TW201324823A - 用於標準結晶矽太陽能電池的單片式模組組件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於單片式太陽能電池板組件之設備及組裝方法。組件包含具有前電接點及背電接點之太陽能電池陣列，其中陣列中的第一組太陽能電池經對準以經由背電路片並經由前電路片串聯電連接，該背電路片具有連接至第一組太陽能電池上之相應的背電接點的背金屬接點陣列，該前電路片具有連接至第一組太陽能電池上之相應的前電接點的前金屬接點陣列。可在層壓步驟中形成電連接，在該層壓步驟中封裝聚合物流入縫隙且互連材料連接電路以形成單片式太陽能電池板組件。

Description

用於標準結晶矽太陽能電池的單片式模組組件
本發明提供關於太陽能電池之模組組裝之方法及設備。進一步實施例係關於習知太陽能電池之單片式模組組裝，在該單片式模組組裝中，可在層壓步驟期間為太陽能電池之前表面與後表面兩者上之電接點提供電連接。
結晶矽光電太陽能電池可電連接至太陽能電池電路中，以產生可接受電壓。太陽能電池電路亦可提供如旁路二極體之其他功能以在電路中之太陽能電池被遮蔽時限制內部加熱。光電(PV)模組可為了環境保護而將太陽能電池電路封入封裝中。舉例而言，光電模組可用玻璃罩、聚合物及背片囊封太陽能電池電路。一層式結構可包含：玻璃/聚合物/太陽能電池/聚合物/背片。通常在真空下對層結構施加壓力及溫度之層壓步驟中執行囊封。光電模組通常包括圍繞經囊封之電池組件之框架，以便於搬運、增強機械強度，並提供安裝光電模組的位置。光電模組通常包括「接線盒」，在接線盒中，形成至完整光電系統(「電纜」)之其他部件之電連接。
光電模組之典型的製造序列可包含：組裝太陽能電池電路，組裝分層式結構(玻璃、聚合物、太陽能電池電 路、聚合物、背片)，以及層壓分層式結構。最終步驟可包含以下步驟：安裝模組框架及接線盒，以及測試模組。太陽能電池電路一般使用自動工具(諸如，stringer/tabbers)製成，該自動工具將太陽能電池與扁平帶狀銅(Cu)線(或其他互連)電串聯連接。在本文中，術語「習知太陽能電池」用於描述在前表面與後表面兩者上均具有電接點之太陽能電池。大部分太陽能電池具有此性質。可以此配置製造結晶矽太陽能電池。習知太陽能電池通常具有銅互連以自相鄰太陽能電池之前表面編織到後表面。數串串聯連接的太陽能電池隨後可與寬銅帶(「匯流排」)電連接以接通電路。此等匯流排亦可將電流自電路中之數個點送至接線盒，以用於旁路二極體及用於至電纜之連接。此光電模組設計及組裝方法在行業內係熟知的。
然而，使用習知太陽能電池組裝模組存在顯著的局限性。首先，以串聯形式電連接太陽能電池之製程難以自動操作，使得縱材/豎材具有有限的產量且縱材/豎材係昂貴的。此外，在層壓步驟之前，經組裝的太陽能電池電路是非常脆弱的。另外，銅帶互連係受應力作用的。因此，銅互連之傳導率受到限制且由於互連而產生較大之電損耗。此外，脆弱性問題及銅帶互連問題使得用薄結晶矽太陽能電池之組裝製程變得困難，即使期望使用更薄的矽(Si)來降低太陽能電池成本。另外，太陽能電池之間的間隔必須足夠大以適應銅互連電線之應力消 除，此舉由於太陽能電池之間的未經利用之空間而降低模組效率。此情況在使用在相對表面上具正極性接點及負極性接點之矽太陽能電池時尤其如此。因此，組裝製程具有許多增加生產成本的步驟，而非常需要改良。
為了簡化太陽能電池之電互連，使用背接觸太陽能電池組裝一些PV模組，在該等背接觸太陽能電池中，負極性接點與正極性接點兩者均位在每一太陽能電池之背表面。由James M.Gee等人之美國專利第5,951,786號及第5,972,732號描述背接觸太陽能電池之模組組裝。然而，此方法捨棄習知太陽能電池之配置。而且相較於可(諸如)藉由在太陽能電池之相對側上提供相反極性電連接用習知太陽能電池所得之費用及/或厚度，背接觸太陽能電池可能需要額外的費用及/或厚度。
因此，對太陽能電池之模組組裝之改良的方法及設備存在需求。
提供太陽能電池之模組組裝之設備及方法。在一個實施例中，太陽能電池組件具備由模組組件中之前金屬電路平面及背金屬電路平面連接之習知太陽能電池。在另一實施例中，提供用於單片式模組組裝之製程，該組裝製程始於具有圖案化電導體層之背片。可根據印刷電路板及可撓性電路行業內之技術，在可撓性大面積基板上 產生此類圖案化導體層。可用取置工具將具有前接點及背接點之太陽能電池放置在此可撓性電路背片上，以高產量提供非常精確的定位。第二圖案化電導體層可放置在太陽能電池之前側。此第二圖案化電導體層可提供為前片之一部分。太陽能電池可在層壓步驟期間形成至前側及背側上之圖案化電導體之電連接，藉此以單一步驟及簡單自動化形成層壓式封裝及電路。
背片及/或前片可包含在層壓溫度-壓力循環期間形成電連接之材料(如焊料或導電黏接劑)。背片及/或前片可視情況包括電絕緣體層以防止背片及前片上之電導體與太陽能電池上之導體短路。亦可在背片或前片與太陽能電池之間提供聚合物層用於囊封。可在組裝期間應用此等額外層，或可將此等額外層中的一些層與可撓性電路背片或前片整合。聚合物層可提供背片或前片至太陽能電池之低應力黏接。聚合物囊封層可與背片或前片整合，或可在組裝製程期間插入到背片或前片與電池之間。亦可使用其他替代性方式。舉例而言，可將金屬顆粒沉積在玻璃上，該等金屬顆粒可在層壓期間穿通EVA或PVF。在另一實例中，可使用捲軸式沉積法將金屬線沉積在PVF或其他聚合物基板上。
在一個實施例中，提供一種用於產生光電功率之設備，該設備包含：太陽能電池陣列，該太陽能電池陣列具有前電接點及背電接點，其中陣列中之第一組太陽能電池經定位以串聯電連接；背電路片，該背電路片包含 背金屬接點陣列，其中第一組背金屬接點經定位以電連接至第一組太陽能電池上之相應的背電接點；及前電路片，該前電路片包含前金屬接點陣列，其中第一組前金屬接點經定位以電連接至第一組太陽能電池上之相應的前電接點。
在另一實施例中，背電路片中之背金屬接點之一或多者經定位以電連接至區域中之前電路片中之前金屬接點之一或多者，該區域係由第一組太陽能電池中之相鄰太陽能電池之間的一或多個縫隙界定。在又一實施例中，包括：一或多種背側互連材料，該一或多種背側互連材料建立背電路片與太陽能電池陣列中之背電接點之間的複數個電連接；及一或多種前側互連材料，該一或多種前側互連材料建立前電路片與太陽能電池陣列中之前電接點之間的複數個電連接。
在又一實施例中，前側上之互連材料少於背側上之互連材料。另一實施例提供前金屬接點薄於背金屬接點。另外，前金屬接點可包含細銅線，且背金屬接點包含鋁及銅。
此外，前金屬接點包含前金屬匯流排條，且背金屬接點包含背金屬匯流排條，第一組太陽能電池上之前金屬匯流排條水平地延伸通過太陽能電池之每一者之最近邊緣，且第一組太陽能電池上之背金屬匯流排條水平地延伸通過太陽能電池之每一者之最遠邊緣。在另一實施例中，互連材料將前金屬匯流排條電連接至背金屬匯流排 條以串聯連接第一組太陽能電池。另一實施例提供：定位於前電路片上方之透明聚合物層；以及定位於透明聚合物層上方之透明前層。另外，可提供一或多個囊封聚合物層，其中在層壓步驟期間形成電連接。
在另一實施例中，提供太陽能電池之模組組件，該模組組件包含：背片；背電路，該背電路定位於背片上方並具有一組背金屬接點；太陽能電池陣列，該太陽能電池陣列定位於背金屬電路平面上方，其中太陽能電池中之每一者具有負極性之前電接點及正極性之背電接點；及前電路，該前電路定位於太陽能電池陣列上方並具有一組前金屬接點，其中至少第一組太陽能電池經定位以由背電路及前電路串聯電連接。
在又一實施例中，對於第一組太陽能電池，太陽能電池之每一背電接點電連接至背電路上之相應的背金屬接點，且太陽能電池之每一前電接點電連接至前電路上之相應的前金屬接點，且其中連接至第一太陽能電池之至少一個前金屬接點電連接至至少一個背金屬接點，該至少一個背金屬接點連接至定位在鄰近第一太陽能電池之第二太陽能電池。
進一步實施例提供：一或多種互連材料之第一圖案，該第一圖案提供太陽能電池陣列之背電路與背電接點之間的電連接；及一或多種互連材料之第二圖案，該第二圖案提供太陽能電池陣列之前電路與前電接點之間的電連接。另外，一或多種互連材料之沉積之第一圖案可進 一步提供前電路與背電路之間的電連接，且可在串聯連接的第一組太陽能電池中之相鄰太陽能電池之間的至少複數個縫隙中形成前電路與背電路之間的電連接。
其他實施例提供一種用於太陽能電池板之單片式製造組件之方法，該方法包含以下步驟：獲得具有類似的電性質之一組太陽能電池，該組太陽能電池可一起使用以製造太陽能電池板；放置背片；在背片上方提供背金屬電路片；將太陽能電池陣列定位在互連材料之圖案上，其中每一太陽能電池具有一或多個前電接點及一或多個背電接點；在互連材料上方提供前金屬電路片；以及將前蓋放置在前金屬電路片上方(應注意，背片可包含背金屬電路)。
方法可進一步包含以下步驟：在背金屬電路片上方提供互連材料之背圖案；在定位太陽能電池陣列之前在互連材料及背金屬電路片上方提供背囊封材料；在太陽能電池陣列上方提供前囊封材料；及在提供前金屬電路片之前在前囊封材料上方提供互連材料之前圖案。
另外，方法可進一步包含以下步驟：在提供背金屬電路片之前在背片上方提供背聚合物層；及在放置前蓋之前在前金屬電路片上方提供前聚合物層。此外，方法可包含以下步驟：在層壓步驟期間提供電連接。其他實施例提出在背圖案上所使用的互連材料少於在前圖案上所使用的互連材料，及/或前金屬電路片包含比背金屬電路片之金屬接點更薄的金屬接點。此外，背金屬電路片可 進一步包含背金屬匯流排條及部分背金屬匯流排條上方之互連材料之圖案，該等背金屬匯流排條及互連材料之該圖案經定位以形成至太陽能電池之背電接點及前電路片之電連接。
本文所論述之實施例提供太陽能模組之組件及用於生產太陽能模組之組件的方法。此外，描述以習知矽太陽能電池實施模組組裝之方法的實施例。
習知矽太陽能電池在前表面與背表面兩者上均具有接點，所以必須對太陽能電池之兩個表面提供電連接。舉例而言，可以習知配置，經由提供在太陽能電池之相對表面上之正極性接點及負極性接點製造標準結晶的太陽能電池。為了組裝太陽能電池之模組，可串聯電連接太陽能電池。可在組裝期間藉由放置彼此接觸的導電元件提供電連接。隨後，可加熱組件以接合導電元件。在層壓步驟中提供熱量。因此，可在單片式組裝製程中組裝太陽能模組。「單片式模組組裝」係指在層壓步驟期間太陽能電池電路之組裝。此方法亦開創新組裝方法、新模組設計及新電路配置之可能性。
一些實施例規定使用前金屬電路平面及背金屬電路平面製造習知太陽能電池板。進一步實施例提供此等太陽能電池板之單片式組件。一個此類組件之示意圖係圖示 於第1圖中。此組件由前金屬電路平面及背金屬電路平面以及該等金屬平面之間的太陽能電池組成。此組件係特別昂貴的，因為此組件允許由習知太陽能電池配置提供之薄晶圓產生太陽能電池模組。前平面可具備用於連接至太陽能電池上之前接點之金屬電路系統。背平面可具備用於連接至太陽能電池上之背接點之金屬電路系統。此外，前電路平面及背電路平面可經定位以使前電路及背電路可在(諸如)太陽能電池之間的某些點處連接。因此，可提供第一電路平面以連接至太陽能電池陣列之頂側上之負極性太陽能電池接點，且可提供第二電路平面以連接至太陽能電池陣列之底側上之正極性太陽能電池接點。第一電路平面及第二電路平面可經定位以連接在相鄰太陽能電池之間的縫隙處。此外，單片式組裝方法可用於藉由在層壓步驟或加熱步驟中連接太陽能電池電路來組裝太陽能電池模組。
第1圖圖示習知太陽能電池122之擴大的模組組件100之示意圖。以水平陣列120定位太陽能電池122。在此實例中，該陣列具有每列三個太陽能電池之兩列太陽能電池。縫隙150定位於每列中相鄰太陽能電池之間。可藉由至前電路平面及背電路平面(分別為110及130)之電連接來串聯電連接每列中的三個太陽能電池。亦可連接相鄰列。當然可製造更大型的模組。舉例而言，可將6×10之太陽能電池陣列組裝成具有六十個組合表面面積為1.65平方公尺之太陽能電池之模組。亦可將具有 七十二個電池或其他所要數目的電池之陣列組裝成模組。
太陽能電池122係習知太陽能電池，具有提供在前表面上的前電接點123a及123b。在此實施例中，提供兩個前電接點，該兩個前電接點具有相同的極性，通常為負極性。在此實施例中，前電接點123a及123b係金屬接點。在各種實施例中提供更多或更少接點。此外，前電接點123a及123b係圖示為線性帶。可根據需要使用其他配置。在太陽能電池之背表面上提供背電接點(未圖示)。背電接點具有與前電接點之極性相反的極性。
前金屬平面110定位於太陽能電池122之陣列120上。前金屬平面110具有成對的導電元件112a及112b之陣列114，導電元件112a及112b經定位以接觸相應太陽能電池之前電接點123a及123b。導電元件112a及112b可水平地延伸超過太陽能電池122之邊緣進入縫隙150，以電連接至相鄰太陽能電池。前金屬平面110可進一步包含允許光穿透太陽能電池122之透明材料(未圖示)。可在此透明材料上預圖案化導電元件112。舉例而言，導電黏接劑(本文稱為「ECA」)可放置在玻璃層上。亦可使用透明塑膠、聚合物或複合式化合物，諸如聚氟乙烯或玻璃與塑膠之組合。可選擇在嚴苛的戶外天氣與陽光中皆具有長壽命之透明材料。
背金屬平面130係位於太陽能電池122之陣列120之下。背金屬平面130具有成對之背導電元件132a及132b 之陣列134，背導電元件132a及132b經定位以接觸相應太陽能電池之背電接點(未圖示)。背電接點可匹配前電接點之佈局，該佈局在此情況中為散佈在太陽能電池上之兩個線性電接點。在一些實施例中，背電接點可為不同於前電接點之配置。舉例而言，可提供與每一線性前接點相反之三個串聯之「結點」或接點區段。應瞭解本文所論述之單片式模組組件容許使用電接點之各種配置。
導電元件132a及132b可水平地延伸超過太陽能電池122之邊緣進入太陽能電池之間的縫隙(諸如縫隙150)，以電連接至相鄰太陽能電池。在一個實施例中，背導電元件連接至相鄰太陽能電池之前導電元件。前導電元件與背導電元件之間的連接可發生在相鄰太陽能電池之間的縫隙中，或在太陽能電池之側上的空間中。在一些實施例中，在太陽能電池內甚至可以提供開口用於前導電元件與背導電元件之間的連接。背金屬平面130可進一步包含背片(未圖示)，背導電元件132定位於該背片上。在一些實施例中，背片可包含可購自DuPont之材料Tedlar®。
第3圖圖示示例性太陽能電池組件300之橫截面視圖。按照自上而下的順序，頂層或前層302包含諸如玻璃、聚合物或玻璃及聚合物之組合之透明材料。可針對諸如使太陽能輻射可透射材料之透明度之光學性質，或針對抗變色性選擇在太陽能電池模組組件前側上所使用 之材料。舉例而言，可選擇對在近紫外、可見及近紅外光譜範圍中之光係透明的之材料。或者，可選擇用於透射較廣範圍之電磁波譜(諸如延伸進入紫外線及/或紅外線區)之材料。亦可針對以下性質選擇材料：諸如，物理強度、可撓性、耐久性、抗磨性及/或易清洗之性質；諸如在暴露於如油、酸或鹼之各種物質時抗染色或變色之耐化學性；電絕緣性；或接合或黏接至組件中其他層或部件之能力。亦可考慮表面外觀。舉例而言，在一些實施例中，材料經選擇以避免光之高反射率。或者或此外，頂層302可在頂層302之表面上具備薄膜，該等薄膜提供各種優點，諸如最小化反射至周圍環境之光量，或促進其他抗性或性質。亦可選擇此等性質以獲得在溫度及天氣條件之範圍內之一致效能。在一些實施例中，玻璃可用於頂層302。玻璃可進一步包含在玻璃之前表面及/或背表面上之薄膜。在其他實施例中，頂層可包含透明的聚氟乙烯(PVF)化合物。在進一步實施例中，可使用諸如Tedlar®之聚氟乙烯膜。另外，頂層302可包含一起形成頂層302之層之組合。
接著，提供前中間層304，前中間層304可包含諸如乙烯醋酸乙烯酯(本文稱為「EVA」)之囊封材料或囊封材料片。或者，可使用諸如Tedlar®之材料。
組件之下一個層可為前金屬層306。或者，其他導電材料可用於此層中。前金屬層306可包含具有導電元件(未圖示)之片，該等導電元件以所要圖案定位以電連接 太陽能電池。
前互連材料308定位於前金屬層306下方。前互連材料308可設置成圖案以在前金屬層306與太陽能電池之電接點之間提供電連接。(第3圖中圖示之實施例圖示設置在每一太陽能電池312上方之三個互連材料沉積物，在沉積物之區段中之每一沉積物之間形成縫隙，且在沉積物之相鄰區段之間形成縫隙。然而，應瞭解此情況為圖解之目的，可利用其他配置。)接著，前囊封材料層310可定位於前互連材料308下方。前囊封材料層310可包含諸如EVA或Tedlar®之材料。在層壓期間，囊封材料可流入提供在組件中的縫隙中，該等縫隙諸如圖示為前互連材料308之間或太陽能電池312之間的縫隙。
接著，提供太陽能電池312陣列。可藉由縫隙分隔列中相鄰太陽能電池。太陽能電池在頂表面與底表面兩者上均具有電接點(未圖示)。電接點可經定位使得可藉由使用前互連材料308及前金屬層306在層壓步驟期間電連接列中的太陽能電池312。舉例而言，金屬顆粒可沉積在玻璃上，該等金屬顆粒可在層壓期間穿通EVA或Tedlar®並建立太陽能電池312與前金屬層306之間的電連接。另外，或在替代性實施例中，可沉積金屬線。在一個實施例中，可將金屬線沉積在聚合物基板上。在又一實施例中，使用捲軸式沉積法沉積金屬線。應瞭解可針對透明度選擇太陽能電池之前表面上之層。進一步實施例最小化在太陽能電池之前側上由金屬電接點所使用 之表面面積量，該等金屬電接點不透射光。舉例而言，可在太陽能電池之前側上使用具有高導電性之材料，使得以最小量之材料形成電連接。
可在太陽能電池312層下方提供背囊封材料層314。背囊封材料層314可為EVA或Tedlar®。背囊封材料層314可為與前囊封材料層310的材料相同之材料。或者，可對底部使用不同的材料，因為太陽能電池312下方之材料可能不必為透明的或可能不需要最小化阻擋光之部件之數量。
接著，可提供背互連材料316。類似於以上所論述，此材料可用於提供至太陽能電池312上之背電接點(未圖示)之電連接。因此，可將背互連材料316設置成圖案以在背金屬層318與太陽能電池312之背電接點(未圖示)之間提供電連接。在層壓期間，背囊封材料層314中之囊封材料可流入提供在組件中的縫隙中，該等縫隙諸如圖示為背互連材料316之間的縫隙或圖示為太陽能電池312之間的縫隙。
在背互連材料316下方提供背金屬層318。或者，其他導電材料可用於此層中。背金屬層318可為具有導電元件(未圖示)之片，該等導電元件以所要圖案定位以電連接太陽能電池。如上文所論述，可在層壓步驟期間形成電連接。
接著，可提供背中間層320，背中間層320包含諸如EVA或Tedlar®之囊封材料或囊封材料片。背中間層320 可覆蓋背片340。背片340可為基板。在又一實施例中，背片340包含PVF聚合物。此層亦可提供對組件之支撐。
第2圖提供關於根據一些實施例，在本文描述之新穎配置中用於習知太陽能電池之單片式模組組裝之示例性流程圖200。(應瞭解根據額外實施例，在流程圖中所圖示之步驟可進一步包含額外步驟。)在「匹配模組電池」之製程步驟210中，識別並收集一起適用於板中之太陽能電池。分類器可用於根據類似的性質(諸如功率產生、峰值功率產生或轉換效率)收集匹配的太陽能電池。可針對諸如Pmax、Imax或Vmax及此項技術中已知之其他量度之性質採取功率量測。分類步驟亦可根據一或多個某些量測範圍分組太陽能電池。舉例而言，分類器(未圖示)可分類具有不同效率範圍之太陽能電池，以將太陽能電池收集入具有類似的效率範圍之群組。在一個實施例中，分類器可形成分別具有18.0-18.2%、18.2-18.4%及18.4-18.6%之效率等級之不同的太陽能電池群組。(亦使用其他範圍或額外範圍。)隨後可使用來自具有類似效率等級之此等群組之一者的太陽能電池來組裝模組。
在「放置背片(蒸氣片)、EVA、金屬電路片、EVA」之製程步驟220中，放置背片。背片在該背片之頂部可具有其他層。舉例而言，亦可提供蒸氣片。在一個實施例中，背片可具備在背片之頂部上之第一囊封材料層、在第一囊封材料層之頂部上之金屬電路片，以及在金屬電路片之頂部上之第二囊封材料層。囊封材料可為 EVA。在另一實施例中，用各個層預形成背片，以在背片上提供導電電路。在又一實施例中，步驟220包含多個步驟以單獨地提供此等層之一或多者。在又一實施例中，放置金屬電路片，在金屬電路片中將導電接點預定位在材料片上。在又一實施例中，放置金屬接點以包含金屬電路層。在一個實施例中，可在背片(及/或任何中間層)之頂部上組裝金屬電路片。亦可提供由沉積及蝕刻製程製得之金屬電路片。在一個實施例中，(諸如)藉由使用捲軸式沉積法將金屬線沉積在PVF或其他聚合物基板上。在第6圖中圖示一個示例性金屬電路片，在下文進一步論述該示例性金屬電路片。
前電路或背電路之金屬接點可包含銅或其他導電金屬或金屬化合物。金屬可具備塗層以改良可接合性。諸如錫或有機焊料防腐劑(organic solder preservative；OSP)或鋁之各種物質可用於金屬接點中。或者，可使用包銅的鋁。在又一實施例中，金屬接點包含由可接合金屬(諸如銅)塗佈或電鍍之鋁。金屬電路片之厚度可取決於材料之選擇。舉例而言，使用銅製成之金屬電路片可為非常薄的，諸如厚度在7-25微米之間。在其他實施例中，金屬電路片之厚度可在25-35微米之間。或者，使用鋁上具有銅的鋁之金屬電路片的厚度可為100-125微米。(在一些實施例中，金屬接點之寬度可為2-3 mm。)
可由於設計考量之差異而與前金屬電路不同地製造背金屬電路。舉例而言，前金屬電路片需要最大化對太陽 能電池之光透射。此舉影響設計考量。因此，製得之前金屬電路片可比背金屬電路片更薄。而且可以較少材料製成前側上之金屬接點，以使前金屬電路片較薄或較小。此外，背金屬電路片不需要為透明的。因此，製得之背金屬電路片可為較厚的，該較厚的背金屬電路片可提供結構支撐，且製得之背金屬電路片之金屬接點可為較寬或較大的。成本亦可為材料選擇中之重要的考量。鋁可用於支撐背側上之銅連接，因為可在沒有負面影響光透射之情況下使用較厚的鋁層，如可能在前片上之情況。與此相反，在沒有鋁支撐之情況下，銅可用於前側上。在進一步實施例中，可以比太陽能模組組件之背側上之金屬接點所用的材料更少(亦即，更薄)之材料製得前側上之銅接點。因此，根據一些實施例，前金屬電路片可使用比背金屬電路片更多的銅，且背金屬電路片可使用鋁及銅。
在「互連材料」之製程步驟230中，將背側互連材料定位在組件上。互連材料定位於背金屬電路片中之金屬接點上。此外，以圖案提供互連材料，該圖案經配置用於背電路至太陽能電池上之背電接點之電連接及/或用於背電路至前電路之電連接。在步驟220中提供之聚合物材料(諸如，EVA)可暫時地將互連材料與背金屬電路分隔。在其他實施例中，在互連步驟230中，在互連材料之沉積物之上或之下或之間提供囊封材料。在另一實例中，在將太陽能電池定位在組件中之前在互連材料 上方提供囊封材料。在層壓步驟280期間，互連材料可電連接至背金屬電路及電連接至太陽能電池，在層壓步驟280中提供充足的熱量用於互連材料穿透所使用的聚合物並連接或接合至背金屬電路。(在替代實施例中，聚合物不用於將互連材料與金屬電路分隔。加熱步驟亦可用於提供進一步的接合。)
互連材料(用於背側或前側)可包含導電黏接劑(electrically conductive adhesive；ECA)。ECA可為基於環氧樹脂的，或低溫焊接材料，或焊錫膏。可沉積金屬顆粒，該等金屬顆粒在層壓或加熱期間可穿通EVA或PVF以建立電連接。在一個實施例中，在沉積製程期間將金屬沉積在PVF或其他聚合物上。在又一實施例中，利用捲軸式沉積製程。在另一實施例中，雷射焊接步驟(未圖示)用於照明及加熱焊接材料以促進接合。可在層壓步驟280之後提供雷射焊接步驟。在一個實施例中，在低溫製程中之層壓期間，ECA經選擇以接合至金屬接點。在完成的組件中之互連厚度可由環繞該組件之囊封材料決定。
在「拾取及放置電池」之製程步驟240中，將太陽能電池定位在組件上。取置工具可用於以高產量提供精確定位。可將太陽能電池定位成陣列以使太陽能電池上之背電接點定位於互連材料及/或提供在背金屬電路片上之部分背電路上方。在層壓步驟280期間，太陽能電池陣列可經定位以形成閉合電路。可在相鄰太陽能電池之 間產生空間以允許熱膨脹。另外，可在串聯連接之相鄰太陽能電池之間產生縫隙，以提供用於前電路片與背電路片之間的電路連接之區域。
在「互連材料」之製程步驟250中，可向太陽能電池組件之前側提供互連材料。可在互連材料之下及/或之上提供囊封材料(諸如，EVA)。此外，可以圖案提供互連材料，該圖案經配置用於太陽能電池上之前電接點至前電路之電連接及/或用於前電路至背電路之電連接。聚合物材料(諸如，EVA)可暫時地將互連材料與太陽能電池及/或前金屬電路分隔。在其他實施例中，可在互連材料之沉積物之上或之下或之間提供囊封材料。在另一實例中，可在將太陽能電池定位在組件中之前提供囊封材料於互連材料上方。在層壓步驟280期間，互連材料可電連接至前金屬電路及電連接至太陽能電池，在層壓步驟280中提供充足的熱能用於互連材料穿透所使用的聚合物並連接或接合至背金屬電路。(在替代實施例中，聚合物不用於將互連材料與金屬電路分隔。加熱步驟亦可用於提供進一步的接合。)
在「EVA及前金屬電路平面及EVA」之製程步驟260中，前金屬電路係提供在組件上。前金屬電路平面可包括多於一個層，且可在一個步驟中提供前金屬電路平面或在多於一個步驟中組裝前金屬電路平面。在一個實施例中，在製程步驟250中，可將第一前囊封材料放置在太陽能電池陣列之頂部，且可將互連材料放置在囊封材 料之頂部。隨後，在製程步驟260中，第二前囊封材料層可提供在互連材料上方，且前金屬電路片可放置在囊封材料層上方。在層壓步驟或加熱步驟期間，互連材料可形成前電路與太陽能電池上之前電接點之間的連接。在其他實施例中，可不使用第一囊封材料層或第二囊封材料層。在又其他實施例中，而第二前囊封材料層可定位於金屬電路片上方。在又一實施例中，第三前囊封材料層可放置在前金屬電路片之頂部。囊封材料可為EVA。(除製程步驟250之外或代替製程步驟250，亦可在製程步驟260中提供互連材料。在另一替代性情況中，可在將前金屬電路定位在組件上之前可將互連材料預定位在前金屬電路平面上。)
在一個實施例中，可以各個層預製成前金屬電路平面，以提供適於在連接至太陽能電池陣列及背金屬電路時接通電路之導電電路。在又一實施例中，製程步驟260包含多個步驟以單獨地提供此等層之一或多者。在另一實施例中，放置金屬電路片，在金屬電路片中將導電接點預定位在材料片上。在又一實施例中，可放置金屬接點以包含金屬電路層。在又一實施例中，金屬電路片可組裝在先前層(諸如太陽能電池陣列、諸如EVA之囊封材料，或絕緣體)之頂部上。亦可提供由沉積及蝕刻製程製得之金屬電路片。在一個實施例中，可(諸如)藉由使用捲軸式沉積法將金屬線沉積在PVF或其他聚合物基板上。在第5圖中圖示一個示例性金屬電路片，在下 文進一步論述該示例性金屬電路片。
可使用與上文論述之用於背金屬電路之技術類似的技術製造前金屬電路平面。如上文所論述，可與背金屬電路平面不同地製造前金屬電路平面以提供更高的光透射率。因此，在組件之前側上所使用之材料可經選擇以比背側更薄或更透明。在一個實施例中，由沉積及蝕刻製得前金屬電路片以提供微電路系統。在一些實施例中，組件之前側使用與背側之互連材料相同類型之互連材料。在其他實施例中，在組件之前側上提供較少互連材料。舉例而言，可沉積背側互連材料至約200微米厚或寬。相比之下，可提供(或沉積)前側互連材料為薄於背側互連材料。舉例而言，前側互連材料之厚度或寬度可在25-50微米之間，或在10-100微米之間。在又一實施例中，前側上使用之互連材料不同於背側上使用之互連材料，該等不同的互連材料可經選擇以使前側上之互連材料薄於背側上之互連材料。
在「放置前玻璃片」之製程步驟270中，將透明的前片定位在組件上。前片可包含玻璃，或其他適合的透明覆蓋材料或聚合物。在另一實施例中，可將前中間層定位在組件上、金屬電路平面上，此舉可改良至前片之接合或黏接。在一個實施例中，製程步驟260可包括額外囊封材料(諸如EVA或Tedlar®)之使用。
在「在140-180℃下層壓組件」之製程步驟280中，對太陽能電池模組組件執行層壓步驟。可在一定量時間內 提供熱量及/或壓力以使囊封材料流入組件中的縫隙(諸如相鄰太陽能電池之間的縫隙、互連材料之間的縫隙，或組件中之層間之縫隙)內。可在約140-180℃溫度下執行層壓步驟。在一個實施例中，時間-溫度調節曲線可提供製作方法以緩慢加熱組件長達約15-20分鐘至峰值溫度約150℃。
在層壓步驟期間，太陽能電池可經由互連材料形成至前金屬電路及背金屬電路之電連接，且前金屬電路及背金屬電路可在太陽能電池之間的縫隙中形成連接，藉此在單個步驟中統一經層壓封裝及電路並完成組件。亦可提供互連材料以連接前金屬電路及背金屬電路。在「模組IV測試」之製程步驟290中，對完成的太陽能電池組件執行模組TV(電流-電壓)測試。
在兩側均具有接點之習知太陽能電池之單片式模組組件提供重要的優點。第一，單步驟組裝減少步驟數目並降低製造成本(因為不必製造專用電池，且可使用高製造容量低成本的太陽能電池)。第二，平面的幾何形狀可自動操作以降低成本並改良生產工具之產量。第三，當與具有銅帶互連之習知光電模組相比時，可使用太陽能電池之間的較小間隔。縮小的間隔提高模組效率並降低成本。亦可減少或消除模組末端處之銅匯流排，此舉亦縮小模組大小以降低成本並改良效率。第四，由於幾何形狀僅受圖案化技術限制，故可最佳化接點之數目及位置。此情況不同於額外銅互連帶或接點增加組件成本之 縱材/豎材。最終結果為，可使用在兩側均具有電連接層壓之習知太陽能電池用單片式模組組件最佳化電池及互連幾何形狀。
第五，幾何形狀比先前組件要平坦的多，且因此將引入較少應力。因此，可更容易使用薄矽太陽能電池。第六，背片上之電路可覆蓋幾乎整個表面。可形成較高之電互連傳導率，因為背互連之有效橫截面面積可大於前側上之導體軌道，在該導體軌道處，寬路徑將阻礙入射光之路徑。同時，可製得比過去更薄(通常小於50 μm)且仍具有低電阻之較寬導體。薄導體更具可撓性並減少應力。第七，可形成太陽能電池之間的小間隔(例如，1 mm或更小)，因為不需要維持對厚銅互連之應力消除之供應。此舉改良模組效率並降低模組材料成本(由於縮小的面積造成之較少的玻璃、聚合物及背片)
第4圖至第7圖圖示太陽能電池組件中之電部件，以圖示示例性電路佈置。第4圖圖示具前金屬接點及背金屬接點之太陽能電池之陣列400之前側。每一太陽能電池410分別具有第一前金屬接點420及第二前金屬接點430。第一前金屬接點420及第二前金屬接點430配置為水平地延伸越過太陽能電池410之前側之線性帶。第一背金屬接點及第二背金屬接點類似地排列在太陽能電池之背側上(未圖示)。前金屬接點具有負極性，且背金屬接點具有正極性。太陽能電池之陣列400包括太陽能電池之第一列440及第二列450。每一太陽能電池410之 線性金屬接點420及430經定位以與每一列中相鄰太陽能電池之金屬接點對準。在完成的組件中，可串聯連接相同列中之太陽能電池410，以使第一太陽能電池上之負接點連接至鄰近第一太陽能電池之第二太陽能電池上之正接點。可在相鄰太陽能電池之間提供間隔以允許熱膨脹。由縫隙460分隔相同列中之相鄰太陽能電池410及470，以提供第一太陽能電池之前電路系統可電連接至第二太陽能電池上之背電路系統之區域。縫隙460之寬度可小於3 mm。在一些實施例中，縫隙460可為約1 mm或更小。
第5圖圖示前片500，前片500提供前金屬電路平面。陣列505提供有第一前匯流排條520及第二前匯流排條530之對510，該等對510排列成第一列540及第二列550。匯流排條配置為線性帶，且每一列中之每一對510與該列中其他對線性地對準。匯流排條經配置以使匯流排條可定位在圖示於第4圖中之太陽能電池410的陣列400中之各別金屬接點上方。因此，第一前匯流排條520將經定位以電連接至匹配的太陽能電池410之第一前金屬接點420。且第二前匯流排條530將經定位以電連接至第二前金屬接點430。
此外，第一前匯流排條520及第二前匯流排條530可長於相應的前金屬接點420及430，以使在前片500定位在太陽能電池陣列400上方時，前匯流排條可水平地延伸越過太陽能電池410之水平邊緣進入相鄰太陽能電 池之間的縫隙460。在此實例中，前匯流排條朝向設置在每一太陽能電池之右手側上之最遠邊緣水平地延伸。(應理解此描述可根據個人視角而變化。)如本文諸圖中所圖示，可重複此圖案。另外，相同列中之前匯流排條520及530之相鄰對510由縫隙560分隔以用於電分隔。在一個實施例中，在PVF基板或其他塑膠基板上製成用於前匯流排條520及530之金屬接點。在又一實施例中，如上文所論述，互連材料(未圖示)可用於提供電連接。如上文所論述，亦可提供囊封材料層。
第6圖圖示背片600，背片600提供背金屬電路平面。陣列605提供有第一背匯流排條620及第二背匯流排條630之對610，該等對610排列成第一列640及第二列650。匯流排條配置為線性帶，且每一列中之每一對610與該列中其他對線性地對準。匯流排條經配置以使匯流排條可定位在圖示於第4圖中之太陽能電池410的陣列400中之各別金屬接點下方。因此，第一背匯流排條620將經定位以電連接至匹配的太陽能電池410之第一背金屬接點(未圖示)。且第二背匯流排條630將經定位以電連接至第二背金屬接點(未圖示)。
此外，第一背匯流排條及第二背匯流排條可長於匹配的背金屬接點，以使太陽能電池之陣列400定位在背片600上方時，背匯流排條680及690水平地延伸通過第二太陽能電池470之水平邊緣進入相鄰太陽能電池410及470之間的縫隙460。在此實例中，背匯流排條水平 地延伸越過一邊緣，該邊緣在前匯流排條延伸通過之邊緣的太陽能電池的相對側上。因此，背匯流排條朝向設置在每一太陽能電池之左手側上之最近邊緣水平地延伸。(應理解此描述可取決於個人視角而變化。)如本文諸圖中所圖示，可重複此圖案。另外，可由縫隙660分隔相同的列中之背匯流排條之相鄰對(610及695)以用於電分隔。在一個實施例中，可在PVF基板或其他塑膠基板上製成用於背匯流排條之金屬接點。在又一實施例中，如上文所論述，互連材料(未圖示)可用於提供電連接。如上文所論述，亦可提供囊封材料層。
第7圖提供藉由組合第4圖至第6圖所圖示之層，由前金屬電路片及背金屬電路片連接之太陽能電池組件之示意圖。(可由如上文所論述之層壓步驟以單片式組裝方法形成電連接。)使用太陽能電池410及470作為實例，可看出前匯流排條520及530可分別覆蓋並連接至第一太陽能電池410上之前電接點420及430。前匯流排條520及530不延伸越過太陽能電池410之最遠(右)邊緣，且可偏離最近邊緣一距離。前匯流排條水平地延伸越過第一太陽能電池410之最遠(右)邊緣以部分地覆蓋縫隙460，但不至於覆蓋列中下一個相鄰太陽能電池470。第一背匯流排條620及第二背匯流排條630從下面支撐並連接至太陽能電池410上之背電接點(未圖示)，並水平地延伸通過太陽能電池410之最近(左)邊緣用於進一步電連接。第二對背匯流排條680及690從下面 支撐並連接至第二太陽能電池470上之背電接點(未圖示)，並水平地延伸通過第二太陽能電池470之最近邊緣並部分地進入相鄰太陽能電池410與470之間的縫隙區域460。第二對背匯流排條680及690隨後可位於第一對前匯流排條520及530之下。疊覆的匯流排條隨後可以電連接的方式放置，以使太陽能電池410之前側上之負接點串聯連接至太陽能電池470背側上之正接點。可以此方式串聯連接一列中相鄰太陽能電池上之雙電接點。可如本文諸圖中所圖示重複此圖案以產生編織圖案。在一些實施例中，互連材料係提供在疊覆匯流排條之間。可在層壓步驟期間形成電連接，其中互連材料可穿通周圍的囊封材料並接合至匯流排條。
第8圖圖示模組組件之擴大的橫截面視圖。在背片860上提供一列第一背金屬接點861、第二背金屬接點862、第三背金屬接點863及第四背金屬接點864。一列第一太陽能電池810、第二太陽能電池820、第三太陽能電池830及第四太陽能電池840定位於背片860上方。且前片850定位於該太陽能電池列上方。前片850具有提供於前片850上之一列第一前電接點851、第二前電接點852、第三前電接點853及第四前電接點854。
第一太陽能電池具有底電接點812及頂電接點811。底電接點812放置為與第一背金屬接點861電連接，且頂電接點811放置為與第一前金屬接點851電連接。第一背金屬接點861經定位以水平地延伸通過第一太陽能 電池810之第一或最近端(圖示為左側)，而不延伸通過第一太陽能電池之第二或最遠端(圖示為右側)。頂電接點811放置為與前片850上之第一前金屬接點851電連接。第一前金屬接點851經定位以水平地延伸通過第一太陽能電池810之第二端，而不延伸通過第一太陽能電池810之第一端。
重複電連接之配置用於其他太陽能電池。因此，第二太陽能電池820具有被放置為與第二背金屬接點862電連接的底電接點822，以及被放置為與第二前金屬接點852電連接的頂電接點821。第二背金屬接點862水平地延伸通過第二太陽能電池820之第一端，而不是第二端。且第二前金屬接點852水平地延伸通過第二太陽能電池820之第二端，而不是第一端。類似地，第三太陽能電池830具有被放置為與第三背金屬接點863電連接之底電接點832，以及被放置為與第三前金屬接點853電連接之頂電接點831。第三背金屬接點863水平地延伸通過第三太陽能電池830之第一端，而不是第二端。且第三前金屬接點853水平地延伸通過第二太陽能電池830之第二端，而不是第一端。另外，第四太陽能電池840具有被放置為與第四背金屬接點864電連接之底電接點842，以及被放置為與第四前金屬接點854電連接之頂電接點841。第四背金屬接點864水平地延伸通過第四太陽能電池840之第一端，而不是第二端。且第四前金屬接點854水平地延伸通過第四太陽能電池840之 第二端，而不是第一端。
如第8圖中所圖示，藉由在兩個太陽能電池之間的縫隙中將一個太陽能電池之前金屬接點連接至相鄰太陽能電池之背金屬接點，來串聯電連接太陽能電池列。互連材料可用於形成電連接。因此，藉由第一互連801將第一前金屬接點851電連接至第二背金屬接點862。藉由第二互連802將第二前金屬接點852電連接至第三背金屬接點863。且藉由第三互連803將第三前金屬接點853電連接至第四背金屬接點864。第一背金屬接點861可提供正端子用於電路中之進一步附接。且第四前金屬接點854可提供負端子用於電路中之進一步附接。未圖示之額外互連材料可用於提供電連接。如上文在其他實施例中所論述，亦可在層壓步驟期間建立電連接。
可重複此圖案以向組件中之太陽能電池列添加更多太陽能電池。亦可重複此圖案以向第8圖中圖示之列鄰近處添加更多太陽能電池列。可用金屬帶或匯流排電連接成串的串聯連接之太陽能電池以接通電路。在第7圖中所圖示之實例中，每一串之太陽能電池具有兩串電接點。舉例而言，列中第一對背匯流排條(例如，第一背匯流排條620及第二背匯流排條630)延伸靠近背片之第一邊緣，以用於進一步電連接，且列中最後對前匯流排條延伸靠近與背片之第一邊緣相對的前片之邊緣。
在一些實施例中，可藉由末端匯流排(未圖示)並聯電連接兩串電接點。可藉由末端匯流排連接相鄰太陽能 電池列，以串聯連接二或更多列太陽能電池，形成閉合電路。在其他實施例中，可並聯或以串聯電路及並聯電路之某種組合連接相鄰太陽能電池列。圖案及模組組裝製程之可重複性允許產生各種電路路徑。
本文提供之有效生產方法及組件配置亦允許進一步縮小太陽能電池之間的縫隙空間。在一個實施例中，列中相鄰太陽能電池之間的縫隙為約1 mm或更小。在另一實施例中，可提供長度小於3 mm的縫隙。
根據此等及其他實施例，可組裝在各種配置中具有各種數目之太陽能電池之太陽能電池板。在一個實例中，單片式組件可具備使用156×156 mm習知結晶矽太陽能電池之4×9陣列的36個太陽能電池模組。在另一實例中，可提供太陽能電池模組組件，該太陽能電池模組組件具有6×10陣列之60個太陽能電池，具有約1.65平方公尺之前表面面積。或者，可提供10×6陣列。在又一實例中，提供具有72個電池之太陽能電池組件。可以8×9陣列或9×8陣列提供72個太陽能電池。
雖然上文關於本發明之實施例，但在不偏離本發明之基本範疇的情況下可設計出本發明之其他及進一步實施例，且由以下申請專利範圍決定本發明之範疇。
100‧‧‧模組組件
110‧‧‧前電路平面
112a‧‧‧導電元件
112b‧‧‧導電元件
114‧‧‧陣列
120‧‧‧水平陣列
122‧‧‧習知太陽能電池
123a‧‧‧前電接點
123b‧‧‧前電接點
130‧‧‧背電路平面/背金屬平面
132a‧‧‧背導電元件
132b‧‧‧背導電元件
134‧‧‧陣列
150‧‧‧縫隙
200‧‧‧流程圖
210‧‧‧製程步驟
220‧‧‧步驟
230‧‧‧互連步驟
240‧‧‧製程步驟
250‧‧‧製程步驟
260‧‧‧製程步驟
270‧‧‧製程步驟
280‧‧‧層壓步驟
290‧‧‧製程步驟
302‧‧‧頂層或前層
304‧‧‧前中間層
306‧‧‧前金屬層
308‧‧‧前互連材料
310‧‧‧前囊封材料層
312‧‧‧太陽能電池
314‧‧‧背囊封材料層
316‧‧‧背互連材料
318‧‧‧背金屬層
320‧‧‧背中間層
340‧‧‧背片
400‧‧‧陣列
410‧‧‧太陽能電池
420‧‧‧第一前金屬接點
430‧‧‧第二前金屬接點
440‧‧‧第一列
450‧‧‧第二列
460‧‧‧縫隙
470‧‧‧太陽能電池
505‧‧‧陣列
500‧‧‧前片
520‧‧‧第一前匯流排條
510‧‧‧對
540‧‧‧第一列
530‧‧‧第二前匯流排條
560‧‧‧縫隙
550‧‧‧第二列
605‧‧‧陣列
600‧‧‧背片
620‧‧‧第一背匯流條
610‧‧‧對
640‧‧‧第一列
630‧‧‧第二背匯流排條
660‧‧‧縫隙
650‧‧‧第二列
690‧‧‧背匯流排條
680‧‧‧背匯流排條
801‧‧‧第一互連
695‧‧‧對
803‧‧‧第三互連
802‧‧‧第二互連
811‧‧‧頂電接點
810‧‧‧第一太陽能電池
820‧‧‧第二太陽能電池
812‧‧‧底電接點
822‧‧‧底電接點
821‧‧‧頂電接點
831‧‧‧頂電接點
830‧‧‧第三太陽能電池
840‧‧‧第四太陽能電池
832‧‧‧底電接點
842‧‧‧底電接點
841‧‧‧頂電接點
851‧‧‧第一前金屬接點
850‧‧‧前片
853‧‧‧第三前金屬接點
852‧‧‧第二前金屬接點
860‧‧‧背片
854‧‧‧第四前金屬接點
862‧‧‧第二背金屬接點
861‧‧‧第一背金屬接點
864‧‧‧第四背金屬接點
863‧‧‧第三背金屬接點
300‧‧‧太陽能電池組件
112‧‧‧導電元件
132‧‧‧背導電元件
藉由參閱說明性實施例，上文引述之特徵結構之優點 對熟習此項技術者將是顯而易見的，其中一些說明性實施例圖示於以下圖式中。不意欲按比例繪製圖式，且圖示的實施例不考慮為具有範疇限制性。
第1圖圖示習知太陽能電池之擴大的模組組件之示意圖。
第2圖圖示關於模組組裝之方法之流程圖。
第3圖圖示示例性模組組件之橫截面視圖。
第4圖示意性圖示諸如可用於模組組裝之太陽能電池陣列。
第5圖示意性圖示前金屬電路平面。
第6圖示意性圖示後金屬電路平面。
第7圖示意性圖示位於前金屬電路片與後金屬電路片之間的太陽能電池陣列之組合太陽能模組組件。
第8圖圖示根據另一實施例之示例性模組組件之橫截面視圖。
設想在沒有進一步詳述的情況下，一個實施例之元件及特徵結構可有利地併入其他實施例。
801‧‧‧第一互連
802‧‧‧第二互連
803‧‧‧第三互連
810‧‧‧第一太陽能電池
811‧‧‧頂電接點
812‧‧‧底電接點
820‧‧‧第二太陽能電池
821‧‧‧頂電接點
822‧‧‧底電接點
830‧‧‧第三太陽能電池
831‧‧‧頂電接點
832‧‧‧底電接點
840‧‧‧第四太陽能電池
841‧‧‧頂電接點
842‧‧‧底電接點
850‧‧‧前片
851‧‧‧第一前金屬接點
852‧‧‧第二前金屬接點
853‧‧‧第三前金屬接點
854‧‧‧第四前金屬接點
860‧‧‧背片
861‧‧‧第一背金屬接點
862‧‧‧第二背金屬接點
863‧‧‧第三背金屬接點
864‧‧‧第四背金屬接點

Claims (20)

  1. 一種用於產生光電功率之設備，該設備包含：一太陽能電池陣列，該太陽能電池陣列具有前電接點及背電接點，其中該陣列中之一第一組太陽能電池經定位以串聯電連接；一背電路片，該背電路片包含一背金屬接點陣列，其中一第一組背金屬接點經定位以電連接至該第一組太陽能電池上之相應的背電接點；以及一前電路片，該前電路片包含一前金屬接點陣列，其中一第一組前金屬接點經定位以電連接至該第一組太陽能電池上之相應的前電接點。
  2. 如請求項1所述之設備，其中該背電路片中之該等背金屬接點中之一或多者經定位以電連接至一區域中的該前電路片中之該等前金屬接點中之一或多者，該區域係由該第一組太陽能電池中之相鄰太陽能電池之間的一或多個縫隙界定。
  3. 如請求項2所述之設備，該設備進一步包含：一或多種背側互連材料，該一或多種背側互連材料建立該背電路片與該太陽能電池陣列中之該等背電接點之間的複數個電連接；以及一或多種前側互連材料，該一或多種前側互連材料 建立該前電路片與該太陽能電池陣列中之該等前電接點之間的複數個電連接。
  4. 如請求項3所述之設備，其中在該前側上之互連材料少於該背側上之互連材料。
  5. 如請求項3所述之設備，其中該等前金屬接點薄於該等背金屬接點。
  6. 如請求項5所述之設備，其中該等前金屬接點包含細銅線，且該等背金屬接點包含鋁及銅。
  7. 如請求項3所述之設備，其中該等前金屬接點包含前金屬匯流排條，且該等背金屬接點包含背金屬匯流排條，該第一組太陽能電池上之該等前金屬匯流排條水平地延伸通過該等太陽能電池之每一者之一最近邊緣，且該第一組太陽能電池上之該等背金屬匯流排條水平地延伸通過該等太陽能電池之每一者之一最遠邊緣。
  8. 如請求項7所述之設備，其中一互連材料將該等前金屬匯流排條電連接至該等背金屬匯流排條，以串聯連接該第一組太陽能電池。
  9. 如請求項8所述之設備，該設備進一步包含： 一透明聚合物層，該透明聚合物層定位於該前電路片上方；以及一透明前層，該透明前層定位於該透明聚合物層上方。
  10. 如請求項3所述之設備，該設備進一步包含一或多個囊封聚合物層，其中在一層壓步驟期間形成該等電連接。
  11. 一種太陽能電池之模組組件，該模組組件包含：一背片；一背電路，該背電路定位於該背片上方且具有一組背金屬接點；一太陽能電池陣列，該太陽能電池陣列定位於該背金屬電路平面上方，其中該等太陽能電池中之每一者具有負極性之前電接點與正極性之背電接點；以及一前電路，該前電路定位於該太陽能電池陣列上方並具有一組前金屬接點，其中至少一第一組該等太陽能電池經定位以藉由該背電路與該前電路串聯電連接。
  12. 如請求項11所述之模組組件，其中，對於該第一組太陽能電池，一太陽能電池之每一背電接點電連接至該背電路上之一相應的背金屬接點，且一太陽能電池之每一前電接點電連接至該前電路上之一相應的前金屬接點， 以及其中連接至一第一太陽能電池之至少一個前金屬接點電連接至至少一個背金屬接點，該至少一個背金屬接點連接至相鄰該第一太陽能電池定位之一第二太陽能電池。
  13. 如請求項12所述之模組組件，該模組組件進一步包含：一或多種互連材料之一第一圖案，該第一圖案提供該背電路與該太陽能電池陣列之該等背電接點之間的電連接；以及一或多種互連材料之一第二圖案，該第二圖案提供該前電路與該太陽能電池陣列之該等前電接點之間的電連接。
  14. 如請求項13所述之模組組件，其中一或多種互連材料之該第一圖案進一步提供該前電路與該背電路之間的電連接，且在串聯連接的該第一組太陽能電池中之相鄰太陽能電池間之至少複數個縫隙中形成該前電路與該背電路之間的該等電連接。
  15. 一種用於一太陽能電池板之單片式製造組件的方法，該方法包含以下步驟：獲得具有類似的電性質之一組太陽能電池，該組太陽能電池可一起使用，以製造一太陽能電池板；放置一背片； 在該背片上方提供一背金屬電路片；將一太陽能電池陣列定位在互連材料之一圖案上方，其中每一太陽能電池具有一或多個前電接點與一或多個背電接點；在該互連材料上方提供一前金屬電路片；以及將一前蓋放置在該前金屬電路片上方。
  16. 如請求項15所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在該背金屬電路片上方提供互連材料之一背圖案；在定位該太陽能電池陣列之前，在該互連材料與該背金屬電路片上方提供一背囊封材料；在該太陽能電池陣列上方提供一前囊封材料；以及在提供該前金屬電路片之前，在該前囊封材料上方提供互連材料之一前圖案。
  17. 如請求項16所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在提供該背金屬電路片之前，在該背片上方提供一背聚合物層；以及在放置該前蓋之前，在該前金屬電路片上方提供一前聚合物層。
  18. 如請求項16所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在一層壓步驟期間提供電連接。
  19. 如請求項16所述之方法，其中在該背圖案上所使用的互連材料少於在該前圖案上所使用的互連材料，且該前金屬電路片包含比該背金屬電路片之金屬接點更薄的金屬接點。
  20. 如請求項15所述之方法，其中該背金屬電路片進一步包含背金屬匯流排條及部分該等背金屬匯流排條上方之互連材料的一圖案，該等背金屬匯流排條及該圖案經定位以形成至該等太陽能電池之該等背電接點及該前電路片之電連接。
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