DE102013203414A1 - Solarmodul und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Solarmodul mit mehreren miteinander verschalteten Solarzellen vom kristallinen Typ, insbesondere vom MWT-, EWT- oder IBC-Typ, wobei die Solarzellen zwischen einer vorderseitigen und rückseitigen Glasplatte eingeschlossen sind. Sie betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Solarmoduls.
- Stand der Technik
- Die Technologie kristalliner Solarzellen hat, gleichlaufend mit deren massenhaften praktischen Einsatz und ihrer zunehmenden wirtschaftlichen Bedeutung, in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Ein besonderes Augenmerk galt dabei der Reduzierung der Abschattung von Absorberfläche durch Kontaktstrukturen (Leitbahnen) auf der Solarzellen-Vorderseite und Kostensenkungen im Herstellungsprozess, sowohl auf Solarzellen- als auch auf Modul- und Anlagenebene.
- Rückseitenkontakt-Solarzellen vom Typ MWT (Metal Wrap Through), EWT (Emitter Wrap Through) oder IBC (Interdigitated Back Contact) stellen erstrebenswerte Varianten von Silizium-Solarzellen dar, weil damit die vorderseitige Abschattung durch die metallischen Leiterbahnen (Busbars) und die darauf gelöteten Kupferbänder verringert bzw. ganz vermieden wird und mit ihr die höchsten industriell realisierbaren Wirkungsgrade darstellbar sind. Ihre Großserieneinführung ist bisher durch die Schwierigkeit behindert worden, diese Zellen kostengünstig in einem Modul zu verschalten.
-
1 zeigt schematisch in Art einer perspektivischen Explosionsdarstellung den Aufbau eines Solarmoduls1 , das aus einer Mehrzahl von MWT-Solarzellen3 , einem vorderseitigen Glasträger5 , einer rückseitigen Verschaltungs-Folie7 und je einer vorder- und rückseitigen EVA-Folie9a ,9b gebildet ist. Die rückseitige Verschaltungs-Folie7 wird aus einer kunststoffbeschichteten Kupferfolie erzeugt, die vorab mit einem chemischen Ätzverfahren in Art einer bekannten Leiterplatte strukturiert wird. Solarmodule des in1 gezeigten Typs werden von mehreren Herstellern produziert und sind unter verschiedenen Produktnamen marktgängig. - Ein weiteres bekanntes Konzept zur Herstellung von Solarmodulen durch geeignete Verschaltung von IBC-Solarzellen beruht darauf, die Kontakte zweier benachbarter Zellen mit „knochenförmigen” Kupfer-Verbindern derart miteinander zu verbinden, dass eine Serienschaltung der Zellen realisiert wird; vgl.
WO 2005/013322 A2 - Der Vorteil dieses Konzepts ist die Vermeidung von teuren Backsheets, aber es müssen sehr niederohmige, d. h. dicke und kurze Kontaktfinger eingesetzt werden, weil sie den Strom von einer Kante der Zelle bis zum gegenüberliegenden Randkontakt leiten müssen.
- Eine neuere Entwicklung ist das sogenannte Doppelglasmodul, bei dem die Zellen zwischen zwei vorzugsweise gleich dünnen Glasscheiben einlaminiert werden; vgl. http://www.schottsolar.com/de/produkte/photovoltaikmodule/schott-poly-185/. Ein Vorteil ist der gute Schutz der Zellen, aufgrund dessen der Hersteller eine langjährige Leistungsgarantie auf dieses Modul gibt, dieses hat aber ein höheres Gewicht gegenüber einem Standardmodul mit einer (dickeren) Frontglasscheibe und Rückkontakt-Folie. Unter http://www.bine.info/hauptnavigation/publikation/photovoltaikinnovationen-bei-solarzellen-und-modulen/solarmodultechnik/ findet sich die Information, dass bei einem Doppelglasmodul das rückseitige Glas mittels Siebdrucktechnik metallisiert werden kann und die Zellen direkt mit leitfähigem Kleber auf die Metallisierung des Glases geklebt werden können.
- Offenbarung der Erfindung
- Mit der Erfindung wird ein neuartiges Solarmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitgestellt, welches die Merkmale des Anspruchs 9 aufweist. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
- Es ist vorgesehen, dass die rückseitige Glasplatte eine durch Aufdampfen oder Sputtern erzeugte, strukturierte metallische Dünnschicht als Leitschicht aufweist und Kontaktbereiche der Solarzellen lokal stoffschlüssig mit der Leitschicht verbunden sind. Die Leitschicht kann in diesem Sinne auch als Kontakt- und Leitschicht bezeichnet werden. Dies vermeidet die Nachteile des Stands der Technik. Das Konzept verwendet den Ansatz des Doppelglasmoduls, nimmt also das höhere Gewicht in Kauf, und nutzt auch die Idee, die Rückglasscheibe als Träger für die Metallisierungsschicht zur Verschaltung der Rückkontaktzellen einzusetzen. Dies vermeidet die mit der Siebdruck-Beschichtung großer Flächen und mit der erforderlichen Hochtemperaturbehandlung der gedruckten Schicht verbundenen Probleme. Nach ganzflächiger Beschichtung muss dann nur noch die Struktur der Leitschicht, also die Trennlinien zwischen den Verbindungselementen, erzeugt werden.
- In zweckmäßigen materialseitigen Ausführungen weist die Leitschicht Kupfer oder eine Kupferlegierung oder Aluminium oder eine Aluminiumlegierung und eine Dicke von weniger als 25 μm auf. Wird Kupfer verwendet, ist die Dicke typischerweise sogar auf ca. 10 μm zu beschränken.
- In weiteren Ausführungen der Erfindung ist die Leitschicht aus mehreren Teilschichten aufgebaut, wobei unter einer Haupt-Leitschicht eine wesentlich dünnere Haftschicht und/oder über der Haupt-Leitschicht eine wesentlich dünnere Metall-Deckschicht vorgesehen ist. Speziell kann die Haftschicht eine Ni-Cr-Legierung und/oder die Metall-Deckschicht Ni, Ni-Ag oder Sn aufweisen. Zusätzlich hierzu oder auch unabhängig hiervon kann vorgesehen sein, dass die von der Glasoberfläche abgewandte Oberfläche der metallischen Dünnschicht eine nichtmetallische Schutzschicht (z. B. aus SiO2 oder Al2O3) aufweist.
- In einer weiteren Ausführung ist die stoffschlüssige Verbindung zwischen der Leitschicht und den Kontaktbereichen der Solarzellen durch einen eine Verkapselungs-Folie durchdringenden Klebe- oder Lötpunkt gebildet. In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist das Solarmodul ausgebildet als rahmenlose selbsttragende Einheit mit einer Klebstoff-Kantenversiegelung.
- Zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich teilweise direkt aus den oben erläuterten Vorrichtungsaspekten bzw. Ausgestaltungen des Solarmoduls und werden hier nicht ausdrücklich wiederholt. Ausdrücklich hingewiesen wird jedoch auf folgende zweckmäßige bzw. vorteilhafte Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Verfahrens:
Im Interesse hoher Produktivität und der Einsetzbarkeit marktüblicher Anlagen wird die Leitschicht bevorzugt in einer Beschichtungsanlage für Großgläser gebildet, in der Beschichtungen mit hoher Abscheidungsrate und in vorteilhafter Weise ohne Hochvakuum erzeugt werden können. Entsprechende Verfahren sind in den letzten Jahren unter dem Begriff „Hochratenabscheidung” bekannt geworden und haben die grundsätzliche Charakteristik von Bedampfungs- oder Sputterverfahren. Eine dort mit der Leitschicht versehene Glasplatte wird anschließend in ein Standard-Solarmodul-Maß zugeschnitten. - In weiteren Ausführungen ist vorgesehen, dass auf die mit der Leitschicht versehene Glasplatte eine Verkapselungs-Folie aufgelegt und anschließend Ausnehmungen in dieser für die stoffschlüssigen Kontakte mit den Solarzellen erzeugt werden. Die Strukturierung der Leitschicht bzw. die Erzeugung der Ausnehmungen in der Verkapselungs-Folie – sinnvollerweise beide Schritte – können mit etablierten Laserstrahltechniken ausgeführt werden. Alternativ kann speziell die Strukturierung der Leitschicht auch mittels eines Wasserstrahl- oder anderen mechanischen Abtragverfahren vorgenommen werden. Bei einer Erzeugung der Ausnehmungen mittels eines Laserstrahlverfahrens können diese speziell durch einen aufgrund von Layoutdaten oder aufgrund einer Erkennung von Strukturelementen der Leitschicht koordinatengesteuerten Laserstrahl erzeugt werden.
- Ist auf der Leitschicht eine nichtmetallische Schutzschicht vorgesehen, so kann diese bei der Erzeugung der Ausnehmungen in der Verkapselungs-Folie zugleich eine Schutzschicht der Leitschicht abgetragen werden.
- In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zur Bildung der stoffschlüssigen Kontakte eine in die Ausnehmungen eingebrachte Lötpaste oder ein Leitkleber durch Bestrahlung durch die Glasplatte hindurch oder durch Infrarot-Bestrahlung durch die aufgelegte Solarzelle hindurch aufgeschmolzen oder vernetzt wird. Alternativ hierzu kann die Lötpaste oder der Leitkleber im Schritt eines Laminierens der Solarzellen mit vorder- und rückseitigen Verkapselungs-Folien und Glasplatten aufgeschmolzen oder thermisch vernetzt werden.
- Mindestens in speziellen Ausgestaltungen erbringt das vorgeschlagene Solarmodul bzw. Herstellungsverfahren eine Reihe erheblicher Vorteile:
- 1.) Die Beschichtung der Rückglasscheibe mit Metallen kann in Anlagen für Großglasscheiben zu geringsten Kosten durchgeführt werden; diese Anlagen werden schon zur Herstellung von Dünnschichtsolarmodulen verwendet. Die Erfahrungen in diesem Bereich können direkt für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der metallisierten Rückglasscheiben angewandt werden.
- 2.) Die Metallschichtdicke ist aufgrund der höheren Leitfähigkeit von aufgedampften oder gesputterten Schichten (im Vergleich zu siebgedruckten Schichten) kleiner. Um 3 Standardzellverbinder von 2,5 mm × 0,1 mm Querschnitt zu ersetzen, müssen maximal 10 μm Kupfer oder ca. 20 μm Aluminium abgeschieden werden.
- 3.) Eine zusätzliche isolierende Deckschicht auf der Leitschicht bringt den Vorteil einer feuchtigkeitsdichten Versiegelung der Metallschichten.
- 4.) Die Strukturierung der Metallschichtfolge kann mit verschiedenen Strahlverfahren durchgeführt werden (Laser, Wasser oder Sand).
- 5.) Die Ausdehnungskoeffizienten der Glasscheiben und des Siliziums der Solarzellen sind einander ähnlicher als die von Kunststofffolien und Silizium; das lässt eine höhere Temperatur- oder Wechsellast-Festigkeit der Verbindungskontakte (Löt- oder Klebebereiche) erwarten.
- 6.) Die (grundsätzlich bekannte) Integration von Solarzellen zwischen zwei gleich dünnen Glasscheiben hat den Vorteil, dass die Solarzellen in der neutralen Faser der Verbiegung des Moduls legen und somit geringerer Spannungsbelastung ausgesetzt sind als zwischen einer einzigen dickeren Glasscheibe und einer Rückseitenfolie.
- 7.) Die Laserstrukturierung der Verkapselungsfolie kann punktgenau nach geometrischen Layoutvorgaben erfolgen, so dass die Solarzellen geometrisch exakt platziert und dennoch präzise mit den vorgefertigten Kontaktpunkten verbunden werden können.
- 8.) Durch die stoffschlüssige Anordnung der Metallschicht auf der Glasscheibe werden nur 2 Folien des Verkapselungsmaterials benötigt.
- 9.) Die zwei Glasscheiben können mit einer feuchtigkeitsdichten Klebemasse am Rand zu einem Modul versiegelt werden; d. h. außer einer leichten Umlauf kante aus Kunststoff wird kein Rahmen benötigt. Dadurch wird der Nachteil des höheren Modulgewichts gemildert.
- 10.) Das rückseitige Substrat (Glasscheibe) ist typischerweise kostengünstiger als die bisher eingesetzten speziellen Kunststofffolien.
- Zeichnungen
- Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Solarmoduls aus MWT-Solarzellen und -
2A bis2G schematische Darstellungen zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. - Ausführungsformen der Erfindung
-
2A bis2G zeigen in schematischen Querschnittsdarstellungen (2D in einer schematischen perspektivischen Darstellung) wesentliche Schritte der Herstellung einer Ausführung des erfindungsgemäßen Solarmoduls1' bzw. dessen Gesamtaufbau (2G ). - Ausgangspunkt ist eine dünne Glasscheibe
71 , wie sie für die Solarmodulherstellung qualifiziert wird (2A ). Die Glasscheibe71 wird nach einer intensiven Reinigung in einer Großserienanlage mit einer Metallschichtfolge73 ,75 beschichtet, die hinreichend leitfähig ist und eine langzeitzuverlässige Verbindungstechnik (Kleben oder Löten) bei der Modulmontage erlaubt und eine isolierende Schutzschicht75 umfasst (2B ). Zur Kostenreduktion kann auch eine Beschichtungsanlage für Großgläser von z. B. 3,2 m × 6 m Ausdehnung zur Beschichtung verwendet werden. Diese Scheiben würden anschließend mit branchenüblichen Schneidverfahren in 12 Scheiben der korrekten Modulglasgröße (1,60 m × 1,00 m) zerteilt. - Als nächstes wird die oberflächenisolierte Metallschichtfolge
73 ,75 mit einem metallabtragenden Strahlverfahren mittels einer Schneideinrichtung C, die hier beispielhaft einen Laserstrahl L aussendet, in elektrisch voneinander isolierte Bereiche zerteilt. Dies geschieht durch Einschneiden von Trennlinien77 in die ursprünglich ganzflächige Metallschichtfolge (2C und2D ). Die dadurch ausgebildete Kontaktstruktur stellt nach Ankontaktierung der Solarzellen die Verbindung zwischen den Solarzellen her, z. B. Serienverschaltung oder auch Parallelverschaltung. - Die metallisierte Glasscheibe
7' wird im nächsten Schritt mit einer Folie Verkapselungsmaterial9b belegt, z. B. EVA, die an den Stellen der später herzustellenden Kontakte zu den Solarzellen mit Aussparungen91 versehen wird (2E ). Dazu kann etwa vorheriges Stanzen oder nachträgliches Laserablatieren verwendet werden. Wenn die Metallschichtfolge mit einer Isolierschicht abgedeckt ist (hier mit der Schicht75 ), wird die Laserablation zur Folienöffnung auch gleichzeitig für die Öffnung dieser Isolierschicht verwendet. - Die Aussparungen
91 werden mit einem Verbindungsmaterial (Lot oder Kleber)11 gefüllt. Auf die vorbereitete Modulfläche werden die Solarzellen3 so platziert, dass ihre metallischen Kontaktflächen31 auf den mit dem Verbindungsmaterial ausgefüllten Aussparungen in der Verkapselungsfolie9b zu liegen kommen (2F ). - Das Vernetzen des Klebers oder das Verschmelzen der Lötpaste erfolgt mit einem Laserverfahren entweder durch die Rückglasscheibe oder von der anderen Seite mit einem Infrarotlaser durch die Solarzelle hindurch. Alternativ kann das Verschmelzen der Lotpaste auch direkt bei der nachfolgenden Lamination erfolgen, falls der Schmelzpunkt des Lotes ausreichend niedrig ist. Abschließend werden eine weitere Verkapselungsfolie
9a und die Frontglasscheibe5 auf die Solarzellen gelegt. Der gesamte Stapel wird dann nach dem branchenüblichen Verfahren laminiert (2G ). Insgesamt ergibt sich ein Aufbau der in1 grundsätzlich dargestellten Art, aber mit andersartigem und anders verarbeitendem rückseitigen Träger und den weiter oben erläuterten Vorteilen. - Im Rahmen fachmännischen Handelns ergeben sich weitere Ausgestaltungen und Ausführungsformen des hier nur beispielhaft beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2005/013322 A2 [0005]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- http://www.schottsolar.com/de/produkte/photovoltaikmodule/schott-poly-185/ [0007]
- http://www.bine.info/hauptnavigation/publikation/photovoltaikinnovationen-bei-solarzellen-und-modulen/solarmodultechnik/ [0007]
Claims (16)
- Solarmodul (
1' ) mit mehreren miteinander verschalteten Solarzellen (3 ) vom kristallinen Typ, insbesondere vom MWT-, EWT- oder IBC-Typ, wobei die Solarzellen zwischen einer vorderseitigen und rückseitigen Glasplatte (5 ,7' ) eingeschlossen sind, wobei die rückseitige Glasplatte (7' ) eine durch Aufdampfen oder Sputtern erzeugte, strukturierte metallische Dünnschicht (73 ) als Leitschicht aufweist und Kontaktbereiche (31 ) der Solarzellen lokal stoffschlüssig (11 ) mit der Leitschicht verbunden sind. - Solarmodul nach Anspruch 1, wobei die Leitschicht (
73 ) Kupfer oder eine Kupferlegierung oder Aluminium oder eine Aluminiumlegierung und eine Dicke von weniger als 25 μm aufweist. - Solarmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leitschicht (
73 ) aus mehreren Teilschichten aufgebaut ist, wobei unter einer Haupt-Leitschicht eine wesentlich dünnere Haftschicht und/oder über der Haupt-Leitschicht eine wesentlich dünnere Metall-Deckschicht vorgesehen ist. - Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die von der Glasoberfläche abgewandte Oberfläche der metallischen Dünnschicht (
73 ) eine nichtmetallische Schutzschicht (75 ) aufweist. - Solarmodul nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Haftschicht eine Nickel-Chrom- oder Nickel-Vanadium-Legierung aufweist.
- Solarmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Metall-Deckschicht Nickel, eine Nickel-Silber-, Nickel-Chrom-, Nickel-Vanadium-Legierung oder Zinn aufweist.
- Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die stoffschlüssige Verbindung (
11 ) zwischen der Leitschicht und den Kontaktbereichen (31 ) der Solarzellen (3 ) durch einen eine Verkapselungs-Folie (9b ) durchdringenden Klebe- oder Lötpunkt gebildet ist. - Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, ausgebildet als rahmenlose selbsttragende Einheit (
1' ) mit einer Klebstoff-Kantenversiegelung. - Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Leitschicht (
73 ) durch Hochratenabscheidung oder -Sputtern mit nachträglicher abtragender Strukturierung (L) gebildet wird. - Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Leitschicht (
73 ) in einer Beschichtungsanlage für Großgläser gebildet und eine dort mit der Leitschicht versehene Glasplatte (71 ) anschließend in ein Standard-Solarmodul-Maß zugeschnitten wird. - Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei auf die mit der Leitschicht (
73 ) versehene Glasplatte (71 ) eine Verkapselungs-Folie (9b ) aufgelegt und anschließend Ausnehmungen (91 ) in dieser für die stoffschlüssigen Kontakte mit den Solarzellen (3 ) erzeugt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Strukturierung (
77 ) der Leitschicht (73 ) und/oder die Erzeugung von Ausnehmungen (91 ) in der Verkapselungs-Folie durch Laserstrahlablation (L) ausgeführt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei bei der Erzeugung der Ausnehmungen (
91 ) in der Verkapselungs-Folie zugleich eine Schutzschicht (75 ) der Leitschicht (73 ) abgetragen wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Ausnehmungen (
91 ) in der Verkapselungs-Folie (9b ) durch einen aufgrund von Layoutdaten oder aufgrund einer Erkennung von Strukturelementen der Leitschicht koordinatengesteuerten Laserstrahl (L) erzeugt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei zur Bildung der stoffschlüssigen Kontakte eine in die Ausnehmungen (
91 ) eingebrachte Lötpaste oder ein Leitkleber (11 ) durch Bestrahlung durch die Glasplatte (73 ) hindurch oder durch Infrarot-Bestrahlung durch die aufgelegte Solarzelle (3 ) hindurch aufgeschmolzen oder vernetzt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei zur Bildung der stoffschlüssigen Kontakte eine in die Ausnehmungen (
91 ) eingebrachte Lötpaste oder ein Leitkleber (11 ) im Schritt eines Laminierens der Solarzellen (3 ) mit vorder- und rückseitigen Verkapselungs-Folien (9a ;9b ) und Glasplatten (5 ;7' ) aufgeschmolzen oder thermisch vernetzt wird.
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DE201310203414 DE102013203414A1 (de) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Solarmodul und Verfahren zu dessen Herstellung |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107453704A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 常州亚玛顿股份有限公司 | 太阳能组件 |
CN110890430A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-17 | 浙江中晶新能源股份有限公司 | 一种高效率背接触太阳能电池组件及其制备工艺 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005013322A2 (en) | 2003-08-01 | 2005-02-10 | Sunpower Corporation | Solar cell interconnect structure |
-
2013
- 2013-02-28 DE DE201310203414 patent/DE102013203414A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005013322A2 (en) | 2003-08-01 | 2005-02-10 | Sunpower Corporation | Solar cell interconnect structure |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
http://www.bine.info/hauptnavigation/publikation/photovoltaikinnovationen-bei-solarzellen-und-modulen/solarmodultechnik/ |
http://www.schottsolar.com/de/produkte/photovoltaikmodule/schott-poly-185/ |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107453704A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 常州亚玛顿股份有限公司 | 太阳能组件 |
CN110890430A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-17 | 浙江中晶新能源股份有限公司 | 一种高效率背接触太阳能电池组件及其制备工艺 |
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