CN106165114A - 太阳能电池模块及用于制造该模块的方法 - Google Patents

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马尔腾·德布鲁因
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Abstract

用于制造太阳能电池模块的方法，该太阳能电池模块包括具有前表面和后表面的基于半导体衬底的太阳能电池(12)，所述方法包括：‑由衬底制造太阳能电池，以及‑在至少后表面上沉积涂覆层。沉积步骤包括在至少后表面上施加涂覆粉末(20)，从而在所述表面上形成粘附粉末层。所述方法包括：在沉积步骤之后，对太阳能电池模块执行第一退火过程，以将粘附粉末层转变成预退火涂覆层。另外，该方法包括：‑‑通过去除太阳能电池上的接触区域(14)的位置处的粘附粉末层或者通过掩模太阳能电池上的接触区域来在太阳能电池上创建开放接触区域，其中去除步骤发生在第一退火过程之前，掩模步骤发生在一次或多次沉积步骤之前。

Description

太阳能电池模块及用于制造该模块的方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池模块及用于制造该模块的方法。此外，本发明还涉及包括该太阳能电池模块的太阳能面板。另外，本发明涉及用于制造该太阳能电池模块和/或太阳能面板模块的处理线及工具。
背景技术
基于半导体的太阳能电池包括半导体衬底，所述半导体衬底具有形成p/n结的p型掺杂层和n型掺杂层的层结构。
为了减小太阳能电池中的材料量，倾向于使用更薄的衬底。因此，衬底变得更易碎且在组装成太阳能面板期间变得更难处理。
在由所有触点均位于后侧上的太阳能电池组成的太阳能面板中，触点通常连接至背板层上的导体图案。太阳能电池与背板层之间布置有具有开口的密封剂层，该开口与太阳能电池的触点的位置以及导体图案上的对应接触区域的位置对应。密封剂层的开口中施加有连接材料，以用于在太阳能电池触点与导体图案之间提供电触点。连接材料通常包括粘合剂和基于导体的填充物。填充物通常为基于银或银合金的粉末。为了减少基于导体的填充物的量，在密封剂层保持其封装性能和应力消除性能的条件下，密封剂层应当尽可能薄。
太阳能面板中使用了穿孔的背板。对于大的面板，由于例如冲压设备在密封剂板中创建孔的精确度有限以及密封剂材料的尺寸稳定性有限，很难使密封剂板的孔与导电的图案化箔的接触区域相匹配。
在太阳能面板中，对于所有电池的触点导电粘合剂均是模板印刷而成。对于大的面板，印刷的精确度不足，这可导致未对准的印刷。
对于模块，可使用执行密封剂穿孔以及在导电的图案化背板上印刷导电粘合剂的制造机器。由于工具的定位精确度的局限性，该机器通常对具有固定的预定尺寸的模块有效，而不适于生产具有不同的可变尺寸和形状的模块。
美国专利申请US 2010/0116927公开了这样的太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括封装在前层与背层之间的至少一个光伏元件，该光伏元件的光接收表面位于所述前层侧，所述前层包括含有四氟乙烯(TFE)聚合物的至少一个层。
美国专利申请US 2013/0087181公开了用于生产光伏模块的方法，所述光伏模块具有背侧接触的半导体电池，该半导体电池具有设置在接触侧的接触区域。所述方法包括：提供不导电的箔型衬底；将半导体电池的接触侧置于衬底上；执行穿透衬底的激光钻孔以在半导体电池的接触侧的接触区域中形成开口；在衬底上沉积接触器件以填充开口并形成在衬底上延伸的接触层。
美国专利US 8,440,903公开了利用粉末涂覆和热处理过程形成的太阳能模块。该太阳能模块包括具有表面区的衬底以及覆在该表面区上的光伏材料。太阳能模块还包括覆在光伏材料上的屏障材料。此外，太阳能模块包括覆在屏障材料上并且包封光伏材料以机械地保护光伏材料的涂层。在某些实施方式中，光伏材料是薄膜光伏电池，并且涂层由通过静电喷涂而形成并且利用热处理过程进行固化的基本无气泡的粉末涂层来提供。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点。该目的通过用于制造太阳能电池模块的方法来实现，其中太阳能电池模块包括基于半导体衬底的太阳能电池，所述太阳能电池具有后表面以及用于获取辐射的前表面，该方法包括：
-由半导体衬底制造太阳能电池；
-在太阳能电池的至少一个表面上沉积涂覆层，
沉积步骤包括：
--在至少后表面上施加涂覆粉末，从而在所述表面上形成粘附粉末层；
以及在沉积步骤之后：
-对太阳能电池执行第一退火过程以将粘附粉末层转变成预退火涂覆层，从而创建涂覆的太阳能电池，
以及其中，该方法还包括：
或
--通过在太阳能电池上的接触区域的位置处去除粘附粉末层，在太阳能电池上创建开放接触区域，其中去除发生在第一退火过程之前，
或
--通过对太阳能电池上的接触区域进行掩模以防止其被粘附粉末层覆盖并且在太阳能电池上创建开放接触区域，而在太阳能电池上创建开放接触区域，其中掩模发生在一次或多次沉积步骤之前。
通过该方法，太阳能电池衬底设有预退火涂覆层作为衬底的至少一个表面上的涂层。由于在第一退火过程中进行预退火，涂覆粉末颗粒粘附至衬底表面并且形成具有多孔层或密实层的过滤网。预退火涂覆层的多孔状态或密实状态受第一退火过程的条件(例如，持续时间和温度)控制。
涂层添加至衬底的厚度从而提供加强的衬底，尤其对于“薄衬底”而言，在后续太阳能面板制造步骤期间降低使衬底破裂的风险。
此外，该方法提供了在涂覆材料是适于在太阳能面板生产期间进行封装的材料的情况下，预退火涂覆层提供用于太阳能面板层压过程的前体密封剂层。
在粉末粘附至衬底的阶段期间，在太阳能电池上的接触区域的位置处选择性地去除粉末或者选择性地进行掩模以使太阳能电池的接触区域保持没有粉末。例如可通过局部移除粉末的真空喷嘴来实现选择性的去除。真空喷嘴可由定位装置进行定位和控制。
替代地，还可通过在粉末涂覆步骤之前进行掩模以使接触区域保持没有粉末。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中，沉积步骤还包括：在前表面上施加涂覆粉末，从而在所述表面上形成粘附粉末层。
该方法可用于对衬底进行单侧或双侧涂覆。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，该方法还包括在太阳能电池上的接触区域的位置处去除粘附粉末层，以在太阳能电池上创建开放接触区域。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中通过将太阳能电池放置在支承工具上来执行掩模，其中太阳能电池的每个接触区域由支承工具的突出部覆盖。
在该实施方式中，掩模在支承工具接触太阳能电池的表面的位置处由支承工具提供。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中支承工具的至少一个突出部包括用于保持接触区域的表面的真空喷嘴。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中第一退火过程调节成生成多孔层作为预退火涂覆层。
通过提供用于在第一退火过程期间对粉末进行释气的通道，预退火涂覆层的多孔结构可能有利。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中第一退火过程调节成用于生成密实层作为预退火涂覆层。
密实层有助于利用最少量的导电粘合剂来进行模板印刷。更厚且多孔的层可能具有一定的粗糙度，其妨碍模板印刷处理，这样使得对于粗糙且依然厚的多孔层来说模板不够平坦。因此，从模板中的开口至接触区域的距离可能过大。导电粘合剂点将变得较大并且包含比需要的材料更多的材料。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中第一退火过程在真空中执行。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，该方法包括：在第一退火过程之前，将太阳能电池模块布置在支承层之间；以及在太阳能电池模块处于支承层之间时，执行第一退火过程。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，该方法包括抵靠太阳能电池模块按压支承层。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中支承层设有肋状图案。以此方式，预退火涂覆层设有通道结构，该通道允许在真空之下在后续的太阳能面板层压处理期间去除气体。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，该方法还包括：任一地通过分配、喷射或丝网印刷技术在太阳能电池的开放接触区域中施加接触材料。
需要施加至预退火涂覆层的开口中的接触材料的量与预退火涂覆层的厚度降低成比例地减少，这可节约所需的接触材料的量及其成本。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，为了形成太阳能面板堆叠该方法还包括：
提供面板模块透明覆盖层：
在面板模块透明覆盖层上布置至少一个太阳能电池，使得太阳能电池的接触表面背离面板模块透明覆盖层；
在至少一个涂覆的太阳能电池上布置背板层，背板层布置有导电层图案，其中接触区域与太阳能电池的接触区域对应，
在第二退火过程中将太阳能面板堆叠暴露于高温和高压，使得在太阳能电池与背板层之间的涂覆层如在第一退火过程中预退火的那样熔化。
如在第一退火过程中预退火的那样，涂覆层在太阳能面板层压过程期间设置为密封剂层。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，为了形成太阳能面板堆叠该方法还包括：
提供面板模块透明覆盖层：
在面板模块透明覆盖层上布置至少一个太阳能电池，使得太阳能电池的接触表面背离面板模块透明覆盖层；
提供布置有导电层图案的背板层，其中导电层接触区域与太阳能电池的接触区域对应；
在导电层图案接触区域上布置接触材料；
在至少一个涂覆的太阳能电池上布置背板层，其中导电层图案接触区域与太阳能电池的接触区域对应；
在第二退火过程中，将太阳能面板堆叠暴露于高温和高压，使得涂覆层在太阳能电池和背板层之间如在第一退火过程中预退火那样熔化。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中涂覆的太阳能电池包括面向面板模块透明覆盖层的第二预退火涂覆层，第二预退火涂覆层在所述高温和高压暴露期间熔化。
如果太阳能电池已经在后表面和前表面上都进行了粉末涂覆，则第二预退火涂覆层设置为衬底与面板模块透明覆盖层之间的密封剂层。
另外，在制造太阳能面板堆叠期间(其中设置有一个或多个多孔预退火涂覆层的太阳能电池被层压)，预退火涂覆层的多孔结构可能有利。在该层压过程期间，多孔结构可在预退火涂覆层中为气体提供流动路径，该流动路径允许改善位于太阳能电池与背板层之间和/或位于相邻覆盖层之间的气体的释气。以此方式，可降低脱气或释气所需的时间。另外，可防止太阳能面板堆叠内包含气体。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，包括：-通过使用粉末涂覆技术，在面板模块透明覆盖层的表面上创建位于所述表面上的粘附粉末层；-将面板模块透明覆盖层暴露于面板模块透明覆盖退火过程，以在面板模块透明覆盖层上创建预退火涂覆层；以及其中，在至少一个涂覆的太阳能电池之上布置面板模块透明覆盖层包括在太阳能电池表面与面板模块透明覆盖层之间布置面板模块透明覆盖的预退火涂覆层；使面板模块透明覆盖的预退火涂覆层在所述高温和高压暴露期间熔化。
面板模块透明覆盖层可设置有粉末涂覆层作为用于衬底与面板模块透明覆盖层之间的密封剂层的前体。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中涂覆粉末通过静电喷涂来施加。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中涂覆粉末通过静电印刷过程或激光印刷过程来施加。
通过在衬底上印刷粉末，预退火涂覆层可转移至衬底，所述衬底包括位于太阳能电池的接触区域之上的开口图案。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中，至少位于至少一个太阳能电池与背板层之间的预退火涂覆层的厚度为约100μ0或更小。
有利地，粉末涂覆方法允许创建相对薄的涂覆层，这减小了待生产的太阳能面板的总重量。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，在暴露于高温和高压之后，接触区域中的接触材料的厚度为约100μ0或更小。
附加地，需要施加到预退火涂覆层的开口中的接触材料的量与预退火涂覆层的厚度减小成比例地降低，这可节约所需的接触材料的量及其成本。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中支承层由聚四氟乙烯(Teflon)或聚四氟乙烯化合物材料组成。
这种材料有助于容易地从支承层释放预退火涂覆层。
根据一方面，本发明涉及如上所述的方法，其中，沉积步骤利用粉末与太阳能电池之间的电势来执行，并且电势由粉末的静电充电来创建。
有利地，电势使得粉末带电，以这种方式，粉末可分布在衬底的表面之上并且粘附至衬底的表面。
静电充电例如通过静电喷涂喷嘴来进行。
本发明还涉及太阳能电池模块，太阳能电池模块包括具有后表面和前表面的基于半导体衬底的太阳能电池以及至少一个涂覆层，其中至少一个涂覆层是预退火涂覆层并且覆盖后表面和前表面中的至少一个。
本发明提供半成品太阳能电池，该太阳能电池半成品通过涂覆层被加强以防在形成太阳能面板的后续处理期破裂。
根据一方面，本发明涉及如上所述的太阳能电池模块，其中涂覆层包括热塑性材料。
热塑性材料允许在后续太阳能面板层压过程期间使用涂覆层作为密封剂层。
根据一方面，本发明涉及如上所述的太阳能电池模块，其中涂覆层覆盖后表面和前表面。
根据一方面，本发明涉及如上所述的太阳能电池模块，其中涂覆层在太阳能电池衬底的圆周周围包括与后表面和前表面垂直地延伸的独立延伸部分。
以此方式，在太阳能电池衬底周围提供热塑性材料的边缘，这便于太阳能电池模块的处理。
根据一方面，本发明涉及如上所述的太阳能电池模块，其中至少一个涂覆层的厚度为100μm或更小。
根据一方面，本发明涉及如上所述的太阳能电池模块，其中，至少一个涂覆层包括开口，所述开口位于与太阳能电池上的接触区域的位置对应的位置处。
此外，本发明涉及太阳能面板，所述太阳能面板包括面板模块透明覆盖层、至少一个太阳能电池和背板层，其中，第一密封剂层布置在背板层与至少一个太阳能电池之间，以及第二密封剂层布置在面板模块透明覆盖层与至少一个太阳能电池之间；第一密封剂层在与太阳能电池上的接触区域的位置对应的位置处布置有开口；至少一个太阳能电池的每个接触区域与背板层上的对应接触区域之间的开口中布置有接触材料。其中，至少第一密封剂层和接触材料的厚度为100μ0或更小。
此外，本发明涉及太阳能电池或太阳能面板处理线，所述太阳能电池或太阳能面板处理线包括第一站和第二站，其中第一站用于以粉末涂覆太阳能电池，第二站用于对经粉末涂覆的太阳能电池进行退火，以创建其中太阳能电池的至少一个表面上具有预退火涂覆层的涂覆太阳能电池。
根据一方面，本发明涉及如上所述的处理线，该处理线还包括第三站，所述第三站用于选择性地从经粉末涂覆的太阳能电池去除涂覆粉末，其中第三站布置在第一站与第二站之间，使得在使用中太阳能电池在到达第二站之前经过第三站。
根据一方面，本发明涉及如上所述的处理线，其中，第一站包括具有多个柱状件和承载件的支承工具，柱状件从承载件延伸出并且在将粉末涂覆沉积至太阳能电池上期间布置在与太阳能电池的待被掩模的区域对应的位置处。
根据一方面，本发明涉及如上所述的处理线，其中第二站包括带式炉、连续支承带以及用于支承带的驱动机构；支承带布置在相对的位置以用于在穿过带式炉期间夹持太阳能电池模块。
有利的实施方式由所附权利要求进一步限定。
附图说明
下面将参照附图更详细地阐述本发明，其中，附图示出本发明的示例性实施方式。
图1示出了基于根据本发明的实施方式的制造步骤的太阳能电池模块的横截面；
图2a、图2b示出了在后续制造步骤期间太阳能电池模块的横截面；
图3示出了在根据本发明的实施方式的另一制造步骤期间太阳能电池模块的横截面；
图4示出了在下一制造步骤之后太阳能电池模块的横截面；
图5示出了根据本发明的实施方式的太阳能面板模块的横截面；
图6示出了根据本发明的实施方式的太阳能电池模块的制造步骤；
图7示出了在图6所示的步骤之后太阳能电池模块的横截面；
图8示出了图7的太阳能电池模块的俯视图；
图9示出了图8的太阳能电池模块的布置的俯视图；
图10示出了根据本发明的实施方式的太阳能电池模块和面板模块透明覆盖层的横截面；
图11示出了在根据本发明实施方式的制造步骤期间太阳能电池模块的横截面；
图12示出了根据本发明的实施方式的制造步骤的示意性横截面。
具体实施方式
本发明涉及用于制造基于半导体衬底的太阳能电池模块(例如由硅衬底制成的太阳能电池)的方法。太阳能电池通常是背接触型太阳能电池，诸如MWT(金属贯穿孔)、EWT(发射极穿孔卷绕)、HIT(具有薄本征层的异质结)、IBC(指叉背接触)。然而可设想到，在一些实施方式中，本发明还包括具有前触点和后触点的其他太阳能电池类型。
图1示出根据基于本发明的实施方式的制造步骤的太阳能电池模块10的横截面。
如上所述，太阳能电池模块10包括基于半导体衬底的太阳能电池12。太阳能电池12具有前表面F和后表面R。在该实施方式中，太阳能电池的接触区域14布置在后表面R处。
在该制造步骤期间，太阳能电池12位于支承层16上。
后表面R和接触区域14由粘附粉末涂覆层20覆盖。该粘附粉末涂覆层20已经通过在颗粒与后表面之间的电势之下使后表面R暴露于粉末颗粒(和接触区域)而沉积。
在实施方式中，通过粉末的静电充电来创建电势。
在替代实施方式中，通过静电喷涂来施加涂覆粉末。在又一替代方案中，通过静电印刷过程(例如，基于色剂(toner)和鼓(drum)的激光印刷过程)来施加涂覆粉末。
在优选实施方式中，粉末涂层包括适于作为用于太阳能面板堆叠的密封剂材料的热塑性材料组成。
图2a、图2b示出了在后续制造步骤期间太阳能电池模块的横截面。
在图2a中，太阳能电池模块示为具有喷嘴22，所述喷嘴22相距粘附粉末涂覆层20一定距离。喷嘴布置成在预定位置处(诸如在接触区域14)从粘附粉末涂覆层20选择性地去除涂覆粉末。以此方式，创建基本没有涂覆粉末的开放接触区域14。
在替代实施方式中，由掩模步骤来代替去除步骤，这防止涂覆粉末聚积在后表面上被掩模的位置处。掩模在沉积步骤之前进行。
在另一实施方式中，通过将太阳能电池放置在支承工具(未示出)上执行掩模，其中太阳能电池的每个接触区域(或选择性地开放区域)由支承工具的柱状部覆盖。
图2b示出在去除步骤之后具有开放接触区域14的太阳能电池模块的横截面。在具有掩模步骤的实施方式中，图2b示出了在去除掩模工具之后的太阳能电池模块。
图3示出了在根据本发明的实施方式的另一制造步骤期间太阳能电池模块的横截面。
后表面R上的粘附粉末涂覆层由第二支承层17覆盖，并且前表面F现在暴露于粉末颗粒，以通过与后表面R上的粉末涂覆层20相似的方式在前表面F上形成粘附粉末涂覆层24。接着，由支承层18覆盖粘附粉末涂覆层24。
在后续步骤中，将堆叠在粘附粉末涂覆层20、24之间的太阳能电池12暴露于高温，以将粘附粉末涂覆层转变成预退火涂覆层20a、24a(凝固步骤)。
退火可在真空条件下进行。
可选的真空和退火条件配置成部分或完全熔化粉末涂覆层，以分别创建处于多孔预退火涂覆层(在预焊结(pre-tacking)步骤中)至密实预退火涂覆层(在预层压步骤中)的范围中的预退火涂层。
根据实施方式，预退火涂覆层20a、24a的厚度为100μm或更小。该厚度可由粉末涂覆工艺的参数以及诸如平均晶粒尺寸和尺寸分布的粉末参数来控制。
作为凝固步骤的结果，粉末涂覆层变得不易碎裂并且获得粘附至太阳能电池12的后表面和前表面的相对改善的粘附性。
在凝固步骤期间，支承层17、18保持定位成夹持和支承太阳能电池模块10(即，太阳能电池12和粉末涂覆层20、24)。
在实施方式中，支承层由对大部分热塑性材料具有极好剥离(lift–off)性能因此可被再次使用的聚四氟乙烯(PTFE)或聚四氟乙烯化合物组成。
在实施方式中，支承层的一个或两个表面设置有肋状图案，该肋状图案转移至相应的预退火涂覆层中以在预退火涂覆层上创建图案化表面轮廓。
本领域技术人员将理解，在防止熔化的粉末涂覆层20覆盖接触区域处的开口的这种情况下执行凝固步骤。在凝固步骤之后，接触区域处的开口保持打开。
图4示出了在下一制造步骤之后太阳能电池模块的横截面。
在凝固步骤之后，支承层17、18已经被去除。之后，在接触区域14处涂敷接触材料26。
在预退火涂覆层20a、24a为多孔(即，通过预焊结步骤形成)的情况中，接触材料26可分配在接触区域14的位置处。在已经在预层压步骤中创建了预退火涂覆层的情况中，还可丝网印刷、模板印刷或喷射接触材料。
将接触材料26涂敷在太阳能电池模块的接触区域上的有益效果在于，与将接触材料涂敷在背板层上相比，该涂敷在相对小的区域上进行，这样可在无需精密工具的情况下大致跨越背板层的尺寸更精确地进行涂敷。此外，在太阳能电池模块上具有未对准的印刷的情况下，仅需要更换太阳能电池模块，而背板上未对准的印刷将涉及整个背板的移除。
图5示出了根据本发明的实施方式的太阳能面板模块50。
太阳能面板模块50包括背板层52、图案化导电层54、多个太阳能电池模块10和面板模块透明覆盖层56的堆叠。
图案化导电层54面向太阳能电池模块10布置在背板层上。太阳能电池12的后表面R上的接触区域14指向图案化导电层54。太阳能电池的顶部布置有面板模块透明覆盖层(玻璃层或透明箔层)56。
通过提供背板层加图案化导电层、将多个太阳能电池模块10布置在图案化导电层上来在自下而上的方向上制造太阳能面板模块，使得太阳能电池模块上的接触材料的位置布置在图案化导电层上的相关位置处。面板模块透明覆盖层布置在太阳能电池模块10的顶部上。
根据本发明，由于太阳能电池模块包括提供用于封装的材料的预退火涂覆层，因此堆叠不包括单独的密封剂层。因此，由于不需要在太阳能面板堆叠中布置密封剂层(根据现有技术的工艺这将需要与图案化导电层进行精确的位置匹配)，所以本发明简化了堆叠顺序。由于省去该步骤，堆叠需要的时间更小。
在创建堆叠之后，通过在第二退火过程中熔化预退火涂覆层20a、24a的材料来进行层压过程以熔融堆叠。在层压之后，太阳能面板模块冷却下来。太阳能电池模块的预退火涂覆层20a和24a在面板模块透明覆盖层与太阳能电池之间、在太阳能电池与背板层之间以及在相邻的太阳能电池之间具有熔融和形成的封装58。
如果预退火涂覆层20a、24a处于多孔状态，则由于在层压过程期间穿过多孔层的释气改善了脱气步骤，所以多孔结构允许在层压过程期间增强真空的应用。预退火涂覆层中的多孔结构包括互连孔隙的通道，互连孔隙的通道提供用于使气体分子穿过预退火涂覆层的流动路径。
应注意，如果替代地或附加地预退火涂覆层20a、24a设置有肋状图案，则肋状图案通过提供用于对太阳能面板堆叠进行脱气的通道而允许在层压过程期间方便地应用真空。
由于在太阳能电池上使用预退火涂覆层，所以封装58的厚度由预退火涂覆层的初始厚度确定。太阳能电池与面板模块透明覆盖层之间或太阳能电池与背板层之间的封装的厚度可以是100μm或更小，这与现有技术的太阳面板中的封装相比较薄。
与现有技术相比，相对薄的封装允许显著地减少太阳能电池触点与图案化导电层的触点之间的接触材料的需求量。
本领域技术人员将理解，可通过以下以相反的顺序(即，由上向下)来创建太阳能面板堆叠：提供面板模块透明覆盖层；在面板模块透明覆盖层上布置太阳能电池模块，其中太阳能电池的后表面背对面板模块透明覆盖层；以及随后在太阳能电池模块之上布置图案化导电层和背板。
应理解，在太阳能面板堆叠中布置太阳能电池模块的步骤期间或之后，还可在相邻的太阳能电池模块之间添加其他涂覆粉末。根据需要，附加的涂覆粉末将提供附加的密封剂材料，以填充相邻的太阳能电池模块之间的间隙。
图6示出了根据本发明实施方式的太阳能电池模块11的制造步骤。在该实施方式中，当在后表面R上形成粉末涂覆层20之后以及在打开后表面处的接触区域之后，将太阳能电池模块11放置在支承层17上，其中后表面面对支承层而依然没有粉末涂覆层的前表面F背对支承层。
在太阳能电池模块11的周围布置掩模元件30，该掩模元件30在太阳能电池模块10周围创建圆周边缘。
随后，执行粉末涂覆沉积步骤，以利用粉末涂覆层24覆盖前表面F。此外，创建围绕太阳能电池12的圆周延伸的粉末涂覆层部分28。
图7示出了在凝固步骤之后图5的太阳能电池模块11的横截面。在凝固步骤期间，延伸的粉末涂覆层部分28已经转变成预退火延伸部28a。
图8示出了具有中央部和外围部的图6的太阳能电池模块11的俯视图，其中，在中央部中太阳能电池12被预退火涂覆层20a、24a覆盖，外围部由预退火涂覆层材料28a组成。
图9示出了在构建太阳面板期间图7的太阳能电池模块11的布置的俯视图。
具有延伸的预退火涂覆层28a的多个太阳能电池模块11以各自的延伸的预退火涂覆层28a彼此重叠的方式布置成彼此邻近。
在实施方式中，太阳能电池模块11类似屋顶瓦片地进行堆叠。
在太阳能面板中使用具有延伸的预退火涂覆层28a的太阳能电池模块11具有有益效果：由于延伸的预退火涂覆层28a的影响，在创建太阳能面板堆叠期间，用于太阳能面板的封装58的附加材料可充当用于封装材料的附加补给并且可去除对添加单独封装材料的需求。
图10示出了根据本发明的实施方式的太阳能电池模块和面板模块透明覆盖层的横截面。
在替代实施方式中，太阳能电池模块仅在太阳能电池12的后表面R上设置有预退火涂覆层20a，而前表面基本没有粉末涂覆层。根据本发明，面板模块透明覆盖层56设置有预退火涂覆层25a，该预退火涂覆层25a以与用于太阳能电池模块的类似方式通过利用粉末涂覆的沉积过程和随后的退火步骤(预焊结或预层压)来创建。
太阳能面板堆叠通过以下步骤来创建：在面板模块透明覆盖层的预退火涂覆层25a上布置太阳能电池模块的前表面；随后在太阳能电池模块之上布置图案化导电层和背板层；以及之后在太阳能面板堆叠上执行层压过程。
预退火涂覆层25可布置成具有盈余厚度，在面板模块层压步骤期间该盈余厚度可设置为补给材料，以利用密封剂材料填充相邻太阳能电池模块之间的间隙。
替代地，代替涂覆粉末的预退火涂覆层25a，可在面板模块透明覆盖层与太阳能电池模块之间布置密封剂层。
另外，作为替代，由预退火涂覆层覆盖太阳能电池模块的前表面；而在后表面的侧部处，在太阳能电池的后表面与背板层上的导电层图案之间提供图案化密封剂层。
图11示出了在根据本发明的实施方式制造步骤期间的太阳能电池模块的横截面。
在该实施方式中，太阳能电池安装在包括多个柱状件105和承载件110的支承工具100上。柱状件105从承载件110延伸出，并且当在太阳能电池上沉积粉末涂层期间布置在与太阳能电池待被掩模的区域相对应的位置处。
在沉积过程之前，将太阳能电池12安装在支承工具100上，待被掩模的区域与柱状件105的位置对准。柱状件中的一个或多个可实施为真空喷嘴，以在支承工具100上夹持太阳能电池。
柱状件105从承载件110延伸出，以在太阳能电池12与支承工具之间具有间距。
接着，执行沉积过程，以在太阳能电池上沉积涂覆粉末，从而创建粘附涂覆层。由于仅在待被掩模的位置处覆盖太阳能电池，所以该沉积过程可在单个沉积过程中提供对涂覆粉末的全侧沉积。
在实施方式中，柱状件105由聚四氟乙烯或基于聚四氟乙烯的化合物组成，以及选择性地，承载件110也由聚四氟乙烯或基于聚四氟乙烯的化合物组成。
在沉积过程之后，具有粘附涂覆层21的太阳能电池12布置在支承层上并如上所述被进一步处理。
图12示出了根据本发明的实施方式的制造工具200的示意性横截面。
制造工具200涉及预焊结或预层压炉以用于创建具有预退火涂覆层20a、24a的太阳能电池模块。
制造工具200包括带式炉210、连续支承带220、230以及用于支承带的驱动机构240。
支承带布置在相反位置中以用于将太阳能电池模块夹持在其之间。
在预焊结或预层压中的任一模式下，支承带以使粘附涂覆层20、24和延伸涂覆层28(如果存在)转变成预退火涂覆层的方式穿过带式炉。
制造工具可在支承带的路径内配备有粉末涂覆站(未示出)。
在实施方式中，制造工具200是太阳能电池处理线或太阳能面板处理线的一部分，其中太阳能电池处理线或太阳能面板处理线具有第一站和第二站，其中第一站用于以粉末涂覆太阳能电池，第二站用于对经粉末涂覆的太阳能电池进行退火，以创建太阳能电池的至少一个表面上具有预退火涂覆层的涂覆太阳能电池。
根据实施方式，太阳能电池处理线或太阳能面板处理线配备有第三站，该第三站用于从涂覆粉末的太阳能电池选择性地去除涂覆粉末。第三站布置在第一站与第二站中间，以在使用中使得太阳能电池在到达第二站之前经过第三站。
在实施方式中，如图11所示，支承工具可以是太阳能电池处理线或太阳能面板处理线的第一站的一部分。
已经参考一些实施方式对本发明进行了描述。通过阅读和理解前述详细说明，本领域技术人员将容易想到明显的修改和变型。其意图是本发明应解释成包括所有这些修改和变型，本发明的范围仅由所附权利要求限制。

Claims (33)

1.用于制造太阳能电池模块的方法，所述太阳能电池模块包括基于半导体衬底的太阳能电池，所述太阳能电池具有后表面和用于获取辐射的前表面，
所述方法包括：
-从所述半导体衬底制造太阳能电池；
-在所述太阳能电池的至少一个表面上沉积涂覆层，所述沉积步骤包括：
--至少在所述后表面上施加涂覆粉末，从而在所述表面上形成粘附粉末层；
以及在所述沉积步骤之后：
-对所述太阳能电池执行第一退火过程，以用于将所述粘附粉末层转变成预退火涂覆层，从而创建经涂覆的太阳能电池，
以及其中，所述方法还包括以下二者之一：
--通过去除所述太阳能电池上的接触区域的位置处的所述粘附粉末层，在所述太阳能电池上创建开放接触区域，其中所述去除步骤在所述第一退火过程之前进行，
或
--通过对所述太阳能电池上的接触区域进行掩模以防止所述接触区域被所述粘附粉末层覆盖并在所述太阳能电池上创建开放接触区域，而在所述太阳能电池上创建开放接触区域，其中所述掩模步骤在一次或多次所述沉积步骤之前进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述太阳能电池上的所述开放接触区域没有涂覆粉末。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
所述沉积步骤还包括：
在所述前表面上施加所述涂覆粉末，从而在所述前表面上形成粘附粉末层。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述掩模通过将所述太阳能电池放置在夹持工具上来执行，其中所述太阳能电池的每个接触区域均被所述夹持工具的突出部覆盖。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，
所述夹持工具的至少一个突出部包括用于保持所述接触区域的表面的真空喷嘴。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述第一退火过程调节成生成多孔层作为预退火涂覆层。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述第一退火过程调节成生成密实层作为预退火涂覆层。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，
所述第一退火过程在真空中执行。
9.根据前述权利要求6至8中的任一项所述的方法，包括：
在所述第一退火过程之前，将所述太阳能电池模块布置在支承层之间；以及
在所述太阳能电池模块处于所述支承层之间时，执行所述第一退火过程。
10.根据权利要求9所述的方法，包括抵靠所述太阳能电池模块按压所述支承层。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，
所述支承层设有肋状图案。
12.根据权利要求6至11中的任一项所述的方法，包括：
所述方法包括通过分配、喷射或丝网印刷技术在所述太阳能电池的开放接触区域中施加接触材料。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括通过以下步骤形成太阳能面板堆叠：
提供面板模块透明覆盖层：
在所述面板模块透明覆盖层上布置至少一个太阳能电池，使得所述太阳能电池的接触表面背离所述面板模块透明覆盖层；
在至少一个经涂覆的太阳能电池上布置背板层，所述背板层布置有导电层图案，并且导电层图案接触区域就位置而言与所述太阳能电池的所述接触区域对应；
在第二退火过程中将所述太阳能面板堆叠暴露于高温和高压，使得所述涂覆层如在所述第一退火过程中进行预退火那样在所述太阳能电池与所述背板层之间熔化。
14.根据权利要求6至12中的任一项所述的方法，为了形成太阳能面板堆叠，还包括：
提供面板模块透明覆盖层；
在所述面板模块透明覆盖层上布置至少一个太阳能电池，使得所述太阳能电池的所述接触表面背离所述面板模块透明覆盖层；
提供布置有导电层图案的背板层，其中导电层接触区域就位置而言与所述太阳能电池的所述接触区域对应；
在所述导电层图案接触区域上布置接触材料；
在至少一个经涂覆的太阳能电池上布置所述背板层，其中所述导电层图案接触区域与所述太阳能电池的所述接触区域对应；
在第二退火过程中将所述太阳能面板堆叠暴露于高温和高压，使得所述涂覆层如在所述第一退火过程中预退火那样在所述太阳能电池与所述背板层之间熔化。
15.根据权利要求113或14所述的方法，其中，
所述经涂覆的太阳能电池包括面向所述面板模块透明覆盖层的第二预退火涂覆层，所述第二预退火涂覆层在所述第二退火过程中的所述高温和高压暴露期间熔化。
16.根据权利要求13或14所述的方法，包括：
通过使用粉末涂覆技术在所述面板模块透明覆盖层的表面上创建位于所述表面上的粘附粉末层；
将所述面板模块透明覆盖层暴露于面板模块透明覆盖退火过程，以在所述面板模块透明覆盖层上创建覆盖预退火涂覆层；
以及其中，在所述至少一个经涂覆的太阳能电池之上布置所述面板模块透明覆盖层包括：
在所述太阳能电池表面与所述面板模块透明覆盖层之间布置所述预退火涂覆层；
使所述预退火涂覆层在所述第二退火过程中的所述暴露于高温和高压期间熔化。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
所述涂覆粉末通过静电喷涂来涂敷施加。
18.根据前述权利要求1至16中的任一项所述的方法，其中，
所述涂覆粉末通过静电印刷过程或激光印刷过程来施加。
19.根据权利要求1至18所述的方法，其中，
至少所述至少一个太阳能电池与所述背板层之间的所述预退火涂覆层的厚度约为100μm或更小。
20.根据前述权利要求13至19中的任一项所述的方法，其中，
在所述暴露于高温和高压之后，所述接触区域中的所述接触材料的厚度约为100μm或更小。
21.根据权利要求9至20中的任一项所述的方法，其中，
所述支承层包含聚四氟乙烯材料或聚四氟乙烯化合物材料。
22.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述沉积步骤利用所述粉末与所述太阳能电池之间的电势来执行，以及
通过所述粉末的静电充电来创建所述电势。
23.根据权利要求1至12中的任一项制造的太阳能电池模块，包括基于半导体衬底的太阳能电池以及至少一个涂覆层，所述太阳能电池具有后表面和前表面，
其中，所述至少一个涂覆层是预退火粉末涂覆层，所述预退火粉末涂覆层已经在第一退火过程中预退火并且覆盖所述后表面和所述前表面中的至少一个。
24.根据权利要求23所述的太阳能电池模块，其中，
所述涂覆层包含热塑性材料。
25.根据权利要求23或24所述的太阳能电池模块，其中，
所述涂覆层覆盖所述后表面和所述前表面。
26.根据权利要求25所述的太阳能电池模块，所述涂覆层包括独立延伸部分，所述独立延伸部分围绕所述太阳能电池衬底的圆周与所述后表面和所述前表面基本平行地延伸。
27.根据前述权利要求23至26中的任一项所述的太阳能电池模块，其中，
所述至少一个涂覆层的厚度为100μm或更小。
28.根据前述权利要求23至27中的任一项所述的太阳能电池模块，其中，
所述至少一个涂覆层包括位于与所述太阳能电池上的接触区域的位置对应的位置处的开口。
29.根据前述权利要求23至28中的任一项所述的太阳能电池模块，其中，
所述涂覆层为多孔状态或密实状态。
30.太阳能面板，包括面板模块透明覆盖层、至少一个太阳能电池以及背板层，其中，
所述太阳能电池是根据权利要求1至22中的任一项制造的经涂覆的太阳能电池或者根据权利要求23至29中的任一项所述的太阳能电池模块；
所述背板层与所述至少一个太阳能电池之间布置有第一密封剂层；
以及所述面板模块透明覆盖层与所述至少一个太阳能电池之间布置有第二密封剂层；
所述第一密封剂层在与所述太阳能电池上的接触区域的位置对应的位置处布置有开口；
所述至少一个太阳能电池的每个接触区域与所述背板层上的对应接触区域之间的所述开口中布置有接触垫片，
其中，至少所述第一密封剂层和所述接触垫片的厚度为100μm或更小。
31.太阳能电池或太阳能面板处理线，包括：
第一站，用于以粉末涂覆太阳能电池；以及
第二站，用于对经粉末涂覆的太阳能电池进行退火，以创建在所述太阳能电池的至少一个表面上具有预退火涂覆层的涂覆太阳能电池，以及包括：
第三站，用于从所述经粉末涂覆的太阳能电池选择性地去除涂覆粉末，其中所述第三站布置在所述第一站与所述第二站中间，使得在使用中所述太阳能电池在到达所述第二站之前经过所述第三站。
32.根据权利要求31所述的太阳能电池或太阳能面板处理线，其中，
所述第一站包括支承工具，所述支承工具包括多个柱状件和承载件，以及其中，
从所述承载件延伸出的柱状件布置成：当在所述太阳能电池上沉积所述粉末涂层期间，支承太阳能电池并且布置在与所述太阳能电池的待掩模的区域相对应的位置处。
33.根据前述权利要求31至32中任一项所述的太阳能电池或太阳能面板处理线，其中，
所述第二站包括带式炉、连续支承带和用于所述支承带的驱动机构；所述支承带布置在相对的位置中以用于在所述太阳能电池穿过所述带式炉期间夹持太阳能电池模块。
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