TW201824572A - 具有在窄雙前匯流排上之前側匯流排膠帶的光伏電池 - Google Patents

具有在窄雙前匯流排上之前側匯流排膠帶的光伏電池 Download PDF

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Abstract

本揭露係關於包含與窄前匯流排(如銀匯流排)電氣接觸的一前側匯流排膠帶的光伏(「PV」)太陽能電池。一單前側匯流排膠帶可與一單窄前匯流排或與一雙組窄前匯流排電氣接觸。本揭露也關於經修改網格線及增進在太陽能PV電池上的網格線及窄匯流排與匯流排膠帶之間的電氣連接的方法。

Description

具有在窄雙前匯流排上之前側匯流排膠帶的光伏電池
本揭露係關於包含與窄前匯流排(如銀匯流排)電氣接觸的一前側匯流排膠帶的光伏(「PV」)太陽能電池。一單前側匯流排膠帶可與一單窄前匯流排或與一雙組窄前匯流排電氣接觸。本揭露也關於經修改網格線及增進在太陽能PV電池上的網格線及窄匯流排與匯流排膠帶之間的電氣連接的方法。
可再生能源係衍生自可補充之天然資源，諸如陽光、風、雨、潮汐、及地熱的能源。對可再生能源的需求已隨著技術的進步及全球人口的增加而顯著成長。儘管石化燃料供應當今大多數的能源消耗，但是這些燃料係非再生的。對這些石化燃料的全球依賴性不僅引起關於其等枯竭的顧慮，也引起與燃燒這些燃料所產生之排放氣體相關的環境顧慮。這些顧慮造成的結果是世界各國持續制定措施以發展大規模及小規模再生能源資源二者。
當今有前景之能源資源之一者是陽光。目前全球有數百萬家庭從太陽能發電獲得電力。對太陽能電力需求的增長伴隨著對下 述裝置及材料需求的一增長：能夠滿足對這些應用之要求的裝置及材料。太陽能電池及光伏模組是太陽能發電的快速成長區段。
光伏模組將太陽發出之能源轉換成電力。許多光伏模組在前(即，面對太陽)側上具有透明材料(例如，玻璃片材)。陽光穿過透明材料並入射在太陽能電池上。陽光中的光子被太陽能電池中的一或多個半導體材料(例如，多晶矽或單晶矽)吸收。當光子被吸收時，電子從其等之原子被敲鬆，產生電位差。電子經由擴散從具有高電子濃度的區域(接面的n型側)移動至具有低電子濃度的區域(接面的p型側)，從而使電流流動通過半導體材料。一般而言，光伏模組的後表面包括導電鋁材料(例如，燒製膏)，其作用為接面的優異p型側。
本揭露之發明人認知到將太陽能電池及太陽能模組上的前銀匯流排及後銀匯流排除去或減少會有利地降低太陽能電池及/或太陽能模組的總成本。一般在太陽能電池或太陽能模組的前表面及後表面上的銀匯流排(例如，銀膏)可減小尺寸(例如，至與前側銀指狀物之寬度相當的寬度)，且可作為包括導電金屬箔及非導電黏著劑的可焊膠帶之基材。在一個實施例中，一單窄匯流排係用以作為一單前側匯流排膠帶的基材。在另一實施例中，雙匯流排係用以作為一單前側匯流排膠帶的基材。本揭露之發明人也認知到包括導電金屬箔及非導電黏著劑的膠帶可被施加至太陽能電池或太陽能模組的前表面及後表面，以提供可被焊接串接帶的導電表面。在太陽能電池上的銀匯流 排的尺寸減小之後，在前側上的細網格線(或指狀物)係太陽能電池上僅殘存之利用昂貴銀膏的額外結構。
本揭露之發明人進一步認知到當直接接合匯流排膠帶至太陽能電池的前指狀物/網格線時，在匯流排膠帶與銀網格線之間的電氣連接可能足以傳導電力並生產起效用之PV電池。然而在某些應用中，可能需要改善在匯流排膠帶與銀網格線之間的電氣連接的強度及品質。PCT申請案公開號WO2014/149714及WO2014/149715(其全文以引用方式併入本文中)揭示可用在所有本揭露需要匯流排膠帶之實施例中的匯流排膠帶。
在某些實施例中，使用一般跨越整個電池長度的連續結構之窄(或「手指狀(finger-like)」)前匯流排(一般係銀製)。在一些實施例中，窄匯流排具有大約10至150微米的寬度。接著將前匯流排膠帶接合至該單窄前匯流排。在另一實施例中，前匯流排膠帶接合至一雙組窄前匯流排。一般而言，作為電池串焊製程的一部分，接著將常規串焊/條帶焊接至前匯流排膠帶。
通常，不論匯流排膠帶是接合至一單窄匯流排或至雙匯流排，窄匯流排的寬度係自10至150微米、或自10至140微米、或自10至130微米、或自10至120微米、或自10至110微米、或自20至140微米、或自20至130微米、或自20至120微米、或自20至110微米、或自50至140微米、或自50至130微米、或自50至120微米、或自50至110微米、或自50至100微米、或自60至130微米、或自60至120微米、或自60至110微米、或自60至100微 米、或自60至90微米、或自60至80微米、或自65至75微米、或大約70微米。
此揭露描述具有窄寬度的經修改前匯流排，其作為匯流排膠帶的基材(以一單窄匯流排或以雙窄匯流排之形式)。此揭露也增進在匯流排膠帶與PV電池前側之間的電氣接合之方法，其減少習知太陽能電池前側上銀膏的使用，並仍提供電池與互連帶之間可靠且堅強的連接(在此揭露中也稱作「條帶(tabbing ribbon)」或「串接帶(stringing ribbon)」)。
一個例示性光伏電池係示意性顯示在圖1A、1B、及1C中。圖1A及1B分別係光伏電池100的俯視及仰視示意圖。圖1C係在網格線122之間且平行網格線122所截取之光伏電池100的剖面圖。光伏電池100包括在半導體總成125的前主表面120上之匯流排110a及在半導體總成125的後主表面130上之匯流排110b。匯流排110a及110b係高度導電金屬(一般係燒製銀膏)的薄條，其將太陽能電池收集的直流電傳導至一電反流器，該電反流器將直流電轉換成有用之交流電。銀匯流排110a及110b係可焊的。後主表面130也包括在後主表面130不包括匯流排110b的部分上之金屬化層或塗層135(一般係燒製鋁膏)。金屬化層或塗層135形成半導體接面之p型側。
具有經修改(窄)匯流排的PV電池的實例顯示在例如圖2A的右邊板材之中及圖2B中。在那些實施例中，窄匯流排替代一 般的匯流排110a。如前面所提，在此揭露實施例中使用的窄匯流排係窄於匯流排110a，且具有與網格線(或指狀物)122相當的寬度。
除非另有具體說明，本文中所用之所有科學及技術用語具有所屬技術領域中所通用的意義。本文所提供之定義是要增進對於本申請案中常用之某些用語的理解，而非意欲排除彼等用語在本揭露之上下文中的合理解讀。
除非另有指明，否則說明書及申請專利範圍中用以表達特徵之尺寸、數量以及物理特性的所有數字，皆應理解為在所有情況下以「約(about)」一詞修飾之。因此，除非另有相反指示，否則在前述說明書以及隨附申請專利範圍中所提出的數值參數係近似值，其可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本文所揭示之教示所欲獲得的所欲特性而有所不同。起碼，至少應鑑於所記述之有效位數的個數，並且藉由套用普通捨入技術，詮釋各數值參數，但意圖不在於限制申請專利範圍範疇均等論之應用。雖然本發明之廣泛範疇內提出之數值範圍及參數係近似值，但盡可能準確地記述在特定實例中提出之數值。然而，任何數值本質上都含有其各自試驗量測時所發現的標準偏差必然導致的某些誤差。
由端點表述的數值範圍包括在該範圍之內包含的所有數字(例如，自1至5之範圍包括例如1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、及5)以及該範圍內的任何範圍。
如本說明書以及隨附申請專利範圍中所使用，除非內文明確地另有所指，單數形「一(a/an)」以及「該(the)」涵蓋具有複數個 指稱物(referents)的實施例。如本說明書及隨附申請專利範圍中所使用，用語「或(or)」通常係以包括「及/或(and/or)」之含義採用，除非內文明確另有所指。
如本文中所使用，用語「黏著劑(adhesive)」係指可用於將兩個組件(黏著體)黏著在一起之聚合組成物。
如本文中所使用，用語「光活性表面(photoactive surface)」係指光伏電池吸收光子並釋放電子的部分的表面，該等電子接著被收集並轉換成電流。光伏電池的光活性表面的實例係矽晶圓(結晶或非晶)。一般而言，矽晶圓係經氮化矽塗佈以產生一抗反射表面。
如本文中所使用，用語「匯流排(busbar(s))」係指其中係使用一單窄匯流排之實施例、或其中係使用一雙組匯流排之實施例。
如本文中所使用，於光伏電池的一個元件係與另一分開的元件接觸之上下文中的用語「與...接觸(in contact with)」係指兩個元件的相對位置係實體接觸且彼此緊接而不具有任何將該兩個元件分開的其他物件，如以其中出現「與...接觸(in contact with)」之上下文所理解者。然而，用語「與...接觸(in contact with)」涵蓋其中一個或二個元件已經過處理(例如，一經塗佈底漆或抗反射塗層)、或其之表面經修改以影響其性質，諸如蝕刻、壓紋等、或藉由可改善黏著性之其他表面處理之情況。
如本文中所使用，於一光伏電池的一個元件係與另一分開的元件電氣接觸的上下文中的用語「電氣接觸(electrical contact)」係指允許從一個元件到另一個元件之電子流動的接觸。
如本文中所使用，用語「可焊(solderable)」係指物件允許光伏電池中的其他物件被焊接至該物件表面的性質，物件係諸如用於太陽能模組之製造中使用一般方法而被焊接至匯流排或至匯流排膠帶的條帶。
如本文中所使用，用語「室溫(room temperature)」係指23℃的溫度。
100‧‧‧光伏電池
110a‧‧‧銀匯流排/匯流排
110b‧‧‧銀匯流排/匯流排
122‧‧‧網格線/指狀物
120‧‧‧前主表面
125‧‧‧半導體/半導體總成
130‧‧‧後主表面
135‧‧‧金屬化層或塗層
302‧‧‧網格線
304‧‧‧前匯流排膠帶/匯流排膠帶
306‧‧‧電氣接面區
308‧‧‧電氣接面區/電氣連接
402‧‧‧網格線
404‧‧‧前匯流排膠帶
406‧‧‧電氣接面區/電氣連接
408‧‧‧電氣接面區/電氣連接
410‧‧‧窄前匯流排
602‧‧‧網格線/銀網格線
604‧‧‧前匯流排膠帶/前側匯流排膠帶
606‧‧‧半導體晶圓/矽晶圓
802‧‧‧窄匯流排
804‧‧‧前匯流排膠帶/匯流排膠帶
806‧‧‧銅箔/金屬箔
808‧‧‧黏著劑
810‧‧‧半導體晶圓/PV電池
812‧‧‧前匯流排膠帶/匯流排膠帶
814‧‧‧條帶/串接帶
816‧‧‧條帶/串接帶
822‧‧‧窄匯流排/雙窄匯流排
824‧‧‧前匯流排膠帶/匯流排膠帶
826‧‧‧銅箔/金屬箔
828‧‧‧黏著劑
830‧‧‧半導體晶圓/PV電池
832‧‧‧前匯流排膠帶/匯流排膠帶
834‧‧‧條帶/串接帶
836‧‧‧條帶/串接帶
902‧‧‧網格線
904‧‧‧窄匯流排
1310‧‧‧部分
1312‧‧‧邊緣
1314‧‧‧表面
1316‧‧‧網格線
1318‧‧‧前匯流排
1320‧‧‧間隙
1322‧‧‧前匯流排膠帶
圖1A係一光伏電池的俯視示意圖。
圖1B係一光伏電池的仰視示意圖。
圖1C係在網格線之間且平行網格線所截取的光伏電池的剖面圖。
圖2A係比較具有習知厚匯流排之太陽能電池(左)與具有窄匯流排之太陽能電池(右)的照片。
圖2B係具有窄匯流排之太陽能電池的照片。
圖2C係具有附接有前匯流排膠帶之窄匯流排之太陽能電池的照片。
圖3係不具有匯流排的太陽能電池的一部份的繪示說明，其中前匯流排膠帶在網格線上方接合至電池。
圖4係具有窄匯流排的太陽能電池的一部份的繪示說明，其中前匯流排膠帶在窄匯流排上方接合至電池。
圖5A係比較三個太陽能電池的照片：具有(左)匯流排及網格線、(中央)僅具有網格線、以及(右)僅具有網格線且有接合至電池的前匯流排膠帶。
圖5B係太陽能電池的一部份的照片，其顯示網格線及前匯流排。
圖5C係具有網格線的太陽能電池的一部分的照片，該等網格線上方接合有前匯流排膠帶。
圖6係太陽能電池截面的顯微照片，其顯示上方接合有前匯流排膠帶的網格線。
圖7A係銀網格線模型的照片。
圖7B係銀網格線模型的照片，其進一步顯示施加在網格線上方的匯流排膠帶模型。
圖7C係具有平坦部分的銀網格線模型的照片。
圖7D係具有平坦部分的銀網格線模型的照片，其進一步顯示施加在網格線上方的匯流排膠帶模型。
圖7E係銀網格線模型的照片，該網格線具有在該網格線的一部份上方的墊以促進電氣接觸。
圖7F係具有墊的銀網格線模型的照片，其進一步顯示施加在網格線及墊上方的匯流排膠帶模型。
圖8A繪示用於接合前匯流排膠帶至窄前匯流排的製程。
圖8B繪示用於接合前匯流排膠帶至雙窄前匯流排的製程。
圖9係太陽能電池的一部份的圖，其顯示連接至網格線的兩個窄匯流排。
圖10A係具有三個70微米寬的前匯流排的光伏電池的照片。
圖10B係具有前網格線但不具有前匯流排的光伏電池的照片。
圖11係填充因子隨熱循環數目變動之圖。
圖12A顯示來自試驗電池1擠出物之黏著劑的照片。
圖12B顯示來自比較性試驗電池擠出物之黏著劑的照片。
圖12C顯示來自試驗電池2擠出物之黏著劑的照片。
圖12D顯示來自試驗電池3擠出物之黏著劑的照片。
圖13A係光伏電池的繪示說明，表明在圖13B中顯示之放大區。
圖13B係圖13A中顯示之光伏電池的一部份的放大圖的繪示說明。
圖13C係應用匯流排膠帶後PV電池的一部份之繪示說明。
【符號說明】
100：光伏電池
110a：在半導體的前主表面上的銀匯流排
110b：在半導體的後主表面上的銀匯流排
122：網格線
120：半導體125的前主表面
125：半導體
130：半導體125的後主表面
135：在後主表面130不包括匯流排110b的部分上的金屬化層或 塗層(一般係鋁)
302：網格線
304：前匯流排膠帶
306：在網格線與前匯流排膠帶之間具有良好接觸之電氣接面區
308：在網格線與前匯流排膠帶之間具有不良接觸之電氣接面區
402：網格線
404：前匯流排膠帶
406：在網格線與前匯流排膠帶之間具有良好接觸之電氣接面區
408：在網格線與前匯流排膠帶之間具有不良接觸之電氣接面區
410：窄前匯流排
602：網格線
604：前匯流排膠帶
606：太陽能電池的半導體晶圓
802：窄匯流排
804：前匯流排膠帶
806：銅箔
808：黏著劑
810：太陽能電池的半導體晶圓
812：接合至太陽能電池的表面及窄匯流排之前匯流排膠帶
814：串接帶
816：焊接至已被接合至太陽能電池的表面及窄匯流排之前匯流排 膠帶的串接帶
822：窄匯流排
824：前匯流排膠帶
826：銅箔
828：黏著劑
830：太陽能電池的半導體晶圓
832：接合至太陽能電池的表面及窄匯流排之各者的前匯流排膠帶
834：串接帶
836：焊接至已被接合至太陽能電池的表面及窄匯流排之各者的前 匯流排膠帶的串接帶
902：網格線
904：窄匯流排
1310：具有雙匯流排的太陽能電池的部分
1312：太陽能電池的邊緣
1314：太陽能電池的半導體晶圓的表面
1316：網格線
1318：前匯流排
1320：在前匯流排之間的間隙
1322：覆蓋前匯流排1318及在匯流排之間的間隙1320之前匯流 排膠帶
在一個實施例中，此揭露的經修改窄匯流排(一單匯流排或一雙組匯流排)作為單匯流排膠帶的一基材。也就是說，匯流排膠帶係放置在一PV太陽能電池的窄匯流排的頂部上。以該方式，在窄匯流排與匯流排膠帶之間有電氣接觸。此外，放置在PV電池上的匯流排膠帶也與銀膏網格線產生一電氣接觸。在其他實施例中，銀網格線係經修改以增進在匯流排膠帶與網格線之間的電氣接觸。如此申請案中所揭示的經修改網格線可被使用在具有該經修改窄匯流排或不具有該窄匯流排之一PV電池中。
圖2中的板材示意性顯示具有窄單銀匯流排的PV電池(圖2A(右邊板材)及圖2B)以及接著具有接合至一窄匯流排且與窄單銀匯流排電氣接觸之匯流排膠帶的PV電池(圖2C)。在此揭露中，匯流排可稱作「銀(silver)」匯流排，以表明匯流排係由一般銀膏所製，該一般銀膏在熔爐中以高溫(約800℃)燒製。為了方便及簡單起見，本揭露可能提及銀匯流排。然而，可使用在此揭露實施例中的窄匯流排不必限定為銀匯流排，且適用於匯流排的任何其他材料都可被使用在當前實施例中。
不論是使用一單窄匯流排或是一雙組窄匯流排，且不欲受限於任何理論，前述窄匯流排的明顯角色係藉助圖3及4而繪示說明。圖3顯示匯流排膠帶(304)，其僅接合至三個網格線(302)(未接合至窄銀匯流排)。在此圖中，在匯流排膠帶與最下方網格線之間的電氣連接(308)不再起效用(以兩個箭頭標示出之連接)。在該種情況 下，網格線中的電子不具有離開太陽能電池的路徑，且該特定網格線區將在太陽能電池中「暗(dark)」放電。
圖4中的圖式繪示，其係連接至單窄匯流排的三個網格線(402)(然而亦可將其等連接至雙組窄匯流排，未顯示)。窄匯流排係接合至前匯流排膠帶(404)。在此方案中，若在最下方網格線與匯流排膠帶之間的電氣連接(408)不再起效用(即，沒有從網格線到匯流排膠帶之電子流動)，則電子可沿著前窄匯流排行進一段短距離，直到找到通往前匯流排膠帶的「良好(good)」電氣連接(406)。在該點，電子可行進通過銅匯流排膠帶且離開PV電池。窄前匯流排提供網格線之間之替代短路徑以確保電子可找到進入到匯流排膠帶且離開PV電池的低電阻路徑。
圖2A以具有1.5mm寬的前匯流排之左邊板材顯示一般結晶矽太陽能電池。隨後在照片右側的電池具有「窄(narrow)」(即，經修改)前匯流排，其係70微米寬。在兩個電池上的網格線係約70微米。
具有匯流排膠帶及單窄匯流排之PV電池的實施例
在具有單窄匯流排的PV電池上使用匯流排膠帶的概念係繪示於圖8A中。在上方的第一板材圖中，丘體表示單窄匯流排(802)。其上置有窄匯流排的基材(陰影區)表示PV電池(810)的光活性表面，其可具有一抗反射塗層，諸如氮化矽。在窄匯流排上面之具 有兩層的寬條表示匯流排膠帶(804)，其中下層係黏著劑(808)而頂層係金屬箔(806)。
從圖8A中上方算起的第二板材顯示接合至單窄匯流排的匯流排膠帶(812)。於從圖8A上方算起的第三板材中，匯流排膠帶上面的大方塊表示條帶(814)。從圖8A上方算起的第四板材顯示焊接至匯流排膠帶的條帶(塗佈有焊料的銅箔)(816)。焊料未在該圖中明確地識別出，但其出現在條帶與匯流排膠帶兩者之間的至少一些部分中。
應注意，在使用一單匯流排以接合匯流排膠帶的實施例中，條帶不與窄匯流排(直接)接觸。或在一些實施例中，取決於匯流排膠帶的寬度，條帶可與光活性表面者接觸。在其中匯流排膠帶的寬度係窄於條帶的寬度之實施例(較不佳)中，條帶可能與光活性表面接觸。
在具有一單窄匯流排之實施例中，黏著劑可能在匯流排膠帶被施加至窄匯流排/光活性表面時被擠出，如顯示於例如圖12A及12B中。在該些圖中，白色厚水平寬條表示匯流排膠帶，而白色薄垂直線表示網格線。暗背景表示PV電池的光活性表面。在該些圖中，黏著劑擠出係以在匯流排膠帶旁邊且延伸進入到光活性表面中並在光活性表面上方的不規則灰色區表示。
黏著劑擠出就美觀而言係非所欲的，且也可能阻礙光子到達光活性表面。然而，當考量由於在電池中使用較少銀膏所節省者相對減少之能量輸出時，以具有擠出物之PV電池製備之模組可能仍 有令人滿意的表現。圖12C及12D顯示其中沒有可察覺擠出物的實施例。
在一些實施例中，本揭露係關於一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面；‧與該光活性表面接觸的一連續匯流排；‧與該連續匯流排電氣接觸的一匯流排膠帶；其中該連續匯流排具有不大於150微米的寬度，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由一非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及該匯流排，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
在其他實施例中，本揭露係關於一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面；‧與該光活性表面接觸的一連續匯流排；‧與該連續匯流排電氣接觸的一匯流排膠帶；其中該連續匯流排具有不大於150微米的寬度，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及該匯流排，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
又在其他實施例中，本揭露係關於一種光伏電池，其包含： ‧一光活性表面；‧與該光活性表面接觸的一連續匯流排；‧與該連續匯流排電氣接觸的一匯流排膠帶；‧焊接至該匯流排膠帶的一串接帶；其中該連續匯流排具有不大於150微米的寬度，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由一非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及該匯流排，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
在其他實施例中，本揭露係關於一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面；‧與該光活性表面接觸的一連續匯流排；‧與該連續匯流排電氣接觸的一匯流排膠帶；‧焊接至該匯流排膠帶的一串接帶；其中該連續匯流排具有自50微米至90微米的一寬度，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由一非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及該匯流排，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
具有一單窄匯流排及匯流排膠帶之PV電池的例示性實施例
1.一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面， ‧與該光活性表面接觸的一連續匯流排，‧與該連續匯流排電氣接觸的一匯流排膠帶，其中該連續匯流排具有不大於150微米的寬度，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由一非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及該匯流排，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
2.一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面，‧與該光活性表面接觸的一連續匯流排，‧與該連續匯流排電氣接觸的一匯流排膠帶，其中該連續匯流排具有不大於150微米的寬度，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及該匯流排，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
3.一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面，‧與該光活性表面接觸的一連續匯流排，‧與該連續匯流排電氣接觸的一匯流排膠帶，‧焊接至該匯流排膠帶的一串接帶，其中該連續匯流排具有不大於150微米的寬度，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由一非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及該匯流排，且 其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
4.一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面，‧與該光活性表面接觸的一連續匯流排，‧與該連續匯流排電氣接觸的一匯流排膠帶，‧焊接至該匯流排膠帶的一串接帶，其中該連續匯流排具有自50微米至90微米的一寬度，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由一非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及該匯流排，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
5.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該光伏電池進一步包含複數個與該匯流排交叉的網格線，其中該等網格線係與該匯流排電氣接觸，且其中該匯流排膠帶係經由該非導電熱固性黏著劑進一步黏附至該等網格線。
6.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該光伏電池進一步包含複數個與該匯流排在實質上垂直於該匯流排的一方向上交叉的網格線，其中該等網格線係與該匯流排電接觸，且其中該匯流排膠帶係經由該非導電熱固性黏著劑進一步黏附至該等網格線。
7.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該光伏電池進一步包含焊接至該匯流排膠帶的一串接帶。
8.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排包含燒製銀膏。
9.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自10至150微米的寬度。
10.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自10至140微米的寬度。
11.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自10至130微米的寬度。
12.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自10至120微米的寬度。
13.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自20至140微米的寬度。
14.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自50至140微米的寬度。
15.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自60至120微米的寬度。
16.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自60至110微米的寬度。
17.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自60至100微米的寬度。
18.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自60至90微米的寬度。
19.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自60至80微米的寬度。
20.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有自65至75微米的寬度。
21.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排具有大約70微米的寬度。
22.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該金屬箔包含一或多個選自銅、鋁、錫、鐵、鎳、銀、金、鉛、鋅、鈷、鉻、鈦、及其混合物之金屬。
23.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該金屬箔包含銅。
24.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該金屬箔進一步包含鋅。
25.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排膠帶經壓紋。
26.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排膠帶未經壓紋。
27.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排膠帶係能夠與該等網格線的一或多者適形。
28.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺甲酸酯、聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、氰酸酯、酚系樹脂、馬來醯亞胺樹脂、苯氧基樹脂、苯并樹脂、及其混合物之至少一者。
29.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含環氧樹脂、及苯氧基樹脂。
30.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含發煙二氧化矽粒子。
31.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑在該匯流排膠帶被施加至該光伏電池的溫度下係黏性。
32.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑在室溫下係黏性。
33.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑在自40℃至60℃的溫度下係黏性。
34.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含環氧樹脂、苯氧基樹脂、及發煙二氧化矽粒子。
35.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少200個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少1000小時，其中填充因子的降低小於5%。
36.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少400個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少2000小時，其中填充因子的降低小於5%。
37.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少200個熱循環(-40℃至90℃)週期 及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少1000小時，其中Pmax的降低小於5%。
38.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少400個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少2000小時，其中Pmax的降低小於5%。
39.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少200個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少1000小時，其中填充因子的降低小於5%且Pmax的降低小於5%。
40.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少400個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少2000小時，其中填充因子的降低小於5%且Pmax的降低小於5%。
匯流排膠帶及黏著劑
一般而言，可使用在此揭露實施例中的匯流排膠帶不受限。一般有用於當前實施例的匯流排膠帶包含一導電金屬箔及一非導電熱固性黏著劑，其中該膠帶係可焊的且能夠黏附至一PV電池的光活性表面(例如，非晶或結晶矽材料)。使用黏著劑以將金屬箔接合至光活性表面。在其他實施例中，黏著劑係一導電黏著劑，其包含具 有導電粒子的熱固性黏著劑。可將任何用於已知導電黏著劑中之任何種類的導電粒子使用在匯流排膠帶的黏著劑中。
可將任何金屬箔使用在本揭露的匯流排膠帶中。例示性金屬箔材料包括，例如銅、鋁、錫、鐵、鎳、銀、金、鉛、鋅、鈷、鉻、鈦、及類似者。金屬箔層可以是任何所欲厚度。一些實施例具有在約5微米與約35微米之間之金屬箔層厚度。一些實施例具有在約5微米與約20微米之間之金屬箔層厚度。一些實施例具有在約5微米與約15微米之間之金屬箔層厚度。在一些實施例中，膠帶的厚度係5微米、或6微米、或7微米、或8微米、或9微米、或10微米、或11微米、或12微米、或13微米、或14微米、或15微米。在一些實施例中，金屬箔厚度係不會造成太陽能電池的不可接受水平或彎曲或翹曲的任何厚度、或不會與銀網格線產生一不可接受電氣接觸的任何厚度。本文中所述之導電膠帶及太陽能電池的一些實施例展現小於3mm的彎曲或翹曲。本文中所述之導電膠帶及太陽能電池的一些實施例展現小於2mm的彎曲或翹曲。本文中所述之導電膠帶及太陽能電池的一些實施例展現小於1.5mm的彎曲或翹曲。
在前側匯流排膠帶的某些實施例中，膠帶係足夠可撓以於壓力下或在熱壓條件下與在一光伏電池的前側上的細銀網格線適形。在其他實施例中，前側匯流排膠帶能夠黏附至矽光伏材料(經由黏附至塗佈該光活性表面之氮化矽層、或其他類似的塗層，若存在)及在光伏電池的前側上的細銀網格線，且與該些銀網格線產生電氣連接。
金屬箔層可具有任何所欲量的導電度。一些實施例在23℃具有大於5×107S/m之金屬箔層導電度。一些實施例在20℃具有大於1×106S/m之金屬箔層導電度。
在某些實施例中，金屬箔包含一經鈍化電沉積(ED)高溫拉伸(HTE)銅箔。在其他實施例中，金屬箔包含一Zn障壁層以使該箔免於腐蝕或氧化。在一些實施例中，銅箔的拉伸係自6至11%。在其他實施例中，銅箔的拉伸係6百分比、或7百分比、或8百分比、或9百分比、或10百分比、或11百分比、或12百分比。
在某些實施例中，箔膠帶的抗拉強度係自20至40Kpsi。在其他實施例中，抗拉強度係自25至35Kpsi。在一些實施例中，抗拉強度係25Kpsi、或26Kpsi、或27Kpsi、或28Kpsi、或29Kpsi、或30Kpsi、或31Kpsi、或32Kpsi、或33Kpsi、或34Kpsi、或35Kpsi。
可將任何非導電及導電黏著劑使用在本揭露的匯流排膠帶中。在一些實施例中，黏著劑包含環氧樹脂及苯氧基樹脂。在其他實施例中，黏著劑包含發煙二氧化矽粒子。又在其他實施例中，黏著劑在匯流排膠帶被施加至光伏電池的溫度(例如，室溫、或些微升高之溫度，諸如自40℃至60℃)下係黏性。在一些實施例中，黏著劑包含環氧樹脂、苯氧基樹脂、及發煙二氧化矽粒子。
在一些實施例中，非導電黏著劑具有可接受之室溫儲放期限。如本文中所使用，用語「儲放期限(shelf life)」係指在室溫下黏著劑仍然夠黏以允許膠帶施加至太陽能電池的前側後得以保持平 坦，且施加之後，膠帶能夠耐受至少200個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少1000小時，其中填充因子的降低小於5%的時期。在其他實施例中，在相同熱循環與濕熱老化條件下，有小於5% Pmax。在本揭露的一些實施例中，非導電黏著劑及/或匯流排膠帶的室溫儲放期限係至少3周的儲放期限。在本揭露的一些實施例中，非導電黏著劑及/或導電膠帶的室溫儲放期限係至少4周的儲放期限。在本揭露的一些實施例中，非導電黏著劑及/或導電膠帶的室溫儲放期限係至少5周的儲放期限。在本揭露的一些實施例中，非導電黏著劑及/或導電膠帶的室溫儲放期限係至少6周的儲放期限。
例示性非導電黏著劑包括含環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺甲酸酯、聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、氰酸酯、酚系樹脂、馬來醯亞胺樹脂、苯氧基樹脂、苯并樹脂、及類似者。
非導電黏著劑的一些實施例包括熱固性黏著劑。如本文中所使用，用語「熱固性(thermoset)」係指一樹脂，其在能量影響下透過共價交聯之熱穩定網絡的形成而從可熔融且可溶解之材料不可逆地改變成不可熔融且不可溶解之材料。例示性熱固性黏著劑包括含環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺甲酸酯、聚酯、氰酸酯、酚系樹脂、馬來醯亞胺樹脂、及類似者。
前側匯流排膠帶的黏著層(導電或非導電)可以是任何所欲厚度。一些實施例具有在約5微米與約50微米之間之黏著層厚度。一些實施例具有在約5微米與約30微米之間之黏著層厚度。一些 實施例具有在約5微米與約20微米之間之黏著層厚度。一些實施例具有在約1微米與約20微米之間之黏著層厚度。一些實施例具有在約5微米與約15微米之間之黏著層厚度。一些實施例具有在約5微米與約15微米之間之黏著層厚度。一些實施例具有在約8微米與約13微米之間之黏著層厚度。在一些實施例中，黏著層厚度係約1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米、20微米、21微米、22微米、23微米、24微米、25微米、或26微米。
在黏著劑未固化狀態下，其可具有任何所欲膠黏性，限制條件為黏著劑在室溫係夠黏以在沒有任何外力應用之下，允許膠帶以約0.35MPa的壓力被施加至太陽能電池的前側，且後續防止膠帶在室溫下翹起超過2mm。
PCT申請案公開號WO2014/149714及WO2014/149715揭示可用於此專利申請案實施例中的匯流排膠帶及黏著劑。該PCT申請案二者揭露之匯流排膠帶及匯流排膠帶黏著劑的揭露係藉由引用併入本文中。
具有匯流排膠帶及雙窄匯流排之PV電池的實施例
在具有雙窄匯流排的PV電池上使用匯流排膠帶的概念繪示於圖8B中。在上方的第一板材，兩個丘體表示雙窄匯流排(822)。其上置有窄匯流排的基材(陰影區)表示PV電池(830)的光活 性表面，其可具有一抗反射塗層，諸如氮化矽。在兩個窄匯流排間的凹谷上面之具有兩層的寬條表示匯流排膠帶(824)，其中下層係黏著劑(828)而頂層係金屬箔(826)。
從圖8B上方算起的第二板材顯示接合至光活性表面及兩個窄匯流排之各者的匯流排膠帶(832)。在此例子中，在匯流排膠帶與兩個窄匯流排之各者之間有電氣接觸。在某些較佳實施例中，匯流排膠帶的寬度係窄於在兩個窄匯流排的兩個峰(窄匯流排的頂部)之間的距離。於從圖8B上方算起的第三板材中，匯流排膠帶上面的大方塊表示條帶(834)。從圖8B上方算起的第四板材顯示焊接至匯流排膠帶及兩個窄匯流排之各者的條帶(836)。焊料未在該圖中明確地識別，但其存在於條帶與匯流排膠帶之間的至少一些部分中、以及於條帶與窄匯流排之一或二者之間的至少一些部分中。
如從圖8B可見，在使用雙匯流排以接合匯流排膠帶的實施例中，條帶不僅與匯流排膠帶接觸也與窄匯流排之各者接觸。
在具有雙窄匯流排的實施例中，匯流排膠帶係接合在窄匯流排之間。在一些實施例中，窄匯流排係彼此平行。在其他實施例中，窄匯流排不必然平行，但其等不彼此碰觸。在其他實施例中，膠帶係透過匯流排膠帶的邊緣部分電氣連接至窄匯流排之各者。
發明人已識別出雙窄前匯流排概念優於使用一單窄匯流排的至少三個可能優點：
1.匯流排膠帶係基本上接合至一平坦表面(即，膠帶不接合在一升高凸脊(單窄匯流排)上方，該方式預期提供較佳的180度剝離值。
2.窄匯流排基本上作為「壩(dams)」以減少黏著劑擠出。此情況允許使用較厚的黏著劑，其也可能有助於較佳180度剝離值。
3.串接帶係直接焊接至窄銀匯流排以及匯流排膠帶二者。因此在這些系統中，匯流排膠帶對銀匯流排的強健電氣連接可能並非必要條件，因為從窄匯流排到條帶的電子流動可藉由這些元件之間的直接接觸(繞過匯流排膠帶)而進行。在這些情況下，可使用匯流排膠帶來增進焊接至匯流排膠帶之串接帶的剝離性質。
在一些實施例中，本揭露係關於一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面；‧與該光活性表面接觸的兩個連續匯流排；‧與該兩個連續匯流排之各者電氣接觸的一匯流排膠帶；‧焊接至該匯流排膠帶且焊接至該兩個連續匯流排之各者的一串接帶；其中該兩個連續匯流排之各者具有不大於150微米的寬度，且該兩個連續匯流排係被自0.3mm至3mm的距離彼此分開，其中該匯流排膠帶係經由非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及至該兩個匯流排之各者，且 其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
在一些實施例中，本揭露係關於一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面；‧與該光活性表面接觸的兩個連續匯流排；‧與該兩個連續匯流排之各者電氣接觸的一匯流排膠帶；‧焊接至該匯流排膠帶且焊接至該兩個連續匯流排之各者的一串接帶；其中該兩個連續匯流排之至少一者具有不大於150微米的寬度，且該兩個連續匯流排係被自0.3mm至3mm的距離彼此分開，其中該匯流排膠帶係經由導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及至該兩個匯流排之各者，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
又在其他實施例中，本揭露係關於一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面；‧與該光活性表面接觸的兩個連續匯流排；‧與該兩個連續匯流排之各者電氣接觸的一匯流排膠帶；‧焊接至該匯流排膠帶且焊接至該兩個連續匯流排之各者的一串接帶；‧與該光活性表面接觸的複數個網格線；其中該兩個連續匯流排之至少一者具有不大於150微米的寬度， 其中該兩個連續匯流排係以自0.3mm至3mm的距離彼此分開，其中該複數個網格線之至少一者係與該連續匯流排之一或二者電氣接觸，其中該複數個網格線之至少一者係在實質上垂直於該等匯流排之至少一者的方向上鋪設，其中該匯流排膠帶係經由非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及至該兩個匯流排之各者，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
在其他實施例中，本揭露係關於一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面；‧與該光活性表面接觸的兩個連續匯流排；‧與該兩個連續匯流排之各者電氣接觸的一匯流排膠帶；‧焊接至該匯流排膠帶且焊接至該兩個連續匯流排之各者的一串接帶；‧與該光活性表面接觸的複數個網格線；其中該兩個連續匯流排之至少一者具有自50微米至90微米的寬度，其中該兩個連續匯流排係以自0.3mm至3mm的距離彼此分開，其中該複數個網格線之至少一者係與該連續匯流排之一或二者電氣接觸，其中該複數個網格線之至少一者係在實質上垂直於該等匯流排之至少一者的方向上鋪設， 其中該匯流排膠帶係經由非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及至該兩個匯流排之各者，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
具有雙窄匯流排及匯流排膠帶之PV電池的例示性實施例
1.一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面，‧與該光活性表面接觸的兩個連續匯流排，‧與該兩個連續匯流排之各者電氣接觸的一匯流排膠帶，‧焊接至該匯流排膠帶且焊接至該兩個連續匯流排之各者的一串接帶，其中該兩個連續匯流排之各者具有不大於150微米的寬度，且該兩個連續匯流排係被自0.3mm至3mm的距離彼此分開，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及至該兩個匯流排之各者，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
2.一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面，‧與該光活性表面接觸的兩個連續匯流排，‧與該兩個連續匯流排之各者電氣接觸的一匯流排膠帶，‧焊接至該匯流排膠帶且焊接至該兩個連續匯流排之各者的一串接帶， 其中該兩個連續匯流排之至少一者具有不大於150微米的寬度，且該兩個連續匯流排係被自0.3mm至3mm的距離彼此分開，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及至該兩個匯流排之各者，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
3.一種光伏電池，其包含：‧一光活性表面，‧與該光活性表面接觸的兩個連續匯流排，‧與該兩個連續匯流排之各者電氣接觸的一匯流排膠帶，‧焊接至該匯流排膠帶且焊接至該兩個連續匯流排之各者的一串接帶，與該光活性表面接觸的複數個網格線，其中該兩個連續匯流排之至少一者具有不大於150微米的寬度，其中該兩個連續匯流排係以自0.3mm至3mm的距離彼此分開，其中該複數個網格線之至少一者係與該連續匯流排之一或二者電氣接觸，其中該複數個網格線之至少一者係在實質上垂直於該等匯流排之至少一者的方向上鋪設，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及至該兩個匯流排之各者，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
4.一種光伏電池，其包含： ‧一光活性表面，‧與該光活性表面接觸的兩個連續匯流排，‧與該兩個連續匯流排之各者電氣接觸的一匯流排膠帶，‧焊接至該匯流排膠帶且焊接至該兩個連續匯流排之各者的一串接帶，‧與該光活性表面接觸的複數個網格線，其中該兩個連續匯流排之至少一者具有自50微米至90微米的寬度，其中該兩個連續匯流排係以自0.3mm至3mm的距離彼此分開，其中該複數個網格線之至少一者係與該連續匯流排之一或二者電氣接觸，其中該複數個網格線之至少一者係在實質上垂直於該等匯流排之至少一者的方向上鋪設，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及至該兩個匯流排之各者，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
5.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排係實質上彼此平行。
6.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該兩個匯流排係彼此不接觸。
7.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該光伏電池進一步包含與該光活性表面接觸之複數個網格線，其中該複數個網格線之至少一者係與該連續匯流排之一或二者電氣接觸。
8.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該光伏電池進一步包含與該光活性表面接觸之複數個網格線，其中該複數個網格線之至少一者係在實質上垂直於該等匯流排之至少一者的方向上鋪設，其中該複數個網格線之至少一者係與該連續匯流排之一或二者電氣接觸。
9.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該光伏電池進一步包含焊接至該匯流排膠帶且焊接至該兩個連續匯流排之各者的一串接帶。
10.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者包含燒製銀膏。
11.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自10至150微米的寬度。
12.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自10至140微米的寬度。
13.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自10至130微米的寬度。
14.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自10至120微米的寬度。
15.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自20至140微米的寬度。
16.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自50至140微米的寬度。
17.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自60至120微米的寬度。
18.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自60至110微米的寬度。
19.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自60至100微米的寬度。
20.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自60至90微米的寬度。
21.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自60至80微米的寬度。
22.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自65至75微米的寬度。
23.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有大約70微米的寬度。
24.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該兩個連續匯流排係以自1mm至2mm的距離彼此分開。
25.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該兩個連續匯流排係以自0.5mm至2mm的距離彼此分開。
26.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在該兩個連續匯流排之間的該間隙不具有網格線(例如，如圖9與圖13中者)。
27.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在該兩個連續匯流排之間的該間隙含有電氣連接該兩個連續匯流排的網格線。
28.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該金屬箔包含一或多個選自銅、鋁、錫、鐵、鎳、銀、金、鉛、鋅、鈷、鉻、鈦、及其混合物之金屬。
29.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該金屬箔包含銅。
30.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該金屬箔進一步包含鋅。
31.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該金屬箔係經錫塗佈。
32.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排膠帶經壓紋。
33.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排膠帶未經壓紋。
34.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排膠帶的至少一部分係黏附至在該兩個匯流排之間之該區中的該光活性表面。
35.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該匯流排膠帶係能夠與該等網格線的一或多者適形。
36.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺甲酸酯、聚酯、聚醯亞 胺、聚醯胺、氰酸酯、酚系樹脂、馬來醯亞胺樹脂、苯氧基樹脂、苯并樹脂、及其混合物之至少一者。
37.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含環氧樹脂、及苯氧基樹脂。
38.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含發煙二氧化矽粒子。
39.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑在該匯流排膠帶被施加之溫度下係黏性。
40.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑在室溫下係黏性。
41.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑在自40℃至60℃的溫度下係黏性。
42.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含環氧樹脂、苯氧基樹脂、及發煙二氧化矽粒子。
43.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少200個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少1000小時，其中填充因子的降低小於5%。
44.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少400個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少2000小時，其中填充因子的降低小於5%。
45.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少200個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少1000小時，其中Pmax的降低小於5%。
46.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少400個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少2000小時，其中Pmax的降低小於5%。
47.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少200個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少1000小時，其中填充因子的降低小於5%且Pmax的降低小於5%。
48.如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少400個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少2000小時，其中填充因子的降低小於5%且Pmax的降低小於5%。
經修改網格線及匯流排
在某些實施例中，一PV電池的網格線係經修改以增進與一匯流排膠帶的電氣連接。當接合匯流排膠帶至銀膏網格線時發明人識別出的一個問題是所得經接合結構外型類似於帳篷，其中銀膏網格線基本上作用為帳篷的中央支柱。
圖7A示意性地顯示一般網格線的代表圖。圖7B顯示接合至網格線的一片匯流排膠帶。圖7B顯示匯流排膠帶與網格線作出電氣連接的表面區可能有限。
實際上，圖6的顯微照片顯示具有接合在PV電池的前側(及背側)上之匯流排膠帶的太陽能電池的截面，連同銀網格線(602)、矽晶圓(606)、接合至網格線的前側匯流排膠帶(604)。
如圖6中可見，在此構造中，匯流排膠帶僅在網格線的非常頂部部分於一有限區中接合至銀膏網格線。在這些情況下，因為此接合至網格線的有限接合區，在銀膏網格線與匯流排膠帶之間的電氣接合可能不如其他電氣接合強健。
在一些實施例中，使用兩個一般法來修改銀膏網格線，以增加在匯流排膠帶與銀膏網格線之間的經接合區。當考量此等網格線修改時，重要的是記住銀膏網格線係使用網版印刷技術印刷到太陽能電池表面上。在一個實施例中，當使用網版印刷製程時，則對於可實現之網格線改質的種類會存在一些限制。
在一個實施例中，修改繪示在圖7C與7D中，其顯示產生在銀膏網格線(或匯流排)上的平坦區。圖7C僅顯示經修改網格線，而圖7D顯示接合至經修改網格線的匯流排膠帶。
可能的是，在網版印刷之後且在燒製製程之前，能夠以機械沖壓製程在未固化(或甚至在部分經固化/乾燥之)銀膏上產生平坦區。藉由圖7D中所繪示之經修改而具有平坦區的銀膏網格線，匯流排膠帶的接合區被大大地增加，且因此產生了對銀膏網格線的更強 健電氣連接。此實施例所具有的一優點是匯流排膠帶不用從氮化矽表面的主平面盡可能地升高，因此在網格線二側上「撐起(tenting)」的量被減少。亦，在另一實施例中，可能有利的是將銀膏網格線的平坦區相對於圖7C及7D所繪示者加寬，因為這將確保接合機械的接合頭會具有足夠的間隙以適當地接觸匯流排膠帶。
在另一實施例中，修改繪示在圖7E與7F中。在此方法中，所謂的「高原(high plateau)」墊區域被印刷在銀膏網格線上，其在匯流排膠帶與格線之間提供增加之接合區。此實施例的一個優點是不需要機械沖壓製程。在此實施例中，匯流排膠帶需要被升高至網格線的全高，且因此在經修改網格線墊區域的二側上仍可發生更多「撐起(tenting)」。
此揭露的部分有進一步網格線的修改，以提供匯流排膠帶一增進接合區域。例如，「高原(high plateau)」法可進一步藉由一溫和機械沖壓製程修改，以施給「原(plateau)」區域一傾斜形狀，其中該斜坡之頂部與未經修改網格線的頂部對準。在經修改網格線上的接合區接著會從中心高原於網格線的二側上向下傾斜。此傾斜會減少(或甚至幾乎除去)任何非所欲「撐起(tenting)」效果。網格線可藉由產生一墊而經修改。
另一實施例涉及具有經修改銀膏網格線及匯流排膠帶之太陽能電池。此實施例的一個優點是，即使當前側匯流排被經修改網格線替代(其導致銀膏顯著減少)時，經焊接互連帶與太陽能電池之間的剝離強度仍符合一般在太陽能板業界中所接受的要求。
其他實施例包括包含本揭露之網格線的一PV電池；以及一太陽能模組，其包含複數個包含本揭露之網格線的PV電池。又其他實施例係關於如上所述在一匯流排膠帶與一網格線之間製作一連接之方法。
上述對於網格線的修改也可用以修改窄匯流排，以增進窄銀匯流排與匯流排膠帶之間的電氣連接。
圖5A中的板材解釋使用經修改匯流排替代具有經接合匯流排膠帶條之習知前面銀膏匯流排的想法。圖5A中的左邊板材顯示具有前面銀匯流排及銀網格線的結晶矽光伏電池。圖5A中的中央板材顯示僅具有銀網格線而不具有前面銀匯流排的結晶矽光伏電池。圖5A中的右邊板材顯示具有銀網格線及匯流排膠帶的結晶矽光伏電池。
圖5B中的板材顯示具有經修改前側銀匯流排及常規前側銀網格線的PV電池。
圖5C顯示接合至PV電池的藍光氮化矽表面及接合至銀網格線二者之匯流排膠帶。在該近拍照片中，可看到匯流排膠帶纏繞著銀膏網格線。
實例
這些實例僅用於闡釋之目的，並非意圖過度限制隨附申請專利範圍的範疇。雖然本揭露之廣泛範疇內提出之數值範圍及參數係近似值，但盡可能準確地報告在特定實例中提出之數值。然而，任 何數值本質上都含有在其各自測試測量中所見的標準偏差必然導致之某些誤差。起碼，至少應鑑於所記述之有效位數的個數，並且藉由套用普通捨入技術，詮釋各數值參數，但意圖不在於限制申請專利範圍範疇均等論之應用。
材料概述
除非另有說明，本說明書中之實例及其餘部分中的份數、百分率、比率等皆依重量計。所使用的溶劑及其他試劑可得自Sigma-Aldrich Chemical Company(Milwaukee,WI)，除非另行說明。此外，表1提供以下實例中所用之所有材料之縮寫及來源：
老化試驗
如下所述製備之兩電池試驗模組係放置在設定成在約-40℃與90℃溫度之間連續循環歷經一段五個小時區間的環境艙(型號「ESZ-4CA」，得自ESPEC,Hudsonville,MI)中。將模組留在環境艙中至多2000小時或400個熱循環。
光伏模組試驗
在2-電池模組上的光伏模組試驗係在Spi-Sun Simulator 3500 SLP光伏模組試驗器(Spire Corp.,Bedford,MA)上完成。此光伏模組試驗器的軟體從電流-電壓曲線計算參數的各種值，諸如填充因子(FF)、開路電壓(Voc)、短路電流(Isc)、最大電力(Pmax)、分流電阻(Rs)、及效率。在以光伏模組試驗器作出各測量之前，先運行校準模組。在以光伏模組試驗器之起始模組試驗之後，將2-電池模組放置在環境艙中並周期性地移出以用於模組試驗。
實例1
基於溶劑的環氧熱固性黏著劑係使用表2中所列材料製備，其中各成分的量係基於黏著劑總重以重量百分比(wt.%)表示。在混煉之前，將Epon SU-2.5環氧樹脂加熱至60℃。進料1成分係以表2中所列順序添加，且組合之進料1材料係以考爾斯型(Cowles-type) 混合器劇烈混合一小時。接著在混合下緩慢添加MEK之第二進料，且溫和混合所得混合物五分鐘。黏著劑混合物隨後通過100微米過濾器過濾。
黏著劑混合物進一步通過30微米過濾器而過濾且接著被塗佈至21.25英吋寬且12微米厚銅箔(「TOB-III」購自OakMitsui,Camden,SC)的經塗底漆側(無光澤側)上。塗佈製程的線速度係60ft/min。黏著層係在一系列分別設定在130℉、150℉、及170℉之乾燥烘箱中乾燥。黏著層後續通過兩個設定在170℉之標準25英呎長之乾燥烘箱。乾燥之黏著層具有約9至10微米的厚度。將一離型襯墊(25微米厚，以商標名稱「T-50」得自Eastman Chemical Co.,Martinsville,VA)層壓在黏著層上方。匯流排膠帶的坯料卷係使用小型手動操作的旋轉沖模切刀(Wilson Manufacturing,St.Louis,MO)階段性切成小至104mm的寬度，然後切成小至1.5mm的寬度。
比較例1
使用與為實例1描述者相同之程序，不同之處在於黏著層厚度係約5微米，且匯流排膠帶係使用旋轉剪力切割切成1.5mm的寬度。
實例2
使用表3中所列材料製備基於溶劑的環氧熱固性黏著劑，其中各成分的量係基於黏著劑總重以重量百分比表示。在混煉之前，將Epon SU-2.5環氧樹脂加熱至60℃。將進料1材料組合，並手動混合直到得到均質混合物。接著添加進料2材料(環氧樹脂固化劑)，並手動混合直到材料均質。接下來，添加進料3成分。分成九次漸進地添加進料3中的發煙二氧化矽，並在各次添加之後大規模手動混合，且亦以三個次漸進地添加溶劑並大規模手動混合。在進料4溶劑添加之後，得到稠的乳脂狀材料。接著以高速考爾斯型混合器將混合物進行混合。在大規模混合之後，添加進料5溶劑，其將固體百分比減少至約40%。混合物接著通過100微米過濾器而過濾。黏著劑混合物進一步通過第二100微米過濾器過濾，且接著被塗佈至21.25英吋寬且12微米厚銅箔(「TOB-III」購自OakMitsui,Camden,SC)的經塗底漆側(無光澤側)上。塗佈製程的線速度係60ft/min。黏著層係在一系列分別設定在130℉、150℉、及170℉之乾燥烘箱中乾燥。黏著層後續傳送通過兩個設定在170℉之標準25英呎長之乾燥烘箱。乾燥之黏著層具有約6至7微米的厚度。將離型襯墊(25微米厚，以商標名稱「T-50」得自Eastman Chemical Co.,Martinsville, VA)層壓在黏著層上方。匯流排膠帶的坯料卷階段性切成小至104mm的寬度，然後被旋轉剪力切割成小至1.5mm的寬度。
實例3
使用與實例1中所述者相同之銅箔。使用表4中所列成分製備基於溶劑的黏著劑，其中各成分的量係基於黏著劑總重以重量百分比表示。
丙烯酸系樹脂係藉由在500-mL三頸燒瓶中以80/15/5/149.8/0.2之重量比組合丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環氧丙酯、97：3之乙酸乙酯與異丙醇混合物、及VAZO-67，且在60℃的溫度，以氣動攪拌器(型號ZD-J-1，Shanghai Zoda Coating Equipment Co.,Ltd.)在氮氣氛下攪拌24小時(hrs)而製備。接著使混合物冷卻以產出淺黃色且清透黏稠之液體(具有40%的固體含量)。在沒有進一步處理下直接使用該黏稠液體。
Araldite MT35600(Huntsman,The Woodlands,TX)係以固體樹脂形式獲得，且在使用之前被溶解在足夠的甲乙酮溶劑中以獲得30%固體的溶液。
丙烯酸系樹脂/苯并樹脂的固體重量比係60/40。使用小考爾斯型混合器將表4中所列材料混合約10分鐘，且使所得混合物靜置20分鐘以除去氣泡。
使用實驗室手塗設備將黏著劑塗佈至銅箔之無光澤表面上。將經塗佈銅箔放置在設定在60℃的烘箱中10分鐘，以形成具有約9至10微米厚的乾黏著層的金屬膠帶。將具有約1密耳(25微米)的厚度的離型襯墊(以商標名稱「T-50」得自Eastman Chemical Co.,Martinsville,VA)在約60℃層壓至黏著層。接著使用小型手動操作的旋轉沖模切刀(Wilson Manufacturing,St.Louis,MO)將膠帶切成1.5mm寬條。
比較例3
使用與實例3中所述者相同之程序，不同之處在於改成使用表5所列之材料量，得到具有70/30比的丙烯酸系樹脂/苯并 樹脂的黏著劑。再者，金屬膠帶的乾燥之黏著劑厚度係約8至10微米，且1.5mm匯流排膠帶係使用X-Acto刀手動切割。
模組1
提供在電池前面上具有三個70微米寬的銀膏匯流排(見圖10A)且在電池背側上不具有銀條帶(即，完全鋁膏背側)之結晶矽太陽能電池(約4.5瓦)(xSi Solar,Chattanooga,TN)。三條背側匯流排膠帶(3mm寬，135mm長)係如美國專利公開案US 2016/0056307的實例4所述而製備。該些背側匯流排膠帶係先以如美國專利公開案US 2016/0056307的段落[0086]中所述，但具有下列改變的方式接合至完全鋁背側：匯流排膠帶條係以Komax Solar(現在的Xcell Automation,York,PA)所建立的熱棒接合器接合至太陽能電池，且將一矽氧橡膠插件片(購自Fujipoly America Corp.,Carteret,NJ之Sarcon 20T-130W)放置在匯流排膠帶與金屬熱棒元件之間。接合時間係約13秒。接合熱電極的溫度係300℃，且在接合期間於太陽能電池下方之經加熱表面的溫度係100℃。在13秒的接合製程期間中，接合線溫度達到195至200℃。
接下來，將如實例1中所述製備之1.5mm寬的三條153mm前匯流排膠帶直接放置在電池前側上的三個70微米寬匯流排之各者上方。接著使用與上述之背側匯流排膠帶相同之熱棒接合設備及相同之程序接合匯流排膠帶。
使用利用前側匯流排膠帶接合之兩個太陽能電池建構出一兩電池太陽能試驗模組。兩個太陽能電池係藉由手動焊接條帶(Ulbrich Solar Technologies,part# WCD102-7746-0381，62%錫/36%鉛/2%銀，0.15mm×1.5mm)串聯電連接至在太陽能電池的前側及背側上的經接合匯流排膠帶。將條帶焊接至在兩電池串的各側上的一交叉母線。將一電引線焊接至各交叉母線。使用一層壓器(購自NPC,Tokyo,Japan，型號「LM-50x50-S」)將兩電池串及下列材料層壓成一2-電池模組：7.25in(18.4cm)乘14in(35.5cm)之1/8in(0.3cm)厚太陽能Solite太陽能玻璃(AFG Industries,Kingsport,TN所製)片材、「3M Solar Encapsulant Film EVA9100」、及3M Scotchshield膜SF950背板(二者都可得自3M Company,St.Paul,MN)。層壓條件係如下：在150℃抽真空4分鐘(其中銷向上)，之後在150℃的一12分鐘壓擠。
比較性模組1
提供不具有前銀匯流排(僅網格線，見圖10B)且在電池背側上不具有銀條帶(即，完全鋁膏背側)之結晶矽太陽能電池(約4.45瓦)(xSi Solar,Chattanooga,TN)。三條背側匯流排膠帶(3 mm寬，135mm長)係先如先前模組1所述接合至完全鋁背側。接下來，使用與模組1之描述相同之接合程序將比較性實例1中製備之153mm長且1.5mm寬的匯流排膠帶接合至太陽能電池的前側。接著使用與模組1之描述相同之程序及材料建構比較性模組1，不同之處在於改用2.0mm×0.1mm串接帶(Indium，產品編號RITB-123513-4540，62% Sn，36% Pb，2% Ag)。
模組2
提供具有在電池前面上三個70微米寬的銀膏匯流排(見圖10A)及在電池背側上之區段銀條帶之結晶矽太陽能電池(約4.5瓦)(xSi Solar,Chattanooga,TN)。使用與模組1之描述相同之程序將實例2中製備之匯流排膠帶(1.5mm寬)接合至太陽能電池的前側。使用利用前側匯流排膠帶接合之兩個太陽能電池建構出一兩電池太陽能試驗模組。兩個太陽能電池係藉由手動焊接條帶(Ulbrich Solar Technologies,part# WCD102-7746-0381，62%錫/36%鉛/2%銀，0.15mm×1.5mm)串聯電連接至在太陽能電池的背側上的區段銀匯流排且至在太陽能電池的前側上的經接合匯流排膠帶。接著使用與模組1給出者相同之程序製備一兩電池試驗模組。
模組3
使用與模組2描述者相同之材料及程序，但具有下列改變；實例3中描述之153mm長且1.5mm寬之匯流排膠帶係以將電池放置在加熱至約50至60℃的表面上的方式而施加。
比較性模組3
將與比較性模組1描述者相同之太陽能電池及相同之程序用於比較性模組3，不同之處在於比較性實例3中製備之153mm長且1.5mm寬之匯流排膠帶係接合至電池前側，匯流排膠帶係以將電池放置在加熱至約50至60℃的表面上的方式而施加。
使模組1、模組2、模組3、比較性模組1、及比較性模組3的重複模組經歷熱循環試驗。兩電池試驗模組起始係以如光伏模組試驗中所述之光伏試驗器試驗，且兩電池試驗模組接著如老化試驗中所述被放置在環境艙中歷經400個熱循環。將試驗模組周期性地從環境艙移出，並以光伏試驗器試驗。來自熱循環試驗之2-電池模組填充因子數據係提供在表6及圖11中。
3234個熱循環之後的平均填充因子值
模組1、2、及3係使用具有接合至一窄(70微米寬)前銀匯流排之前側匯流排膠帶的太陽能電池來建構，且這三個試驗模組在熱循環試驗中給出非常良好的性能。比較性模組1及比較性模組3係使用具有僅接合至前網格線(即，沒有窄前銀匯流排)之前側匯流排膠帶的太陽能電池來建構，且這些試驗模組都給出不可接受之熱循環試驗性能。圖11清楚顯示將前側匯流排膠帶接合至一窄前匯流排的正面效果。
注意到，模組2及3係以在太陽能電池背側上具有銀條帶的太陽能電池來建構，而所有其他試驗模組係以具有接合至電池背側之背側匯流排膠帶的電池來建構。然而，我們已顯示具有背側匯流排膠帶的太陽能電池是非常穩定的，且在熱循環試驗中給出優異性能。因此，在模組1、2、及3與比較性模組1及3之間的熱循環試驗性能的顯著差異係由於在模組1、2、及3中之一窄前匯流排的存在所致。
也注意到，模組3(具有優異熱循環試驗性能)利用具有60/40比的兩個樹脂組分的前側匯流排膠帶黏著劑，而比較性模組3(具有不良熱循環試驗性能)利用具有70/30比的兩個樹脂組分的前側匯流排膠帶黏著劑。已在從不具有窄前匯流排之電池所製成之兩電池試驗模組上完成實驗，該兩電池係以塗佈有60/40比的樹脂之前側匯流排膠帶接合，且該些試驗模組在熱循環試驗中表現非常不良。再 次，在模組3與比較性模組3之間的熱循環試驗性能之顯著差異的原因係由於下述事實所致：模組3係使用具有一窄前匯流排之電池所製，而比較性模組3係從不具有前匯流排(僅具有網格線)之電池所製。
黏著劑擠出
當使用模組1描述之接合製程將匯流排膠帶接合在一太陽能電池上的一70微米寬的前匯流排上方時，黏著劑可能會在匯流排膠帶的各側被推出並漫淹至相鄰於匯流排膠帶的電池區上。此現象被稱作「黏著劑擠出(adhesive squeeze out)」且係一非所欲性質。這些實例證實黏著劑擠出可藉由使用黏著劑化學及配方的適當選擇而基本上除去。圖12A、12B、12C、及12D分別顯示使用在實例1、比較性實例1、實例2、及實例3中製備之匯流排膠帶接合在一太陽能電池(得自xSi Solar,Chattanooga,TN)前側上的一70微米寬的前匯流排上方的前側匯流排膠帶之黏著劑擠出。使用與模組1描述者相同之前匯流排膠帶接合程序。這四個經接合電池分別被稱作試驗電池1、比較性試驗電池1、試驗電池2、及試驗電池3。吾人可看見在實例2(試驗電池2，圖12C)及實例3(試驗電池3，圖12D)中描述之匯流排膠帶黏著劑給出相較於實例1(試驗電池1，圖12A)及比較性實例1(比較性試驗電池1，圖12B)中描述之匯流排膠帶黏著劑之顯著較少黏著劑擠出。黏著劑擠出結果歸納在表7中。
180°剝離黏附力
將串接帶(與用於製備模組1者相同之帶)焊接至試驗電池1、比較性試驗電池1、試驗電池2、及試驗電池3。將串接帶焊接至在所有試驗電池上之經接合前匯流排膠帶，且約2英寸的未焊接帶延伸超越試驗電池以利於進行180°剝離試驗。使用與如前所述者相同之具有一70微米前匯流排之太陽能電池及相同之串接帶，串接帶係直接焊接至70微米前匯流排(即，沒有匯流排膠帶被接合至窄前匯流排)且此經焊接試驗電池被稱作「直焊試驗電池(Direct Solder Test Cell)」。將具有經焊接串接帶的試驗電池安裝在Imass SP-2100剝離試驗器(Instrumentors,Inc.,Strongsville,OH)上，且在以12英吋/分鐘的速度從電池剝離經焊接串接帶時測量180°剝離力。以5秒試驗間隔紀錄平均剝離力，且將來自數個試驗的平均剝離力記錄在表7中。注意到，180°剝離的業界最小標準係在使用1.5mm寬條帶時，具有約300公克的力(即，2N/mm)，而表7中僅試驗電池2符合此業界要求。
討論
如從以上結果可見，接合至具有一窄前側匯流排的一太陽能電池的前側匯流排膠帶在熱循環試驗中具有可接受之性能。將前側匯流排膠帶接合至具有一窄前匯流排的一太陽能電池之正面效果清楚地展示在圖11中，其顯示比較性模組1及比較性模組3的填充因子在200個熱循環之後顯著降低，而模組1、2、及3甚至在400個熱循環之後維持恆定的填充因子。再者，當考量180°剝離及黏著劑擠出二者時，在實例2中製備之前側匯流排膠帶(及對應之試驗電池2及模組2)顯示優異性能。然而如從表7可見，僅管黏著劑擠出較試驗電池1之所欲量來得少，但其他試驗電池也具有可接受之剝離力(試驗電池1及3)且被視為此揭露的合適實施例。
雙窄匯流排預示性實例 網版印刷藍光電池
不具有前銀匯流排或網格線且在電池背側不具有銀條帶或鋁之結晶矽太陽能電池(即，藍光電池)(約4.45瓦)可得自Motech Solar，Motech Industries,Inc.(台灣)的子公司。各太陽能電池的前側係以Heraeus 9620A銀膏(Hanau,Germany)網版印刷成圖13A及13B中顯示之圖案。在此圖案中，匯流排及網格線係約70微 米寬，在網格線之間的間隙係約2mm，及由匯流排的中心到中心測量，在相鄰匯流排之間的間隙係約1.5mm。在印刷之後，將太陽能電池放置在100℃的烘箱中以乾燥膏。接著將背側以473W鋁膏(Sun Chemical,Parsippany,NJ)網版印刷在所有或大部份背側表面上方，且將太陽能電池送回烘箱中以乾燥膏。可選地，各太陽能電池的背側的部分可以銀膏印刷並在鋁膏應用之前於烘箱中乾燥。接著將太陽能電池放置在大約800℃的熔爐中以燒製金屬膏。
前側匯流排膠帶
使用表8中所列材料製備基於溶劑的環氧熱固性黏著劑，其中各成分的量係基於黏著劑總重以重量百分比表示。在混煉之前，先將Epon SU-2.5環氧樹脂加熱至60℃。將進料1材料組合，並手動混合直到得到均質混合物。接著添加進料2材料(環氧樹脂固化劑)，並手動混合直到材料均質。接下來，添加進料3成分。分成九次漸進地添加進料3中的發煙二氧化矽，並在各次添加之後大規模手動混合，且亦以三個次漸進地添加溶劑並大規模手動混合。在進料4溶劑添加之後，得到稠的乳脂狀材料。接著以高速考爾斯型混合器將混合物進行混合。在大規模混合之後，添加進料5溶劑，其將固體百分比減少至約40%。混合物接著通過100微米過濾器而過濾。黏著劑混合物進一步通過第二100微米過濾器過濾，且接著被塗佈至21.25英吋寬且12微米厚銅箔(「TOB-III」購自OakMitsui,Camden,SC)的經塗底漆側(無光澤側)上。塗佈製程的線速度係60ft/min。 黏著層係在一系列分別設定在130℉、150℉、及170℉之乾燥烘箱中乾燥。黏著層後續傳送通過兩個設定在170℉之標準25英呎長之乾燥烘箱。乾燥之黏著層具有約6至7微米的厚度。將離型襯墊(25微米厚，可得自Eastman Chemical Co.,Martinsville,VA以商標名稱「T-50」販售)層壓在黏著層上方。匯流排膠帶的坯料卷階段性切成小至104mm的寬度，然後被剪力切割成小至1.5mm的寬度。
將前側匯流排膠帶接合至太陽能電池
前側匯流排膠帶係施加至太陽能電池的前側在各對相鄰匯流排之間的間隙中，且與匯流排之二者電氣接觸，如圖13C中所顯示。前側匯流排膠帶可能窄於在匯流排之間的中心到中心距離，但必須夠寬以對兩個匯流排提供電氣接觸。匯流排膠帶條係以Komax Solar(現在的Xcell Automation,York,PA)所建立的熱棒接合器接合至太陽能電池，且將一橡膠插件片(購自Fujipoly America Corp.,Carteret,NJ之Sarcon 20T-130W)放置在匯流排膠帶與金屬熱棒元件之間。接合時間係約13秒。接合熱電極的溫度係300℃，且在接合期 間於太陽能電池下方之經加熱表面的溫度係100℃。在13秒的接合製程期間中，接合線溫度達到195至200℃。
背側匯流排膠帶
為了生產一經壓紋金屬背側膠帶，提供具有12微米的厚度的銅箔(可以商標名稱「TOB-III」得自OakMitsui,Camden,SC)。銅箔具有一第一表面及一第二表面，該第一表面係無光澤。基於溶劑的環氧熱固性黏著劑係使用表9中所列成分製備，其中各成分的量係基於黏著劑總重以重量百分比表示。除了MEK之第二進料之外，該等成分係以表9中所列順序添加，MEK之第二進料係如下述般添加。以考爾斯型混合器將混合物進行劇烈混合1小時。接著在混合下緩慢添加MEK之第二進料，且溫和混合所得混合物5分鐘。混合物接著通過100微米過濾器而過濾。
黏著劑進一步通過30微米過濾器過濾，且接著被塗佈至17in寬且12微米厚銅箔(Oak Mitsui TOB-III)的經塗底漆側上。塗佈製程的線速度係60ft/min。黏著層係在一系列分別設定在130℉(54℃)、150℉(65℃)、及170℉(77℃)之乾燥烘箱中乾燥。黏著層後續傳送通過兩個設定在170℉之標準25ft(7.6m)長之乾燥烘箱。乾燥之黏著層具有20微米的厚度。將具有約一密耳(25微米)的厚度的離型襯墊(可以商標名稱「T-50」得自Eastman Chemical Co.,Martinsville,Va.)層壓至黏著層，且17in(43cm)寬之金屬膠帶被切成兩個8in(20cm)寬之卷。
8in寬之金屬膠帶係藉由使其穿通過一卷對卷壓紋設備而經壓紋。壓紋卷之一者具有一金屬點圖案，該圖案包含突起部，該等突起部係以每平方公分41個突起部之密度配置成梯形組態，且各突起部具有約0.39mm的高度、約0.74mm的底部直徑、約0.43mm的頂部直徑。其他卷係順應的。使用700lbf的壓紋力、20ft/min(6m/min)的線速度將8"寬的金屬膠帶卷而經壓紋。此外，施加1lbf(0.45kgf)的退繞拉力及20lbf(54kgf)的纏繞拉力。經壓紋金屬背側膠帶接著被切成3mm寬的卷。
將背側匯流排膠帶接合至太陽能電池
將離型襯墊從這三條經壓紋金屬背側膠帶移除，然後將該膠帶施加至所製備至結晶矽太陽能電池的鋁背側。結晶矽太陽能電 池在鋁背側上不含有銀膏匯流排，且也稱作完全鋁背板電池。三條金屬膠帶係132mm長，且係經放置以使其等之相對位置對應於設置在太陽能電池前側上的雙窄匯流排的位置。接著使用以上在將前側匯流排膠帶接合至太陽能電池中描述的熱棒接合器及程序將金屬膠帶條接合至太陽能電池。
試驗模組的層壓
使用利用前側匯流排膠帶及背側匯流排膠帶接合之兩個太陽能電池建構出一兩電池太陽能試驗模組。將兩個太陽能電池藉由手動焊接條帶(Ulbrich Solar Technologies,part# WCD102-7746-0381，62%錫/36%鉛/2%銀，0.15mm×1.5mm)串聯電連接至在太陽能電池的背側上的經壓紋金屬匯流排膠帶且至在太陽能電池的前側上的經接合匯流排膠帶。將條帶焊接至在兩電池串的各側上的一交叉母線。將一電引線焊接至各交叉母線。使用一層壓器(購自NPC,Tokyo,Japan，型號「LM-50×50-S」)將兩電池串及下列材料層壓成一2-電池模組：7.25in(18.4cm)乘14in(35.5cm)之1/8in(0.3cm)厚太陽能Solite太陽能玻璃(AFG Industries,Kingsport,TN所製)片材、「3M Solar Encapsulant Film EVA9100」、及3M Scotchshield膜SF950背板(二者都可得自3M Company,St.Paul,MN)。層壓條件係如下：在150℃的4分鐘抽真空(其中銷向上)，之後在150℃的一12分鐘壓擠。

Claims (15)

  1. 一種光伏電池，其包含：一光活性表面，與該光活性表面接觸的兩個連續匯流排，與該兩個連續匯流排之各者電氣接觸的一匯流排膠帶，焊接至該匯流排膠帶且焊接至該兩個連續匯流排之各者的一串接帶，與該光活性表面接觸的複數個網格線，其中該兩個連續匯流排之至少一者具有自50微米至90微米的寬度，其中該兩個連續匯流排係以自0.3mm至3mm的距離彼此分開，其中該複數個網格線之至少一者係與該連續匯流排之一或二者電氣接觸，其中該匯流排膠帶的至少一部分係經由非導電熱固性黏著劑黏附至該光活性表面及至該兩個匯流排之各者，且其中該匯流排膠帶係可焊的且包含一導電金屬箔。
  2. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中該兩個匯流排係彼此不接觸。
  3. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中該光伏電池進一步包含與該光活性表面接觸之複數個網格線，其中該複數個網格線之至少一者係在實質上垂直於該等匯流排之至少一者的方向上鋪設，其中該複數個網格線之至少一者係與該連續匯流排之一或二者電氣接觸。
  4. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中該等匯流排之一或二者具有自60至80微米的寬度。
  5. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中在該兩個連續匯流排之間 的間隙不具有網格線。
  6. 如前述實施例中任一者之光伏電池，其中在該兩個連續匯流排之間的該間隙含有電氣連接該兩個連續匯流排的網格線。
  7. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中該金屬箔包含銅。
  8. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中該匯流排膠帶經壓紋。
  9. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中該匯流排膠帶的至少一部分係黏附至在該兩個匯流排之間之區中的該光活性表面。
  10. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中該匯流排膠帶係能夠與該等網格線的一或多者適形。
  11. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺甲酸酯、聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、氰酸酯、酚系樹脂、馬來醯亞胺樹脂、苯氧基樹脂、苯并 樹脂、及其混合物中之至少一者。
  12. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含發煙二氧化矽粒子。
  13. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中該非導電黏著劑包含環氧樹脂、苯氧基樹脂、及發煙二氧化矽粒子。
  14. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少400個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少2000小時，其中填充因子的降低小於5%。
  15. 如前述請求項中任一項之光伏電池，其中在一模組中的該光伏電池係能夠耐受至少400個熱循環(-40℃至90℃)週期及濕熱(85℃/85%相對濕度試驗)至少2000小時，其中Pmax的降低小於5%。
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