JP2009531871A - 光起電力モジュールを製造するための技術 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2006年3月28日に出願された、「光起電力モジュールを製造するための技術」と題された米国仮特許出願番号第60/786,902号に基づく優先権を主張し、かつここで参照によって組入れる。
本発明は、より良好な環境安定性のための太陽電池または光起電力モジュールを製造するための方法および装置に関する。
太陽電池は、太陽光を直接電力に変換する光起電力デバイスである。最も一般的な太陽電池の材料は、単結晶または多結晶ウェーハの形態にあるシリコンである。しかしながら、シリコンベースの太陽電池を用いて発電された電気のコストは、より伝統的な方法によって発電された電気のコストよりも高い。それ故に、1970年代初期以来、地球的な使用のために太陽電池のコストを削減する努力がなされている。太陽電池のコストを削減するための1つの方法は、太陽電池品質の吸収体材料を大面積基板上に堆積し得る低コスト薄膜成長技術を開発し、高スループット、低コストの方法を用いてこれらのデバイスを構築することである。
1つの態様において、本発明はより良い環境安定性のための太陽電池または光起電力モジュールを製造するための方法に向けられる。
本発明の1つの態様において、回路中の各々の太陽電池は、電池が回路に集積化され、次にモジュールにパッケージされる前に、透明水分バリア材料層によって個別にカバーされる。図4Aは、図1に示した全ての要素および層を有する2つの模範的なCIGS(S)太陽電池40を示す。例えば、太陽電池40は、フレキシブルな箔基板上に構築され得、すなわち図1の基板11上は金属箔であり得る。太陽電池40は、図4Aに示されるように上面および下面を含む電池40全体をカバーし、かつ図4Bにおいて光がデバイスに入るところの電池の照光上面42をカバーする透明水分バリア材料層41によってカバーされる。この照光上面42は、湿気および或る場合には酸素から保護することに関しては最も敏感な表面である。透明水分バリア材料層41は、図4Aに示されるような箔基板の背面43の周りを任意で包み得る。水分バリアでカバーされた太陽電池を得た後に、図2Bに示すように金属リボンまたはワイヤ44を用いて集積化または相互接続が実行される。相互接続については、電池の(-)端子が他の電池の(+)端子に電気的に接続される。これは、図4Aに示すように、ハンダワイヤまたはリボンを用いることによって達成され得る。代替的に、電池は、それらの各々のエッジを重ね、1つの電池の前面電極(図1に示されるデバイス構造の場合におけるマイナス端子)に、隣の電池の背面電極を電気的に接続することによって直接相互接続されてもよい。バリア材料41が高度に絶縁性であり、かつ厚い場合、電池電極とリボンまたはワイヤとの間で良好な電気的接触が得られ得るように、バリア材料が接続点45から少なくとも部分的に除去されるべきであることに留意すべきである。
Claims (15)
- 少なくとも2つの太陽電池であって、前記少なくとも2つの太陽電池の各々が照光上面と2つの端子とを有するものを提供し、
回路を形成するために、前記少なくとも2つの太陽電池の各々の端子の少なくとも1つの間で、前記少なくとも2つの太陽電池を導体により電気的に相互接続し、
前記回路上に耐湿表面を形成するために、前記少なくとも2つの太陽電池の照光上面に対応しかつそれを含む前記回路の少なくとも面全体を水分バリアフィルムによって被覆することを含み、前記水分バリアフィルムは太陽光に対して実質的に透明である、光起電力モジュールを製造する方法。
ことを含む方法 - 前記被覆の工程が、前記水分バリアフィルムによって前記回路を完全かつ相似的に封入する、請求項1による方法。
- 前記耐湿表面を有する回路を、上面フィルムと、柔軟封入材と、裏打材とを含む構造内に埋め込む工程をさらに含む、請求項2による方法。
- 前記水分バリアフィルムが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ(エチレン テレフタレート)、ポリイミド、パリレン、ベンゾシクロブテン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、ケイ素窒化物、アルミニウム窒化物、ケイ素酸窒化物、アルミニウム酸窒化物、非晶質または多結晶ケイ素炭化物、透明セラミック、および炭素をドープされた酸化物の少なくとも1つを含む、請求項2による方法。
- 前記耐湿表面を有する回路を、上面フィルムと、柔軟封入材と、裏打材とを含む構造内に埋め込む工程をさらに含む、請求項1による方法。
- 耐湿性を有する太陽電池を形成するために水分バリアフィルムによって太陽電池の少なくとも照光表面を被覆し、ここで前記水分バリアフィルムは太陽光に対して実質的に透明であり、
回路を形成するために、前記少なくとも2つの太陽電池を、前記いずれか2つの太陽電池の各々の端子の少なくとも1つの間で、導体を用いて電気的に相互接続し、
前記回路をパッケージに封入する
ことを含む、光起電力モジュールを製造する方法。 - 前記被覆工程が、前記照光表面と背面とを含む太陽電池の実質的に全ての表面を前記水分バリアフィルムによって被覆し、
前記電気的な相互接続の工程が、前記導体が少なくとも2つの太陽電池の各々の端子の少なくとも1つにおいて前記電気的相互接続を形成し得るように、前記水分バリアフィルム中に開口を形成する工程を含む、請求項6による方法。 - 前記水分バリアフィルムが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ(エチレン テレフタレート)、ポリイミド、パリレン、ベンゾシクロブテン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、ケイ素窒化物、アルミニウム窒化物、ケイ素酸窒化物、アルミニウム酸窒化物、非晶質または多結晶ケイ素炭化物、透明セラミック、および炭素をドープされた酸化物の少なくとも1つを含む、請求項6による方法。
- 前記封入の工程が、上面フィルムと、柔軟封入材と、裏打材とを含む構造内に、前記回路を埋め込むことを含む、請求項6による方法。
- 少なくとも2つの太陽電池モジュールであって、前記少なくとも2つの太陽電池の各々が照光上面と2つの端子とを有するものと、
回路を形成するために、前記少なくとも2つの太陽電池の各々の端子の少なくとも1つの端子の間で、導体によって前記少なくとも2つの太陽電池を電気的に相互接続する導電体と、
前記回路上に耐湿表面を形成するために、前記少なくとも2つの太陽電池の照光上面に対応しかつそれを含む、回路の少なくとも面全体を被覆する水分バリアフィルムと
を含み、前記水分バリアフィルムは太陽光に対して実質的に透明であり、前記照光上面を含む回路は、上面フィルムと、柔軟封入材と、裏打材とを含むパッケージに埋め込まれる光起電力モジュール。 - 前記水分バリアフィルムが、前記回路を完全かつ相似的に封入する、請求項10によるモジュール。
- 前記水分バリアフィルムが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ(エチレン テレフタレート)、ポリイミド、パリレン、ベンゾシクロブテン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、ケイ素窒化物、アルミニウム窒化物、ケイ素酸窒化物、アルミニウム酸窒化物、非晶質または多結晶ケイ素炭化物、透明セラミック、および炭素をドープされた酸化物の少なくとも1つを含む、請求項10によるモジュール。
- 各々が、太陽光に対して実質的に透明である水分バリアフィルムによって被覆された照光表面を有する少なくとも2つの太陽電池と、
回路を形成するために、任意の2つの太陽電池の各々の少なくとも1つの端子の間で、導体を用いて前記任意の2つの耐湿性太陽電池を電気的に相互接続する導体と、
前記回路が埋め込まれるパッケージと
を含み、前記パッケージが上面フィルムと、フレキシブル封入材と、裏打材とを含む光起電力モジュール。 - 前記太陽電池の実質的に全ての表面が前記水分バリアフィルムによって被覆される、請求項13によるモジュール。
- 前記水分バリアフィルムが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ(エチレン テレフタレート)、ポリイミド、パリレン、ベンゾシクロブテン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、ケイ素窒化物、アルミニウム窒化物、ケイ素酸窒化物、アルミニウム酸窒化物、非晶質または多結晶ケイ素炭化物、透明セラミック、および炭素をドープされた酸化物の少なくとも1つを含む、請求項13によるモジュール。
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