CN112956031B - 薄膜太阳能模块及制造薄膜太阳能模块的方法 - Google Patents

薄膜太阳能模块及制造薄膜太阳能模块的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种薄膜太阳能模块，其具有包括沿衬底边沿环绕的边缘区段的衬底(1)；包括后电极层(2)、有源层(3)和前电极层(4)的层堆叠；电绝缘槽(6)，在所述电绝缘槽中，所述衬底(1)至少未被所述前电极层(4)覆盖并且所述电绝缘槽沿延伸方向(E)延伸；边缘区段(5)，在所述边缘区段中，所述衬底(1)未被所述层堆叠(2、3、4)覆盖并且所述边缘区段具有第一边缘区域区段(51)和另一边缘区域区段(52)，第一边缘区域区段(51)以与所述电绝缘槽(6)相邻的方式布置，另一边缘区域区段(52)垂直于所述延伸方向(E)沿所述衬底(1)的边缘区段延伸；汇流条(22)，所述汇流条邻接所述另一边缘区域区段(52)而延伸并且所述汇流条由未被所述有源层(3)和所述前电极层(4)覆盖的后电极层(2)构成；接触带(7)，所述接触带布置在所述汇流条(22)上且沿所述汇流条而布置并且以第一接触带末端延伸超过第一衬底边沿(11)；其中所述汇流条(22)在邻接所述电绝缘槽(6)处具有凹陷区段(23)，在所述凹陷区段中，所述衬底(1)未被所述后电极层(2)覆盖，使得所述接触带(7)与所述层堆叠的位于所述绝缘槽(6)与所述第一衬底边沿(11)之间的绝缘区段(8)电绝缘。

Description

薄膜太阳能模块及制造薄膜太阳能模块的方法
本发明涉及一种薄膜太阳能模块和一种制造薄膜太阳能模块的方法。与由串联的厚度分别约为120μm至240μm的半导体晶片太阳能电池构成的晶片太阳能模块不同，薄膜太阳能模块具有膜厚度为数百纳米至几微米的薄膜。
本发明特别是涉及一种薄膜太阳能模块和一种制造所述薄膜太阳能模块的方法，其中所述薄膜太阳能模块具有包括下述特性的衬底、层堆叠、电绝缘槽和边缘区域。所述衬底具有衬底边沿和沿所述衬底边沿环绕的边缘区段，所述边缘区段在空间上直接连接所述衬底边沿。在所述衬底上布置有薄膜堆叠，其在下文中被称为层堆叠。所述层堆叠具有布置在所述衬底上的后电极层、布置在所述后电极层上的有源层和布置在所述有源层上的前电极层。在所述电绝缘槽中，所述衬底至少未被所述前电极层覆盖。所述电绝缘槽沿延伸方向延伸。在所述边缘区段中，所述衬底未被所述后电极层、所述有源层和所述前电极层覆盖，即未被所述层堆叠覆盖。所述边缘区段包括平行于所述电绝缘槽的延伸方向地沿所述衬底的边缘区段延伸的第一边缘区域区段，所述第一边缘区域区段以与所述电绝缘槽相邻的方式布置。此外，所述边缘区段包括至少另一个垂直于所述延伸方向地沿所述衬底的边缘区段延伸的边缘区域区段。因此，所述边缘区段以沿所述衬底边沿环绕的方式构建。
由DE102015121141A1例如已知这种薄膜太阳能模块。
从衬底边沿开始，薄膜太阳能模块在几毫米范围内被除去衬底表面上的涂层，即随后例如从衬底上去除层堆叠的部分层或所有层，从而形成环绕的边缘区段。这个边缘区段也可以是在薄膜沉积过程中通过掩蔽而制成的。例如将机械和/或光学方法用于后续的去除涂层，借助这些方法在边缘区段中部分或向下直至衬底地去除薄膜封装。因此，薄膜封装边沿保留为至边缘区段的边界。去除涂层的光学方法通常利用与先前沉积的薄膜的激光能量相互作用。据推测，余留的薄膜封装边沿上的有源层会经历由相邻的激光去除涂层过程中的能量作用所引起的微观相变。这种现象为可能会在薄膜太阳能电池的前后电极之间的薄膜封装边沿区域中流动的非期望的泄漏电流开辟了路径。
因此，需要沿层封装的通过边缘去除涂层而产生的边沿在前电极层与后电极层之间实现尽可能清晰的电绝缘。为此，在层堆叠中以与通过去除边缘涂层而产生的薄层封装边沿间隔较小距离的方式切出电绝缘槽，在这个电绝缘槽中，至少从层堆叠除去前电极层。优选在绝缘槽中除去整个薄膜堆叠直至衬底。后电极层和前电极层通过这个电绝缘槽彼此清晰地电隔离，以便减少或消除短路或泄漏电流的出现，因为这些短路或泄漏电流会降低薄膜太阳能模块的性能。通过设置电绝缘槽形成层堆叠的平行于绝缘槽而延伸的绝缘区段，其中这个层堆叠的受到激光去除边缘涂层的不利影响的薄膜封装边沿通过绝缘槽与薄膜太阳能模块的有源区域隔开。
此外，针对通过激光去除边缘涂层而产生的层堆叠边沿的区域中的通过绝缘槽而产生的减少短路或泄露电流的效果，需要提供薄膜太阳能模块，其中仍进一步避免短路和泄露电流。此外，这种薄膜太阳能模块还应该制造简单且成本较低并且具有有所改善的性能。
本发明的目的是提供一种薄膜太阳能模块和一种制造薄膜太阳能模块的方法，其中短路或泄漏电流仍会进一步得到减少。
本发明用以达成上述目的的解决方案在于具有根据本发明第一方面的特征的薄膜太阳能模块和具有根据本发明第二方面的特征的方法。
根据本发明，设有汇流条，所述汇流条垂直于延伸方向地邻接另一边缘区域区段而延伸并且由未被有源层和前电极层覆盖的后电极层构成；并且设有接触带，其布置在所述汇流条上且沿所述汇流条而布置并且以第一接触带末端延伸超过第一衬底边沿；其中所述汇流条在邻接电绝缘槽处具有凹陷区段，在这个凹陷区段中，衬底未被后电极层覆盖，使得所述接触带与层堆叠的位于所述电绝缘槽与所述第一衬底边沿之间的绝缘区段电绝缘。
通过薄膜太阳能模块的这个技术方案得到一种薄膜太阳能模块，其中通过接触带避免了层堆叠的绝缘区段与层堆叠的有源区段之间的电接触。从而防止或至少减少非期望的短路或泄漏电流的出现。此外，这种薄膜太阳能模块可以以成本较低的方式制造。
在本发明中，“相邻”应理解为相邻的层或结构借助位于其间的材料彼此间接接触，即通过位于其间的材料以彼此间隔一定距离的方式布置。在本发明中，“邻接”应理解为邻接的层或结构在没有任何位于其间的材料的情况下彼此直接接触。
在一个优选的实施方式中，凹陷区段布置在另一边缘区域区段与电绝缘槽之间以及所述另一边缘区域区段与层堆叠的绝缘区段之间。这样就能可靠地避免这个层堆叠的绝缘区段与这个层堆叠的有源区段之间通过接触带发生电接触。
此外，所述凹陷区段优选还在另一边缘区域区段和层堆叠的有源区段的以邻接电绝缘槽的方式布置的有源区段区域之间延伸。通过凹陷区段越过邻接有源区段区域的电绝缘槽的宽度的进一步延伸可以可靠地确保这个凹陷区段沿电绝缘槽的整个宽度在另一边缘区域区段与电绝缘槽之间延伸。考虑到制造薄膜太阳能模块的过程中、特别是制造凹陷区段的过程中的机械公差和调节公差，这实现了额外的安全距离。
汇流条区段的宽度和汇流条总宽度表示沿电绝缘槽的延伸方向的尺寸，而汇流条的长度尺寸垂直于或基本上垂直于汇流条的宽度尺寸，即垂直于或基本上垂直于电绝缘槽的延伸方向。汇流条总宽度优选在3至10mm的范围内，更优选在4至7mm的范围内。接触带的宽度优选在1至5mm的范围内，更优选在2至4mm的范围内。这个接触带的宽度是沿电绝缘槽的延伸方向的尺寸。就给定的尺寸而言，安装公差通常为0.3mm。凹陷区段的长度和宽度尺寸优选为4.0至7.0×1.0至2.0mm，公差为0.3mm。
沿衬底边沿环绕的边缘区段的宽度尺寸优选在2至25mm的范围内，其中第一边缘区域区段的宽度尺寸沿电绝缘槽的延伸方向延伸，另一边缘区域区段的宽度尺寸垂直于这个电绝缘槽的延伸方向。就这些尺寸而言，常规的制造公差为0.3mm。所述第一边缘区域区段的宽度尺寸更优选在3至25mm的范围内，更优选在4至21mm的范围内。所述另一边缘区域区段的宽度尺寸更优选在3至15mm的范围内，更优选在4至11mm的范围内。衬底优选沿第一边缘区域区段在700至1200mm的长度范围内延伸以及沿另一边缘区域区段在1000至1800mm的长度范围内延伸。
所述接触带优选朝沿汇流条延伸的另一衬底边沿的方向偏心地布置在所述汇流条上。这特别是与工艺技术相关，因为用于施加接触带的装置具有调节和定位公差。这样就避免在将接触带施加到汇流条上时损坏有源区段的裸露的层堆叠边沿。所述接触带优选在使用胶粘剂、增粘层或固定在这个接触带上方的胶粘膜的情况下粘在汇流条和凹陷区段上。作为替代方案，所述接触带也可以进行焊接，特别是进行超声波焊接。
在一个优选的实施方式中，所述薄膜太阳能模块具有另一电绝缘槽，其沿延伸方向以与第一边缘区域区段相邻的方式延伸。在这个另一电绝缘槽中，衬底至少未被前电极层覆盖。这个另一电绝缘槽邻接另一边缘区域区段，其中接触带以其第二接触带末端以某种方式布置在汇流条上，使得这个接触带以与另一绝缘槽间隔一定距离的方式终止。另一绝缘槽与接触带之间的距离优选在1.0至2.5mm的范围内，更优选在1.4至1.8mm的范围内，其中安装公差约为1.0mm。
所述电绝缘槽和/或所述另一电绝缘槽优选具有第一绝缘槽区段，在所述第一绝缘槽区段中，所述衬底未被所述前电极层、所述有源层和所述后电极层覆盖，并且具有另一绝缘槽区段，在所述另一绝缘槽区段中，所述衬底未被所述前电极层和所述有源层覆盖且仍然被所述后电极层覆盖。更优选地，所述电绝缘槽和/或所述另一电绝缘槽具有所述第一绝缘槽区段和另外两个绝缘槽区段，其中所述第一绝缘槽区段布置在所述另外两个绝缘槽区段之间。这与绝缘槽的制造过程相关。在第一步骤中，以机械的方式去除前电极和有源层直至后电极。然后借助激光在绝缘槽的沟槽中去除后电极层。为了避免与周围结构发生非期望的激光相互作用，将用于去除后电极的激光束调节为明显窄于机械制造的绝缘槽的宽度。由此产生另外两个纯机械地实现的绝缘槽区段，通过激光机械地制造的第一绝缘槽区段位于这两个绝缘槽区段之间。
所述电绝缘槽和所述另一电绝缘槽的垂直于所述电绝缘槽的延伸方向的宽度尺寸优选在100至200μm的范围内，更优选在140至160μm的范围内。这指的是垂直于绝缘槽延伸方向的跨越上述不同的绝缘槽区段的整个宽度。这适用于存在不同的绝缘槽区段的情况。绝缘槽也可以沿其整个宽度向下延伸至衬底，因此不存在不同的绝缘槽区段。
所述第一电绝缘槽优选具有某个长度尺寸，使得越过衬底其从凹陷区段延伸至另一凹陷区段，而所述另一电绝缘槽则越过衬底从另一边缘区域区段延伸至另一边缘区域区段。
所述绝缘区段的垂直于所述电绝缘槽的延伸方向的宽度优选在0.5至1.0mm的范围内，更优选在0.7至0.8mm的范围内，制造公差为0.3mm。
所述层堆叠具有后电极层、有源层和前电极层。所述后电极层优选被多个后电极层分离槽划分成后电极层条带，其垂直于或基本上垂直于电绝缘槽的延伸方向而延伸。后电极层分离槽在专业术语中也被称为P1划线。所述有源层优选被多个通常也被称为P2划线的有源层分离槽划分成有源层条带，其垂直于或基本上垂直于电绝缘槽的延伸方向而延伸。所述前电极层优选被多个前电极层分离槽划分成垂直于或基本上垂直于电绝缘槽的延伸方向而延伸的前电极层条带。这些前电极层分离槽通常也被称为P3划线。
此外，本发明还涉及一种制造薄膜太阳能模块的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供具有衬底边沿和沿所述衬底边沿环绕的边缘区段、布置在衬底上的层堆叠的衬底，所述层堆叠具有布置在所述衬底上的后电极层、布置在所述后电极层上的有源层和布置在所述有源层上的前电极层；
-至少从所述衬底去除所述前电极层，以便产生沿延伸方向越过所述衬底而延伸的电绝缘槽；
-从所述衬底去除所述后电极层、所述有源层和所述前电极层，以便产生边缘区段，所述边缘区段具有沿所述电绝缘槽延伸的平行于所述延伸方向地沿所述衬底的边缘区段延伸的第一边缘区域区段以及垂直于所述延伸方向地沿所述衬底的边缘区段延伸的另一边缘区域区段；
-在邻接另一边缘区域区段的区域中，从所述层堆叠去除所述前电极层和所述有源层，以便由分段暴露的后电极层产生汇流条；
-去除所述汇流条的布置在所述电绝缘槽与所述另一边缘区域区段之间以及所述层堆叠的绝缘区段与所述另一边缘区域区段之间的区段，以便在所述汇流条中产生凹陷区段，在所述凹陷区段中，所述衬底未被所述后电极层覆盖；
-在所述汇流条和所述凹陷区段上施加接触带，使得所述接触带与所述层堆叠的位于绝缘槽与第一衬底边沿之间的绝缘区段电绝缘。
针对薄膜太阳能模块描述的改性和实施方式相应地适用于所述制造薄膜太阳能模块的方法，反之亦然。
可以借助机械和/或光学方法实施以下所述工作步骤：
-至少从所述衬底去除所述前电极层，以便产生沿延伸方向越过所述衬底而延伸的电绝缘槽；
-从所述衬底去除所述后电极层、所述有源层和所述前电极层，以便产生边缘区段，所述边缘区段具有沿所述电绝缘槽延伸的平行于所述延伸方向地沿所述衬底的边缘区段延伸的第一边缘区域区段以及垂直于所述延伸方向地沿所述衬底的边缘区段延伸的另一边缘区域区段；
-在邻接另一边缘区域区段的区域中，从所述层堆叠去除所述前电极层和所述有源层，以便由分段暴露的后电极层产生汇流条；以及
-去除所述汇流条的布置在所述电绝缘槽与所述另一边缘区域区段之间以及所述层堆叠的绝缘区段与所述另一边缘区域区段之间的区段，以便在所述汇流条中产生凹陷区段，在所述凹陷区段中，所述衬底未被所述后电极层覆盖；
光学方法优选包括使用激光。
在一个优选的实施方式中，所述在邻接另一边缘区域区段的区域中，从所述层堆叠去除所述前电极层和所述有源层以便由分段暴露的后电极层产生汇流条的工作步骤包括机械地去除前电极层和有源层。优选首先在提供具有单片联接的薄膜电池的衬底之后，将这个工作步骤作为机械刮削工艺而实施。然后进行所谓的边缘涂层去除，其中在环绕的边缘区段中，向下去除整个薄膜封装直至衬底。优选在第三去除涂层步骤中产生凹陷区段，然后产生所述绝缘槽。
优选借助激光来实施去除所述汇流条的布置在所述电绝缘槽与所述另一边缘区域区段之间的区段以便在所述汇流条中产生凹陷区段的工作步骤。
在一个优选的实施方式中，借助激光来实施从所述衬底去除所述后电极层、所述有源层和所述前电极层以便产生边缘区段的工作步骤。
优选将所述接触带朝汇流条上的沿所述汇流条延伸的衬底边沿的方向偏心地施加在所述汇流排和所述凹陷区段上。优选借助胶粘剂、导电的增粘层或覆盖所述接触带的胶带将所述接触带粘到汇流条和凹陷区段上。但优选通过超声波焊接将这个接触带施加在汇流条上。
至少从所述衬底去除所述前电极层以便产生沿延伸方向越过所述衬底而延伸的电绝缘槽的工作步骤优选包括第一过程，在这个第一过程中，从所述衬底去除所述前电极层和所述有源层，但是并不去除后电极层，以及另一过程，在这个另一过程中，从所述衬底去除所述前电极层，但是既不去除有源层也不去除后电极层。优选以某种方式实施所述第一过程和另一过程，从而在所述第一过程中产生第一绝缘槽区段并且在所述另一过程中产生围绕所述第一绝缘槽区段的另外两个绝缘槽区段。
下面结合实施例参照附图对本发明进行说明。在此未按比例地示意性示出：
图1为根据本发明的薄膜太阳能模块的一个实施方式的俯视图；
图2为图1所示薄膜太阳能模块的局部俯视图；
图3为图1所示薄膜太阳能模块的另一局部俯视图；
图4为图2所示薄膜太阳能模块的横截面图；
图5为图2所示薄膜太阳能模块的俯视图；以及
图6a至6e为制造图1所示薄膜太阳能模块的方法。
图1为薄膜太阳能模块的俯视图。
薄膜太阳能模块具有矩形衬底1，这个矩形衬底具有第一衬底边沿11和另一衬底边沿12。因为这是矩形衬底1，所以具有平行于第一衬底边沿11延伸的对置的第一衬底边沿和平行于另一衬底边沿12延伸的对置的第二衬底边沿。在衬底1上，除了环绕的边缘区段的区域外，还布置有层堆叠，其中在这个俯视图中可以看到最上方的前电极层4和以朝相反的方向画阴影线的方式绘示的后电极层2的平行于其他衬底边沿12的位于前电极层4旁边的窄条。
此外，薄膜太阳能模块还具有电绝缘槽6，在这个电绝缘槽中，衬底1至少未被前电极层4覆盖，因此在这个俯视图中可以看见层堆叠的在图1中无法识别出的有源层和/或后电极层。电绝缘槽6沿平行于第一衬底边沿11而定向的延伸方向E延伸。
此外，薄膜太阳能模块还具有另一电绝缘槽9，在这个电绝缘槽中，衬底1至少未被前电极层4覆盖，因此在这个俯视图中可以看见层堆叠的在图1中无法识别出的有源层和/或后电极层。另一电绝缘槽9沿延伸方向E延伸。这个另一电绝缘槽邻接另一边缘区域区段52。
薄膜太阳能模块具有已述及的边缘区段5。在边缘区段5中，衬底1未被层堆叠覆盖。边缘区段5具有两个平行于延伸方向E而延伸的第一边缘区域区段51和两个垂直于延伸方向E而延伸的其他边缘区域区段52。由第一边缘区域区段51和其他边缘区域区段52组合构成的边缘区段5在以平行于衬底边沿的方式环绕布置。一个第一边缘区域区段51以与电绝缘槽6相邻的方式布置，另一第一边缘区域区段51以与另一电绝缘槽9相邻的方式布置。层堆叠的绝缘区段8分别在第一边缘区域区段51与电绝缘槽6之间以及在第一边缘区域区段51与另一电绝缘槽9之间延伸。电绝缘槽6和另一电绝缘槽9分别将绝缘区段8与层堆叠的所谓的有源区段10隔开，这个有源区段占据了这个层堆叠的绝大部分面积。
此外，薄膜太阳能模块还具有汇流条22，其垂直于延伸方向E以邻接另一边缘区域区段52的方式延伸。汇流条22由层堆叠的后电极层2构成，这个后电极层未被有源层(未示出)和前电极层4覆盖，这一点通过后电极层2与前电极层4的朝相反的方向定向的阴影线示出。
此外，薄膜太阳能模块还具有接触带7，这个接触带布置在汇流条22上并且沿汇流条22而布置，并且这个接触带以第一接触带末端延伸超过第一衬底边沿11。接触带7以其第二接触带末端以某种方式布置在汇流条22上，使得这个接触带以与另一绝缘槽9间隔一定距离的方式终止。
图2为图1所示薄膜太阳能模块的放大的局部俯视图，其在图1中被标示为II。如图2所示，汇流条22在邻接电绝缘槽6处具有凹陷区段23，在这个凹陷区段中，衬底1未被后电极层2覆盖，使得接触带7与层堆叠的位于绝缘槽6与第一衬底边沿(在此未示出)之间的绝缘区段8电绝缘。凹陷区段23布置在另一边缘区域区段52与电绝缘槽6之间以及另一边缘区域区段52与层堆叠的绝缘区段8之间。
汇流条22具有汇流条总宽度b。凹陷区段23(在这个凹陷区段中，衬底1未被后电极层2覆盖)以某种方式形成，使得并非汇流条22的汇流条总宽度b被去除，而是凹陷区段23布置在汇流条区段24与另一边缘区域区段52之间，其中汇流条区段24在凹陷区段23与有源区段10或绝缘区段8之间延伸并且具有小于汇流条总宽度b的宽度(未示出)。接触带7优选朝沿汇流条22延伸的另一衬底边沿12的方向偏心地布置在汇流条22上。
图3为图1所示薄膜太阳能模块的另一放大的局部俯视图，其在图1中被标示为III。如图3所示，另一电绝缘槽9邻接另一边缘区域区段52，接触带7以其第二接触带末端以某种方式布置在汇流条22上，使得这个接触带以与另一绝缘槽9间隔一定距离的方式终止。
图4为图2所示薄膜太阳能模块沿线IV-IV的横截面图。这个薄膜太阳能模块具有衬底1，在这个衬底上布置有具有下述层的层堆叠。在衬底1上布置有后电极层2。有源层3布置在后电极层2上。在有源层3上布置有前电极层4。这个层堆叠被电绝缘槽6分成绝缘区段8和有源区段10。绝缘区段8在电绝缘槽6与第一边缘区域区段51之间延伸。电绝缘槽6具有第一绝缘槽区段61，在这个第一绝缘槽区段中，衬底1未被前电极层4、有源层3和后电极层2覆盖，并且具有另外两个绝缘槽区段62中，在这两个绝缘槽区段中，衬底1未被前电极层4和有源层3覆盖且被后电极层2覆盖。第一绝缘槽区段61布置在另外两个绝缘槽区段62之间。这个结构取决于制造绝缘槽6的方式。绝缘槽6也可以在其整个宽度范围内被去除后电极层2。
图5为图2所示薄膜太阳能模块的俯视图，其中为清楚起见，省去了前侧电极4的接触带和阴影线。后电极层(未示出)被多个后电极层分离槽21划分成后电极层条带(未示出)，以虚线示出了这些后电极层分离槽中的一个，因为其在这个薄膜太阳能模块的俯视图中实际上是不可见的。此外，有源层(未示出)被多个有源层分离槽31划分成有源层条带(未示出)，以虚线示出了这些有源层分离槽中的一个，因为其在这个薄膜太阳能模块的俯视图中实际上是不可见的。此外，前电极层4通过多个前电极层分离槽41划分成前电极层条带(未示出)，以虚线示出了这些前电极层分离槽中的一个。前电极层分离槽41、有源层分离槽31和后电极层分离槽21垂直于或基本上垂直于电绝缘槽6及其延伸方向E而延伸。
图6a至6e示出制造图1所示薄膜太阳能模块的方法步骤。示出产生的薄膜太阳能模块在与图2和图3相当的定向上的局部俯视图，未示出其如图6a至6e中的断线所示的连接件。在此示出的方法步骤的顺序为所述方法的一个优选实施方式。某些方法步骤在其顺序方面是可互换的，下面将对此详细说明。
图6a示出提供具有第一衬底边沿11和另一衬底边沿12以及位于衬底1上的单片联接的薄膜太阳能电池的衬底1。在薄膜太阳能电池的薄膜封装中，仅能看见位于最上方的前电极层4。为清楚起见，未示出用以实现薄膜太阳能模块的单片串联的所谓的P1、P2和P3划线。与衬底边沿间隔某个最小距离的区域将形成针对制成的太阳能模块产生电流的有源区段10。
在随后的方法步骤中，根据图6b，沿另一衬底边沿12机械地除去前电极层4和位于其下方的有源层，从而沿这个另一衬底边沿暴露具有后电极层2的条带。
在根据图6c的以下方法步骤中进行所谓的去除边缘涂层。特别是借助激光沿衬底的第一衬底边沿11及其另一衬底边沿12环绕式地去除衬底的位于衬底材料上的所有层。由此一方面产生具有第一边缘区域区段51和另一边缘区域区段52的环绕的边缘区段5。另一方面，在一个或另一单独的去除涂层步骤中以某种方式去除边缘涂层，从而沿另一衬底边沿12保留先前暴露的后电极层2的条带。后电极层2的这个条带沿另一衬底边沿12形成薄膜太阳能模块的汇流条22。在邻接第一衬底边沿11的区域中，形成汇流条22的后电极层2也几乎完全被凹陷区段23去除。
技术上可行的是，首先在具有或不具有凹陷区段23的情况下对边缘区段5的进行边缘涂层去除，然后露出用于汇流条22的后电极层2，如果仍然必要，则去除凹陷区段23。但是，目前纯粹是借助刀片机械地实现后电极层2的暴露，因此，如果刀片没有以其整个宽度齐平地放置在薄膜封装上将是不利的。如果首先对边缘区段5进行边缘涂层去除，然后机械地暴露汇流条，就属于这种情况。
在根据图6d的以下方法步骤中，借助两个工作步骤沿平行于第一衬底边沿11的延伸方向E切出绝缘槽6和另一绝缘槽9。这样就在绝缘槽6、9与平行的衬底边沿之间形成绝缘区域8，这些绝缘区域通过绝缘槽6、9与薄膜太阳能模块的有源区段10电绝缘。在第一工作步骤中，在制造绝缘槽6、9时，机械地去除前电极层2和位于其下方的有源层。在第二工作步骤中，优选以居中于所形成的凹槽的方式借助激光沿绝缘槽6、9的整个长度进行划线，其中还从绝缘槽6、9去除后电极层2。这样就在绝缘槽6的底部产生了图4所示阶梯形轮廓。
最后，如图6e所示，在最后的方法步骤中，例如通过超声波焊接施加的接触带7已以某种方式布置在汇流条22和凹陷区段23上，使得接触带7与层堆叠的位于绝缘槽6与第一衬底边沿11之间的绝缘区段8电绝缘。
附图标记表
b 汇流条总宽度
E 延伸方向
1 衬底
11 第一衬底边沿
12 其他衬底边沿
2 后电极层
21 后电极层分离槽
22 汇流条
23 凹陷区段
24 汇流条区段
3 有源层
31 有源层分离槽
4 前电极层
41 前电极层分离槽
5 边缘区段
51 第一边缘区域区段
52 第二边缘区域区段
6 电绝缘槽
61 第一绝缘槽区段
62 其他绝缘槽区段
7 接触带
8 绝缘区段
9 其他电绝缘槽
10 有源区段

Claims (10)

1.一种薄膜太阳能模块，其具有:
-包括衬底边沿和沿所述衬底边沿环绕的边缘区段的衬底(1)；
-层堆叠，所述层堆叠具有布置在所述衬底(1)上的后电极层(2)、布置在所述后电极层(2)上的有源层(3)和布置在所述有源层(3)上的前电极层(4)；
-电绝缘槽(6)，在所述电绝缘槽中，所述衬底(1)至少未被所述前电极层(4)覆盖并且所述电绝缘槽沿延伸方向(E)延伸；
-边缘区段(5)，在所述边缘区段中，所述衬底(1)未被所述后电极层(2)、所述有源层(3)和所述前电极层(4)覆盖并且所述边缘区段具有第一边缘区域区段(51)和另一边缘区域区段(52)，所述第一边缘区域区段(51)平行于所述延伸方向(E)沿所述衬底(1)的边缘区段延伸以与所述电绝缘槽(6)相邻的方式布置，所述另一边缘区域区段(52)垂直于所述延伸方向(E)沿所述衬底(1)的边缘区段延伸；
其特征在于:
-汇流条(22)，所述汇流条垂直于所述延伸方向(E)地邻接所述另一边缘区域区段(52)而延伸，其中所述汇流条(22)由未被所述有源层(3)和所述前电极层(4)覆盖的后电极层(2)构成；以及
-接触带(7)，所述接触带布置在所述汇流条(22)上且沿所述汇流条(22)而布置并且以第一接触带末端延伸超过第一衬底边沿(11)；
其中所述汇流条(22)在邻接所述电绝缘槽(6)处具有凹陷区段(23)，在所述凹陷区段中，所述衬底(1)未被所述后电极层(2)覆盖，使得所述接触带(7)与所述层堆叠的位于所述绝缘槽(6)与所述第一衬底边沿(11)之间的绝缘区段(8)电绝缘。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能模块，其特征在于，所述凹陷区段(23)布置在所述另一边缘区域区段(52)与所述电绝缘槽(6)之间以及所述另一边缘区域区段(52)与所述层堆叠的绝缘区段(8)之间。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜太阳能模块，其特征在于，所述接触带(7)朝沿所述汇流条(22)延伸的另一衬底边沿(12)的方向偏心地布置在所述汇流条(22)上。
4.根据权利要求1所述的薄膜太阳能模块，其特征在于具有另一电绝缘槽(9)，所述另一电绝缘槽沿所述延伸方向(E)以与所述第一边缘区域区段(51)相邻的方式延伸，在所述另一电绝缘槽中，所述衬底(1)至少未被所述前电极层(4)覆盖并且所述另一电绝缘槽邻接所述另一边缘区域区段(52)，其中所述接触带(7)以其第二接触带末端以某种方式布置在所述汇流条(22)上，使得所述接触带以与所述另一电绝缘槽(9)间隔一定距离的方式终止。
5.根据权利要求4所述的薄膜太阳能模块，其特征在于，所述电绝缘槽(6)和/或所述另一电绝缘槽具有绝缘槽区段(61)，在所述绝缘槽区段中，所述衬底(1)未被所述前电极层(4)、所述有源层(3)和所述后电极层(2)覆盖，并且具有另一绝缘槽区段(62)，在所述另一绝缘槽区段中，所述衬底(1)未被所述前电极层(4)和所述有源层(3)覆盖且被所述后电极层(2)覆盖。
6.一种制造薄膜太阳能模块的方法，其具有以下步骤：
-提供具有衬底边沿和沿所述衬底边沿环绕的边缘区段、布置在所述衬底(1)上的层堆叠的衬底(1)，所述层堆叠具有布置在所述衬底(1)上的后电极层(2)、布置在所述后电极层(2)上的有源层(3)和布置在所述有源层(3)上的前电极层(4)；
-至少从所述衬底(1)去除所述前电极层(4)，以便产生沿延伸方向(E)越过所述衬底(1)而延伸的电绝缘槽(6)；
-从所述衬底(1)去除所述后电极层(2)、所述有源层(3)和所述前电极层(4)，以便产生边缘区段(5)，所述边缘区段具有沿所述电绝缘槽(6)延伸的平行于所述延伸方向(E)地沿所述衬底(1)的边缘区段延伸的第一边缘区域区段(51)以及垂直于所述延伸方向(E)地沿所述衬底(1)的边缘区段延伸的另一边缘区域区段(52)；
-在邻接所述另一边缘区域区段(52)的区域中，从所述层堆叠去除所述前电极层(4)和所述有源层(3)，以便由所述分段暴露的后电极层(2)产生汇流条(22)；
-去除所述汇流条(22)的布置在所述电绝缘槽(6)与所述另一边缘区域区段(52)之间以及所述层堆叠的绝缘区段(8)与所述另一边缘区域区段(52)之间的区段，以便在所述汇流条(22)中产生凹陷区段(23)，在所述凹陷区段中，所述衬底(1)未被所述后电极层(2)覆盖；
-在所述汇流条(22)和所述凹陷区段(23)上施加接触带(7)，使得所述接触带(7)与所述层堆叠的位于所述绝缘槽(6)与第一衬底边沿(11)之间的绝缘区段(8)电绝缘。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在邻接所述另一边缘区域区段(52)的区域中从所述层堆叠去除所述前电极层(4)和所述有源层(3)以便由所述分段暴露的后电极层(2)产生汇流条(22)的工作步骤包括机械地去除所述前电极层(4)和所述有源层(3)。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，借助激光来实施所述去除所述汇流条(22)的布置在所述电绝缘槽(6)与所述另一边缘区域区段(52)之间的区段以便在所述汇流条(22)中产生凹陷区段(23)的工作步骤。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，借助激光来实施所述从所述衬底(1)去除所述后电极层(2)、所述有源层(3)和所述前电极层(4)以便产生边缘区段(5)的工作步骤。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述接触带(7)朝所述汇流条(22)上的沿所述汇流条(22)延伸的衬底边沿的方向偏心地施加在所述汇流条(22)和所述凹陷区段(23)上。
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