CN114883439A - 太阳能电池侧表面互连件 - Google Patents

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李志勇
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Abstract

公开了用于使太阳能电池的外周侧表面互连件。所述外周侧表面互连件包括上覆在绝缘层(304)上并且与汇流排(305)电互连的导电粘合剂层(307)，所述绝缘层(304)上覆在太阳能电池的外周侧边缘(306)上。可以通过使用外周侧表面互连件使相邻的太阳能电池互连来形成光伏模块。光伏模块包括相邻的太阳能电池，所述太阳能电池包括通过所述导电粘合剂或通过所述导电粘合剂和互连元件互连的外周侧表面互连件。形成太阳能电池外周侧表面互连件的方法包括将绝缘层应用于太阳能电池的侧表面，在所述太阳能电池的绝缘侧表面附近沉积汇流排，在所汇流排的至少一部分上和所述绝缘层的至少一部分上沉积导电粘合剂。

Description

太阳能电池侧表面互连件
发明领域
本发明涉及太阳能电池互连件。太阳能电池互连件有助于相邻的太阳能电池以并排配置互连的能力。
背景技术
可以使用涂覆焊料的铜带以将第一太阳能电池的前侧表面上的汇流排(busbar)互连至第二子电池的后侧表面上的汇流排来使相邻的太阳能电池互连。这种互连在相邻的太阳能电池之间留下约1mm至约2mm的间隙。所述带通常被焊接至汇流排，从而将太阳能电池的表面潜在地暴露于过高的温度。
减小光伏模块中相邻的太阳能电池之间的间隙可以提供增加的光伏模块功率输出和效率，并且使太阳能电池在组装光伏模块期间暴露于高温最小化可以改善光伏模块的性能和长期可靠性。
发明内容
根据本发明，太阳能电池包括：衬底，其中所述衬底包括表面和第一外周侧表面；一个或多个汇流排段，其设置在所述表面上并且在所述第一外周侧表面附近；绝缘层，其上覆在所述第一外周侧表面的至少一部分上；以及导电粘合剂，其上覆在所述绝缘层的至少一部分上并且上覆在所述一个或多个汇流排段中的每一个的至少一部分上。
根据本发明，光伏模块包括：根据本发明的第一太阳能电池，其包括一个或多个第一前侧汇流排段和第一导电粘合剂；以及根据本发明的第二太阳能电池，其包括一个或多个第二后侧汇流排段和第二导电粘合剂；其中所述第一导电粘合剂和所述第二导电粘合剂被粘接并且使所述一个或多个第一前侧汇流排段与所述一个或多个第二后侧汇流排段电互连。
根据本发明，光伏模块包括：第一太阳能电池，其中所述第一太阳能电池包括第一前侧表面、第一后侧表面、第一外周侧表面、设置在所述第一前侧表面上并且在所述第一外周侧表面附近的一个或多个前侧汇流排段，和上覆在所述第一外周侧表面上的第一绝缘层；第二太阳能电池，其中所述第二太阳能电池包括第二前侧表面、第二后侧表面、第二外周侧表面、设置在所述第二后侧表面上并且在所述第二外周侧表面附近的一个或多个后侧汇流排段，和上覆在所述第二外周侧表面上的第二绝缘层；以及导电粘合剂，其设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层上，并且上覆在所述一个或多个第一前侧汇流排段的至少一部分上，以及上覆在所述一个或多个后侧汇流排段的至少一部分上。
根据本发明，光伏系统包括两个或更多个根据本发明的光伏模块。
根据本发明，制造太阳能电池互连件的方法包括：沉积上覆在太阳能电池的外周侧表面上的绝缘层；以及沉积上覆在所述绝缘层的至少一部分上并且上覆在一个或多个汇流排段中的每一个的至少一部分上的导电粘合剂，以提供太阳能电池互连件。
根据本发明，太阳能电池包括使用根据本发明的方法制造的互连件。
根据本发明，使太阳能电池互连的方法包括：使根据本发明的第一太阳能电池的第一导电粘合剂与根据本发明的第二太阳能电池的第二导电粘合剂接触；以及使所述第一导电粘合剂与所述第二导电粘合剂粘接以使所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池互连。
根据本发明，使用根据本发明的方法互连太阳能电池。
根据本发明，光伏模块包括根据本发明的太阳能电池。
根据本发明，电力系统包括多个根据本发明的光伏模块。
根据本发明，太阳能电池包括：衬底，其包括前侧表面、后侧表面、第一外周侧表面和第二外周侧表面；侧表面绝缘层，其上覆在所述第一外周侧表面上；后侧绝缘层，其上覆在所述第一外周侧表面附近的所述后侧表面的一部分上；一个或多个前侧汇流排段，其上覆在所述后侧绝缘层上；以及多个前侧栅格线，其设置在所述前侧表面上并且与所述一个或多个前侧汇流排段互连。
根据本发明，制造太阳能电池互连件的方法包括：将绝缘层应用于太阳能电池的外周侧表面上；以及使所述太阳能电池的前侧表面上的栅格线在绝缘层上延伸并且延伸至所述太阳能电池的后侧表面上的一个或多个汇流排段上。
附图说明
本领域技术人员将理解，本文描述的附图仅出于说明目的。附图不旨在限制本公开内容的范围。
图1A和图1B示出了大面积太阳能电池的前侧表面(1A)和后侧表面(1B)，其可以纵向切割以提供四(4)个相同尺寸的小面积太阳能电池。
图2A至图2C示出了太阳能电池的视图。
图3A示出了由本公开内容提供的太阳能电池互连件的实例的横截面视图。
图3B示出了由本公开内容提供的太阳能电池侧表面互连件的实例的俯视图。
图3C示出了由本公开内容提供的太阳能电池侧表面互连件的实例的侧视图。
图3D示出了由本公开内容提供的太阳能电池侧表面互连件的实例的透视图。
图4示出了由本公开内容提供的具有两个侧表面互连件的太阳能电池的实例的横截面视图。
图5示出了由本公开内容提供的通过侧表面互连件互连的两个太阳能电池的横截面视图。
图6示出了本公开内容提供的通过侧面互连件互连的三个太阳能电池的横截面视图。
图7A至图7B示出了太阳能电池的实例的俯视图和侧视图。
图8A至图8B示出了太阳能电池的实例的俯视图和侧视图。
图9A至图9D示出了由本公开内容提供的侧表面互连件的实例的视图。
图10A和图10B示出了侧表面互连件的实例的视图，所述侧表面互连件具有设置在外周侧表面上的弹性元件，所述弹性元件邻接由本公开内容提供的导电粘合剂。
图11示出了通过由本公开内容提供的侧表面互连件互连并且包括机械支撑元件的两个太阳能电池的横截面视图。
图12A示出了太阳能电池的一部分的侧视图，所述太阳能电池包括具有与导电粘合剂粘接的互连元件的外周侧表面互连件。
图12B示出了包括通过外周侧表面互连互连的两个太阳能电池的光伏模块的一部分的侧视图，所述外周侧表面互连件包括在两个导电粘合剂层之间的互连元件。
图13示出了两个太阳能电池的透视图，其中第一太阳能电池具有前侧汇流排和前侧栅格线，并且第二太阳能电池具有后侧汇流排和后侧栅格线。
图14示出了图13中所示的太阳能电池，其具有沉积在汇流排的至少一部分和两个太阳能电池中的每一个的外周侧表面的至少一部分上的导电粘合剂。
图15A至图15D示出了使用由本公开内容提供的侧表面互连件互连的太阳能电池的实例的侧视图。可以使用互连元件互连相邻的太阳能电池，互连元件例如焊膏(图15A)、涂覆焊料的带(图15B)、具有凸形外表面的涂覆焊料的带(图15C)、或具有纹理外表面的涂覆焊料的带(图15D)。
图16A至图16D示出了使用导电弹性体(图16A)或导电弹性元件(图16B至图16D)互连的太阳能电池的侧视图。
图17A和图17B示出了其中前侧栅格线在侧表面上延伸的侧表面互连件的横截面视图(图17A)和侧视图(图17B)。
图18示出了由本公开内容提供的通过后侧互连件互连的两个太阳能电池的实例的横截面视图。
图19示出了用于在太阳能电池的外周侧表面上沉积诸如电介质层的绝缘层的太阳能电池的堆叠体的实例。
具体实施方式
以下详细描述参考附图，这些附图通过示例的方式示出了可以实施本发明的具体细节和实施方案。充分详细地描述了这些实施方案，以使本领域技术人员能够实践本发明。在不背离本发明的范围的情况下，可以使用其它实施方案，并且可以进行结构、逻辑和电改变。本文公开的各种实施方案不一定相互排斥，因为一些公开的实施方案可以与一个或多个其它公开的实施方案组合以形成新的实施方案。因此，以下详细描述不应被理解为限制性含义，并且本发明的实施方案的范围仅由所附权利要求连同与这些权利要求赋予的范围等同的全部范围来限定。
尽管阐述本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实例中阐述的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地含有由在它们相应的测试测量中发现的标准差必然产生的某些误差。
“互连(interconnect)”、“互连(interconnected)”和“互连(interconnecting)”是指电互连。
如在太阳能电池的前侧表面中的“前侧表面”是指面向入射辐射的太阳能电池的表面。
如在太阳能电池的后侧表面中的“后侧表面”是指背向入射辐射的太阳能电池的表面。
如太阳能电池的外周侧表面中的“外周侧表面”是指太阳能电池的外侧表面。外周侧表面从前侧表面的边缘延伸至太阳能电池的后侧表面的相应边缘。图2B示出了外周侧表面205a、外周侧表面205c和外周侧表面205d。在图2B中，通过前侧表面201、外周侧表面205a、后侧表面206和外周侧表面205c界定外周侧表面205d。图2C示出了通过前表面201、外周侧表面205b、后侧表面206和外周侧表面205d界定的外周侧表面205a的侧视图。图2A至图2C中示出的太阳能电池具有四个外周侧表面。太阳能电池可以具有其它形状，所述形状可以具有不同数量的外周侧表面，例如三个或六个外周侧表面。
如在相应的汇流排中的“相应的”是指互连的汇流排。
“相称”意指对齐且具有相似的尺寸。
“上覆”意指在上方。例如，上覆在第一层上的第二层可以与第一层相邻或邻接第一层，或者在第一层与第二层之间可以存在介于中间的材料和/或结构。上覆涵盖术语“抵靠”。
“相邻”意指在没有任何介于中间的材料或结构的情况下抵靠、在其上或接触。
“附近”意指接近、距......不远或临近。边缘附近的特征可以接近边缘、距边缘不远、临近边缘；或者可以在边缘处。
此外，应理解，本文列举的任何数值范围旨在包括归入其中的所有子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括列举的最小值1与列举的最大值10之间(并且包括端值)的所有子范围，即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值的所有子范围。
使用小面积太阳能电池可以提高光伏系统的功率输出和效率。典型的大面积太阳能电池可以具有例如约156mm×156mm的尺寸。小面积太阳能电池可以具有例如小于大面积太阳能电池的面积的25％、20％或15％的面积。因为栅格线较短，所以串联电阻减小，并且汇流排可以位于太阳能电池的外周侧边缘附近。例如，由于串联电阻(R)引起的功率损失与P损失＝I2R相关，所以对于小面积太阳能电池，功率损失可以显著降低，并且填充因子(F)和效率得到改善。因此，例如，通过将太阳能电池的面积减小50％，由于电池电阻引起的功率损失可以减小25％。
图1A和图1B示出了大面积太阳能电池100的前侧(1A)和后侧(1B)，包括前侧汇流排101、前侧栅格线102、后侧汇流排103和后侧触点104。大面积太阳能电池以高产量制造并且具有生产成本效益。例如可以通过将大面积太阳能电池激光切割成四(4)个或更多个小面积太阳能电池来制造小面积太阳能电池。可以从大面积太阳能电池切割出其它尺寸的小面积太阳能电池。例如，在前侧表面上具有三个汇流排的大面积太阳能电池可以被切割成六个小面积太阳能电池。可以从大面积太阳能电池切割出的小面积太阳能电池可以具有例如156mm×39mm或156mm×26mm的尺寸。小面积太阳能电池可以具有例如500mm2至10,000mm2、2,000mm2至8,000mm2、3,000mm2至7,000mm2或4,000mm2至6,000mm2的表面积。为了提供小面积太阳能电池，可以在汇流排的中间切割大面积太阳能电池，使得每个小面积太阳能电池在两个外周侧边缘处具有汇流排。
可以使用导电带互连相邻的小面积太阳能电池。对于导电带互连件，在相邻的太阳能电池之间需要一定的距离以保持相对的外周侧表面之间的电绝缘。相邻的太阳能电池的相对的外周侧表面之间的距离可以是例如1mm至2mm。或者，在叠瓦状太阳能电池配置中，上覆的太阳能电池的后侧汇流排直接与下伏的太阳能电池的前侧汇流排互连，从而产生具有非平面配置的互连的太阳能电池。因此，对于叠瓦状太阳能电池，由于上覆的光伏模块在下伏的太阳能电池的表面上方延伸，存在遮蔽损失。因此，在两种配置中，每光伏模块面积的有效电池面积由于互连而减小至不同程度。当用于形成光伏模块的多个小面积太阳能电池倍增时，每表面积的功率的降低可以是显著的。
因此，为了有利地使用小面积太阳能电池，需要改善的互连件。
通过使相邻的、互连的太阳能电池的相对的外周侧表面之间的间隔最小化，可以增加光伏模块的有效面积。由本公开内容提供的太阳能电池互连件可以用于增加有效太阳能电池面积，从而增加使用小面积太阳能电池形成的光伏功率模块的功率输出和效率。
由本公开内容提供的太阳能电池互连件包括外周侧表面互连件和后侧互连件。
由本公开内容提供的外周侧表面太阳能电池互连件可以包括：上覆在第一太阳能电池的外周侧表面上并且与汇流排互连的第一导电粘合剂、上覆在第二太阳能电池的外周侧表面上并且与汇流排互连的第二导电粘合剂，以及使第一导电粘合剂和第二导电粘合剂互连的互连元件。
由本公开内容提供的外周侧表面太阳能电池互连件可以包括将第一太阳能电池的表面上的汇流排与第二太阳能电池上的第二汇流排互连的导电粘合剂。
由本公开内容提供的后侧太阳能电池互连件可以包括以下配置，其中前侧汇流排设置在太阳能电池的后侧表面上，并且前侧栅格线在外周侧表面上延伸并且与上覆在后侧表面上的前侧汇流排互连。第一太阳能电池的前侧汇流排可以与第二太阳能电池的后侧表面互连。
由本公开内容提供的太阳能电池互连件可以与具有任何合适尺寸的太阳能电池，特别是小面积太阳能电池一起使用。例如，由本公开内容提供的太阳能电池互连件可以用于互连具有500mm2至10,000mm2的表面积的小面积太阳能电池。由本公开内容提供的太阳能电池互连件可以用于互连具有小于大面积太阳能电池的表面积的太阳能电池。例如，由本公开内容提供的太阳能电池互连件可以用于互连具有500mm2至10,000mm2、1,000mm2至8,000mm2、2,000mm2至7,000mm2或3,000mm2至7,000mm2的表面积的太阳能电池。由本公开内容提供的太阳能电池互连件可以用于互连具有小于10,000mm2、小于8,000mm2、小于6,000mm2、小于4,000mm2或小于2,000mm2的表面积的太阳能电池。
由本公开内容提供的太阳能电池互连件允许相邻的太阳能电池以平面并排的配置互连，使得当互连时，一个太阳能电池的外周侧表面面向相邻的太阳能电池的外周侧表面。
由本公开内容提供的侧表面互连件可以用于互连任何合适的太阳能电池。合适的太阳能电池的实例包括常规的Al-BSF(后表面场)太阳能电池、P-型PERC(钝化发射极背面接触)太阳能电池、N-PERT(钝化发射极背面完全扩散)太阳能电池、HIT(具有本征薄层的异质结)太阳能电池和TopCon(隧道氧化物钝化接触)太阳能电池。
太阳能电池可以包括使用任何合适的材料形成的栅格线和汇流排。例如，栅格线和汇流排可以由丝网印刷的金属化膏(例如银金属化膏)形成。栅格线和汇流排可以具有任何合适的尺寸。形成汇流排的材料可以配置成促进形成低电阻率并且与导电粘合剂机械且环境鲁棒性互连。
在图2A至图2C中示出了太阳能电池的俯视图和侧视图。
图2A示出了太阳能电池200的前侧表面201的视图，所述太阳能电池200包括包含设置在太阳能电池的第一外周侧边缘202a附近的多个汇流排段203的汇流排。第二外周侧边缘202c与第一外周侧边缘202a相对，并且外周侧边缘202b和外周侧边缘202d与侧边缘202a和侧边缘202c正交。多个栅格线204与前侧汇流排段203互连。
图2B示出了图2A中所示的太阳能电池的侧视图。图2B示出了太阳能电池200的前侧表面201、后侧表面206、第一外周侧表面205a、设置在前侧外周侧边缘202a和外周侧表面205a附近的前侧汇流排203、以及设置在前侧表面201上并且互连至汇流排203的多个前侧栅格线204。外周侧表面205a从后侧表面206延伸至前侧外周侧边缘202a。后侧汇流排207和多个后侧栅格线208设置在后侧表面206上。后侧汇流排207在第二外周侧表面205c附近。
应理解，根据太阳能电池的类型，太阳能电池的后侧表面可以包括上覆在部分后侧表面上的汇流排，其中栅格线与汇流排互连，或者后侧表面可以包括覆盖太阳能电池的整个后侧表面的导体，例如铝导体。当参考具有后侧汇流排的配置时，应理解，该配置可同样适用于具有覆盖整个后侧表面的后侧导体的太阳能电池。例如，铝导体覆盖常规的Al后表面场(BSF)太阳能电池的全部后表面；而p型PERC太阳能电池和N型PERT太阳能电池具有与太阳能电池的后侧表面上的汇流排互连的栅格线。
图2C示出了外周侧表面205a的视图，包括前侧表面201、后侧表面206和包括汇流排段203的前侧汇流排。通过外周侧表面205b和外周侧表面205d界定外周侧表面205a。
由本公开内容提供的侧表面太阳能电池互连件可以包括使两个太阳能电池互连的导电粘合剂(ECA)，并且被称为侧表面ECA互连件。侧表面ECA互连件不包括除了ECA以外的互连元件。
图3A中示出了由本公开内容提供的包括ECA侧表面互连件的太阳能电池的一部分的横截面视图。如图3A中示出，太阳能电池300包括衬底301、前侧表面302、后侧表面303和外周侧表面306。绝缘层304上覆在外周侧表面306上。前侧汇流排305设置在外周侧表面306附近的太阳能电池的前侧表面302上。栅格线308设置在前侧表面302上并且与前侧汇流排305互连。导电粘合剂307上覆在绝缘层304和前侧汇流排305的至少一部分上。
图3B中示出了图3A的太阳能电池互连件的俯视图。图3B示出了太阳能电池的前侧的视图，包括前侧表面302、外周侧表面306、上覆在外周侧表面306上的绝缘层304、以及包括上覆在前侧表面302上并且在外周侧表面306附近的汇流排段305的前侧汇流排。栅格线308设置在前侧表面302上并且与汇流排段305互连。导电粘合剂307上覆在绝缘层304和前侧汇流排段305上。
图3C示出了图3A和图3B中所示的太阳能电池的俯视图，其中导电粘合剂307上覆在太阳能电池的外周侧表面306上并且上覆在前侧汇流排段305上。
图3D示出了图3A至图3C中所示的太阳能电池外周侧表面互连件的透视复合视图。元件如图3A至图3C所确定的。图3D示出了上覆在绝缘层304上的导电粘合剂307和在外周侧表面306附近的前侧汇流排305的切除部分。前侧表面302上的栅格线308与分段的汇流排305互连。
电绝缘层将太阳能电池的外周侧表面与上覆的导电粘合剂隔开。在典型的太阳能电池使用条件下，绝缘层与上覆的ECA之间的界面是机械且环境鲁棒性的。
电绝缘层可以包含任何合适的电绝缘材料，例如有机材料或无机材料。合适的无机材料的实例包括聚酰亚胺、含氟聚合物、聚醚醚酮和聚醚酰亚胺。合适的无机材料的实例包括氧化物，例如氧化硅。绝缘材料可以包括介电材料，例如氮化硅。
可以使用任何合适的方法将电绝缘层应用于太阳能电池的外周侧表面上。例如，可以使用增材制造(additive manufacturing)或通过气相沉积来沉积电绝缘层。例如，可以使用金属有机化学气相沉积来沉积无机绝缘层。
绝缘层可以包含有机材料或无机材料，例如介电材料。绝缘层可以具有例如小于200nm、小于100nm、小于50nm或小于20nm的厚度。绝缘层可以具有例如10nm至100nm、例如20nm至80nm、或30nm至60nm的厚度。
绝缘层可以是介电层，并且可以包含例如SiO2、Si3N4或Al2O3。
可以使用任何合适的半导体沉积方法(例如，等离子体增强化学气相沉积、金属有机化学气相沉积或分子束外延)将介电层沉积在太阳能电池的外周侧表面上。
当使用含铜的导电粘合剂时，可以希望诸如介电层的绝缘层也起防止铜从导电粘合剂扩散进入太阳能电池的有源区中的作用。诸如磷、金、锌、碳、镁、铟、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、锆、铌、钼、钽和钨的元素也可以扩散进入硅中并且产生复合中心。可以用作扩散阻挡物的介电材料包括例如碳化钨(W2C)、氮化钛硅(TiSiN)、ZrB2和无定形的MnSixOy。这种介电层还可以钝化硅太阳能电池的边缘，从而减轻边缘复合效应。这些扩散阻挡物可以是电绝缘的并且可以通过作为共形涂覆工艺的化学气相沉积(CVD)来沉积。或者，可以使用其它半导体沉积方法(例如作为非共形涂覆工艺的物理气相沉积(PVD))来使用/沉积诸如氮化钽的其它扩散阻挡物。
导电粘合剂可以是用于制造太阳能电池的任何合适的导电粘合剂。用于太阳能电池制造的导电粘合剂可以包含例如导电金属(例如银颗粒)和热固性树脂。
合适的导电粘合剂可以具有包含封端的聚异氰酸酯预聚物作为主要成分或主要成分之一的粘结剂。合适的封端的异氰酸酯的实例包括醇封端的聚异氰酸酯、酚封端的聚异氰酸酯、己内酰胺封端的聚异氰酸酯、吡唑封端的聚异氰酸酯、脲二酮封端的聚异氰酸酯、酮亚胺(ketoximine)封端的聚异氰酸酯、酰胺封端的聚异氰酸酯、咪唑封端的聚异氰酸酯和丙二酸酯封端的聚异氰酸酯。可以使用暴露于高温来将封端的聚异氰酸酯解封端。
合适的导电粘合剂可以包含聚环氧化物树脂。合适的聚环氧化物树脂的实例包括双酚A型聚环氧化物、溴化双酚A型聚环氧化物、双酚F型聚环氧化物、联苯型聚环氧化物、酚醛清漆型聚环氧化物、脂环族聚环氧化物、萘型聚环氧化物、醚系列或聚醚系列聚环氧化物、含环氧乙烷环的聚丁二烯、硅酮聚环氧化物共聚物及任何前述的组合。
导电粘合剂可以包含例如银颗粒、铜颗粒或其组合。导电粘合剂可以包含例如60wt％至95wt％的导电颗粒，其中wt％基于导电粘合剂的重量。导电颗粒可以具有例如0.5μm至25μm的平均粒径(D50)。导电颗粒还可以包括涂覆金属的颗粒，例如金属玻璃或涂覆有导电金属(例如Au、Ag、Ni和/或Cu)的聚合物颗粒。
当固化时，导电粘合剂可以具有例如20μm至200μm、20μm至150μm、20μm至100μm或20μm至60μm的固化厚度。固化的导电粘合剂可以具有例如小于200μm、小于150μm、小于100μm或小于50μm的厚度。
导电粘合剂可以包含固化性树脂。聚合物基质可以包括一种或多种聚合物，例如(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷、聚醚、环氧-胺-聚加合物及任何前述的组合。树脂体系可以是可热固化的。例如，树脂体系可以在110℃至230℃的温度是可固化的。
诸如基于乙烯共聚物(例如基于乙烯乙酸乙烯酯(EVA)的那些)的弹性聚合物也可以例如与导电粘合剂(ECA)以交替的图案用于太阳能电池的外周侧表面上。
导电粘合剂可以包含例如铜、铜合金、银、银合金、镍、镍合金或任何上述的组合。
导电粘合剂可以包含可以在诸如120℃至230℃、150℃至200℃或160℃至180℃的低温固化的铜Cu膏和/或银Ag膏。导电粘合剂可以在低于250℃、低于200℃、低于150℃或低于100℃的温度是可固化的。导电粘合剂可以被设计成提供弹性界面以减小太阳能电池互连件与互连的太阳能电池之间的机械应力。
合适的导电粘合剂的实例包括适用于喷嘴/注射器分配的
Figure BDA0003567502100000121
系列(从Kyoto Elex Co.,Ltd.商购)。
合适的焊膏的实例包括适用于喷嘴/注射器分配型应用的HF250DP(从Henkel商购)。
导电粘合剂可以包含例如环氧树脂、聚酰亚胺树脂丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂。
图4示出了具有两个外周侧表面互连件的太阳能电池。
图4示出了具有衬底401、前侧表面402、后侧表面403、第一外周侧表面404和第二外周侧表面405的太阳能电池400。第一绝缘层406上覆在第一外周侧表面404上，并且第二绝缘层407上覆在第二外周侧表面405上。前侧汇流排408设置在第一外周侧表面404附近的前侧表面402上，并且后侧汇流排409设置在第二外周侧表面407附近的后侧表面403上。第一导电粘合剂410上覆在第一绝缘层406和前侧汇流排408上，并且第二导电粘合剂411上覆在第二绝缘层407和后侧汇流排409上。
在图4中，在两个外周侧表面上示出了导电粘合剂。本公开内容提供的太阳能电池可以在一个外周侧表面上，或者在两个或更多个外周侧表面上具有ECA侧表面互连件。
光伏模块可以包括两个或更多个太阳能电池，所述太阳能电池包括由本公开内容提供并且互连所述两个或更多个太阳能电池的外周侧表面互连件。
在图5和图6中示出了包括使用外周侧表面互连件互连的两个太阳能电池的光伏模块。
图5示出了通过导电粘合剂507互连的第一太阳能电池501和第二太阳能电池511。第一太阳能电池501包括前侧表面502、后侧表面503和具有上覆的绝缘层505的外周侧表面504。前侧汇流排506上覆在外周侧表面504附近的前侧表面502上。第二太阳能电池511包括前侧表面512、后侧表面513和具有上覆的绝缘层515的外周侧表面514。后侧汇流排516上覆在外周侧表面514附近的后侧表面513上。第一太阳能电池501的前侧表面502上的前侧栅格线509与前侧汇流排506互连。第二太阳能电池511的后侧表面513上的后侧导体或栅格线519与后侧汇流排516互连。经由前侧汇流排506、导电粘合剂507和后侧汇流排516，导电粘合剂507将第一太阳能电池501与第二太阳能电池511互连。可以通过粘接在两个太阳能电池之间的导电粘合剂507a/507b来形成导电粘合剂507。
光伏模块可以包括通过由本公开内容提供的外周侧表面互连件互连的两个或更多个太阳能电池。图6示出了其中三个太阳能电池互连的实例。
图6示出了用由本公开内容提供的ECA外周侧表面互连件互连的三个太阳能电池(太阳能电池601、太阳能电池602和太阳能电池603)。如图6中示出，第一太阳能电池601的前侧汇流排603通过ECA607与第二太阳能电池602的后侧汇流排604互连，并且第二太阳能电池602的前侧汇流排605通过ECA608与第三太阳能电池603的后侧汇流排606互连。ECA607通过绝缘层609与第一太阳能电池601绝缘并且通过绝缘层610与第二太阳能电池602绝缘。ECA608通过绝缘层611与第二太阳能电池602绝缘并且通过绝缘层612与第三太阳能电池603绝缘。
汇流排可以包括一个或多个汇流排段。汇流排可以包括分段的汇流排。汇流排可以包括设置在太阳能电池的外周侧边缘附近(例如太阳能电池的外周侧边缘处)的导电材料条。汇流排可以是分段的汇流排，并且可以包括设置在太阳能电池的外周侧边缘附近(例如太阳能电池的外周侧边缘处)的两个或更多个导电材料区域。汇流排可以包括导电材料或导电材料层，例如基本上覆盖太阳能电池的整个表面的含铝层。
太阳能电池的前侧汇流排和/或后侧汇流排可以设置在外周侧表面附近，并且可以延伸在外周侧表面附近的太阳能电池表面的整个长度或太阳能电池表面的大部分长度。基本上太阳能电池表面的整个长度意指汇流排不需要端部抵靠正交的侧边缘，而在汇流排与正交的侧边缘之间可以存在一些间隔。图7A和图7B分别示出了具有单个汇流排的太阳能电池的俯视图和侧视图。图7A和图7B包括太阳能电池表面701和外周侧表面703附近的单个汇流排702。单个汇流排702基本上延伸外周侧表面704与外周侧表面705之间的太阳能电池的外周的整个长度。如图7A和图7B中示出，在正交的外周侧边缘704/705与汇流排702之间可以存在小间隙。
分段的汇流排可以包括两个或更多个汇流排段。两个或更多个汇流排段中的每一个均可以设置在外周侧表面附近的太阳能电池表面的第一部分上。表面的第二部分在相邻的汇流排之间。这在图8A和图8B中示出，图8A和图8B包括设置在外周侧表面803附近的太阳能电池表面801的第一部分上的四个汇流排段802。太阳能电池表面801的第二部分804在每组相邻的汇流排段802之间。例如，图8A和图8B示出了上覆在表面801的第一部分上的汇流排段802，以及相邻的汇流排段802之间的第二部分804。
在由本公开内容提供的太阳能电池互连件中，导电粘合剂可以基本上跨越太阳能电池的外周侧表面的整个长度。
导电粘合剂可以基本上上覆在太阳能电池的外周侧表面的整个长度上，并且上覆在单个汇流排段或多个汇流排段的大部分上，或者仅上覆在汇流排或多个汇流排段的某些部分上。在图3A和图3B中示出了这些实施方案。图3A示出了基本上上覆在整个外周侧表面306和整个单个汇流排段305上的导电粘合剂307。图3B示出了基本上上覆在整个外周侧表面306和多个汇流排段305上的导电粘合剂307。
在包括两个或更多个汇流排段的实施方案中，导电粘合剂可以上覆在外周侧表面的相称部分上。
图9A和图9B分别示出了具有设置在外周侧表面903附近的太阳能电池的表面901上的四个汇流排段902的太阳能电池的俯视图和侧视图。多个汇流排902设置在表面的第一部分901上并且通过表面的第二部分905隔开。绝缘层906上覆在外周侧表面903上。导电粘合剂907上覆在绝缘层906的第一部分上且与绝缘层906的第一部分相邻，并且通过不包括上覆的导电粘合剂的绝缘层906的第二部分908隔开。绝缘层的第一部分与相应的汇流排段相称。导电粘合剂907上覆多个汇流排段902中的每一个。包括汇流排段902的表面901的第一部分与具有上覆的导电粘合剂907的绝缘层906的第一部分相称。没有汇流排段的表面901的第二部分905和没有上覆的导电粘合剂907的绝缘层906的第二部分908隔开相邻的导电互连件。
图9C示出了图9A和图9B中所示的太阳能电池的透视图。
图9D示出了太阳能电池900的外周侧表面的透视图，所述太阳能电池900具有与设置在前侧表面903上的汇流排段902互连的栅格线901。汇流排段902在外周侧表面906的边缘处，并且绝缘层907覆盖外周侧表面906。
汇流排可以具有例如0.1mm至1.3mm，例如0.5mm至1mm的宽度，或者可以基本上是太阳能电池的长度。
相邻的汇流排段可以分开一定距离，例如10μm至3,000μm，例如100μm至2,500μm、或500μm至2,000μm。
小面积太阳能电池的前侧表面可以包括汇流排，并且在一些情况下，前侧表面不包括汇流排。可以从大面积太阳能电池切割小面积太阳能电池，使得栅格线延伸至小面积太阳能电池的外周边缘。在这些实施方案中，导电粘合剂上覆在太阳能电池的外周侧表面上并且上覆在所有的栅格线上或者可以上覆在栅格线组上。
由本公开内容提供的太阳能电池互连件可以包括设置在绝缘层上的一个或多个弹性元件。可以包括弹性元件以减小太阳能电池互连件上的剪切应力，从而减小塑性变形并且增加导电粘合互连件的拉伸强度。光伏模块可以在组装期间和/或在使用期间经受剪切力，所述剪切力由形成本公开内容提供的包括太阳能电池互连件的光伏模块的各种材料的不同热膨胀系数引起。
图10A和图10B示出了包括弹性元件的太阳能电池互连件的实例。
图10A和图10B分别示出了由本公开内容提供的包括弹性元件的太阳能电池外周侧表面互连件的俯视图和侧视图。
图10A和图10B示出了太阳能电池表面1001、设置在外周侧表面1003附近的表面1001上的汇流排段1002。绝缘层1004上覆在外周侧表面1003上。导电粘合剂1007上覆在绝缘层1004的一部分上并且上覆在每个汇流排段1002上。弹性元件1010上覆在包括侧边缘1005与侧边缘1006之间的部分的绝缘层1004的每个第二部分上。弹性元件1010可以上覆在绝缘层1004的每个第二部分、一些第二部分、仅在侧边缘1005/1006之间的第二部分上、或仅在上覆在绝缘层1004的第一部分上的最近的导电粘合剂之间。
弹性元件可以具有与导电粘合剂的厚度大约相同的厚度或小于导电粘合剂的厚度。
弹性元件可以具有2×104m/m℃的热膨胀系数。
弹性元件可以包含热塑性弹性体或热固性弹性体。
合适的热塑性弹性体的实例包括例如聚酰胺和乙烯-乙酸乙烯酯。
合适的热固性弹性体的实例包括硅酮橡胶。
可以配制合适的弹性体以具有例如5×10-5m/m℃至4×10-4m/m℃的热膨胀系数。
合适的弹性体可以具有例如小于-40℃、小于-20℃或小于-15℃的玻璃化转变温度。
合适的弹性体可以具有例如0.5Mpa至55MPa的模量。
合适的弹性体可以具有例如大于100℃、大于200℃或大于300℃的熔融温度。
合适的弹性体可以具有例如1MPa至60MPa的拉伸强度。
合适的弹性体可以具有例如100％至4,500％、例如250％至4,000％、或500％至2,000％的伸长率％。
合适的弹性体可以包括填料(例如，无机填料和/或有机填料)、热稳定剂、UV稳定剂、抗氧化剂、流平剂及任何前述的组合。
弹性元件可以包括多孔泡沫。
可以在应用导电粘合剂之前或之后将弹性元件应用于外周侧表面的第二部分上。可以使用增材制造(例如通过三维印刷和/或通过喷墨印刷)来沉积弹性元件。
可以通过固化沉积在相邻的太阳能电池的相对外周侧表面之间的导电粘合剂以使相邻的太阳能电池互连来形成由本公开内容提供的光伏模块。
可以通过使第一太阳能电池的外周侧表面上的导电粘合剂与第二太阳能电池的外周侧表面上的导电粘合剂接触来形成光伏模块。可以用轻微的压力使导电粘合剂结合在一起。当接合时，可以用前后运动使导电粘合剂融合和/或可以将超声能量应用于接合的导电粘合剂上以促进两个导电粘合剂的融合能力。
可以在导电粘合剂被湿润时，例如在导电粘合剂被干燥和固化之前或者在导电粘合剂的表面上形成部分干燥的膜之前，使两个太阳能电池上的导电粘合剂接触。
在两个太阳能电池的外周侧表面上的导电粘合剂已经接触之后，可以例如通过将导电粘合剂暴露于例如125℃至175℃的温度持续例如2分钟至20分钟，例如145℃至155℃的温度持续例如5分钟至10分钟来干燥导电粘合剂。可以通过导电粘合剂制剂和用以从导电粘合剂中去除溶剂和低分子量物质所需的条件来确定合适的时间和温度。
在导电粘合剂已经干燥之后，可以例如通过将导电粘合剂暴露于150℃至250℃的温度20分钟至60分钟，例如175℃至225℃的温度30分钟至50分钟来固化导电粘合剂。固化暴露的温度和持续时间可以取决于导电粘合剂制剂和固化化学。
导电粘合剂可以包括自由基固化化学。可以例如通过将包含自由基光引发剂的ECA暴露于诸如紫外辐射的光化辐射来产生自由基，或者导电粘合剂可以包含化学或热自由基引发剂。
为了为本公开内容提供的外周侧表面太阳能电池互连件提供额外的机械支撑，外部弹性元件可以设置在外周侧表面互连件的前侧表面和/或后侧表面上。图11中示出了实例。图11示出了在前侧表面1103上具有前侧汇流排1102的第一太阳能电池1101和在后侧表面1113上具有后侧汇流排1112的第二太阳能电池1111。导电粘合剂1105将前侧汇流排1102和后侧汇流排1112互连并且通过外周侧表面绝缘体1104/1114与衬底绝缘。前侧弹性元件1106设置在导电粘合剂1105的前侧表面上，并且后侧弹性元件1107设置在导电粘合剂1105的后侧表面上。前侧弹性元件1106和后侧弹性元件1107可以延伸外周侧表面互连件、外周侧表面互连件的一部分或外周侧表面互连件的多个部分的宽度。
外部弹性体可以改善外周侧表面互连件的机械完整性，并且可以通过密封和/或屏蔽下伏的导电粘合剂免受环境条件(例如水、湿气、磨损、腐蚀材料、气体和/或包括可见辐射、红外辐射和紫外辐射的辐射)来改善外周侧表面互连件的环境可靠性。
可以通过使第一太阳能电池的第一ECA经由互连元件与第二太阳能电池上的第二ECA互连来制造光伏模块。
可以在使两个太阳能电池互连之前，在使两个太阳能电池紧密接近的过程期间，或在使两个太阳能电池紧密接近之后将互连元件应用于ECA互连件的表面上。
由本公开内容提供的太阳能电池互连件可以具有图12A中示出的结构。如图12A中示出，太阳能电池12可以包括衬底1201、前侧表面1202、后侧表面1203、设置在前侧表面1202上的汇流排1205和栅格线1208、上覆在外周侧表面1206上的绝缘层1204、上覆在绝缘层1204和汇流排1205的至少一部分上的ECA1207、以及上覆在ECA上并且与ECA互连的互连元件1209。互连元件可以机械结合和电结合至ECA。例如，可以通过固化的ECA将互连元件保持在适当的位置。
在图12B中示出了使用具有互连元件的外周侧表面互连件互连的光伏模块的横截面视图。如图12B中示出，第一太阳能电池1201通过外周侧表面互连件1210与第二太阳能电池1211互连。太阳能电池1201包括衬底1202、前侧表面1203上的前侧汇流排1205以及位于外周侧表面1206附近的汇流排1205。绝缘层1207设置在第一太阳能电池1201的外周侧表面1206的至少一部分上。ECA1208上覆在绝缘层1207和前侧汇流排1205的至少一部分上。第二太阳能电池1211包括衬底1212、在后侧表面1214上并且位于外周侧表面1216附近的后侧汇流排1215。绝缘层1217设置在第二太阳能电池1211的外周侧表面1216的至少一部分上。ECA1218上覆在绝缘层1216和后侧汇流排1215的至少一部分上。外周侧表面互连件1210包括导电粘合剂1208，其设置在前侧汇流排1205的至少一部分上并且上覆在第一绝缘层1207的至少一部分上；导电粘合剂1218，其设置在后侧汇流排1215的至少一部分上并且上覆在绝缘层1217的至少一部分上；以及互连元件1209。互连件1210使第一太阳能电池1201上的前侧汇流排1205与第二太阳能电池1211上的后侧汇流排1215电互连。
如图12B中示出，互连元件1209使第一太阳能电池1201上的导电粘合剂1208与第二太阳能电池1211上的导电粘合剂1218电互连。
互连元件1209可以是可焊接的，使得互连元件1209提供足够的机械完整性并且具有低电阻。可以期望，当暴露于通常使用条件下的热应力时，互连元件保持光伏模块的结构完整性。
互连元件可以包括例如焊膏或涂覆焊料的带。互连元件可以包括例如导电弹性体或导电弹性元件。
前侧栅格线和后侧栅格线(未示出)可以设置在第一太阳能电池1201和第二太阳能电池1211的前侧表面和后侧表面上。太阳能电池的表面电极(例如前侧栅格线和后侧栅格线)可以由任何合适的导电材料制成。可以通过在太阳能电池表面上印刷(例如通过丝网印刷或喷墨印刷)导电膏形成表面电极。合适的膏材的实例包括银膏、铜膏、含银的玻璃膏、金膏、碳膏、镍膏、铝膏、透明导电氧化物(TCO)(例如氧化铟锡(ITO)和氧化铝锌(AZO))。
太阳能电池的栅格线和汇流排可以是任何合适的图案、形状和尺寸。
例如，在基于晶片的光伏模块中，每个太阳能电池可以包括前侧栅格线和后侧栅格线，其中前侧栅格线可以包括多条平行的导线和垂直于且互连至导电前侧栅格线的两个或更多个导电前侧汇流排，并且其中后侧栅格线可以包括导电膏层和两个或更多个导电后侧汇流排段。导电前侧栅格线和导电前侧汇流排段可以由例如银形成，并且后侧栅格线可以由银栅格线形成，或者在常规Al-BSF太阳能电池的情况下，将全后侧铝导电膏印刷成与后侧银汇流排膏紧密接触。前侧栅格线、后侧栅格线和汇流排通常由含银金属化膏制成。金属化膏的类型取决于被互连的掺杂区的类型。
通常，对于硅太阳能电池金属化应用，厚膜膏用于形成前侧栅格线、前侧汇流排、后侧栅格线和后侧汇流排。厚膜膏可以包含导电金属、玻璃料、有机载体和改性剂的悬浮液。银是最常见的用于前侧膏的导电填料。玻璃料用于在热处理之后将功能/导电相结合至硅晶片上。玻璃料还蚀刻通过防反射层和钝化层，以提供银栅格与太阳能电池的硅表面之间的欧姆接触。有机载体可以是有机体系，其用作流变载体以控制膏的流动性和可印刷性。有机载体可以包括树脂、溶剂和添加剂。金属化膏，特别是前侧银膏的属性对实现高效太阳能电池是重要的。因此，银金属化膏的质量和性能影响太阳能系统的经济性。目前用于大多数太阳能电池的丝网印刷技术正在进一步开发用于印刷细线导电栅格，以降低银消耗并且由此降低成本，降低遮蔽并且由此增加电流密度，以及改善光伏模块性能。
互连元件可以包括涂覆焊料的带。涂覆焊料的带可以具有例如小于被互连的太阳能电池的厚度的厚度和宽度。面向入射太阳辐射的涂覆焊料的带的边缘可以具有基本上平坦的表面或者可以具有增强入射太阳辐射撞击太阳能电池的有源区的能力的横截面轮廓。例如，涂覆焊料的带的前边缘和后边缘可以具有凸形形状或者可以是有纹理的。
涂覆焊料的带可以包括诸如Cu或Ag的导电材料的带，其具有焊料或焊料合金的外部涂层。带可以具有任何合适的横截面形状，例如矩形、圆形或椭圆形。面向入射太阳辐射的带的外表面可以配置成便于入射太阳辐射散射到太阳能电池的有源区域上。例如，带的外表面可以是凸形的和/或有纹理的。
焊料涂层可以具有例如0.5μm至70μm，例如10μm至50μm的厚度。
带可以是薄片形式，例如箔。
可以使用任何合适的焊料。例如，焊料可以包含3wt％至100wt％的锡，以及量独立地为0wt％至50wt％，例如1wt％至40wt％的铅、银、铋、锌、铜或任何前述的组合中的一种或多种，其中wt％基于焊料合金的总重量。
由本公开内容提供的太阳能电池边缘互连件可以与任何合适的太阳能电池一起使用。
由本公开内容提供的包括外周侧表面互连件的太阳能电池包括表面和边缘、边缘附近的汇流排、上覆在边缘上的介电层、以及上覆在电介质层的至少一部分上并且上覆在汇流排的至少一部分上的导电粘合剂。
太阳能电池可以包括基于晶片的太阳能电池，例如c-Si或mc-Si太阳能电池；薄膜太阳能电池，例如a-Si、μc-Si、CdTe、铜铟硒化物(CIS)或铜铟镓硒化物(CIGS)太阳能电池，基于光吸收染料或有机半导体的太阳能电池。
汇流排可以设置在太阳能电池的外周边缘附近，或者例如距太阳能电池的外周边缘小于25μm、小于50μm、小于100μm或小于200μm。汇流排可以接近太阳能电池的外周边缘或位于太阳能电池的外周边缘处，以使太阳能电池的有效面积最大化。汇流排可以包含任何合适的材料，例如导电Ag厚膜。汇流排可以与多个栅格线互连。
太阳能电池的外周侧表面可以包括绝缘层，例如介电层。绝缘层可以包含介电材料，例如SiO2、Si3N4或Al2O3。绝缘层的目的在于使太阳能电池的外周侧表面与形成侧表面互连件的导电粘合剂电绝缘。
由本公开内容提供的方法包括制造太阳能电池侧表面互连件的方法，以及使用侧表面互连件互连太阳能电池以提供光伏模块的方法。
由本公开内容提供的制造太阳能电池侧表面互连件的方法可以包括：沉积上覆在太阳能电池的外周侧表面上的绝缘层，例如介电层；以及沉积上覆在绝缘层的至少一部分上并且上覆在汇流排的至少一部分上的导电粘合剂，以提供太阳能电池侧表面互连件。
可以通过激光开槽随后机械分离从较大面积的太阳能电池切割出小面积太阳能电池，例如具有例如约500mm2至10,000mm2，例如约2,000mm2至8,000mm2的面积的太阳能电池。例如，可以将大面积太阳能电池分隔成具有例如约15mm至约60mm的宽度和例如100mm至200mm的长度的条。
大面积太阳能电池包括汇流排和栅格线。在将大面积太阳能电池激光切割成小面积太阳能电池之后，小面积太阳能电池可以具有汇流排和栅格线，或者可以仅具有栅格线。
可以使用任何合适的半导体沉积方法(例如化学气相沉积、分子束外延、物理气相沉积或远程等离子体增强化学气相沉积)在太阳能电池的外周侧表面上沉积绝缘层，例如介电层。
为了在太阳能电池的边缘上沉积绝缘层，可以堆叠多个太阳能电池，并且在堆叠的太阳能电池的暴露的外周侧表面上沉积绝缘层。以这种方式，可以同时将绝缘层应用于多个太阳能电池上。绝缘层可以应用于太阳能电池的第一外周表面和第二外周表面，其中第二外周表面与第一外周表面相对。绝缘层可以应用于将在汇流排附近的外周太阳能电池表面上。可以沉积绝缘层以覆盖堆叠体中的每个太阳能电池的边缘。可以将介电层应用于太阳能电池的所有四个边缘。可以将绝缘层应用于小面积太阳能电池的一个或多个外周侧表面上。
图19示出了包括外周侧表面1901和外周侧表面1902的太阳能电池的堆叠体。
在大面积太阳能电池的相对的外周侧表面上沉积绝缘层之后，可以将翻单个大面积太阳能电池与堆叠体分离并且切割成小面积太阳能电池。然后可以将导电粘合剂施加至含有绝缘层的外周侧表面上，并且施加至小面积太阳能电池的汇流排和/或栅格线上。例如，可以使用任何合适的ECA材料和应用方法将导电粘合剂(ECA)应用于太阳能电池的第一外周侧边缘和相应的前侧汇流排和/或应用于第二外周侧边缘和相应的后侧汇流排。
图13示出了两个太阳能电池上的汇流排和栅格线的配置。栅格线1301与第一太阳能电池1303的前侧上的相应的汇流排段1302互连，并且栅格线1311与第二太阳能电池1305的后侧的汇流排段1312互连。两个太阳能电池的外周侧表面涂覆有绝缘层，例如介电层1306/1316。
在形成汇流排和栅格线之后，可以将导电粘合剂应用于绝缘层的表面或绝缘层的表面的一部分以及汇流排的表面或汇流排的表面的一部分。当固化时，导电粘合剂与汇流排电互连，并且通过绝缘层与太阳能电池的外周侧表面电绝缘。
可以使用例如通过脉冲三维印刷或通过挤出三维印刷的增材制造来将导电粘合剂应用于太阳能电池的绝缘的外周侧表面上。可以使用例如转移印刷将导电粘合剂应用于太阳能电池的绝缘的外周侧表面。导电粘合剂可以覆盖绝缘层或可以被图案化以覆盖绝缘层的所选部分。可以应用导电粘合剂以覆盖绝缘层、覆盖绝缘层的一部分、接触汇流排的整个长度、接触汇流排的长度的一部分、或任何前述的组合。
在将导电粘合剂应用于太阳能电池的绝缘的外周侧表面之后，导电粘合剂可以在例如150℃至250℃的温度固化例如20分钟至60分钟的持续时间。例如，可以通过使太阳能电池通过带式烘箱来施加热量。在固化之前，可以例如通过将导电粘合剂暴露于例如100℃至200℃的温度持续例如5分钟至20分钟的持续时间来干燥导电粘合剂。
图14示出了两个太阳能电池，其具有应用于相应的太阳能电池的汇流排和相对的外周侧表面上的导电粘合剂。图14示出了与第一太阳能电池1403的前侧上的汇流排段1402互连的栅格线1401，以及与第二太阳能电池1413的后侧上的汇流排段1412互连的栅格线1411。导电粘合剂1408/1418覆盖汇流排段1402/1412并且在太阳能电池的边缘上延伸以部分地覆盖绝缘层1406/1416。图14中示出的每个太阳能电池包括四个汇流排。如图14中示出，使导电粘合剂图案化，以覆盖相应的汇流排段附近的且与相应的汇流排段相称的绝缘层的部分。在某些实施方案中，ECA可以延伸太阳能电池的外周侧表面的长度和/或覆盖太阳能电池的外周侧表面。
在太阳能电池的正汇流排和/或负汇流排上形成外周侧表面互连件之后，太阳能电池可以与另一个太阳能电池互连以形成光伏模块。
为了形成光伏模块，两个太阳能电池的外周侧表面互连件可以用导电粘合剂或导电粘合剂和具有低电阻率并且可以为互连件提供机械支撑的互连元件互连。在固化时，导电粘合剂或导电粘合剂和互连元件可以在使用条件下保持太阳能电池互连件的结构完整性。
可以通过外周侧表面互连件互连两个或更多个太阳能电池以形成光伏模块。
期望互连元件是薄的，以使相邻的太阳能电池之间的间隔最小化，从而减小互连件的电阻并且增加每模块面积的光伏模块的有效面积。
互连元件可以具有例如小于被互连的太阳能电池的厚度的宽度。例如，互连元件可以具有小于250μm、小于225μm、小于200μm、小于175μm、小于150μm、小于125μm、小于100μm或小于75μm的宽度。互连元件可以具有例如50μm至250μm、75μm至225μm、100μm至200μm或125μm至175μm的厚度。
互连元件可以具有小于被互连的太阳能电池的厚度的厚度。例如，互连元件可以具有小于200μm、小于175μm、小于150μm、小于125μm、小于100μm或小于75μm的厚度。互连元件可以具有例如50μm至200μm、75μm至175μm或100μm至150μm的厚度。
可以通过使两个相对的太阳能电池外周侧表面互连件接近并且使用互连元件互连来使两个太阳能电池互连。
互连元件可以包括例如焊膏或涂覆焊料的带。
当焊膏用作互连元件时，可以使两个边缘互连件接近，并且可以在分开相对的边缘互连件的间隙内应用焊膏。例如，可以使用增材制造(例如使用三维印刷)来应用焊膏。
或者，可以将焊膏应用于太阳能电池边缘上的导电粘合剂，并且可以使第二太阳能电池的边缘互连件与导电粘合剂接触，随后固化以使两个太阳能电池互连。在接合两个太阳能电池的边缘之前，第二太阳能电池的边缘可以具有或可以不具有应用的焊膏。
在应用焊膏并且定位太阳能电池边缘之后，可以在例如150℃至400℃，例如200℃至240℃的温度固化焊膏，以使太阳能电池互连。
当焊料涂覆的带用作互连元件时，可以将两个边缘互连件紧密接近，并且可以将焊料涂覆的带放置在两个相对的边缘互连件之间的间隙内。可以将涂覆焊料的带压配合进间隙中或以其它方式插入进边缘互连件与相对的外周侧表面互连件之间的间隙中。如果适当，可以使相对的外周侧表面互连件更靠近在一起，以调节互连元件上的外周侧表面互连件的间隔和/或压力，从而有助于形成电和机械上可行的互连件。
相对的外周侧表面互连件之间的间隙的某些部分可以包括配置成增强太阳能电池互连件的机械强度的组件。例如，组件不需要是导电的。组件可以是导热的和/或散热的。组件可以是刚性的、弹性的或其组合。组件可以是例如热固性材料、热塑性材料、金属、金属合金、陶瓷或复合材料。组件可以位于模块互连件的导电区域之间。
可以使用例如三维印刷在太阳能电池的边缘上印刷不导电的弹性组件，以在第一太阳能电池和第二太阳能电池上的导电粘合剂与弹性组件之间形成交替的图案，所述弹性组件可以在两个相邻的太阳能电池上面向彼此。弹性聚合物可以在导电粘合剂固化期间交联，或者可以随后在光伏模块的层压期间印刷和交联。或者，如果光伏模块的导电粘合剂(例如乙烯乙酸乙烯酯(EVA))前层压层和后层压层填充了相邻太阳能电池的边缘上的导电粘合剂图案之间的间隙，则印刷在太阳能电池的边缘上的导电粘合剂图案之间的弹性聚合物可能不是必需的。在这种情况下，EVA可以提供减轻太阳能电池之间的机械应力的必需的柔性粘合结合。
在互连元件已经被沉积或定位在相对的太阳能电池边缘互连件之间之后，可以加热互连件以引起例如焊料与导电粘合剂的导电粘接，从而电互连两个太阳能电池以形成光伏模块。可以例如通过使模块预组装件穿过辐射灯加热烘箱或电阻加热烘箱来将焊膏或涂覆焊料的带粘接至导电粘合剂。
该过程可以用于同时和/或顺序地互连额外的太阳能电池。
图15A至图15D示出了由本公开内容提供的使用外周侧表面互连件互连的太阳能电池的横截面视图。横截面视图包括第一太阳能电池1501、前侧汇流排1502、绝缘层1503、导电粘合剂1504、第二太阳能电池1505、后侧汇流排1506、绝缘层1507、导电粘合剂1508和互连元件1509。在图15A中，互连元件是焊膏；在图15B中，互连元件是包括核1510和焊料1511的涂覆焊料的带；在图15C中，互连元件是涂覆焊料的带，其中上表面是凸形的以增强光伏模块中的光散射和光俘获；并且在图15D中，互连元件是涂覆焊料的带，其中上表面是有纹理的以增强光伏模块中的光散射和光俘获。
用于互连两个太阳能电池侧表面的互连元件可以包括弹性互连元件。弹性互连元件可以配置成为互连件提供柔性以适应在使用条件期间在互连件处产生的机械应力，例如由热应力产生的机械应力。弹性互连元件可以是导电弹性体。导电填料可以均匀地或非均匀地分散在弹性互连元件内。例如，导电填料可以设置在弹性互连元件的外表面上。
导电填料可以是任何合适的形式，例如颗粒、片、丝和/或线。导电填料可以包括适量的可焊接材料(例如焊料合金)用于粘接至太阳能电池的边缘上的导电粘合剂。
可以使用任何合适的弹性体或弹性体的组合，其可以是热固性弹性体或热塑性弹性体。
弹性互连元件可以具有核/壳配置。例如，互连元件的内部可以是弹性的，其被导电材料的壳包围。导电材料可以是例如电填充的弹性体或薄的导电箔，例如涂覆焊料的箔。
弹性互连元件的外部表面可以具有包含环境惰性材料的外部(顶部和底部)表面，所述环境惰性材料配置成增强弹性互连元件的耐候性。例如，弹性互连元件的外表面可以包含覆盖导电材料的壳的耐候聚合物。
可以通过例如在组装期间在相对的太阳能电池边缘之间共挤出和插入的方法形成或应用弹性互连元件。可以使用共挤出方法在适当的位置形成弹性互连元件。
弹性互连元件还可以包含导热填料。弹性互连元件还可以包含配置成增强互连件的机械鲁棒性和稳定性的填料，例如纤维，包括例如二氧化硅纤维、碳纤维、金属纤维和/或有机纤维。
图16A至图16D示出了使用弹性互连元件1601互连的太阳能电池的实例的横截面视图。图16A至图16D包括第一太阳能电池1604，其中汇流排1606设置在前侧表面1605上，绝缘层1608设置在外周侧表面1607上，并且ECA1609上覆在绝缘层1608和汇流排1606的至少一部分上。图16A至图16D包括第二太阳能电池1614，其中汇流排1616设置在后侧表面1610上，绝缘层1618设置在外周侧表面1617上，并且ECA1619上覆在绝缘层1618和汇流排1616的至少一部分上。互连元件1601通过相应的ECA1609/1619使两个太阳能电池互连。图16A示出了使用导电弹性体互连的太阳能电池，其中导电填料均匀地分散在整个弹性互连元件1601中。图16B示出了使用导电弹性体互连的太阳能电池，其中导电填料设置在弹性互连元件的外部表面上。图16C示出了包括外部导电薄膜1602的弹性互连元件。图16D示出了包括导电膜1602的弹性互连元件1601，其中元件的暴露的外部表面包含耐候材料1603。
由本公开内容提供的太阳能电池互连件包括串联的后侧互连件。串联的后侧互连件在太阳能电池的前侧表面上不具有任何汇流排，从而增加了辐射面积。在串联的后侧互连件中，前侧汇流排上覆在太阳能电池的后侧表面上，并且前侧栅格线和/或前侧汇流排在外周侧表面上延伸并且与上覆在后侧表面上的前侧汇流排互连。
图17A中示出了串联的后侧太阳能电池互连件的实例。
图17A示出了包括衬底1701、前侧表面1702、后侧表面1703和外周侧表面1704的太阳能电池。侧表面绝缘层1705上覆在外周侧表面1704上。前侧汇流排1707设置在前侧汇流排绝缘层1706上，所述前侧汇流排绝缘层1706上覆在外周侧表面1704附近的后侧表面1703上。前侧栅格线1708上覆在前侧表面1702的一部分上，上覆在侧表面绝缘层1705的一部分上并且与前侧汇流排1707互连。后侧汇流排1709设置在第二外周侧表面1710附近的后侧表面1703上。后侧栅格线1711延伸跨过后侧表面1703的一部分并且与后侧汇流排1709互连。
将子电池的后侧上的前侧汇流排与太阳能电池的后侧掺杂区(基体)隔开的后侧绝缘层可以是用于保护和钝化太阳能电池(例如N型PERT太阳能电池或P型PERC太阳能电池)的后侧的后侧绝缘介电表面的一部分。对于没有后侧绝缘层的Al-BSF太阳能电池，可以将印刷的绝缘层应用于太阳能电池的边缘附近的没有铝导体的太阳能电池的后侧表面的部分。
在图17B中示出了串联的后侧互连件的侧视图。
图17B中示出的串联的后侧互连件的侧视图包括前侧表面1702和后侧表面1703。后侧绝缘层1706上覆在外周侧表面附近的后侧表面1703的至少一部分上。侧表面绝缘层1705上覆在外周侧表面上。一个或多个前侧汇流排1707上覆在后侧绝缘层1706上。设置在前侧表面1702上的前侧栅格线1708在侧表面绝缘层1705上和前侧汇流排1707的至少一部分上延伸。
后侧绝缘层可以延伸太阳能电池的长度，或者可以设置在侧边缘附近的后侧表面的部分上。
用于形成栅格线、汇流排、侧表面绝缘层的材料可以与包括侧表面互连件的太阳能电池所描述的相同。
前侧汇流排绝缘层可以包括例如绝缘体型弹性抗蚀剂、在固化之后形成的印刷介电质，或者已经存在于太阳能电池(例如P型PERC太阳能电池或N型PERT太阳能电池)的后侧上的介电质。
光伏模块可以包括两个或更多个太阳能电池，所述太阳能电池包括由本公开内容提供的串联的后侧互连件。
可以通过将包括串联的后侧互连件的两个太阳能电池以平面并排配置定位，并且使用例如导电元件(例如导电带、导电线或导电接片)将第一太阳能电池的前侧汇流排连接至第二太阳能电池的后汇流排来形成光伏模块。导电元件可以例如被焊接或熔焊至汇流排上。导电元件可以是柔性的，以便适应使用期间的剪切应力。
在其中包括串联的后侧互连件的太阳能电池包括两个或更多个前侧汇流排和/或后侧汇流排段的实施方案中，可以使用导电元件将第一太阳能电池的两个或更多个前侧汇流排段独立地连接至第二太阳能电池的相应的两个或更多个后侧汇流排段。
图18中示出了包括两个互连的太阳能电池的光伏模块的侧视图。
图18示出了第一子电池1800a和第二子电池1800b，其包括衬底1801a/1801b、前侧表面1802a/1802b、后侧表面1803a/1803b、第一外周侧表面1804a/1804b和上覆在第一外周侧表面1804a/1804b上的外周侧表面绝缘层1805a/1805b。后侧绝缘层1806a/1806b上覆在后侧表面1803a/1803b或后侧表面1803a/1803b的一部分上，并且前侧汇流排1807a/1807b上覆在一个或多个后侧表面绝缘层1806a/1806b上。前侧栅格线1808a/1808b在外周侧表面绝缘层1805a/1805b上延伸并且与前侧汇流排1807a/1807b互连。后侧汇流排1809a/1809b设置在第二外周侧表面1810a/1810b附近的后侧表面1803a/1803b上。后侧栅格线1811a/1811b与后侧汇流排1809a/1809b电互连。侧表面绝缘层1812a/1812b上覆在第二外周侧表面1810a/1810b上。
第一子电池的一个或多个前侧汇流排段1807a通过一个或多个导电元件(例如导电接片1814)互连至第二子电池的相应的一个或多个后侧汇流排1809b，以提供串联的后侧互连件1813。
在图18中，显示两个太阳能电池由第一太阳能电池上的导体1808a与第二太阳能电池上的绝缘层1812b之间的间隙间隔开。然而，因为太阳能电池的外周侧表面是绝缘的，所以相邻的太阳能电池的相对表面可以靠近在一起或接触，例如，使得导体1808a接触绝缘层1812b。以这种方式，可以最大化光伏系统的有效表面积并且最小化太阳能电池之间的互连电阻，从而增加了由本公开内容提供的使用串联的后侧互连件互连的小面积太阳能电池所形成的光伏系统的总填充因子和效率。
可以使用本领域已知的太阳能电池和半导体制造方法来制造由本公开内容提供的包括串联的后侧互连件的太阳能电池。
可以将侧表面绝缘层应用于太阳能电池衬底的至少一个外周侧表面上。可以使用增材制造、薄膜涂覆或通过气相沉积(例如MOCVD)来应用侧表面绝缘层。
后侧上的一个或多个前侧汇流排段绝缘层可以是在将原始的大面积太阳能电池切割成子电池之前已经通过CVD过程沉积的已经预先存在的介电质，或者可以使用丝网印刷来应用绝缘层。
类似地，可以通过丝网印刷导电膏来沉积诸如前侧汇流排、后侧汇流排、前侧汇流排和后侧汇流排的导电元件。
可以通过丝网印刷或通过增材制造(例如三维印刷或喷墨印刷)使前侧栅格线在侧表面绝缘层上延伸并且与前侧汇流排互连。
例如，在制造前侧栅格线和前侧汇流排之后，或者在其中从大面积太阳能电池切割出小面积太阳能电池之后小面积太阳能电池上存在前侧栅格线和/或汇流排的实施方案中，可以通过三维印刷将前侧栅格线的延伸部沉积到侧表面绝缘层上。绕外周侧表面缠绕至后侧的栅格线延伸部包含在低温(例如150℃至250℃的温度)固化的导电粘合剂材料。
或者，在将侧表面绝缘层沉积到太阳能电池衬底的侧表面上之后，可以将铜导体沉积到绝缘层上以延伸栅格线。
由本公开内容提供的太阳能电池可以并入光伏模块中，并且该光伏模块可以并入发电系统中。因此，本发明的方面包括具有由本公开内容提供的太阳能电池边缘互连件的光伏模块和发电系统。
使用由本公开内容提供的边缘互连件互连的光伏模块在暴露于加速环境测试条件(包括湿热测试和加速热循环)之后可以保持可接受的电导率和粘附强度，所述加速环境测试条件用于证明太阳能电池具有25年的使用寿命。
由本公开内容提供的太阳能电池边缘互连件的使用可以有助于小面积太阳能电池的使用。据估计，使用公开的方法互连的光伏模块的输出与使用传统的前后带互连的光伏模块相比对于绝对模块效率将具有约2％的改善，并且相对于用于双面光伏模块的叠瓦状太阳能电池设计，绝对模块效率具有约0.3％的改善。
本发明的各方面
通过以下方面进一步限定本发明。
方面1.太阳能电池，其中所述太阳能电池包括：表面和外周侧表面；汇流排，其中所述汇流排在所述外周侧表面附近；绝缘层，其上覆在所述外周侧表面上；以及导电粘合剂，其上覆在所述绝缘层的至少一部分上并且上覆在所述汇流排的至少一部分上。
方面2.如方面1所述的太阳能电池，其中所述导电粘合剂包含Ag、Cu或其组合。
方面3.如方面1至2中任一项所述的太阳能电池，其中所述绝缘层包括含有SiO2、Si3N4或Al2O3的介电层。
方面4.如方面1至2中任一项所述的太阳能电池，其中所述绝缘层包含铜扩散阻挡介电材料。
方面5.如方面4所述的太阳能电池，其中所述铜扩散阻挡介电材料包括氮化钛硅、氮化硅、ZrB2、MnSixOy或任何前述的组合。
方面6.如方面1至5中任一项所述的太阳能电池，其中所述绝缘层被配置成钝化所述太阳能电池的所述外周侧表面。
方面7.如方面1至6中任一项所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池包括硅衬底。
方面8.如方面1至7中任一项所述的太阳能电池，还包括上覆在所述导电粘合剂的至少一部分上的焊膏。
方面9.如方面8所述的太阳能电池，其中所述焊膏包含Sn；以及Ag、Cu、Pb、Bi或任何上述的组合。
方面10.光伏模块，包括：第一的方面1至9中任一项所述的太阳能电池，其中所述第一的太阳能电池包括第一导电粘合剂；第二的方面1至9中任一项所述的太阳能电池，其中所述第二的太阳能电池包括第二导电粘合剂；以及使所述第一导电粘合剂和所述第二导电粘合剂互连的互连元件。
方面11.如方面10所述的光伏模块，其中所述互连元件包括焊膏。
方面12.如方面11所述的光伏模块，其中所述焊膏包含Sn；以及Ag、Cu、Pb、Bi或任何上述的组合。
方面13.如方面10至12中任一项所述的太阳能电池模块，其中所述互连元件包括涂覆焊料的带。
方面14.如方面13所述的光伏模块，其中所述涂覆焊料的带的外表面是圆形的、有纹理的或其组合。
方面15.如方面13至14中任一项所述的光伏模块，其中所述涂覆焊料的带具有圆形横截面轮廓或椭圆形横截面轮廓。
方面16.如方面13至15中任一项所述的光伏模块，其中所述涂覆焊料的带包括涂覆焊料的铜箔。
方面17.如方面10至16中任一项所述的方法，其中所述互连元件包括弹性互连元件。
方面18.如方面13至17中任一项所述的光伏模块，其中所述涂覆焊料的带包括Sn；以及Ag、Cu、Pb或任何上述的组合的涂层。
方面19.如方面10至18中任一项所述的光伏模块，其中所述互连元件具有小于250μm的宽度。
方面20.如方面10至18中任一项所述的光伏模块，其中所述互连元件具有50μm至250μm的宽度。
方面21.如方面10至20中任一项所述的光伏模块，其中所述互连元件具有在所述太阳能电池的厚度的±10％内的厚度。
方面22.如方面10至21中任一项所述的光伏模块，其中所述互连元件具有小于200μm的厚度。
方面23.如方面10至21中任一项所述的光伏模块，其中所述互连元件具有50μm至200μm的厚度。
方面24.如方面10至23中任一项所述的光伏模块，其中所述第一的太阳能电池和所述第二的太阳能电池是共面的。
方面25.如方面10至24中任一项所述的光伏模块，其中所述第一的太阳能电池的所述前侧上的汇流排与所述第二的太阳能电池的所述后侧上的汇流排电互连。
方面26.光伏模块，包括至少两个方面1至9中任一项所述的太阳能电池。
方面27.电力系统，包括多个方面26所述的光伏模块。
方面28.制造太阳能电池外周侧表面互连件的方法，包括：沉积上覆在太阳能电池的外周侧表面上的绝缘层；在所述太阳能电池的所述外周侧表面附近沉积汇流排金属化物；以及沉积上覆在所述绝缘层的至少一部分上并且上覆在所述汇流排的至少一部分上的导电粘合剂，以提供太阳能电池外周侧表面互连件。
方面29.如方面28所述的方法，还包括在沉积所述汇流排金属化物之后，固化所述汇流排金属化物以形成汇流排。
方面30.如方面28至29中任一项所述的方法，还包括在沉积所述导电粘合剂之后，固化所述导电粘合剂。
方面31.如方面30所述的方法，还包括在固化所述导电粘合剂之后，沉积上覆在所述固化的导电粘合剂的至少一部分上的焊膏。
方面32.如方面31所述的方法，其中沉积所述焊膏包括增材制造。
方面33.如方面28至32中任一项所述的方法，还包括在沉积所述绝缘层之后，在太阳能电池的所述外周侧表面附近沉积所述汇流排。
方面34.如方面32所述的方法，其中沉积所述汇流排包括丝网印刷金属化膏。
方面35.如方面28至34中任一项所述的方法，其中沉积所述绝缘层包括化学气相沉积。
方面36.如方面28至34中任一项所述的方法，其中沉积所述导电粘合剂包括增材制造。
方面37.太阳能电池，包括使用方面28至36中任一项所述的方法制造的互连件。
方面38.光伏模块，包括至少两个方面37所述的太阳能电池。
方面39.电力系统，包括多个方面38所述的光伏模块。
方面40.使太阳能电池互连的方法，包括：使第一的方面1至9中任一项所述的太阳能电池的第一导电粘合剂和第二的方面1至9中任一项所述的太阳能电池的第二导电粘合剂与互连元件接触；以及将所述互连元件粘接至所述第一导电粘合剂和所述第二导电粘合剂，以使所述第一的太阳能电池和所述第二的太阳能电池电互连。
方面41.如方面40所述的方法，其中所述互连元件包括焊膏。
方面42.如方面40至41中任一项所述的方法，其中所述互连元件包括涂覆焊料的带。
方面43.如方面42所述的方法，其中所述涂覆焊料的带的外表面是圆形的、有纹理的或其组合。
方面44.如方面42至43中任一项所述的方法，其中所述涂覆焊料的带具有圆形横截面轮廓或椭圆形横截面轮廓。
方面45.如方面42至44中任一项所述的方法，其中所述涂覆焊料的带包括涂覆焊料的Cu箔。
方面46.如方面42至45中任一项所述的方法，其中所述涂覆焊料的带包括Sn；以及Ag、Cu、Pb、Bi或任何前述的组合的涂层。
方面47.如方面40至46中任一项所述的方法，其中所述互连元件具有小于250μm的宽度。
方面48.如方面40至46中任一项所述的方法，其中所述互连元件具有50μm至250μm的宽度。
方面49.如方面40至48中任一项所述的方法，其中所述互连元件具有小于所述太阳能电池的厚度的±10％的厚度。
方面50.如方面40至49中任一项所述的方法，其中所述互连元件具有小于200μm的厚度。
方面51.如方面40至49中任一项所述的方法，其中所述互连元件具有50μm至200μm的厚度。
方面52.如方面40至50中任一项所述的方法，其中所述互连元件包括弹性互连元件。
方面53.如方面52所述的方法，其中所述弹性互连元件包括导电弹性体。
方面54.如方面52至53中任一项所述的方法，其中所述弹性互连元件的外表面的至少一部分是导电的。
方面55.如方面52至54中任一项所述的方法，其中所述弹性互连元件的内部的至少一部分是导电的。
方面56.如方面40至55中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在所述第一的太阳能电池与所述第二的太阳能电池之间沉积所述互连元件。
方面57.如方面56所述的方法，其中沉积所述互连元件包括使用增材制造进行沉积。
方面58.如方面40至57中任一项所述的方法，其中接触包括：使所述第一导电粘合剂接近所述第二导电粘合剂；以及沉积互连元件以接触接近所述第二导电粘合剂的所述第一导电粘合剂。
方面59.如方面40至58中任一项所述的方法，其中所述互连元件包括焊膏。
方面60.如方面40至58中任一项所述的方法，其中所述互连元件包括导电弹性体。
方面61.如方面40至58中任一项所述的方法，其中所述互连元件包括导电弹性元件。
方面62.如方面40至61中任一项所述的方法，其中所述第一的太阳能电池还包括上覆在所述第一导电粘合剂的至少一部分上的焊膏；以及接触包括使所述焊膏与所述第二导电粘合剂接触。
方面63.如方面40至61中任一项所述的方法，其中所述第一的太阳能电池还包括上覆在所述第一导电粘合剂的至少一部分上的第一焊膏；所述第二的太阳能电池还包括上覆在所述第二导电粘合剂的至少一部分上的第二焊膏；以及接触包括使所述第一焊膏接触所述第二焊膏。
方面64.使用方面40至63中任一项所述的方法互连的太阳能电池。
方面65.光伏模块，包括方面64所述的太阳能电池。
方面66.电力系统，包括多个方面65所述的光伏模块。
方面1A.太阳能电池，其中所述太阳能电池包括：衬底，其中所述衬底包括表面和第一外周侧表面；一个或多个汇流排段，其设置在所述表面上并且在所述第一外周侧表面附近；绝缘层，其上覆在所述第一外周侧表面的至少一部分上；以及导电粘合剂，其上覆在所述绝缘层的至少一部分上并且上覆在所述一个或多个汇流排段中的每一个的至少一部分上。
方面2A.如方面1A所述的太阳能电池，其中所述表面包括前侧表面，并且所述一个或多个汇流排段包括一个或多个前侧汇流排段。
方面3A.如方面1A至2A中任一项所述的太阳能电池，其中所述表面包括后侧表面，并且所述一个或多个汇流排段包括一个或多个后侧汇流排段。
方面4A.如方面1A至3A中任一项所述的太阳能电池，其中所述衬底包括硅衬底。
方面5A.如方面1A至4A中任一项所述的太阳能电池，其中所述一个或多个汇流排段包括两个或更多个汇流排段。
方面6A.如方面1A至5A中任一项所述的太阳能电池，还包括设置在所述表面上的多个栅格线，其中所述多个栅格线中的每一个与汇流排段互连。
方面7A.如方面1A至6A中任一项所述的太阳能电池，其中所述绝缘层上覆在整个第一外周侧表面上。
方面8A.如方面1A至6A中任一项所述的太阳能电池，其中所述导电粘合剂上覆在所述第一外周侧表面的大部分上。
方面9A.如方面1A至8A中任一项所述的太阳能电池，其中所述一个或多个汇流排段包括设置在所述表面上并且在所述第一外周侧表面附近的单个汇流排段。
方面10A.如方面9A所述的太阳能电池，其中所述单个汇流排段跨越所述表面的大部分长度。
方面11A.如方面9A至10A中任一项所述的太阳能电池，还包括设置在所述表面上的多个栅格线，其中所述多个栅格线中的每一个互连至汇流排段。
方面12A.如方面1A至11A中任一项所述的太阳能电池，其中所述第一外周侧表面包括：两个或更多个第一部分，其中所述两个或更多个第一部分中的每一个与所述一个或多个汇流排段相称；以及一个或多个第二部分，其中所述一个或多个第二部分中的每一个与第一部分相邻或在两个第一部分之间。
方面13A.如方面12A所述的太阳能电池，其中所述导电粘合剂上覆在所述两个或更多个第一部分中的每一个上，并且上覆在汇流排段上。
方面14A.如方面12A至13A中任一项所述的太阳能电池，还包括上覆在所述第二部分中的每一个上的弹性元件。
方面15A.如方面12A至13A中任一项所述的太阳能电池，还包括上覆在所述第二部分中的至少一个上的弹性元件。
方面16A.如方面1A至15A中任一项所述的太阳能电池，其中所述绝缘层包含介电材料。
方面17A.如方面1A至16A中任一项所述的太阳能电池，其中所述绝缘层具有10nm至100nm的厚度。
方面18A.如方面1A至17A中任一项所述的太阳能电池，其中所述导电粘合剂具有3μm至100μm的厚度。
方面19A.如方面1A至18A中任一项所述的太阳能电池，其中所述导电粘合剂包括封端的聚异氰酸酯预聚物。
方面20A.如方面1A至19A中任一项所述的太阳能电池，其中所述导电粘合剂包括聚环氧化物。
方面21A.如方面1A至20A中任一项所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池具有小于10,000mm2的表面积。
方面22A.如方面1A至20A中任一项所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池具有500mm2至6,000mm2的表面积。
方面23A.如方面1A至22A中任一项所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池包括后侧表面，并且所述后侧表面包括导电层。
方面24A.如方面1A至22A中任一项所述的太阳能电池，其中所述表面包括前侧表面；所述一个或多个汇流排段包括一个或多个前侧汇流排段；并且所述太阳能电池还包括：后侧表面和第二外周侧表面；以及设置在所述第二外周侧表面附近的所述后侧表面上的一个或多个后侧汇流排段。
方面25A.如方面24A所述的太阳能电池，还包括设置在所述后侧表面上并且与所述一个或多个后侧汇流排段互连的多个后侧栅格线。
方面26A.如方面24A至25A中任一项所述的太阳能电池，其中所述第一外周侧表面包括一个或多个第一部分和一个或多个第二部分；所述一个或多个第一部分与所述一个或多个汇流排段中的一个相称；并且所述导电粘合剂设置在所述一个或多个第一部分中的每一个上。
方面27A.如方面24A至26A中任一项所述的太阳能电池，还包括：一个或多个第二部分，其中所述一个或多个第二部分中的每一个与第一部分相邻或在两个第一部分之间；以及设置在所述第二部分中的至少一个上的弹性元件。
方面28A.如方面24A至26A中任一项的太阳能电池，还包括：一个或多个第二部分，其中所述一个或多个第二部分中的每一个与第一部分相邻或在两个第一部分之间；以及设置在所述第二部分中的每一个上的弹性元件。
方面29A.如方面24A至28A中任一项所述的太阳能电池，其中所述第二外周侧表面包括一个或多个第一部分和一个或多个第二部分；所述一个或多个第一部分在所述一个或多个汇流排段中的每一个附近；并且所述导电粘合剂设置在所述一个或多个第一部分中的每一个上。
方面30A.如方面29A所述的太阳能电池，还包括设置在所述第二部分中的至少一个上的弹性元件。
方面31A.如方面29A所述的太阳能电池，还包括设置在所述第二部分中的每一个上的弹性元件。
方面32A.光伏模块，包括：第一的方面24A至31A中任一项所述的太阳能电池，其包括一个或多个第一前侧汇流排段和第一导电粘合剂；以及第二的方面24A至31A中任一项所述的太阳能电池，其包括一个或多个第二后侧汇流排段和第二导电粘合剂。
方面33A.如方面32A所述的光伏模块，其中粘接所述第一导电粘合剂和所述第二导电粘合剂并且使所述一个或多个第一前侧汇流排段与所述一个或多个第二后侧汇流排段电互连。
方面34A.如方面32A至33A中任一项所述的光伏模块，还包括互连元件，其中使所述第一导电粘合剂和所述第二导电粘合剂粘合至所述互连元件，并且使所述一个或多个第一前侧汇流排段与所述一个或多个第二后侧汇流排段电互连。
方面35A.光伏模块，包括：第一太阳能电池，其中所述第一太阳能电池包括第一前侧表面、第一后侧表面、第一外周侧表面、设置在所述第一前侧表面上并且在所述第一外周侧表面附近的一个或多个前侧汇流排段，和上覆在所述第一外周侧表面上的第一绝缘层；第二太阳能电池，其中所述第二太阳能电池包括第二前侧表面、第二后侧表面、第二外周侧表面、设置在所述第二后侧表面上并且在所述第二外周侧表面附近的一个或多个后侧汇流排段，和上覆在所述第二外周侧表面上的第二绝缘层；以及导电粘合剂，其设置在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层上，并且上覆在所述一个或多个第一前侧汇流排段的至少一部分上，以及上覆在所述一个或多个后侧汇流排段的至少一部分上。
方面36A.如方面35A所述的光伏模块，其中所述第一太阳能电池还包括设置在所述第一表面上并且与所述一个或多个前侧汇流排段互连的多个第一前侧栅格线；并且所述第二太阳能电池还包括设置在所述第二后侧表面上并且与所述一个或多个后侧汇流排段互连的多个后侧栅格线。
方面37A.如方面35A至36A中任一项所述的光伏模块，其中所述第一外周侧表面和所述第二外周侧表面上的导电粘合剂具有5μm至200μm的厚度。
方面38A.如方面35A至37A中任一项所述的光伏模块，还包括机械支撑元件，其上覆在设置在所述第一太阳能电池与所述第二太阳能电池之间的导电粘合剂上。
方面39A.如方面35A至38A中任一项所述的光伏模块，其中所述导电粘合剂跨越所述第一外周侧表面的长度和所述第二外周侧表面的长度。
方面40A.如方面35A至38A中任一项所述的光伏模块，其中所述第一外周侧表面包括一个或多个第一部分，其中所述一个或多个第一部分中的每一个在所述一个或多个前侧汇流排段中的每一个附近，并且所述第一外周侧表面包括一个或多个第二部分，其中所述一个或多个第二部分中的每一个邻接所述第一部分中的一个或多个；所述第二外周侧表面包括一个或多个第一部分，其中所述一个或多个第一部分中的每一个在所述一个或多个后侧汇流排段中的每一个附近，并且所述第二外周侧表面包括一个或多个第二部分，其中所述一个或多个第二部分中的每一个邻接所述第一部分中的一个或多个；并且所述导电粘合剂使所述第一外周侧表面的所述一个或多个第一部分中的每一个粘接至并且互连至所述第二外周侧表面的所述一个或多个第一部分中的相应的第一部分。
方面41A.如方面40A所述的光伏模块，还包括弹性元件，其粘接至所述第一太阳能电池的所述一个或多个第二部分中的至少一个和粘接至所述第二太阳能电池的所述一个或多个第二部分中的相应一个。
方面42A.如方面40A至41A中任一项所述的光伏模块，其中所述第一太阳能电池和所述第二太阳能电池是共面的。
方面43A.光伏系统，包括两个或更多个方面34A至42A中任一项所述的光伏模块。
方面44A.制造太阳能电池互连件的方法，包括：沉积上覆在太阳能电池的外周侧表面上的绝缘层；以及沉积上覆在所述绝缘层的至少一部分上并且上覆在一个或多个汇流排段中的每一个的至少一部分上的导电粘合剂，以提供太阳能电池互连件。
方面45A.如方面44A所述的方法，还包括在沉积所述绝缘层之前，切割大面积太阳能电池以提供多个小面积太阳能电池，并且所述太阳能电池包括小面积太阳能电池。
方面46A.如方面44A至45A中任一项所述的方法，其中所述小面积太阳能电池具有600mm2至10,000mm2的面积。
方面47A.如方面44A至46A中任一项所述的方法，其中沉积所述绝缘层包括增材制造。
方面48A.如方面44A至46A中任一项所述的方法，其中沉积所述绝缘层包括化学气相沉积。
方面49A.如方面44A至48A中任一项所述的方法，其中沉积所述导电粘合剂包括增材制造。
方面50A.太阳能电池，包括使用方面44A至49A中任一项所述的方法制造的互连件。
方面51A.使太阳能电池互连的方法，包括：使第一的方面1A至31A中任一项所述的太阳能电池的第一导电粘合剂与第二的方面1A至31A中任一项所述的太阳能电池的第二导电粘合剂接触；以及使所述第一导电粘合剂粘接至所述第二导电粘合剂，以使所述第一的太阳能电池和所述第二的太阳能电池互连。
方面52A.如方面51A所述的方法，其中所述第一的太阳能电池包括一个或多个前侧汇流排段；所述第二的太阳能电池包括一个或多个后侧汇流排段；并且在粘接之后，所述导电粘合剂使所述一个或多个前侧汇流排段和所述一个或多个后侧汇流排段互连。
方面53A.如方面51A至52A中任一项所述的方法，其中接触包括使湿的第一导电粘合剂与湿的第二导电粘合剂接触。
方面54A.如方面53A所述的方法，其中粘接包括固化所述湿的第一导电粘合剂和所述湿的第二导电粘合剂。
方面55A.如方面54A所述的方法，其中固化包括将所述第一湿的导电粘合剂和所述第二湿的导电粘合剂暴露于150℃至250℃的温度持续20分钟至60分钟的持续时间。
方面56A.如方面54A至55A中任一项所述的方法，还包括在固化之前，干燥所述第一湿的导电粘合剂和干燥所述第二湿的导电粘合剂。
方面57A.如方面56A所述的方法，其中干燥包括将所述第一湿的导电粘合剂和所述第二湿的导电粘合剂暴露于100℃至200℃的温度持续5分钟至20分钟的持续时间。
方面58A.使用方面49A至55A中任一项所述的方法互连的太阳能电池。
方面59A.光伏模块，包括方面58A所述的太阳能电池。
方面60A.电力系统，包括多个方面59A所述的光伏模块。
方面61A.太阳能电池，包括：衬底，其包括前侧表面、后侧表面、第一外周侧表面和第二外周侧表面；上覆在所述第一外周侧表面上的侧表面绝缘层；上覆在所述第一外周侧表面附近的所述后侧表面的一部分上的后侧绝缘层；上覆在所述后侧绝缘层上的一个或多个前侧汇流排段；以及设置在所述前侧表面上并且与所述一个或多个前侧汇流排段互连的多个前侧栅格线。
方面62A.如方面61A所述的太阳能电池，其中所述多个前侧栅格线中的每一个设置在所述侧表面绝缘层上并且与所述一个或多个前侧汇流排段互连。
方面63A.如方面61A至62A中任一项所述的太阳能电池，其中所述一个或多个前侧汇流排段中的每一个设置在所述第一外周侧表面上；并且所述多个前侧栅格线中的每一个与所述一个或多个前侧汇流排段互连。
方面64A.如方面61A至62A中任一项所述的太阳能电池，还包括：设置在所述第二外周侧表面附近的所述后侧表面上的一个或多个后侧汇流排段；以及设置在所述后侧表面上并且与所述一个或多个后侧汇流排段互连的多个后侧栅格线。
方面65A.光伏模块，包括：第一的方面59A至62中任一项所述的太阳能电池；第二的方面61A至64A中任一项所述的太阳能电池；使所述第一的太阳能电池的所述一个或多个前侧汇流排段与所述第二的太阳能电池的所述一个或多个后侧汇流排段互连的互连元件。
方面66A.如方面65A所述的光伏模块，其中所述互连元件包括导电接片。
方面67A.电力系统，包括多个方面66A所述的光伏模块。
方面68A.制造太阳能电池互连件的方法，包括：将绝缘层应用于太阳能电池的外周侧表面上；以及使所述太阳能电池的前侧表面上的栅格线在绝缘层上延伸并且延伸至所述太阳能电池的后侧表面上的一个或多个汇流排段上。
方面69A.如方面68A所述的方法，其中延伸所述栅格线包括在所述绝缘层上沉积导电粘合剂，并且使所述栅格线和所述一个或多个汇流排段互连。
方面70A.太阳能电池，包括通过方面68A至69A中任一项所述的方法制造的互连件。
方面71A.太阳能电池模块，包括与第二的方面70A所述的太阳能电池互连的第一的方面70A所述的太阳能电池。
最后，应注意，存在实施本文公开的实施方案的替代方式。因此，本申请实施方案应视为是说明性的而非限制性的。此外，权利要求不限于本文给出的细节，并且享有它们的全部范围及其等同。

Claims (29)

1.太阳能电池，其中所述太阳能电池包括：
衬底，其中所述衬底包括前侧表面和第一外周侧表面；
第一绝缘层，其上覆在所述第一外周侧表面的至少一部分上；以及
一个或多个前侧导体，其上覆在所述前侧表面上并且上覆在所述第一绝缘层上。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述一个或多个导体是汇流排、栅格线或其组合。
3.如权利要求1所述的太阳能电池，包括上覆在所述一个或多个前侧导体上的导电粘合剂，所述一个或多个前侧导体上覆在所述第一绝缘层上。
4.如权利要求1所述的太阳能电池，包括上覆在所述一个或多个前侧导体上的导电弹性体，所述一个或多个前侧导体上覆在所述第一绝缘层上。
5.如权利要求1所述的太阳能电池，包括上覆在所述一个或多个前侧导体上的导电弹性元件，所述一个或多个前侧导体上覆在所述第一绝缘层上。
6.如权利要求1所述的太阳能电池，包括上覆在所述第一绝缘层的至少一部分上的弹性元件。
7.如权利要求1所述的太阳能电池，其中所述太阳能电池具有小于10000mm2的表面积。
8.如权利要求1所述的太阳能电池，其中，
所述衬底包括后侧表面和第二外周侧表面；
所述太阳能电池包括第二绝缘层，其上覆在所述第二外周侧表面上；以及
所述太阳能电池包括一个或多个后侧导体，其上覆在所述后侧表面和所述第二绝缘层上。
9.光伏模块，包括：
第一的权利要求8所述的太阳能电池；以及
第二的权利要求8所述的太阳能电池；
互连元件，其使上覆在所述第一的太阳能电池的所述第一绝缘层上的所述前侧导体与上覆在所述第二的太阳能电池的所述第二绝缘层上的所述后侧导体互连。
10.如权利要求9所述的光伏模块，其中所述互连元件包括导电粘合剂。
11.如权利要求9所述的光伏模块，其中所述互连元件包括导电弹性体。
12.如权利要求9所述的光伏模块，其中所述互连元件包括弹性互连元件。
13.光伏系统，包括两个或更多个权利要求9所述的光伏模块。
14.光伏模块，包括：
(a)第一太阳能电池，其中所述第一太阳能电池包括：
第一前侧表面、第一后侧表面和第一外周侧表面，
第一绝缘层，其上覆在所述第一外周侧表面上；以及
一个或多个前侧导体，其上覆在所述第一前侧表面上并且上覆在所述第一绝缘层上，以及
(b)第二太阳能电池，其中所述第二太阳能电池包括：
第二前侧表面、第二后侧表面和第二外周侧表面，
第二绝缘层，其上覆在所述第二外周侧表面上；以及
一个或多个后侧导体，其设置在所述第二后侧表面上并且上覆在所述第二绝缘层上，以及
(c)互连元件，其使上覆在所述第一绝缘层上的所述一个或多个前侧导体与上覆在所述第二绝缘层上的所述一个或多个后侧导体互连。
15.如权利要求14所述的光伏模块，其中所述互连元件包括导电粘合剂。
16.如权利要求14所述的光伏模块，其中所述互连元件包括导电弹性体。
17.如权利要求14所述的光伏模块，其中所述互连元件包括弹性互连元件。
18.光伏系统，包括两个或更多个权利要求14所述的光伏模块。
19.使太阳能电池互连的方法，包括：
使上覆在第一的权利要求1所述的太阳能电池的第一外周侧表面上的一个或多个前侧导体上的第一导电粘合剂与第二的权利要求1所述的太阳能电池的第二外周侧表面上的一个或多个后侧导体上的第二导电粘合剂接触；以及
使所述第一导电粘合剂粘接至所述第二导电粘合剂，以使所述第一的太阳能电池的所述一个或多个前侧导体与所述第二的太阳能电池的所述一个或多个后侧导体互连。
20.使太阳能电池互连的方法，包括：
使第一的权利要求1所述的太阳能电池的第一外周侧表面定位在第二的权利要求1所述的太阳能电池的第二外周侧表面附近，以形成间隙；以及
将导电粘合剂沉积在所述间隙内，以使所述第一的太阳能电池的一个或多个前侧导体与所述第二的太阳能电池的一个或多个后侧导体电互连。
21.使用权利要求19和20中任一项所述的方法互连的太阳能电池。
22.光伏模块，包括权利要求21所述的太阳能电池。
23.电力系统，包括多个权利要求22所述的光伏模块。
24.使太阳能电池互连的方法，包括：
使第一的权利要求1所述的太阳能电池的第一外周侧表面定位在第二的权利要求1所述的太阳能电池的第二外周侧表面附近，以形成间隙；
将弹性互连元件放置在所述间隙内；以及
使所述第一的太阳能电池的一个或多个前侧导体与所述第二的太阳能电池的一个或多个后侧导体互连。
25.如权利要求24所述的方法，其中，
第一导电粘合剂上覆在所述一个或多个前侧导体上；
第二导电粘合剂上覆在所述一个或多个后侧导体上；以及
互连包括使所述第一导电粘合剂与所述第二导电粘合剂互连。
26.使用权利要求24所述的方法互连的太阳能电池。
27.如权利要求26所述的太阳能电池，其中所述第一的太阳能电池和所述第二的太阳能电池是共面的。
28.光伏模块，包括权利要求26所述的太阳能电池。
29.电力系统，包括多个权利要求28所述的光伏模块。
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