CN107980179A - 窄正面母线上具有正面母线胶带的光伏电池 - Google Patents

窄正面母线上具有正面母线胶带的光伏电池 Download PDF

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Abstract

本公开涉及包括与窄正面母线(例如，银母线)电接触的正面母线胶带的光伏(“PV”)太阳能电池。单正面母线胶带可与单窄正面母线或与双窄正面母线组电接触。本公开还涉及改良的栅格线以及增强太阳能光伏电池上的栅格线和窄母线与母线胶带之间的电连接的方法。

Description

窄正面母线上具有正面母线胶带的光伏电池
本公开涉及包括与窄正面母线(例如，银母线)电接触的正面母线胶带的光伏(“PV”)太阳能电池。单正面母线胶带可与单窄正面母线或与双窄正面母线组电接触。本公开还涉及改良的栅格线以及增强太阳能光伏电池上栅格线和窄母线与母线胶带之间电连接的方法。
背景技术
可再生能源是来源于可补充的自然资源(诸如阳光、风、雨、潮汐和地热)的能源。随着技术的进步和全球人口的增长，对可再生能源的需求大幅提高。如今，尽管化石燃料提供了绝大部分的能量消耗，但这些燃料是不可再生的。对这些化石燃料的全球性依赖不仅带来关于其耗尽的担忧，还带来与由燃烧这些燃料所致的排放相关联的环境问题。由于这些问题，世界各国一直都在倡导对大规模和小规模可再生能源资源的开发。
当今前景较好的能源资源之一为阳光。目前全世界有数百万的家庭由太阳能发电获得电力。对太阳能电力不断增长的需求已经伴随着对能够满足这些应用要求的装置和材料的不断增长的需求。太阳能电池和光伏组件是太阳能发电的迅速增长的一环。
光伏组件将由太阳发射的能量转化成电。许多光伏组件在正(即，面向太阳)面上具有透明材料(例如，玻璃片)。阳光穿过该透明材料，并且入射在太阳能电池上。阳光中的光子被太阳能电池中的一种或更多种半导体材料(例如，多晶硅或单晶硅)吸收。在光子被吸收时，电子被撞击从它们的原子释放，从而产生电势差。电子通过扩散从高电子集中区域(结点的n型侧)移动到低电子集中区域(结点的p型侧)，从而使得电流流经半导电材料。光伏组件的背面通常包括导电铝材料(例如，经焙烧的浆料)，它充当结点的优异p型侧。
发明内容
本公开的发明人认识到，消除或减少太阳能电池和太阳能组件上正面和背面银母线将有利地降低太阳能电池和/或太阳能组件的总成本。太阳能电池或太阳能组件的正面和背面上的典型银母线(例如，银浆)的尺寸可减小(例如，减小至与正面银指状物相当的宽度)，并且用作包括导电金属箔和非导电粘合剂的可软焊胶带的基底。在一个实施方案中，使用单窄母线作为单正面母线胶带的基底。在另一个实施方案中，使用双母线作为单正面母线胶带的基底。本公开的发明人还认识到，可将包括导电金属箔和非导电粘合剂的胶带施加到太阳能电池或太阳能组件的正面和背面以提供可软焊组串条带的导电表面。在减小太阳能电池上的银母线的尺寸后，正面上的细栅格线(或指状物)是太阳能电池上采用昂贵银浆的唯一额外剩余结构。
本公开的发明人还认识到，当将母线胶带直接粘结到太阳能电池的正面指状物/栅格线时，母线胶带与银栅格线之间的电连接可能足以导电并且得到工作的光伏电池。然而，在某些应用中，可能需要改善母线胶带与银栅格线之间电连接的强度和质量。PCT专利公布号WO2014/149714和WO2014/149715(两者全文以引用方式并入本文中)公开了可用于本公开中需要母线胶带的所有实施方案中的母线胶带。
在某些实施方案中，使用通常横跨电池整个长度的连续结构的窄(或“指状”)正面母线(通常由银制成)。在一些实施方案中，窄母线具有约10微米至150微米的宽度。然后将正面母线胶带粘结到该单窄正面母线。在另一个实施方案中，将正面母线胶带粘结到双窄正面母线组。通常，然后将规则的组串/接片条带软焊到正面母线胶带以作为电池组串过程的一部分。
一般来讲，无论母线胶带粘结到单窄母线还是双母线，窄母线的宽度均为10微米至150微米、或10微米至140微米、或10微米至130微米、或10微米至120微米、或10微米至110微米、或20微米至140微米、或20微米至130微米、或20微米至120微米、或20微米至110微米、或50微米至140微米、或50微米至130微米、或50微米至120微米、或50微米至110微米、或50微米至100微米、或60微米至130微米、或60微米至120微米、或60微米至110微米、或60微米至100微米、或60微米至90微米、或60微米至80微米、或65微米至75微米、或约70微米。
本公开描述了改良的正面母线，该正面母线具有较窄宽度，用作母线胶带的基底(作为单窄母线或双窄母线)。本公开了还描述了增强光伏电池的母线胶带与正面之间电粘结的方法，该方法减少了常规太阳能电池正面上的银浆用量，并且仍在电池与互连条带(在本公开中也称为“接片条带”或“组串条带”)之间提供可靠而牢固的连接。
一个示例性光伏电池在图1A、1B和1C中示意性地示出。图1A和1B分别为光伏电池100的顶部示意图和底部示意图。图1C是在栅格线122之间并与其平行截取的光伏电池100的剖视图。光伏电池100包括在半导体组件125的前主表面120上的母线110a和在半导体组件125的后主表面130上的母线110b。母线110a和母线110b是高度导电金属(通常为经焙烧的银浆)的薄带，它们将太阳能电池收集的直流电传导到电逆变器，电逆变器将直流电转化为可用的交流电。银母线110a和110b是可软焊的。后主表面130还在后主表面130的不包括母线110b的部分上包括金属化层或涂层135(通常为经焙烧的铝浆)。金属化层或涂层135形成半导体结点的p型侧。
具有改良的(窄)母线的光伏电池的示例在例如图2A和图2B的右侧示出。在这些实施方案中，窄母线取代了典型母线110a。如前文所述，本公开的实施方案中所用的窄母线比母线110a窄并且具有与栅格线(或指状物)122相当的宽度。
除非另外指明，否则本文所使用的所有科学和技术术语具有在本领域中普遍使用的含义。本文给出的定义旨在有利于理解本申请中频繁使用的一些术语，并无意排除那些术语在本公开上下文中的合理解释。
除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的所有表达特征尺寸、量和物理特性的数值在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望性能而变化。在最低程度上，并且在不试图将等同原则的应用限制到权利要求书的范围内的前提下，至少应当根据报告的数值的有效数位并通过惯常的四舍五入法来解释每一个数值参数。虽然在本发明的广泛范围内所示的数值范围和参数为近似值，但在具体实施例中所示的数值是尽可能准确地报告的。然而，任何数值都固有地包含一定的误差，这些误差必定是由在它们相应的试验测量中存在的标准偏差引起。
通过端点表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至5的范围包括例如1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)和该范围内的任何范围。
除非上下文另外清楚地指定，否则如本说明书和所附权利要求中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施方案。除非上下文另外清楚地指定，否则如本说明书和所附权利要求中使用的，术语“或”一般以其包括“和/或”的意义使用。
如本文所用，术语“粘合剂”是指可用于将两个部件(粘附体)粘附在一起的聚合物组合物。
如本文所用，术语“光活性表面”是指光伏电池中吸收光子并且释放电子的那部分的表面，所释放的电子随后被收集并且转化为电流。光伏电池的光活性表面的示例为硅晶片(晶体或无定形的)。通常，硅晶片涂覆有氮化硅以形成抗反射表面。
如本文所用，术语“母线”是指使用单窄母线的实施方案或其中使用双窄母线组的实施方案。
如本文所用，术语“与……接触”在光伏电池的一个元件与另一个单独元件接触的上下文中是指两个元件的相对位置，这两个元件物理接触并且彼此紧邻，不存在任何其它物品将这两个元件分隔开，如通过其中出现有“与……接触”的上下文所理解的那样。然而，术语“与……接触”涵盖以下情况：其中一个或两个元件经过处理(例如，涂覆底漆或抗反射涂层)，或表面被改良以影响其特性(诸如蚀刻、压印等)或通过可改善粘附性的其它表面处理方法进行改良。
如本文所用，术语“电接触”在光伏电池的一个元件与另一个单独元件电接触的上下文中是指该接触允许电子从一个元件流至另一个元件。
如本文所用，术语“可软焊的”是指物件允许光伏电池中的其它物件软焊到该物件表面的特性，诸如使用太阳能组件制造中所用的典型方法软焊到母线或母线胶带的接片条带。
如本文所用，术语“室温”是指23℃的温度。
附图说明
图1A是光伏电池的顶部示意图。
图1B是光伏电池的底部示意图。
图1C是在栅格线之间并与其平行截取的光伏电池的剖视图。
图2A是比较具有常规厚母线的太阳能电池(左图)和具有窄母线的太阳能电池(右图)的照片。
图2B是具有窄母线的太阳能电池的照片。
图2C是具有窄母线的太阳能电池的照片，其中正面母线胶带已粘结到窄母线。
图3是不含母线的太阳能电池的一部分的图示，其中正面母线胶带已粘结到电池的栅格线上方。
图4是具有窄母线的太阳能电池的一部分的图示，其中正面母线胶带已粘结到电池的窄母线上方。
图5A是比较具有母线和栅格线(左图)、仅具有栅格线(中图)、仅具有栅格线并且正面母线胶带已粘结到电池(右图)的三种太阳能电池的照片。
图5B是太阳能电池的一部分的照片，其中示出了栅格线和正面母线。
图5C是太阳能电池的一部分的照片，其具有栅格线，正面母线胶带已粘结到该栅格线上。
图6是太阳能电池的横截面的显微照片，其中示出了栅格线，正面母线胶带已粘结到该栅格线上。
图7A是银栅格线的模型的照片。
图7B是银栅格线的模型的照片，其中还示出了施加于栅格线上方的模型母线胶带。
图7C是具有平坦化部分的银栅格线的模型的照片。
图7D是具有平坦化部分的银栅格线的模型的照片，其中还示出了施加于栅格线上方的模型母线胶带。
图7E是在栅格线的一部分上具有垫的银栅格线的模型的照片，其中垫有利于电接触。
图7F是具有垫的银栅格线的模型的照片，其中还示出了施加于栅格线和垫上方的模型母线胶带。
图8A示出将正面母线胶带粘结到窄正面母线的过程。
图8B示出将正面母线胶带粘结到双窄正面母线的过程。
图9是太阳能电池的一部分的图示，其中示出了连接到栅格线的两条窄母线。
图10A是具有三条70微米宽的正面母线的光伏电池的照片。
图10B是具有正面栅格线但没有正面母线的光伏电池的照片。
图11是作为热循环次数的函数的填充因数的图。
图12A是示出粘合剂从测试电池1中溢胶的照片。
图12B是示出粘合剂从比较测试电池中溢胶的照片。
图12C是示出粘合剂从测试电池2中溢胶的照片。
图12D是示出粘合剂从测试电池3中溢胶的照片。
图13A是光伏电池的图示，其中示出了如图13B所示的放大区域。
图13B是图13A中所示光伏电池的一部分的放大视图的图示。
图13C是光伏电池的一部分在施加母线胶带之后的图示。
元件编号
100：光伏电池
110a：半导体前主表面上的银母线
110b：半导体后主表面上的银母线
122：栅格线
120：半导体125的前主表面
125：半导体
130：半导体125的后主表面
135：后主表面130的不包括母线110b的部分上的金属化层或涂层(通常为铝)
302：栅格线
304：正面母线胶带
306：栅格线与正面母线胶带之间接触良好的电结点区域
308：栅格线与正面母线胶带之间接触不佳的电结点区域
402：栅格线
404：正面母线胶带
406：栅格线与正面母线胶带之间接触良好的电结点区域
408：栅格线与正面母线胶带之间接触不佳的电结点区域
410：窄正面母线
602：栅格线
604：正面母线胶带
606：太阳能电池的半导体晶片
802：窄母线
804：正面母线胶带
806：铜箔
808：粘合剂
810：太阳能电池的半导体晶片
812：粘结到太阳能电池表面和窄母线的正面母线胶带
814：组串条带
816：软焊到已粘结到太阳能电池表面和窄母线的正面母线胶带的组串条带
822：窄母线
824：正面母线胶带
826：铜箔
828：粘合剂
830：太阳能电池的半导体晶片
832：粘结到太阳能电池表面和每条窄母线的正面母线胶带
834：组串条带
836：软焊到已粘结到太阳能电池表面和每条窄母线的正面母线胶带的组串条带
902：栅格线
904：窄母线
1310：太阳能电池中具有双母线的部分
1312：太阳能电池的边缘
1314：太阳能电池的半导体晶片的表面
1316：栅格线
1318：正面母线
1320：正面母线之间的间隙
1322：覆盖正面母线1318以及母线之间间隙1320的正面母线胶带
具体实施方式
在一个实施方案中，本公开的改良窄母线(单母线或双母线组)用作单母线胶带的基底。即，母线胶带被置于光伏太阳能电池的一条或多条窄母线的顶部上。通过这种方式，一条或多条窄母线与母线胶带之间发生电接触。另外，置于光伏电池上的母线胶带还形成与银浆栅格线的电接触。在其它实施方案中，银栅格线被改良以增强母线胶带与栅格线之间的电接触。如本申请中公开的改良栅格线可用于具有一条或多条改良窄母线或不具有一条或多条窄母线的光伏电池中。
图2中的图片示意性地示出具有单窄银母线的光伏电池(图2A(右侧)和图2B)以及具有粘结到窄母线并且与单窄银母线电接触的母线胶带的光伏电池(图2C)。在本公开中，母线可被称为“银”母线以指示母线由在加热炉中经过高温焙烧(约800℃)的典型银浆制成。为了方便和简单起见，本公开可称为银母线。然而，可用于本公开实施方案的窄母线并不限于银母线，适用于母线的任何其它材料均可用于本公开的实施方案。
无论使用单窄母线还是双窄母线组，不受理论的束缚，借助图3和图4示出正面窄母线的明显作用。图3示出仅粘结到三条栅格线(302)的母线胶带(304)(无窄银母线)。在该图中，母线胶带与最下方栅格线之间的电连接(308)不再有效(该连接由两个箭头突出显示)。在那种情况下，该栅格线中的电子没有离开太阳能电池的路径，并且该特定栅格线区域将在太阳能电池中变“暗”。
图4中的图示出连接到单窄母线的三条栅格线(402)(尽管它也可连接到双窄母线组，但未示出)。窄母线粘结到正面母线胶带(404)。在这种情形下，如果最下方的栅格线与母线胶带之间的电连接(408)失去作用(即，从栅格线到母线胶带无电子流)，则电子可沿正面窄母线行进较短距离直至找到与正面母线胶带的“良好”电连接(406)。此时，电子可行进穿过铜母线胶带并离开光伏电池。窄正面母线提供栅格线之间的替代短路径，以确保电子可经由低电阻路径进入母线胶带中并离开光伏电池。
图2A中的左图示出具有1.5mm宽正面母线的典型晶体硅太阳能电池。下图中右侧的电池具有“窄”(即，改良的)正面母线，其宽度为70微米。两个电池上的栅格线均为约70微米。
具有母线胶带和单窄母线的光伏电池的实施方案
在具有单窄母线的光伏电池上使用母线胶带的概念如图8A所示。在上方第一幅图片中，凸丘表示单窄母线(802)。窄母线所处的基底(阴影区域)表示光伏电池的光活性表面(810)，该光活性表面可具有抗反射涂层，诸如氮化硅。窄母线上方的具有两层的条表示母线胶带(804)，其中下层为粘合剂(808)，上层为金属箔(806)。
图8A中自上而下的第二幅图片示出粘结到单窄母线的母线胶带(812)。在图8A中自上而下的第三幅图片中，母线胶带上方的大框表示接片条带(814)。图8A中自上而下的第四幅图片示出软焊到母线胶带的接片条带(816)(涂覆有焊料的铜箔)。该图中未明确标出焊料，但它存在于接片条带与母线胶带之间的至少一些部分中。
应当指出的是，在使用单母线粘结母线胶带的实施方案中，接片条带不与窄母线(直接)接触。在一些实施方案中，根据母线胶带的宽度，接片条带也可与光活性表面接触。在母线胶带的宽度比接片条带的宽度窄的实施方案中(次优选)，接片条带可与光活性表面接触。
在具有单窄母线的实施方案中，将母线胶带施加到窄母线/光活性表面时，粘合剂可能溢胶，例如图12A和图12B中所示。在那些图中，白色的厚水平条表示母线胶带，白色的薄垂直线表示栅格线。深色背景表示光伏电池的光活性表面。在那些图中，粘合剂溢胶由母线胶带旁边延伸到光活性表面中和之上的不规则灰色区域表示。
粘合剂溢胶不美观，并且也可能阻碍光子到达光活性表面。然而，当考虑到由于电池中所用银浆较少而带来的成本节省与能量输出降低，由具有溢胶的光伏电池制备的组件可能仍然表现令人满意。图12C和图12D示出不存在明显溢胶的实施方案。
在一些实施方案中，本公开涉及一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·与光活性表面接触的连续母线，
·与连续母线电接触的母线胶带，
其中连续母线具有不大于150微米的宽度，
其中母线胶带的至少一部分经由非导电热固性粘合剂粘附到光活性表面和母线，并且
其中母线胶带是可软焊的并且包括导电金属箔。
在其它实施方案中，本公开涉及一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·与光活性表面接触的连续母线，
·与连续母线电接触的母线胶带，
其中连续母线具有不大于150微米的宽度，
其中母线胶带的至少一部分经由导电热固性粘合剂粘附到光活性表面和母线，并且
其中母线胶带是可软焊的并且包括导电金属箔。
在其它实施方案中，本公开涉及一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·与光活性表面接触的连续母线，
·与连续母线电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带的组串条带，
其中连续母线具有不大于150微米的宽度，
其中母线胶带的至少一部分经由非导电热固性粘合剂粘附到光活性表面和母线，并且
其中母线胶带是可软焊的并且包括导电金属箔。
在其它实施方案中，本公开涉及一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·与光活性表面接触的连续母线，
·与连续母线电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带的组串条带，
其中连续母线具有50微米至90微米的宽度，
其中母线胶带的至少一部分经由非导电热固性粘合剂粘附到光活性表面和母线，并且
其中母线胶带是可软焊的并且包括导电金属箔。
具有单窄母线和母线胶带的光伏电池的示例性实施方案
1.一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·与光活性表面接触的连续母线，
·与连续母线电接触的母线胶带，
其中连续母线具有不大于150微米的宽度，其中母线胶带的至少
一部分经由非导电热固性粘合剂粘附到光活性表面和母线，并且
其中母线胶带是可软焊的并且包括导电金属箔。
2.一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·与光活性表面接触的连续母线，
·与连续母线电接触的母线胶带，
其中连续母线具有不大于150微米的宽度，
其中母线胶带的至少一部分经由导电热固性粘合剂粘附到光活性
表面和母线，并且其中母线胶带是可软焊的并且包括导电金属箔。
3.一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·与光活性表面接触的连续母线，
·与连续母线电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带的组串条带，
其中连续母线具有不大于150微米的宽度，其中母线胶带的至少
一部分经由非导电热固性粘合剂粘附到光活性表面和母线，并且
其中母线胶带是可软焊的并且包括导电金属箔。
4.一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·与光活性表面接触的连续母线，
·与连续母线电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带的组串条带，
其中连续母线具有50微米至90微米的宽度，其中母线胶带的至
少一部分经由非导电热固性粘合剂粘附到光活性表面和母线，并
且其中母线胶带是可软焊的并且包括导电金属箔。
5.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中光伏电池还包括多条与母线相交的栅格线，其中栅格线与母线电接触，并且其中母线胶带还经由非导电热固性粘合剂粘附到栅格线。
6.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中光伏电池还包括多条在基本上垂直于母线的方向上与母线相交的栅格线，其中栅格线与母线电接触，并且其中母线胶带还经由非导电热固性粘合剂粘附到栅格线。
7.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中光伏电池还包括软焊到母线胶带的组串条带。
8.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线包括经焙烧的银浆。
9.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有10微米至150微米的宽度。
10.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有10微米至140微米的宽度。
11.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有10微米至130微米的宽度。
12.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有10微米至120微米的宽度。
13.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有20微米至140微米的宽度。
14.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有50微米至140微米的宽度。
15.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有60微米至120微米的宽度。
16.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有60微米至110微米的宽度。
17.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有60微米至100微米的宽度。
18.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有60微米至90微米的宽度。
19.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有60微米至80微米的宽度。
20.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有65微米至75微米的宽度。
21.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线具有约70微米的宽度。
22.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中金属箔包括一种或更多种选自铜、铝、锡、铁、镍、银、金、铅、锌、钴、铬、钛、以及它们的混合物的金属。
23.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中金属箔包括铜。
24.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中金属箔还包括锌。
25.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线胶带被压印。
26.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线胶带未被压印。
27.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线胶带能够适形于栅格线中的一者或更多者。
28.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂包括环氧树脂、丙烯酸类树酯、聚氨酯、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、氰酸酯、酚醛树脂、马来酰亚胺树脂、苯氧基树脂、苯并噁嗪树脂、以及其混合物中的至少一种。
29.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂包括环氧树脂和苯氧基树脂。
30.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂包括热解法二氧化硅粒子。
31.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂在将母线胶带施加到光伏电池的温度下发粘。
32.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂在室温下发粘。
33.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂在40℃至60℃的温度下发粘。
34.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂包括环氧树脂、苯氧基树脂和热解法二氧化硅粒子。
35.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少200个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少1000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中填充因数减小小于5％。
36.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少400个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少2000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中填充因数减小小于5％。
37.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少200个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少1000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中Pmax减小小于5％。
38.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少400个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少2000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中Pmax减小小于5％。
39.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少200个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少1000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中填充因数减小小于5％并且Pmax减小小于5％。
40.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少400个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少2000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中填充因数减小小于5％并且Pmax减小小于5％。
母线胶带和粘合剂
一般来讲，可用于本公开实施方案的母线胶带不受限制。可用于本实施方案的典型母线胶带包括导电金属箔和非导电热固性粘合剂，其中胶带为可软焊的并且能够粘附到光伏电池的光活性表面(例如，无定形或晶体硅材料)。粘合剂用于将金属箔粘结到光活性表面。在其它实施方案中，粘合剂为导电粘合剂，包括具有导电颗粒的热固性粘合剂。已知导电粘合剂中使用的任何类型的导电颗粒均可用于母线胶带的粘合剂。
任何金属箔可用于本公开的母线胶带。示例性金属箔材料包括例如铜、铝、锡、铁、镍、银、金、铅、锌、钴、铬、钛等。金属箔层可具有任何期望的厚度。一些实施方案具有在约5微米和约35微米之间的金属箔层厚度。一些实施方案具有在约5微米和约20微米之间的金属箔层厚度。一些实施方案具有在约5微米和约15微米之间的金属箔层厚度。在一些实施方案中，胶带的厚度为5微米、或6微米、或7微米、或8微米、或9微米、或10微米、11微米、或12微米、或13微米、14微米、或15微米。在一些实施方案中，金属箔厚度是不引起太阳能电池发生不可接受程度的翘曲或折曲或者不与银栅格线形成不可接受的电接触的任何厚度。本文所述的导电胶带和太阳能电池的一些实施方案表现出小于3mm的翘曲或折曲。本文所述的导电胶带和太阳能电池的一些实施方案表现出小于2mm的翘曲或折曲。本文所述的导电胶带和太阳能电池的一些实施方案表现出小于1.5mm的翘曲或折曲。
在正面母线胶带的某些实施方案中，当在压力或热压条件下粘结时，胶带是足够柔性的以适形于光伏电池正面上的细小银栅格线。在其它实施方案中，正面母线胶带能够粘附到硅光伏材料(通过粘附到涂覆光活性表面的氮化硅层(当存在时))以及光伏电池正面上的细小银栅格线，并且与那些银栅格线产生电连接。
金属箔层可具有任何期望量的电导率。一些实施方案具有在23℃下大于5×107S/m的金属箔层电导率。一些实施方案具有在20℃下大于1×106S/m的金属箔层电导率。
在某些实施方案中，金属箔包括钝化电沉积(ED)的高温高延(HTE)铜箔。在其它实施方案中，金属箔包括锌阻挡层以防止该箔腐蚀或氧化。在一些实施方案中，铜箔的伸长率为6％至11％。在其它实施方案中，铜箔的伸长率为6％、或7％、或8％、或9％、或10％、或11％、或12％。
在某些实施方案中，箔胶带的拉伸强度为20Kpsi至40Kpsi。在其它实施方案中，拉伸强度为25Kpsi至35Kpsi。在一些实施方案中，拉伸强度为25Kpsi、或26Kpsi、或27Kpsi、或28Kpsi、或29Kpsi、或30Kpsi、或31Kpsi、或32Kpsi、或33Kpsi、或34Kpsi、或35Kpsi。
任何非导电粘合剂和导电粘合剂均可用于本公开的母线胶带。在一些实施方案中，粘合剂包括环氧树脂和苯氧基树脂。在其它实施方案中，粘合剂包括热解法二氧化硅粒子。在其它实施方案中，粘合剂在将母线胶带施加到光伏电池的温度下(例如，室温，或稍高的温度诸如40℃至60℃)发粘。在一些实施方案中，粘合剂包括环氧树脂、苯氧基树脂和热解法二氧化硅粒子。
在一些实施方案中，非导电粘合剂具有可接受的室温储存寿命。如本文所用，术语“储存寿命”是指在室温下粘合剂保持足够的粘性以使胶带在施加到太阳能电池的正面时保持平坦的时间段，并且在这个时间段之后，胶带能够承受至少200个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少1000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中填充因数减小小于5％。在其它实施方案中，在相同的热循环和湿热老化条件下，Pmax小于5％。在本公开的一些实施方案中，非导电粘合剂和/或母线胶带的室温储存寿命为至少3周的储存寿命。在本公开的一些实施方案中，非导电粘合剂和/或导电胶带的室温储存寿命为至少4周的储存寿命。在本公开的一些实施方案中，非导电粘合剂和/或导电胶带的室温储存寿命为至少5周的储存寿命。在本公开的一些实施方案中，非导电粘合剂和/或导电胶带的室温储存寿命为至少6周的储存寿命。
示例性非导电粘合剂包括环氧树脂、丙烯酸类树酯、聚氨酯、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、氰酸酯、酚醛树脂、马来酰亚胺树脂、苯氧基树脂、苯并噁嗪树脂等。
非导电粘合剂的一些实施方案包括热固性粘合剂。如本文所用，术语“热固性”是指在能量的影响下，通过形成共价交联的热稳定网络，从可熔和可溶的材料不可逆地变成不可熔和不可溶的材料的树脂。示例性热固性粘合剂包括环氧树脂、丙烯酸类树酯、聚氨酯、聚酯、氰酸酯、酚醛树脂、马来酰亚胺树脂等。
用于正面母线胶带的粘合剂层(导电或不导电)可具有任何期望的厚度。一些实施方案具有在约5微米和约50微米之间的粘合剂层厚度。一些实施方案具有在约5微米和约30微米之间的粘合剂层厚度。一些实施方案具有在约5微米和约20微米之间的粘合剂层厚度。一些实施方案具有在约1微米和约20微米之间的粘合剂层厚度。一些实施方案具有在约5微米和约15微米之间的粘合剂层厚度。一些实施方案具有在约5微米和约15微米之间的粘合剂层厚度。一些实施方案具有在约8微米和约13微米之间的粘合剂层厚度。在一些实施方案中，粘合剂层厚度为约1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米、20微米、21微米、22微米、23微米、24微米、25微米或26微米。
在未固化状态下，粘合剂可具有任何期望的粘着性，前提条件是粘合剂在室温下足够发粘，以允许胶带在约0.35MPa压力下施加到太阳能电池的正面，并且随后防止胶带在没有施加任何外力的情况下在室温下隆起超过2mm。
PCT专利公布号WO2014/149714和WO2014/149715公开了可用于本专利申请的实施方案中的母线胶带和粘合剂。这两项PCT专利申请中公开的母线胶带和母线胶带粘合剂以引用方式并入本文。
具有母线胶带和双窄母线的光伏电池的实施方案
在具有双窄母线的光伏电池上使用母线胶带的概念如图8B所示。在上方第一幅图片中，两个凸丘表示双窄母线(822)。窄母线所处的基底(阴影区域)表示光伏电池的光活性表面(830)，该光活性表面可具有抗反射涂层，诸如氮化硅。位于两条窄母线之间的谷底上方的具有两层的条表示母线胶带(824)，其中下层为粘合剂(828)，上层为金属箔(826)。
图8B中自上而下的第二幅图片示出同时粘结到光活性表面和两条窄母线中每一条的母线胶带(832)。在这种情况下，母线胶带与两条窄母线中的每一条之间均存在电接触。在某些优选的实施方案中，母线胶带的宽度比两条窄母线的两个峰(窄母线顶部)之间的距离窄。在图8B中自上而下的第三幅图片中，母线胶带上方的大框表示接片条带(834)。图8B中自上而下的第四幅图片示出同时软焊到母线胶带和两条窄母线中每一条的接片条带(836)。该图中未明确标出焊料，但焊料存在于接片条带与母线胶带之间的至少一些部分中以及接片条带与一条或两条窄母线之间的至少一些部分中。
从图8B中可以看出，在使用双母线粘结母线胶带的实施方案中，接片条带不仅与母线胶带接触，而且与窄母线中的每一条接触。
在具有双窄母线的实施方案中，母线胶带粘结在窄母线之间。在一些实施方案中，窄母线彼此平行。在其它实施方案中，窄母线不一定平行，但它们彼此不接触。在其它实施方案中，胶带通过母线胶带的边缘部分电连接到每一条窄母线。
本发明人已经确定双窄正面母线概念相比于使用单窄母线具有至少三个可能的优点：
1.母线胶带基本上粘结到平坦表面(即，胶带非粘结到升高的脊上(单窄母线))，预计能够提供更出色的180度剥离强度值。
2.窄母线基本上用作“坝”以减少粘合剂溢胶。这种情况允许使用较厚的粘合剂，这也可有助于获得更出色的180度剥离强度值。
3.组串条带直接软焊到两条窄银母线以及母线胶带。因此，在这些系统中可能不必需要母线胶带与银母线之间具有稳固的电连接，因为从窄母线到接片条带的电子流动可绕过母线胶带而通过这些元件之间的直接接触来实现。在这些情况下，母线胶带可用于增强软焊到母线胶带的组串条带的剥离特性。
在一些实施方案中，本公开涉及一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·两条与光活性表面接触的连续母线，
·与两条连续母线中的每一条电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带并且软焊到两条连续母线中的每一条的组串条带，
其中两条连续母线中的每一条具有不大于150微米的宽度，并且两条连续母线彼此分开0.3mm至3mm的距离，
其中母线胶带经由非导电热固性粘合剂粘附到光活性表面以及两条母线中的每一条，并且
其中母线胶带为可软焊的并且包括导电金属箔。
在一些实施方案中，本公开涉及一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·两条与光活性表面接触的连续母线，
·与两条连续母线中的每一条电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带并且软焊到两条连续母线中的每一条的组串条带，
其中两条连续母线中的至少一条具有不大于150微米的宽度，并且两条连续母线彼此分开0.3mm至3mm的距离，
其中母线胶带经由导电热固性粘合剂粘附到光活性表面以及两条母线中的每一条，并且
其中母线胶带为可软焊的并且包括导电金属箔。
在其它实施方案中，本公开涉及一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·两条与光活性表面接触的连续母线，
·与两条连续母线中的每一条电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带并且软焊到两条连续母线中的每一条的组串条带，
·多条与光活性表面接触的栅格线，
其中两条连续母线中的至少一条具有不大于150微米的宽度，
其中两条连续母线彼此分开0.3mm至3mm的距离，
其中多条栅格线中的至少一条与一条或两条连续母线电接触，
其中多条栅格线中的至少一条处于基本上垂直于至少一条母线的方向上，
其中母线胶带经由非导电热固性粘合剂粘附到光活性表面以及两条母线中的每一条，并且
其中母线胶带为可软焊的并且包括导电金属箔。
在其它实施方案中，本公开涉及一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·两条与光活性表面接触的连续母线，
·与两条连续母线中的每一条电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带并且软焊到两条连续母线中的每一条的组串条带，
·多条与光活性表面接触的栅格线，
其中两条连续母线中的至少一条具有50微米至90微米的宽度，
其中两条连续母线彼此分开0.3mm至3mm的距离，
其中多条栅格线中的至少一条与一条或两条连续母线电接触，
其中多条栅格线中的至少一条处于基本上垂直于至少一条母线的方向上，
其中母线胶带经由非导电热固性粘合剂粘附到光活性表面以及两条母线中的每一条，并且
其中母线胶带为可软焊的并且包括导电金属箔。
具有双窄母线和母线胶带的光伏电池的示例性实施方案
1.一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·两条与光活性表面接触的连续母线，
·与两条连续母线中的每一条电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带并且软焊到两条连续母线中的每一条的组串条带，
其中两条连续母线中的每一条具有不大于150微米的宽度，并且两条连续母线彼此分开0.3mm至3mm的距离，
其中母线胶带的至少一部分经由非导电热固性粘合剂粘附到光活性表面以及两条母线中的每一条，并且
其中母线胶带为可软焊的并且包括导电金属箔。
2.一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·两条与光活性表面接触的连续母线，
·与两条连续母线中的每一条电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带并且软焊到两条连续母线中的每一条的组串条带，
其中两条连续母线中的至少一条具有不大于150微米的宽度，并且两条连续母线彼此分开0.3mm至3mm的距离，
其中母线胶带的至少一部分通过导电热固性粘合剂粘附到光活性表面以及两条母线中的每一条，并且
其中母线胶带为可软焊的并且包括导电金属箔。
3.一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·两条与光活性表面接触的连续母线，
·与两条连续母线中的每一条电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带并且软焊到两条连续母线中的每一条的组串条带，
·多条与光活性表面接触的栅格线，
其中两条连续母线中的至少一条具有不大于150微米的宽度，其
中两条连续母线彼此分开0.3mm至3mm的距离，
其中多条栅格线中的至少一条与一条或两条连续母线电接触，
其中多条栅格线中的至少一条处于基本上垂直于至少一条母线的方向上，
其中母线胶带的至少一部分经由非导电热固性粘合剂粘附到光活
性表面以及两条母线中的每一条，并且
其中母线胶带为可软焊的并且包括导电金属箔。
4.一种光伏电池，其包括：
·光活性表面，
·两条与光活性表面接触的连续母线，
·与两条连续母线中的每一条电接触的母线胶带，
·软焊到母线胶带并且软焊到两条连续母线中的每一条的组串条带，
·多条与光活性表面接触的栅格线，
其中两条连续母线中的至少一条具有50微米至90微米的宽度，
其中两条连续母线彼此分开0.3mm至3mm的距离，
其中多条栅格线中的至少一条与一条或两条连续母线电接触，
其中多条栅格线中的至少一条处于基本上垂直于至少一条母线的方向上，
其中母线胶带的至少一部分经由非导电热固性粘合剂粘附到光活
性表面以及两条母线中的每一条，并且
其中母线胶带为可软焊的并且包括导电金属箔。
5.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线基本上彼此平行。
6.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线彼此不接触。
7.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中光伏电池还包括多条与光活性表面接触的栅格线，其中多条栅格线中的至少一条与一条或两条连续母线电接触。
8.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中光伏电池还包括多条与光活性表面接触的栅格线，其中多条栅格线中的至少一条处于基本上垂直于至少一条母线的方向上，其中多条栅格线中的至少一条与一条或两条连续母线电接触。
9.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中光伏电池还包括软焊到母线胶带并且软焊到两条连续母线中的每一条的组串条带。
10.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条包括经焙烧的银浆。
11.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有10微米至150微米的宽度。
12.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有10微米至140微米的宽度。
13.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有10微米至130微米的宽度。
14.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有10微米至120微米的宽度。
15.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有20微米至140微米的宽度。
16.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有50微米至140微米的宽度。
17.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有60微米至120微米的宽度。
18.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有60微米至110微米的宽度。
19.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有60微米至100微米的宽度。
20.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有60微米至90微米的宽度。
21.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有60微米至80微米的宽度。
22.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有65微米至75微米的宽度。
23.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线中的一条或两条具有约70微米的宽度。
24.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中两条连续母线彼此分开1mm至2mm的距离。
25.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中两条连续母线彼此分开0.5mm至2mm的距离。
26.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中两条连续母线之间的间隙不含栅格线(例如，如图9和图13所示)。
27.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中两条连续母线之间的间隙包含与两条连续母线电连接的栅格线。
28.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中金属箔包括一种或更多种选自铜、铝、锡、铁、镍、银、金、铅、锌、钴、铬、钛、以及它们的混合物的金属。
29.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中金属箔包括铜。
30.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中金属箔还包括锌。
31.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中金属箔是锡涂覆的。
32.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线胶带被压印。
33.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线胶带未被压印。
34.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线胶带的至少一部分粘附到两条母线之间区域中的光活性表面。
35.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中母线胶带能够适形于栅格线中的一者或更多者。
36.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂包括环氧树脂、丙烯酸类树酯、聚氨酯、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、氰酸酯、酚醛树脂、马来酰亚胺树脂、苯氧基树脂、苯并噁嗪树脂、以及其混合物中的至少一种。
37.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂包括环氧树脂和苯氧基树脂。
38.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂包括热解法二氧化硅粒子。
39.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂在施加母线胶带的温度下发粘。
40.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂在室温下发粘。
41.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂在40℃至60℃的温度下发粘。
42.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中非导电粘合剂包括环氧树脂、苯氧基树脂和热解法二氧化硅粒子。
43.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少200个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少1000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中填充因数减小小于5％。
44.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少400个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少2000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中填充因数减小小于5％。
45.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少200个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少1000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中Pmax减小小于5％。
46.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少400个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少2000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中Pmax减小小于5％。
47.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少200个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少1000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中填充因数减小小于5％并且Pmax减小小于5％。
48.根据前述实施方案中任一项所述的光伏电池，其中组件中的光伏电池能够承受至少400个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少2000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中填充因数减小小于5％并且Pmax减小小于5％。
改良的栅格线和母线
在某些实施方案中，对光伏电池的栅格线进行改良以增强与母线胶带的电连接。本发明人发现将母线胶带粘结到银浆栅格线的一个问题在于所得的粘结结构类似于帐篷，其中银浆栅格线实质上用作帐篷的中心柱。
图7A示意性地示出典型栅格线的图示。图7B示出粘结到栅格线的一片母线胶带。图7B示出与栅格线形成电连接的母线胶带的表面区域可能受到限制。
实际上，图6中的显微图示出太阳能电池的横截面，该太阳能电池具有粘结在光伏电池的正面(和背面)上的母线胶带，其中示出银栅格线(602)、硅晶片(606)和粘结到栅格线的正面母线胶带(604)。
从图6中可以看出，在该构造中，母线胶带仅在栅格线最顶部的有限区域中粘结到银浆栅格线。在这些情况下，由于与栅格线的粘结区域有限，因此银浆栅格线与母线胶带之间的电粘结可能不如其它方式那样稳固。
在一些实施方案中，使用两种常规方法对银浆栅格线进行改良以增大母线胶带与银浆栅格线之间的粘结区域。在考虑此类栅格线改良时，重要的是应记住银浆栅格线是使用丝网印刷技术印刷到太阳能电池表面上的。在一个实施方案中，当使用丝网印刷工艺时，则能够实现的栅格线改良类型存在一些限制。
在一个实施方案中，改良方法如图7C和图7D所示，其中示出在银浆栅格线(或一条或多条母线)上形成的平坦化区域。图7C仅示出改良栅格线，图7D示出粘结到改良栅格线的母线胶带。
在丝网印刷之后和焙烧过程之前，可通过机械压印工艺在未固化(或甚至在部分固化/干燥的)银浆上形成平坦化区域。对于经如图7D中所示的平坦化区域改良的银浆栅格线，母线胶带的粘结区域大大增加，从而与银浆栅格线形成更稳固的电连接。本实施方案的一个优点在于母线胶带不需要从氮化硅表面的主平面升高很多，从而减小了栅格线两侧上的“帐篷状覆盖”的量。而且，在另一个实施方案中，相对于图7C和图7D所示的区域拓宽银浆栅格线的平坦化区域可能是有利的，因为这将确保焊机的粘结头具有足够的间隙以正确接触母线胶带。
在另一个实施方案中，改良方法如图7E和图7F所示。在该方法中，将所谓的“高平台”垫区域印在银浆栅格线上，从而增大母线胶带与栅格线之间的粘结区域。本实施方案的一个优点在于无需采用机械压印工艺。在该实施方案中，母线胶带需要升高至栅格线的全高度，由此在改良栅格线垫区域的两侧上仍然可能发生较多的“帐篷状覆盖”。
作为本公开的一部分，还有其它栅格线改良方法为母线胶带提供增强的粘结区域。例如，“高平台”方法还可通过温和的机械压印工艺使得“平台”区域获得倾斜形状来进一步改良，其中斜坡的顶部与未改良栅格线的顶部对准。改良栅格线上的粘结区域随后将在栅格线的两侧上从中心高平台朝下倾斜。该倾斜可减小(或甚至几乎消除)任何不期望的“帐篷状覆盖”效应。可通过形成垫来改良栅格线。
另一个实施方案涉及具有改良银浆栅格线和母线胶带的太阳能电池。本实施方案的一个优点在于，即使正面母线已被替代为导致银浆显著减少的改良栅格线，软焊的互连条带与太阳能电池之间的剥离强度仍可满足太阳能面板行业中普遍接受的要求。
其它实施方案包括具有本公开栅格线的光伏电池，以及包括多个具有本公开栅格线的光伏电池的太阳能组件。其它实施方案涉及如上所述在母线胶带与栅格线之间形成连接的方法。
上述针对栅格线的改良也可用于改良窄母线以增强一条或多条窄银母线与母线胶带之间的电连接。
图5A中的图片示出将常规的正面银浆母线替换为使用改良母线的母线胶带粘结条的想法。图5A中的左图示出具有正面银母线和银栅格线的晶体硅光伏电池。图5A中的中图示出仅具有银栅格线但没有正面银母线的晶体硅光伏电池。图5A中的右图示出具有银栅格线和母线胶带的晶体硅光伏电池。
图5B中的图片示出具有改良正面银母线和常规正面银栅格线的光伏电池。
图5C示出粘结到光伏电池的蓝色氮化硅表面并且粘结到银栅格线的母线胶带。在该特写图片中，可以看出母线胶带卷绕在银浆栅格线周围。
实施例
这些实施例仅是为了进行示例性的说明，并非旨在过度地限制所附权利要求书的范围。尽管阐述本公开的广义范围的数值范围和参数为近似值，但具体实施例中示出的数值尽可能精确地被记录。然而，任何数值都固有地包含某些误差，在它们各自的试验测量中所存在的标准偏差必然会引起这种误差。在最低程度上，并且在不试图将等同原则的应用限制到权利要求书的范围内的前提下，至少应当根据报告的数值的有效数位并通过惯常的四舍五入法来解释每一个数值参数。
材料概述
除非另外指明，否则实施例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分比、比率等均以重量计。除非另有说明，否则所用的溶剂和其它试剂可得自(威斯康星州密尔沃基的)西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company(Milwaukee,WI))。另外，表1提供了下面的实施例中使用的所有材料的缩写和来源：
表1：材料。
老化测试
将按照下文所述制备的双电池测试组件放置在环境舱(“ESZ-4CA”型，购自密歇根州哈得孙维尔的爱斯佩克公司(ESPEC,Hudsonville,MI))中，将环境舱设定为在5小时期间在约-40℃和90℃的温度之间连续循环。将组件保持在环境舱中，持续至多2000小时或400次热循环。
光伏组件测试
在马萨诸塞州贝德福德的斯派耳公司(Spire Corp.,Bedford,MA)的Spi太阳模拟器3500SLP光伏组件测试机上对双电池测试组件执行光伏组件测试。用于这种光伏组件测试机的软件计算来自电流-电压曲线的参数的各种数值，诸如填充因数(FF)、开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、最大功率(Pmax)、分流电阻(Rs)以及效率。在利用光伏组件测试机进行每次测量之前，运行校准组件。在使用光伏组件测试机进行了初始组件测试之后，将双电池组件放置在环境舱中，并且周期性地移除以用于组件测试。
实施例1
使用表2中列出的材料制备溶剂型环氧树脂热固性粘合剂，其中每种成分的量表示为基于总粘合剂重量的重量百分比(重量％)。在配混之前，将Epon SU-2.5环氧树脂加热至60℃。按照表2中所列的顺序加入批次1成分，并且利用Cowles型混合器将组合的批次1材料剧烈混合1小时。接着伴随混合缓慢添加第二批次的MEK，并且将所得混合物轻轻混合5分钟。随后用100微米过滤器过滤粘合剂混合物。
表2：具有芯-壳颗粒的环氧树脂粘合剂。
批次 成分 重量％
1 环氧树脂 29.9
1 甲基乙基酮中的40％苯氧基树脂 10.0
1 芯-壳颗粒 4.0
1 环氧树脂固化剂 2.1
1 MEK溶剂 6.6
2 MEK溶剂 47.4
将粘合剂混合物用30微米过滤器进一步过滤，然后涂覆到21.25英寸宽、12微米厚的铜箔(“TOB-III”，购自南卡罗来纳州卡姆登的橡木三井公司(OakMitsui,Camden,SC))的涂底漆面(无光泽面)上。涂覆工艺的线速度为60ft/min。将粘合剂层在一系列分别设定为130℉、150℉和170℉的干燥烘箱中干燥。粘合剂层随后通过设定为170℉的两个标准25英寸长干燥烘箱。经干燥的粘合剂层具有约9至10微米的厚度。将离型衬垫(25微米厚，以商品名“T-50”购自弗吉尼亚州马丁斯维尔的伊士曼化工公司(Eastman Chemical Co.,Martinsville,VA))层合到粘合剂层上。将母线胶带的料卷切成为104mm宽的段，然后用手动操作的小型旋转模切机(密苏里州圣路易斯的威尔逊制造公司(Wilson Manufacturing,St.Louis,MO))切成1.5mm宽。
比较例1
采用与实施例1所述的相同过程，不同之处在于粘合剂层厚度为约5微米，并且使用旋转剪切切割将母线胶带切成1.5mm宽。
实施例2
使用表3中列出的材料制备溶剂型环氧树脂热固性粘合剂，其中每种成分的量表示为基于总粘合剂重量的重量百分比。在配混之前，将Epon SU-2.5环氧树脂加热至60℃。将批次1材料混合，并手动混合直至得到均匀的混合物。然后加入批次2材料(环氧树脂固化剂)，并手动混合直至材料均匀。接下来，加入批次3成分。批次3中的热解法二氧化硅分九次加入，在每次添加之后进行充分的手动混合，并且还分三次加入溶剂，添加过程伴随充分的手动混合。加入批次4溶剂后，得到浓稠的奶油状材料。然后用高速Cowles型混合器混合混合物。经过充分混合之后，加入批次5溶剂，该溶剂使固体百分比降至约40％。然后用100微米过滤器过滤混合物。将粘合剂混合物用第二个100微米过滤器进一步过滤，然后涂覆到21.25英寸宽、12微米厚的铜箔(“TOB-III”，购自南卡罗来纳州卡姆登的橡木三井公司(OakMitsui,Camden,SC))的涂底漆面(无光泽面)上。涂覆工艺的线速度为60ft/min。将粘合剂层在一系列分别设定为130℉、150℉和170℉的干燥烘箱中干燥。粘合剂层随后通过设定为170℉的两个标准25英寸长干燥烘箱。经干燥的粘合剂层具有约6至7微米的厚度。将离型衬垫(25微米厚，以商品名“T-50”购自弗吉尼亚州马丁斯维尔的伊士曼化工公司(Eastman Chemical Co.,Martinsville,VA))层合到粘合剂层上。将母线胶带的料卷切成104mm宽的段，然后通过旋转剪切切成1.5mm宽。
表3：具有热解法二氧化硅的环氧树脂粘合剂。
批次 成分 重量％
1 环氧树脂 29.9
1 甲基乙基酮中的40％苯氧基树脂 10.0
1 MEK(第一批次) 3.3
2 环氧树脂固化剂 2.1
3 MEK(第二批次) 4.8
3 热解法二氧化硅 4.0
4 MEK 22.0
5 MEK 23.9
实施例3
按实施例1中所述使用相同的铜箔。使用表4中列出的成分制备溶剂型粘合剂，其中每种成分的量表示为基于总粘合剂重量的重量百分比。
丙烯酸类树脂的制备方法如下：将丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、重量比为97:3的乙酸乙酯与异丙醇的混合物以及VAZO-67以80/15/5/149.8/0.2的重量比在500mL三口烧瓶中混合，并且在氮气气氛下用气动搅拌器(ZD-J-1型，中国上海作大涂装设备有限公司(Shanghai Zoda Coating Equipment Co.,Ltd.))于60℃的温度下搅拌24小时。然后冷却混合物，得到淡黄色的澄清粘滞液体(包含40％的固体含量)。该粘滞液体不经进一步处理即直接使用。
获得Araldite MT35600(德克萨斯州林地市的亨斯迈公司(Huntsman,TheWoodlands,TX))作为固体树脂，并且在使用前溶解于足够的甲基乙基酮溶剂中以获得包含30％固体的溶液。
丙烯酸类树脂/苯并噁嗪树脂的固体重量比为60/40。使用小型Cowles型混合器将表4中所列的材料混合约10分钟，并且使所得的混合物静置20分钟以消除气泡。
使用实验室手工涂覆装置将粘合剂涂覆到铜箔的无光泽表面上。将涂覆的铜箔置于设定为60℃的烘箱中持续10分钟，以形成具有约9-10微米厚的干粘合剂层的金属胶带。在约60℃下，将具有约1密耳(25微米)厚度的离型衬垫(以商品名“T-50”购自弗吉尼亚州马丁斯维尔的伊士曼化工公司(Eastman Chemical Co.,Martinsville,VA))层合到粘合剂层。然后使用手动操作的小型旋转模切机(密苏里州圣路易斯的威尔逊制造公司(WilsonManufacturing,St.Louis,MO))将胶带切成1.5mm宽的条带。
表4：重量比为60/40的丙烯酸类树脂/苯并噁嗪树脂。
成分 重量％
丙烯酸类树脂，溶于97/3乙酸乙酯/异丙醇中的40％溶液 45
Araldite MT35600，溶于MEK中的30％溶液 40
MEK 15
比较例3
采用与实施例3所述的相同过程，不同之处在于使用表5中列出的材料量，得到包括重量比为70/30的丙烯酸类树脂/苯并噁嗪树脂的粘合剂。此外，金属胶带的干粘合剂厚度为约8至10微米，并且使用X-Acto刀片手动切割1.5mm母线胶带。
表5：重量比为70/30的丙烯酸类树脂/苯并噁嗪树脂。
成分 重量％
丙烯酸类树脂，溶于97/3乙酸乙酯/异丙醇中的40％溶液 57.1
Araldite MT35600，溶于MEK中的40％溶液 24.5
MEK 18.4
组件1
提供在电池的正面上具有三条70微米宽银浆母线(见图10A)并且在电池背面上无银接片(即，全铝浆背面)的晶体硅太阳能电池(约4.5瓦)(田纳西州查塔努加的xSi太阳能公司(xSi Solar,Chattanooga,TN))。按照美国专利公布US 2016/0056307中实施例4所述的方法制备三条背面母线胶带(3mm宽，135mm长)。按照美国专利公布US 2016/0056307第[0086]段所述的方法首先将这些背面母线胶带粘结到全铝背面，但进行如下修改：利用库迈思太阳能公司(Komax Solar)(现为宾夕法尼亚州约克的Xcell自动化公司(XcellAutomation,York,PA))生产的热压焊机将母线胶带条粘结到太阳能电池，再将一片硅橡胶中介层(Sarcon 20T-130W，购自新泽西州卡特雷特的富士高分子美国公司(FujipolyAmerica Corp.,Carteret,NJ))置于母线胶带与金属热压焊机元件之间。粘结时间为约13秒。粘结热电偶的温度为300℃，粘结过程中太阳能电池下方受热面的温度为100℃。在13秒的粘结过程中，粘结线温度达到195-200℃。
接下来，将按照实施例1所述制得的三条153mm长、1.5mm宽的正面母线胶带置于电池正面上的三条70微米宽母线中的每一条的正上方。然后使用相同的热压焊粘结装置以及与上述有关背面母线胶带相同的过程来粘结母线胶带条。
使用两个粘结有正面母线胶带的太阳能电池构造成双电池太阳能测试组件。将接片条带(奥博锐太阳能科技公司(Ulbrich Solar Technologies)，部件号WCD102-7746-0381，62％锡/36％铅/2％银，0.15mm×1.5mm)手动软焊到太阳能电池的正面和背面上的粘结的母线胶带，从而串联电连接两个太阳能电池。将接片条带软焊到双电池串的每一侧上的交叉总线。将电引线软焊到每条交叉总线。使用层合机(“LM-50x50-S”型，购自日本东京的NPC公司(NPC,Tokyo,Japan))和下列材料将双电池串层合成双电池组件：7.25英寸(18.4cm)×14英寸(35.5cm)且厚度为1/8英寸(0.3cm)的太阳能Solite太阳能玻璃(由田纳西州金斯波特的AFG工业公司(AFG Industries,Kingsport,TN)制造)、“3M太阳能包封膜EVA9100”和3M Scotchshield膜SF950后片(均购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany,St.Paul,MN))。层合条件如下：在150℃下抽吸4分钟(引脚朝上)，然后在150℃下压制12分钟。
比较组件1
提供无正面银母线(仅有栅格线，见图10B)并且在电池背面上无银接片(即，全铝浆背面)的晶体硅太阳能电池(约4.45瓦)(田纳西州查塔努加的xSi太阳能公司(xSiSolar,Chattanooga,TN))。如前面针对组件1所述，首先将三条背面母线胶带(3mm宽，135mm长)粘结到全铝背面。接下来，采用针对组件1所述的相同粘结过程将比较例1中制得的153mm长、1.5mm宽母线胶带粘结到太阳能电池的正面。然后采用针对组件1所述的相同过程和材料构造比较组件1，不同之处在于使用2.0mm×0.1mm的组串条带(铟泰公司(Indium)，产品号RITB-123513-4540，62％锡，36％铅，2％银)。
组件2
提供在电池的正面上具有三条70微米宽银浆母线(见图10A)并且在电池背面上具有分段银接片的晶体硅太阳能电池(约4.5瓦)(田纳西州查塔努加的xSi太阳能公司(xSiSolar,Chattanooga,TN))。采用针对组件1所述的相同过程将实施例2中制得的母线胶带(1.5mm宽)粘结到太阳能电池的正面。使用两个粘结有正面母线胶带的太阳能电池构造双电池太阳能测试组件。将接片条带(奥博锐太阳能科技公司(Ulbrich SolarTechnologies)，部件号WCD102-7746-0381，62％锡/36％铅/2％银，0.15mm×1.5mm)手动软焊到太阳能电池背面上的分段银母线以及太阳能电池正面上的粘结的母线胶带，从而串联电连接两个太阳能电池。然后采用针对组件1提供的相同过程制备双电池测试组件。
组件3
采用针对组件2所述的相同材料和过程，但进行如下修改：将电池置于加热至约50-60℃的表面上以施加实施例3中所述的153mm长、1.5mm宽母线胶带。
比较组件3
在比较组件3中采用针对比较组件1所述的相同太阳能电池和相同过程，不同之处在于将比较例3中制得的153mm长和1.5mm宽母线胶带粘结到电池的正面，并且将电池置于加热至约50-60℃的表面上以施加母线胶带。
对组件1、组件2、组件3、比较组件1和比较组件3的重复组件执行热循环测试。如光伏组件测试中所述，使用光伏测试机对双电池测试组件进行初始测试，然后如老化测试中所述将双电池测试组件置于环境舱中进行400次热循环测试。从环境舱中周期性地取出测试组件，用光伏测试机进行测试。由热循环测试得到的双电池组件填充因数数据提供于表6和图11中。
表6：双电池测试组件-由热循环测试得到的填充因数数据。
热循环 组件11 比较组件11 组件22 组件31 比较组件31
0 0.732 0.743 0.738 0.744 0.746
100 0.727 0.731 0.735 0.737 0.745
200 0.725 0.717 0.734 0.7383 0.736
300 0.724 0.684 0.735 0.737 0.681
400 0.724 0.641 0.732 0.730 0.624
1热循环测试中三个双电池组件的平均填充因数数据
2热循环测试中两个双电池组件的平均填充因数数据
3 234次热循环后的平均填充因数值
组件1、组件2和组件3使用具有粘结到窄(70微米宽)正面银母线的正面母线胶带的太阳能电池构造而成，并且这三个测试组件在热循环测试中表现出非常出色的性能。比较组件1和比较组件3使用具有仅粘结到正面栅格线的正面母线胶带(即，无窄正面银母线)的太阳能电池构造而成，这两个测试组件均给出不可接受的热循环测试性能。图11清晰地示出将正面母线胶带粘结到窄正面母线所带来的积极效果。
需注意，组件2和组件3由在太阳能电池的背面上具有银接片的太阳能电池构造而成，而所有其它测试组件均由具有粘结到电池背面的背面母线胶带的电池构造而成。然而，我们已经证明具有背面母线胶带的太阳能电池非常稳定，并且在热循环测试中给出优异的性能。因此，组件1、组件2和组件3与比较组件1和比较组件3之间的热循环测试性能上的显著差异是由于组件1、组件2和组件3中存在窄正面母线。
还需注意，组件3(具有优异的热循环测试性能)利用两种树脂组分的重量比为60/40的正面母线胶带粘合剂，而比较组件3(具有较差的热循环测试性能)利用两种树脂组分的重量比为70/30的正面母线胶带粘合剂。已经对由不具有窄正面母线的电池制成的双电池测试组件进行了实验，其中组件与涂覆有重量比为60/40的树脂的正面母线胶带粘结，并且这些测试组件在热循环测试中表现得非常差。同样，组件3和比较组件3之间的热循环测试性能上的显著差异的原因是由于组件3使用具有窄正面母线的电池制成，而比较组件3由没有正面母线的电池(仅栅格线)制成。
粘合剂溢胶
当采用针对组件1所述的粘结过程将母线胶带粘结到太阳能电池上的70微米宽正面母线的上方时，粘合剂可能排出母线胶带的每一面并且流入与母线胶带相邻的电池区域上。该现象被称为“粘合剂溢胶”，这是一种不期望的特性。这些实施例证明通过合理选择粘合剂化学和成分能够基本上消除粘合剂溢胶。图12A、图12B、图12C和图12D示出粘结到太阳能电池(购自田纳西州查塔努加的xSi太阳能公司(xSi Solar,Chattanooga,TN))的正面上70微米宽母线上方的正面母线胶带的粘合剂溢胶情况，其中分别使用实施例1、比较例1、实施例2和实施例3中制备的母线胶带。采用针对组件1所述的相同正面母线胶带粘结过程。这四个粘结的电池分别被称为测试电池1、比较测试电池1、测试电池2和测试电池3。可以看出，实施例2(测试电池2，图12C)和实施例3(测试电池3，图12D)中所述的母线胶带粘合剂相比于实施例1(测试电池1，图12A)和比较例1(比较测试电池1，图12B)所述的母线胶带粘合剂给出显著更少的粘合剂溢胶结果。粘合剂溢胶结果汇总于表7中。
180°剥离附着力
将组串条带(用于制备组件1的相同条带)软焊到测试电池1、比较测试电池1、测试电池2和测试电池3。将组串条带软焊到所有测试电池上的粘结的正面母线胶带，并且约2英寸的未软焊条带延伸超过测试电池以便于执行180°剥离测试。使用具有70微米正面母线和与上文所述相同的组串条带的相同太阳能电池，将组串条带直接软焊到70微米正面母线(即，无母线胶带粘结到窄正面母线)，该软焊的测试电池被称为“直接软焊测试电池”。将具有软焊的组串条带的测试电池安装于Imass SP-2100剥离测试机(俄亥俄州斯特朗斯维尔的Instrumentors仪器公司(Instrumentors Inc.,Strongsville,OH))上，并且在以12英寸/分钟的速率将软焊的组串条带从电池上剥离的过程中测量180°剥离力。记录5秒测试间隔内的平均剥离力，将多次测试的平均剥离力记录在表7中。需注意，当使用1.5mm宽的组串条带时，180°剥离测试的最低行业标准为约300克力(即，2N/mm)，在表7中，仅测试电池2满足该行业要求。
表7：180°剥离力和粘合剂溢胶。
讨论
由上述结果可以看出，正面母线胶带粘结到具有窄正面母线的太阳能电池在热循环测试中表现出可接受的性能。将正面母线胶带粘结到具有窄正面母线的太阳能电池的积极效果清晰地示于图11中，其中示出比较组件1和比较组件3的填充因数在200次热循环后显著降低，而组件1、组件2和组件3在经过甚至400次热循环后保持一致的填充因数。另外，当考虑到180°剥离力和粘合剂溢胶二者时，实施例2中制备的正面母线胶带(以及及对应的测试电池2和组件2)表现出优异的性能。然而，从表7中可以看出，其它测试电池也具有可接受的剥离力(测试电池1和测试电池3)，并且被视为本公开的合适实施方案，尽管测试电池1的粘合剂溢胶不太令人满意。
双窄母线假想例
丝网印刷蓝光电池
无正面银母线或栅格线并且在电池背面上无银接片或铝的晶体硅太阳能电池(约4.45瓦)(即，蓝光电池)可购自中国台湾茂迪工业公司(Motech Industries,Inc.,Taiwan)的子公司茂迪太阳能公司太阳能公司(Motech Solar)。按照图13A和图13B所示的图案将Heraeus 9620A银浆(德国哈瑙(Hanau,Germany)丝网印刷到每个太阳能电池的正面。在该图案中，母线和栅格线为约70微米宽，栅格线之间的间隙为约2mm，相邻母线之间的间隙为约1.5mm(从母线的中心至中心测量)。印刷之后，将太阳能电池置于100℃的烘箱中以干燥浆料。然后将473W铝浆(新泽西州帕西帕尼的太阳化学公司(Sun Chemical,Parsippany,NJ))丝网印刷到背面，覆盖背面表面的全部或大部分，并且将太阳能电池返回烘箱中以干燥浆料。任选地，每个太阳能电池背面的部分可印刷有银浆并且在施加铝浆之前已在烘箱中干燥。然后将太阳能电池置于约800℃的加热炉中以焙烧金属浆料。
正面母线胶带
使用表8中列出的材料制备溶剂型环氧树脂热固性粘合剂，其中每种成分的量表示为基于总粘合剂重量的重量百分比。在配混之前，将Epon SU-2.5环氧树脂加热至60℃。将批次1材料混合，并手动混合直至得到均匀的混合物。然后加入批次2材料(环氧树脂固化剂)，并手动混合直至材料均匀。接下来，加入批次3成分。批次3中的热解法二氧化硅分九次加入，在每次添加之后进行充分的手动混合，并且还分三次加入溶剂，添加过程伴随充分的手动混合。加入批次4溶剂后，得到浓稠的奶油状材料。然后用高速Cowles型混合器混合混合物。经过充分混合之后，加入批次5溶剂，该溶剂使固体百分比降至约40％。然后用100微米过滤器过滤混合物。将粘合剂混合物用第二个100微米过滤器进一步过滤，然后涂覆到21.25英寸宽、12微米厚的铜箔(“TOB-III”，购自南卡罗来纳州卡姆登的橡木三井公司(OakMitsui,Camden,SC))的涂底漆面(无光泽面)上。涂覆工艺的线速度为60ft/min。将粘合剂层在一系列分别设定为130℉、150℉和170℉的干燥烘箱中干燥。粘合剂层随后通过设定为170℉的两个标准25英寸长干燥烘箱。经干燥的粘合剂层具有约6至7微米的厚度。将离型衬垫(25微米厚，以商品名“T-50”购自弗吉尼亚州马丁斯维尔的伊士曼化工公司(Eastman Chemical Co.,Martinsville,VA))层合到粘合剂层上。将母线胶带的料卷切成104mm宽的段，然后通过剪切切成1.5mm宽。
表8：具有热解法二氧化硅的环氧树脂粘合剂。
批次 成分 重量％
1 环氧树脂 29.9
1 甲基乙基酮中的40％苯氧基树脂 10.0
1 MEK(第一批次) 3.3
2 环氧树脂固化剂 2.1
3 MEK(第二批次) 4.8
3 热解法二氧化硅 4.0
4 MEK 22.0
5 MEK 23.9
将正面母线胶带粘结到太阳能电池
该正面母线胶带被施加到太阳能电池正面上每对相邻母线之间的间隙中，并且与两条母线电接触，如图13C所示。正面母线胶带可比母线之间的中心距窄，但必须足够宽以提供与两条母线的电接触。利用库迈思太阳能公司(Komax Solar)(现为宾夕法尼亚州约克的Xcell自动化公司(Xcell Automation,York,PA))生产的热压焊机将母线胶带条粘结到太阳能电池，再将一片硅橡胶中介层(Sarcon 20T-130W，购自新泽西州卡特雷特的富士高分子美国公司(Fujipoly America Corp.,Carteret,NJ))置于母线胶带与金属热压焊机元件之间。粘结时间为约13秒。粘结热电偶的温度为300℃，粘结过程中太阳能电池下方受热面的温度为100℃。在13秒的粘结过程中，粘结线温度达到195-200℃。
背面母线胶带
为制备压印金属背面胶带，提供具有12微米厚度的铜箔(以商品名“TOB-III”购自南卡罗来纳州卡姆登的橡木三井公司(OakMitsui,Camden,SC))。该铜箔具有第一表面和第二表面，第一表面为无光泽的。使用表9中列出的成分制备溶剂型环氧树脂热固性粘合剂，其中每种成分的量表示为基于总粘合剂重量的重量百分比。以表9中列出的顺序混合成分，除了如下所述添加的第二批次MEK。使用Cowles型混合器将混合物剧烈混合1小时。接着伴随混合缓慢添加第二批次的MEK，并且将所得混合物轻轻混合5分钟。然后用100微米过滤器过滤混合物。
表9：实施例4的溶剂型环氧树脂热固性粘合剂的组成
将粘合剂用30微米过滤器进一步过滤，然后涂覆到17英寸宽、12微米厚的铜箔(TOB-III，橡木三井公司(Oak Mitsui))的涂底漆面上。涂覆工艺的线速度为60ft/min。将粘合剂层在一系列分别设定为130℉(54℃)、150℉(65℃)和170℉(77℃)的干燥烘箱中干燥。粘合剂层随后通过设定为170℉的两个标准25英寸(7.6m)长干燥烘箱。经干燥的粘合剂层具有20微米的厚度。将具有约1密耳(25微米)厚度的离型衬垫(以商品名“T-50”购自弗吉尼亚州马丁斯维尔的伊士曼化工公司(Eastman Chemical Co.,Martinsville,Va.))层合到粘合剂层，并且将17英寸(43cm)宽的金属胶带切割成两个8英寸(20cm)宽的卷。
使8英寸宽的金属胶带通过卷对卷压印装置，对其进行压印。压印卷中的一个具有金属点图案，该图案包括以每平方厘米41个突起的密度布置成梯形构造的突起，每个突起具有约0.39mm的高度、约0.74mm的基部直径和约0.43mm的顶部直径。另一个卷是顺应性的。使用700lbf的压印力和20ft/min(6m/min)的线速度压印8英寸宽的金属带卷。此外，施加1lbf(0.45kgf)的退绕张力和20lbf(54kgf)的卷绕张力。然后将压印的金属背面胶带切割成3mm宽的卷。
将背面母线胶带粘结到太阳能电池
从三条压印的金属背面胶带移除离型衬垫，然后将胶带其施加到所制得的晶体硅太阳能电池的铝背面。晶体硅太阳能电池在铝背面上不含银浆母线，也被称为全铝背板电池。三条金属胶带的长度为132mm，被放置成使得其相对位置对应于设置在太阳能电池正面上的双窄母线的位置。然后使用热压焊机以及上文将正面母线胶带粘结到太阳能电池中所述的过程将金属胶带条粘结到太阳能电池。
测试组件的层合
使用两个粘结有正面母线胶带和背面母线胶带的太阳能电池构造成双电池太阳能测试组件。将接片条带(奥博锐太阳能科技公司(Ulbrich Solar Technologies)，部件号WCD102-7746-0381，62％锡/36％铅/2％银，0.15mm×1.5mm)手动软焊到太阳能电池背面上的压印金属母线胶带以及太阳能电池正面上的粘结的母线胶带，从而串联电连接两个太阳能电池。将接片条带软焊到双电池串的每一面上的交叉总线。将电引线软焊到每条交叉总线。使用层合机(“LM-50x50-S”型，购自日本东京的NPC公司(NPC,Tokyo,Japan))和下列材料将双电池串层合成双电池组件：7.25英寸(18.4cm)×14英寸(35.5cm)且厚度为1/8英寸(0.3cm)的太阳能Solite太阳能玻璃(由田纳西州金斯波特的AFG工业公司(AFGIndustries,Kingsport,TN)制造)、“3M太阳能包封膜EVA9100”和3M Scotchshield膜SF950后片(均购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))。层合条件如下：在150℃下抽吸4分钟(引脚朝上)，然后在150℃下压制12分钟。

Claims (15)

1.一种光伏电池，包括：
·光活性表面，
·与所述光活性表面接触的连续母线，
·与所述连续母线电接触的母线胶带，
·软焊到所述母线胶带的组串条带，
其中所述连续母线具有50微米至90微米的宽度，
其中所述母线胶带的至少一部分经由非导电热固性粘合剂粘附到所述光活性表面和所述母线，并且
其中所述母线胶带是可软焊的并且包括导电金属箔。
2.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述光伏电池还包括多条与所述母线相交的栅格线，其中所述栅格线与所述母线电接触，并且其中所述母线胶带还经由所述非导电热固性粘合剂粘附到所述栅格线。
3.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述光伏电池还包括多条在基本上垂直于所述母线的方向上与所述母线相交的栅格线，其中所述栅格线与所述母线电接触，并且其中所述母线胶带还经由所述非导电热固性粘合剂粘附到所述栅格线。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述光伏电池还包括软焊到所述母线胶带的组串条带。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述母线包括经焙烧的银浆。
6.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述母线具有60微米至80微米的宽度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述金属箔包括铜。
8.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述金属箔还包括锌。
9.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述母线胶带被压印。
10.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述母线胶带能够适形于所述栅格线中的一者或更多者。
11.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述非导电粘合剂包括环氧树脂、丙烯酸类树酯、聚氨酯、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、氰酸酯、酚醛树脂、马来酰亚胺树脂、苯氧基树脂、苯并噁嗪树脂、以及其混合物中的至少一种。
12.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述非导电粘合剂包括热解法二氧化硅粒子。
13.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中所述非导电粘合剂包括环氧树脂、苯氧基树脂和热解法二氧化硅粒子。
14.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中组件中的所述光伏电池能够承受至少400个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少2000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中填充因数减小小于5％。
15.根据前述权利要求中任一项所述的光伏电池，其中组件中的所述光伏电池能够承受至少400个周期的热循环(-40℃至90℃)和至少2000小时的湿热(85℃/85％相对湿度测试)，其中Pmax减小小于5％。
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