NO20100785A1 - Mekanisk styrking av solceller - Google Patents
Mekanisk styrking av solceller Download PDFInfo
- Publication number
- NO20100785A1 NO20100785A1 NO20100785A NO20100785A NO20100785A1 NO 20100785 A1 NO20100785 A1 NO 20100785A1 NO 20100785 A NO20100785 A NO 20100785A NO 20100785 A NO20100785 A NO 20100785A NO 20100785 A1 NO20100785 A1 NO 20100785A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- solar cell
- polymer
- solar cells
- cell
- solar
- Prior art date
Links
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 20
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 2
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 14
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 10
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 10
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en løsning for å styrke de mekaniske egenskapene til krystallinske silisiumsolceller.
Bakgrunn for oppfinnelsen
Silisiumsolceller tilvirkes fra veldig tynne mono- eller multikrystallinske wafere. Den typiske wafertykkelse er i området fra 140 um til 300 pm, mens trenden er å lage enda tynnere wafere for å minimere forbruket av silisium til hver solcelle. Den tradisjonelle metoden for å skjære opp silisiumblokker til wafere er trådsaging, men det har i den senere tid blitt utviklet nye metoder, så som kløyving.
Waferene blir behandlet til solceller gjennom en sekvens av forskjellige prosesstrinn, typisk for eksempel etsing, kledning, avspenning og strukturering. Den mekaniske styrken, spesielt til veldig tynne solceller, er allerede begrenset av den sprø beskaffenheten til krystallinsk silisium. I tillegg svekker den mekaniske belastningen waferene utsettes for under skjæreprosessen og den etterfølgende prosesseringen til solceller, omfattende alle håndteringstrinnene, den mekaniske styrken til cellene ved å danne mikrosprekker. Mikrosprekker er vanlige defekter i solceller, og en viss beskadigelsesprosent er vanlig i produksjonen av solceller og påfølgende sammenstilling til solcellemoduler. Dette er selvfølgelig ikke ønskelig siden det fører til økonomiske tap og prosessproblemer.
En solcellemodul omfatter typisk flere solceller. Hovedprosessene i modulsammenstillingen er typisk lodding og laminering av solcellene. Under disse prosessene blir cellene utsatt for betydelige termiske og mekaniske laster, som medfører ytterligere belastning. Selv én enkelt sprukket celle kan gjøre at en solcellemodul blir kassert. Når den innlemmes i en modul kan en celle med en mikrosprekk også føre til redusert levetid for modulen som følge av utbredelse av sprekken under drift.
Et hovedformål med foreliggende oppfinnelse er å øke lønnsomheten av produksjon av solcellemoduler.
Et annet formål med oppfinnelsen er å muliggjøre bruk av solceller som allerede har sprekker i modulenheten.
Nok et annet formål med oppfinnelsen er å beskytte en solcelle mot mekanisk belastning og skade under håndtering eller prosessering som finner sted før cellen er laminert til en solcellemodul
Oppsummering av oppfinnelsen
Dette oppnås ved å tilveiebringe en fremgangsmåte for å beskytte en solcelle mot mekanisk belastning og skade, omfattende det trinn å tilveiebringe et polymerlag på minst én side av solcellen før den blir sammenstilt til en solcellemodul.
Med et polymerlag vil cellen være mer bestandig mot:
- Bøyning - et polymerlag på cellen vil gjøre cellen stivere enn en original celle. - Støtkrefter - et polymerlag kan ha bedre fleksibilitet enn det sprø silisiummaterialet som en vanlig solcelle består av. - Håndtering - cellen vil være mindre følsom for manuell håndtering. Forekomsten av riping og beskadigelse er større når den utsettes for manuell
håndtering. Polymerlaget vil bevare solcellen bedre.
- Urenheter - Eventuelle fingermerker og andre urenheter som kan komme fra prosesstrinnene er enklere å fjerne på et polymerlag. I tillegg er overflaten under polymerlaget helt dekket.
Valget av polymermateriale og dekkets plassering gjøres fortrinnsvis på en slik måte at cellene kan bli prosessert videre til solcellemoduler med de samme prosessene som blir anvendt for celler uten polymerdekket.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en solcelle med forbedret mekanisk styrke, som reduserer risikoen for beskadigelse av cellen under sammenstillingsprosessene betydelig og med det øker det totale produksjonslønnsomheten.
I tillegg muliggjør denne prosessen bruk av celler som allerede har sprekker i modulenheten ved å hindre utbredelse av sprekkene.
Detaljert beskrivelse
Solcellen ifølge oppfinnelsen har to sider, en forside som er vendt mot sola og en bakside, og metallisering på minst én av disse sidene for elektrisk kontakt. Et polymermateriale kan bli påført på baksiden, forsiden eller begge sider. Polymerlaget kan være heldekkende, lokalt eller anordnet i en hvilken som helst type mønster. Fortrinnsvis bør kontakt-metalliseringen holdes helt eller delvis åpen for senere kontaktdannelse. I noen utførelsesformer blir en maske anvendt for å tilveiebringe et delvis eller mønstret dekke. I andre utførelsesformer kan dekket bli påført uten bruk av maske.
Prosessen for å produsere mekanisk styrkede solceller omfatter å påføre et polymermateriale i form av væske, pasta, korn, film eller en hvilken som helst annen passende form. Typer polymerer som er kjent å være egnet er akrylat, epoksy, EVA (etylen-vinyl-acetat), TPU (termoplastisk uretan), silikon og andre. For å belegge solcellens overflate kan en hvilken som helst tilvirkningsprosess som kan anvendes for polymermaterialet velges, så som for eksempel trykking, sprøyting, støping og laminering. Typen polymermateriale avgjør om en ytterligere herdeprosess kan etterfølge påføringsprosessen for å størkne polymerlaget. herdingen kan for eksempel gjøres med varme eller UV-stråling.
Eksempel 1
Figur 1 viser én utførelsesform av en solcelle 1 ifølge foreliggende oppfinnelse. Et styrkende lag 2 dekker baksiden av solcellen 1 på en slik måte at de elektriske kontaktene 3 holdes udekket. Som polymermateriale for det styrkende laget 2 kan en flytende akrylat bli anvendt. Det valgte a kry latet tåler den økte varmebelastningen under loddeprosessen og lamineringsprosessen solcellen vil gjennomgå under produksjon av solcellemoduler. Polymermaterialet kan ha veldig gode vedheftingsegenskaper både til baksiden av solcellen og til kapslingsmaterialet for solcellemodulen, typisk EVA. Mineralsk fyllmiddel kan bli tilført i polymermaterialet for å forbedre de mekaniske og termiske egenskapene. Polymermaterialet kan bli påført i en sprøyteprosess. De elektriske kontaktene 3 på solcellen 1 kan bli dekket til med en skyggemaske for å holde dem udekket. Polymermaterialet kan herde i UV-lys. Tykkelsen til det herdede, styrkende laget kan være i området fra 20 um til 100 um.
Eksempel 2
Figur 2 viser en annen utførelsesform av en solcelle 1 ifølge foreliggende oppfinnelse. Et styrkende lag 2 dekker baksiden av solcellen 1 på en slik måte at de elektriske kontaktene 3 holdes utildekket. Det styrkende laget 2 blir påført i et gitterliknende mønster. Polymermaterialet kan være i form av en pasta og kan bli påført ved silketrykking ("screen printing"-prosess). Et passende polymermateriale kan være en UV-herdende epoksy. Egenskapene til polymermaterialet kan være tilsvarende som i eksempel 1.
Eksempel 3
En tredje utførelsesform av foreliggende oppfinnelse kan anvende ark av EVA som polymermateriale siden dette materialet er mye brukt som kapslingsmateriale for solcellemoduler. Kontaktelementer kan bli loddet på de elektriske kontaktene på solcellen. Den ferdig loddede solcellen kan bli plassert mellom to ark av EVA, hvert med en tykkelse på fra 100 um til 500 um. Denne stabelen kan bli varmet opp til over smeltepunktet til EVA til EVA-arkene smelter. Ved å kjøle ned stabelen vil EVA-materialet størkne og hefte til solcellen med kontaktelementene. Kryssbinding av EVA-materialet og fjerning av eventuelle luftbobler vil skje under lamineringsprosessen når cellene er sammenstilt i solcellemoduler.
Som en alternativ metode kan de elektriske kontaktene på solcellen bli holdt åpne ved å anvende EVA-ark med forhåndsutskårede vinduer. I dette tilfellet kan kontaktelementene bli lokalt loddet på de elektriske kontaktene i et senere trinn.
Claims (8)
1. Fremgangsmåte for å beskytte en solcelle (1) mot mekanisk belastning og skade,karakterisert vedå tilveiebringe et polymerlag (2) på minst én side av solcellen før den sammenstilles i en solcellemodul.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedå tilsette et mineralsk fyllmiddel i polymeren.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedå maskere en del av cellen (1) før tilveiebringelse av polymerlaget (2) og å fjerne masken før solcellen (1) sammenstilles i solcellemodulen.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat å maskere en del av cellen (1) omfatter å maskere i et mønster.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat å tilveiebringe polymerlaget (2) omfatter å påføre polymeren i et mønster.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedå påføre polymeren med bruk av en metode valgt fra en gruppe omfattende: trykking, sprøyting, støping og laminering.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat polymeren er minst én av en væske, et gel, en pasta og granulat.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedå herde polymeren etter tilveiebringelse av polymerlaget (2).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20100785A NO20100785A1 (no) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Mekanisk styrking av solceller |
| PCT/NO2011/000161 WO2011152734A1 (en) | 2010-05-31 | 2011-05-30 | Mechanical strengthening of solar cells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20100785A NO20100785A1 (no) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Mekanisk styrking av solceller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20100785A1 true NO20100785A1 (no) | 2011-12-01 |
Family
ID=45066946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20100785A NO20100785A1 (no) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Mekanisk styrking av solceller |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO20100785A1 (no) |
| WO (1) | WO2011152734A1 (no) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016196759A1 (en) * | 2015-06-02 | 2016-12-08 | Tessolar Inc. | Single-cell encapsulation and flexible-format module architecture and mounting assembly for photovoltaic power generation and method for constructing, inspecting and qualifying the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2756050B2 (ja) * | 1992-03-03 | 1998-05-25 | キヤノン株式会社 | 光起電力装置 |
| FR2896445B1 (fr) * | 2006-01-25 | 2010-08-20 | Arkema | Film flexible a base de polymere fluore |
| US20070295388A1 (en) * | 2006-05-05 | 2007-12-27 | Nanosolar, Inc. | Solar assembly with a multi-ply barrier layer and individually encapsulated solar cells or solar cell strings |
-
2010
- 2010-05-31 NO NO20100785A patent/NO20100785A1/no not_active Application Discontinuation
-
2011
- 2011-05-30 WO PCT/NO2011/000161 patent/WO2011152734A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011152734A1 (en) | 2011-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI405339B (zh) | 太陽電池模組 | |
| JP2915327B2 (ja) | 太陽電池モジュール及びその製造方法 | |
| US9640676B2 (en) | Methods and structures for improving the structural integrity of solar cells | |
| CN112789735B (zh) | 生产在两个方向上弯曲的太阳能面板的方法 | |
| JP2012513126A (ja) | 機械的信頼性のある太陽電池モジュール | |
| US20100101647A1 (en) | Non-autoclave lamination process for manufacturing solar cell modules | |
| TW201029194A (en) | Photovoltaic glass laminated articles and layered articles | |
| CN102804405A (zh) | 包括背接触电池的光伏模块的制造方法 | |
| JP4987191B2 (ja) | 集積化薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP2007123451A (ja) | 太陽電池モジュールの製造方法 | |
| NO20100785A1 (no) | Mekanisk styrking av solceller | |
| JP2002151710A (ja) | 薄膜太陽電池の裏面封止方法 | |
| TWI583014B (zh) | 太陽能模組及其製造及重工方法 | |
| JPH11112007A (ja) | 太陽電池モジュール及びその製造方法 | |
| EP2346090A2 (en) | Solar cell module. | |
| CN102714236A (zh) | 太阳能电池组件及其制造方法 | |
| US11908964B2 (en) | Method for fabricating and inspecting a photovoltaic assembly with partial crosslinking | |
| JP2006049541A (ja) | 太陽電池モジュールとその製造方法 | |
| US20110203655A1 (en) | Photovoltaic device protection layer | |
| JP2016222474A (ja) | 合わせガラスの分離方法及び太陽電池モジュールにおけるガラスの分離方法 | |
| CN112349807B (zh) | 一种提取电池片的方法 | |
| AU2010280733A1 (en) | Method for producing solar modules | |
| CN109103273B (zh) | 一种太阳电池电路用高强度玻璃盖片及其制作方法 | |
| JP2014160814A (ja) | 太陽電池モジュール及びその製造方法 | |
| Pern et al. | A study of various encapsulation schemes for c-Si solar cells with EVA encapsulants |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application | ||
| FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application |