CN111200031A - 具有集成电子器件的薄膜光伏模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种薄膜光伏模块，其包括在电绝缘基板上的多个串联连接的薄膜光伏电池，并包括与薄膜光伏模块集成并位于薄膜光伏模块的侧向边缘处的至少一个电子设备。该至少一个电子设备的第一设备电极借助于第一导电线被电连接到第一薄膜光伏电池的透明前侧电极，并且该至少一个电子设备的第二设备电极借助于第二导电线被电连接到第二薄膜光伏电池的透明前侧电极。本公开进一步提供了一种用于制造具有集成电子设备的薄膜光伏模块的方法。

Description

具有集成电子器件的薄膜光伏模块及其制造方法
领域
本公开涉及一种薄膜光伏模块，该薄膜光伏模块包括至少一个集成电子设备，诸如例如旁路二极管或电子开关。
本公开进一步涉及一种用于制造此类具有集成电子设备的薄膜光伏模块的方法。
背景技术
具有集成旁路二极管的薄膜光伏模块以及用于将旁路二极管集成在薄膜光伏模块中的方法是已知的。薄膜光伏模块通常包括整体地集成在基板上并以串联方式电连接的多个薄膜光伏电池。可添加旁路二极管以保护光伏电池免受反向偏置击穿，这可例如在部分模块被遮光的情况下发生。当一个或多个电池被遮光时，由与被遮光的电池串联连接的电池所生成的部分电流被排出到所连接的旁路二极管，从而降低了(诸)被遮光的电池上的反向电压。如此，限制了通过(诸)被遮光的电池的电流，并且避免了或显著减小了这些电池被永久损坏的风险。
WO 2010/077952 A1公开了一种薄膜光伏模块，其包括电连接至少两个薄膜光伏电池的导电背表面的至少一个集成旁路二极管。旁路二极管和光伏电池被封装并包封有保护壳，使得至少一个旁路二极管被放置在至少一个光伏电池和底部保护片之间。WO 2010/077952 A1中描述的解决方案仅可被用于其中薄膜光伏电池被制造在导电基板上的实施例中，其中各光伏电池首先被单独制造并然后通过架线(stringing)或铺瓦(shingling)被互连。此解决方案不适用于其中薄膜光伏电池被整体地集成在基板上的薄膜光伏模块。
对于整体地集成在诸如例如玻璃基板之类的非导电基板上的薄膜光伏电池，在电池制造后不可接近后侧触点。在这种情况下，可考虑将旁路二极管放置在薄膜光伏模块的前侧并将它们电连接到电池的前侧触点。然而，这种方法会导致附加的被遮光损失，这是不合需的。
作为替换方案，在这种情况下，可考虑将旁路二极管放置在光伏模块的边缘处并在模块边缘处将它们电连接到前侧触点。串联连接的薄膜光伏电池通常具有在3mm至9mm之间的范围内的电池长度和在50cm至160cm之间的范围内的电池宽度。多个电池(例如60至100个电池)以串联方式(在其长度方向上)被连接以便形成具有例如在30cm至90cm之间的范围内的模块长度和在50cm至160cm之间的范围内的模块宽度的薄膜光伏模块。薄膜光伏电池的前侧电极通常由光学透明的导电氧化物形成，该导电氧化物具有在0.2至1mOhm cm之间的范围内的电阻率，这通常导致每平方5到50Ohm的片电阻。由于这种相对较高的电阻，在这种光伏模块的侧向边缘处放置旁路二极管可能无法充分保护位于模块的相对侧向边缘附近的被遮光区域(即，位于距旁路二极管相对较远的距离处)，因为将排向旁路二极管的电流需要被引导通过(例如达160cm长的)前侧电极。这可能导致被遮光区域和旁路二极管之间的电流路径的电阻大于通过被遮光电池的电流路径的电阻，并且旁路二极管可能因此失效。
已经提出了具有光伏电池的可重构布置的光伏模块。在这种可重构的光伏模块中，电池或电池组之间的电连接可被适配，使得电池或电池组可以按串联或并联方式被电连接，和/或电池或电池组之间的混合串联/并联连接可被建立。这可例如在光伏系统的操作期间允许例如响应于部分模块被遮光或非均匀的模块照明来适配电池或电池组之间的电连接。优点在于，这可导致模块或系统的更高性能(更高能量产出)。可通过在电池或电池组之间连接电子开关来获得可重构性。其他电子设备，诸如例如DC/DC转换器也可被集成到模块中，并被连接在电池或电池组之间。但是，将这种电子设备集成在薄膜光伏模块的边缘可能会遇到高电阻问题(类似于上文描述的集成旁路二极管的情况下的高电阻问题)，从而导致失效或不当操作以及高电阻损失。
因此，需要具有集成电子设备的薄膜光伏模块，更具体而言，具有整体地集成在非导电基板上的多个薄膜光伏电池的薄膜光伏模块，其中由集成电子设备引起的遮光损失是有限的，并且其中在多个薄膜光伏电池与集成电子设备之间的电流路径的电阻足够低以使得电子设备能够正确、有效地运行。
概述
本公开的目的是提供一种薄膜光伏模块，其包括多个整体地集成的薄膜光伏电池并包括集成电子设备，诸如例如集成的旁路二极管、开关或DC-DC转换器，其中由集成电子设备引起的遮光损失是有限的，并且其中在多个薄膜光伏电池与集成电子设备之间的电流路径的电阻足够低以使得至少一个电子设备能够正常、有效地运行。
本公开的另一目的是提供针对这种薄膜光伏模块的制造方法，其中该制造方法可以以相对较低的成本在工业上适用。
上述目的至少部分地通过根据本公开的设备和方法来实现。
根据第一方面，本公开涉及一种薄膜光伏模块，包括：多个薄膜光伏电池，该薄膜光伏电池中的每一个薄膜光伏电池都具有电池长度和电池宽度，其中多个薄膜光伏电池被形成在电绝缘基板上，并且多个薄膜光伏电池的后侧被定向成朝向电绝缘基板，其中多个薄膜光伏电池中的每一个薄膜光伏电池在与后侧相反的前侧具有光学透明的前侧电极，其中多个薄膜光伏电池在与电池长度对应的方向上以串联方式电连接；以及至少一个电子设备包括第一设备电极和第二设备电极，其中至少一个电子设备被定位在薄膜光伏模块的侧向边缘处；其中第一设备电极借助于第一导电线被电连接到第一薄膜光伏电池的前侧电极，以及其中第二设备电极借助于第二导电线被电连接到第二薄膜光伏电池的前侧电极。
在本公开的薄膜光伏模块的各实施例中，至少一个电子设备可例如包括旁路二极管、开关、DC/DC转换器、电容器、晶体管、储能设备或负载。薄膜光伏模块可包括多个电子设备。第一设备电极可例如是该至少一个电子设备的输入电极，而第二设备电极可例如是该至少一个电子设备的输出电极。第一设备电极可例如具有第一极性，而第二设备电极可具有与第一极性相反的第二极性。
在本公开的薄膜光伏模块的各实施例中，至少一个电子设备可被集成在模块中。在本公开的上下文中，至少一个电子设备被集成在模块中意味着它是模块的一部分。在本公开的薄膜光伏模块的各实施例中，至少一个电子设备可以与多个薄膜光伏电池封装在一起，即，它可被嵌入在薄膜光伏模块的背封装片(例如后载体或后基板)和前封装片(例如前载体、前盖或衬底)之间。在本公开的薄膜光伏模块的各实施例中，至少一个电子设备可位于模块封装的外部。例如，其可被设置在作为模块的一部分并且通常被放置在模块的后侧的接线箱中。
本公开的薄膜光伏模块的各实施例的优点在于，可显著降低在至少一个电子设备与多个光伏电池之间的电流路径的电阻。优点在于，在整个薄膜光伏模块宽度上，可显著降低此电阻。电阻显著降低的优点在于，可显著降低或避免电阻损失，这可导致至少一个电子设备的经改进的、期望的操作以及薄膜光伏模块的经改进的可靠性、经改进的寿命和/或经改进的性能。
例如，在本公开的薄膜光伏模块的各实施例中，其中至少一个电子设备包括至少一个旁路二极管，在薄膜光伏模块的被遮光区域和至少一个旁路之间的电流路径的电阻可显著降低，使得显著低于通过被遮光电池的电流路径的电阻。优点在于，这可导致旁路二极管的效率显著提高，并且因此可显著改善对反向电压击穿的保护，从而使得薄膜光伏模块的寿命显著提高。
在根据本公开的第一方面的薄膜光伏模块中，第一导电线优选地具有显著低于第一薄膜光伏电池的前侧电极的电阻的电阻，并且第二导电线优选地具有显著低于第二薄膜光伏电池的前侧电极的电阻的电阻。优点在于，这降低了薄膜光伏电池和至少一个电子设备之间的电流路径的电阻，薄膜光伏电池距至少一个电子设备越远的区域降低的电阻越大，这可能会造成电阻损失的显著降低。优点在于，这可造成至少一个电子设备的更有效操作和薄膜光伏模块的经改进的性能，诸如经延长的寿命、经改进的可靠性或经增强的能量输出。例如，第一导电线和第二导电线可以是金属线(例如铜线、铝线...)，本公开不限于此。
在根据本公开的第一方面的薄膜光伏模块中，多个薄膜光伏电池可被整体地集成在电绝缘基板上。
根据本公开的第一方面的薄膜光伏模块包括在第一薄膜光伏电池的前侧电极和第一导电线之间的至少一个第一电接触和在第二薄膜光伏电池的前侧电极和第二导电线之间的至少一个第二电接触。
根据本公开的第一方面的薄膜光伏模块可包括在第一薄膜光伏电池的前侧电极和第一导电线之间的单个第一电接触和/或其可包括在第二薄膜光伏电池的前侧电极和第二导电线之间的单个第二电接触。在这些实施例中，第一电接触优选地沿着电池的宽度方向延伸到第一薄膜光伏电池的前侧电极的大部分上，而第二电接触优选地沿着电池的宽度方向延伸到第二薄膜光伏电池的前侧电极的大部分上。
根据本公开的第一方面的薄膜光伏模块可包括在第一薄膜光伏电池的前侧电极和第一导电线之间的多个第一电接触，其中多个第一电接触被定位在各间隔开的位置处，这些间隔开的位置沿着电池的宽度方向被分散在第一薄膜光伏电池的前侧电极上，这些间隔位置优选地被分散在第一薄膜光伏电池的前侧电极的基本上整个宽度上。根据本公开的第二方面的薄膜光伏模块可进一步包括在第二薄膜光伏电池的前侧电极和第二导电线之间的多个第二电接触，其中多个第二电接触被定位在各间隔开的位置处，这些间隔开的位置沿着电池的宽度方向被分散在第二薄膜光伏电池的前侧电极上，这些间隔位置优选地基本上被分散在第二薄膜光伏电池的前侧电极的整个宽度上。在这样的实施例中，第一导电线提供多个第一电接触之间的电连接，而第二导电线提供多个第二电接触之间的电连接。优点在于，它可以使第一薄膜光伏电池的前侧电极与第一导电线之间和/或第二薄膜光伏电池的前侧电极与第二导电线之间更容易接触，并因此这可降低这种接触的成本。例如，线接合可被用于建立多个第一电接触和/或多个第二电接触。
在根据本公开的第一方面的薄膜光伏模块中，多个薄膜光伏电池的光学透明的前侧电极可以具有长方形形状，第一导电线可被定向成基本上与第一薄膜光伏电池的前侧电极的长方形方向平行，并且第二导电线可被定向成基本上与第二薄膜光伏电池的前侧电极平行。优选地，基本上平行的方向使得第一导电线仅与第一薄膜光伏电池的前侧电极重叠，而不与另一薄膜光伏电池的前侧电极重叠，使得第二导电线仅与第二薄膜光伏电池的前侧电极重叠，而不与另一薄膜光伏电池的前侧电极重叠。优点在于，在不同薄膜光伏电池的前侧电极之间出现不希望的电气短路的风险可能基本上是有限的。
在根据本公开的第一方面的薄膜光伏模块中，多个薄膜光伏电池可具有显著大于其电池长度的电池宽度。例如，多个薄膜光伏电池的电池长度可以在3mm至50mm之间的范围内。例如，多个薄膜光伏电池的电池宽度可以在60cm至160cm之间的范围内。
根据本公开的第一方面的薄膜光伏模块可进一步包括在多个薄膜光伏电池的至少一部分的光学透明的前侧电极上方的，优选地在多个薄膜光伏电池中的每一个的前侧电极上方的多个导电元件，其中多个导电元件与下层前侧电极电接触，其中前侧电极和多个导电元件具有长方形形状，并且其中多个导电元件被定向成其长方形方向与下层前侧电极的长方形方向成至少60度的角，更优选地成大于70度的角，更优选地成大于80度的角。例如，多个导电元件可以被定向成其长方形方向基本上正交于下层前侧电极的长方形方向。多个导电元件可被定位在各间隔开的位置处，这些间隔开的位置沿着薄膜光伏模块的宽度方向被分散在下层前侧电极上，优选地被分散在下层前侧电极的基本上整个宽度上。优点在于，这使得薄膜光伏模块具有增加的电池长度，而基本上没有增加电池和模块的串联电阻。增加的电池长度的优点在于，对于给定的薄膜光伏模块大小，可降低由于电池的串联互连而导致的有源面积的损失。优点在于，对于给定的薄膜光伏模块大小，这可导致有源面积的增加，并因此导致每单位面积的能量生成的增加。
在根据本公开的第一方面的薄膜光伏模块中，第一导电线和第二导电线可具有在20微米至200微米之间的范围内的直径。优点在于，这样就可限制由于薄膜光伏电池前侧处的导电线的存在而造成的遮光损失，以及同时降低薄膜光伏电池和至少一个电子设备之间的电流路径的电阻。
在根据本公开的第一方面的薄膜光伏模块中，至少一个电子设备可桥接在第一薄膜光伏电池和第二光伏电池之间以串联方式连接的多个薄膜光伏电池，经桥接的薄膜光伏电池的数量例如在5至20之间的范围内。
根据第二方面，本公开涉及一种用于制造薄膜光伏模块的方法。一般来说，本公开的第二方面的特征提供如以上讨论的与本公开的第一方面有关的类似优点。
提供了一种用于制造薄膜光伏模块的方法，该方法包括：在电绝缘基板上形成多个串联连接的薄膜光伏电池，多个薄膜光伏电池的后侧被定向成朝向基板，其中形成多个串联连接的薄膜光伏电池包括在多个薄膜光伏电池的每一个薄膜光伏电池的前侧处形成光学透明的前侧电极；将至少一个电子设备定位在薄膜光伏模块的侧向边缘处，其中至少一个电子设备包括第一设备电极和第二设备电极；将第一导电线定位在第一薄膜光伏电池的光学透明的前侧电极上方；将第二导电线定位在第二薄膜光伏电池的光学透明的前侧电极上方；借助于第一导电线在第一设备电极和第一薄膜光伏电池的前侧电极(14)之间建立第一电连接；借助于第二导电线在第二设备电极和第二薄膜光伏电池的前侧电极(14)之间建立第二电连接；以及执行封装过程，从而封装多个薄膜光伏电池，其中封装过程包括层压步骤。
在根据本公开的第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法中，建立第一电连接包括在第一薄膜光伏电池的前侧电极和第一导电线之间建立至少一个第一电接触，以及建立第二电连接包括在第二薄膜光伏电池的前侧电极和第二导电线之间建立至少一个第二电接触。建立第一电连接进一步包括在第一设备电极和第一导电线之间建立第一电设备接触并建立第二电连接进一步包括在第二设备电极和第二导电线之间建立第二电设备接触。
在本公开的第二方面的方法的各实施例中，至少一个电子设备可被放置在电绝缘基板上，其优点在于它可位于距多个薄膜光伏电池的有限距离处，从而限制第一电连接和第二电连接的电阻。进一步的优点在于，这使得能够通过封装过程相对容易和简单地同时封装至少一个电子设备和多个薄膜光伏电池。然而，本公开不限于此。例如，至少一个电子设备也可位于电绝缘基板旁边或电绝缘基板的后侧，例如在接线箱中。
在本公开的第二方面的方法的各实施例中，特别是在其中至少一个电子设备位于电绝缘基板上方的各实施例中，执行封装过程可包括：提供完全覆盖多个薄膜光伏电池的前侧、至少一个电子设备、第一导电线和第二导电线的封装材料层；在封装材料层上提供光学透明的前封装片；以及执行层压步骤。作为层压步骤的结果，光学透明的前封装片接合到电绝缘基板上，且多个薄膜光伏电池、至少一个电子设备、第一导电线和第二导电线夹在其间。
在本公开的各实施例中，第一导电线和/或第二导电线可包括可焊接材料。例如，第一导电线和/或第二导电线可由可焊接材料制成，它们可包括由可焊接材料制成的外壳，或者它们可被涂覆有可焊接材料。在这些实施例中，在第一设备电极和第一薄膜光伏电池的前侧电极之间建立第一电连接可以与层压步骤同时进行，和/或在第二设备电极和第二薄膜光伏电池的前侧电极之间建立第二电连接可以与层压步骤同时进行。在这些实施例中，作为层压步骤的结果，可在第一薄膜光伏电池的前侧电极和第一导电线之间建立至少一个第一电接触和/或作为层压步骤的结果，可在第二薄膜光伏电池的前侧电极和第二导电线之间建立至少一个第二电接触。在这些实施例中，作为层压步骤的结果，可在第一设备电极和第一导电线之间建立第一电设备接触和/或作为层压步骤的结果，可在第二设备电极和第二导电线之间建立第二电设备接触。优点在于，这可基本上避免执行用于建立至少一个第一电接触、至少一个第二电接触、第一电设备接触和/或第二电设备接触的单独步骤的需要。这可导致制造步骤的数量的减少、更高的产量、制造方法的简化以及制造成本的降低。然而，本公开不限于此。例如，在本公开的一种用于制造薄膜光伏模块的方法的各实施例中，可在执行层压步骤之前，诸如例如通过丝网印刷、熔焊或钎焊之类的其他方法建立至少一个第一电接触、至少一个第二电接触、第一设备接触和第二设备接触。
本公开的第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法可进一步包括在多个薄膜光伏电池的至少一部分的光学透明的前侧电极上方形成多个导电元件，以及在多个导电元件和下层前侧电极之间建立电接触。前侧电极和多个导电元件可具有长方形形状，并且多个导电元件可被定向成其长方形方向与下层前侧电极的长方形方向成至少60度的角，更优选地成大于70度的角，更优选地与下层前侧电极的长方形方向成大于80度的角。例如，多个导电元件可以被定向成其长方形方向基本上正交于下层前侧电极的长方形方向。多个导电元件可例如通过丝网印刷、喷墨印刷、电镀、溅射、蒸发或技术人员已知的任何其他适当方法来提供。
本公开的第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法的实施例的优点在于，该方法与工业制造兼容并且可以以半自动或全自动的方式进行制造。优点在于，可避免劳动密集的从而昂贵的手工组装，从而租用工业上可行的、相对低成本的制造技术。
在所附独立和从属权利要求中阐述了本公开的特定和优选方面。来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征和适当的其他从属权利要求的特征组合，而非仅在权利要求中明确阐述。
通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他特性、特征和优点将变得显而易见，附图借助于示例例示了本公开的原理。仅出于示例的目的给出此描述，而不限制本公开的范围。以下引用的参考图参考了附图。
附图简述
图1示意性地例示了沿着薄膜光伏模块的长度方向的横截面的示例(现有技术)。
图2示意性地例示了薄膜光伏模块的俯视图的示例(现有技术)。
图3示意性地例示了根据本公开的第一方面的实施例的薄膜光伏模块的俯视图的示例，其示出了位于薄膜光伏模块的侧边缘处的电子设备以及电子设备与第一薄膜光伏电池和第二薄膜光伏电池的前侧电极的电连接。
图4示意性地例示了根据本公开的第一方面的实施例的薄膜光伏模块的俯视图的示例，其示出了位于薄膜光伏模块的侧边缘处的多个电子设备以及这些电子设备与薄膜光伏电池的前侧电极的电连接。
图5示意性地例示了根据本公开的第一方面的实施例在导电线的位置处沿着薄膜光伏模块的宽度方向的横截面。
图6示意性地例示了根据本公开的第一方面的实施例在导电线的位置处沿着薄膜光伏模块的宽度方向的横截面。
图7示意性地例示了根据本公开的第一方面的实施例的薄膜光伏模块的俯视图的示例，其中薄膜光伏模块包括与下层前侧电极电接触的多个导电元件。
图8示意性地例示了根据本公开的第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法的过程流程的示例。
在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或相似的元素。
具体实施方式
本公开将针对特定实施例且参考一些附图进行描述，但是本公开不限于此，而是只通过权利要求限定。所描述的附图仅是示意性且非限制性的。在附图中，出于解说性目的，要素中的一些尺寸可被放大且没有按比例绘制。尺寸和相对尺寸没有对应于本公开实践的实际缩减。
说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等等被用于区分相似元件，而不一定用于描述时间上、空间上、等级上或其它方式上的顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的环境下是可互换的，并且本文中所描述的本公开的实施例能够以不同于本文中所描述或所解说的顺序操作。
应当注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限定于其后列出的装置；它并不排除其他要素或步骤。因此，该术语应被解释为指定如所提到的所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件、或其群组的存在或添加。因此，措词一种包括装置“A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由组件A和B构成的设备。这意味着该设备的唯一与本公开有关的组件是A和B。
贯穿本说明书，对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，短语在“在一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部指代同一实施例，而是可能指代同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，如从本公开对本领域普通技术人员将是显而易见的，能以任何合适的方式对特定的特征、结构或特性进行组合。
类似地，应当领会在本公开的示例性实施例的描述中，出于流线型化本公开和辅助对各个发明性方面中的一个或多个发明性方面的理解的目的，本公开的各个特征有时被一起归组在单个实施例、附图、或者其描述中。然而，这种公开方式不应被解释为反映了这样一种意图，即所要求保护的公开需要比各权利要求清楚记载的特征要多的特征。相反，如所附权利要求反映的，各发明性方面存在比单个前述公开的实施例的全部特征更少的特征。因此，详细描述之后的权利要求由此被明确地结合到该详细描述中，其中每一项权利要求本身代表本公开的单独实施例。
此外，尽管此处描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但没有其他实施例中包括的其他特征，但是不同实施例的特征的组合意图落在本公开的范围内，并且形成如本领域技术人员所理解的不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均可以任何组合来使用。
在本文中所提供的描述中，阐述了众多具体细节。然而，应当理解，可在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他实例中，公知的方法、结构和技术未被详细示出，以免混淆对本描述的理解。
提供以下术语仅仅是为了帮助对本公开的理解。
在本公开的上下文中，薄膜是具有厚度范围在10纳米到10微米之间的薄层或薄涂层。薄膜光伏电池是其中形成电池的不同层是薄层的光伏电池，通常通过将薄层堆叠沉积在基板(诸如玻璃基板或塑料基板)上来制造，本公开不限于此。对薄膜光伏电池的这一定义并不排除在薄膜光伏电池结构内存在更薄的层，例如具有可小于10纳米厚度，诸如举例来说薄钝化层或遂穿层。
在本公开的上下文中，薄膜光伏堆叠是包括形成薄膜光伏电池的薄层的堆叠，其中该堆叠至少包括用于光吸收和电荷载流子分离的有源层或有源层堆叠、第一极性的第一接触层(第一电极)和与第一极性相反的第二极性的第二接触层(第二电极)。有源层堆叠可包括例如n型半导体层和p型半导体层。然而，可以包括附加层，诸如举例来说本征半导体层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层和/或电子阻挡层，本公开不限于此。
在本公开的上下文中，光伏模块是包括嵌入在背封装片(例如，后载体或后基板)和前封装片(例如，前载体、前盖或衬底)之间的多个电互连光伏电池的光伏设备，并且进一步包括模块框架和外部电互连，例如以用于到另一光伏模块或负载的进一步电连接。光伏模块可进一步包括附加元件，诸如举例来说接线箱、最大功率点追踪器和恰适的接线和电连接。这些附加元件可以例如集成在模块框架内。
在本公开的上下文中，薄膜光伏模块是包括多个电互连(例如串联电连接)的薄膜光伏电池的光伏模块。通常将多个电连接的光伏电池整体地集成在基板上。在本公开的上下文中，薄膜光伏模块可包括例如基于硫属化物材料的薄膜光伏电池，诸如CdTe(碲化镉)，CIS(铜铟硒化物)，CGS(铜镓硒化物)，CIGS(铜铟镓硒化物，铜铟镓硫化物)、举例来说锌黄锡矿，诸如CZTS(铜锌锡硫化物，铜锌锡硒化物)、有机材料或钙钛矿材料，本公开不限于此。
在本公开的上下文中，光伏电池或光伏模块的前表面或前侧是被适配成朝向光源定向并由此用于接收照明的表面或面。在双面光伏电池或模块的情况下，两个表面都被适配成接收入射光。在这种情况下，前表面或前侧是被适配成用于接收最大部分的光或光照的表面或面。光伏电池或光伏模块的背表面、后表面、背侧或后侧是与前表面或前侧相对的表面或面。
在本公开的上下文中，术语“线”是指所具有的长度明显大于其宽度的特征。例如，术语“线”还包括带、线状物、杆、线条、条纹和条，本公开不限于此。
现在将通过本公开的若干实施例的详细描述来描述本公开。显然，本公开的其他实施例可根据本领域技术人员的知识来配置，本公开仅受限于所附权利要求书的各条款。
在第一方面，本公开涉及一种包括至少一个集成电子设备的薄膜光伏模块。
图1示意性地例示了薄膜光伏模块10(的一部分)沿模块的长度方向的横截面的示例。图1中示出的薄膜光伏模块包括其上提供有多个图案化层的基板11，更具体地，形成多个第一电池电极13的第一图案化层、形成多个电池有源层12的第二图案化层、以及形成多个第二电池电极14的第三图案化层，该多个第二电池电极14具有与该多个第一电池电极13的极性相反的极性。包括第一电池电极13、电池有源层12和第二电池电极14的每一堆叠形成薄膜光伏电池15。
在本公开的各实施例中，基板11是电绝缘基板。基板11可以例如是玻璃基板、诸如塑料箔之类的塑料基板、或复合基板，本公开不限于此类电绝缘基板。
在图1示出的示例中，图案化层12、13、14形成串联电连接的多个薄膜光伏电池15。对于每个薄膜光伏电池15，通过在薄膜光伏电池的第一电池电极13和相邻薄膜光伏电池的第二电池电极14之间建立电连接来获得多个薄膜光伏电池15的串联连接。多个第一电池电极13被提供在基板11上，并且可包括任何合适的导电材料，例如金属，诸如铜、金、银、钼或铂、金属合金、导电氧化物或导电聚合物。有源层12被图案化以形成多个光伏电池15。它可包括不止一个薄膜层，例如，多个堆叠层，即有源层12可以是包括多个薄膜层的堆叠。它至少包括具有吸收层功能的第一薄膜半导体层，在该层中光可以被吸收并且在该层中电子和空穴可以在光吸收之际被生成。吸收层可以例如是包括硫属化物半导体材料的层，诸如举例来说CdTe(碲化镉)，CIS(铜铟硒化物)，CGS(铜镓硒化物)，CIGS(铜铟镓硒化物，铜铟镓硫化物)、举例来说锌黄锡矿，诸如CZTS(铜锌锡硫化物，铜锌锡硒化物)、或包括有机材料或钙钛矿材料的层。有源层12可进一步包括第二薄膜半导体层，其形成与第一薄膜半导体层的同质结或异质结，从而实现光生电荷载流子的分离。有源层可包括单个结，或者它可包括一个以上的结(叠层电池)。有源层12可进一步包括电荷传输层(空穴传输层和/或电子传输层)，例如以促进朝向第一电池电极13和/或朝向第二电池电极14的电荷传输。有源层12可进一步包括电荷注入层(空穴注入层和/或电子注入层)，例如以降低有源层12与第一电池电极13之间的接触电阻和/或用于降低有源层12与第二电池电极14之间的接触电阻。
在根据本公开的各实施例中，多个薄膜光伏电池15的后侧被定向成朝向电绝缘基板11。因此，为了允许入射光入射到有源层中以便被吸收，多个第二电池电极14对于可被吸收层吸收的波长是光学透明的。多个第二电池电极14可包括任何合适的透明导电材料，例如导电氧化物(例如，TCO，透明导电氧化物)或导电聚合物。可被使用的TCO材料的各示例是氧化铟锡和氧化锌，本公开不限于此。
如在图1中示出的示例中解释的，每一第二电池电极14电连接到相邻光伏电池的第一电池电极13，以使得基板11上提供的所有光伏电池15串联电连接。
图2示意性地例示了薄膜光伏模块10的俯视图的示例。在所示的示例中，有源层12被图案化以形成具有电池宽度Wcell的矩形薄膜光伏电池15。电池宽度Wcell可基本上等于模块的宽度Wmodule。优选地，电池宽度Wcell略小于模块的宽度Wmodule，如图2中示意性地例示的，诸如例如小几厘米。这允许例如模块边缘密封和框架化而不会引起遮光损失。多个薄膜光伏电池15具有电池长度Lcell。它们在对应于电池长度的方向上串联电连接，从而产生具有模块长度Lmodule的薄膜光伏模块。
在薄膜光伏模块中，电池宽度Wcell可基本上大于电池长度Lcell。例如，电池长度通常在3mm至50mm之间的范围内，并且电池宽度通常在50cm至160cm之间的范围内。串联连接的薄膜光伏电池的数量可以例如在60至100之间的范围内，通常导致薄膜光伏模块具有例如在30cm至90cm之间的范围内的模块长度和在50cm至160cm之间的范围内的模块宽度。
图3示意性地例示了根据本公开的一实施例的薄膜光伏模块的俯视图的示例。薄膜光伏模块10包括多个薄膜光伏电池和位于薄膜光伏模块10的侧边缘处的电子设备20。在所示的示例中(未按比例绘制)，电子设备20位于基板11上，在薄膜光伏模块的有源区域旁边，即多个光伏电池旁边。电子设备20包括第一设备电极201和第二设备电极202。第一设备电极201可以例如是设备的输入电极，而第二设备电极202可以例如是设备的输出电极，或反之。第一设备电极201可以例如具有第一极性，而第二设备电极202可以例如具有与第一极性相反的第二极性。第一设备电极201借助于第一导电线301被电连接到第一薄膜光伏电池151的第二电池电极14(前侧电极14)。第二设备电极202借助于第二导电线302被电连接到第二薄膜光伏电池152的第二电池电极14(前侧电极14)。
如图3所例示的，电子设备20可以桥接多个薄膜光伏电池，即第一薄膜光伏电池151和第二薄膜光伏电池152，电子设备连接到的第一薄膜光伏电池151和第二薄膜光伏电池152彼此不相邻，而是在第一薄膜光伏电池和第二薄膜光伏电池之间存在多个薄膜光伏电池。例如，桥接电池的数量可以在5至20之间的范围内。
在本公开的薄膜光伏模块的有利实施例中，第一和第二导电线301、302具有的电阻基本上低于薄膜光伏电池15的前侧电极14的电阻。这可能导致薄膜光伏电池15和电子设备20之间的电流路径的电阻显著降低，从而导致电阻损失的显著降低(例如当在薄膜光伏电池15和电子设备20之间传导电流时，例如当从薄膜光伏电池15向电子设备20排出电流时)。例如，第一导电线和第二导电线可以是诸如铜线或铝线之类的金属线，本公开不限于此。此外，优选地限制归因于第一和第二导电线301、302存在于薄膜光伏模块的前侧处而导致的附加遮光效应，使得归因于它们的存在而导致的附加光损失足够低。这可能导致薄膜光伏电池和电子设备之间的电流路径的足够低的电阻(诸如例如低于2Ohm(欧姆)、优选地低于1Ohm的电阻)和导电线的足够低的遮光效果(诸如例如小于3％的遮光，优选地小于1％的遮光)之间的折中。
在本公开的薄膜光伏模块的各实施例中，第一导电线301导致第一薄膜光伏电池151的遮光，并且第二导电线302导致第二薄膜光伏电池152的遮光。尽管这些遮光效应相当有限(例如，小于下层薄膜光伏电池的3％，优选地小于1％)，但它们不仅会影响通过被线覆盖的薄膜光伏电池的电流，而且还会影响通过未被线覆盖的薄膜光伏电池的电流。这涉及被串联电连接的多个薄膜光伏电池，这意味着通过所有连接的薄膜光伏电池的电流基本相等。为了补偿此效果或减轻此效果，薄膜光伏模块可包括两个不同长度的薄膜光伏电池。未被线覆盖的薄膜光伏电池可具有第一长度，而被线覆盖的薄膜光伏电池可具有第二长度，其中第二长度基本上等于第一长度和线的宽度之和。这导致对所有光伏电池而言基本上相等的暴露面积(即，未被遮光面积)。
在本公开的薄膜光伏模块10的各实施例中，第一和第二导电线301、302可以是金属线(例如，铜线、铝线……)。在各实施例中，第一和第二导电线301、302可包括焊接涂层，例如低温焊接涂层。导电线可例如具有圆形的横截面。例如，对于直径在20微米和200微米之间的范围内的这些线而言，可以获得足够低的电阻并且同时获得足够低的遮光效果。然而，本公开不限于此，并且第一和第二导电线301、302可具有与圆形的横截面不同的横截面，诸如矩形的横截面。
在图3所例示的示例中，仅示出了一个电子设备20。然而，本公开不限于此，并且多个电子设备可被集成在薄膜光伏模块10的侧向边缘处，如在图4中示意性地例示的。图4例示了包括三个集成电子设备的薄膜光伏模块10的示例。第一电子设备21包括第一设备电极211和第二设备电极212。第一设备电极211借助于导电线311被电连接到第一薄膜光伏电池151的第二电池电极14(前侧电极14)。第二设备电极212借助于导电线312被电连接到第二薄膜光伏电池152的第二电池电极14(前侧电极14)。第二电子设备22包括第一设备电极221和第二设备电极222。第一设备电极221借助于导电线312被电连接到第二薄膜光伏电池152的第二电池电极14(前侧电极14)。第二设备电极222借助于导电线313被电连接到第三薄膜光伏电池153的第二电池电极14(前侧电极14)。第三电子设备23包括第一设备电极231和第二设备电极232。第一设备电极231借助于导电线313被电连接到第三薄膜光伏电池153的第二电池电极14(前侧电极14)。第二设备电极232借助于导电线314被电连接到第四薄膜光伏电池154的第二电池电极14(前侧电极14)。
在其中薄膜光伏模块10包括多个集成电子设备20、21、22、23的本公开的各实施例中，多个集成电子设备可被定位在模块的单个侧向边缘处，例如如图4所例示的。在其中薄膜光伏模块10包括多个集成电子设备20、21、22、23的本公开的各实施例中，多个集成电子设备20可被定位在薄膜光伏模块的多于一个侧向边缘处，诸如例如被定位在两个相对的侧向边缘或三个侧向边缘或四个侧向边缘处。
在图3和图4所例示的各示例中，导电线301、302、311、312、313、314被定向成基本上平行于多个(矩形)前侧电极14的长方形方向。在本公开的各实施例中，导电线也可以被定向成与前侧电极14的长方形方向成一角度，优选地成一小角度。此角度优选地受到限制，使得每条导电线都位于单个前侧电极14上，即，使得每条导电线仅覆盖单个前侧电极14。限制角度是有利的，因为它可以显著降低在薄膜光伏电池之间产生电短路的风险。
在本公开的薄膜光伏模块的各实施例中，可在导电线覆盖相应前侧电极的基本上整个区域上在导电线和该相应前侧电极之间建立电接触。这在图5中被示意性地例示，根据本公开的一实施例示出了在导电线301的位置处沿着薄膜光伏模块10的宽度方向的横截面。在图5所例示的示例中，导电线301在基本上整个电池宽度上覆盖薄膜光伏电池15的前侧电极14。然而，本公开不限于此，并且导电线301可仅在电池宽度的一部分中覆盖第一电极。在图5所示的示例中，在导电线301和下层前侧电极14之间建立电接触的导电材料16在基本上整个电池宽度上(即在导电线301覆盖前侧电极14的基本上整个区域上)存在于导电线301和前侧电极14之间。由此，在导电线301覆盖前侧电极14的基本上整个区域上建立电接触。然而，本公开不限于此，并且可以仅在导电线301覆盖前侧电极14的区域的一部分中提供导电材料。
在本公开的薄膜光伏模块的各实施例中，可在导电线和相应前侧电极之间的各间隔开的位置处建立多个电接触。优选地，这些间隔开的位置散布在导电线覆盖相应前侧电极的区域上，例如散布在基本上整个电池宽度上。这在图6中被示意性地例示，其根据本公开的一实施例示出了在导电线301的位置处沿着薄膜光伏模块10的宽度方向的横截面。在图6所例示的示例中，导电线301在基本上整个电池宽度上覆盖薄膜光伏电池15的前侧电极14。然而，本公开不限于此，并且导电线301可仅在电池宽度的一部分中覆盖第一电极。在图6所示的示例中，在导电线301和下层前侧电极14之间建立电接触的导电材料16在各间隔开的位置处存在于导电线301和前侧电极14之间。这些间隔开的位置散布在基本上整个电池宽度上，即在导电线301覆盖前侧电极14的基本上整个区域上。因此，在导电线301和前侧电极14之间的各间隔开的位置处建立多个电接触17，各间隔开的位置散布在基本上整个电池宽度上，即，在导电线301覆盖前侧电极14的基本上整个区域上。在多个电接触17之间，在导电线301和前侧电极14之间可以存在间隙。在对模块进行封装之后，此间隙可以例如用封装材料被填充。
在图6所例示的示例中，导电线301被示为在整个区域上与前侧电极14基本上平行，其中导电线301覆盖前侧电极14，即，导电线301和前侧电极14之间的间隙在整个区域上基本相同。然而，本公开不限于此。例如，在其中线接合被用于建立多个电接触17的各实施例中，导电线301和前侧电极14之间的间隙可在各相邻电接触17之间变化。间隙可以例如在更远离电接触17的位置处更大。例如，间隙可以具有与圆形段的形状相似的形状。在对模块进行封装之后，这些间隙可以例如用封装材料被填充。
在图5和图6所例示的各示例中，通过在导电线301和下层前侧电极14之间提供导电材料16来建立电接触17。然而，本公开不限于此，并且也可以在其间不设置此类导电材料16的情况下建立电接触17。例如，导电线301可以包括焊接涂层，并且可以通过焊接来建立电接触17。
在本公开的各实施例中，薄膜光伏模块可包括在多个薄膜光伏电池的至少一部分的光学透明前侧电极上的多个导电元件，其中该多个导电元件与下层前侧电极电接触，其中前侧电极和该多个导电元件具有长方形形状，并且其中该多个导电元件被定向成其长方形方向与下层前侧电极的长方形方向成至少60度的角，更优选地成大于70度的角，更优选地与下层前侧电极的长方形方向成大于80度的角。优选地，多个导电元件被定向成其长方形方向基本上正交于下层前侧电极的长方形方向。优选地，多个导电元件位于各间隔开的位置处，这些间隔开的位置被分散在下层前侧电极上。这在图7中被示意性地例示。
图7示意性地例示了根据本公开的一实施例的薄膜光伏模块10的俯视图的示例，其示出了位于薄膜光伏模块10的侧向边缘处的电子设备20，其中薄膜光伏模块10包括与下层前侧电极14电接触的多个导电元件40。电子设备20的第一设备电极201借助于第一导电线301被电连接到第一薄膜光伏电池151的前侧电极14。第一导电线301和第一薄膜光伏电池151的前侧电极之间的至少一个第一电接触可通过位于第一薄膜光伏电池151的前侧电极14上的多个导电元件40被建立。也可以在第一导电线301和第一薄膜光伏电池151的前侧电极之间直接建立电接触。电子设备20的第二设备电极202借助于第二导电线302被电连接到第二薄膜光伏电池152的前侧电极14。第二导电线302和第二薄膜光伏电池152的前侧电极之间的至少一个第二电接触可通过位于第二薄膜光伏电池152的前侧电极14上的多个导电元件40被建立。也可以在第二导电线302和第二薄膜光伏电池152的前侧电极之间直接建立电接触。
如例如在图7中例示的，包括多个导电元件40的薄膜光伏模块10可具有增加的电池长度，而基本上没有增加串联电阻。电池长度增加的优点在于，对于给定的薄膜光伏模块大小，减少了串联连接的薄膜光伏电池的数量，这可导致减少由于电池串联而在有源面积中造成的损失。优点在于，对于给定的薄膜光伏模块大小，这导致有源面积的增加，并因此导致每单位面积的能量生成的增加。另一方面，多个导电元件40在下层薄膜光伏电池上产生附加的遮光效果。因此，优选地，在增加的有源面积的积极效果与附加的遮光的消极效果之间做出折衷或平衡。
在第二方面，本公开涉及根据第一方面的一种用于薄膜光伏模块的制造方法。
在图8的过程流程中示意性地例示了根据本公开的第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法400的示例。
在图8所例示的方法400的示例中，在电绝缘基板上形成多个串联连接的薄膜光伏电池(图8，步骤401)，其中该多个薄膜光伏电池的后侧被定向成朝向基板。形成多个串联连接的薄膜光伏电池包括在多个薄膜光伏电池中的每一个的前侧形成光学透明的前侧电极。
下一步骤包括将至少一个电子设备定位(图8，步骤402)在薄膜光伏模块的侧向边缘处，诸如例如在电绝缘基板上。至少一个电子设备包括第一设备电极和第二设备电极。
方法400进一步包括将第一导电线定位(图8，步骤403)在第一薄膜光伏电池的光学透明的前侧电极上方，并且将第二导电线定位(图8，步骤404)在第二薄膜光伏电池的光学透明的前侧电极上方；借助于第一导电线在第一设备电极和第一薄膜光伏电池的前侧电极之间建立(图8，步骤405)第一电连接，并且借助于第二导电线在第二设备电极和第二薄膜光伏电池的前侧电极之间建立(图8，步骤406)第二电连接。
在第一设备电极和第一薄膜光伏电池的前侧电极之间建立第一电连接包括在第一薄膜光伏电池的前侧电极和第一导电线之间建立至少一个第一电接触，以及在第一设备电极和第一导电线之间建立第一电设备接触。在第二设备电极和第二薄膜光伏电池的前侧电极之间建立第二电连接包括在第二薄膜光伏电池的前侧电极和第二导电线之间建立至少一个第二电接触，以及在第二设备电极和第二导电线之间建立第二电设备接触。
在根据本公开的第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法400的各实施例中，在第一设备电极和第一导电线之间建立第一电设备接触和/或在第二设备电极和第二导电线之间建立第二电设备接触可以例如包括钎焊、熔焊、印刷(例如丝网印刷)、胶合、模压、印刷导电结构、熔焊导电结构或钎焊导电结构或其任何组合。
在根据本公开的第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法400的各实施例中，在第一导电线和第一薄膜光伏电池的前侧电极之间建立至少一个第一电接触和在第二导电线和第二薄膜光伏电池的前侧电极之间建立至少一个第二电接触可以例如包括钎焊、熔焊、印刷(例如丝网印刷)、胶合、模压、线接合、印刷导电结构、熔焊导电结构或钎焊导电结构或其任何组合。
根据第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法可进一步包括执行(图8，步骤407)封装过程，其中该封装过程包括层压步骤。封装过程可以包括提供一层封装材料，诸如例如包括EVA、PVB、聚烯烃或硅树脂的层。接下来，可以提供覆盖封装材料的光学透明板，然后可以执行层压步骤。在一种用于制造薄膜光伏模块的方法400的各实施例中，特别是在其中至少一个电子设备位于电绝缘基板上的各实施例中，封装材料层优选地完全覆盖多个薄膜光伏电池的前侧、至少一个电子设备、第一导电线和第二导电线。
层压步骤通常包括加热以致使封装材料流动。在根据本公开的第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法400的有利实施例中，第一导电线和第二导电线可包括可焊接材料或可焊接涂层。例如，第一导电线和第二导电线可以由可焊接材料制成，或者它们可以至少部分地涂覆有可焊接材料，例如在低温下(例如在150℃至200℃的温度范围内)可焊接的材料。在此类实施例中，在层压步骤期间执行的加热可导致通过焊接形成第一电连接和/或第二电连接，或第一电连接和/或第二电连接的至少一部分。例如，在第一导电线和第一薄膜光伏电池的前侧电极之间建立至少一个第一电接触和/或在第二导电线和第二薄膜光伏电池之间建立至少一个第二电接触可以与层压步骤同时完成。例如，在第一设备电极和第一导电线之间建立第一电设备接触和/或在第二设备电极和第二导电线之间建立第二电设备接触可以与层压步骤同时完成。在此类实施例中，执行加热过程可包括执行包括采用第一温度的第一阶段和采用第二温度的第二阶段的加热过程，第二温度高于第一温度。第一温度可被选择为实现焊接，从而形成电连接。第二温度可被选择为实现封装材料的熔化。例如，第一温度可以在120℃到240℃之间的范围内，优选地在140℃至160℃之间，而第二温度可以比第一温度高5℃到50℃，本公开不限于此。
根据本公开的第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法可进一步包括在多个薄膜光伏电池的至少一部分的光学透明的前侧电极上方形成多个导电元件，以及在该多个导电元件和下层前侧电极之间建立电接触。在此类实施例中，前侧电极和多个导电元件优选地具有长方形形状，并且多个导电元件被优选地定向成其长方形方向与下层前侧电极的长方形方向成至少60度的角，更优选地成大于70度的角，更优选地与下层前侧电极的长方形方向成大于80度的角。例如，多个导电元件可以被定向成其长方形方向基本上正交于下层前侧电极的长方形方向。多个导电元件可被形成在该间隔开的位置处，这些间隔开的位置被分散在下层前侧电极上。
形成多个导电元件可以例如包括丝网印刷(例如银浆)、喷墨印刷、通过阴影掩膜溅射或电镀，本公开不限于此。
根据本公开的第二方面的一种用于制造薄膜光伏模块的方法可包括附加步骤(图8中未示出)，诸如例如提供母线、边缘密封、框架化、提供电连接引线以及接线箱连接和集成。
以上描述详述了本公开的特定实施例。然而，将领会无论上文在文本中如何详细地显现，本公开可以许多方式实践。应当注意，在描述本公开的特定特征或方面时特定术语的使用不应用于暗示该术语在本文中重新定义以限于包括该术语相关联的本公开的特性或方面的任何具体特性。
可以理解，尽管本文针对根据本公开的设备讨论了优选实施例、具体结构和配置以及材料，但是可做出形式和细节上的各种改变或修改而不背离本公开的范围。例如，在本公开范围内可对所述方法增删步骤。

Claims (15)

1.一种薄膜光伏模块(10)，包括：
多个薄膜光伏电池(15，151，152，153，154)，所述薄膜光伏电池中的每一个薄膜光伏电池都具有电池长度和电池宽度，
其中所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)被形成在电绝缘基板(11)上，并且所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)的后侧被定向成朝向所述电绝缘基板(11)；
其中所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)中的每一个薄膜光伏电池在与所述后侧相反的前侧具有光学透明的前侧电极(14)；
其中所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)在与所述电池长度对应的方向上以串联方式电连接；
以及；
至少一个电子设备(20、21、22、23)，所述至少一个电子设备包括第一设备电极(201、211、221、231)和第二设备电极(202、212、222、232)，
其中所述至少一个电子设备(20、21、22、23)被定位在所述薄膜光伏模块(10)的侧向边缘处；
其中所述第一设备电极(201、211、221、231)借助于第一导电线(301、311、312、313)被电连接到第一薄膜光伏电池(151、152、153)的前侧电极(14)，以及
其中所述第二设备电极(202、212、222、232)借助于第二导电线(302、312、313、314)被电连接到第二薄膜光伏电池(151、153、154)的前侧电极(14)。
2.如权利要求1所述的薄膜光伏模块(10)，其特征在于，所述第一导电线(301、311、312、313)具有的电阻基本上低于所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的所述前侧电极(14)的电阻，其中所述第二导电线(302、312、313、314)具有的电阻基本上低于所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的所述前侧电极(14)的电阻。
3.如权利要求1或权利要求2所述的薄膜光伏模块，其特征在于，所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)被整体地集成在所述电绝缘基板上。
4.如前述权利要求中任一项所述的薄膜光伏模块(10)，其特征在于，包括在所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的所述前侧电极(14)和所述第一导电线(301、311、312、313)之间的至少一个第一电接触(17)，并包括在所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的所述前侧电极(14)和所述第二导电线(302、312、313、314)之间的至少一个第二电接触(17)。
5.如权利要求4所述的薄膜光伏模块(10)，其特征在于，所述薄膜光伏模块(10)包括在所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的所述前侧电极(14)和所述第一导电线(301、311、312、313)之间的单个第一电接触(17)，其中所述单个第一电接触(17)沿着所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的宽度方向延伸到所述第一前侧电极(14)的大部分上，并且其中，所述薄膜光伏模块(10)包括在所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的所述前侧电极(14)和所述第二导电线(302、312、313、314)之间的单个第二电接触(17)，其中所述单个第二电接触(17)沿着所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的宽度方向延伸到所述第二前侧电极(14)的大部分上。
6.如权利要求4所述的薄膜光伏模块(10)，其特征在于，所述薄膜光伏模块(10)包括在所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的所述前侧电极(14)和所述第一导电线(301、311、312、313)之间的多个第一电接触(17)，其中所述多个第一电接触(17)被定位在各个间隔开的位置处，这些间隔开的位置沿着所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的宽度方向被分散在所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的所述前侧电极(14)上，并且其中，所述薄膜光伏模块(10)包括在所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的所述前侧电极(14)和所述第二导电线(302、312、313、314)之间的多个第二电接触(17)，其中所述多个第二电接触(17)被定位在各个间隔开的位置处，这些间隔开的位置沿着所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的宽度方向被分散在所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的所述前侧电极(14)上。
7.如前述权利要求中任一项所述的薄膜光伏模块(10)，其特征在于，所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)的光学透明的前侧电极(14)具有长方形形状，其中所述第一导电线(301、311、312、313)被定向成基本上与所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的所述前侧电极(14)的所述长方形方向平行，并且其中所述第二导电线(302、312、313、314)被定向成基本上与所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的所述前侧电极(14)平行。
8.如前述权利要求中任一项所述的薄膜光伏模块(10)，其特征在于，进一步包括在所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)的至少一部分薄膜光伏电池的所述光学透明的前侧电极(14)上的多个导电元件(40)，其中所述多个导电元件(40)与下层前侧电极(14)电接触，其中所述前侧电极(14)和所述多个导电元件(40)具有长方形形状，并且其中所述多个导电元件(40)被定向成其长方形方向与所述下层前侧电极(14)的长方形方向成至少60度的角。
9.如权利要求8所述的薄膜光伏模块(10)，其特征在于，所述多个导电元件(40)被定向成其长方形方向基本上正交于所述下层前侧电极(14)的长方形方向。
10.如前述权利要求中任一项所述的薄膜光伏模块(10)，其特征在于，所述至少一个电子设备(20、21、22、23)桥接在所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)和所述第二光伏电池(152、153、154)之间以串联方式连接的多个薄膜光伏电池(15)，经桥接的薄膜光伏电池(15)的数量在5至20之间的范围内。
11.一种用于制造薄膜光伏模块(10)的方法(400)，所述方法包括：
将多个串联连接的薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)形成(401)在电绝缘基板(11)上，所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)的后侧被定向成朝向所述基板(11)，其中形成所述多个串联连接的薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)包括在所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)的每一个薄膜光伏电池的前侧处形成光学透明的前侧电极(14)；
将至少一个电子设备(20、21、22、23)定位(402)在所述薄膜光伏模块(10)的侧向边缘处，其中所述至少一个电子设备(20、21、22、23)包括第一设备电极(201、211、221、231)和第二设备电极(202、212、222、232)；
将第一导电线(301、311、312、313)定位(403)在第一薄膜光伏电池(151、152、153)的光学透明的前侧电极(14)上方；
将第二导电线(302、312、313、314)定位(404)在第二薄膜光伏电池(152、153、154)的光学透明的前侧电极(14)上方；
借助于所述第一导电线(301、311、312、313)在所述第一设备电极(201、211、221、231)和所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的前侧电极(14)之间建立(405)第一电连接；
借助于所述第二导电线(302、312、313、314)在所述第二设备电极(202、212、222、232)和所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的前侧电极(14)之间建立(406)第二电连接；以及
执行(407)封装过程，从而封装所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)，其中所述封装过程包括层压步骤。
12.如权利要求11所述的用于制造薄膜光伏模块(10)的方法(400)，其特征在于，建立(405)所述第一电连接包括在所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的所述前侧电极(14)和所述第一导电线(301、311、312、313)之间建立至少一个第一电接触(17)，并且其中，建立(406)所述第二电连接包括在所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的所述前侧电极(14)和所述第二导电线(302、312、313、314)之间建立至少一个第二电接触(17)。
13.如权利要求11或12所述的用于制造薄膜光伏模块(10)的方法(400)，其特征在于，将所述至少一个电子设备(20、21、22、23)定位(402)在所述薄膜光伏模块(10)的侧向边缘处包括将所述至少一个电子设备(20、21、22、23)定位在所述电绝缘基板(11)上，并且其中执行(407)所述封装过程包括：
提供完全覆盖所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)的前侧、所述至少一个电子设备(20、21、22、23)、所述第一导电线(301、311、312、313)和所述第二导电线(302、312、313、314)的封装材料层；
在所述封装材料层上提供光学透明的前封装片；以及
执行层压步骤，从而将所述光学透明的前封装片接合到所述电绝缘基板上，其中所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)、所述至少一个电子设备(20、21、22、23)、所述第一导电线(301、311、312、313)和所述第二导电线(302、312、313、314)被夹在其间。
14.如权利要求11至13中任一项所述的一种用于制造薄膜光伏模块(10)的方法(400)，其特征在于，所述第一导电线(301、311、312、313)和所述第二导电线(302、312、313、314)包括可焊接材料，并且其中在所述第一设备电极(201、211、221、231)和所述第一薄膜光伏电池(151、152、153)的所述前侧电极(14)之间建立(405)所述第一电连接与所述层压步骤同时进行，并且其中在所述第二设备电极(202、212、222、232)和所述第二薄膜光伏电池(152、153、154)的所述前侧电极(14)之间建立(406)所述第二电连接与所述层压步骤同时进行。
15.如权利要求11至14中任一项所述的一种用于制造薄膜光伏模块(10)的方法(400)，其特征在于，进一步包括在所述多个薄膜光伏电池(15、151、152、153、154)的至少一部分薄膜光伏电池的所述光学透明的前侧电极(14)上方形成多个导电元件(40)，以及在所述多个导电元件(40)和所述下层前侧电极(14)之间建立电接触，其中所述前侧电极(14)和所述多个导电元件(40)具有长方形形状，以及其中所述多个导电元件(40)被定向成其长方形方向与所述下层前侧电极(14)的长方形方向成至少60度的角。
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