CN112789728B - 太阳能电池层压 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能电池板,包括第一基板和第二基板,该第一基板和该第二基板是柔性的并且适合于辊对辊印刷,并且该太阳能电池板进一步包括一个或多个独立的(self‑contained)太阳能电池单元,其中,每个独立的太阳能电池单元包括一个或多个太阳能电池模块,并且每个太阳能电池模块包括多个串联连接的太阳能电池,其中,每个太阳能电池模块包括:该第一柔性基板的第一基板部分和该第二基板的第二基板部分,布置在该第一基板部分与该第二基板部分之间的多个第一电极和多个第二电极;以及布置在该多个第一电极与该多个第二电极之间的至少一个有机活性层;其中,第一粘合材料的连续或不连续部分包围这些太阳能电池单元中的每一个。本发明进一步涉及一种用于生产包括一个或多个独立的太阳能电池单元的太阳能电池板的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种层压太阳能电池板以及一种生产层压太阳能电池板的方法。
背景技术
为了缓解全球变暖,能量生成必须从以化石燃料为主转变为对气候影响较小的来源。在未来能量系统中,预计将光能直接转换为电能的太阳能电池是电力的主要来源。太阳能电池通常由被熔化、纯化并生长成硅晶体的二氧化硅产生。这是高能耗工艺,这就是为什么开发了许多具有较低能量需求制造工艺的薄膜技术的原因。一般来讲,薄膜太阳能电池包括夹在两个电极之间的光敏半导体。有机太阳能电池是薄膜太阳能电池的示例,该薄膜太阳能电池具有由两种或更多种有机半导体的精细混合物构成的光敏层。这种太阳能电池的一大优点是它们可以以辊对辊工艺进行印刷,并且因此可以生产大面积太阳能电池或太阳能电池模块。此外,材料使用和工艺能量非常低,从而实现真正的低气候影响。这些材料在将漫射光转换为电力方面也是高效的。这允许将有机太阳能电池也放置在比如墙壁等竖直表面上。
然而,太阳能电池模块中的材料的老化和退化的问题是已知问题,并且随着时间的推移影响太阳能电池的功能,这导致效率降低、短路以及在更坏的情况下太阳能电池模块的故障。因此,需要改进太阳能电池单元的功能,尤其是随着时间的推移。
发明内容
相应地,本发明的目的是改进现有技术水平并减轻上述缺点中的至少一些缺点。通过提供一种增强的太阳能电池板以及一种用于生产这种增强的太阳能电池板的方法来实现这些和其他目的。
术语示例性在本文背景下应被理解为示例、实例或说明。
根据本发明的第一方面,提供了一种太阳能电池板,包括第一基板和第二基板,该第一基板和该第二基板是柔性的并且适合于辊对辊印刷,该太阳能电池板进一步包括一个或多个独立的太阳能电池单元,其中,每个独立的太阳能电池单元包括一个或多个太阳能电池模块,每个太阳能电池模块包括多个串联连接的太阳能电池,其中,每个太阳能电池模块包括:
该第一柔性基板的第一基板部分和该第二基板的第二基板部分,
布置在该第一基板部分与该第二基板部分之间的多个第一电极和多个第二电极;
布置在该多个第一电极与该多个第二电极之间的至少一个有机活性层;
其中,粘合材料的连续或不连续部分包围和/或界定这些太阳能电池单元中的每一个。
根据本发明的第二方面,提供了一种用于生产太阳能电池板的方法,该太阳能电池板包括一个或多个独立的太阳能电池单元,其中,每个独立的太阳能电池单元包括一个或多个太阳能电池模块,该方法包括:
-提供适合于辊对辊沉积的第一柔性基板部分和第二柔性基板部分;
-对于每个太阳能电池模块:
○在该第一基板的预定部分上提供第一组电极,
○在该第二基板的预定部分上提供第二组电极,
○在该第一组电极和该第二组电极中的一组电极上提供第一有机活性层,并可选地在该第一组电极和该第二组电极中的另一组电极上提供第二有机活性层,
-在该第一基板和/或该第二基板上提供第一粘合材料层,该粘合材料层是连续的或不连续的并且包围和/或界定该一个或多个太阳能电池单元中的每一个;
-以辊对辊工艺通过热和压力将该第一基板部分和所述第二基板部分层压在一起,使得
○对于每个太阳能电池模块:
■该活性层在空间上布置在该多个第一电极与该多个第二电极之间、并且与该多个第一电极和该多个第二电极电接触,并且
○该第一粘合材料层将第一基板和该第二基板彼此粘合。
要强调的是,第二方面中列出的动作可以以任何逻辑顺序执行,例如,在第一或第二基板的预定部分上提供第一组电极或可替代地第二组电极之前,在第一和/或第二基板上提供第一粘合材料层。
本发明的这些第一和第二方面的效果和特征在很大程度上是相似的。下面提到的大多数实施例与本发明的这两个方面都兼容。
太阳能电池模块的方向和延伸在下面讨论,并且在同一申请人的另一专利申请EP3 364 474 A1中还使用坐标系进行了更详细的讨论。本质上,y方向正交于或垂直于第一基板和第二基板。z方向平行于这些电极的最长延伸。x方向正交于y方向和z方向。x方向可以平行于基板部分的最长延伸,但是它也可以是横向于这些基板部分的最长延伸的方向。这些基板部分的最长方向可以平行于辊对辊沉积的涂布方向。在该辊对辊沉积期间,这些基板部分的最长方向可以平行于所述基板的移动方向。
多个第一间隙通常将所述多个第一电极中的各个电极彼此分离;并且多个第二间隙通常将所述多个第二电极中的各个电极彼此分离。更详细地,该多个第一间隙可以在x方向上将电极彼此分离。
应当理解,所述多个第一电极和所述多个第二电极中的每个电极具有沿着所述电极的最长延伸布置的第一端部和第二端部。
根据一个示例,太阳能电池模块具有与在同一申请人并且通过引用并入本文的EP3 364 474中说明的相同的配置,但是许多其他配置是可能的,如下文更详细地说明的。根据一个一般示例,该太阳能电池模块包括布置在第一基板上的第一组电极条带和布置在第二基板上的第二组电极条带,其中,每组中的条带通过间隙彼此分离。在最终模块中,电极夹在基板之间,并且活性层夹在第一组电极与第二组电极之间,其中,所使用的太阳能电池模块包括阳极电极和阴极电极。
在EP 3 364 474 A1中给出了本发明的第一方面和第二方面中的太阳能电池和太阳能电池模块的几何形状、部件的延伸、合适的材料、加工、制造、层压和布置的详细示例和说明。因此,为了简洁起见,在本说明书的其余部分中省略了关于加工太阳能电池和太阳能电池模块的此类细节。
根据一个示例,该太阳能电池板被布置为提高大面积薄膜太阳能电池模块的寿命,并进一步增加通过辊对辊加工生产的薄膜印刷大面积太阳能电池板的机械稳定性和耐久性。
尽管添加了基板之间的间隔,从而增加了层之间接触不良的可能性,但发明人已经认识到,在太阳能电池板的底部基板和/或顶部基板上提供粘合材料通常会改进太阳能电池单元的功能,尤其是随着时间的推移。
应该理解,太阳能电池单元是指太阳能电池板上被布置为作为独立的系统进行操作的区域;此外,它由粘合材料界定和/或包围并且包括至少一个太阳能电池模块。太阳能电池单元可以具有布置在太阳能电池板的底部基板上的底部部分和布置在顶部基板上的顶部部分。该多个太阳能电池模块可以布置在太阳能电池单元的底部部分和/或顶部部分。太阳能电池单元通过底部基板和顶部基板的层压或粘合而形成。此外,应当理解,可以通过切割等将太阳能电池单元与其他太阳能电池单元或板的其余部分分离。例如,包围或界定太阳能电池单元的粘合材料优选地足够宽,从而可以执行分离或切割太阳能电池单元的动作而不会在进行动作时破坏粘合材料的粘附特性。
粘合剂的厚度越小,进入太阳能电池单元的通道越小。粘合剂越宽,粘合特性越好。此外,可以在粘合材料的两个相邻线之间设置间隔,这进一步促进了在粘合剂线之间的切割。靠近粘合剂切割的优点是,这样减小了单元的面积,从而减小了其环境足迹。更远离粘合剂切割的优点是提高了层压的机械稳定性。
还应当理解,太阳能电池单元的大小、厚度、面积或形状可以适当地变化。例如,太阳能电池单元可以具有任何几何形状,诸如矩形、三角形、圆形等,或者可以以任何其他任意或扭曲的布局布置。
因此,发明人已经注意到,有利的是在太阳能电池板的底部基板和/或顶部基板上提供足够薄的粘合剂层,以在基板之间形成接合,同时实现顶部电极与底部电极之间或接触点之间的适当接触。
作为非限制性示例,可以将第一和/或第二粘合剂层作为粘合剂溶剂或通过转移印刷来沉积。
根据一个示例,第一和/或第二粘合剂层的厚度超过基板的表面粗糙度,或者为至少10nm,或者至少100nm,或者至少1μm,或者至少10μm,或者至少100μm或者具有与施加到基板的层堆叠至少相同的厚度。附加地或可替代地,第一和/或第二粘合剂层的厚度是施加到基板的层堆叠的厚度的至多5倍、或至多3倍或至多2倍,或为至多1mm、或至多100μm或至多10μm。上述度量是指粘合剂层在其施加之后但在层压两个基板之前的厚度。
根据本发明的至少一个示例性实施例,基板部分和/或第二基板部分的厚度为至少10μm或至少50μm或至少100μm;附加地或可替代地,基板部分和/或第二基板部分的厚度为至多50μm或至多100μm或至多200μm。
根据本发明的示例性实施例,在层压或粘合步骤之后,粘合材料的宽度可以为至少10μm、或至少100μm或至少1mm和/或至多5mm或至多1mm或至多0.1μm。
较厚的层可以在底部电极与顶部电极之间或接触点之间产生间隔,这可能导致电路部分地破损或整个太阳能电池板破损。
根据本发明的示例性实施例,在层压或粘合步骤之后,粘合材料的厚度可以为至少10nm或50nm或100nm或0.5μm或1μm或10μm或100μm或1mm。可选地或可替代地,在层压或粘合步骤之后,粘合材料的厚度可以为至多50nm或至多100nm或至多0.5μm或至多1μm或10μm或至多100μm或至多1mm。根据一个实施例,这些度量是指在层压之后并且粘合剂干燥之后粘合剂层的厚度。根据一个示例,在所述层压之后并且在从所述粘合剂蒸发掉溶剂之后确定所述第一粘合材料的厚度。
粘合剂的干燥应理解为粘合剂组合物经历溶剂蒸发。因此,干燥导致粘合剂中干燥物质的量增加。
“从所述粘合剂蒸发掉溶剂之后”应理解为干燥过程完成的时间点,即,在加热干燥步骤之后太阳能电池板的温度在15℃至40℃之间时,或至少在太阳能电池板的制造完成时。通常,溶剂起初会更迅速地减少,然后再进入更稳定的状态。优选地在该更稳定的状态下确定溶剂蒸发后粘合剂层的厚度。
可以在单独的步骤中实现干燥,该步骤包括加热太阳能电池板。也可以在层压后在室温下实现干燥。
应当理解,本文中关于第一粘合材料所陈述的内容也适用于第二粘合材料,例如关于厚度和施加过程。
根据本发明的又一示例性实施例,在层压或粘合步骤之后,粘合材料的厚度可能发生变化,这取决于粘合剂的可压缩性。可能影响层压产品中粘合剂的尺寸的另一个因素是例如蒸气压力和粘合剂在基板上的润湿及其相关影响。
注意,该多个第一电极和该多个第二电极的厚度可以为至少20nm或50nm,和/或至多300nm或2000nm。此外,活性层的组合厚度可以为至少30nm或80nm和/或至多350nm或1000nm。
当执行太阳能电池板基板的层压或粘合动作时,较厚的粘合剂层提供更好的粘合性,而较薄的粘合剂层防止粘合材料的溢流。此外,通过足够薄的粘合剂层,可提供更大的工作区域且不会阻碍电接触。
根据本发明的一个示例性实施例,在层压或粘合步骤之前,粘合材料可以具有至少0.5mm和/或至多1mm或至多5mm的宽度。在粘合或层压步骤中,粘合剂层的宽度和厚度可能发生变化。
根据一个实施例,第一和/或第二粘合材料部分地或全部由疏水性粘合材料组成。这具有保护太阳能电池单元的内部部分不受外部湿气影响的优点,或者可使太阳能电池单元的内部部分保持在比环境湿度稍高或稍低的湿度。太阳能电池单元内部部分的这种经调节的工作湿度对于制造用于不同气候条件和热循环的太阳能电池板可能是有利的。
根据一个实施例,第一和/或第二粘合材料部分地或全部由低透氧性粘合材料组成。
另外,粘合材料可以用作太阳能电池单元的内部部分与太阳能电池单元的外部部分之间的隔离层,该隔离层可以直接暴露于外部环境。因此,粘合材料可以保护太阳能电池单元免受不希望的湿气、氧气、灰尘颗粒、或可能会阻碍太阳能电池单元的功能的任何类型气溶胶微粒的渗透。
根据一个示例,第一和/或第二粘合剂包括包围和/或界定太阳能电池单元的第一线或条带。除了该第一线/条带之外,粘合剂还包括包围和/或界定太阳能电池单元的第二线或条带,该第二线/条带优选地布置成靠近所述第一线/条带。根据一个实施例,这些线/条带中的每一者仅部分地包围太阳能电池单元,而它们一起完全包围太阳能电池单元。根据另一实施例,这些线中的一者或两者完全包围太阳能电池单元。第一和第二线/条带可以是相同或不同的粘合材料。这些线/条带中的一者可以例如由疏水性粘合材料组成,该材料被设计为减少湿气从中通过;而这些线中的另一者例如可以由低透氧性粘合材料组成,该材料被设计为减少氧气从中通过。线还可以包括沿着该线的延伸的疏水性粘合材料和低透氧性粘合材料的交错或交替部分。
根据本发明的又一个实施例,第一粘合材料可以是导电的或非导电的。这样的优点是,粘合材料在某些方向上充当绝缘体,以防止发生短路。
根据本发明的示例性实施例,太阳能电池板可以进一步被提供有在空间上布置在每个太阳能电池模块内的非导电粘合材料的多个不连续部分。
太阳能电池包括布置在第一基板上的第一组电极和布置在第二基板上的第二组电极。最外电极的最外边缘在基本上沿着电极的延伸的方向上限定太阳能电池模块的内部区域的外边缘;并且电极在y方向上的延伸在基本上横向于电极的延伸的方向上限定内部区域的外边缘。
通过术语在太阳能电池模块内,应当理解太阳能电池模块的内部区域内部的空间,例如在所述第一基板和/或所述第二基板上,或在内部区域内部并且在所述第一基板与所述第二基板之间。
通过进一步为每个和/或多个太阳能电池模块提供在空间上布置在各个太阳能电池模块内的第二非导电粘合材料的附加不连续部分,进一步提高了太阳能电池板的寿命和机械耐久性。这对于产生大面积的柔性太阳能电池板特别有吸引力,在这样的太阳能电池板中,由于机械应变或环境温度和湿度条件,可能更频繁地发生太阳能电池板的顶部基板和底部基板的破损。
在本发明的另一个示例性实施例中,粘合材料可以被着色为任何颜色,例如黑色、红色、白色或绿色,从而在第一基板或第二基板上形成具有美学外观的装饰或易于观察到的界限。
材料
该多个第一电极和该多个第二电极包括电极材料,该电极材料可以是导电有机化合物、金属、金属氧化物或其组合。该导电有机化合物可以是例如导电有机小分子或导电聚合物。该导电聚合物可以是例如聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT:PSS)或其变体,例如PEDOT:PSS PH1000。该金属可以选自包括但不限于以下的列表:铝(Al)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)、金(Au)和银(Ag)。该金属氧化物可以是例如氧化铟锡(ITO)和氧化铝锌(AZO)。根据本发明的至少一个示例实施例,该电极可以包括一个或多个层。例如,该电极可以是包括第一ITO层、第二金属层和第三ITO层的ITO/金属/ITO(IMI)电极。该电极可以例如包括ITO/Ag/ITO。
应当理解,该多个第一电极和该多个第二电极可以在任何方向上在这些基板部分上方延伸,并且它们可以具有任何延伸,例如直的和/或弯曲的。它们还可以是平行的或非平行的。此外,应该理解,它们在整个长度上可以具有基本相同的宽度,或它们可以在整个长度上具有变化的宽度。该多个第一电极和该多个第二电极中的全部电极可以具有相同的宽度,或不同的电极可以具有不同的宽度。
可以通过各种沉积技术提供该多个第一电极和该多个第二电极,例如它们可以通过热蒸发、溅射、喷涂、印刷或涂布(例如槽模涂布)来提供。根据本发明的至少一个实施例,可以通过相同沉积技术提供该多个第一电极和该多个第二电极。根据本发明的至少另一个示例实施例,可以通过不同的技术提供该多个第一电极和该多个第二电极。
该第一接触电极和该第二接触电极可以包括通过例如蒸发、喷涂或印刷提供的第一电极材料层,和与其连接的母线(busbar)。该母线可以例如由石墨或银制成,并且可以是丝网印刷的。可选地代替该母线或除该母线之外,该连接电极可以包括另外的印刷或层压层。可以将这些接触电极分为两部分,其中第一部分可以用作该太阳能电池模块中包括的一个太阳能电池中的这些电极中的一个电极,而另一个部分用于将该太阳能电池模块连接到用于在该太阳能电池模块正在使用时收集电力的单元。用于连接该太阳能电池模块的该接触电极的部分通常不被活性层覆盖。
粘合材料
第一和/或第二粘合材料可以包括热塑性聚合物,例如:热塑性聚氨酯、聚丙烯、聚丁烯、聚乙烯醇缩丁醛、乙酸乙烯酯、聚苯乙烯丁二烯共聚物、或乙烯-乙烯醇共聚物及其组合。
附加地或可替代地,第一和/或第二粘合材料可以包括UV固化聚合物;诸如丙烯酸和/或基于环氧树脂的UV固化聚合物。
接触电极材料
接触电极包括电极材料,该电极材料可以包括导电有机化合物、导电碳化合物、金属、金属氧化物或其组合。该导电有机化合物可以是例如导电有机小分子或导电聚合物。该导电聚合物可以是例如聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸酯(PEDOT:PSS)或其变体,例如PEDOT:PSS PH1000。可以将该导电碳化合物提供为碳膏或石墨或石墨烯。该金属可以选自包括但不限于以下的列表:铝(Al)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)、金(Au)和银(Ag)。该金属氧化物可以选自包括但不限于以下的列表:氧化铟锡(ITO)和氧化铝锌(AZO)。根据本发明的至少一个示例实施例,将该金属提供为油墨,其中将该金属提供为纳米颗粒,例如纳米球或纳米棒。根据本发明的至少一个示例实施例,该电极可以包括一个或多个层。例如,该电极可以是包括第一ITO层、第二金属层和第三ITO层的ITO/金属/ITO(IMI)电极。该电极可以例如包括ITO/Ag/ITO。该电极材料可以是与该多个第一电极或该多个第二电极相同的电极材料,或它可以是不同的电极材料。
活性层材料
该连续或不连续活性层或该第一连续或不连续活性层和该第二连续或不连续活性层可以包括吸收在350nm至950nm的范围内的波长的化合物,该化合物可以例如吸收可见光谱内的光(即波长在400nm至700nm的范围内)。而且,所述化合物应能够由于此种光吸收而提供电荷。
应理解,连续活性层是一种活性层,该活性层在x方向和z方向两者上覆盖电极之间的该多个间隙和该多个第一电极或该多个第二电极两者,使得增加了该太阳能电池模块的光敏区域,即吸收光的区域。此外,应理解,该第一连续活性层覆盖该多个第一电极和这些电极之间的该多个间隙两者。以相同方式,该第二连续活性层覆盖该多个第二电极和这些电极之间的该多个间隙两者。换句话说,应理解,在该多个第一电极和该多个第二电极以及该多个第一电极中的每一个第一电极之间和该多个第二电极中的每一个第二电极之间的间隙上方全局地提供该连续活性层或该第一连续活性层和该第二连续活性层。根据至少一个示例实施例,该连续活性层或该第一连续活性层和/或该第二连续活性层可以是有机活性层,并且可以包括供体材料和/或受体材料。根据至少一个示例实施例,太阳能电池板中的所有活性层都是有机活性层。该供体材料可以是半导电聚合物或半导电有机小分子。例如,半导电聚合物可以是任何半导电聚合物和它们的衍生物,包括但不限于:聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚咔唑、聚乙烯咔唑、聚苯撑、聚苯基乙烯撑、聚硅烷、聚噻吩乙烯撑、聚异硫萘、聚环戊二噻吩、聚硅环戊二噻吩、聚环戊二噻唑、聚噻唑并噻唑、聚噻唑、聚苯并噻二唑、聚(氧化噻吩)、聚(氧化环戊二噻吩)、聚噻二唑并喹喔啉、聚苯并异噻唑、聚苯并噻唑、聚噻吩并噻吩、聚(氧化噻吩并噻吩)、聚二噻吩并噻吩、聚(氧化二噻吩并噻吩)、聚四氢吲哚和其共聚物。该半导电聚合物还可以是基于异靛蓝类染料的聚合物。更详细地,该半导电聚合物可以是例如:P3HT、PTB7、TQ1、P3TI、PCDTBT或PffBT4T-2OD。该半导电小分子可以是例如包括至少一个苯并二噻吩基团的分子,例如DRTB-T或BDT3TR。该受体材料可以是例如半导电聚合物或半导电小分子。该半导电聚合物可以例如是N2200或PNDI-T10。该半导电有机小分子可以是例如富勒烯、富勒烯衍生物或比如(5Z,5'Z)-5,5'-{(9,9-二辛基-9H-芴-2,7-二基)双[2,1,3-苯并噻二唑-7,4-二基(Z)甲基亚基]}双(3-乙基-2-硫代-1,3-噻唑烷-4-酮)(FBR),或3,9-双(2-亚甲基-(3-(1,1-二氰基亚甲基)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2',3'-d']-s-茚并[1,2-b:5,6-b']二噻吩)(ITIC)等任何其他半导电小分子。富勒烯衍生物可以是苯基-C61-丁酸甲酯(PC61 BM)、苯基-C71-丁酸甲酯(PC71BM)、茚-C60-双加合物(ICBA)、O-IDTBR或IC-C6IDT-IC。
根据本发明的至少一个示例实施例,可以将供体材料和受体材料的混合物提供为本体异质结。
另外,可以利用除上述之外的其他材料和其他沉积技术来提供电极、接触电极、活性层,这些材料和技术的细节可以在文献EP 3 364 474 A1中找到,该文献通过引用结合在此。
根据本发明的另一示例性实施例,该至少一个太阳能电池模块中的每一个被所述第一粘合材料的连续或不连续部分包围/界定。
根据本发明的又一示例性实施例,第一粘合剂层可以是不连续的,并且沿着第二粘合剂层的延伸的一个方向、并且在太阳能电池模块内的被覆盖区域与未覆盖区域之间的比率可以为至少1%或至少10%或至少20%和/或至多40%或至多30%或至多25%。
根据本发明的又一示例性实施方式,第二粘合材料在该至少一个有机活性层的波长范围内可以是光学透明的。
根据本发明的又一示例性实施例,该生产太阳能电池板的方法可以进一步包括向该至少一个太阳能电池模块中的每一个提供第二粘合非导电材料的多个不连续部分,该多个不连续部分在空间上布置在该太阳能电池模块内。
根据本发明的又一示例性实施例,该生产太阳能电池板的方法可以进一步包括以辊对辊工艺通过热和压力将该第一基板部分和该第二基板部分层压在一起,使得对于每个太阳能电池模块,第二粘合非导电材料的该多个不连续部分将该太阳能电池模块的两个相对部分彼此粘合。
根据本发明的又一示例性实施例,该第一粘合材料和该第二粘合材料可以是UV粘合剂/可UV固化的粘合材料。
下面将参考下文描述的实施例进一步阐明本发明的这些和其他特征。
附图说明
通过结合附图参考本发明的实施例的以下说明性和非限制性的详细描述,将更充分地理解本发明的上述目的以及附加的目的、特征和优点,在附图中:
图1a示出了根据本发明的至少一个实施例的具有太阳能电池单元的太阳能电池板的示意性截面俯视图;
图1b至图1d示出了根据本发明的至少一个实施例的图1a中的太阳能电池单元之一的示意性截面俯视图;
图2示出了根据本发明的至少一个实施例的图1a中的太阳能电池单元的顶部部分和底部部分的示意性截面俯视图;
图3a至图3d示出了根据本发明的至少一个实施例的多个太阳能电池单元的示意性截面俯视图;
图4示出了根据本发明的至少一个实施例的各种粘合材料布局的示意性截面俯视图;
图5a至图5d示出了根据本发明的至少一个实施例的多个太阳能电池的示意性截面俯视图和侧视图;
附图详细说明
在本具体实施方式中,将通过附图来对本发明的实施例进行讨论。应当注意,这决不限制本发明的范围,本发明的范围在其他情况下也适用,例如适用于除了附图中示出的实施例之外的用于层压太阳能电池模块的方法的其他类型或变型或太阳能电池模块的其他类型或变型。进一步地,结合本发明的实施例而提及的特定特征并不意味着那些部件不能与本发明的其他实施例一起有利地使用。
以下描述将使用比如“顶部”、“底部”、“外部”等术语。这些术语通常是指如附图所示的视图和取向。术语仅为了读者的方便而使用并且不应当是限制性的。
图1a示意性地示出了太阳能电池模块6,其包括布置在第一基板上的第一组电极条带52和布置在第二基板上的第二组电极条带,其中,每组中的条带通过间隙54彼此分离。此外,电极夹在第一基板与第二基板之间,并且活性层夹在第一组电极与第二组电极之间。另外,太阳能电池模块包括用于提取所生成的能量的第一电极或母线57a和第二电极或母线57b。
图1b展示了由粘合材料5包围并界定的太阳能电池模块的一个示例,该粘合材料可以是包围/界定太阳能电池单元4的区域的导电粘合材料或非导电粘合材料。粘合材料5将基板分为内部部分4a和外部部分4b。内部部分4a包括至少一个太阳能电池模块6,如图1b所示。
在图5b至图5d中,太阳能电池模块6包括第一柔性基板部分10,该第一柔性基板部分上布置了多个第一电极52以及第一连续或不连续活性层53。第一基板部分10可以是透明或半透明的。第一基板部分10以及多个第一电极52适合于辊对辊加工方法,例如辊对辊印刷、辊对辊涂布和辊对辊层压。
将该多个第一电极52作为基本上平行的条带设置在第一基板部分10上。该多个第一电极52在z方向上沿基板延伸。换句话说,条带的最长延伸在此将在z方向上。如图5a所示,第一基板部分10和该多个第一电极52的最长延伸在此是相同的方向。该多个第一电极52被布置成使得它们在x方向上在空间上彼此分离,该分离在所述第一电极52之间形成多个间隙54。在替代性实施例中,条带的最长延伸可以是在与基板的最长延伸横向或正交的方向上。更详细地,当基板的最长延伸在z方向上时,该多个第一电极52的最长方向可以在x方向上或在x和z之间的任何方向上。
太阳能电池模块6可以进一步包括第二柔性基板部分20,除非另有说明,否则该第二柔性基板部分具有与关于第一基板所描述的相同的配置。换句话说,可以存在多个第二电极522以及第二连续或不连续活性层53。
太阳能电池模块6可以进一步包括第一接触电极56a和第二接触电极56b,该第一接触电极和该第二接触电极可选地包括相应的第一母线57a和第二母线57b或接触点。
应注意,不同的层(例如第一活性层和第二活性层53)或该多个第一电极52或该多个第二电极52的厚度未按比例绘制。
可替代地,可以如EP 3 364 474 A1中所述那样布置太阳能电池模块6。
在图1c所示的另一示例中,太阳能电池单元4可以包括一个以上的太阳能电池模块6。
根据另一示例,如图1e和图1f所示,太阳能电池单元进一步包括另一种类型的部件102,诸如逻辑电路或平坦PCB。该部件可选地附接在接触点101处,并且借助于电子导体100a连接至太阳能电池,并且还可以包括用于连接至其他设备的其他电极100b。在图1e中,示出了在顶部没有施加粘合剂的太阳能电池单元,并且在图1f中,示出了在已经施加了粘合剂(其中,优选地,至少覆盖电子导体的部分是非导电的)的情况下在层压到第二基板之前的太阳能电池单元。
图2示出了在太阳能电池板1上形成太阳能电池单元4的一个示例,其中,太阳能电池模块6布置在底部基板2上,并且顶部基板3被提供有粘合材料5。
在该示例中的布置中,粘合材料5以在z方向上连续延伸的条带7并且进一步以在x方向上延伸的相交的连续部分8的方式施加在底部基板2上。更详细地,在x和z方向上延伸的粘合材料的延伸相遇的相交处形成了太阳能电池单元的梯形外观的界定内部区域4a。通过将顶部基板2和底部基板3层压在一起同时使相应基板上的粘合部分5对准,产生完成的太阳能电池板。
根据一个实施例,将粘合材料印刷在靠近太阳能电池模块的地方(距太阳能电池10nm至1mm内)或甚至印刷在太阳能电池模块的顶部上,因为内表面处间隙的最小化可以有助于减少成品的气穴。
根据另一实施例,每个太阳能电池单元4可以由粘合材料单独地界定,如图3a所示。在该实施例中,每个太阳能电池单元4由包围这些太阳能电池单元中的相应太阳能电池单元的粘合边界线限定,这些边界线在两个相邻的太阳能电池单元4之间形成间隙31,并且可以有助于将太阳能电池单元4切割开同时维持粘合剂的粘合特性。另外,它可以减少粘合太阳能电池基板1所需的粘合材料的量。此外,如图3b和图3c所示,太阳能电池板1可以包括例如完全或基本上在太阳能电池板1的整个区域中延伸的单个太阳能电池单元33。单个太阳能电池单元33可以包括多个太阳能电池模块6(如图3b所示),或者可以包括在整个单元中延伸的单个太阳能电池模块6(如图3c所示)。每个太阳能电池单元4、33内的太阳能电池模块6可以单独地连接到接触电极或母线接触点,或者可以串联或并联地电连接以形成太阳能电池模块的扩展网络。
为了生产太阳能电池板1,可以在底部基板2和顶部基板3两者上或仅在这些基板之一上施加粘合剂层。可以以任何几何形状或轮廓提供粘合材料5,其中圆形、三角形或矩形是基本示例。如图4所示,可以以连续的方式施加粘合材料5,例如以连续的线41、以虚线42、或以制造过程将需要的任何其他布局43。如图4所示,可以将粘合剂层作为相对于彼此以确定的间隔间隙布置的各个部分43施加在基板上。然而,有利的是,在底部基板2和顶部基板3的粘合或层压步骤之后,以上述任何一种方式施加的粘合材料5形成界定太阳能电池单元4的连续边界44。界定边界44用作太阳能电池模块4的内部部分4a与外部部分4b之间的屏障,并且可以用于维持太阳能电池单元与外部环境之间的隔离。例如,可以将单元内部的湿度条件配置为相对于环境湿度保持在一定水平。另外,该屏障保护单元免受可能进入和破坏太阳能电池模块6的外部污染物(诸如灰尘颗粒或大气微粒物,诸如烟雾、烟灰等)的影响。换句话说,除了提高太阳能电池板1的机械稳定性之外,粘合剂层还用作将太阳能电池单元4与外部环境隔离的保护屏障。
根据一个示例,边界44包括包围和/或界定太阳能电池单元的第一线。除了该第一线之外,边界还包括包围和/或界定太阳能电池单元的第二线,该第二线优选地布置成靠近所述第一线。根据一个实施例,这些线中的每一者仅部分地包围太阳能电池单元,但是它们一起完全包围太阳能电池单元。根据另一实施例,这些线中的一者或两者完全包围太阳能电池单元。第一线和第二线可以是相同或不同的粘合材料。这些线中的一者可能例如由疏水性粘合材料组成,该材料被设计为减少湿气从中通过;而这些线中的另一者例如可以由低透氧性粘合材料组成,该材料被设计为减少氧气从中通过。线还可以包括沿着该线的延伸的疏水性粘合材料和低透氧性粘合材料的交错或交替部分。
渗透性设计为;即,通过疏水性粘合材料的湿气渗透性可以是线该第二线可以部分地或完全包围太阳能电池单元,而第一线完全包围太阳能电池单元。
第一线和第二线可以布置为
在如图5a中的太阳能电池模块的截面俯视图所示的另一示例性实施例中,太阳能电池模块6可以包括布置在每个太阳能电池模块内的粘合材料的各个部分51。这样的部分可以以各种空间分布布置在基板部分10、20上。例如,在图5b中,描绘了图5a的相同太阳能电池模块6的截面侧视图,其中,在底部基板部分上具有五个太阳能电池。在该实施例中,粘合材料的部分51被放置在形成在相邻电极52、522之间的间隙54内。在该示例中的不连续粘合材料是非导电材料。如前所述,太阳能电池模块6可以或者可以不可选性地在第二基板部分上包括连续或不连续的活性层53。在该示例中,活性层53仅设置在第一基板部分10上。
在图5c至图5d所示的另一示例实施例中,活性层53可以是不连续的,并且第一电极和第二电极可以经由电导体55连接,这些电导体放置在第一基板部分10和第二基板部分20上的相邻电极的间隙54内。在这种情况下,粘合材料可以放置在第一基板部分10和第二基板部分20的第一活性层531和/或第二活性层(未示出)上。可选地,粘合材料在太阳能电池的工作波长内是透明的,从而不影响模块的功能。
在图5d所示的又一个示例中,在图5c的相同太阳能电池模块6中,粘合材料的不连续部分51可以放置在接触电极56a、66b之间的间隙54内,第一活性层与汇流条接触点57a、57b之间的间隙54内,或接触电极56a、66b与汇流条接触点57a、57b之间的间隙54内。
本领域技术人员认识到,在不脱离在所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下,对本文所述的实施例的多种修改都是可以的。例如,所使用的多种粘合材料的条带可以以上述示例中所说明的以外的任何其他位置以及几何形状和布置施加在基板上。此外,太阳能电池单元的其他部件(诸如第一电极和第二电极)可以例如具有除图中所示的曲率之外的任何其他曲率。它们也可以被沉积为使得它们的最长延伸处于x方向与z方向之间的任何方向上。因此,它们不需要既不平行于也不垂直于基板的最长延伸。技术人员还认识到,其他导电或半导电材料可以用作太阳能电池模块的电极或用于太阳能电池模块的活性层中。
Claims (16)
1.一种太阳能电池板(1),包括第一基板和第二基板(2,3),该第一基板和该第二基板(2,3)是柔性的并且适合于辊对辊印刷,所述太阳能电池板(1)进一步包括一个或多个独立的太阳能电池单元(4),其中,每个独立的太阳能电池单元(4)包括一个或多个太阳能电池模块(6),每个太阳能电池模块(6)包括多个串联连接的太阳能电池,
其中,所述太阳能电池模块(6)中的每个包括:
所述第一基板(2)的第一基板部分(10)和所述第二基板(3)的第二基板部分(20),
布置在所述第一基板部分与所述第二基板部分(10,20)之间的多个第一电极(52)和多个第二电极(522);
布置在所述多个第一电极(52)与所述多个第二电极(522)之间的至少一个有机活性层(53);
其特征在于,至少第一粘合材料(5)的连续线或条带围绕所述太阳能电池单元(4)中的每一个,并且所述至少第一粘合材料的连续线或条带的厚度在与所述第一基板和所述第二基板正交的方向上为至多10μm;其中,第二粘合材料的多个不连续部分在空间上布置在每个所述太阳能电池模块(6)内。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池板(1),其中,所述第一粘合材料(5)是导电的或非导电的,
和/或其中,所述第一粘合材料(5)至少部分地形成外线和内线。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池板(1),其中,所述第一粘合材料和/或所述第二粘合材料是疏水性粘合材料。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池板(1),其中,所述至少第一粘合材料的线或条带的所述厚度为至少10nm。
5.根据权利要求1或2所述的太阳能电池板(1),其中,所述至少第一粘合材料的连续线或条带在与所述第一基板和所述第二基板平行的方向上具有至少10μm和/或至多0.1mm的宽度。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能电池板(1),其中,所述至少一个太阳能电池模块(6)中的每一个被所述第一粘合材料(5)的连续部分包围/界定。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池板,其中,所述第二粘合材料是不连续的,并且太阳能电池模块(6)内被所述第二粘合材料覆盖的区域与未覆盖区域之间的比率为至少1%或至少10%或至少20%和/或至多40%或至多30%或至多25%。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池板(1),其中,所述第二粘合材料在所述至少一个有机活性层(53)的波长范围内是光学透明或半透明的。
9.根据权利要求2所述的太阳能电池板(1),其中,所述外线和所述内线中的一者与另一者相比疏水性更高。
10.根据权利要求2所述的太阳能电池板(1),其中,所述外线和所述内线中的一者具有比另一者更高的透氧性。
11.一种用于生产根据权利要求1至10中任一项所述的太阳能电池板(1)的方法,所述太阳能电池板包括:一个或多个独立的太阳能电池单元(4),其中,每个独立的太阳能电池单元(4)包括一个或多个太阳能电池模块(6),所述方法包括:
-提供适合于辊对辊沉积的第一柔性基板部分和第二柔性基板部分(10,20);
-对于每个太阳能电池模块(6):
ο在所述第一基板的预定部分上提供第一组电极(52),
ο在所述第二基板的预定部分上提供第二组电极(522),
ο在所述第一组电极和所述第二组电极(52,522)中的一组电极上提供第一有机活性层(53),
-在所述第一基板和/或所述第二基板(2,3)上提供至少一个粘合材料层(5),该至少一个粘合材料层(5)是连续的或不连续的并且包围所述一个或多个太阳能电池单元(4)中的每一个;
-以辊对辊工艺通过热和压力将所述第一基板部分和所述第二基板部分(2,3)层压在一起,使得
ο该第一粘合材料层(5)将该第一基板和该第二基板(2,3)彼此粘合,
ο并且对于每个太阳能电池模块(6):
■该活性层(53)在空间上布置在所述多个第一电极与所述多个第二电极(52,522)之间、并且与所述多个第一电极和所述多个第二电极电接触,
其中,在所述层压之后,所述至少一个粘合材料层形成至少一个连续线或条带,该至少一个连续线或条带包围所述太阳能电池单元(4)中的相应太阳能电池单元,并且所述至少一个连续线或条带的厚度在正交于所述基板的方向上为至多10μm。
12.根据权利要求11所述的生产太阳能电池板(1)的方法,其中,所述第一粘合材料的厚度在所述层压之后为至多10μm。
13.根据权利要求11或12所述的生产太阳能电池板(1)的方法,其中,该方法进一步包括向所述至少一个太阳能电池模块(6)中的每一个提供第二粘合材料的多个不连续部分,该多个不连续部分在空间上布置在所述太阳能电池模块(6)内。
14.根据权利要求13所述的生产太阳能电池板(1)的方法,其中,该方法进一步包括以辊对辊工艺通过热和压力将所述第一基板部分和所述第二基板部分(10,20)层压在一起,使得对于每个太阳能电池模块(6),该第二粘合材料的所述多个不连续部分将所述太阳能电池模块(6)的两个相对部分彼此粘合。
15.根据权利要求13所述的生产太阳能电池板(1)的方法,其中,所述第一粘合材料和/或所述第二粘合材料在干燥之后在与所述基板平行的方向上具有至少10nm和/或至多1mm的宽度。
16.根据权利要求11所述的生产太阳能电池板(1)的方法,其中,在所述第一组电极和所述第二组电极(52,522)中的另一组电极上提供第二有机活性层。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101297409A (zh) * | 2005-07-12 | 2008-10-29 | 科纳卡技术股份有限公司 | 转移光伏电池的方法 |
CN103370796A (zh) * | 2010-12-01 | 2013-10-23 | 迪睿合电子材料有限公司 | 薄膜太阳能电池模块和制备薄膜太阳能电池模块的方法 |
CN105164774A (zh) * | 2013-04-15 | 2015-12-16 | 光州科学技术院 | 太阳能电池模块及其制备方法 |
TW201830753A (zh) * | 2016-08-02 | 2018-08-16 | 日本瑞翁股份有限公司 | 太陽電池模組及太陽電池模組之製造方法 |
EP3364474A1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-08-22 | Epishine AB | Laminated solar cell module |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100995073B1 (ko) * | 2004-04-23 | 2010-11-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 염료감응 태양전지의 모듈 및 그 제조방법 |
US10103359B2 (en) * | 2008-04-09 | 2018-10-16 | Agency For Science, Technology And Research | Multilayer film for encapsulating oxygen and/or moisture sensitive electronic devices |
-
2019
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101297409A (zh) * | 2005-07-12 | 2008-10-29 | 科纳卡技术股份有限公司 | 转移光伏电池的方法 |
CN103370796A (zh) * | 2010-12-01 | 2013-10-23 | 迪睿合电子材料有限公司 | 薄膜太阳能电池模块和制备薄膜太阳能电池模块的方法 |
CN105164774A (zh) * | 2013-04-15 | 2015-12-16 | 光州科学技术院 | 太阳能电池模块及其制备方法 |
TW201830753A (zh) * | 2016-08-02 | 2018-08-16 | 日本瑞翁股份有限公司 | 太陽電池模組及太陽電池模組之製造方法 |
EP3364474A1 (en) * | 2017-02-20 | 2018-08-22 | Epishine AB | Laminated solar cell module |
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