TWI495130B - 太陽能電池及複數太陽能電池的總成 - Google Patents

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Description

太陽能電池及複數太陽能電池的總成
本發明有關於本發明提供一種太陽能電池，具有一前側面及後側面，在使用時，該前側面係被轉動朝向光線，而使電荷載子聚積於該前側面上，並使反型的電荷載子聚積於該後側面上，其中該前側面具有由多個導電元件構成之一第一圖案，構成該第一圖案之該些導電元件係經由該太陽能電池中多個導孔連接至位於該後側面上之多個第一接觸點，而該後側面具有由多個導電元件構成之一第二圖案，構成該第二圖案之該些導電元件係連接至位於該後側面上之多個第二接觸點。該第一及第二接觸點係位於多個線條上，其中該些線條係實質上沿該後側面表面之一第一方向延伸。該些第一接觸點係位於該些線條之一第一側，而該些第二接觸點係位於該些線條之一第二側。
此種形式之太陽能電池在習知技術中是為人所熟知的。太陽能電池通常具有平板的外形，並具有一前側面及後側面。在使用時，前側面會轉向入射光線(日光)。因此，前側面會以收集日光為目的進行設計，以盡量減少反射。
太陽能電池會包括一半導體材料之平板，舉例來說，多晶矽材料，其中會形成有P型及N型的半導體層。多晶矽的平板會設置於前側面與後側面之間。此種矽太陽能電池具有自我支撐的特性，且通常具有100~350μm之厚度。
太陽能電池的核心是由一位於P型及N型半導體層間的轉換層所形成。由於光子的投射，造成電子被提升到更高的導電帶中而使得電荷載子在P型及N型半導體層中形成。結果就造成在轉換層附近形成了自由電子與電洞。自由電子與電洞會被相互分離而非重新結合。電子將會被引至N型半導體層中，而電洞則會被引至P型半導體層中。在這種情況下，由於光線的投射，會使相反型式的電荷分別聚積在太陽能電池的前側面及後側面上。
為了能在前側面及後側面聚積電荷，具有一圖案之導體會被設置在前側面及後側面上，以經由矽材料與入射光(日光)之相互反應來導流電荷。該圖案可以是由適當的導電材料所構成，例如某種適合的金屬。
該圖案可以以任何可能的方式來進行設計。
在前側面上的圖案設計，必需在使橫跨前側面表面之圖案盡可能密集與盡可能使該圖案造成的遮蔽效應越少之間取得一個最佳平衡。舉例來說，此圖案可以包括一個或一個以上的導體，這些導體會將圖案中其他的導體相互連接並自其他導體收集到所產生之電荷。在由M. N. van den Donker所著之「The Starfire project: towards in-line mass production of thin high-efficiency back-contacted multicrystalline silicon solar cells」,23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference,1-5 September 2008,Valencia,Spain中也提出了一種可能的圖案設計。
在後側面的圖也可以使用任何可能的方式來形成。舉例來說，後側面的圖案可以包括實際上覆蓋了整個後側面之材料層，因為在後側面上的圖案所造成的遮蔽效應是不需要納入考慮的。
在習知技術中，太陽能板是由多個矽太陽能電池所構成的。在太陽能板中，太陽能電池是相互串聯而形成一電池串。藉由一突耳，一個太陽能電池前側面上的圖案會連接到與其相鄰太陽能電池後側面上的圖案。在這種情況下，就可以將太陽能板中的太陽能電池進行串聯。
突耳可以具有導線的形式，舉例來說，可以由鋁或銅所構成。突耳可以是平坦的導線。舉例來說，突耳的寬度可以是1.5~2.5mm，而其厚度可以是80~170μm或100~150μm。為了盡可能減少遮蔽效應，位在太陽能電池前側面10的突耳尺寸特別必需受到限制。
在前側面及後側面上的圖案可以包括某些可與突耳接觸之接觸點。
為了能更簡易地將太陽能電池進行串聯，在前側面的導電元件圖案可以經由太陽能電池中多個導孔來連接到太陽能電池的後側面。前側面的接觸點就可以設置在後側面上。因此，在後側面上會形成多個第一接觸點，且電性連接至前側面。在後側面上則會形成多個第二接觸點，電性連接至後側面。
這種具有導孔的太陽能電池也被稱為金屬貫穿式背電極(Metal Wrap-Through)太陽能電池。在這種太陽能電池中，兩種接觸點都位於後側面上。
由於其前側面及後側面的連接點都位在後側面上，要使用突耳來連接這種太陽能電池是相對困難的，這是由於第一及第二接觸點都混在一起，這會使得突耳的圖案必需很複雜。在這種情況下，必需注意到的是，在第一接觸點所使用的突耳與第二接觸點所使用的突耳之間必需避免產生任何的直接電性連接。
因此，在習知技術中，解決這個問題的方式是將突耳以薄膜來取代，此薄膜是設置在太陽能電池的後側面，並具有金屬連接之圖案。這些導線可以經由化學製程以所需要的圖案來應用在薄膜上。在這種情況下，相當複雜的導線圖案可以準確地被應用。
在薄膜中的導線係用來使太陽能電池串聯。
本發明之一目的就是在於提供另一種太陽能電池，可以簡化突耳的使用。
依據本發明之一目的，提供了一種太陽能電池，具有一前側面及後側面，在使用時，該前側面係被轉動朝向光線，而使電荷載子聚積於該前側面上，並使反型的電荷載子聚積於該後側面上，其中該前側面具有由多個導電元件構成之一第一圖案，構成該第一圖案之該些導電元件係經由該太陽能電池中多個導孔連接至位於該後側面上之多個第一接觸點，而該後側面具有由多個導電元件構成之一第二圖案，構成該第二圖案之該些導電元件係連接至位於該後側面上之多個第二接觸點。該第一及第二接觸點係位於多個線條上，其中該些線條係實質上沿該後側面表面之一第一方向延伸。該些第一接觸點係位於該些線條之一第一側，而該些第二接觸點係位於該些線條之一第二側。
依據本發明之另一目的，提供了一種上述太陽能電池之總成，其中至少兩個太陽能電池係沿該第一方向互相鄰近之方式設置，而使該些線條實質上是相互毗連，該些太陽能電池係以兩兩交互之方式設置，以使一第一太陽能電池之該些第一接觸點與一相鄰太陽能電池之該些第二接觸點對齊。
前文中所提及之線條並非意指可以被接觸或可沿其產生電性連接的實體線條或結構。線條30在本文中是用來表示概念上的線條，該些第一及第二接觸點15、21可以沿此線條或與其相鄰的方式進行設置。因此，也可以使用線條、虛擬線條、接觸點線條或虛擬接觸點線條來稱之。
本發明的太陽能電池使得其總成之製作可以使用更簡單及低廉的方式進行。
在申請專利範圍的附屬項中說明了更多具體的實施例。
為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：以下將介紹根據本發明所述之較佳實施例。必須說明的是，本發明提供了許多可應用之發明概念，所揭露之特定實施例僅是說明達成以及使用本發明之特定方式，不可用以限制本發明之範圍。
第1a圖顯示了本發明一實施例之太陽能電池，包括一前側面10及一後側面20。前側面10適於用以收集光線(日光)。在前側面10及後側面20之間具有一半導體層，該半導體層包括一基底層12，舉例來說，基底層12可以是P型。在基底層12的上側可以經由一以擴散為主的製程，或其他任何適當的製程來形成一具有相反型式的發射層11，在本例中，發射層11為N型。而另一種取代的實施方式是，基底層12是N型，發射層11是P型。
當光線(日光)射入時，載有相反電性電荷的電荷載子會分別聚積於前側面10及後側面20。
為了使這些聚積的電荷自發射層11消散，前側面10具有由多個導電元件構成之第一圖案13。此圖案13可以是任何所需的圖案，如下文將詳細討論者。第1a圖顯示了一種可能的第一圖案13。
第一圖案13會經由多個貫穿太陽能電池1之導孔14而抵達後側面20。因此，在導孔14中可以提供一導電元件17，例如金屬(請參閱下文討論的第1c圖)。
導孔14可以以實質垂直前側面10表面之方向形成。
第1b顯示了後側面20。後側面20具有由導電元件22所構成的第二圖案，導電元件22是連接至後側面上之第二接觸點21。在圖示中的例子，導電元件22的第二圖案包括了覆蓋整個後側面20的導電層，這是由於對後側面20來說並不需要考慮圖案的遮蔽效應。然而，與前側面10相同的是，後側面20也仍然因非遮蔽效應以外的因素而必需具有導電元件的圖案，舉例來說，為了得到良好的後側面保護及反射。在這種情況下，舉例來說，也可以參考上述由M. N. van den Donker所著之「The Starfire project: towards in-line mass production of thin high-efficiency back-contacted multicrystalline silicon solar cells」一文。
第1b圖進一步顯示了導孔14最後結束於後側面20，而以第一接觸點15為終端。在第1c圖中有更詳細的圖示，其顯示了太陽能電池1部份之剖面圖(參閱第1b圖中之標號Ic)。
第1c圖顯示了導孔14具有將前側面10之第一圖案13連接至後側面20之第一接觸點15的導電元件17。此外，也可以提供絕緣層(圖未顯示)以將第一接觸點15及導電元件17與基底層12進行電性隔絕。這由圖中第一接觸點15及導電元件17被顯示處於一浮動位置可以看出。然而，熟知此技術之人應了解，有許多不同的絕緣形式可以使用，舉例來說，只存在機械性的接觸，但沒有電性上的連接。
此處必需注意的是，第1c圖僅顯示了導孔14的概要，且熟知此技術之人應了解，還有許多不同的方式可以形成導孔。舉例來說，導孔可以被完全填入導電元件17或只有一種導電元件(如金屬)被沿著導孔14的側壁設置。此外，也可以提供其他額外的材料層，例如在前側面10提供一反反射鍍膜，以減少入射光(日光)的反射。
從第1b圖中可以看出，第一及第二接觸點15、21是沿多個接觸線條30被設置，接觸線條30實質上是沿後側面20表面之一第一方向延伸。圖中的虛線箭頭標示出了第一方向。
第1b圖顯示在每一個情況下第一接觸點15都是位於接觸線條30之一第一側(第1b圖之右手邊)，而第二接觸點在每一個情況下都是位於接觸線條30之一第二側(第1b圖之左手邊)。
第一接觸點15及接觸線條30之間的距離實質上等於第二接觸點21與接觸線條30之間的距離。換句話說，在每一種情況下，第一接觸點15及第二接觸點21都是位在接觸線條30相反兩側等距之處。
必需注意的是，在這種情形下，第1b圖只是一個例子，仍有許多不同的變化是可能的。因此，第一接觸點可以被設置在接觸線條30的左側或右側。第一接觸點相對於接觸線條30之方向也可以隨每一條接觸線條而有選擇性的不同。
此外，每條接觸線條30之第一接觸點15數目也可以與每條接觸線條30之第二接觸點21數目不同。舉例來說，每條接觸線條30之第二接觸點21數目可能是每條接觸線條30之第一接觸點15數目之兩倍。
這種設計使得第一接觸點15可以與第二接觸點21經由突耳(在第1a~1c圖中未顯示)而以更簡單的方式相互連接。
藉由將第一接觸點15設置在偏離接觸線條30之位置以及將第二接觸點21設置在反向偏離接觸線條30之位置，就可以使用一突耳來將第一接觸點15相互連接，然後再使用另一突耳將第二接觸點21相互連接。這種設計也允許了在太陽能電池間進行簡單的串聯，此點將在下文做更詳細之說明。
第一及第二接觸點15、21與最近接觸線條30之距離可以較接觸線條30相互之間的距離矩至少5或10倍。這個條件適用於具有二個或二個以上接觸線條30之太陽能電池1。
第一及第二接觸點15、21與最近接觸線條30之距離可以在0~6mm之等級，或至少在1~5mm之等級。本例中之此距離可以相對於第一及第二接觸點15、21之中心來進行量測，且使用一實質上與第一方向垂直之方向進行量測。
接觸線條30是呈現出以一旋轉軸R為中心之180度旋轉的旋轉對稱，旋轉軸R實質上是與太陽能電池1之後側面20表面垂直的，並通過太陽能電池1之中心，如第1b圖所示。
很清楚地，太陽能電池是以旋轉軸R為中心旋轉+/-180度，而旋轉軸R與太陽能電池1之後側面成直角，接觸線條30則位在同樣的位置，但第一及第二接觸點15、21的位置改變，或至少位於接觸線條30之另一側。這會使其已備妥可在第一方向上連接不同的太陽能電池1。
這是由於當兩個太陽能電池1被置於第一方向上與另一太陽能電池相鄰或在其後方，且第一個太陽能電池相對於第二個太陽能電池被旋轉180度時，第一及第二個太陽能電池1的接觸線條30會相互對齊。
這個情況被顯示於第4圖中。第4圖顯示了太陽能電池1之總成，以下將進行詳細說明。
如第1a圖所示，在前側面10上的導電元件之第一圖案13可以分割成多個位於一矩陣結構中的單元胞18，每一個單元胞18具有由多個導電元件所構成的子圖案，每一個子圖案是經由太陽能電池1中之導孔14連接至後側面20上之第一接觸點15。
很清楚的，矩陣結構包括在第一方向上延伸的數列單元胞18，其數目是相對於接觸線條30之數目。單元胞18的數目接著也可以相對於導孔14的數目及第一接觸點15 的數目。
舉例來說，矩陣結構可以是3X5的矩陣結構，如第1a圖所示，但也可以是任何其他適當的矩陣結構，例如1X1、2X2、3X6、4X4、5X3、3X60等等。
以下將說明數個可達成本文所述之目的之實施例。非對稱子圖案
導孔14可以被設置在偏離單元胞18中心之處。這種偏離設置可以確保接觸點15位在偏離接觸線條30的位置上。導孔14及第一接觸點15在每一個例子中都可以被設置在接觸線條30同一側。在本實施例中，單元胞18均可以具有相同的尺寸，或至少在與第一方向垂直的方向上具有相同的尺寸，此方向是與接觸線條30之方向一致的。
因此，這意味著導孔14並不是位於單元胞18之中心，而是處在與中心不對稱的位置上。
同樣地，第二接觸點21可以設置於偏離單元胞18中心之位置，或更廣泛地說，是偏離接觸線條30的位置。必需注意的是，在此例中，第二接觸點21沿接觸線條30之位置設置不需要對應於前側面10上單元胞18之矩陣結構。
在選擇子圖案時，可能一方面必需考慮子圖案需要具有一定的涵蓋範圍，密度越高越好以能夠盡可能有效率地消散聚積的電荷載子，但另一方面，導電元件的表面面積又必需縮小以盡可能反射較少的入射光。
第1a圖顯示了在考慮這些相互衝突的因素下所得到的子圖案。第1a圖所示之子圖案13包括自一與導孔14重疊之中心點分支出來而橫越一單元胞18表面之子圖案。然而，很清楚的，其他的圖案或子圖案也可以使用。除了圖示中的子圖案外，也可以經由包括兩個實質上相互垂直的元件所構成之十字形子圖案來形成子圖案，如以下將說明者。
在第1a圖中，子圖案之中心點是與偏離的導孔14重疊。然而，此中心點也可以設置在非偏離的位置上，意即，在單元胞18的中心上，並且也可以只將導孔14設置在偏離位置。在這個情況下，在中心點及偏離導孔14之間會有電性連接，第2c圖顯示了一個此種設計的例子。
在不同單元胞18中不同的子圖案可以是電性上隔離的子圖案，這可以節省組成圖案之導電元件數目，並可在前側面10上產生較少反射表面的效果。另一種做法是，在不同單元胞18中的子圖案可以相互電性連接。這種做法的好處是，當其中一個導電元件有缺陷時，電荷載子可以經由其他的路徑移動至導孔14。很明顯地，在後者的例子中，在太陽能電池邊緣及轉角處的單元胞子圖案會與位在太陽能電池中心的單元胞圖案有所不同，所謂位在太陽能電池中心的單元胞指的是其所有側邊都被其他的單元胞所包圍的單元胞。在一個3X5的矩陣結構中，就會出現9個不同的子圖案(4個轉角型、4個邊緣型及1個中央型)。
在此處必需注意的是，將導孔14設置於一不與單元胞中心重疊的位置上不是一個顯而易見的方式。這是由於為了自太陽能電池1之前側面10盡可能有效率地消散掉電荷載子，一般都會直覺地選擇一個對稱性的圖案，以能夠同時縮小圖案13之導電元件表面的面積，又同時保持電荷載子必需經由導電部件移動的距離最小。
當導孔14被設置在與單元胞18中心不重疊的位置上時，結果就是子圖案不再相對於單元胞18之中心呈現對稱，這會造成在單元胞18之表面上產生不均勻分佈的電流輸出。
這個問題可以經由使用一特別的子圖案來克服，第2a及2b圖詳細顯示了一個例子。
第2a圖顯示了在導孔14附近的一個子圖案。此子圖案包括多個主導電元件51，主導電元件51自一與導孔14重疊之中心點以不同的方向延伸橫越單元胞18之表面，因而形成一星狀圖案。其具體例子顯示於第2a及2b圖。
由於導孔14不再位於單元胞18之中心(此中心可以被定義為是在一條將單元胞18在長度方向上分割為兩半的線條與一條將單元胞18在寬度方向上分割為兩半的線條間之交叉點)，主導電元件51之設計是可以隨之調整的。
在本發明一實施例中，子圖案包括雙數數目的主導電元件51，使得導電元件51可以被分割成對，每一對包括了自導孔14以相反方向延伸的主導電元件51。
舉例來說，子圖案可以包括至少一對自中心點以相反方延伸之主導電元件51，且相互成2~10度角。此子圖案也可以包括一對自中心點以相反方向延伸的主導電元件51，且與垂直於第一方向的一個線條呈2~5度角。這會產生一個非對稱的主導電元件51之子圖案，這種非對稱性是由於主導電元件51之子圖案僅以中心點為軸旋轉360度呈現出旋轉對稱。此圖案顯示於第2a圖中。
這個方法將單元胞18約略被主導電元件51分割成相同的部份(扇形楔)，電流則經此被收集。主導電元件51是連接至多個子導電元件52，子導電元件52可以有效地分佈於由主導電元件所形成的部份上。主導電元件51及子導電元件52可以由平直部或彎曲部或其組合所構成。
更概略地說，從圖中可以看出，子圖案包括了多個自中心點延伸的主導電元件51，其中兩個相鄰的主導電元件51會相互呈一個角度，每兩個主導電元件51間的角度不是全部相同的。因此，主導電元件51會形成一個不規則的星狀圖案。
在此例中，中心點可以與導孔重疊。不規則星狀圖案可以只是以中心點為軸旋轉360度呈現出旋轉對稱，如上所顯示者。
很清楚地，在第2a圖中僅顯示了一個子圖案的例子，而還有許多可能的變形是可以推得的。舉例來說，在第2b圖就顯示了一個變形。
第2b圖顯示了具有一導孔14之單元胞18，此導孔14並不位於單元胞18之中心，且在其中有多個自與導孔14重疊之中心點以不同方向延伸而橫越單元胞18表面之主導電元件51。在第2b圖中，主導電元件51是以一平行於第一方向之方向以及一與第一方向垂直之一方向延伸。這種相當簡單的圖案具有的好處是，當不同的單元胞18被設置成相互鄰接時，主導電元件51會位於相互對齊的位置，而且可以準備好進行相互連接。這種設計之對稱性變化也被稱之為H圖案。
非對稱性接觸點
然而，與第2a及2c圖所示之太陽能電池不同的是，導孔也可能就被設置在實質上位於單元胞18中心之處，但後側面20上的第一接觸點15相對於導孔卻是以非對稱的方式設置。
依據本發明更進一步之實施例，第一接觸點15’之偏離設置是經由將第一接觸點15’以相對於導孔14非對稱的方式進行設置而達成。第2c圖顯示了一個例子，此例是第1c圖之變形。這個實施例的好處是，使用具有實質位在單元胞18中心之導孔14的對稱性子圖案可以減少在導電元件51、52之第一圖案中的損耗。
第2d圖顯示了一個變形，其中導孔14是實質上位於接觸線條30上，且第一接觸點15之偏離設置是經由提供一非對稱性的第一接觸點15來達成。離接觸線條30最遠的第一接觸點15的末端以及第二接觸點21可以被設置在與接觸線條30實質相同的距離上。
第一接觸點15可以完全或至少最大程度上地被設置在接觸線條30之一第一側。第二接觸點21可以完全或至少最大程度上地被設置在接觸線條30之一第二側。
當然，將第2a、2b、2c圖所示之實施例進行組合也是可能的，其中會使用沒有位在單元胞18中心之導孔14，也會對第一接觸點15’進行偏離設置。
不等同之單元胞
依據本發明進一步的實施例，太陽能電池中的第一接觸點15進行了非對稱性偏離設置，如第3圖所示，其中導電元件之第一圖案被分割多個單元胞18、18’、18’’，這些單元胞被設置於一矩陣結構中，該結構中的每一個單元胞包括有導電元件之子圖案，而每一個子圖案會經由太陽能電池中的導孔被連接至後側面的第一接觸點。矩陣結構包括了在第一方向上延伸的數列單元胞18，其中一第一列單元胞18’在太陽能電池的第一邊緣R1沿一實質垂直於第一方向之方向上具有一寬度B1，另一第二列單元胞18’’在太陽能電池的第二邊緣B2上具有一寬度B2，且B1<B2。太陽能電池的第一及第二邊緣R1、R2是兩個相反側但均沿第一方向延伸的邊緣。
第3圖顯示了後側面20。
太陽能電池可以包括至少再一列單元胞18，其被設置在第一及第二單元胞列18’、18’’之間，此單元胞列18具有一寬度B，且B1<B<B2。
將不同寬度的單元胞列設置在矩陣結構的邊緣也使得導孔14及第一接觸點15會位於偏離第二接觸點21的位置。
第一單元胞列18’及第二單元胞列18’’中的單元胞具有一非對稱性子圖案，意即，導孔14不是位在單元胞的幾何中心位置。此子圖案可以被視為是由兩個部份所構成。第一部份是在單元胞中轉離相對邊緣R1、R2且具有寬度B’=B/2之部份，而第二部份則是在單元胞中轉向相對邊緣R1、R2且具有寬度B’≠B/2之部份。對於在太陽能電池之第一邊緣R1上且具有寬度B1之第一列單元胞18’來說，B’<B/2是成立的。對於在太陽能電池之第二邊緣R2上且具有寬度B2之第二列單元胞18’’來說，B’>B/2是成立的。導孔14是位於在邊緣R1、R2上單元胞之第一及第二部份之界線上。對於沒有處在邊緣上之單元胞來說，導孔14通常是位於單元胞的幾何中心，且具有寬度B。
因此，在後側面上沿一垂直於第一方向設置之第一接觸點15是可能以實質相同的距離分隔排列的。
熟知此技術之人應了解，上述實施例的變形是可以加以組合的。第一接觸點15之設置可以經由使用不等同的單元胞、相對於導孔不對稱的接觸點以及非對稱子圖案來達成的。
總成
如上述，本發明之實施例可以創造出一個簡單的太陽能電池總成，其中太陽能電池是經由平直突耳而相互串聯。「平直突耳」一詞是用以意指實質上僅在一個方向上延伸的突耳41，沒有任何彎曲等等。
這種總成也可以被稱為是一個太陽能電池串。
突耳41可以是銅片，這是相當廉價又具高度導電性的突耳。這種銅突耳可以鍍錫，然後再經由焊接的程序連接至接觸點15、21。第一及第二接觸點15、21可以是由銀構成，以得到最佳的導電性。
突耳另一種可能的材料是鋁。鋁突耳41在考量其成本下也具有不錯的導電性。此外，本發明之實施例也可以使用相當大的突耳，這是由於在後側面不需考慮遮蔽效應的原因。較大(較厚/較寬)的突耳41可以具有更佳的導電性。
鋁突耳41可以經由其他的連接技術連接至第一及第二接觸點15、21。
舉例來說，可以使用鋁及銅專用的導電黏膠。
以鋁突耳為例，突耳41可以具有以下的尺寸：在與後側面20表面平行且與第一方向垂直之方向上具有6.5~13mm之寬度；以及在與後側面20表面垂直之方向上具有100~200μm之深度。
在此處必需再次強調，本文所提供之實施例可以在太陽能電池之後側面20使用簡單、平直的突耳。由於不需考量遮蔽效應的問題，突耳41可以做得相當大，而能採用導電性較低但成本也較低的材料來製做，例如鋁。
其他的連接片41也可以使用，例如由鋁和銅相互疊層所形成之突耳41。
突耳41可以經由廉價的方式來製作，例如以捲繞導線之方式。
第4圖顯示了上述實施例中的太陽能電池總成，其中至少有兩個太陽能電池在第一方向上以相鄰或相互成先後順序的方式設置，在這種方式下，接觸線條實質上是相互毗連的，而太陽能電池是以交互排列之方式設置，以使第一個太陽能電池之第一接觸點可以與一相鄰太陽能電池之第二接觸點對齊。
接著，就可以設置一突耳41，將第一個太陽能電池之第一接觸點連接至第二個太陽能電池之第二接觸點。第二太陽能電池之第二接觸點可以用與一第三太陽能電池等等之第一接觸點相同的連接方式進行連接。換句話說，在此總成中，太陽能電池之接觸點15、21是經由一平直突耳41被電性連接至一相鄰太陽能電池之接觸點15、21。這種連接可以是不同型接觸點之間的連接(例如將第一接觸點15連接至第二接觸點21)，或是同型接觸點之間的連接。
在第4圖所示之例子中，突耳41僅設置於沿一條接觸線條30之方向上。但突耳41當然也可以設置在其他接觸線條30之方向上。
因此，二個或二個以上任何數目的太陽能電池都可以沿第一方向以相互鄰接之方式進行設置，並經由突耳而串聯在一起。
此處必需注意的是，突耳以平直的方式來形成是有利的，這可以使突耳可以利用簡單、便宜的方式來製作。
第4圖顯示了本發明一實施例，其中太陽能電池1之接觸點15、21是經由一平直突耳41連接至一相鄰太陽能電池1之接觸點15、21。因此，第4圖清楚顯示出可以利用平直突耳來輕易完成太陽能電池間的串聯，且突耳之製作及設置也可以經由簡單的方式來達成。
理所當然地，在第一方向上位在此總成一端之太陽能電池的接觸點15、21雖然僅在一側連接至另一相鄰太陽能電池之接觸點，但也可以在另外一側連接至其他處理設備，例如連接至另一總成或電池。
與其他處理設備之接觸也可以形成在總成中某處兩個相鄰太陽能電池之間，在這種情況下，總成的末端是相互電性連接的。
一個或一個以上的總成(電池串)可以形成一個模組。舉例來說，模組可以包括60個太陽能電池，而形成6個每列10個太陽能電池之電池列，或是10個每列6個太陽能電池之電池列。
兩個每列10個太陽能電池之電池列可以被串聯，也可以經由一繞越二極體而連接至一含有其他設備連接端子的轉接盒，例如電池或供電網路之連接端子。
將兩個電池列串聯或將一電池列連接至轉接盒是經由所謂的匯流排來達成的。
藉由使用上述的實施例，太陽能電池總成就可以經由僅位於後側面的連接元件被連接至其他的太陽能電池總成或是轉接盒，因而不會佔用額外的面積。
此外，這也有利於在將太陽能電池或是太陽能電池總成進行串聯，或太陽能電池(或其總成)與其他設備進行串聯時，不需要使用從前側面繞到後側面的連接元件。所有的連接都可以設置在後側面上。
由於突耳41可以完全設置在後側面上，它們就可以在垂直於第一方向的方向上具有較大的寬度。在後側面20上的突耳41就不需要考慮遮蔽效應的問題。這使得突耳可以以較便宜的方式製作，且又可以有較低的電阻值。
突耳41可以由較便宜的材料來製作，例如用鋁，而不是銅。
舉例來說，突耳41之寬度可以與習知技術所使用之寬度相匹配。然而，突耳也可以更寬。其最大寬度是稍小於兩個接觸線條30相互間距之一半。
使用較寬突耳的好處是，它們可以有較低的電阻值，在機械上也具有較高的強度，並且容易製作。
在多個突耳41或突耳41部份與太陽能電池1之後側面之間可以設置有絕緣層。
此絕緣層可以僅設置於與經由導孔14連接至前側面10及後側面20之第一接觸點15有接觸之突耳41之間，以避免突耳41與後側面20之間發生電性連接，或至少減低其電性導通率。然而，絕緣層也可以被設置於所有突耳與太陽能電池1之後側面之間。
絕緣層可以直接被設置於太陽能電池之後側面20或是設置於轉向太陽能電池後側面20之突耳的一側上。
藉由在太陽能電池1之後側面20或是轉向太陽能電池後側面20之突耳一側設置絕緣層(例如一鍍膜)可以達到絕緣的效果。
也可以經由在太陽能電池及突耳41之間設置一分隔層來形成絕緣。在這種情況下，絕緣的材料可以用來將導電片固定於表面，並填滿在導電片與表面之間的空隙，以避免開口/空隙的形成。為達此目的，絕緣材料可以是雙面都具有黏性的。
絕緣層可以由一雙面都具有黏性之絕緣聚合物來構成。
位於突耳41及後側面20間的絕緣層可以比突耳41稍為寬，以達到最佳的絕緣效果並可降低在設置時所需要的準確要求。
然而，絕緣層也可以具有與突耳41實質相當的尺寸，以避免突耳41與後側面20發生接觸。
第4圖中所示總成之優點是，由於突耳41及接觸點15、21完全位在太陽能電池1之後側面20上，所以不同的太陽能電池1可以被緊鄰設置在一起。因此，不需要使用突耳來將前側面10之接觸點連接至後側面20之接觸點，這種突耳通常需要繞經相鄰太陽能電池1間之空隙。要產生這種空隙必需將太陽能電池以稍微相互隔開一個距離的方式來設置。由於在本實施例中不需這種設置方式，所以可以節省空間及成本。
綜合上述，熟知此技術之人應了解，前文中所提及之接觸線條30並非意指可以被接觸或可沿其產生電性連接的實體線條或結構。接觸線條30在本文中是用來表示概念上的線條，該些第一及第二接觸點15、21可以沿此線條方向或與其相鄰的方式進行設置。因此，在使用「接觸線條」一詞的說明中，也可以使用線條、虛擬線條、接觸點線條或虛擬接觸點線條來稱之。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧太陽能電池
10‧‧‧前側面
11‧‧‧發射層
12‧‧‧基底層
13‧‧‧第一圖案
14‧‧‧導孔
15、15’‧‧‧第一接觸點
17、22‧‧‧導電元件
18、18’、18”‧‧‧單元胞
20‧‧‧後側面
21‧‧‧第二接觸點
30‧‧‧接觸線條
41‧‧‧突耳
51‧‧‧主導電元件
52‧‧‧子導電元件
第1a~1c圖顯示了本發明一實施側中之太陽能電池；第2a~2d圖顯示了本發明不同實施例中的太陽能電池；第3圖顯示了本發明另一實施例中的太陽能電池；及第4圖顯示了本發明多個實施例中太陽能電池之總成。
15．．．第一接觸點
21．．．第二接觸點
30．．．接觸線條

Claims (14)

  1. 一種太陽能電池，具有一前側面(10)及後側面(20)，在使用時，該前側面(10)係被轉動朝向光線，而使電荷載子聚積於該前側面(10)上，並使反型的電荷載子聚積於該後側面(20)上，其中該前側面(10)具有由複數導電元件(51、52)構成之一第一圖案，構成該第一圖案之該些導電元件係經由該太陽能電池中複數導孔(14)連接至位於該後側面(20)上之複數第一接觸點(15)，而該後側面(20)具有由複數導電元件(22)構成之一第二圖案，構成該第二圖案之該些導電元件係連接至位於該後側面(20)上之複數第二接觸點(21)，該太陽能電池之特徵在於：該第一及第二接觸點(15、21)係位於複數線條(30)上，其中該些線條(30)係實質上沿該後側面(20)表面之一第一方向延伸；以及該些第一接觸點係位於該些線條(30)之一第一側，而該些第二接觸點係位於該些線條(30)之一第二側，其中該些導電元件之第一圖案被分割成位於一矩陣結構中之複數單元胞(18)，每一該單元胞具有該些導電元件(51、52)之一子圖案，每一該子圖案經由該太陽能電池中之一導孔(14)連接至該後側面(20)之該些第一接觸點(15)，該矩陣結構包括沿該第一方向延伸之複數列單元胞(18)，其中一第一列單元胞(18’)沿該太陽能電池之一第一邊緣上與該第一方向實質垂直之一方向上具有一第一寬度B1，而一第二列單元胞(18’’)沿該太陽能電池之一第二邊緣上具有一第 二寬度B2，且B1小於B2。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該些第一及第二接觸點(15、21)實質上是位於與該些線條距離相等之處。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該些第一及第二接觸點與一最近線條之距離係至少小於該些線條間相互距離之五分之一。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該些第一及第二接觸點與一最近線條之距離在0~6mm之等級內，或至少在1~5mm的等級內。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該些線條係以一旋轉軸(R)為中心旋轉180度並呈旋轉對稱，該旋轉軸實質上是垂直於該太陽能電池後側面(20)之表面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該些導電元件之第一圖案(13)被分割成位於一矩陣結構中之複數單元胞(18)，每一該單元胞具有該些導電元件(51、52)之一子圖案，每一該子圖案經由該太陽能電池中之一導孔(14)連接至該後側面(20)之該些第一接觸點(15)，該導孔(14)係設置於偏離該單元胞(18)中心之位置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能電池，其中該些導電元件(51、52)之該子圖案包括自一中心點延伸之複數主元件(51)，該些主元件形成一不規則星狀圖案，僅以該中心點為中心旋轉360度並呈旋轉對稱。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該些導電元件之第一圖案被分割成位於一矩陣結構中之複數單元胞(18)，每一該單元胞具有該些導電元件(51、52)之一子圖案，每一該子圖案經由該太陽能電池中之一導孔(14)連接至該後側面(20)之該些第一接觸點(15)，該些第一接觸點(15)係以與該導孔(14)不對稱之方式設置。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該子圖案係由沿該第一方向延伸之複數導電元件(51)以及沿一與該第一方向實質上垂直之方向延伸之複數導電元件(51)所形成。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中該導孔(14)及/或該相對之接觸點(15)在每一種情況下均是位於該些線條(30)之同一側。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，更包括至少再一列單元胞(18)，被設置於該第一及第二列單元胞(18’、18’’)之間，該列單元胞(18)具有一寬度B，且B1<B<B2。
  12. 一種太陽能電池之總成，如申請專利範圍第1至11項中任一項所述太陽能電池，其中至少兩個太陽能電池係沿該第一方向互相鄰近之方式設置，而使該些線條(30)實質上是相互毗連，該些太陽能電池係以兩兩交互之方式設置，以使一第一太陽能電池之該些第一接觸點(15)與一相鄰太陽能電池之該些第二接觸點(21)對齊。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之太陽能電池總成， 其中一太陽能電池之該些接觸點(15、21)係經由一平直突耳而電性連接至一相鄰太陽能電池之該些接觸點(21、15)。
  14. 如申請專利範圍第12或13項所述之太陽能電池總成，其中在至少某些複數突耳(41)及該太陽能電池(1)後側面(20)之間設置有一絕緣層。
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