CN105917472A - 高效率太阳能面板 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例提供太阳能面板。太阳能面板包括多个太阳能电池的子组。子组中的太阳能电池串联耦合，以及太阳能电池的子组并联耦合。相应子组中的太阳能电池的数量足够地大，使得太阳能面板的输出电压与常规太阳能面板的输出电压基本上相同，所述常规太阳能面板的所有基本上正方形形状的太阳能电池串联耦合。

Description

高效率太阳能面板
技术领域
本公开通常涉及太阳能面板的制造。更具体地，本公开涉及具有提高的功率输出效率的太阳能面板的制造。
背景技术
化石燃料的负面环境影响和它们不断提高的成本导致对更干净、更便宜的替代能源的迫切需要。在不同形式的替代能源当中，太阳能由于其清洁度和广泛的可用性而受到喜爱。
太阳能电池使用光伏效应将光转换为电力。有几个基本的太阳能电池结构，包括单p-n结、p-i-n/n-i-p和多结。典型的单p-n结结构包括p型掺杂层和n型掺杂层。具有单p-n结的太阳能电池可以是单质结太阳能电池或者异质结太阳能电池。如果p掺杂和n掺杂层两者由类似材料(具有相同带隙的材料)组成，则太阳能电池被称作单质结太阳能电池。相对照地，异质结太阳能电池包括至少两层不同带隙的材料。p-i-n/n-i-p结构包括p型掺杂层、n型掺杂层和夹在p层与n层之间的本征(未掺杂)半导体层(i层)。多结结构包括彼此上下堆叠的不同带隙的多个单结结构。
在太阳能电池中，在生成载流子的p-n结附近吸收光。载流子扩散到p-n结中并且由内建电场分离，从而产生穿过设备和外部电路的电流。确定太阳能电池质量的重要度量是它的能量转换效率，该能量转换效率被定义为所转换的电力(从所吸收的光到电能)与当太阳能电池连接至电气电路时收集的电力之间的比率。高效率太阳能电池在降低产生太阳能的成本中是重要的。
在实践中，使多个单独的太阳能电池互连、组装并且包装在一起以形成可以安装到支撑结构上的太阳能面板。可以随后将多个太阳能面板联接在一起以形成生成太阳能电力的太阳能系统。根据其规模，这种太阳能系统可以是住宅屋顶系统、商用屋顶系统或者地面安装公用事业规模的系统。注意，在这种系统中，除每个单独电池的能量转换效率以外，电池在太阳能面板内电气互连的方式还决定可以从每个面板提取的能量总量。由于由电池间连接产生的串联内部电阻，外部负载仅可以提取由太阳能面板生成的总功率的有限百分比。
发明内容
本发明的一个实施例提供太阳能面板。太阳能面板包括多个太阳能电池，太阳能电池被布置成多个子组，每个子组包括若干太阳能电池。子组中的太阳能电池电气地串联耦合，以及太阳能电池的子组电气地并联耦合。相应子组中的太阳能电池的数量足够地大，使得太阳能面板的输出电压与常规太阳能面板的输出电压基本上相同，所述常规太阳能面板的所有基本上正方形形状的太阳能电池串联耦合。
在关于本实施例的变型中，通过分割基本上正方形形状的太阳能电池来获得子组中的相应太阳能电池。
在另外的实施例中，通过将基本上正方形形状太阳能电池分割成三块来获得太阳能电池。
在关于本实施例的变型中，子组中的太阳能电池的数量与常规太阳能面板中串联耦合的基本上正方形形状太阳能电池的数量相同。
在关于本实施的变型中，相应太阳能电池是矩形形状。
在关于本实施例的变型中，相应太阳能电池是双面隧穿异质结太阳能电池，该双面隧穿异质结太阳能电池包括基极层；在基极层的两个表面上沉积的第一和第二量子隧穿势垒(QTB)层；非晶硅发射极层；以及非晶硅表面场层。另外，太阳能电池可以从两个表面吸收光。
在关于本实施例的变型中，相应太阳能电池包括第一侧上的第一金属栅格和第二侧上的第二金属栅格，其中第一金属栅格包括位于第一侧上的边缘处的第一边缘母线，以及其中第二金属栅格包括位于太阳能电池的第二侧上的相对边缘处的第二边缘母线。
在另外的变型中，第一金属栅格和第二金属栅格包括电镀Cu层。
在另外的变型中，子组中的两个相邻太阳能电池被安置为使得一个太阳能电池的第一边缘母线与另一个太阳能电池的第二母线直接接触，从而便于两个相邻太阳能电池之间的串联连接以及消除其间未被覆盖的空间。
在关于本实施例的变型中，相应子组中的太阳能电池形成U形串。
在关于本实施例的变型中，使相应子组中的太阳能电池物理地耦合。
附图说明
图1呈现了图示示例性太阳能电池的示意图(现有技术)。
图2呈现了图示根据本发明实施例的示例性双面隧穿异质结太阳能电池的示意图。
图3A呈现了图示常规太阳能电池的电极栅格的示意图(现有技术)。
图3B图示了根据本发明实施例具有单个中心母线的示例性双面太阳能电池的表面。
图3C呈现了图示根据本发明实施例每个表面具有单个中心母线的双面太阳能电池的截面视图的示意图。
图3D图示了根据本发明实施例的示例性双面太阳能电池的前表面。
图3E图示了根据本发明实施例的示例性双面太阳能电池的后表面。
图3F图示了根据本发明实施例每个表面具有单个边缘母线的双面太阳能电池的截面视图。
图4呈现了包括多个串联连接的太阳能电池的常规太阳能面板的示意图(现有技术)。
图5呈现了图示一串串联连接的太阳能电池的侧视图的示意图(现有技术)。
图6呈现了图示具有串联连接的太阳能电池的太阳能面板的简化等效电路的示意图。
图7呈现了图示根据本发明的一个实施例具有并联连接的太阳能电池的太阳能面板的简化等效电路的示意图。
图8呈现了图示根据本发明实施例的示例性太阳能面板配置的示意图。
图9呈现了图示根据本发明实施例每个太阳能电池被分成多个更小的电池的太阳能电池串的示意图。
图10呈现了图示根据本发明实施例的示例性太阳能面板的示意图。
图11呈现了图示根据本发明实施例制造太阳能面板的过程的流程图。
图12A呈现了图示根据本发明实施例太阳能电池前表面上的示例性金属栅格图案的示意图。
图12B呈现了图示根据本发明实施例太阳能电池后表面上的示例性金属栅格图案的示意图。
图13A呈现了图示根据本发明实施例每个表面具有单个边缘母线的两个相邻更小电池之间的串联连接的示意图。
图13B呈现了图示根据本发明实施例一串相邻边缘重叠的更小电池的侧视图的示意图。
图13C呈现了图示根据本发明实施例包括两排更小电池的示例性太阳能电池串的俯视图的示意图。
在附图中，相同的参考数字指代相同的附图元件。
具体实施方式
提供下列描述以使本领域技术人员能够完成并且使用实施例，并且在特定应用及其需求的上下文中提供该下列描述。对本公开实施例的各种修改将对本领域技术人员显而易见，并且在不背离本公开精神和范围的情况下，此处限定的一般原理可以应用于其它实施例和应用。因此，本发明将不限于所示实施例，而是将符合与此处公开的原理和特性一致的最宽范围。
概述
本发明的实施例提供高效太阳能面板。为了减少由太阳能面板内部电阻消耗的功率的部分，本发明的太阳能面板包括并联耦合的太阳能电池串。另外，为了确保本发明的太阳能面板与常规面板之间的输出兼容性，在制造设备结构之后，每个常规的正方形形状的晶片被分成若干切割电池，该若干切割电池可以是矩形形状的条带并且可以串联耦合，使得整个面板输出与常规面板基本上相同的开路电压。在太阳能电池制造过程期间，前金属栅格图案和后金属栅格图案被专门地设计为便于正方形形状的晶片分成切割电池。更具体地说，为基于激光的刻划和解理操作预留空间。为了减少遮蔽并且增大填充因子，在一些实施例中，以叠瓦图案连接电池。还可以通过按照电池或者电池组级别应用最大功率点跟踪(MPPT)技术和旁路保护以提高太阳能面板的性能。在一些实施例中，太阳能面板内的相应太阳能电池或者太阳能电池组耦合至MPPT集成电路(IC)芯片和旁路二极管。
在本公开中，术语“常规太阳能电池”指的是典型地在常规晶片上制造的常规正方形形状或者伪正方形形状(具有切割角或者圆角)的太阳能电池。这种常规太阳能电池还可以称为“基本上正方形形状的”太阳能电池，意指太阳能电池的形状是正方形或者伪正方形。术语“切割电池”、“条带”、“更小电池”指的是可以小于常规电池的太阳能电池。可以通过将常规正方形形状的晶片切割成若干片以制造这种电池或者可以在具有不同于常规晶片大小的大小的晶片上直接地制造这种电池。注意，尽管这种独特形状的电池有时被称为“更小电池”，但是并不要求这种电池的大小实际上小于常规电池的大小。可以比常规电池大小更大和/或更长的其它电池大小也是可能的。
双隧穿异质结太阳能电池
图2呈现了图示根据本发明实施例的示例性双面隧穿异质结太阳能电池的示意图。在该示例中，双面隧穿异质结太阳能电池200包括单晶硅基极层202、覆盖基极层202的两个表面并且使表面缺陷状态钝化的量子隧穿势垒(QTB)层204和206、形成表面场层的掺杂非晶硅(a-Si)层208、形成发射极层的掺杂a-Si层210、第一透明导电氧化物(TCO)层212、第二TCO层214、第一金属栅格216和第二金属栅格218。注意，太阳能电池200可以利用入射到结构两侧的任一侧上的光工作。换句话说，太阳能电池200可以利用其面向入射光的表面场层208或者利用其面向入射光的发射极层210工作。太阳能电池200还可以以双面模式工作，意指表面场层208和发射极层210两者可以接收入射光。可以在由发明人Jiunn BenjaminHeng、Chentao Yu、Zheng Xu和Jianming Fu在2010年11月12日提交的名称为“Solar Cell with Oxide Tunneling Junctions”的美国专利申请No.12/945,792(代理人案号No.SSP10-1002US)中找到包括关于双面隧穿异质结太阳电池200的制造方法的细节，该申请的公开的全部通过引用合并于此。
在太阳能电池中，诸如金属栅格216和218的金属触点收集由太阳能电池生成的电流。通常，金属栅格包括两种类型的金属线：指状件和母线。指状件是细金属线，通常以基本上彼此相同的距离平行布局，以收集由太阳能电池生成的电流。母线是较宽的金属条带，耦合至所有指状件以聚集所有收集的电流以及便于耦合至外部引线(诸如金属片)。注意，指状件的布局图案不限于线。可以使用环形和“蛇形”形状的布局图案以减少剥离金属栅格的机会。
金属栅格设计中的一个因素是与宽间隔栅格相关联的增大电阻损耗与由表面的金属覆盖量引起的增大反射和遮蔽效应之间的平衡。在常规太阳能电池中，为了减轻由于指状件的串联电阻产生的功率损耗，如图3A所示，典型地使用两条母线。对于标准化5英寸太阳能电池(其可以是5英寸×5英寸的正方形或者具有圆角的伪正方形)，每个表面上有两条母线。对于更大的6英寸太阳能电池(其可以是6英寸×6英寸的正方形或者具有圆角的伪正方形)，根据电极材料的电阻率可能需要三条或者更多条母线。在图3A中图示的示例中，太阳能电池300的表面(其可以是前表面或者后表面)包括多条平行的指状线(诸如指状线302和304)以及垂直于指状线放置的两条母线306和308。以这种方式放置母线以确保从指状件上的任何点到母线的距离(并且由此电阻)足够小以减轻功率损耗。然而，这两条母线和随后焊接到这些母线上以用于电池间连接的金属带会造成大量遮蔽，这降低太阳能电池性能。
在本发明的一些实施例中，前金属栅格和后金属栅格(诸如指状线)可以包括电镀Cu线。通过使用电镀或者无电镀技术，人们可以获得具有等于或者小于5×10-6Ω·cm的电阻率的Cu栅格线。另外，可以使用例如物理气相沉积(PVD)工艺将金属籽晶层(诸如Ti)直接沉积在TCO层上。该籽晶层确保与TCO层极好的欧姆接触以及与太阳能电池结构的强物理键合。随后，可以将Cu栅格电镀到籽晶层上。该双层(籽晶层和电镀Cu层)确保极好的欧姆接触质量、物理强度、低成本以及便于大规模制造。可以在由发明人Jianming Fu、Zheng Xu、Chentao Yu和Jiunn Benjamin Heng在2010年7月13日提交的名称为“Solar Cell with Metal GridFabricated by Electroplating”的美国专利申请No.12/835,670(代理人案号No.SSP10-1001US)、由发明人Bob Wen Kong和JianmingFu在2012年11月16日提交的名称为“SOLAR CELL WITHMETAL GRID FABRICATED BY ELECTROPLATING”的美国专利申请No.13/679,913(代理人案号No.SSP10-1001CIP)以及由发明人Jianming Fu、Jiunn Benjamin Heng、Zheng Xu和Chentao Yu在2011年8月29日提交的名称为“Solar Cell with ElectroplatedMetal Grid”的美国专利申请No.13/220,532(代理人案号SSP10-1010US)中找到关于电镀Cu栅格(以及可选地在TCO层上直接沉积的金属籽晶层)的细节，这些申请的公开的全部通过引用合并于此。
Cu指状件的减小的电阻使减少太阳能电池表面上的母线数量成为可能。在本发明的一些实施例中，使用单个母线从指状件收集电流。
图3B图示了根据本发明实施例具有单个中心母线的示例性双面太阳能电池的表面。在图3B中，太阳能电池310的前表面或者后表面包括单个母线312和若干指状线(诸如指状线314和316)。图3C图示了根据本发明实施例每个表面具有单个中心母线的双面太阳能电池的截面视图。图3C所示半导体多层结构可以类似于图2所示的半导体多层结构。注意，由于切割平面在两条指状线之间，因此在图3C中没有示出指状线。在图3C所示的示例中，母线312沿垂直于纸面的方向行进，以及指状线从左向右行进。由于每个表面上仅有一个母线，因此从指状件的边缘到母线的距离更长。然而，消除一个母线使遮蔽减少，这不仅补偿由增大的指状件至母线的距离引起的功率损耗，而且提供额外的功率增益。图3D图示了根据本发明实施例的示例性双面太阳能电池的前表面。在该示例中，切割太阳能电池320的前表面包括若干水平指状线和邻近太阳能电池320的边缘321放置的垂直单母线322。母线322与所有指状线的最右边缘接触，并且从所有指状线收集电流。图3E图示了太阳能电池320的后表面。太阳能电池320的后表面包括若干水平指状线和邻近边缘325放置的垂直单母线324，该边缘325与边缘321相对。类似于母线322，母线324与所有指状线的边缘接触。图3F图示了双面太阳能电池320的截面视图。图3F所示的半导体多层结构可以类似于图2所示的半导体多层结构。如图3C一样，在图3F中，指状线(未示出)从左向右行进，以及母线沿垂直于纸面的方向行进。如图3D-3F所图示的，双面太阳能电池320的前表面和后表面上的母线邻近电池的相对边缘放置。由于现在在能量产生不太有效的位置处存在母线引起的遮蔽，因此该配置可以进一步提高功率增益。
单母线配置(中心母线或者边缘母线)不仅可以提供功率增益，而且由于将需要更少的金属，因此可以减少制造成本。另外，金属指状线可以有具有弯曲轮廓的截面以使否则将被阻挡到电池表面上的入射光偏转，从而进一步降低遮蔽效应。对于双面操作，太阳能面板的前板盖和后板盖两者可以是透明的。这些板盖可以由玻璃或者聚合物制成。这种双面面板可以从“前”(面向阳光)和“后”(背离阳光)表面两者吸收光，这允许电池对直接和间接阳光二者进行转换。间接阳光可以包括从围绕面板的不同表面反射、偏转以及漫射的阳光。这种双面太阳能面板对使面板从平坦表面升高的设置(诸如，在太阳能农场环境中)特别有用。
太阳能面板布局
典型高效率太阳能电池的开路电压(Voc)可以为大约750mV。在最大功率点(MPP)(其是太阳能电池的期望工作点)处，太阳能电池两端的电压通常稍微低于Voc。为了实现更高输出电压，常规太阳能面板通常包括串联连接的太阳能电池。图4呈现了包括多个串联连接的太阳能电池的常规太阳能面板的示意图(现有技术)。图5呈现了图示一串串联连接的太阳能电池的侧视图的示意图(现有技术)。在图5中图示的示例中，金属片从太阳能电池的顶侧交织到相邻太阳能电池的底侧以实现串联连接。例如，金属片502将太阳能电池504的顶侧连接到相邻太阳能电池506的底侧，以及金属片508将太阳能电池506的顶侧连接至相邻太阳能电池510的底侧，形成一串串联连接的太阳能电池。典型太阳能面板(诸如图4所示的太阳能面板400)可以以这种方式使其所有太阳能电池串联连接，使得每个排中的太阳能电池串联连接，以及所述排还串联连接至彼此。为了做到这个，如图4所示，第一排的最右太阳能电池串联连接至第二排的最右太阳能电池。串联连接Z字形通过整个面板直到连接最后一个太阳能电池为止。
图6呈现了图示具有串联连接的太阳能电池的太阳能面板的简化等效电路的示意图。在图6中，每个太阳能电池由具有内部电阻的电流源表示。例如，太阳能电池602由与电阻器606串联耦合的电流源604表示。当太阳能面板包括串联连接的太阳能电池时，如图6所示，由生成的总电流(IL_total)以及总内部电阻(Rs_total)和外部电阻(即，负载电阻，Rload)的总和确定整个面板的输出功率。例如，如果所有太阳能电池相同并且接收相同量的光，则对于n个串联连接的太阳能电池，IL_total＝IL以及Rs_total＝nRs，以及由整个电路生成的总功率可以被计算为假设由最大功率点跟踪(MPPT)电路调节负载电阻Rload使得整个电路的总电阻(Rs_total+Rload)允许整个面板在最大功率点(其意指按照固定的IL_total)处工作，则提取到外部负载的功率量取决于总内部电阻Rs_total。换句话说，所生成的功率的一部分由太阳能电池本身中的串联内部电阻消耗：换句话说，整个面板具有的总内部电阻越小，由太阳能电池本身消耗的功率越小，以及提取到外部负载的功率越大。
减小由太阳能电池消耗的功率的一个方式是减小总内部电阻。可以使用各种方法以按照电池级别减小电极的串联电阻。在面板级别上，代替串联地连接面板内的所有电池，减小总串联电阻的一个有效方式是并联连接若干电池。图7呈现了图示根据本发明的一个实施例具有并联连接的太阳能电池的太阳能面板的简化等效电路的示意图。在图7图示的示例中，所有太阳能电池(诸如太阳能电池702和704)并联连接。因此，太阳能面板的总内部电阻是Rs_total＝Rs/n，比每个单独太阳能电池的电阻小得多。然而，尽管输出电流可以是由单个太阳能电池生成的电流的n倍，但是输出电压Vload现在受单个太阳能电池的开路电压限制，该输出电压Vload在实际环境中很难驱动负载。
为了在减小面板的总内部电阻的同时得到高于单个电池的开路电压的输出电压的输出电压，在本发明的一些实施例中，太阳能电池的子组连接成串，以及多个串并联连接。图8呈现了图示根据本发明实施例的示例性太阳能面板配置的示意图。在图8所示的示例中，太阳能面板800包括布置成六排(诸如顶排802和第二排804)的72个太阳能电池，每排包括12个电池。每个太阳能电池可以是标准5英寸或者6英寸电池。为了图示的目的，尽管在实践中太阳能电池的阳极和阴极在其顶侧和底侧上，但是每个太阳能电池用其边缘上的其阳极和阴极标记。在图8所示的示例中，顶排802和第二排804中的太阳能电池串联地连接以形成U形串806。类似地，中间两排中的太阳能电池也串联连接以形成U形串808，以及底部两排中的太阳能电池也串联连接以形成U形串810。三个U形串806、808和810随后并联连接至彼此。更具体地，使所有三个串的正输出耦合在一起以形成太阳能面板800的正输出812，以及使所有串的负输出耦合在一起以形成太阳能面板800的负输出814。
通过使子组中的太阳能电池串联连接以形成串以及随后使串并联连接，人们可以将太阳能面板的串联电阻减小至所有电池串联连接的常规太阳能面板的串联电阻的一小部分。在图8所示的示例中，面板上的电池被分成三个串(每个串中两排)以及三个串并联连接，使得太阳能面板800的总内部电阻是使其所有72个电池串联连接的常规太阳能面板的1/9。减小的总内部电阻减少由太阳能电池消耗的功率量，以及允许更多的功率被提取到外部负载。
使串并联连接意指面板的输出电压现在与每个串两端的电压相同，每个串两端的电压是所有电池串联连接的太阳能面板的输出电压的一小部分。在图8所示的示例中，面板800的输出电压是使其所有72个电池串联连接的太阳能面板的1/3。
由于每个串的输出电压由每个太阳能电池两端的电压(其通常稍微小于Voc)和串中串联连接的电池的数量确定，因此人们可以通过在每个串中包括更多的电池以增大串的输出电压。然而，仅仅在每个排中增加更多电池将导致扩大的面板大小，该扩大的面板大小通常由于各种机械因素而受到限制。注意，每个电池两端的电压主要由Voc决定，Voc与电池大小无关。从而，可以通过将每个标准大小的(5或者6英寸)太阳能电池分成多个串联连接的更小电池以增大每个串的输出电压。因此，每个太阳能电池串的输出电压被数倍地增大。
注意，由于U形串配置，电流在相邻排的太阳能电池中沿相反方向流动。例如，如图8所图示的，当太阳能面板800可工作时，在顶排太阳能电池中，电流从节点822流动到节点824。在下一排中，电流从节点828流动到节点826，该电流流动方向与顶排中的电流方向相反。
图9呈现了图示根据本发明实施例每个太阳能电池被分成多个更小的电池的太阳能电池串的示意图。在图9图示的示例中，太阳能电池串900包括若干更小电池。常规太阳能电池(诸如由虚线902表示的太阳能电池)由若干串联连接的更小电池(诸如电池906、908和910)代替。例如，如果常规太阳能电池是6英寸正方形电池，则每个更小电池可以具有2英寸乘6英寸的尺寸，以及常规6英寸正方形电池由三个串联连接的2英寸乘6英寸的更小电池代替。注意，只要更小电池的层状结构保持与常规正方形大小的太阳能电池相同，更小电池就将具有与未分割的太阳能电池的Voc相同的Voc。另一方面，由于每个更小电池的减小的大小，由每个更小电池生成的电流仅是原始未分割电池的电流的一小部分。此外，太阳能电池串900的输出电流是具有未分割电池的常规太阳能电池串的输出电流的一小部分。太阳能电池串的输出电压现在是具有未分割电池的太阳能串的输出电压的三倍，从而使具有并联连接的串而不牺牲输出电压成为可能。
现在假设标准6英寸太阳能电池两端的开路电压(Voc)是Voc_cell，则每个串的Voc是m×n×Voc_cell，其中m是由于分割常规正方形形状的电池而产生的更小电池的数量，以及n是每个串中包括的常规电池的数量。另一方面，假设标准6英寸太阳能电池的短路电流(Isc)是Isc_cell，则每个串的Isc是Isc_cell/m。从而，当m个这种串在新面板配置中并联连接时，整个面板的Voc将与每个串的Voc相同，以及整个面板的Isc将是所有串的Isc的总和。更具体地，利用这种布置，人们可以实现：Voc_panel＝m×n×Voc_cell以及Isc_panel＝Isc_cell。这意味着该新太阳能面板的输出电压和电流将与类似大小但具有未分割的全部串联连接的太阳能电池的常规太阳能面板的输出电压和电流相当。类似的电压和电流输出使该新面板与由其所有未分割的电池串联连接的常规太阳能面板使用的其它设备(诸如逆变器)兼容。尽管具有类似的电流和电压输出，但是由于减小的总内部电阻，新太阳能面板可以将更多输出功率提取到外部负载。
图10呈现了图示根据本发明实施例的示例性太阳能面板的示意图。在该示例中，太阳能面板1000包括以重复图案(诸如，包括多个排的矩阵)布置的太阳能电池阵列。在一些实施例中，太阳能面板1000包括六排互连的更小电池，每个排包括36个更小的电池。注意，每个更小电池大约为6英寸标准化太阳能电池的1/3。例如，更小电池1004、1006和1008是标准大小电池的均匀分割部分。以这种方式配置太阳能面板1000使得每两个相邻排的更小电池串联地连接，形成三个U形串。在图10中，顶部两排更小电池串联地连接以形成太阳能串1002，中间两排更小电池串联地连接以形成太阳能串1010，以及底部两排更小电池串联地连接以形成太阳能串1012。
在图10所示的示例中，太阳能面板1000包括三个U形串，每个串包括72个更小电池。串的Voc和Isc分别地是72Voc_cell和Isc _cell/3；以及面板的Voc和Isc分别地是72Voc_cell和Isc_cell。这种面板电平Voc和Isc类似于其所有72个电池串联连接的相同大小的常规太阳能面板的Voc和Isc，使采用为常规面板开发的相同电路装置成为可能。
此外，面板1000的总内部电阻显著地减小。假设常规电池的内部电阻是Rcell。更小电池的内部电阻是Rsmall_cell＝Rcell/3。在具有72个串联连接的常规电池的常规面板中，总内部电阻是72Rcell。在如图10所图示的面板1000中，每个串具有总内部电阻Rstring＝72Rsmall_cell＝24Rcell。由于面板1000具有3个并联连接的U形串，因此面板1000的总内部电阻是Rstring/3＝8Rcell，其是常规面板的总内部电阻的1/9。因此，可以显著地增大可以提取到外部负载的功率量。
制造过程
图11呈现了图示根据本发明实施例制造太阳能面板的过程的流程图。在制造期间，首先使用常规晶片制造包括多层半导体结构的常规太阳能电池(操作1102)。在一些实施例中，多层半导体结构可以包括双面隧穿异质结太阳能电池。太阳能电池可以具有标准大小，诸如标准5英寸或者6英寸正方形。在一些实施例中，太阳能电池是6×6平方英寸的正方形形状电池。随后，分别地在太阳能电池的前表面和后表面上沉积前侧和后侧金属栅格以完成双面太阳能电池制造(操作1104)。在一些实施例中，沉积前侧和后侧金属栅格可以包括电镀Cu栅格，该Cu栅格随后用Ag或者Sn进行涂敷。在另外的实施例中，可以使用物理气相沉积(PVD)技术将一个或者多个籽晶金属层(诸如籽晶Cu或者Ni层)沉积到多层结构上以提高电镀Cu层的粘合和欧姆接触质量。可以形成不同类型的金属栅格，包括但不限于：在中心处具有单母线的金属栅格和在电池边缘处具有单母线的金属栅格。注意，对于边缘母线配置，分别地在相对边缘处放置太阳能电池的前表面和后表面处的母线。
由于标准5英寸或者6英寸太阳能电池稍后将被分成更小电池(其可以涉及基于激光的刻划和解理工艺)，因此使用金属栅格的特殊图案。首先，金属栅格布局允许常规电池被分成多个更小电池。其次，由于Cu栅格的可锻性，会很难沿Cu栅格线解理晶片。因此，如图12A和12B所图示的，当沉积金属栅格时，可以保留空白空间以便于后续的电池分割过程。
图12A呈现了图示根据本发明实施例太阳能电池前表面上的示例性金属栅格图案的示意图。在图12A所示的示例中，金属栅格1202包括三个子栅格，诸如子栅格1204。注意，每个子栅格被设计为更小电池的前侧栅格。从而，三个子栅格的配置允许太阳能电池被分成三个更小的电池。各种类型金属栅格图案可以用于每个子栅格，诸如具有双母线的常规栅格图案、单中心母线栅格图案、单边缘母线栅格图案等等。在图12A所示的示例中，子栅格具有单边缘母线图案。每个子栅格包括沿对应更小电池的较长边缘行进的边缘母线和沿平行于更小电池的较短边缘的方向行进的多个平行指状线。例如，子栅格1204包括边缘母线1206和多个指状线(诸如指状线1208和1210)。为了便于随后基于激光的刻划和解理过程，在相邻子栅格之间放置预定义空白空间(没有金属沉积)。例如，空白空间1212被限定为使子栅格1204与其相邻子栅格分离。在一些实施例中，空白空间(诸如空白空间1212)的宽度可以在0.5mm与2mm之间。注意，在导致更容易刻划操作的较宽空间与导致更有效电流收集的较窄空间之间存在折衷。在另外的实施例中，这种空白空间的宽度是1mm。
图12B呈现了图示根据本发明实施例太阳能电池后表面上的示例性金属栅格图案的示意图。在图12B所示的示例中，后金属栅格1220包括三个子栅格，诸如子栅格1222。注意，为了使更小电池成为双面，背侧子栅格需要与前侧子栅格相对应。在该示例中，前侧子栅格具有单边缘母线栅格图案。从而，对应背侧子栅格(诸如子栅格1222)也具有边缘母线图案。除邻近更小电池的相对边缘设置前边缘母线和后边缘母线以外，前侧子栅格和后侧子栅格具有相似图案。在图12A和12B所示的示例中，前边缘母线位于更小电池的前表面的一个边缘处，以及后边缘母线位于更小电池的后表面的相对边缘处。另外，后金属栅格1220中的空白空间的位置与前金属栅格1202中的空白空间的位置相对应，使得Cu栅格线不干扰随后的晶片切割过程。
现在回到图11，在沉积前金属栅格和后金属栅格之后，每个太阳能电池被分成多个更小电池(操作1106)。可以使用各种技术分割电池。在一些实施例中，使用基于激光的刻划和解理技术。更具体地，使用高功率激光束在期望位置(诸如空白空间1212)处将太阳能电池的表面刻划至预定深度(诸如，总堆叠厚度的20％)，随后施加适当的力以将所刻划的太阳能电池解理成多个更小电池。注意，为了防止对发射极结的损坏，在与表面场层相对应的太阳能电池表面处施加激光刻划是合乎需要的。例如，如果发射极结在太阳能电池的前表面处，则应当对太阳能电池的后表面施加激光刻划。
在形成更小电池之后，使若干更小电池串联地连接在一起以形成太阳能电池串(操作1108)。在一些实施例中，使每排包括32个更小电池的两排更小电池串联地连接以形成U形串。注意，根据母线配置，可能需要对常规串接工艺进行修改。对于如图12A和12B所示的单边缘母线配置，需要将每个太阳能电池旋转90度，以及与更小电池的长边缘一样长并且宽度在3mm与12mm之间的单个片可以用于连接两个相邻更小电池。在一些实施例中，单个片的宽度可以在3mm与5mm之间。可以在由发明人Jiunn Benjamin Heng、Jianming Fu、Zheng Xu和Bobby Yang在2014年1月13日提交的名称为“MODULE FABRICATION OF SOLAR CELLS WITHLOW RESISTIVITY ELECTRODES”的美国专利申请No.14/153,608(代理人案号No.SSP13-1001US)中找到使用单个片连接两个相邻更小电池的详细说明，该申请的公开的全部通过引用合并于此。
除使用单个片串联地连接相邻更小电池以外，在一些实施例中，通过使相邻更小电池部分地重叠以实现相邻更小电池之间的串联连接，从而导致对应边缘母线的直接接触。图13A呈现了图示根据本发明实施例每个表面具有单个边缘母线的两个相邻更小电池之间的串联连接的示意图。在图13A中，更小电池1302和更小电池1304通过位于更小电池1302的顶表面的边缘母线1306和位于更小电池1304的底表面的边缘母线1308耦合至彼此。更具体地，更小电池1304的底表面以如下方式在边缘处与更小电池1302的顶表面部分地重叠：底部边缘母线1308放置在顶部边缘母线1306的顶部上并且与顶部边缘母线1306直接接触。
在一些实施例中，彼此接触的边缘母线焊接在一起以使能相邻更小电池之间的串联电气连接。在另外的实施例中，焊接可以与层压过程同时发生，在该层压过程期间边缘重叠的更小电池连同适当的密封材料一起放置在前侧板盖与后侧板盖之间，该适当的密封材料可以包括粘合剂聚合物，诸如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)。在层压期间，施加热量和压力以使密封剂固化，将太阳能电池密封在前侧板盖与后侧板盖之间。相同热量和压力可以使得接触的边缘母线(诸如边缘母线1306和1308)焊接在一起。注意，如果边缘母线包括顶部Sn层，则不需要在相邻太阳能电池的顶部边缘母线与底部边缘母线(诸如，边缘母线1306和1308)之间插入额外的焊接或者粘合剂材料。还应当注意，由于更小电池相对较柔韧，因此层压过程期间使用的压力可以相对较大而不需要担心电池可能在这种压力下破裂。在一些实施例中，层压过程期间施加的压力可以高于1.0个大气压，诸如1.2个大气压。
图13B呈现了图示根据本发明实施例一串相邻边缘重叠的更小电池的侧视图的示意图。在图13B中，更小电池1312与相邻更小电池1314部分地重叠，该更小电池1314还(在其相对端部上)与更小电池1316部分地重叠。这种更小电池串形成类似于屋顶瓦片的图案。注意，在一些实施例中，图13B所示的三个更小电池事实上是标准6英寸正方形太阳能电池的部分，每个更小电池具有2英寸乘6英寸的尺寸。与未分割的6英寸太阳能电池相比较，部分重叠的更小电池提供大致相同的光生成区域但是由于降低的电流会导致由串联电阻消耗更少的功率。应当将重叠保持在最小值以使由重叠引起的遮蔽最小化。在一些实施例中，将单母线(在顶表面和底表面处两者)放置在更小电池的最边缘处(如图13B所示)，从而使重叠最小化。相同瓦片图案可以沿着所有更小电池成排延伸。为了确保两个相邻排中的更小电池串联地连接，两个相邻排需要具有相反的瓦片图案，诸如一排右侧在顶部上以及相邻排左侧在顶部上。另外，加宽金属片可以用于使两个相邻排处的端部更小电池串联连接。可以在由发明人Jiunn Benjamin Heng、Jianming Fu、Zheng Xu和Bobby Yang在2014年10月8日提交的名称为“MODULE FABRICATION OFSOLAR CELLS WITH LOW RESISTIVITY ELECTRODES”的美国专利申请No.14/510,008(代理人案号No.SSP13-1001CIP)中找到以叠瓦图案串联连接太阳能电池的详细说明，该申请的公开的全部通过引用合并于此。
注意，尽管上述示例图示了相邻太阳能电池以“叠瓦构造”直接接触地物理耦合，但是在本发明的一些实施例中，还可以使用导电材料使相邻太阳能电池电气地串联耦合而不需要彼此直接接触。
图13C呈现了图示根据本发明实施例包括两排更小电池的示例性太阳能电池串的俯视图的示意图。在图13C中，串1340包括两排更小电池，顶排1342和底排1344。每个排包括以叠瓦图案布置的多个更小电池。由重叠的边缘母线形成串联连接。因此，当从顶部观察时，在每个更小电池上看不到母线。因此，该配置还可以称为“无母线”配置。在图13C中，在排的右端，加宽的金属片1346使排1342的端部更小电池的顶部边缘母线与排1344的端部更小电池的底部边缘母线耦合在一起。在排的左端处，可以将引线焊接到端部更小电池的顶部边缘母线和底部边缘母线上，形成串1340的输出电极以使能串1340与其它串之间的电气连接。
回到图11，在形成多个更小电池串之后，将多个太阳能串彼此靠近地布置以形成面板(操作1110)。在一些实施例中，将三个U形串彼此靠近地布置以形成包括6排更小电池的面板。在布置串之后，施加前侧板盖(操作1112)。在一些实施例中，前侧板盖用玻璃制成。
对于实现电池级别的MPPT或者电池级别的旁路保护的太阳能组件，可以将MPPT IC芯片和旁路二极管放置在适当位置处，包括但不限于：太阳能电池之间的角落间隔，和相邻太阳能电池之间的位置(操作1114)。在一些实施例中，可以按照多个电池的级别或者串级别实现MPPT IC芯片和旁路二极管。在一些实施例中，每排更小电池可以耦合至MPPT IC和/或旁路二极管。
随后通过修改的接片工艺将U形串连接至彼此(操作1116)。更具体地，将串并联连接至彼此，其中它们的正电极耦合在一起以形成面板的正输出以及负电极耦合在一起以形成面板的负输出。在MPPT IC芯片和旁路二极管与对应更小电池电极之间形成电气连接以实现完全互连的太阳能面板(操作1118)。随后，施加后侧板盖(操作1120)，以及整个太阳能面板可以经历普通层压过程，该普通层压过程将把电池、MPPT IC和旁路二极管密封在适当的位置(操作1122)。注意，为了确保优秀的双面性能，背侧板盖也由玻璃制成。层压过程随后接着是加框和修整(操作1124)，以及接线盒的附接(操作1126)。
仅为了例示和描述的目的，提供了各种实施例的上述描述。它们并不旨在穷举或者将本发明限制于所公开的形式。相应地，许多修改和变型将对本领域技术人员显而易见。另外，上述公开并不旨在限制本发明。

Claims (47)

1.一种太阳能面板，包括：
多个太阳能电池，所述太阳能电池被布置成多个子组，每个子组包括若干太阳能电池；
其中相应子组中的太阳能电池电气地串联耦合；
其中太阳能电池的所述子组电气地并联耦合；
其中每个子组中的太阳能电池的数量足够地大，使得所述太阳能面板的输出电压与常规太阳能面板的输出电压基本上相同，所述常规太阳能面板的所有基本上正方形形状的太阳能电池串联耦合。
2.根据权利要求1所述的太阳能面板，其中通过分割基本上正方形形状的太阳能电池来获得子组中的相应太阳能电池。
3.根据权利要求2所述的太阳能面板，其中通过将基本上正方形形状的太阳能电池分割成三块来获得所述太阳能电池。
4.根据权利要求1所述的太阳能面板，其中子组中的太阳能电池的数量与所述常规太阳能面板中串联耦合的基本上正方形形状太阳能电池的数量相同。
5.根据权利要求1所述的太阳能面板，其中相应太阳能电池是矩形形状。
6.根据权利要求1所述的太阳能面板，其中相应太阳能电池是双面隧穿异质结太阳能电池，所述双面隧穿异质结太阳能电池包括：
基极层；
在所述基极层的两个表面上沉积的第一和第二量子隧穿势垒(QTB)层；
非晶硅发射极层；以及
非晶硅表面场层；
其中所述太阳能电池能够从两个表面吸收光。
7.根据权利要求1所述的太阳能面板，其中相应太阳能电池包括第一侧上的第一金属栅格和第二侧上的第二金属栅格，其中所述第一金属栅格包括位于所述第一侧上的边缘处的第一边缘母线，以及其中所述第二金属栅格包括位于所述太阳能电池的所述第二侧上的相对边缘处的第二边缘母线。
8.根据权利要求7所述的太阳能面板，其中所述第一金属栅格和所述第二金属栅格包括电镀Cu层。
9.根据权利要求7所述的太阳能面板，其中子组中的两个相邻太阳能电池被安置为使得一个太阳能电池的第一边缘母线与另一个太阳能电池的第二母线直接接触，从而便于所述两个相邻太阳能电池之间的串联连接以及消除其间未被覆盖的空间。
10.根据权利要求1所述的太阳能面板，其中相应子组中的所述太阳能电池形成U形串。
11.根据权利要求1所述的太阳能面板，其中所述相应子组中的所述太阳能电池物理地耦合。
12.一种太阳能电池，包括：
Si基极层；
分别地在所述基极层的第一和第二表面上沉积的第一和第二量子隧穿势垒(QTB)层；
非晶硅发射极层；
非晶硅表面场层；
第一金属栅格；以及
第二金属栅格；
其中所述太阳能电池是基本上正方形形状的；以及
其中所述第一金属栅格和所述第二金属栅格各自包括由没被金属覆盖的空间彼此分离的多个栅格图案，所述空间便于所述太阳能电池的后续分割。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池的第一侧上的相应栅格图案包括一组平行指状线和垂直于所述指状线的单母线，其中所述单母线位于所述指状线的一个端部处。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池，还包括与所述第一侧上的所述相应栅格图案相对应的所述太阳能电池的第二侧上的第二栅格图案，其中所述第二栅格图案包括第二组指状线和位于所述第二组指状线的相对端部处的第二单母线，从而便于所述太阳能电池的双面操作。
15.根据权利要求12所述的太阳能电池，其中没有被金属覆盖的所述空间的宽度在0.5mm与2mm之间。
16.根据权利要求12所述的太阳能电池，其中相应金属栅格包括电镀Cu层。
17.一种太阳能面板，包括：
多个太阳能电池，所述太阳能电池被布置成多个子组，每个子组包括布置成多个排的若干太阳能电池；
其中相应子组中的太阳能电池电气地串联耦合；
其中电流方向在两个相邻排的太阳能电池中是相反的；
其中太阳能电池的所述子组电气地并联耦合；
其中每个子组中的太阳能电池的数量足够地大，使得所述太阳能面板的输出电压与常规太阳能面板的输出电压基本上相同，所述常规太阳能面板的所有基本上正方形形状的太阳能电池串联耦合。
18.根据权利要求17所述的太阳能面板，其中通过分割基本上正方形形状的太阳能电池来获得子组中的相应太阳能电池。
19.根据权利要求18所述的太阳能面板，其中通过将基本上正方形形状的太阳能电池分割成三块来获得所述太阳能电池。
20.根据权利要求17所述的太阳能面板，其中子组中的太阳能电池的数量与所述常规太阳能面板中串联耦合的基本上正方形形状太阳能电池的数量相同。
21.根据权利要求17所述的太阳能面板，其中相应太阳能电池是矩形形状。
22.根据权利要求17所述的太阳能面板，其中相应太阳能电池是双面隧穿异质结太阳能电池，所述双面隧穿异质结太阳能电池包括：
基极层；
在所述基极层的两个表面上沉积的第一和第二量子隧穿势垒(QTB)层；
非晶硅发射极层；以及
非晶硅表面场层；
其中所述太阳能电池能够从两个表面吸收光。
23.根据权利要求17所述的太阳能面板，其中相应太阳能电池包括第一侧上的第一金属栅格和第二侧上的第二金属栅格，其中所述第一金属栅格包括位于所述第一侧上的边缘处的第一边缘母线，以及其中所述第二金属栅格包括位于所述太阳能电池的所述第二侧上的相对边缘处的第二边缘母线。
24.根据权利要求23所述的太阳能面板，其中所述第一金属栅格和所述第二金属栅格包括电镀Cu层。
25.根据权利要求7所述的太阳能面板，其中子组中的两个相邻太阳能电池被安置为使得一个太阳能电池的第一边缘母线与另一个太阳能电池的第二母线直接接触，从而便于所述两个相邻太阳能电池之间的串联连接以及消除其间未被覆盖的空间。
26.根据权利要求17所述的太阳能面板，其中相应子组中的所述太阳能电池形成U形串。
27.根据权利要求17所述的太阳能面板，其中所述相应子组中的所述太阳能电池物理地耦合。
28.一种太阳能面板，包括：
多个太阳能电池，所述太阳能电池被布置成多个子组，每个子组包括布置成多个排的若干太阳能电池；
其中相应子组中的太阳能电池电气地串联耦合；
其中太阳能电池的所述子组电气地并联耦合；
其中每个子组中的太阳能电池的数量足够地大，使得所述太阳能面板的输出电压与常规太阳能面板的输出电压基本上相同，所述常规太阳能面板的所有基本上正方形形状的太阳能电池串联耦合；
其中相应太阳能电池包括第一侧上的第一金属栅格和第二侧上的第二金属栅格；
其中所述第一金属栅格包括位于所述第一侧上的边缘处的第一边缘母线；以及
其中所述第二金属栅格包括位于所述太阳能电池的所述第二侧上的相对边缘处的第二边缘母线，所述第一金属栅格和所述第二金属栅格包括电镀Cu层，其中所述第一金属栅格和所述第二金属栅格包括电镀Cu层。
29.根据权利要求28所述的太阳能面板，其中通过分割基本上正方形形状的太阳能电池来获得子组中的相应太阳能电池。
30.根据权利要求29所述的太阳能面板，其中通过将基本上正方形形状的太阳能电池分割成三块来获得所述太阳能电池。
31.根据权利要求28所述的太阳能面板，其中子组中的太阳能电池的数量与所述常规太阳能面板中串联耦合的基本上正方形形状太阳能电池的数量相同。
32.根据权利要求28所述的太阳能面板，其中相应太阳能电池是矩形形状。
33.根据权利要求28所述的太阳能面板，其中相应太阳能电池是双面隧穿异质结太阳能电池，所述双面隧穿异质结太阳能电池包括：
基极层；
在所述基极层的两个表面上沉积的第一和第二量子隧穿势垒(QTB)层；
非晶硅发射极层；以及
非晶硅表面场层；
其中所述太阳能电池能够从两个表面吸收光。
34.根据权利要求28所述的太阳能面板，其中子组中的所述太阳能电池被布置成多个排；以及
其中电流方向在两个相邻排中是相反的。
35.根据权利要求34所述的太阳能面板，其中子组中的两个相邻太阳能电池被安置为使得一个太阳能电池的第一边缘母线与另一个太阳能电池的第二母线直接接触，从而便于所述两个相邻太阳能电池之间的串联连接以及消除其间未被覆盖的空间。
36.根据权利要求28所述的太阳能面板，其中相应子组中的所述太阳能电池形成U形串。
37.根据权利要求28所述的太阳能面板，其中所述相应子组中的所述太阳能电池物理地耦合。
38.一种太阳能面板装置，包括：
多个太阳能电池装置被布置成多个子组，每个子组包括若干太阳能电池；
其中相应子组中的太阳能电池装置用于电气地串联耦合；
其中太阳能电池的所述子组用于电气地并联耦合；
其中每个子组中的太阳能电池装置的数量足够地大，使得太阳能面板产品的输出电压与常规太阳能面板的输出电压基本上相同，所述常规太阳能面板的所有基本上正方形形状的太阳能电池串联耦合。
39.一种太阳能电池装置，包括：
Si基极层装置，用于生成载流子；
分别地在所述基极层装置的第一和第二表面上沉积的第一和第二量子隧穿势垒(QTB)层装置；
非晶硅发射极层装置，用于收集载流子；
非晶硅表面场层装置，用于减少少数载流子复合；
第一金属栅格装置，用于收集电流；以及
第二金属栅格装置，用于收集电流；
其中所述太阳能电池装置是基本上正方形形状的；以及
其中所述第一金属栅格装置和所述第二金属栅格装置各自包括由没被金属覆盖的空间彼此分离的多个栅格图案，所述空间便于所述太阳能电池的后续分割。
40.一种太阳能面板装置，包括：
多个太阳能电池装置，所述太阳能电池装置被布置成多个子组，每个子组包括布置成多个排的若干太阳能电池；
其中相应子组中的所述太阳能电池装置电气地串联耦合；
其中电流方向在两个相邻排的太阳能电池装置中是相反的；
其中太阳能电池装置的所述子组电气地并联耦合；
其中每个子组中的太阳能电池装置的数量足够地大，使得所述太阳能面板装置的输出电压与常规太阳能面板装置的输出电压基本上相同，所述常规太阳能面板装置的所有基本上正方形形状的太阳能电池串联耦合。
41.一种太阳能面板装置，包括：
多个太阳能电池装置，所述太阳能电池装置被布置成多个子组，每个子组包括布置成多个排的若干太阳能电池装置；
其中相应子组中的所述太阳能电池装置电气地串联耦合；
其中太阳能电池装置的所述子组电气地并联耦合；
其中每个子组中的太阳能电池装置的数量足够地大，使得所述太阳能面板的输出电压与常规太阳能面板的输出电压基本上相同，所述常规太阳能面板的所有基本上正方形形状的太阳能电池串联耦合；
其中相应太阳能电池装置包括第一侧上的第一金属栅格装置和第二侧上的第二金属栅格装置；
其中所述第一金属栅格装置包括位于所述第一侧上的边缘处的第一边缘母线装置；以及
其中所述第二金属栅格装置包括位于所述太阳能电池装置的所述第二侧上的相对边缘处的第二边缘母线装置，所述第一金属栅格装置和所述第二金属栅格装置包括电镀Cu层。
42.一种用于制造太阳能面板的方法，包括：
获得多个基本上正方形形状的太阳能电池；
将每个基本上正方形形状的太阳能电池分割成多个更小太阳能电池；
使多个更小电池电气地串联耦合以形成串；
使多个串电气地并联耦合；以及
在所述串上施加前侧板盖和后侧板盖。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述前侧板盖和所述后侧板盖都是透明的，从而允许所述更小太阳能电池吸收来自所述太阳能面板的两侧的光。
44.根据权利要求42所述的方法，其中相应的基本上正方形形状的太阳能电池包括第一侧上的第一金属栅格和第二侧上的第二金属栅格，其中所述第一金属栅格和所述第二金属栅格各自包括由没有被金属覆盖的空间彼此分离的多个栅格图案，从而便于所述基本上正方形形状的太阳能电池的后续分割。
45.根据权利要求42所述的方法，其中相应的更小太阳能电池包括第一侧上的第一金属栅格和第二侧上的第二金属栅格，其中所述第一金属栅格包括位于所述第一侧上的边缘处的第一边缘母线，以及其中所述第二金属栅格包括位于所述更小太阳能电池的所述第二侧上的相对边缘处的第二边缘母线。
46.根据权利要求42所述的方法，其中使更小太阳能电池电气地串联耦合以形成串包括以如下方式布置两个相邻的更小太阳能电池：一个更小太阳能电池的第一侧上的第一边缘母线与另一个更小太阳能电池的第二侧上的第二边缘母线直接接触，从而便于所述两个相邻太阳能电池之间的串联连接以及消除其间未被覆盖的空间。
47.根据权利要求42所述的方法，其中将每个基本上正方形形状的太阳能电池分割包括：将所述基本上正方形形状的太阳能电池分成m个更小的太阳能电池；并且
其中所述方法还包括：将所述面板中的所有更小太阳能电池布置成m个串，所述m个串并联耦合在一起。
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