TW201543802A - 具旁路二極體的光伏模組 - Google Patents

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Abstract

一種光伏模組，具有背側導電基板(10)與多個光伏電池(2)。光伏電池(2)具有背接點且被排成陣列於背側導電基板(10)的頂面。藉由所述背接點與所述背側導電基板(10)之間的連接線(8)而形成串聯及/或並聯所述光伏電池(2)的電路。多個旁路二極體(5)具有背接點(6a,6b)，背接點(6a,6b)電連接串聯及/或並聯光伏電池(2)的所述電路。旁路二極體(5)位於背側導電基板(10)的頂面的空區(4)。各旁路二極體是晶圓底二極體且並聯一或多個光伏電池(2)。

Description

具旁路二極體的光伏模組
本發明是有關於一種光伏模組，包括背側導電基板與多個光伏(photovoltaic,PV)電池，PV電池具有背接點且被排成陣列於背側導電基板的頂面，其中藉由背接點與背側導電基板之間的連接線而形成串聯及/或並聯所述光伏電池的電路。
國際專利公開案WO2006/027225揭露太陽能電池組與連接一串太陽能電池的方法，包括旁路二極體在它們的上下表面都具有三個接點。這允許太陽能電池接觸對應的旁路二極體(並聯)，也允許接觸另一太陽能電池(串聯)。
國際專利公開案WO2010/135801揭露光伏模組串列排列，具有陰影保護手段。導體與旁路二極體提供於光伏模組的周緣且連接於電池串。
國際專利公開案WO2011/050367揭露PV模組具有多個太陽能電池，其摻雜區位於單一矽基板，且配備有背側接點。在一實施例，電池的次組被並聯，其中一或多個電池被連接成其兩條連接線與其他電池相反。這些相反的電池接著作為旁路二極 體，且無法貢獻於能源產生(還降低PV模組的有效面積)。
美國專利公開案US 2014/060610揭露PV模組包括背接點太陽能電池具有內建(on-cell)電子元件如旁路開關，其也提供於PV模組的背側。此公開案揭露旁路開關可包括例如肖特基(Schottky)二極體PN接面(pn-junction)二極體。
美國專利公開案US 6,563,289揭露太陽能電池架構，包括旁路二極體配置在太陽能電池的斜面，位於太陽能電池的兩個正交側的投影所綁定的區域內。此二極體藉由一前內連接與一後內連接被電連接跨過對應的電池。
本發明提供一種更有效率的光伏模組，特別是關於陰影效能，使用光伏模組的前表面與光伏模組的均質外觀。
本發明的光伏模組更包括多個旁路二極體，具有背接點，其電連接串聯及/或並聯PV電池的電路，各旁路二極體是晶圓底(wafer based)二極體且並聯一或多個所述的多個光伏電池，且旁路二極體位於背側導電基板的頂面的空區，空區靠近於鄰近的多個PV電池的角落。
本發明將以數個實施例配合所附圖式作詳細說明如下。
2‧‧‧光伏電池
2a、2b、2c、2d‧‧‧次組
4‧‧‧空區、導電箔片部、劃線
4a-4e‧‧‧區域
5‧‧‧旁路二極體
5a、5b、5c‧‧‧旁路二極體
6a、6b‧‧‧背接點
8‧‧‧線
10‧‧‧背側導電基板
11‧‧‧p摻雜區
12‧‧‧接墊
13‧‧‧導電膠
14‧‧‧接觸媒介
15‧‧‧射極
16‧‧‧背面場
17‧‧‧n+區
18‧‧‧金屬化物
19‧‧‧p+摻雜區
20‧‧‧鋁金屬化物
21‧‧‧電極層
22‧‧‧不透明層
圖1為根據本發明的一實施例的光伏模組的視圖。
圖2為應用於本發明的另一實施例的一種電路的電路圖。
圖3為應用於本發明的再一實施例的另一種電路的電路圖。
圖4a與4b為根據本發明的再二實施例的光伏模組的視圖。
圖5為根據本發明的另一實施例的使用旁路二極體的光伏模組的視圖。
圖6a與6b為本發明的實施例應用在6x10模組。
圖7a與7b為本發明的實施例應用在地景模式的6x10模組。
圖8a至圖8f為應用於本發明的實施例的多種旁路二極體的剖面圖。
圖9為典型n型PV電池的暗電流-電壓曲線圖。
圖10為根據本發明另一實施例的光伏模組的示意圖。
本發明的實施例包括一組(不完全矩形(semi-square))背接點電池與背接觸式晶圓底旁路二極體，其中旁路二極體位於不完全矩形太陽能電池之間的菱形空間，電池與旁路二極體設置在一或兩個導電、圖案化箔片上，且導電箔片彼此分離。這可見於圖1的根據本發明的一實施例的光伏模組的前視圖。多個PV電池2位於背側導電基板10上。PV電池2具有不完全矩形形式，提供空區4於四個PV電池2的中間，也在兩個PV電池的外側邊緣。在這些空區4，旁路二極體5被置放。此不完全矩形形式例如 是將直徑20公分的圓柱形錠的邊緣切除，接著薄片此錠以獲得15.6×15.6平方公分的不完全矩形晶圓。例如當使用丘克拉斯基(Czochralski,Cz)單晶圓柱形錠，可在長度方向切成薄片。從這些圓的切片，晶圓被切割，具有四個垂直邊緣與弧形連接角落，例如具有半徑10公分的曲率。
或者，不完全矩形形式的PV電池2可藉由薄片這樣的不完全矩形形式為兩個或四個相同部分而獲得，藉此獲得只有一個(或兩個)斜角落的PV電池2，如圖10的實施例所示。
換言之，提供了導電箔片為底的光伏模組，其具有不完全矩形(高效率)背接觸式太陽能電池，電池之間的空間是用於晶圓底旁路二極體。以此方式，模組可以被製造成具有更均質的外觀與增強的陰影效能。所有種類的軌(track)可以被製造在導電箔片已創造複雜的電子電路，以最佳地反應陰影。
在一方面，本發明關於光伏模組，其包括背側導電基板10(以導電層或(圖案化)箔片的形式)、多個PV電池2與多個旁路二極體5。PV電池2具有背接點且排成陣列於背側導電基板10的頂面，其中藉由背接點與背側導電基板電路10之間的連接線8而形成串聯及/或並聯PV電池2的電路。旁路二極體5具有背接點6a,6b，背接點6a,6b電連接串聯及/或並聯PV電池2的電路，各旁路二極體5是晶圓底二極體且並聯一或多個多個光伏電池2，旁路二極體5位於背側導電基板10的頂面的空區4，空區4靠近於鄰近的多個PV電池2的角落。
如所述，多個旁路二極體5可包括晶圓底二極體。這些具有扁平形狀，且厚度可選擇為與PV電池2的厚度相似，或者稍微更厚(允許更多電流流經旁路二極體5)。例如旁路二極體5可從多晶晶圓獲得，允許更相似於提供PV電池2的製程。多個旁路二極體5可從處理過的15.6×15.6公分(標準尺寸)的電池切出。旁路二極體5可使用用於獲得背接點PV電池2的相似技術獲得，例如金屬環繞穿通(Metal Wrap Through,MWT)、射極環繞穿通(Emitter Wrap Through,EWT)、指叉背接點(Interdigitated Back Contact,IBC)或甚至金屬環繞(Metal Wrap Around,MWA)。底下將詳細討論可應用在本發明實施例的旁路二極體5的特定實施例，參考圖8a至圖8f。此標準且已知的技術可以非常地有效率，例如8×8晶圓底旁路二極體5可從15.6×15.6平方公分的電池切出。
在另一實施例，使用虛擬(dummy)晶圓底旁路二極體5，其可位於被PV電池2的圓滑角落隔絕的空區4，以提供光伏模組均質外觀。
如上述，參考圖1的實施例，多個旁路二極體5靠近於多個PV電池2的鄰近的一個的角落。這些鄰近的PV電池2例如形成2×2公分的方形(菱形)空區4，其足以精確地擺放例如具有1.9×1.9公分的旁路二極體5。
旁路二極體5可對應每個多個PV電池2，以允許非常有效率的保護功能。
圖9為典型n型太陽能電池2的暗(dark)電流-電壓曲 線。虛線表示模組的標稱(nominal)短電路電流的0.1%值，在標準測試條件(Standard Test Conditions,STC)的照明下。此圖顯示具有如實線的電流電壓特性的太陽能電池可使用於上至-4V以避免超過標稱電流的0.1%值。這意味著如果此太陽能電池是不透明且作為旁路二極體5，且其並聯串聯的太陽能電池2，各太陽能電池2通常具有0.65V電壓的開路電路，旁路二極體5的漏電流維持低於模組的短電路電流的0.1%，這是可接受的。同時在陰影條件下，旁路二極體5上的正偏壓導致指數(exponential)電流增加，且9A在+0.5與+1V之間的電壓可容易地獲得。此圖也顯示在標稱(非陰影)條件下旁路更多太陽能電池2上至-10V會有超過1%的洩露。
在傳統模組，旁路二極體5通常並聯二十個PV電池2。這表示在非陰影條件下，旁路二極體5通常承受20×-0.5=-10V的負偏壓。這使得旁路二極體5的電流電壓特性受到嚴厲要求。在前述偏壓(陰影條件下)，旁路二極體5應該要能夠在+0.5與+1V之間的電壓下傳導9A。同時，在非陰影條件下，旁路二極體5不應該在-10V下顯示明顯的漏電流。在此例，漏電流通常應該少於典型的9A的PV模組的短電路電流的0.1%。在傳統模組，需要相對貴的旁路二極體5以滿足此要求。然而，許多太陽能電池2在前述的10V下的暗產出(dark yield)電流高於此，因此不適合旁路二十個電池。然而，本發明實施例能達成小很多的電路，其中每個PV電池2被一個晶圓底旁路二極體5旁路，在這些負偏壓環境、非陰影條件下，且漏電流夠低。因此，藉由應用更多的旁路二極 體5於每個太陽能電池2，對於旁路二極體5的嚴厲要求的需求也變少，且可憑藉不透明的晶圓底太陽能電池而因此可作為旁路二極體5。這意味著可以不使用傳統模組中昂貴而高品質的旁路二極體，其通常位於設置在模組後側的旁路二極體盒中。這也意味著可以從切割「母」太陽能電池而製造晶圓底旁路二極體。這使得具有裸側邊的旁路二極體5受到切割製程的影響(例如使用雷射)。這樣裸露而容易受損的邊緣導致載子的再結合的加強而有高I0值，近似的方程式為I=I0×exp(V/n/vth)，其中I通過旁路二極體5的電流且為其電壓V的函數，n是理想係數而通常介於1與2之間，vth是熱電壓(vth=k_B×T/q)例如在室溫下約0.0257V。較高的I0值意味著在負偏壓(非陰影模組條件)下的高漏電流以及在(陰影條件)前偏壓的高電流。每個電池2的更多旁路二極體5允許較高的I0值，且因此使得晶圓底旁路二極體5可從「母」電池切出而具有裸側。藉由施加邊緣保護(例如塗覆Al2O3、SiNx、SiO2)於側緣，I0值可進一步減少，且晶圓底旁路二極體5可用於這樣的電路，此電路通常並聯上至二十四個電池2。旁路二極體5的品質(低I0)與其製造成本之間需要權衡。本發明的實施例允許許多旁路二極體電路解決方案，其中一個可對較佳陰影行為取得最佳成本效率。
旁路二極體5與PV電池2可在製程中以相同的撿拾-置放工具設置在背箔片(背側導電基板10)上。這使得模組的製程變得簡易且預防模組內的應力問題。如此不需要在模組的後側設置 旁路二極體箱，在應用上更具彈性(更扁平的面板)。例如導電膠可用於擺放與固定PV電池2及旁路二極體5至背側導電基板10。
本發明產生陰影容許模組，不論是對於小的或大的陰影區。本應用在例如較多陰影的環境下具有優勢。在場域(field)中或扁平頂部(roof)上更密集的設置(較短的內模組距離)會造成自身的陰影。這些模組允許這些密集封裝，因為它們允許較多陰影。在冬天日照角度較斜時自身陰影將會發生，但模組對於這些陰影的容忍度較大，反之夏天在扁平頂部的單位面積因為較近的封裝可取得更多電力。
如上述，本發明實施例的旁路二極體5可與PV電池2以相同方式設置在導電箔片(由背側導電基板10或其一部分形成)。此技術容易程度遠優於設置不同種類的裝置，例如太陽能電池與表面黏著元件(SMD)。相同或相似的撿拾-置放機械手臂可在相同機器中使用。相同的接觸製程(例如網版印刷導電膠於圖案化銅箔)可被利用。
傳統模組具有例如三串串聯的PV電池，各串具有一旁路二極體。這些模組具有非最佳陰影性能。遮蔽一個電池會使整串失效，即1/3的光伏面板。水平地遮蔽六個一列的分布於三串的電池會使整個模組失效。此外，這些串所佔有的面積是細長的，使得模組容易因為延長方向垂直於細長串面積的陰影而受影響。
此外，旁路二極體增加而提高模組成本。另外，旁路二極體需要容納於旁路二極體盒。此盒配置於模組的後側，限制了 模組應用，例如扁平頂部設置會受到旁路二極體盒的尺寸的限制，特別是無框模組。
另一解決方案是整合超過傳統三個旁路二極體。然而，其困難在於會增加容納所有旁路二極體在一個旁路二極體盒的難度。這需要大量的導電引腳(匯流)朝向旁路二極體盒。此外，旁路二極體的數量會因為匯流拓撲而受限(匯流的跨越與標示會難以處理且需要匯流標籤隔離與較大的內電池間隔)。更多的旁路二極體與更多(複雜)的標籤與匯流也是成本的考量。
另一方面，旁路二極體可與光伏電池疊合。但因為傳統旁路二極體的尺寸，可以承載9A，使得疊合不易(應力/張力)。此外，旁路二極體將使PV面板成本增加(例如前述的WO2010/135801所揭露)。
本發明的光伏模組的實施例的目的是允許小的以及大的陰影面積。對於小面積的陰影，通常最大至36cm2，即15%不透明於15.6cm高分流阻值不完全矩形電池2，其運作如傳統模組，而對於大面積陰影，大量的旁路二極體5藉由僅旁路小群的陰影PV電池2而非如傳統模組般旁路大群的陰影電池(例如二十個電池串)以保持較好的陰影性能。
應注意空區4或PV電池2之間的空區可具有任何形式，端視PV電池2(或多個較小PV電池的次模組)的形狀決定，並可提供足夠的空間給一、兩個(不完全菱形)旁路二極體5或更多。在一範例的實施例，多個PV電池2各具有不完全矩形，且旁路二極 體5位於鄰近的PV電池2的角落之間的空區4。在另一範例實施例，旁路二極體具有三角形型態。兩個這樣的旁路二極體5可配置在鄰近的四個PV電池2之間的菱形的空區4，或單一三角形旁路二極體5配置於位在光伏模組邊緣的兩個鄰近PV電池2之間的空區4。
在另一實施例，如圖10，多個PV電池2是矩形而具有至少一斜角落，例如藉由切割一個「正常」晶圓底電池為兩個或四個而形成。多個PV電池2被兩兩或四個成群地排列，且至少一斜角落相面對以形成背側導電基板10的頂面的空區4給旁路二極體5。因此可以提供PV模組，其邊緣只有PV電池2的矩形的直線側邊。在實施例中顯示所有旁路二極體5都位於靠近於四個PV電池2的斜角落的空區4。
本發明實施例使用以使用在某些模組技術的晶圓的原始的不完全矩形以放置旁路二極體5於PV電池2或PV次模組之間的空區4，這很容易讓(背側導電基板10的)導電銅箔片到達這些空區4。在其他概念中，使用矩形晶圓(PV電池2)。在此例中，可能仍有利於整合晶圓底旁路二極體5於電路中，以允許比通常使用於連接盒(junction box)中更多個旁路二極體5。因此，部分的矩形晶圓2可被切除(例如角落)以整合晶圓底旁路二極體5於電路，或者它們被配置在PV電池2之間或模組邊緣的額外空間。在此例中，形狀較佳為矩形(例如整個晶圓的長度)而非方形。晶圓底旁路二極體5的尺寸(以及因此切除的尺寸)可以例如匹配所需要搭載 的電流。要允許最理想的電流流經旁路二極體5，用於處理旁路二極體5的晶圓可以比標準晶圓更厚，只要厚度對於光伏模組的壓合(封裝厚度)是可接受的。
提供旁路二極體5做為晶圓底二極體允許多個旁路二極體5具有足夠高的電流率，例如至少6A，例如9A。以2×2公分的晶圓二極體5而言，將導致2.12A/cm2的電流密度或者4.5W的消散功率(當在旁路模式運行時)。當然，如果使用不同的電路，在每個PV電池2使用更多或更少的旁路二極體5，電流率的要求可能會不同。當使用較小尺寸的PV電池2(或是次模組2)，相關的旁路二極體5的電流率可能會降低，例如在1/4尺寸的次模組2時至少2.25A，或在1/2尺寸的次模組2時至少4.5A。
在更多實施例，也可以提供一個、多個或全部的旁路二極體5在光伏模組上可取得的其他空區4，例如在其外緣。當鄰近於邊緣的PV電池2例如具有細長形狀，旁路二極體5可有效率地被配置，甚至對於光伏模組的特定部分可能具有較佳的電流電壓特性。
在上述實施例，使用PV電池2這個名詞。然而，這個名詞也欲涵蓋次模組或群組的(小尺寸)PV電池。例如在一實施例，不完全矩形標準尺寸(5”×5”或6”×6”)的「母」PV電池被切成m×n個相同面積的太陽能電池。這會減少電流並增加電壓，且低電流的影響表示對應的旁路二極體5的較少浪費。
在特定實施例，多個PV電池2是從半導體材料的晶圓 製成，例如單晶丘克拉斯基(Cz)型材料。此材料是由切除圓矽柱的四個邊所產生的，因此有四個垂直側邊與四個圓滑角落，直徑通常是20cm，且邊到邊的距離通常是15.6cm。這樣的結果就是在四個相鄰的PV電池2之間具有開放式菱形表面部分。在另一範例實施例，不完全矩形光伏電池2的邊到邊的距離是15.6cm，而角落到角落的距離是20cm，包括2.06cm×2.06cm的方形旁路二極體5配置在光伏電池2之間的空區4。
在另一實施例，各晶圓被分成四個相同的部分，導致較小的PV電池2各只具有一個斜角落，如圖10的實施例。接著可以製作PV模組，其具有60串，每串四個PV電池2(因此每個模組有240的PV電池2，從60個晶圓切成。操作參數可以是：Vmpp=132V；Imp=2.1A；Ploss_foil約0.85W(傳統箔片模組約3.4W)，各電池2的最大浪費只有Pmd=0.6V×3×2.1=3.8W，傳統模組為Pmd=90W(每串20個電池，9A)。在這樣的模組，60個旁路二極體5會浪費0.04W，當只有單一旁路二極體只會浪費1.7W。稍微較傳統模組低的成本看來是可能的，且由於短串與低電流而在被遮蔽的電池上會有較低浪費的優勢。在標稱條件下旁路二極體5的漏失將是可忽略的(旁路二極體5在相反條件下的浪費僅1.7W(即約0.5W/cm2))。
小心地選擇在直徑20cm的晶圓的切割線甚至能改善半導體錠材料的使用效率。在標準較多使用的形式下，PV電池的最長尺寸為15.6cm，76%的晶圓材料會被使用。
當使用稍大的PV電池2(16.8cm的最大尺寸，當分成四個時PV電池2的最大尺寸是8.4cm)，足夠的晶圓材料可切割成四個旁路二極體5(例如三角形)且具有足夠尺寸提供夠高的能力應用於本發明的實施例。這會使得86%的晶圓表面被利用，且可獲得旁路二極體5而不需要額外的半導體材料成本。
當組裝PV模組，(較小的)PV電池2可單獨位於背側導電基板10(可旋轉以獲得適當位置)，或四個較小的PV電池2可同時配置(如同一般較大尺寸的PV電池2)且只有PV電池2單獨位於PV模組的邊緣。
在其他實施例，旁路二極體5的數量與PV電池2的數量的關係可以改變，端視形成於光伏模組的電路的型態而定。電路可包括串聯的群組的PV電池2與旁路二極體5，交錯的群組及/或多階層的群組。
PV電池2與旁路二極體5的多階層電路如圖2所示。各PV電池2具有並聯的旁路二極體5，且各有兩個PV電池2的兩個群組並聯於另外兩個旁路二極體5(四個PV電池2有總共六個旁路二極體)。適合的連接軌8可被製造於背側導電基板10(導電箔)。太陽能電池或PV電池2可屬於一串，即一或多個太陽能電池2串聯，且串聯的串具有一旁路二極體5。多個串聯的串可由高階的旁路二極體5旁路。
另一方面，軌8可由遞歸地並聯的太陽能電池2與旁路二極體5構成。在此一個太陽能電池2與一個旁路二極體5並聯， 且此並聯一次再與一個太陽能電池2與一個旁路二極體5並聯。這個新形成的電路接著再次並聯一個太陽能電池2與一個旁路二極體5。這可以一直重複。
在圖3，PV電池2與旁路二極體5的電路是形成為交錯或交叉的電路。在此，太陽能電池2可由不同的旁路二極體5而旁路。多個太陽能電池2可被分成三個次組2a與2b、2b與2c、2c與2d，各次組串聯至少一太陽能電池2，且次組彼此串聯。第一次組2a與2b並聯一第一旁路二極體5a，第二次組2b與2c並聯旁路二極體5b，第三次組2c與2d並聯旁路二極體5c。
這樣的交錯電路也使用在圖4的實施例。這樣的光伏模組包括四個次模組2a-2d，且在四個次模組2a-2d所留下的空區，提供三個旁路二極體5a-5c。背側導電箔片被分成五個內連線表面，例如藉由製造劃線4於背側導電基板10(形成區域4a-4e，例如在次模組2a-2d的各個中連接迷你電池的正負端子)。區域4a-4e也用於提供連接線給旁路二極體5a-5c。
在圖5的實施例顯示PV電池2的六個電池寬陣列，以及以曲線表現的連接線8。旁路二極體5提供於PV電池的四個電池群組的中間(即圖5的格子中的交叉線)，且連接線由曲線8形成，在此例中平行於4、8與12個PV電池的串。有些旁路二極體5提供在格子的邊緣，例如在兩個相鄰電池2之間的角落。
圖6a與6b顯示6×10陣列的PV電池2形成規則型態的光伏模組。光伏模組的正端子(+)與負端子(-)被指出，就像彎曲連 接線8連接所有60個PV電池2。旁路二極體5再次被配置在四個PV電池2的角落或兩個PV電池2的邊緣。圖6a顯示使用旁路二極體5的交錯電路的可能方式。在圖6b，三個或六個PV電池2的各串並聯於一個旁路二極體5。
圖7a與7b為另一實施例，用於「標準」尺寸的6×10光伏模組(目前為地景方位)。再次，旁路二極體5位於所保護的PV電池2的串列的角落或邊緣。兩種實施方式都使用五個電池的PV電池串以及交錯的電路。
應注意背側導電基板10主要用於提供光伏模組的PV電池2與其他元件之間的接觸。但是它也可包括實現結構功能的材料，例如使用輕量面板。背側導電基板10的另一實施例包括一或多個導體片。這些多個導體片可如所欲地允許內連線電路的更容易形成。一或多個導體片是彼此隔絕的，具有開口或孔隙以允許所要的內連線導體片，以定義PV電池2的更複雜的電路。
如同使用於本發明的實施的一般多個旁路二極體5包括紋路與色彩相似於PV電池2的前表面的前表面22。例如提供與一般太陽能電池相似的紋路與SiNx頂層，以給予旁路二極體5相同於PV電池2的外觀。這提供光伏模組在實際操作時主要元件的相似外觀，改善美學外觀而易於整合光伏模組在建築之類。
幾種(晶圓底)旁路二極體可被使用，其範例顯示於圖8a-8f的剖面圖。應注意在圖8a-8f中旁路二極體5的各實施例中的相似部分或元件是以相同標號標示。所有旁路二極體5具有不 透明前表面22，以防止可能的光電流產生。應注意旁路二極體5的背面也可以因為相同理由而具有不透明層。
圖8a為具有不透明(塗有任何顏色、非透明膠帶、TiO2塗佈以加強散射)前表面22的背接合背接點旁路二極體。剖面凸顯示導電箔片部4(用於製造電路)構成背側導電基板10的一部分。實際的旁路二極體5包括(金屬)接墊12(使用例如導電膠13連接導電箔片)與p摻雜材料11。背面場16與射極15形成。
圖8b為前接合背接點型態的旁路二極體5。射極15現在提供在前方，且藉由金屬環繞穿通連接或金屬化物18形成旁路二極體5的背側的電連接。
圖8c為背接合金屬環繞穿通二極體5的變形。一個接點是至n+區17，另一接點是使用銀層18與銀環繞穿通連接的組合製成。圖8d為一個變形，其中前側表面是全域鋁金屬化物(不透明)20。金屬化物18接觸鋁金屬化物20，接著經由p+摻雜區19接觸p摻雜區11。
圖8e與8f為旁路二極體5的金屬環繞實施，其中前到後接觸是由接觸媒介14提供，例如焊料或導電膠。接觸媒介14接觸旁路二極體5的前側的電極層21，接著接觸p摻雜區11。在圖8f的實施例，p摻雜區11與n+區17反過來從後面到前面(前側接合相對後側接合)。
作為不透明層22的另一實施例，旁路二極體5具有結構化頂面22(例如具有朗伯特反射的白漆、TiO2球塗佈或光柵結 構)，因此光被此層22反射或散射，以使大部分的光藉由內反射(例如在玻璃-空氣介面)留在光伏模組內。換言之，多個旁路二極體5包括光分散頂層，用以導引照射在旁路二極體5的前表面的光朝向鄰近的PV電池2。
本發明已參考多個範例實施例揭露如上。一些部分或元件的修改或其他實施方式都是可能的，且被包含在如後附的申請專利範圍所界定的保護範圍內。
2‧‧‧光伏電池
4‧‧‧空區
5‧‧‧旁路二極體
10‧‧‧背側導電基板

Claims (16)

  1. 一種光伏模組，包括：背側導電基板(10)；多個光伏電池(2)，具有背接點且被排成陣列於該背側導電基板(10)的頂面，其中藉由所述背接點與所述背側導電基板(10)之間的連接線(8)而形成串聯及/或並聯所述光伏電池(2)的電路；以及多個旁路二極體(5)，具有背接點(6a,6b)，其中所述背接點(6a,6b)電連接串聯及/或並聯所述光伏電池(2)的所述電路，各旁路二極體(5)是晶圓底二極體且並聯一或多個所述多個光伏電池(2)，且其中所述旁路二極體(5)位於所述背側導電基板(10)的所述頂面的空區(4)，所述空區(4)靠近於鄰近的所述多個光伏電池(2)的角落。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光伏模組，其中所述晶圓底二極體是從多晶晶圓獲得。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的光伏模組，其中所述多個旁路二極體(5)包括金屬環繞穿通、射極環繞穿通或指叉背接點架構。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的光伏模組，其中所述多個光伏電池(2)各為不完全矩形型態。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的光伏模組，其中所述多個光伏電池(2)是具有至少一斜角落的矩形，所述多個光伏電池(2)排列為兩個或四個成群，且個別的所述至少一斜角落彼此相對以形成所述背側導電基板(10)的所述頂面的所述空 區(4)給所述旁路二極體(5)。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的光伏模組，其中所述旁路二極體(5)為三角形型態。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的光伏模組，其中各所述多個光伏電池(2)搭配一個所述旁路二極體(5)。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的光伏模組，其中所述多個旁路二極體(5)的電流率是至少6A，例如9A。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的光伏模組，其中所述多個旁路二極體(5)靠近於對應的所述光伏電池(2)的邊緣。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的光伏模組，其中所述光伏電池(2)包括具有多個光伏電池(2)的次模組。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的光伏模組，其中所述多個光伏電池(2)是由半導體材料的晶圓製成，例如單晶丘克拉斯基(Cz)型材料。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述的光伏模組，其中所述多個旁路二極體(5)包括前表面(22)，其紋路與色彩相似於所述光伏電池(2)的前表面。
  13. 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述的光伏模組，其中所述多個旁路二極體(5)包括不透明前表面(22)。
  14. 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述的光伏模組，其中所述多個旁路二極體(5)包括光分散頂層用以導引照射於 所述旁路二極體(5)的所述前表面(22)的光朝向鄰近的所述光伏電池(2)。
  15. 如申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述的光伏模組，其中所述背側導電基板(10)包括一或多個導體片。
  16. 如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述的光伏模組，其中所述電路包括成串的光伏電池(2)與旁路二極體(5)的群組，交錯的光伏電池(2)與旁路二極體(5)的群組，及/或多階的光伏電池(2)與旁路二極體(5)的群組。
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