。
电连接操作包括将所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条焊接以将所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条电连接。所述连接条由与所述多个引线连接构件相同的材料形成。
所述多个引线连接构件的每个引线连接构件包括由金属材料形成的芯层和用包括Pb和Sn中的至少一种的焊料涂覆所述芯层的涂覆层。
所述新太阳能电池的背面包括边界区域,该边界区域不包括后电极;以及电池区域,该电池区域不包括所述边界区域。所述切割位置位于所述边界区域中。
所述连接条在所述边界区域中与全部所述在前的引线连接构件和所述全部所述可替换引线连接构件交叉。
所述在前的引线连接构件和所述可替换引线连接构件彼此平行但是不共线。
焊接操作包括在使用位于新太阳能电池的背面的热板将所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条固定的状态下,使用与所述热板相对定位的位于所述新太阳能电池的正面的紫外灯加热所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条。
在另一个方面,一种用于在太阳能电池模块中用新太阳能电池替换有缺陷的太阳能电池的维修装置,在该太阳能电池模块中多个相邻的太阳能电池通过十个或更多个引线连接构件彼此连接,该维修装置包括:工作台,该工作台被构造成支撑所述太阳能电池模块;以及冲压器,该冲压器被构造成将正常太阳能电池的在前的引线连接构件、与所述在前的引线连接构件平行定位的新太阳能电池的可替换引线连接构件和与所述在前的引线连接构件和所述新引线连接构件交叉的连接条固定在可替换太阳能电池的引线连接区域中,并且在预定温度或更高温度来加热且焊接所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条。
该维修装置还包括:紫外灯,该紫外灯与所述冲压器相对地定位,将所述新太阳能电池的所述引线连接区域夹在紫外灯与所述冲压器之间;以及引导构件,该引导构件被构造成将从所述紫外灯发射的热汇聚在所述引线连接区域上。
所述冲压器的底面具有竖直凹槽和水平凹槽,该竖直凹槽被构造成容纳所述连接条,该水平凹槽被构造成容纳所述在前的引线连接构件和所述可替换引线连接构件这两者。
所述新太阳能电池的背面包括边界区域和除所述边界区域之外的电池区域,在所述边界区域中所述引线连接构件不连接到电极,并且所述引线连接区域被包括在所述边界区域中。
在另一个方面,一种太阳能电池模块,该太阳能电池模块包括:多个太阳能电池,每个太阳能电池包括半导体衬底、形成在所述半导体衬底的正面上的前电极、和形成在所述半导体衬底的背面上的后电极;以及多个引线连接构件,该多个引线连接构件被构造成将多个太阳能电池在第一方向上串联连接,每个引线连接构件在所述第一方向上延伸,其中,所述引线连接部件将在所述多个太阳能电池中彼此相邻定位的所述太阳能电池的所述前电极和所述后电极直接连接,其中,与所述多个太阳能电池中的所述至少一个太阳能电池的所述后电极连接的所述引线连接构件在切割位置通过连接条连接到与所述至少一个太阳能电池相邻的另一个太阳能电池的所述前电极连接的引线连接构件。
所述连接条与所述至少一个太阳能电池的背面的一个端部相邻定位,并且在与对应于所述引线连接构件的纵向的第一方向交叉的第二方向上延伸。所述连接条接合到与所述另一个太阳能电池的所述前电极连接的所述引线连接构件和与所述至少一个太阳能电池的所述后电极连接的所述引线连接构件。
所述引线连接构件具有圆形截面。连接到所述多个太阳能电池的每个太阳能电池的每个前电极或每个后电极的所述引线连接构件的数量在六到八之间。
所述连接条由与所述引线连接构件相同的材料形成。所述连接条的宽度可以等于所述引线连接构件的宽度。另选地,连接条的宽度可以不同于引线连接构件的宽度。
每个引线连接构件包括由金属材料形成的芯层和用包括Pb和Sn中的至少一种的焊料涂覆所述芯层的涂覆层。
所述至少一个太阳能电池的背面在所述引线连接构件的纵向上被划分为不存在后电极的边界区域以及不包括所述边界区域的电池区域。所述连接条在所述边界区域中焊接到多个所述在前的引线连接构件和所述多个可替换引线连接构件。
所述连接条仅被定位在所述边界区域中。
所述多个在前的引线连接构件和所述多个可替换引线连接构件彼此平行但是不共线。
根据本公开,在没有汇流电极的情况下通过将引线连接构件连接到电极可以解决上述问题。
根据本公开,因为在前的引线连接构件和可替换引线连接构件在边界区域中彼此引线连接,所以当太阳能电池模块被封装时维修部分不从太阳能电池模块的正面看见。因此,防止了太阳能电池模块的设计的降低。
此外,因为在前的引线连接构件和可替换引线连接构件通过连接条彼此连接,所以可以减少制造处理的数量,并且可以容易地进行焊接。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解,并结合到本申请中且构成本申请的一部分,这些附图例示了本发明的实施方式,并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:
图1是根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池模块的示例的平面图,其中多个太阳能电池通过引线连接构件彼此电连接;
图2示出根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池模块的整体形状;
图3是沿着图2的A-A线所取的截面图;
图4是沿着图2的B-B线所取的截面图;
图5示出引线连接构件;
图6是示出用于维修有缺陷的太阳能电池的方法的流程图;
图7示意地示出图6所示的维修方法;
图8例示引线连接构件的切割位置;
图9例示用于将在前的引线连接构件连接到可替换引线连接构件的方法;
图10示意地示出根据本发明的示例性实施方式的用于实现维修方法的维修装置;
图11示出冲压器的底面;
图12示出定位在引线连接区域中的冲压器;以及
图13示出冲压器和紫外灯彼此相对定位,太阳能电池夹在冲压器和紫外灯之间。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的实施方式,在附图中例示出了其示例。然而,本发明可以以许多不同形式来实施,并且不应当解释为是对这里阐述的实施方式的限制。应注意如果确定该技术将误导本发明的实施方式,则省略已知技术的详细的描述。
尽可能在整个附图中用相同的附图标记代表相同或类似部分。相同或类似部件不重复描述。
图1是根据本发明的示例性实施方式的太阳能电池模块的示例的平面图,其中多个太阳能电池通过引线连接构件彼此电连接。更具体地,图1示出太阳能电池100通过引线连接构件125彼此电连接以形成6*10的矩阵排列。
图1示出十个太阳能电池100彼此连接以形成串,并且六个串彼此连接以形成太阳能电池模块,作为示例。
两个相邻太阳能电池100通过多个引线连接构件125彼此电连接。在这个示例中,每个引线连接构件125的一侧连接到定位在两个太阳能电池100中的一个的正面上的前电极,并且每个引线连接构件125的另一侧连接到定位在另一个太阳能电池的背面上的后电极。
引线连接构件126具有圆形截面并且具有小于现有技术的引线连接构件的厚度。可以使用6到18个引线连接构件125来连接两个相邻太阳能电池100。即,连接到多个太阳能电池的每个的每个前电极或每个后电极的引线连接构件125的数量可以在六到八之间确定。
下面参照图2到图5描述太阳能电池和引线连接构件之间的连接。图1所示的太阳能电池模块的太阳能电池中选择的三个相邻太阳能电池的对接处理在以下作为示例描述。
图2是示出通过引线连接构件彼此连接的三个太阳能电池的整体形状的立体图。图3是沿着图2的线A-A所取的截面图。图4是沿着图2的线II-II所取的截面图。图5示出引线连接构件。
如图2到图5所示,构件本发明的实施方式的太阳能电池模块包括其彼此相邻定位并且通过多个引线连接构件125彼此连接的多个太阳能电池。引线连接构件125电连接到在两个相邻太阳能电池的第一太阳能电池C1的正面上形成的前电极113并且电连接到在与第一太阳能电池C1相邻的第二太阳能电池C2的背面上形成的后电极114。
本发明的实施方式描述具有结构的太阳能电池,其中电极定位在半导体衬底111的正面和背面两者。因而,以下实施方式仅是示例,并且本发明的实施方式不限于此。本发明的实施方式可以在具有全部已知结构的太阳能电池中等同地实现,只要不存在局限。
太阳能电池具有薄的多面体形状。多面体太阳能电池的大小是约156mm长和156mm宽,并且多面体太阳能电池的厚度是150μm到200μm。可以使用其它宽度或厚度。
前电极113定位在半导体衬底111的光入射的正面,并且连接到引线连接构件125。前电极113收集与半导体衬底111的导电类型相反的载流子。例如,如果半导体衬底111是p型半导体衬底,则前电极113可以收集电子。
前电极113在与引线连接构件125的纵方向交叉的方向上延伸并且彼此平行排列以整体地形成条带排列。
半导体衬底111形成p-n结并且是包含第一导电类型的杂质的n型或p型半导体衬底。
后电极115在与前电极113交叉的方向上形成在半导体衬底111的后表面。后电极115收集与前电极113的导电类型相反的载流子。
例如,后电极115可以具有岛屿形状。在引线连接构件125的纵方向上具有岛屿形状的多个后电极115可以连接到引线连接构件125。
均降低势垒的发射极区域和后表面场区域,以及防止载流子在半导体衬底111的表面处复合的钝化层在半导体衬底111和前电极113之间以及在半导体衬底111和后电极115之间存在。然而,在附图中省略了以上构造。
均具有以上构造的两个相邻太阳能电池通过使用引线连接构件125彼此连接。
如图5的(A)所示,引线连接构件125具有线形状。图5的(B)示出引线连接构件125的截面。
如图5所示,引线连接构件125具有以下截面形状,其中涂覆层125a以例如约12μm的薄的厚度涂覆在芯层125b上。引线连接构件125的整体厚度是300μm到500μm。
芯层125b由例如,Ni、Cu、Ag和Al的具有好的导电性的金属形成。涂覆层125a由Pb、Sn或具有由SnIn、SnBi、SnPb、SnCuAg、SnCu指示的化学成分的金属材料形成并且包括焊料。因此,涂覆层125a可以使用焊料。
当两个相邻太阳能电池使用引线连接构件125彼此连接时,当半导体衬底的大小是156mm长156mm宽时,可以使用6到18个引线连接构件125。引线连接构件125的数量可以依赖于半导体衬底的大小、电极的宽度、厚度、节距等而改变。
至此,本发明的实施方式描述了具有圆形截面导线形状的引线连接构件125。然而,引线连接构件125的截面依可以具有包括矩形、椭圆等的各种形状。
通过将每个引线连接构件125的一侧连接到第一太阳能电池C1的前电极113并且将每个引线连接构件125的另一侧连接到第二太阳能电池C2的后电极115,引线连接构件125将两个相邻的第一太阳能电池电C1和第二太阳能电池C2电连接。用于将电极连接到引线连接构件的示例性方法是用于熔化和组合材料的焊接。
在本发明的实施方式中,焊盘140可以选择性地形成在前电极113和引线连接构件125的交叉处。焊盘140增大前电极113和引线连接构件125的交叉的面积并且减小当前电极113连接到引线连接构件125时的接触电阻。此外,焊盘140增大前电极113和引线连接构件125之间的连接强度。
焊接方法的示例是在引线连接构件125定位在两个相邻太阳能电池的正面和背面的每个上并且被定位成与前电极113和后电极115相对的状态下将引线连接构件125的涂覆层125a在等于或高于焊料的熔化温度的温度加热达数秒的方法。因此,在涂覆层125a被熔化和冷却的同时,引线连接构件125被附接到电极113和115。
在另选示例中,引线连接构件125可以通过使用导电粘接剂被附接到电极。导电粘接剂是通过添加Ni、Al、Ag、Cu、Pb、Sn、SnIn、SnBi、SnPb、SnCuAg和SnCu形成的导电颗粒添加到基于环氧树脂的合成树脂或基于硅的合成树脂而获得的材料。导电粘接剂是当热施加到液态的导电粘接剂时固化的材料。
以上用于通过引线连接构件将相邻太阳能电池电连接的处理在太阳能电池的领域中称为对接处理。在完成太阳能电池的对接处理之后,太阳能电池被封装使得太阳能电池可以在外部环境中使用。封装处理是用于使用囊封和透明衬底来封装通过引线连接构件彼此连接的太阳能电池的处理。
如果在封装处理完成之后在太阳能电池中产生了缺陷,则有缺陷的太阳能电池不能够被维修。因此,在封装处理之前执行电致发光(EL)测试。如果通过EL测试在太阳能电池中发现缺陷,则有缺陷的太阳能电池能够用新太阳能电池维修。
在以下描述中,假定定位在通过多个引线连接构件彼此连接的三个太阳能电池中的中间的太阳能电池有缺陷,作为示例描述定位在中间的太阳能电池的维修。
图6是示出用于维修有缺陷的太阳能电池的方法的流程图,并且图7示意地示出图6所示的维修方法。
如图6所示,维修方法包括:用于进行EL测试以找到太阳能电池模块中包括的太阳能电池中有缺陷的太阳能电池的操作S10、用于将有缺陷的太阳能电池从太阳能电池模块拆除的操作S20以及用于用工作顺序的可替换太阳能电池(或新的太阳能电池)替换有缺陷的太阳能电池以将可替换太阳能电池连接到太阳能电池模块的操作S30。
在图7中,(A)和(B)示出操作S20,并且(C)和(D)示出操作S30。
图8例示在S20中的引线连接构件的切割位置,并且图9例示用于将在前的引线连接构件连接到可替换引线连接构件的方法。
以下参照图7到图9详细描述操作S20和S30。
在操作S20中,描述用于从太阳能电池模块拆除有缺陷的太阳能电池EC的方法。
有缺陷的太阳能电池EC通过第一引线连接构件125a和第二引线连接构件125b电连接到定位在有缺陷的太阳能电池EC的左侧和右侧的第一太阳能电池E1和第二太阳能电池E2。
第一引线连接构件125a将定位在第一太阳能电池E1的正面上的前电极113连接到有缺陷的太阳能电池EC的背面上的后电极115。第二引线连接构件125b将定位在有缺陷的太阳能电池EC的正面上的前电极113连接到第二太阳能电池E2的背面上的后电极115。
因而,第一引线连接构件125a和第二引线连接构件125b必须被切割,以将有缺陷的太阳能电池EC从太阳能电池模块拆除。第一引线连接构件125a被在第一切割位置P1切割,并且第二引线连接构件125b被在第二切割位置P2切割,使得第一引线连接构件125a和第二引线连接构件125b的切割位置不被在外面看见。尽管切割位置被示出为在太阳能电池的背面,在其它实施方式中,一个或更多个切割位置也可以在太阳能电池的正面。
下面参照图8详细描述切割位置。图8例示第一切割位置P1。由于第二切割位置P2在太阳能电池的切割部分而言与第一切割位置P1大致相同,第二切割位置P2的描述被省略。
在图8中,有缺陷的太阳能电池EC的背面在第一引线连接构件125a的纵向上被划分为电池区域CA和边界区域MA。边界区域MA范围从有缺陷的太阳能电池EC的端部Ed到后电极115的端部115E,并且除了边界区域MA之外的剩余区域是电池区域CA。在边界区域MA中,第一引线连接构件125a不连接到有缺陷的太阳能电池EC的后电极115。
在电池区域CA中,第一引线连接构件125a被焊接接到有缺陷的太阳能电池EC的后电极115。
第一切割位置P1被定位在边界区域MA中。优选但不必须的是第一切割位置P1尽可能低靠近后电极115的端部115E。当如上所述第一切割位置P1定位在边界区域MA时,维修处理在边界区域MA中进行。因此,有缺陷的太阳能电池EC的维修部分被边界区域MA覆盖。结果,在太阳能电池模块被封装之后,维修部分不被从外部看见。
因为第一引线连接构件125a在电池区域CA中被焊接到有缺陷的太阳能电池EC的后电极115,所以不能够切割第一引线连接构件125a除非第一引线连接构件125a从后电极115物理地拆除。
如上所述,在通过在定位在边界区域MA中的第一切割位置P1和第二切割位置P2切割第一引线连接构件125a和第二引线连接构件125b将有缺陷的太阳能电池EC从太阳能电池模块拆除之后,新的可替换太阳能电池EN连接到太阳能电池模块。
切割操作S20可以由工人人工进行或使用系统化设备进行。
以下详细描述操作S30。
如图9所示,当可替换太阳能电池EN连接到第一太阳能电池E1和第二太阳能电池E2时,可以使用连接条41。连接条41可以与至少一个太阳能电池(即,可替换太阳能电池EN)的背面的一个端部相邻定位,并且可以在与对应于引线连接构件125a和115’的纵向的第一方向交叉的第二方向上延伸。
连接条41可以接合到连接到第一太阳能电池E1的前电极113的引线连接构件125a和连接到至少一个太阳能电池(即,可替换太阳能电池EN)的后电极115的引线连接构件115’。
连接条41简化用于将从第一太阳能电池E1和第二太阳能电池E2切割的剩余第一引线连接构件125a和第二引线连接构件125b连接到附接到可替换太阳能电池EN的可替换引线连接构件113’和115’的引线连接处理。此外,连接条41增大可替换引线连接构件113’和115’与在前的引线连接构件125a和125b之间的连接强度。如图7的(C)所示,可替换太阳能电池EN包括连接到前电极113的可替换的前引线连接构件113’和连接到后电极115的可替换后引线连接构件115’。
可替换的前引线连接构件113’连接到在前的第二引线连接构件125b,该在前的第二引线连接构件125b在第二太阳能电池E2的边界区域MA中连接到第二太阳能电池E2的后电极115。可替换后引线连接构件115’连接到在前的第一引线连接构件125a,该在前的第一引线连接构件125a在可替换太阳能电池EN的边界区域MA中连接到第一太阳能电池E1的前电极113。因此,可替换太阳能电池EN连接到太阳能电池模块。
图9例示用于通过将在前的第一引线连接构件125a连接到可替换后引线连接构件115’来将可替换太阳能电池EN连接到第一太阳能电池E1的引线连接方法。由于用于通过将在前的第二引线连接构件125b连接到可替换的前引线连接构件113’将可替换太阳能电池EN连接到第二太阳能电池E2的引线连接方法与图9例示的引线连接方法大致相同,因此省略其描述。
如图9所示,可替换后引线连接构件115’和第一引线连接构件125a定位成在边界区域MA中交叉连接条41。
优选但不必须的是连接条41由与引线连接构件相同材料形成。其它材料可用于连接条41。任何材料可以用于连接条41只要用于熔化焊料和组合基本材料的焊接是可能的即可。
连接条41的宽度可以等于引线连接构件125a和115’的宽度。另选地,连接条41的宽度可以不同于引线连接构件125a和115’的宽度。
优选但不必须的是可替换引线连接构件115’和在前的第一引线连接构件125a的交叠部分仅定位在边界区域MA中。此外,优选但不必须的是可替换引线连接构件115’和在前的第一引线连接构件125a定位在同一条线上。然而,因为可替换后引线连接构件115’和在前的第一引线连接构件125a通过连接条41彼此连接,可替换后引线连接构件115’和在前的第一引线连接构件125a不需要如上所述地对准。
当可替换后引线连接构件115’和在前的第一引线连接构件125a被定位成如上所述交叉连接条41时,形成可替换后引线连接构件115’、在前的第一引线连接构件125a和连接条41的交叉CP。可替换后引线连接构件115’和在前的第一引线连接构件125a通过在等于或高于焊料的熔化温度的温度加热交叉的CP来用引线连接。
如上所述,全部可替换后引线连接构件115’、在前的第一引线连接构件125a和连接条41由焊料材料形成。因此,当可替换后引线连接构件115’、在前的第一引线连接构件125a和连接条41露出在等于或高于焊料的熔化温度的温度时,在焊料材料被熔化和冷却的同时,它们被电连接。
因为可替换后引线连接构件115’和在前的第一引线连接构件125a通过连接条41焊接,多个引线连接构件不需要必须对准。如上所述,使用了6到18个第一引线连接构件125a,并且根据在前的第一引线连接构件125a的数量,使用6到18个可替换后引线连接构件115’。因此,如果没有连接条41,则6到18个引线连接构件必须被单独对准和焊接。然而,在本发明的实施方式中,以上问题可以使用连接条41来解决。
如上所述,因为在边界区域MA中进行维修,所以维修后的部分被太阳能电池覆盖并且当从正面查看时不被看见。因此,可以防止由于维修导致的包括减少太阳能电池的光接收面的大小、减少太阳能电池模块的设计等的问题。
如图9所示,包括在根据本发明的实施方式的太阳能电池模块中的多个太阳能电池中至少一个可以被维修。在此示例中,将多个太阳能电池在第一方向上串联连接的多个导线部件125a和115’可以在第一方向上延伸(图9的纵向)。
因此,在与至少一个维修后的太阳能电池的后表面交叠的边界区域MA中,可以定位连接到至少一个维修后的太阳能电池的多个可替换引线连接构件115’以及连接到与至少一个维修后的太阳能电池相邻的太阳能电池的多个在前的引线连接构件125a的端部。
此外,在至少一个维修后的太阳能电池的背面的边界区域MA中,连接条41在第二方向上延伸并且与在前的引线连接构件125a和可维修的引线连接构件115’交叉。因此,可替换后引线连接构件115’、在前的第一引线连接构件125a和连接条41可以被彼此焊接。
在此示例中,如图9所示,连接条41可以仅定位在边界区域MA中。图9作为示例示出连接条41仅定位在至少一个维修后的太阳能电池的后表面的边界区域MA中。然而,连接条可以等同地定位在与至少一个维修后的太阳能电池相邻的太阳能电池(例如,图7的(D)中所示的太阳能电池E2)的边界区域MA中。
图10示意地示出根据本发明的实施方式的用于实现维修方法的维修装置。图11示出冲压器的底面。
在图10和图11中,维修装置包括支撑太阳能电池模块400的工作台200和用于将引线连接构件引线连接的冲压器300。太阳能电池模块400的阴影部分401指示有缺陷的太阳能电池。
工作台200具有用于支撑太阳能电池模块400和平坦底面的构造。太阳能电池模块400被放置在工作台200的底面上。工作台200可以进一步包括真空吸收设备。在通常的真空吸收设备中,在工作台200的地面中形成连接到真空泵的多个孔,并且当真空泵工作时在多个孔中产生真空压力。因此,工作台200可以更稳定地支撑太阳能电池模块400。
冲压器300被构造成使得能够在工作台200上进行三维运动。冲压器300具有平坦底面301。冲压器300起到提供引线连接中需要的热源的作用并且可以优选地使用热板。总体而言,热板是使用电热方式加热装置并且得到约200℃的加热温度。因为焊料的熔化温度一般低于200℃,所以引线连接构件可以通过使用冲压器300加热焊料来引线连接。
冲压器300的底面301可以具有荆棘形凹槽。如上所述,可替换引线连接构件和在前的引线连接构件彼此平行彼此相邻定位在边界区域MA中,并且连接条定位成与可替换引线连接构件和在前的引线连接构件交叉。可替换引线连接构件、在前的引线连接构件和连接条在被加热的同时必须被固定。冲压器300的凹槽可以稳定地固定可替换引线连接构件、在前的引线连接构件和连接条并且可以防止它们失去对准。
如图11所示,凹槽包括一条竖直凹槽301a和依赖于引线连接构件的数量等的12条水平凹槽301b。
竖直凹槽301a仅容纳连接条41,并且水平凹槽301b容纳彼此平行彼此相邻定位的可替换引线连接构件、在前的引线连接构件。因而,竖直凹槽301a的宽度可以小于水平凹槽301b的宽度。
以上使用维修装置来维修太阳能电池的方法在以下描述。图12示出定位在引线连接区域中的冲压器。
在太阳能电池模块400被放置在工作台200上的状态下,连接到有缺陷的太阳能电池401的引线连接构件被在第一切割位置和第二切割位置切割,并且因而有缺陷的太阳能电池模块401被从太阳能电池模块400拆除。
在此示例中,在使太阳能电池模块400的背面向上的状态下,太阳能电池模块400被放置在工作台200上是有效的,使得切割位置被看到。
之后,可替换太阳能电池EN被定位在有缺陷的太阳能电池401曾被定位的位置处,并且可替换引线连接构件CR(例如,如图7的(C)和(D)中所示的连接到可替换太阳能电池的引线连接构件)和在前的引线连接构件CE(例如,如图7的(A)和(B)中所示的剩余引线连接构件)被如图9所示地定位。连接条41也被如图9所示地定位。
在这种状态下,冲压器300被定位在将进行引线连接的位置,接着向下落下。因此,冲压器300在引线连接区域WA中同时挤压可替换引线连接构件CR、在前的引线连接构件CE和连接条41并且固定它们。
冲压器300的竖直宽度V小于边界区域MA的竖直宽度,并且冲压器的水平宽度Vs等于或大于边界区域MA的水平宽度。仅当冲压器300被定位在边界区域MA中时,冲压器300进行挤压和加热。因此,可以防止除了引线连接区域WA之外的区域被维修处理中的高温的热量物理损坏。
加热温度是能够将焊料熔化的温度并且可以依赖于焊料的种类而略微改变。然而,等于或高于约200℃的加热温度被维持短时间段,例如,达2秒到5秒。如上所述,因为进行短时间加热,引线连接区域WA之外的区域的热损坏可以被最小化。
在加热之后,冲压器300移动到原始位置。可替换引线连接构件CR、在前的引线连接构件CE和连接条41在焊料被熔化和固化的同时,被彼此焊接。
图13示出冲压器300和紫外灯420彼此相对定位,太阳能电池夹在冲压器300和紫外灯420之间。
在图13中,紫外灯420包括引导构件410。引导构件410将从紫外灯420发射的热量汇聚到引线连接区域WA并且因而使得加热容易。此外,引导构件410防止除了引线连接区域WA之外的区域被加热。紫外等420被构造成照射紫外线束到物体上并且在约200℃的温度加热物体。因此,优选但不必须的是引导构件410由具有热阻和绝缘的构件形成。
如上所述,当使用紫外灯420将引线连接区域WA加热时,冲压器300的加热温度可以降低到等于或低于120℃的温度,并且加热时间可以减少。
本发明的实施方式使用冲压器或紫外灯等作为热源的示例。可以使用其它热源装置。例如,可以使用加热器。
尽管参照多个示例性实施方式描述了实施方式,应理解的是本领域技术人员可建议落入本公开的原理的范围内的许多其他修改和实施方式。更具体地说,可以在本公开、附图及所附权利要求的范围内对本主题组合装置的组成部件和/装置进行各种变换和修改。除了组成部分和/或设置中的变型和修改之外,替换使用对于本领域技术人员也是明显的。
相关申请的交叉引用
本申请涉及2014年10月27日向韩国专利局提交的韩国专利申请第10-2014-0146481号的优先权,其完整内容在此通过引用并入。

Claims (23)

1.一种用于维修太阳能电池模块的有缺陷的太阳能电池的方法,在该太阳能电池模块中多个相邻的太阳能电池通过十个或更多个引线连接构件彼此连接,该方法包括以下步骤:
在所述太阳能电池模块的背面切割将所述有缺陷的太阳能电池连接到正常太阳能电池的多个引线连接构件并且形成所述正常太阳能电池的在前的引线连接构件,使得从所述太阳能电池模块的正面不会看到所述多个引线连接构件的切割位置;
在所述太阳能电池模块的背面定位连接条,使得所述连接条与所述正常太阳能电池的经切割的在前的引线连接构件和新太阳能电池的可替换引线连接构件交叉;以及
将所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条电连接。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,电连接操作包括将所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条焊接以将所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条电连接。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述连接条由与所述多个引线连接构件相同的材料形成。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述多个引线连接构件的每个引线连接构件包括由金属材料形成的芯层和用包括Pb和Sn中的至少一种的焊料涂覆所述芯层的涂覆层。
5.根据权利要求3所述的方法,其中,所述新太阳能电池的背面包括:边界区域,该边界区域不包括后电极;以及电池区域,该电池区域不包括所述边界区域,
其中,所述切割位置位于所述边界区域中。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述连接条在所述边界区域中与全部所述在前的引线连接构件和全部所述可替换引线连接构件交叉。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述在前的引线连接构件和所述可替换引线连接构件彼此平行但是不共线。
8.根据权利要求2所述的方法,其中,焊接操作包括在使用位于所述新太阳能电池的背面的热板将所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条固定的状态下,使用与所述热板相对定位的位于所述新太阳能电池的正面的紫外灯加热所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条。
9.一种太阳能电池模块,所述太阳能电池模块包括:
多个太阳能电池,每个太阳能电池包括半导体衬底、形成在所述半导体衬底的正面上的前电极、和形成在所述半导体衬底的背面上的后电极;以及
多个引线连接构件,该多个引线连接构件被构造成将多个太阳能电池在第一方向上串联连接,每个引线连接构件在所述第一方向上延伸,
其中,所述引线连接部件将在所述多个太阳能电池中彼此相邻定位的所述太阳能电池的所述前电极和所述后电极直接连接,并且
其中,与所述多个太阳能电池中的至少一个太阳能电池的所述后电极连接的所述引线连接构件在切割位置通过定位在所述至少一个太阳能电池的背面上的连接条连接到与所述至少一个太阳能电池相邻的另一个太阳能电池的所述前电极连接的引线连接构件。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池模块,其中,所述连接条与所述至少一个太阳能电池的背面的一个端部相邻定位,并且在与对应于所述引线连接构件的纵向的第一方向交叉的第二方向上延伸,并且
其中,所述连接条接合到与所述另一个太阳能电池的所述前电极连接的所述引线连接构件和与所述至少一个太阳能电池的所述后电极连接的所述引线连接构件。
11.根据权利要求9所述的太阳能电池模块,其中,所述引线连接构件具有圆形截面,并且
其中,连接到所述多个太阳能电池的每个太阳能电池的每个前电极或每个后电极的所述引线连接构件的数量在六到八之间。
12.根据权利要求9所述的太阳能电池模块,其中,所述连接条由与所述多个引线连接构件相同的材料形成,并且
其中,所述连接条的宽度等于所述多个引线连接构件的宽度。
13.根据权利要求9所述的太阳能电池模块,其中,所述连接条的宽度不同于所述多个引线连接构件的宽度。
14.根据权利要求9所述的太阳能电池模块,其中,每个引线连接构件包括由金属材料形成的芯层和用包括Pb和Sn中的至少一种的焊料涂覆所述芯层的涂覆层。
15.根据权利要求9所述的太阳能电池模块,其中,所述至少一个太阳能电池的背面在所述引线连接构件的纵向上被划分为不包括后电极的边界区域以及不包括所述边界区域的电池区域,并且
其中,所述连接条在所述边界区域中被焊接到所述至少一个太阳能电池的所述引线连接构件和所述另一个太阳能电池的所述引线连接构件。
16.根据权利要求15所述的太阳能电池模块,其中,所述连接条仅被定位在所述边界区域中。
17.根据权利要求16所述的太阳能电池模块,其中,所述至少一个太阳能电池的所述引线连接构件和所述另一个太阳能电池的所述引线连接构件平行但不共线。
18.一种用于在太阳能电池模块中用新太阳能电池替换有缺陷的太阳能电池的维修装置,在该太阳能电池模块中相邻的太阳能电池通过十个或更多个引线连接构件彼此连接,该维修装置包括:
工作台,该工作台被构造成支撑所述太阳能电池模块;以及
冲压器,该冲压器被构造成将正常太阳能电池的在前的引线连接构件、与所述在前的引线连接构件平行定位的新太阳能电池的可替换引线连接构件和与所述在前的引线连接构件和所述可替换引线连接构件交叉的连接条固定在所述新太阳能电池的引线连接区域中,并且在预定温度或更高温度来加热且焊接所述在前的引线连接构件、所述可替换引线连接构件和所述连接条。
19.根据权利要求18所述的维修装置,该维修装置还包括:紫外灯,该紫外灯与所述冲压器相对地定位,将所述新太阳能电池的所述引线连接区域夹在紫外灯与所述冲压器之间。
20.根据权利要求19所述的维修装置,该维修装置还包括:引导构件,该引导构件被构造成将从所述紫外灯发射的热汇聚在所述引线连接区域上。
21.根据权利要求18所述的维修装置,其中,所述冲压器的底面具有竖直凹槽和水平凹槽,该竖直凹槽被构造成容纳所述连接条,该水平凹槽被构造成容纳所述在前的引线连接构件和所述可替换引线连接构件这两者。
22.根据权利要求18所述的维修装置,其中,所述新太阳能电池的背面包括边界区域和除所述边界区域之外的电池区域,在所述边界区域中所述引线连接构件不连接到电极,并且所述引线连接区域被包括在所述边界区域中。
23.根据权利要求18所述的维修装置,其中,所述连接条由与所述引线连接构件相同的材料形成。
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Assignee: Hanhua thinksin Co.,Ltd.

Assignor: LG ELECTRONICS Inc.

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Denomination of invention: Solar cell module and method and apparatus for servicing solar cell module

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