CN112789745A - 层压模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于层压包括串联电连接的多个太阳能电池的太阳能电池模块的方法。该方法包括：提供适用于辊对辊沉积的第一柔性基板部分和第二柔性基板部分；在所述第一基板部分上提供多个第一电子导体，并且在所述第二基板部分上提供多个第二电极，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极被提供为在空间上分离的条带，使得形成多个间隙；在该第一电极和该第二电极的一端上沉积电子导体，并且在所述多个第一电极或所述多个第二电极上沉积连续或不连续活性层，其中，所述连续或不连续活性层是有机活性层；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层压在一起，使得该电子导体与布置在相对基板上的相应电子导体物理接触并且该活性层与所述多个第一电极或所述多个第二电极中的另一个物理接触，并且使得该活性层与所述多个第一电极和所述多个第二电极电气接触。该多个第一电极被布置成相对于所述多个第二电极偏移，使得所述多个第二电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙至少在一个方向上被所述多个第一电极中的相应一个第一电极部分地或完全覆盖。本发明还涉及一种太阳能电池模块。

Description

层压模块
技术领域
本发明涉及一种层压太阳能电池模块及其生产方法。
背景技术
为了缓解全球变暖，能量生成必须从由化石燃料主导改变为气候影响小的来源。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。
在印刷期间在活性层中形成针孔是已知的问题，该问题可能导致两个电极之间的直接接触，这使太阳能电池短路并因此使性能劣化。基于半导电有机分子的当前印刷太阳能电池和太阳能电池模块的问题在于产生延伸穿过活性层的针孔的风险相对较大。此类针孔由于它们会导致短路而通常会降低太阳能电池的效率，并且因此印刷太阳能电池或太阳能电池模块的部件将无法正常工作。需要改进现有技术水平以便克服该问题。
发明内容
本发明的目的是改进现有技术水平并减轻上述问题中的至少一些问题。通过用于生产层压太阳能电池模块的方法和这种太阳能电池模块来实现这些和其他目的。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于层压包括串联电连接的多个太阳能电池的太阳能电池模块的方法，其中，所述方法包括：
-提供适用于辊对辊沉积的第一柔性基板部分和第二柔性基板部分；
-在所述第一基板部分上提供多个第一电极，并且在所述第二基板部分上提供多个第二电极，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极被提供为在空间上分离的条带，使得在所述第一基板部分上的所述多个第一电极中的电极之间、以及在所述第二基板部分上的所述多个第二电极中的电极之间形成多个间隙，每个间隙被布置在两个相邻的第一电极的两个相邻端部之间或两个相邻的第二电极的两个相邻端部之间；
-在所述多个第一电极和所述多个第二电极上提供连续或不连续活性层，其中，所述连续或不连续活性层是有机活性层；
-提供多个第一电子导体，每个第一电子导体与所述第一电极中的相应一个第一电极物理接触，并与所述两个相邻的第一电极的两个相邻端部中的仅一个端部物理接触；
-提供多个第二电子导体，每个第二电子导体与所述第二电极中的相应一个第二电极物理接触，并与所述两个相邻的第二电极的两个相邻端部中的仅一个端部物理接触；
-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层压在一起，使得所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层(14，24)彼此物理接触，并且与所述多个第一电极和所述多个第二电极两者电接触；
其中，所述多个第一电极被布置成相对于所述多个第二电极偏移，使得所述多个第二电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第一电极中的相应一个第一电极的与所述多个第一电子导体中的相应一个第一电子导体物理接触的该仅一个端部完全或部分地覆盖，并且使得所述多个第一电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第二电极中的相应一个第二电极的与所述多个第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触的该仅一个端部完全或部分地覆盖，并且所述多个第一电子导体中的每一个第一电子导体被布置成与所述多个所述第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触。
表述“热层压的”意指在制造该太阳能电池模块期间，使用热和压力通过层压使该第一活性层和该第二活性层彼此物理接触并彼此附接。因此，在高温下执行该层压。
第一连续或不连续活性层和第二连续或不连续活性层在层压时、即在要层压时被暴露。因此，当在层压步骤中使分别包括所述第一活性层和所述第二活性层的两个基板部分放在一起时，使暴露的连续或不连续活性层彼此物理接触。通过使活性层彼此物理接触来层压太阳能电池意味着在层压的太阳能电池模块的活性层之间不存在其他层，比如粘合剂层。在本申请中，表述“物理接触”和“直接物理接触”可互换使用，并且两个表述都意味着两个特征被布置成彼此接触而没有任何中间特征，比如分离的粘合剂层。根据本发明的第二方面，提供了一种用于层压包括串联电连接的多个太阳能电池的太阳能电池模块的方法，其中，所述方法包括：
-提供适用于辊对辊沉积的第一柔性基板部分和第二柔性基板部分；
-在所述第一基板部分上提供多个第一电极，并且在所述第二基板部分上提供多个第二电极，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极被提供为在空间上分离的条带，使得在所述第一基板部分上的所述多个第一电极中的电极之间、以及在所述第二基板部分上的所述多个第二电极中的电极之间形成多个间隙，每个间隙被布置在两个相邻的第一电极的两个相邻端部之间或两个相邻的第二电极的两个相邻端部之间；
-在所述多个第一电极和/或所述多个第二电极上提供连续或不连续活性层，其中，所述连续或不连续活性层是有机活性层；
-提供多个第一电子导体，每个第一电子导体与所述第一电极中的相应一个第一电极物理接触，并与所述两个相邻的第一电极的两个相邻端部中的仅一个端部物理接触；
-提供多个第二电子导体，每个第二电子导体与所述第二电极中的相应一个第二电极物理接触，并与所述两个相邻的第二电极的两个相邻端部中的仅一个端部物理接触；
-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层压在一起，使得该连续或不连续活性层与所述多个第一电极和所述多个第二电极两者电接触；
其中，所述多个第一电极被布置成相对于所述多个第二电极偏移，使得所述多个第二电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第一电极中的相应一个第一电极的与所述多个第一电子导体中的相应一个第一电子导体物理接触的该仅一个端部完全或部分地覆盖，并且使得所述多个第一电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第二电极中的相应一个第二电极的与所述多个第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触的该仅一个端部完全或部分地覆盖，并且所述多个第一电子导体中的每一个第一电子导体被布置成与所述多个所述第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触。要强调的是，在所述第一方面和所述第二方面中列出的动作可以以任何逻辑顺序并且例如按照所述第一方面中列出的顺序来执行；即，该多个第二电子导体可以例如在该第一电子导体被设置在该第一基板上之前被设置在该第二基板上。
根据本发明的第三方面，提供了一种包括串联电连接的太阳能电池的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池模块包括：
-第一柔性基板部分，该第一柔性基板部分包括在空间上彼此分离的多个第一电极，该分离在所述第一电极之间形成多个第一间隙，每个第一间隙被布置在两个相邻的第一电极的两个相邻端部之间，其中，所述第一柔性基板部分适用于辊对辊沉积；
-第二柔性基板部分，该第二柔性基板部分包括在空间上彼此分离的多个第二电极，该分离在所述第二电极之间形成多个第二间隙，每个第二间隙被布置在两个相邻的第二电极的两个相邻端部之间，其中，所述第二柔性基板部分适用于辊对辊沉积；
-第一连续或不连续活性层，该第一连续或不连续活性层至少部分地覆盖所述多个第一电极中的每一个第一电极，并且被布置成与所述多个第一电极和所述多个第二电极两者电气接触或电子接触；
-第二连续或不连续活性层，该第二连续或不连续活性层至少部分地覆盖所述多个第二电极中的每一个第二电极，其中，所述第二活性层与所述多个第一电极和所述多个第二电极电气接触或电子接触；
其中，所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层被层压以致彼此物理接触和电子接触，并且所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层中的至少一个活性层是有机活性层；以及
-多个电子导体，每个电子导体被布置成与所述第一电极中的相应一个第一电极的相应端部、以及所述第二电极中的相应一个第二电极的相应端部物理接触，其中，两个相邻的第一电极的两个相邻端部中的仅一个端部与所述电子导体中的任一个电子导体物理接触，并且其中，两个相邻的第二电极的两个相邻端部中的仅一个端部与所述电子导体中的任一个电子导体物理接触；
并且
其中，所述多个第一电极被布置成相对于所述多个第二电极偏移，使得所述多个第二电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上通过所述多个第一电极中的相应一个第一电极的与相应第一电子导体物理接触的该仅一个端部被所述多个第一电极中的相应一个第一电极部分地或完全覆盖，并且使得所述多个第一电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第二电极中的相应一个第二电极的与所述多个第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触的该仅一个端部完全或部分地覆盖。
下面将使用坐标系来讨论该太阳能电池模块的方向和延伸。y方向与该第一基板部分和该第二基板部分正交或垂直。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方向两者。x方向可以平行于这些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开；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开。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，所述第一多个电极和所述第二多个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。
根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该方法进一步包括以下步骤：
-布置多个阴极改性层，在设置所述活性层与所述第一电极电子接触之前，每个阴极改性层与所述多个第一电极中的相应一个第一电极物理接触，
其中，优选地，所述多个第一电极中的每一个第一电极的表面积的至少40％或至少60％或至少80％或至少90％或至少95％与所述阴极改性层直接物理接触，
其中，可选地，所述阴极改性层的一部分被布置在所述相邻的第一电极中的两个第一电极的两个相邻端部之间。
根据至少一个示例，所述电子导体的横截面面积为所述第一电极的表面积的至多30％或至多20％或至多10％或至多5％，所述横截面是在与所述第一基板的延伸平行的平面中确定的，并且优选地是在所述第一电极与所述第二电极之间的中间位置确定的。
根据至少一个示例，电子导体包括导电材料，例如(但不限于)银、铜或炭黑。电子导体可以包括第一组分和第二组分，其中，该第一组分是导电材料，其可以在至少一个维度上以最大尺寸是至多25微米(或具有例如5、1或0.2微米的尺寸)的颗粒或棒的形式供应。导电颗粒可以与第二组分混合或嵌入其中，第二组分可以是用于提供粘合特性和机械稳定性的聚合物基质。聚合物基质可以例如由具有足够低的玻璃化转变温度的可交联材料或热塑性材料组成，使其变得足够粘以在热层压时产生持久的结合。可交联树脂的示例可以是(但不限于)环氧树脂或丙烯酸材料，并且热塑性聚合物材料的示例例如(但不限于)聚乙烯醇缩丁醛、乙基乙酸乙烯酯、聚苯乙烯丁二烯共聚物。
根据至少一个示例，该多个第一电子导体和该多个第二电子导体是粘合的或具有粘合特性，并且在层压期间，第一电子导体和第二电子导体彼此粘合。层压时，可以形成第一电极与第二电极之间的结合。
根据至少一个示例，电子导体与第一电极和/或第二电极物理接触；另外或替代性地，电子导体与第一电极和/或第二电极电子接触(即，在电子导体与第一电极和/或第二电极之间可能存在电子转移)；另外或替代性地，电子导体与第一电极和/或第二电极电接触(即，在电子导体与第一电极和/或第二电极之间可能存在电子转移和/或离子转移)。
根据至少一个示例并且在制造期间，电子导体在活性层之前或与该活性层同时被提供，并且活性层被提供为不连续活性层，例如条带，以使电子导体暴露，以便它可以与布置在另一个基板上的电子导体或电极进行接触。当在第一基板和/或第二基板上提供层时，可以使用该过程。
根据至少一个示例并且在制造期间，在电子导体之前提供活性层，并且当提供电子导体时，它穿透活性层以与由所述活性层覆盖的预定电极进行接触。在这种情况下，活性层可以被提供为稍后被电子导体穿透的连续活性层。
根据至少一个示例并且在层的层压期间，布置在基板中的一个基板上的电子导体可以穿透另一个基板上的活性层，以与布置在另一个基板上的电子导体或电极进行接触。
本发明的这些第一方面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两个方面都兼容。
提供在沉积之后与多个第一电极或多个第二电极物理接触的活性层降低了由该活性层中的针孔引起的短路的风险。通常，该多个第二电极可以是在该活性层的顶部上的湿沉积物，该活性层允许用电极材料填充该活性层中的针孔。这提高了在该多个第一电极中的一个第一电极与该多个第二电极中的一个第二电极之间直接接触的风险，该直接接触可能导致短路。在干燥之后使该活性层和该多个电极在一起而不是将这些电极湿沉积在该活性层的顶部上阻碍了该电极材料填充这些针孔，并且因此降低了短路的风险。此外，当提供在沉积之后彼此物理接触的第一活性层和第二活性层时，在沉积期间形成的针孔可以分别延伸穿过该第一活性层或该第二活性层，并且因此它们将不延伸该两个活性层的完整组合厚度。这也降低了该太阳能电池模块中短路的风险。因此，将实现更高效的太阳能电池模块。此外，与现有技术解决方案相比，可以省略或至少减少用于移除分路的后处理步骤。
此外，通过降低短路风险，根据本发明的这些太阳能电池模块特别适用于低光条件，因为避免分路电流对于此类应用更为关键。例如，这些太阳能电池模块可以用于室内能量采集应用。因此，根据本发明的至少另一个示例，根据本发明的第一方面至第三方面中任一方面层压的太阳能电池模块可以在比如室内等低光条件下用于室内能量采集。
将该多个第一电极布置成相对于该多个第二电极偏移实现了一种太阳能电池模块，其中与将该多个第一电极与该多个第二电极对准相比，该太阳能电池模块中的这些太阳能电池的活性区域更大程度地覆盖该基板区域，因为该太阳能电池模块允许两个相邻电极之间的距离较小。该活性区域是在该太阳能电池模块中串联连接的这些太阳能电池中的每一个太阳能电池的组合活性区域。该布置也可以促进这些太阳能电池模块的生产。
应当理解，表述“A在给定方向上覆盖B”意指与该给定方向平行并沿该给定方向导引的任何假想线将在行进穿过B之前行进穿过A。例如，垂直于该基板并沿正y方向导引的线在其行进穿过第二电极中的一个第二电极之前，将首先行进穿过该多个第一电极中的一个第一电极。完全覆盖意味着这对所有x值都有效，即对存在第一电极、还存在第二电极情况下的所有x值有效。部分覆盖意味着这对于一些x值有效，即对存在第一电极、还存在第二电极情况下的一些x值有效，但是对于存在第一电极、不存在第二电极情况下的一些x值，相反例如存在间隙。
本文陈述的关于太阳能电池的构造的内容对于在这些太阳能电池中的一个太阳能电池中使用的电极区域是真实的，在这些电极的边缘处(z方向)或在外电极处，这可能不被满足。
此外，应当理解，将该多个第一电极和该多个第二电极可以以交错的方式布置，其中该多个第一电极中的全部第一电极或除了一个第一电极之外的全部第一电极或除了两个第一电极之外的全部第一电极完全覆盖该多个第二电极之间的该多个间隙中的相应一个间隙，其中该多个第二电极中的全部第二电极或除了一个第二电极之外的全部第二电极或除了两个第二电极之外的全部第二电极完全覆盖所述多个第一电极之间的所述多个间隙中的相应一个间隙。
根据本发明的至少一个示例实施例，该多个第一电极和该多个第二电极被布置成使得经由相应电极的一个部分处的电子导体、以及经由相应电极的另一部分或其余部分处的连续或不连续活性层实现这些电极之间的电连接。
根据本发明的至少一个示例实施例，该多个第一电极是至少3、5、10、50、100、500、1000或3000个电极，和/或至多10、50、100、500、1000或3000个电极；即，所述多个电极中的电极数量可以在例如3至1000的范围内。另外或替代性地，该多个第二电极是至少3、5、10、50、100、500、1000或3000个电极，和/或至多10、50、100、500、1000或3000个电极；即，在所述多个电极中的电极的数量可以在例如3至1000的范围内。该多个第一电极和该多个第二电极可以包括相同或不同数量的电极。
根据本发明的至少一个示例实施例，该多个第一电极和该多个第二电极中的每一个电极在x方向上的宽度可以是1mm至20mm、或至少2mm至15mm、或2mm至10mm。对于所有这些电极，该宽度可以相同，或者该宽度可以在电极之间变化。
根据本发明的至少一个示例实施例，该多个第一电极和该多个第二电极中的每一个电极在z方向上的长度可以是至少10mm、或至少20mm、或至少50mm、或至少100mm、或至少300mm、或至少500mm、或至少1000mm。这些电极的长度可以由该第一基板部分或该第二基板部分的长度限制。该第一基板部分和该第二基板部分可以是例如0.5m、或1m、或5m、或10m长，但是根据本发明的一些实施例，该第一基板部分和/或该第二基板部分也可以是至多几百米长。例如，可以将这些基板部分设置在辊上，这种辊可以包括一个或若干个基板部分。另外或替代性地，该多个第一电极和该多个第二电极中的每一个电极在z方向上的长度可以是该基板部分在相同方向上的长度的至少70％、或至少80％、或至少90％。这些电极的长度可以与该基板部分的长度相同。另外或替代性地，这些电极的长度可以是该多个第一电极和该多个第二电极中的每一个电极的宽度的至少两倍、或三倍、或五倍。根据一个示例，如果这些电极中的一个电极在x方向上的宽度是20mm，则此电极在z方向上的长度可以至少为40mm、或至少60mm、或至少100mm。根据另一示例，如果该多个第一电极或该多个第二电极中的每一个电极在x方向上的宽度是9mm，则该多个第一电极或该多个第二电极中的每一个电极在z方向上的长度可以是至少300mm。
根据至少一个示例实施例，该多个第一电极和/或该多个第二电极和/或接触电极(以下呈现)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:PSSPH1000。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)、银(Ag)、及其组合。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，并且它们可以具有线性或非线性(例如弯曲)的任何延伸。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。
根据本发明的至少一个示例实施例，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。
根据本发明的至少一个示例实施例，可以通过加成方法或减去方法提供，例如蒸发、喷涂或印刷该多个第一电极和该多个第二电极。当使用加成方法时，将这些电极作为条带分别直接设置在该第一基板部分和该第二基板部分上。更详细地，所述电极可以在第一基板部分和第二基板部分上设置为条带，在所述条带与所述基板之间没有任何粘合剂层。减去方法包括第一步骤和第二步骤，在该第一步骤中，在该第一基板部分和/或该第二基板部分的基本上整个表面区域各处提供该电极材料，该第二步骤包括移除该电极材料，使得例如通过激光烧蚀分别形成该多个第一电极和该多个第二电极。通过使用这种减去方法，可以减小在该多个第一电极中的每一个第一电极和/或在该多个第二电极中的每一个第二电极之间形成的间隙区域，即，可以减小在该多个第一电极中的每一个第一电极和/或在该多个第二电极中的每一个第二电极之间的距离。减小该间隙区域允许更大的太阳能电池光敏区域，并且因此该太阳能电池模块的容量将增加。替代性地，可以在层压步骤之后执行该减去方法的该第二步骤，例如激光烧蚀。因此，可以通过PET基板完成该第二步骤，例如激光烧蚀。
根据本发明的至少一个示例实施例，这些间隙在x方向上的宽度可以在0.01mm至10mm范围内、或优选地在0.02mm至5mm的范围内、或甚至更优选地在0.05mm至3mm的范围内。这些间隙在x方向上的宽度可以根据提供该多个第一电极和该多个第二电极的方法而变化。如果利用加成方法提供这些电极，则这些间隙在x方向上的宽度可以在0.5mm至3mm的范围内，例如1mm。如果利用减去方法(例如使用激光烧蚀)提供这些电极，则这些电极可以在0.01mm至0.2mm的范围内，例如0.05mm。
根据本发明的至少一个示例实施例，该方法进一步包括提供第一接触电极和第二接触电极的步骤。可以将该第一接触电极和该第二接触电极在该第一基板部分和/或该第二基板部分上提供。可以将该第一接触电极和该第二接触电极在同一基板部分上提供，或可以将它们在不同的基板部分上提供。该接触电极可以包括一个或多个层，该层可以在z方向上具有相同或不同的延伸，并且它们在x方向上还可以具有相同或不同的宽度。进一步地，这些层可以包括相同或不同的材料。根据至少一个示例，两个接触电极被布置在太阳能电池的不同侧向侧上。换句话说，接触电极被布置为外部电极，并且第一电极和第二电极被布置在这些电极之间或其内，例如，如在x方向上所见。
根据本发明的至少一个示例实施例，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。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。
根据本发明的至少一个示例实施例，接触电极包括电极材料，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，或者可以是不同的电极材料。
根据本发明的至少一个示例实施例，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250nm至1050nm的范围内(比如在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)。此外，所述化合物应能够由于此种光的吸收而提供电荷，或替代性地由于此种光的吸收而提供光电压。因此，该连续或不连续活性层可以称为光伏层。根据至少一个示例实施例，该连续或不连续活性层的效率为每个吸收的光子至少0.001个电子-空穴对、或每个吸收的光子至少0.1个电子-空穴对、或更优选地每个吸收的光子至少0.7个电子-空穴对。
根据至少一个示例实施例，连续活性层可以是一种活性层，该活性层在x方向和z方向两者上完全或部分地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，该第一连续活性层可以完全或部分地覆盖该多个第一电极和那些电极之间的该多个间隙两者。以相同方式，该第二连续活性层可以完全或部分地覆盖该多个第二电极和那些电极之间的该多个间隙两者。换句话说，可以在该多个第一电极和该多个第二电极、可选地为其裸露或暴露部分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、可选地为其裸露或暴露部分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。当在活性层之后提供电子导体时，可以例如使用全局层或连续层。根据至少一个示例，电子导体设置有使活性层溶解的成分。
根据至少一个示例实施例，不连续活性层可以包括多个层区段，其中，每一个层区段是至少在x方向上仅覆盖电极或仅覆盖该电极的一部分的活性层。在z方向上，每一个层区段优选地覆盖整个电极或该电极的所述部分。换句话说，这些层区段在x方向上并且可选地还在z方向上由层区段间隙分离。因此，该第一活性层可以是第一不连续活性层，该第一不连续活性层覆盖所述多个第一电极中的这些电极或该多个第一电极中的每一个电极的至少一部分，并且该第一不连续活性层包括由第一层区段间隙分离的第一层区段。根据至少一个示例实施例，该多个第一电极中的这些电极之间的该多个间隙未被该第一不连续活性层覆盖或仅被该第二不连续活性层部分地覆盖。以相同方式，该第二活性层可以是第二不连续活性层，该第二不连续活性层覆盖所述多个第二电极中的这些电极，或该多个第二电极中的每一个电极的至少一部分，并且该第二不连续活性层包括由第二层区段间隙分离的第二层区段。根据至少一个示例实施例，该多个第二电极中的这些电极之间的该多个间隙未被该第二不连续活性层覆盖或仅被该第二不连续活性层部分地覆盖。
根据至少一个示例实施例，层区段间隙在0.01mm至1mm、3mm或5mm之间，比如在0.05mm至2mm之间，比如在0.1mm至0.3mm之间。
根据至少一个示例实施例，在该层压步骤期间使该第一不连续活性层和该第二不连续活性层物理接触。对于此类实施例，该第一不连续活性层和该第二不连续活性层一起形成连续的活性层。
根据至少一个示例实施例，该不连续活性层或该第一不连续活性层和/或该第二不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，对于该至少一个连续或不连续活性层，该供体材料可以是半导电聚合物或半导电小有机分子。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。该受体材料可以例如是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(PC61BM)、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，该至少一个连续或不连续活性层可以包括0.1wt％与90wt％之间的具有高带隙的聚合物，比如在30wt％与50wt％之间的此类聚合物。具有高带隙的聚合物与<250nm、或<350nm、或<450nm的吸收开始相对应，或替代性地该吸收开始被表示为>5eV、或>4eV、或>3eV的光学吸收开始。据此，改善了该至少一个连续或不连续活性层的稳定性和/或自粘特性。
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。
根据本发明的至少一个示例实施例，该有机活性层可以包括一种或若干种有机化合物。例如，该活性层可以包括一种、两种、三种或更多种有机化合物。因此，该有机活性层可以包括一种供体材料和一种受体材料，或该有机活性层可以包括两种供体材料和一种受体材料，或反之亦然。另外或替代性地，在不考虑污染物或痕量物质的情况下，该活性层可以由一种受体材料或一种供体材料组成。另外或替代性地，98wt％的该有机活性层仅由一种或若干种有机化合物(包括污染物和痕量物质)组成。
根据本发明的至少一个示例实施例，该至少一个连续或不连续活性层可以在整个层中包括相同的组成和/或在整个层中具有相同的厚度。应当理解，在相同的组成和/或相同的厚度的情况下，这意味着由于印刷过程中的自然变化，组成和/或厚度可以在整个层中变化。
根据本发明的至少另一个示例实施例，该至少一个连续或不连续活性层的组成和/或厚度可以在该太阳能电池模块的x-z平面上变化。因此，覆盖阳极部的该活性层的组成可以不同于覆盖阴极部的该活性层的组成。根据一个示例，阴极被布置在这些基板中的一个基板上，而阳极被布置在另一个基板上。进一步地，阳极可以被包括供体材料和受体材料的混合物(例如，本体异质结)覆盖，而阴极可以仅被受体材料或仅被供体材料覆盖。替代性地，阳极中的一个、多个或全部可以被第一供体材料和第一受体材料的第一混合物(例如，本体异质结)覆盖，而阴极中的一个、多个或全部可以被第二供体材料和第二受体材料的第二混合物(例如，本体异质结)覆盖。根据至少一个示例实施例，阴极中的一个、多个或全部可以被包括供体材料和受体材料的混合物(例如，本体异质结)覆盖，而阳极中的一个、多个或全部可以仅被受体材料或仅被供体材料覆盖。根据至少一个示例实施例，第一电极和/或第二电极包括改性层，该改性层可以是用于阴极的电子传输层或空穴阻挡层，或者是用于阳极的空穴传输层或电子阻挡层。对于此类实施例，该改性层可以被布置在覆盖该阴极部的该供体材料和该受体材料的该混合物与该电极的剩余部分之间。此外，覆盖该阳极部的该受体材料或该供体材料可以被布置成在x-z平面中与该改性层平行或相邻。
根据本发明的至少一个示例实施例，可以将该活性层的不同组成沉积为条带，这些条带在沉积之后形成覆盖该多个第一电极和/或该多个第二电极的连续活性层。此外，可以将该活性层的不同组成沉积为条带，这些条带在沉积之后形成覆盖该多个第一电极和/或该多个第二电极中的这些电极的不连续活性层。
根据至少一个示例实施例，这些条带可以在沉积之后一起形成连续或不连续活性层。换句话说，在沉积该至少一个活性层的步骤期间和之前，可以将该至少一个连续或不连续活性层称为至少一个活性层。此外，当形成连续活性层时，可以在该至少一个活性层的沉积期间或之后实现连续性。根据本发明的至少一个示例实施例，可以将该活性层的不同组分沉积为条带，这些条带在层压步骤之后一起形成覆盖该多个第一电极和/或该多个第二电极的连续或不连续活性层。根据本发明的至少一个示例实施例，具有例如供体材料和受体材料的该混合物的第一类型的条带是在所述多个第一电极和/或所述多个第二电极的这些阴极部上的沉积物。对于这些阴极部被可以是电子传输层和/或空穴阻挡层的改性层覆盖的实施例，可以将这些第一类型的条带沉积在该改性层上。此外，具有例如受体材料或供体材料的第二类型的条带是在所述多个第一电极和/或所述多个第二电极的该阳极部上的沉积物。因此，可以在所述多个第一电极和/或所述多个第二电极的这些电极的阴极部和阳极部上实行第一类型和第二类型活性层的条带的沉积。因此，这些第一类型和这些第二类型的活性层的条带将形成覆盖该多个第一电极和/或该多个第二电极的该连续或不连续活性层。
根据本发明的至少一个示例实施例，所述第一连续或不连续活性层或所述第二连续或不连续活性层可以是包括一种半导电有机化合物和无机化合物的混合活性层。该无机化合物可以是例如钙钛矿材料。另外或替代性地，该无机化合物可以是例如PbS、CdSe或金属氧化物(例如，氧化锌或氧化钛)的纳米颗粒、纳米棒或量子点。
根据本发明的至少一个示例实施例，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都可以是有机活性层。在此类实施例中，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是相同的，或它们可以彼此不同。例如，该第一连续或不连续活性层可以包括供体材料和受体材料，而该第二活性层可以仅包括受体材料。此外，与该第二活性层相比，该第一活性层可以包括相同或不同的供体材料和/或受体材料。另外或替代性地，该供体材料和该受体材料之间的比率可以相同，或它们在该第一活性层和该第二活性层中可以不同。
根据本发明的至少一个示例实施例，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的沉积可以通过各种沉积技术来完成，例如它们可以通过蒸发、喷涂、印刷或涂布来沉积。印刷可以是例如丝网印刷、凹版印刷或柔性版印刷。涂布可以例如是槽模涂布或刮刀涂布。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通过相同的技术来沉积，或它们可以使用不同的技术来沉积。
根据本发明的至少一个示例实施例，该至少一个活性层可以是来自溶剂或溶剂混合物的沉积物。该至少一种溶剂可以选自包括但不限于以下的列表：二甲苯、邻二甲苯、甲苯、四氢化萘、氯仿、氯苯、二氯苯、邻二氯苯、对茴香醛。
根据本发明的至少一个示例实施例，可以通过以下步骤将该第一基板部分和/或该第二基板部分提供为一个基板块件：提供多个第一电极和多个第二电极，并且沉积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。然后，该方法将进一步包括在该层压步骤之前的以下步骤：折叠所述一个基板块件，使得形成第一基板部分和相对的第二基板部分，或将所述一个基板块件切割成第一基板部分和第二基板部分。根据本发明的至少另一个示例实施例，可以通过该方法的所有步骤分离该第一基板部分和该第二基板部分。
根据本发明的至少一个示例实施例，在辊对辊工艺中利用一个或若干个层压辊进行该层压步骤。该层压辊可以施加热和压力两者。可以例如通过两个加热的层压辊之间的辊隙进行该层压，使得当该第一基板部分和该第二基板部分通过该辊隙时施加热和压力。根据至少一个示例实施例，可以通过若干个辊隙进行该层压，其中每一个辊隙位于加热的层压辊之间。
根据本发明的至少一个示例实施例，该方法进一步包括以下步骤：
-通过在该多个第一电极和/或该多个第二电极中的每一个电极上提供部分地覆盖所述多个第一电极和/或所述多个第二电极中的每一个电极的改性层，为所述多个第一电极中的每一个第一电极和所述多个第二电极中的每一个第二电极提供阳极部和阴极部。该改性层是在沉积活性层的步骤之前沉积的。当在层压之前使第一基板部分和第二基板部分对准时，优选的是，该多个第二电极中的一个第二电极的阳极部在与基板正交的方向上被该多个第一电极中的一个第一电极的阴极部覆盖。换句话说，该多个第二电极中的一个第二电极的阳极部面向该多个第一电极中的一个第一电极的阴极部。换句话说，该多个第一电极中的一个第一电极的阳极部在沿x-z方向延伸的平面中被该多个第一电极中的一个第一电极的阴极部覆盖。
根据本发明的至少一个示例实施例，该改性层可以是电子传输层或空穴传输层。例如，当电极材料是导电聚合物(例如，PEDOT:PSS)时，该多个第一电极和该多个第二电极可以设置有电子传输层，该电子传输层完全或部分地覆盖作为阴极的该多个第一电极或该多个第二电极中的一者，并且为电极提供空穴阻挡特性。
根据本发明的至少一个示例实施例，该电子传输层可以包括金属氧化物、含氮化合物、含磷化合物、含硫化合物及其组合。该金属氧化物可以是例如氧化锌(ZnO)、氧化钛(TiO)或氧化铬(CrO)。含氮化合物可以是例如含有胺或亚胺的化合物，例如聚乙烯亚胺(PEI)、乙氧基化聚乙烯亚胺(PEIE)或组氨酸。该电子传输层可以例如包括PEI和金属氧化物的混合物。另外或替代性地，该电子传输层可以包括两个或更多个子层。例如，该电子传输层可以包括第一子层和第二子层，该第一子层包括含有胺或亚胺的化合物，该第二子层包括金属氧化物。
根据本发明的至少一个示例实施例，该空穴传输层可以包括导电聚合物、金属氧化物或其组合。该导电聚合物可以例如是PEDOT:PSS。该金属氧化物可以是例如氧化钨(WO3)、氧化钼(MOx)或氧化钒(V2O5)。
根据本发明的至少一个示例实施例，通过沉积完全或部分地覆盖该多个第二电极中的每一个第二电极的空穴传输层，该多个第二电极中的每一个第二电极设置有阳极部，和/或通过沉积完全或部分地覆盖该多个第一电极中的每一个第一电极的电子传输层，该多个第一电极中的每一个第一电极设置有阴极部。可以同时或随后沉积该电子和空穴传输层。
根据本发明的至少一个示例实施例，通过热和压力进行的该层压步骤在50℃至300℃的范围内、或优选地在50℃至200℃的范围内、或更优选地在100℃至140℃的范围内的温度下执行。另外或替代性地，通过热和压力进行的该层压步骤在至少50℃、或至少100℃、或至少130℃、或至少150℃、或至少200℃的温度下执行。另外或替代性地，通过热和压力进行的该层压步骤在低于300℃、或低于250℃、或低于200℃、或低于150℃的温度下执行。
根据本发明的至少一个示例实施例，通过热和压力进行的该层压步骤在1巴至50巴的范围内、或更优选地在3巴至10巴的范围内的压力下。另外或替代性地，该压力高于1巴、或高于2巴、或高于3巴、或高于5巴。另外或替代性地，该压力低于50巴、或低于30巴、或低于20巴、或低于15巴、或低于10巴。
根据本发明的至少一个示例实施例，通过辊对辊涂布进行沉积该活性层或该第一活性层和该第二活性层的步骤。可以用各种技术，例如但不限于槽模涂布、刮刀涂布、凹版涂布、反向凹版涂布或旋转丝网印刷进行辊对辊涂布。
应当理解，表述“热层压的”意指在制造该太阳能电池模块期间，使用热和压力通过层压使该第一活性层和该第二活性层彼此物理接触并彼此附接。因此，在高温下执行该层压。
与热层压之外的其他工艺(例如，依次涂布或印刷)相比，需要粘合剂层以将例如顶部基板附接到该太阳能电池堆叠。由于通过热层压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来制造根据本发明第四方面的太阳能电池模块，因此不需要这种粘合剂层，更详细地，通过以下来制造该太阳能电池模块：使具有所述多个第一电极和所述第一连续或不连续活性层的该第一基板面向具有所述多个第二电极和所述第二连续或不连续活性层的该第二基板，并且因此该第一基板和该第二基板通过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彼此附接。因此，对于根据本发明的第四方面的太阳能电池模块，在这些层中的任何层之间不存在单独的粘合剂层。此外，与通过依次涂布或印刷制造的太阳能电池模块相比，这些层的脱层可能引起该电池损坏，该脱层通常发生在该活性层与这些电极之间，而对于本发明的第四方面的该太阳能电池模块，所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层被热层压以致物理接触，该电池中的损坏通常发生在所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层之间。
根据本发明的至少一个示例实施例，在50℃至300℃的范围内、或优选地在50℃至200℃的范围内、更优选地在100℃至140℃的范围内的温度下将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热层压以致物理接触。另外或替代性地，通过热和压力进行的该层压步骤在至少50℃、或至少100℃、或至少130℃、或至少150℃、或至少200℃的温度下执行。另外或替代性地，通过热和压力进行的该层压步骤在低于300℃、或低于250℃、或低于200℃、或低于150℃的温度下执行。
根据本发明的至少一个示例实施例，在该同一连续基板上可以存在在彼此之后印刷的一个或若干个太阳能电池模块。该连续基板可以包括一个或若干个基板部分。
根据本发明的至少一个示例实施例，该第一活性层和所述第二活性层都是包括至少一种导电有机化合物的有机活性层；
其中，该半导电有机化合物在所述第一活性层和所述第二活性层中是相同的；或者
其中，该半导电有机化合物在所述第一活性层和所述第二活性层中是不同的。
根据本发明的至少一个示例实施例，该有机活性层可以包括一种或若干种有机化合物。例如，该活性层可以包括一种、两种、三种或更多种有机化合物。因此，该有机活性层可以包括一种供体材料和一种受体材料，或该有机活性层可以包括两种供体材料和一种受体材料，或反之亦然。另外或替代性地，在不考虑污染物或痕量物质的情况下，该活性层可以由一种受体材料或一种供体材料组成。
根据本发明的至少一个示例实施例，该多个第一电极和/或该多个第二电极两者均是半透明的。
根据本发明的至少一个示例实施例，所述半透明电极包括金属氧化物、导电有机化合物或其组合。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。例如，该导电聚合物可以例如是PEDOT:PSS或其变体，例如PEDOT:PSS PH1000。该金属氧化物可以是例如氧化铟锡(ITO)或氧化铝锌(AZO)。
根据本发明的至少一个示例实施例，该多个第一电极或所述多个第二电极是金属电极。因此，该多个第一电极或该多个第二电极可以是不透明的。
根据至少一个示例实施例，该金属可以选自包括但不限于以下各项的列表：铝(Al)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)、金(Au)和银(Ag)。
根据本发明的至少一个示例实施例，该第一基板部分和/或该第二基板部分包括部分或完全透明的聚合物膜，该聚合物膜的厚度在1μm至1000μm、或更优选地30μm至150μm的范围内。具有厚度在1μm至1000μm的范围内的聚合物膜为该太阳能电池模块提供所期望的刚度。较厚的基板可以提供更具刚性的太阳能电池模块。
根据本发明的至少一个示例实施例，该第一基板部分和/或该第二基板部分可以包括UV-阻挡层。另外或替代性地，该第一基板部分和/或该第二基板部分可以包括氧气和/或水蒸气阻挡件。
根据本发明的至少一个示例实施例，该多个第一电极和/或所述多个第二电极被改性层部分地覆盖。该改性层可以是例如电子传输层或空穴传输层。该改性层将该多个第一电极中的每一个第一电极和/或该多个第二电极中的每一个第二电极分成阳极部和阴极部。
根据至少一个示例实施例，多个所述第一电极和/或该多个第二电极可以被电子传输层和空穴传输层两者覆盖。
根据至少一个示例实施例，该改性层的厚度在1nm至200nm的范围内、或在3nm至100nm的范围内、或在5nm至50nm的范围内。
根据本发明的至少一个示例实施例，该改性层可以包括一个或若干个子层。
根据本发明的至少一个示例实施例，该太阳能电池模块包括活性区域，并且其中，所述活性区域覆盖所述第一基板部分和/或所述第二基板部分的表面区域的至少20％、或至少40％、或至少60％、或至少80％、或至少90％、或至少95％。该活性区域是在该太阳能电池模块中串联连接的这些太阳能电池中的每一个太阳能电池的组合活性区域。
应当理解，第一电极的阳极部和第二电极的相对阴极部(即在y方向上覆盖所述阳极部的阴极部)的每一个对与被布置在该阳极部与该阴极部之间的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一起形成一个太阳能电池。同样地，第一电极的阴极部和第二电极的相对阳极部(即在y方向上覆盖所述阴极部的阳极部)的每一个对与被布置在该阴极部与该阳极部之间的该第一连续或不连续层和该第二连续或不连续层一起形成一个太阳能电池。这种太阳能电池的活性面积是该太阳能电池的宽度(即被阴极部覆盖的阳极部的宽度)乘以被所述阴极部覆盖的所述阳极部的长度。
根据本发明的至少一个示例实施例，所述多个第一电极和所述多个第二电极的厚度在20nm至2000nm的范围内、更优选地在50nm至300nm之间。另外或替代性地，该多个第一电极和该多个第二电极的厚度为至少20nm、或至少30nm、或至少50nm、或至少75nm、或至少100nm、或至少300nm。另外或替代性地，该多个第一电极和该多个第二电极的厚度小于2000nm、或小于100nm、或小于750nm、或小于500nm、或小于300nm、或小于200nm。选择该多个第一电极和该多个第二电极的厚度，使得电阻与透明度平衡，以根据使用区域实现该太阳能电池模块的性能和美观的最佳组合。
根据本发明的至少一个示例实施例，所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层的组合厚度在30nm至1000nm的范围内、更优选地在80nm至350nm之间。换句话说，该第一连续或不连续活性层的厚度加上该第二连续或不连续活性层的厚度在30nm至1000nm的范围内、或更优选地在80nm至350nm之间。另外或替代性地，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的组合厚度为至少30nm、或至少50nm、或至少80nm、或至少90nm、或至少100nm、或至少150nm。另外或替代性地，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的组合厚度小于1000nm、或小于800nm、或小于500nm、或小于350nm、或小于250nm、或小于200nm。选择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的厚度，使得最大化光吸收，同时仍允许电荷传输到这些电极。应当理解，所提及的厚度是干燥后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的组合厚度。
根据本发明的至少一个示例实施例，该第一活性层和该第二活性层可以具有相同的厚度。换句话说，该第一活性层的厚度是该组合厚度的一半，并且该第二活性层的厚度是该组合厚度的另一半。根据本发明的至少另一个实施例，该第一活性层和该第二活性层的厚度彼此不同。
根据至少一个示例实施例，可以将该太阳能电池模块称为PV-电池模块或光伏装置。太阳能电池模块也可以被称为光采集模块，因为太阳能以及比如低光源或室内光等其他光源可以用于产生电力。
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1示出了根据本发明的至少一个实施例的太阳能电池模块的示意性截面视图；
图2a示出了根据本发明的至少一个实施例的图1中的太阳能电池模块在层压前的示意性截面视图；
图2b示出了图2a所示的太阳能电池的视图的放大图。
图2c示出了根据本发明的至少一个实施例的图1中的太阳能电池模块在层压后的示意性截面视图。
图2d示出了根据本发明的至少一个实施例的图1中的太阳能电池模块在层压前的示意性截面视图；
图2e示出了图2d所示的太阳能电池的视图的放大图。
图2f示出了根据本发明的至少一个实施例的图1中的太阳能电池模块在层压后的示意性截面视图。
图3a和图3b示出了根据本发明的至少一个实施例的太阳能电池模块的示意性截面视图；
图4示出了根据本发明的至少一个实施例的太阳能电池模块的示意性截面视图；
图5示出了根据本发明的至少一个实施例的用于层压太阳能电池模块的方法的示意图；
图6示出了根据本发明的至少一个示例实施例的辊对辊层压的示意图；
具体实施方式
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。
图1和图2示出了太阳能电池模块1的示意图。图1示出了太阳能电池模块1的截面顶视图。图2a、图2b、图2c示出了同一太阳能电池模块1的不同截面视图，其中，截面是沿图1中的虚线a-a截取的。图1所示的截面是沿图2中的虚线b-b截取的。因此，图1所示的截面与图2a、图2b、图2c所示的截面的下半部分相对应。图1和图2包括示出了x方向、y方向和z方向的坐标系。图2c示出了包括5个太阳能电池的太阳能电池模块，图2a示出了层压前与图2c所示相同的太阳能电池，其中，第一活性层和第二活性层被暴露，并且图2b示出了图2a所示视图的一部分的放大图，该放大图包括一个完整的太阳能电池和两个局部的太阳能电池。该坐标系用于描述和可视化太阳能电池模块1以及太阳能电池模块的不同部件的方向或延伸。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。
如图1和图2所示，太阳能电池模块1包括第一柔性基板部分10以及第一不连续活性层14，该第一柔性基板部分上布置有多个第一电极12。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12适用于辊对辊加工方法，例如辊对辊印刷、辊对辊涂布和辊对辊层压。
将多个第一电极12作为基本上平行的条带并排设置在第一基板部分10上。多个第一电极12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1所示，第一基板部分10和多个第一电极12的最长延伸在此是相同的方向。多个第一电极12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12之间形成多个间隙15。间隙的宽度表示为wg，在图2a、图2b中，间隙填充有所述活性层的一部分。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，多个第一电极12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。
如在图2a至图2c中所见，太阳能电池模块1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构造。换句话说，存在多个第二电极22和第二连续活性层24。
多个第二电极22作为条带设置在第二基板部分20上，并且被布置成使得它们在x方向上彼此在空间上分离，该分离在所述第二电极22之间形成多个间隙25。
该多个第一电极中的每一个电极包括第一侧向端31’和第二侧向端31”，同样，该多个第二电极中的每一个电极包括第一侧向端32’和第二侧向端32”。所述第一电极的每个相应的第一侧向端31’被布置成与相应的电子导体33电子接触，并且所述电子导体33中的每个电子导体被设置成与所述第二电极的相应的第二侧向端32”电子接触，从而使所述第一电极和所述第二电极串联连接。为了避免短路，每个电极仅与一个电子导体33物理接触。根据至少一个示例，所述第一电极12中的每个第一电极被布置成使得存在一个相应的第二电极22，该第二电极主要覆盖第一电极中的相应一个第一电极(称为相对的第二电极)；并且在主要覆盖第一电极中的相应一个第一电极的该相对的第二电极旁边布置有相邻的第二电极。电子导体在相应的第一电极与该相邻电极之间延伸。
这里，第一接触电极16a和第二接触电极16b被布置在不同的基板部分上。这里，第一接触电极16a被布置在第一基板部分10的第一侧向侧10’处，并且第二接触电极16b被布置在第二基板部分20的第二侧向侧处。如在x方向上所见，多个第一电极12在空间上被布置在第一接触电极16a和第二接触电极16b之间。因此，第一接触电极16a和第二接触电极16b是外电极。应当注意，在此，第一接触电极16a和第二接触电极16b不是多个第一电极12的一部分。换句话说，多个第一电极12是第一接触电极16a和第二接触电极16b之间的电极。除了用作与多个第一电极12相同的目的之外，第一接触电极16a和第二接触电极16b还用于将太阳能电池模块连接到在太阳能电池模块1使用时用于收集电力的单元(未示出)。该连接经由布置在同一基板上的第一母线17a和第二母线17b完成。在图2a至图2c中，接触电极16a、16b的相应部分的未被第一活性层14覆盖的部分用于连接太阳能电池模块以用于收集电力。一个、两个或更多个附加层16c、16d可以可选地用于实现接触电极16b与母线17b之间的电子接触，例如当这些被布置在不同的基板上时。替代性地，第二母线17b可以被布置在第二基板上，例如与第二接触电极16b直接物理接触，从而使附加层16c、16d多余；即，第一母线17a、第二母线17b被布置在不同的基板上。通常，也可以省略第一母线和第二母线，并且外部布线可以直接连接至所述第一接触电极和/或所述第二接触电极，而不是直接连接至所述第一母线17a和/或所述第二母线17b。
多个第二电极22被布置成与多个第一电极12平行并且面向该多个第一电极。此外，多个第二电极22被布置成相对于多个第一电极12在x方向上偏移，使得多个第一电极12之间的所述多个间隙15中的每一个间隙被多个第二电极22中的相应一个第二电极部分地覆盖。因此，当沿负y方向看时，多个第一电极12将通过多个第二电极22之间的间隙25部分地可见。因此，多个第二电极22中的每个第二电极的阴极部被布置成是相对的并使其面对多个第一电极12中的每个第一电极的阳极部。
第一活性层14被布置成使得它完全或部分地覆盖多个第一电极12，并且第二连续活性层24被布置成使得它完全或部分地覆盖多个第二电极22。另外，在层压之前，将相应的第一电子导体33’设置成与所述第一电极12中的每一个第一电极物理接触，并且将相应的第二电子导体33”设置成与所述第二电极12中的每一个第二电极物理接触。此外，第一连续活性层14和第二连续活性层24夹在第一基板部分10与第二基板部分24之间。第一活性层14和第二活性层24被布置成使得它们与多个第一电极12和多个第二电极22两者电接触。此外，第一活性层14和第二活性层24彼此物理接触。另外，每个第一电子导体33’被布置成与第二电子导体33”物理接触。可以通过辊对辊层压使用热和/或压力使活性层和电子导体物理接触，活性层在层压时、即当它们要如图2a和图2d所示的那样层压时被暴露。第一连续活性层14和/或第二连续活性层24是有机活性层。如果第一连续活性层14或第二连续活性层24不是有机活性层，则它们可以是例如包括有机材料和/或无机材料两者的混合活性层。在替代性实施例中，仅存在被布置在电极组中的一个电极组上的一个活性层。在这种实施例中，可以使用热和/或压力通过辊对辊层压使活性层与另一个电极组物理接触。
应当理解，第一电极12的一个阳极部和第二电极22的相对的阴极部的每一个对与其之间的第一连续活性层14和第二连续活性层24一起形成一个太阳能电池。在图2c中，示出了一个完整的太阳能电池和两个局部的太阳能电池，这些太阳能电池串联连接，即通过电子导体33连接。
在图2a至图2c中，覆盖太阳能电池30的阳极部的第二活性层24是包括供体材料和第一受体材料的本体异质结，并且覆盖太阳能电池31的阴极部的第一活性层14仅包括第二受体材料。
应注意，不同的层(例如，第一活性层14和第二活性层24)或多个第一电极12或多个第二电极22的厚度未按比例绘制。
根据一个示例，图2a至图2c示出了一种包括串联电连接的太阳能电池的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池模块包括：
-第一柔性基板部分10，该第一柔性基板部分包括在空间上彼此分离的多个第一电极12，该分离在所述第一电极之间形成多个第一间隙15，每个第一间隙被布置在两个相邻的第一电极12的两个相邻端部31’、31”之间，其中，所述第一柔性基板部分适用于辊对辊沉积；
-第二柔性基板部分20，该第二柔性基板部分包括在空间上彼此分离的多个第二电极22，该分离在所述第二电极之间形成多个第二间隙25，每个第二间隙25被布置在两个相邻的第二电极22的两个相邻端部32’、32”之间，其中，所述第二柔性基板部分适用于辊对辊沉积；
-第一连续或不连续活性层14，该第一连续或不连续活性层至少部分地覆盖所述多个第一电极12中的每一个第一电极，并且被布置成与所述多个第一电极12和所述多个第二电极22两者电气接触或电子接触；
-第二连续或不连续活性层24，该第二连续或不连续活性层至少部分地覆盖所述多个第二电极22中的每一个第二电极，其中，所述第二活性层24与所述多个第一电极12和所述多个第二电极22电气接触或电子接触；
其中，所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层12、24被层压以致彼此物理接触和电气接触或电子接触，并且所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层中的至少一个活性层是有机活性层；以及
-多个电子导体33，每个电子导体被布置成与所述第一电极12中的相应一个第一电极的相应端部31’物理接触并且与所述第二电极12中的相应一个第二电极的相应端部32”物理接触，其中，两个相邻的第一电极的两个相邻端部31’、31”中的仅一个端部与所述电子导体33中的任一个电子导体物理接触，并且其中，两个相邻的第二电极的两个相邻端部32’、32”中的仅一个端部与所述电子导体22中的任一个电子导体物理接触；
并且
其中，所述多个第一电极12被布置成相对于所述多个第二电极22偏移，使得所述多个第二电极22之间的所述多个间隙25中的每一个间隙在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上通过所述多个第一电极12中的相应一个第一电极的与相应第一电子导体物理接触的该仅一个端部31’被所述多个第一电极12中的相应一个第一电极部分地或完全覆盖，并且使得所述多个第一电极之间的所述多个间隙15中的每一个间隙在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第二电极22中的相应一个第二电极的与所述多个第二电子导体22中的相应一个第二电子导体物理接触的该仅一个端部32”完全或部分地覆盖。
根据一个示例，图2a至图2c所示的模块是通过以下方式生产的：
-提供适用于辊对辊沉积的第一柔性基板部分10和第二柔性基板部分20；
-在所述第一基板部分上提供多个第一电极12，并且在所述第二基板部分上提供多个第二电极22，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极被提供为在空间上分离的条带，使得在所述第一基板部分上的所述多个第一电极中的电极之间、以及在所述第二基板部分上的所述多个第二电极中的电极之间形成多个间隙15；25，每个间隙被布置在两个相邻的第一电极的两个相邻端部31’、31”之间或两个相邻的第二电极的两个相邻端部32’、32”之间；
-在所述多个第一电极和/或所述多个第二电极上提供连续或不连续活性层14、24，其中，所述连续或不连续活性层是有机活性层；
-提供多个第一电子导体33’，每个第一电子导体与所述第一电极中的相应一个第一电极物理接触，并与所述两个相邻的第一电极的两个相邻端部中的仅一个端部31’物理接触；
-提供多个第二电子导体33”，每个第二电子导体与所述第二电极中的相应一个第二电极物理接触，并与所述两个相邻的第二电极的两个相邻端部中的仅一个端部32”物理接触；
-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层压在一起，使得该连续或不连续活性层与所述多个第一电极和所述多个第二电极两者电气接触或电子接触；
其中，所述多个第一电极12被布置成相对于所述多个第二电极22偏移，使得所述多个第二电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙25在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第一电极中的相应一个第一电极的与所述多个第一电子导体中的相应一个第一电子导体物理接触的该仅一个端部31’完全或部分地覆盖，并且使得所述多个第一电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙15在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第二电极中的相应一个第二电极的与所述多个第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触的该仅一个端部32”完全或部分地覆盖，并且
所述多个第一电子导体中的每一个第一电子导体被布置成与所述多个所述第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触。
图2f示出了包括5个太阳能电池的太阳能电池模块，图2d示出了层压前与如图2f所示相同的太阳能电池，并且图2e示出了图2d所示视图的一部分的放大图，该放大图包括一个完整的太阳能电池和两个局部的太阳能电池。与在图2b的完整太阳能电池中使用的附图标记相同的附图标记也适用于被示出为图2b所示的局部太阳能电池的相邻太阳能电池，因为这些相邻太阳能电池具有与图2b的完整太阳能电池相同的构造。与在图2e的完整太阳能电池中使用的附图标记相同的附图标记也适用于被示出为图2e所示的局部太阳能电池的相邻太阳能电池，因为这些相邻太阳能电池具有与图2b的完整太阳能电池相同的构造。除了下面所述的内容之外，图2d、图2e和图2f与关于图2a、图2b、图2c所示的太阳能电池模块1所描述的相同，并且相似的特征由与图1以及图2a至图2f中相同的附图标记来标记。
多个第一电极12包括第一改性层13。这里，改性层13覆盖每个第一电极12的一部分，并且为每个第一电极12的大部分实现电子提取特性，然后该部分构成每个第一电极的阴极部。这里，第一改性层13是电子传输层，该电子传输层为电极的该部分实现空穴阻挡特性以及电子提取特性。改性层13被布置在第一电极与活性层之间，根据该示例，改性层被布置在第一电极的顶部上，并且还被布置在所述第一电极的第二侧向端32”处的间隙15中，在这些位置处，改性层被布置在活性层与第一电极之间并且与活性层和第一电极两者物理接触。在该间隙中，改性层13被布置在第一电极与第一活性层14之间。改性层13和活性层填充两个相邻的第一电极之间的间隙。
与图2a至图2c所示的太阳能电池相比，图2d至图2f的太阳能电池之间的另一个区别是在图2a至图2c中，电子导体33被布置在第一电极和第二电极两者的侧面；而在图2d至图2f中，电子导体如在y方向上所见的那样夹在第一电极与第二电极之间，并且被布置在所述改性层13的侧面。
这里，第一接触电极16a被布置在第一基板部分10上。这里，第一接触电极16a被布置在第一基板部分10的第一侧向侧处，并且第二接触电极16b被布置在第二基板部分20的第二侧向侧处。如在x方向上所见，多个第一电极12在空间上被布置在第一接触电极16a和第二接触电极16b之间。因此，第一接触电极16a和第二接触电极16b是外电极。应当注意，在此，第一接触电极16a和第二接触电极16b不是多个第一电极12的一部分。换句话说，多个第一电极12是第一接触电极16a和第二接触电极16b之间的电极。除了用作与多个第一电极12相同的目的之外，第一接触电极16a和第二接触电极16b还用于将太阳能电池模块连接到在太阳能电池模块5使用时用于收集电力的单元(未示出)。该连接可以经由布置在同一基板上的第一母线17a和第二母线17b完成。第一接触电极16a进一步包括改性层13。在图2中，第一接触电极16a的左侧部分和第二接触电极16b的右侧部分(即未被第一活性层14覆盖的接触电极的部分)用于连接太阳能电池模块以用于收集电力。第一接触电极16a的右侧部分用于与多个第一电极12中的一个第一电极的阴极部相同的目的。第二接触电极16b的左侧部分用于与多个第一电极12中的一个第一电极的阳极部相同的目的。
在制造太阳能电池模块期间，可以将第一活性层和第二活性层的不同组成分别沉积为条带，在沉积之后，该条带形成分别覆盖多个第一电极12和多个第二电极22的相应的第一连续活性层14和第二连续活性层24。即，可以将第一活性层14和第二活性层24沉积为条带。例如，第一类型的条带包括供体材料和受体材料的混合物，该混合物可以是在所述多个第一电极12的相应阴极部上的沉积物。此外，仅具有供体材料的第二类型的条带可以是在多个第二电极22的阳极部上的沉积物。
图3a和图3b示出了相应太阳能的截面视图。在图3a中，太阳能电池模块见于x-z平面中，并且图3b示出了太阳能电池模块的x-y平面的一部分。除了下面所述的内容之外，图3a所示的太阳能电池模块的构造与关于图1和图2中的太阳能电池模块1所描述的相同(特征通过与图1和图2中相同的附图标记来标记)。
在图3中，多个第一电极12的最长延伸与第一基板部分10的最长延伸不平行。多个第一电极的最长延伸平行于z方向。因此，多个第一电极12的最长方向与基板部分10的最长方向垂直或正交。另外，第一接触电极16a和第二接触电极16b的最长方向以及第一母线17a和第二母线17b的最长方向平行于多个第一电极12的最长延伸。图3进一步示出了多个第一电极12中的每个第一电极在x方向上的宽度彼此不同，并且如果存在一个或多个改性层，则它们的宽度可以彼此不同。第一电极12之间的间隙15中的每一个间隙在x方向上的宽度也不同。
如图3b所示的太阳能电池可以通过以下方式生产：折叠包括第一电极、第一导体和第一活性层的一个基板，使得第一基板部分和相对的第二基板部分由该第一基板形成，或者通过在层压步骤之前将所述一个基板块件切割成第一基板部分和第二基板部分。
图4示出了太阳能电池模块401的截面，其中太阳能电池模块见于x-z平面中。除了下面所述的内容之外，太阳能电池模块401的构造与关于图1和图2中的太阳能电池模块1所描述的相同(特征通过与图1和图2中相同的附图标记来标记，但在图4中该附图标记加上了值“400”)。图4仅示出了第一基板部分410和多个第一电极412。多个第一电极412略微弯曲，并且多个第一电极412中的每一个第一电极的宽度沿着每一个电极的z方向不同。电极的曲率将引起x方向沿着电极的延伸而变化，使得x方向在电极的每一个点中与电极的延伸正交或垂直。因此，基板部分的最长延伸可以不总是平行于z方向。即使多个第一电极412的条带略微弯曲，但它们仍然是平行的。应注意，太阳能电池模块的效率将取决于电极的宽度，该电极是最薄的(在x方向上)电极。
图5示出了用于制造层压太阳能电池模块的方法501的示意图，该层压太阳能电池模块包括串联电连接的多个太阳能电池。在方法的第一步骤502中，提供适用于辊对辊沉积的第一柔性基板部分和第二柔性基板部分。在下一步骤504中，提供在第一基板部分的顶部上的多个第一电极和在第二基板部分的顶部上的多个第二电极。多个第一电极和多个第二电极被提供为在空间上分离的平行条带，使得形成多个间隙。通过提供改性层，可以将多个第一电极和多个第二电极分成阳极和阴极。改性层可以是空穴传输层或电子传输层。在随后的步骤506中，将第一连续活性层沉积在第一电极的顶部上，并且将第二连续活性层沉积在第二电极的顶部上。第一连续活性层和/或第二连续活性层是有机活性层。在第一步骤或第二步骤中，第一电极中的每个第一电极和/或第二电极中的每个第二电极都设置有相应的电子导体。在随后的步骤508中，以辊对辊工艺通过热和压力将第一基板部分和第二基板部分层压在一起，使得第一电极和第二电极的相应对通过一个电子导体或一对电子导体电连接；当所述第一电极和所述第二电极两者均设置有电子导体、并且通过一个电子导体以其他方式连接时，则为一对电子导体。通过这种层压，使第一活性层和第二活性层彼此物理接触，并且使第一活性层和所述第二活性层与所述多个第一电极和所述多个第二电极电气接触。在层压之前，多个第一电极12必须与第二电极22对准，从而可以经由电子导体在第一电极与第二电极之间提供电子连接。例如，可以如图2所示进行对准。
示例
以下示例描述了类似于图2d至图2f所示的用于层压太阳能电池的方法。
提供300mm宽和125μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)箔(杜邦聚酯薄膜)作为第一基板部分10和第二基板部分20。因此，第一基板部分10和第二基板部分20属于同一基板块件。通过槽模涂布来沉积所有层。
将具有6vol％乙二醇和0.5vol％Capstone FS-30的PEDOT:PSS PH1000(贺利氏)以具有1mm宽的间隙15的9mm宽的条带的形式涂布在基板块件的240mm宽的部分上，以便提供多个第一电极12和多个第二电极22以及第一接触电极16a和第二接触电极16b。多个第一电极12和多个第二电极22中的每一个电极的厚度为大约200nm。多个电极的长度为1000mm。从与该多个电极12以及接触电极16a偏移0.5mm的异丙醇涂布大约5nm至10nm厚且9mm宽的聚乙烯亚胺(PEI)层13。覆盖多个电极12，从0.5mm延伸到31’上方的间隙15中，同时使0.5mm的31”仍被暴露。以相同的方式，活性层14(阴极)和活性层24(阳极)被涂布在多个电极22和改性电极12的顶部上偏移1mm，使得32”和31’被覆盖并且延伸到间隙25和15中并完全覆盖这些间隙。第一活性层14和第二活性层24可以大约为100nm厚，其包含来自合适的芳族溶剂的1:2比率(按重量计)的基于喹喔啉的共轭聚合物和富勒烯衍生物。接触点17a、17b从边缘31”和32’开始在16a、16b以及电子导体33’和33”的顶部上沉积为3mm宽的条带，并在电极12、24中覆盖1mm。电子导体33’、33”以及接触点17a、17b是从由20％wt的炭黑和悬浮在二甲苯中的聚乙烯醇缩丁醛粘合剂聚合物构成的油墨沉积的。
在层压步骤之前，将基板块件切割成两个块件，从而将第一基板部分10和第二基板部分20彼此分离。在接触点17a、17b的顶部上，可以施加镀锡铜带以提高导电性。第一基板部分10和第二基板部分20被对准，使得多个活性层条带14、24以及电子导体33’、33”被布置成使它们排成一行，以便它们在基板的x方向和z方向两者上都相遇。换句话说；在理想情况下，平行于y轴的任何矢量都只通过电子导体33’和33”或活性层14和24。使用辊温度为120℃并且压力为大约6MPa的辊式层压机(GSS DH-650S图形解决方案斯堪的纳维亚(Graphical Solutions Scandinavia)AB)将第一基板部分10和第二基板部分20层压在一起，其中被涂布的表面面向彼此。层压后，形成太阳能电池模块1，其阴极(-)为17a，并且阳极(+)为17b。层压太阳能电池模块可以可选地在两侧上被涂布有UV-粘合剂，并且可选地将氧气/水蒸气阻挡箔层压在太阳能电池模块的一侧或两侧上，并且然后，太阳能电池模块随后可以用UV-灯进行固化。
图6示出了辊对辊层压工艺的示意图。将包括相应的多个第一电极和多个第二电极以及相应的第一活性层和第二活性层的第一基板部分610和第二基板部分620卷绕在第一辊602a和第二辊602b上。这两个基板部分例如按照前一段落中说明的那样进行布置。随后，将第一基板部分和第二基板部分一起在包括第一层压机辊604a和第二层压机辊604b的辊式层压机中层压为太阳能电池模块601。通过热和压力提供层压。层压使第一连续活性层和第二连续活性层彼此物理接触。太阳能电池模块601将卷绕在辊606上，用于在使用太阳能电池模块601之前进行储存和/或运输。
在层压太阳能电池模块期间，可以将第一活性层和第二活性层的不同组成沉积为条带，在沉积和/或层压之后，该条带形成覆盖多个第一电极和多个第二电极的相应的第一连续活性层和第二连续活性层。即，可以将第一活性层和第二活性层沉积为条带。例如，包括例如供体材料和受体材料的混合物的第一类型的条带可以是所述多个第一电极的各个阴极部上的沉积物，并且仅包括例仅供体材料的另一种类型的条带可以是第二电极上的沉积物。
如上所述，第一活性层和/或第二活性层可以各自被提供为不连续活性层，该不连续活性层覆盖所述多个第二电极中的这些电极，或该多个第二电极中的每一个电极的至少一部分，并且该不连续活性层包括由层区段间隙分离的层区段。
根据至少一个替代性的示例实施例，覆盖所述多个第一电极和所述多个第二电极中的电极的相应阳极部或阴极部的层区段可以不是活性层，而可以是另一种非光敏层(例如，具有的效率为每一个吸收的光子小于0.001个电子-空穴对)。
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，代替将阳极布置在第二基板上并将阴极布置在第一基板上；布置在第二基板上的电极可以是阴极并且布置在第一基板上的电极可以是阳极，并且本文献中的教导可以比照适用。此外，该多个第一电极和该多个第二电极的条带可以例如具有与图中所示的曲率不同的任何其他曲率。它们也可以被沉积成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)

1.一种用于层压包括串联电连接的多个太阳能电池的太阳能电池模块的方法，其中，所述方法包括：
-提供适用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)；
-在所述第一基板部分上提供多个第一电极(12)，并且在所述第二基板部分上提供多个第二电极(22)，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极被提供为在空间上分离的条带，使得在所述第一基板部分上的所述多个第一电极中的电极之间、以及在所述第二基板部分上的所述多个第二电极中的电极之间形成多个间隙(15；25)，每个间隙被布置在两个相邻的第一电极的两个相邻端部(31’，31”)之间或两个相邻的第二电极的两个相邻端部(32’，32”)之间；
-在所述多个第一电极和所述多个第二电极上提供连续或不连续活性层(14，24)，其中，所述连续或不连续活性层是有机活性层；
-提供多个第一电子导体(33’)，每个第一电子导体与所述第一电极中的相应一个第一电极物理接触，并与所述两个相邻的第一电极的两个相邻端部中的仅一个端部(31’)物理接触；
-提供多个第二电子导体(33”)，每个第二电子导体与所述第二电极中的相应一个第二电极物理接触，并与所述两个相邻的第二电极的两个相邻端部中的仅一个端部(32”)物理接触；
-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层压在一起，使得所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层(14，24)彼此物理接触，并且与所述多个第一电极和所述多个第二电极两者电接触；
其中，所述多个第一电极(12)被布置成相对于所述多个第二电极(22)偏移，使得所述多个第二电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙(25)在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第一电极中的相应一个第一电极的与所述多个第一电子导体中的相应一个第一电子导体物理接触的该仅一个端部(31’)完全或部分地覆盖，并且使得所述多个第一电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙(15)在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第二电极中的相应一个第二电极的与所述多个第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触的该仅一个端部(32”)完全或部分地覆盖，并且
所述多个第一电子导体中的每一个第一电子导体被布置成与所述多个所述第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触。
2.一种用于层压包括串联电连接的多个太阳能电池的太阳能电池模块的方法，其中，所述方法包括：
-提供适用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)；
-在所述第一基板部分上提供多个第一电极(12)，并且在所述第二基板部分上提供多个第二电极(22)，其中，所述多个第一电极和所述多个第二电极被提供为在空间上分离的条带，使得在所述第一基板部分上的所述多个第一电极中的电极之间、以及在所述第二基板部分上的所述多个第二电极中的电极之间形成多个间隙(15；25)，每个间隙被布置在两个相邻的第一电极的两个相邻端部(31’，31”)之间或两个相邻的第二电极的两个相邻端部(32’，32”)之间；
-在所述多个第一电极和/或所述多个第二电极上提供连续或不连续活性层(14，24)，其中，所述连续或不连续活性层是有机活性层；
-提供多个第一电子导体(33’)，每个第一电子导体与所述第一电极中的相应一个第一电极物理接触，并与所述两个相邻的第一电极的两个相邻端部中的仅一个端部(31’)物理接触；
-提供多个第二电子导体(33”)，每个第二电子导体与所述第二电极中的相应一个第二电极物理接触，并与所述两个相邻的第二电极的两个相邻端部中的仅一个端部(32”)物理接触；
-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层压在一起，使得该连续或不连续活性层与所述多个第一电极和所述多个第二电极两者电接触；
其中，所述多个第一电极(12)被布置成相对于所述多个第二电极(22)偏移，使得所述多个第二电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙(25)在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第一电极中的相应一个第一电极的与所述多个第一电子导体中的相应一个第一电子导体物理接触的该仅一个端部(31’)完全或部分地覆盖，并且使得所述多个第一电极之间的所述多个间隙中的每一个间隙(15)在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第二电极中的相应一个第二电极的与所述多个第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触的该仅一个端部(32”)完全或部分地覆盖，并且
所述多个第一电子导体中的每一个第一电子导体被布置成与所述多个所述第二电子导体中的相应一个第二电子导体物理接触。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述提供多个第一电子导体和多个第二电子导体(33’、33”)的步骤包括提供多个粘合第一电子导体和多个粘合第二电子导体，并且其中，所述层压步骤包括将相应的第一电子导体和第二电子导体彼此粘合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该方法进一步包括以下步骤：
-布置多个阴极改性层(13)，在设置所述活性层与所述第一电极电子接触之前，每个阴极改性层与所述多个第一电极中的相应一个第一电极物理接触，
其中，优选地，所述多个第一电极中的每一个第一电极的表面积的至少40％或至少60％或至少80％或至少90％或至少95％与所述阴极改性层直接物理接触，
其中，可选地，所述阴极改性层的一部分被布置在所述相邻的第一电极中的两个相邻的第一电极的两个相邻端部之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电子导体的横截面面积为所述第一电极的表面积的至多30％或至多20％或至多10％或至多5％，所述横截面是在与所述第一基板的延伸平行的平面中确定的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过热和压力进行的所述层压步骤在50℃至300℃的范围内、或优选地在50℃至200℃的范围内、或更优选地在100℃至140℃的范围内的温度下执行。
7.一种包括串联电连接的太阳能电池的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池模块包括：
-第一柔性基板部分(10)，该第一柔性基板部分包括在空间上彼此分离的多个第一电极(12)，该分离在所述第一电极之间形成多个第一间隙15，每个第一间隙被布置在两个相邻的第一电极(12)的两个相邻端部(31’，31”)之间，其中，所述第一柔性基板部分适用于辊对辊沉积；
-第二柔性基板部分(20)，该第二柔性基板部分包括在空间上彼此分离的多个第二电极(22)，该分离在所述第二电极之间形成多个第二间隙(25)，每个第二间隙(25)被布置在两个相邻的第二电极(22)的两个相邻端部(32’，32”)之间，其中，所述第二柔性基板部分适用于辊对辊沉积；
-第一连续或不连续活性层(14)，该第一连续或不连续活性层至少部分地覆盖所述多个第一电极(12)中的每一个第一电极，并且被布置成与所述多个第一电极(12)和所述多个第二电极(22)两者电气接触或电子接触；
-第二连续或不连续活性层(24)，该第二连续或不连续活性层至少部分地覆盖所述多个第二电极(22)中的每一个第二电极，其中，所述第二活性层(24)与所述多个第一电极(12)和所述多个第二电极(22)电气接触或电子接触；
其中，所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层(14，24)被层压以致彼此物理接触和电气接触或电子接触，并且所述第一连续或不连续活性层和所述第二连续或不连续活性层中的至少一个活性层是有机活性层；以及
-多个电子导体(33)，每个电子导体被布置成与所述第一电极(12)中的相应一个第一电极的相应端部(31’)物理接触并且与所述第二电极(12)中的相应一个第二电极的相应端部(32”)物理接触，其中，两个相邻的第一电极的两个相邻端部(31’，31”)中的仅一个端部与所述电子导体(33)中的任一个电子导体物理接触，并且其中，两个相邻的第二电极的两个相邻端部(32’，32”)中的仅一个端部与所述电子导体(22)中的任一个电子导体物理接触；
并且
其中，所述多个第一电极(12)被布置成相对于所述多个第二电极(22)偏移，使得所述多个第二电极(22)之间的所述多个间隙(25)中的每一个间隙在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上通过所述多个第一电极(12)中的相应一个第一电极的与相应第一电子导体物理接触的该仅一个端部(31’)被所述多个第一电极(12)中的相应一个第一电极部分地或完全覆盖，并且使得所述多个第一电极之间的所述多个间隙(15)中的每一个间隙在与该第一基板部分和该第二基板部分正交的方向上被所述多个第二电极(22)中的相应一个第二电极的与所述多个第二电子导体(22)中的相应一个第二电子导体物理接触的该仅一个端部(32”)完全或部分地覆盖。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述活性层是包含至少一种半导电有机化合物的有机活性层；和/或
其中，所述有机活性层与所述多个第一电极中的每个所述第一电极的至少一部分物理接触并且与所述多个第一电极中的每个所述第二电极的至少一部分物理接触，该半导电有机化合物在所述第一活性层和所述第二活性层中是相同的；或者
其中，该半导电有机化合物在所述第一活性层和所述第二活性层中是不同的。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的装置，其中，所述多个第一电极和/或所述多个第二电极选自包括半透明电极或金属电极的组。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中，电子导体包括选自包括银、铜或炭黑或其组合的组的材料。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其中，所述第一基板部分和/或所述第二基板部分包括厚度在1μm至1000μm、或更优选地50μm至150μm的范围内的透明聚合物膜。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置，其中，所述第一电极和所述第二电极中仅所述第一电极部分地或完全设置有电极改性层，其中，优选地，每个所述第一电极的表面积的至少40％或至少60％或至少80％或至少90％或至少95％与所述电极改性层直接物理接触，或者
其中，所述第一电极和所述第二电极均未至少部分地设置有电极改性层。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的装置，其中，所述太阳能电池模块包括活性区域，并且其中，所述活性区域覆盖所述第一基板部分和/或所述第二基板部分的表面区域的至少20％、或至少40％、或至少60％、或至少80％、或至少90％、或至少95％。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的装置，其中，所述多个第一电极中的每一个第一电极和/或所述多个第二电极中的每一个第二电极的厚度在20nm至2000nm的范围内、更优选地在50nm至300nm之间。
15.根据权利要求7至14中任一项所述的装置，其中，所述活性层的组合厚度在30nm至1000nm的范围内、更优选地在80nm至350nm之间。
16.根据权利要求7至15中任一项所述的装置，其中，所述电子导体的横截面面积为所述第一电极的表面积的至多30％或至多20％或至多10％或至多5％，两个表面积均在与所述第一基板的延伸平行的平面上截取，并且该电子导体的表面积优选地是在所述第一电极与所述第二电极之间的中间位置确定的。
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