TWI620336B - 光伏電池和層板金屬化 - Google Patents

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Abstract

本發明係揭露一種光伏層板。實施例包含將第一封裝材料置於包含光伏層板之前側之實質透明層上。實施例也包含將第一太陽能電池置於第一封裝材料上。實施例包含將金屬薄片置於第一太陽能電池上，其中金屬薄板均勻地接觸第一太陽能電池之背側。實施例包含形成耦接金屬薄板至第一太陽能電池之金屬接合。在一些實施例中，形成金屬薄板包含使用雷射源而形成金屬接觸區域，其中所形成的金屬接觸區域電性耦接金屬薄片至第一太陽能電池。實施例也包含將襯底材料置於金屬薄片上。實施例更包含形成襯底層於襯底材料上以及固化實質透明層、第一封裝材料、第一太陽能電池、金屬薄片、襯底材料以及襯底層以形成光伏層板。

Description

光伏電池和層板金屬化
本發明所描述的主題之實施例是有關於包含太陽能電池、光伏層板及光伏模組的光伏組件。特別是，主題之實施例是有關於光伏層板及製備過程。
太陽能電池是用於將太陽輻射轉換成電能的已知裝置。它們可以使用半導體加工技術而製作在半導體晶片上。光伏電池或太陽能電池包含P型及N型擴散區。照射到太陽能電池的太陽輻射造成電子和電洞遷移到擴散區，進而在擴散區之間產生電壓差。在背側接觸太陽能電池中，擴散區及與其耦接的金屬接觸指皆位於太陽能電池的背側。接觸區及接觸指允許外部電路被耦接至以及由太陽能電池供電。太陽能電池可以包裝成使用各種製程和封裝材料的光伏層板，其中光伏層板可進一步包裝成光伏模組。一或多個實施例涉及光伏電池或太陽能電池以及光伏層板製備過程。
本發明揭露一種光伏層板。光伏層板可包含實質透明層、位於實質透明層上的第一封裝材料、太陽能電池以及位於太陽能電池上的金屬薄片。 實施例可包含耦接金屬薄片至第一太陽能電池的金屬接合。在一些實施例中，金屬接合可包含金屬接觸區域。實施例也可包含位於金屬薄片上的襯底材料以及位於襯底材料上的襯底層。
本發明揭露一種用於金屬化光伏層板的方法。此方法可包含將第一封裝材料置於實質透明層上。此方法也可包含將第一太陽能電池置於第一封裝材料上。此方法也包含將金屬薄片置於第一太陽能電池上，其中金屬薄片均勻地接觸第一太陽能電池且形成耦接金屬薄片至第一太陽能電池的金屬接合。此方法更可包含將襯底材料置於金屬薄片上，形成襯底層於襯底材料上以及接合實質透明層、第一封裝材料、第一太陽能電池、金屬薄片、襯底材料以及襯底層以形成光伏層板。
本發明揭露另一種用於金屬化光伏層板的方法。此方法可包含將金屬薄片置於接收介質上。在一些實施例中，接收介質可包含選自於由實質透明層、犧牲玻璃及穿孔介質所組成之群組的接收介質。此方法可包含將第一太陽能電池置於金屬薄片上。此方法可包含形成耦接金屬薄片至第一太陽能電池的金屬接合。在實施例中，形成金屬接合可包含透過接收介質擊發雷射至金屬薄片以形成耦接金屬薄片至第一太陽能電池之金屬接合。此方法更可包含將第一封裝材料置於第一太陽能電池上以及將實質透明層置於第一封裝材料上。此方法也可包含將襯底材料置於金屬薄片上、將襯底層置於襯底材料上以及將實質透明層、第一封裝材料、第一太陽能電池、金屬薄片、襯底材料以及襯底層接合在一起以形成光伏層板。
100‧‧‧光伏層板
102‧‧‧前側
104‧‧‧背側
106‧‧‧重新定位
108‧‧‧剝離
110‧‧‧實質透明層
112‧‧‧第一封裝材料
120‧‧‧第一太陽能電池
121‧‧‧種子金屬層
130‧‧‧金屬薄片
131、133‧‧‧第一、第二匯流帶區域
132‧‧‧圖案化金屬薄片
135、137、139‧‧‧第一、第二、第三接觸指
136‧‧‧載體介質
140‧‧‧襯底層
142‧‧‧襯底材料
150‧‧‧雷射源
152‧‧‧雷射
154‧‧‧圖案
160‧‧‧金屬接合
166‧‧‧互連件
170‧‧‧接收介質
在與下面的附圖配合考慮時，本主題更完整的理解可以藉由參考詳細描述和申請專利範圍而得出，其中相同的參考數字指的是在整個附圖中類似的元件。
第1至7圖為依據用於金屬化光伏層板的所呈現的方法之光伏層板之剖面示意圖；第8至15圖為依據用於金屬化光伏層板的另一所呈現的方法之光伏層板之剖面示意圖；第16至23圖為依據用於金屬化光伏層板的第1至15圖所呈現的方法之太陽能電池之平面示意圖；以及第24至29圖為用於金屬化光伏層板的方法的流程示意圖。
下面詳細描述本質上僅僅是說明性的，並不旨在限制本主題的實施例或應用以及上述實施例的使用。如本文所用，詞語“例示性”意指“用作示例、實例或說明“。例如例示性的本文中描述的任何實現不必然被解釋為優於或勝過其他實現。此外，在上述技術領域、背景技術、發明內容或下列詳細描述中所提出的任何明示或暗示的理論是不被約束的。
本說明書包括提到的“一個實施例(one embodiment)”或“一個實施例(an embodiment)”。詞語“在一個實施例中(in one embodiment)”或“在一個實施例中(in an embodiment)”的出現不一定指的是同一實施例。特定特徵、結構或特性可以以任何符合本發明的合適的方式結合。
術語。下面的段落提供定義和/或上下文，用於在本發明(包括所附的申請專利範圍)中找到的術語：
“包含”。這個術語是開放式的。如所附申請專利範圍中所使用，此術語並不排除額外結構或步驟。
“第一”、“第二”等。如本文所使用，這些術語用來作為在名詞前面的標記，並且並不意味著任何類型的排序(例如，空間、時間、邏輯等)。例如，提及“第一”太陽能電池並不一定意味著此太陽能電池是在一個序列中的第一個太陽能電池；而是，術語“第一”用於區分此太陽能電池與另一個太陽能電池(例如，“第二”太陽能電池)。
“耦接”-下面的描述是指元件或節點或特徵被“耦接”在一起。如本文所使用，除非明確聲明，否則“耦接”指的是一個元件/節點/特徵直接或間接地連結到(或直接或間接連通)另一個元件/節點/特徵，且不一定是機械連接。
此外，某些術語也可以使用在以下的說明中而僅為參考目的，且因此並不意圖是限制性的。例如，術語如“上(upper)”、“下(lower)”、“上方(above)”和“下面(below)”是指圖中方向的參考。術語，例如“前(front)”、“後(back)”、“後方(rear)”、“側面(side)”、“外側(outboard)”和“內側(inboard)”描述藉由參考所討論的描述元件的相關附圖而清楚得到的在一致但任意的框中的元件的部分的方向和/或位置。上述術語可包括上面特別提到的詞、其衍生詞和類似含義的詞。
為了容易理解雖然許多關於光伏層板和包括太陽能電池的太陽能模組已被描述，所公開的技術和結構同樣適用於其它的半導體結構(例如，通常是矽晶片)。
太陽能電池、光伏層板及光伏模組的金屬化技術的改良，在光伏模組的總製造成本和輸出產量中可以代表顯著影響。太陽能電池通常在製造中需要多個步驟以允許高效率電池的製造，其中減少步驟可以導致增加的製造輸出產率。本金屬化技術也可能需要多個步驟。這些步驟可以包括在太陽能電池上進行金屬形成過程，如物理氣相沉積製程(PVD)、退火和鍍層處理。在所述太陽能電池金屬化形成過程之後，在光伏模組中焊接太陽能電池可被要求電連接多個太陽能電池。因此，提高這些技術甚至刪除它們完全可能導致增加的製造輸出產率且顯著的節省生產成本。
為了解決上述困難，並代替個別地形成金屬於太陽能電池上且隨後焊接金屬互連至太陽能電池，實施例被呈現，其涉及使用金屬接合耦接太陽能電池至金屬薄片且以單一步驟形成。另外，在太陽能電池上形成金屬以及接合金屬互連至太陽能電池的技術可以是至少兩個步驟的過程，其中所呈現的實施例是以作為光伏層板製造的部分的單一步驟的過程。這個和其他包含類似實施例的解決方案將在下面詳細討論。
第1至7圖描述用於金屬化光伏層板的方法。第1至7圖的光伏層板100具有在正常運作期間面對太陽之前側102以及相對於前側102之背側104。第3至5圖顯示一實施例，其金屬薄片130可被直接耦接至第3圖的第一太陽能電池120。第6及7圖顯示一實施例，其金屬薄片130可被電性耦接至第6圖的第一太陽能電池120上的種子金屬層121。
參閱第1圖，顯示將第一封裝材料112置於實質透明層110上且將第一太陽能電池120置於第一封裝材料112上。在一些實施例中，此方法包含將複數個太陽能電池置於第一封裝材料112上。在一實施例中，此方法可包含將第二太陽能電池置於第一封裝材料112上。在另一實施例中，在將第一太陽能電池120置於第一封裝材料112上之前，此方法可包含分類複數個太陽能電池，其中放置第一及第二太陽能電池是依據此分類而進行的。在包含分類的放置第一及第二太陽能電池的實施例中，此方法可包含依據選自於由視覺質量、光致發光和電致發光測試結果所組成的群組的方法而分類複數個太陽能電池。在一實施例中，實質透明層可以是玻璃。在一些實施例中，第一封裝材料可以是乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate，EVA)。在一實施例中，此方法也可包含使用視覺系統而將第一太陽能電池120對齊於光伏層板100。在包含將第一太陽能電池120對齊於光伏層板100的方法的實施例中，此方法也可包含儲存對齊資料。在一實施例中，此方法可包含使用選自於由以熱燈固化、以紫外光固化或使用任何其他適用的方法所組成的群組的技術而將第一太陽能電池120固定於第一封裝材料112。如上所述，光伏層板100可具有前側102及背側104，其中前側102相對於背側104。
第2圖描述將金屬薄片130置於第一太陽能電池120上，其中金屬薄片130均勻地接觸第一太陽能電池120。在一實施例中，金屬薄片130可包含附接載體介質的金屬薄片，其中金屬薄片是預圖案化的。在一些實施例中，金屬薄片130可包含圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片。在金屬薄片130包含圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片的實施例中，此方法也可更包含使用選自於由沖壓、機械劃線、雷射圖案化、雷射燒蝕法、水構圖、水噴射、遮罩及蝕刻或任何適用 的圖案化製程所組成之群組的技術而形成圖案化金屬薄片。在一實施例中，金屬薄片130可包含鋁。在金屬薄片130為鋁的實施例中，金屬薄片130可具有5-100微米的範圍的厚度。在一些實施例中，可使用視覺系統以將金屬薄片130對齊於第一太陽能電池120。在包含如上述第1圖所討論的儲存對齊資訊的實施例中，此方法可包含依據所儲存的對齊資訊而將金屬薄片130置於太陽能電池120上。在一實施例中，金屬薄片130可固定於第一太陽能電池120上。在金屬薄片130固定於第一太陽能電池120上的實施例中，固定金屬薄片130於第一太陽能電池120上可包含使用選自於由以熱燈固化、以紫外線(UV)輻射固化、滾動金屬薄片、壓力、真空技術以及任何其他適用的方法所組成之群組的方法。
參閱第3圖，顯示形成耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120的金屬接合160。在一實施例中，形成金屬接合130可包含形成金屬接觸區域以耦接金屬薄片130及第一太陽能電池120。實施例可包含使用雷射源150以在金屬薄片130上燃燒雷射152以形成耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120的金屬接合160或金屬接觸區域。在一實施例中，形成金屬接觸區域160也包含進行圖案化過程而得圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片、形成耦接圖案化金屬薄片至第一太陽能電池120的金屬接合160或金屬接觸區域以及移除多餘金屬薄片。實施例也包含替代地進行雷射接合過程。在一實施例中，金屬接觸區域電性耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120。實施例也可包含形成附接載體介質之金屬薄片130耦接至第一太陽能電池120的金屬接合160或金屬接觸區域，其中金屬薄片130是預圖案化的，且在形成金屬接合後移除載體介質。實施例也可包含使用雷射152或者使用於形成接合160或金屬接觸區域的相同設備而從金屬薄片130圖案化匯 流帶(busbar)及互連帶(ribbon)。在一實施例中，匯流帶及互連帶可從由形成金屬接合160分離出來的金屬薄片130而圖案化。
第4圖描述將襯底材料142置於金屬薄片130上。在一實施例中，襯底材料142可以是第二封裝材料。在一些實施例中，第二封裝材料可以是乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate，EVA)。在一實施例中，在設置襯底材料142之前，連接金屬匯流帶至金屬薄片130以允許電導通至光伏層板100或從光伏層板100導通。實施例也可包含將襯底層142設置於金屬薄片130上，其中襯底層142可包含矽(silicon)。
參閱第5圖，顯示形成襯底層140於襯底材料142上。在一實施例中，此方法也可在無襯底材料142下而進行，其中襯底層140可直接置於金屬薄片130上。在一實施例中，襯底材料142可以是第二封裝材料。在一些實施例中，第二封裝材料可以是乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate，EVA)。實施例也可包含包括有襯底材料142的複合襯底層。此方法也可包含接合實質透明層110、第一封裝材料112、第3圖中的第一太陽能電池120、金屬薄片130、第二封裝材料142及襯底層140以形成光伏層板100。在一實施例中，第二封裝材料142可以是乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate，EVA)。在一實施例中，襯底層140是由通常使用於製造光伏層板的背板所組成。實施例可包含可為聚乙烯(Polyethylene)的襯底層140。在一實施例中，此方法可包含在接合及形成電連接盒於襯底層140上之後連接框於光伏層板100周圍後以形成光伏模組。實施例可包含進行選自於由固化、熱固化、以紫外光固化所組成之群組之方法以及進行標準層板製程以形成光伏層板。在一些實施例中，視覺系統是用於對齊襯底材料142或襯底層140於第一太陽能電池120。
第6圖描述金屬化的另一實施例，此實施例可包含形成金屬接合160，其耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120上的種子金屬層121。此方法可包含提供包含種子金屬層121的第6圖的太陽能電池100。在一實施例中，形成金屬接合160可包含形成金屬接觸區域以耦接金屬薄片130及第一太陽能電池120的種子金屬層121。實施例也可包含使用雷射源150以在金屬薄片130上燃燒雷射152而形成耦接金屬薄片130至種子金屬層121的金屬接合160或金屬接觸區域。在一實施例中，形成金屬接合160也可包含進行圖案化過程而得圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片、形成耦接圖案化金屬薄片至種子金屬層121的金屬接合160或金屬接觸區域以及移除多餘金屬薄片。實施例可包含進行雷射接合過程。實施例也可包含形成附接載體介質之金屬薄片耦接至種子金屬層121的金屬接合160或金屬接觸區域，其中金屬薄片130是預圖案化的，以及在形成金屬接合160後移除載體介質。在一實施例中，形成金屬接合160可包含進行焊接過程中、雷射焊接、焊接、使用熱或熱能、使用超聲波處理或任何適用的方法以形成金屬接合160於金屬薄片130及第一太陽能電池120的種子金屬層121之間。實施例也可包含使用相同的雷射152或者使用於形成金屬接合160或金屬接觸區域的設備而從金屬薄片130圖案化匯流帶(busbar)及互連帶(ribbon)。在一實施例中，匯流帶及互連帶可從由形成金屬接合160分離出來的金屬薄片130而圖案化。
參閱第7圖，顯示形成襯底層140於襯底材料142上。在一實施例中，襯底材料142可以是第二封裝材料。在一些實施例中，第二封裝材料可以是乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate，EVA)。此方法也可包含接合實質透明層110、第一封裝材料112、第6圖中包含種子金屬層121的第一太陽能電池120、金屬薄片130、襯底材料142以及襯底層140以形成第7圖的光伏層板100。實施例 可包含，襯底層140可為一般使用於製造光伏層板的背板。在一實施例中，襯底層140可以是聚乙烯。實施例可包含在接合及形成電連接盒於襯底層140上之後連接框於光伏層板100周圍後以形成光伏模組。在一實施例中，接合以形成光伏層板100可包含進行選自於由固化、熱固化、以紫外光固化所組成之群組之方法以及進行標準層板製程以形成光伏層板。在一些實施例中，視覺系統可用於對齊襯底材料142於第一太陽能電池120。實施例可包含包括有襯底材料142的複合襯底層。在一實施例中，此方法也可在不須襯底材料142下而進行，其中襯底層140可直接放置於金屬薄片130上。
參閱第8至15圖，顯示金屬化光伏層板的另一方法。第8至15圖的光伏層板100具有在正常運作期間面對太陽之前側102以及相對於前側102之背側104。第10至13圖也顯示一實施例，其金屬薄片130可直接電性耦接至第10圖的第一太陽能電池120。第14及15圖顯示一實施例，其金屬薄片130可電性耦接至第14圖的第一太陽能電池120上的種子金屬層121。
參閱第8圖，顯示金屬薄片130置於接收介質170。在一些實施例中，接收介質170可包含一接收介質，其選自於可包含實質透明層、犧牲玻璃、玻璃、聚合物材料、透明不吸收雷射輻射材料及穿孔介質的群組。在一實施例中，金屬薄片130均勻地接觸接收介質170。實施例也可包含附接金屬薄片130至載體介質，其中金屬薄片是預圖案化的。在一些實施例中，金屬薄片130可包含圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片。在金屬薄片130可包含圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片的實施例中，此方法更可包含使用選自於由沖壓、機械劃線、雷射圖案化、雷射燒蝕法、水構圖、水噴射、遮罩和蝕刻或任何適用的圖案成型製程所組成的群組的技術而形成圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片。在一實施例中， 金屬薄片130可以是鋁。在金屬薄片130是鋁的實施例中，金屬薄片130可具有5-100微米的範圍的厚度。在一些實施例中，可使用視覺系統以對齊金屬薄片130至接收介質170。在一實施例中，金屬薄片130可固定於接收介質170上。在金屬薄片130固定於接收介質170上的實施例中，固定金屬薄片130至接收介質170可包含使用選自於由以熱燈固化、以紫外線(UV)輻射固化、滾動金屬薄片、壓力、真空技術以及任何其他適用的方法所組成之群組的方法。
參閱第9圖，顯示將第一太陽能電池120置於第8圖的光伏層板的金屬薄片130上。在一些實施例中，此方法可包含將複數個太陽能電池置於金屬薄片130上。例如，此方法也可包含將第二太陽能電池置於金屬薄片130上。在一些實施例中，在將第一及第二太陽能電池120置於金屬薄片130上之前，此方法可包含分類複數個太陽能電池，其中放置第一及第二太陽能電池可依據此分類而進行。在包含有分類的實施例中，在其他例子中分類可依據視覺質量、光致發光和電致發光測試結果而進行。
第10圖描述形成金屬接合160，其耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120。在一實施例中，此方法可包含形成金屬接觸區域以耦接金屬薄片130及第一太陽能電池120。實施例也可包含，形成金屬接合160或金屬接觸區域160以耦接金屬薄片130及第一太陽能電池120。在一實施例中，此方法可包含使用雷射源150以透過接收介質170而燃燒雷射152至金屬薄片130以形成耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120的金屬接合160或金屬接觸區域160。實施例可包含進行雷射圖案化過程而得圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片、形成耦接圖案化金屬薄片至第一太陽能電池120的金屬接合160或金屬接觸區域以及移除多餘金屬薄片。在一實施例中，此方法可包含形成耦接附接於載體介質的金屬薄片130至 第一太陽能電池120的金屬接合160或金屬接觸區域，其中金屬薄片130是預圖案化的，且在形成金屬接合160後移除載體介質。實施例可包含使用雷射152或使用於形成金屬接合160的相同設備而從金屬薄片130圖案化匯流帶及互連帶。在一實施例中，匯流帶及互連帶可從由形成金屬接合160的分離過程中從金屬薄片130而圖案化。在包含形成金屬接合160或金屬接觸區域160的實施例中，此方法更可包含調整雷射過程參數以避免損傷太陽能電池120。在一實施例中，接收介質170對於雷射152而言是透明的。
參閱第11圖，顯示將第一封裝材料112置於第一太陽能電池120上以及將實質透明層110置於第一封裝材料112上。在一實施例中，相似於上面所討論的，實質透明層是由玻璃所組成。在一些實施例中，第一封裝材料是由乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate，EVA)所組成。
第12圖描述重新定位106光伏層板100使得前側102面對接收介質170。可進行重新定位光伏層板100以允許輕易地從頂側放置襯底材料142及襯底層140，其中襯底材料142及襯底層也可從底側安裝。
參閱第13圖，顯示將襯底材料142置於金屬薄片130上以及將襯底層140置於襯底材料142上。此方法也包含將實質透明層110、第一封裝材料112、第一太陽能電池120、金屬薄片130、襯底材料142以及襯底層140接合在一起而形成光伏層板100。在一實施例中，此方法也可在不需襯底材料142下進行，其中襯底層140可直接置於金屬薄片130上。在一實施例中，襯底材料142可以是第二封裝材料。在一些實施例中，第二封裝材料可以是乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate，EVA)。實施例可包含包括有襯底材料142的複合襯底層。在另一實施例中，襯底層140為通常用於製造太陽能模組的背板。在又一實 施例中，襯底層140是由聚乙烯所組成。並且，上述光伏層板100的所有實施例、描述及細節也可適用於第10至13圖的光伏層板。
第14圖描述形成耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120上的種子金屬層121的金屬接合160。實施例也可包含，形成金屬接合160以耦接金屬薄片130及第一太陽能電池120。在一實施例中，此方法可包含使用雷射源150以透過接收介質170而燃燒雷射152至金屬薄片130以形成耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120的種子金屬層121的金屬接合160或金屬接觸區域。實施例可包含進行雷射圖案化過程而得圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片、形成耦接圖案化金屬薄片至第一太陽能電池120的種子金屬層121的金屬接合160或金屬接觸區域以及移除多餘金屬薄片。在一實施例中，此方法可包含形成耦接附接於載體介質的金屬薄片130至第一太陽能電池120的種子金屬層121的金屬接合160或金屬接觸區域，其中金屬薄片130是預圖案化的，且在形成金屬接合160後移除載體介質。實施例可包含進行雷射接合過程。在一實施例中，形成金屬接合160可包含進行雷射焊接、焊接、焊接過程、使用熱或熱能、使用超聲波處理或任何適用的方法以形成金屬接合160於金屬薄片130及第一太陽能電池120的種子金屬層121之間。
參閱第15圖，顯示將襯底材料142置於金屬薄片130上以及將襯底層140置於襯底材料142上。此方法也包含將實質透明層110、第一封裝材料112、第一太陽能電池120、金屬薄片130、襯底材料142以及襯底層140接合在一起以形成光伏層板100。並且，上述光伏層板100的所有適用的實施例、描述及細節也可以本文中所描述的實施例而使用。在一實施例中，接收介質170對於雷射152 是透明的。實施例包含圖案化太陽能電池120以允許支持圖案或金屬接合160形成未發生的區域。
參閱第16至23圖，顯示用於金屬化光伏層板的方法的平面示意圖，如本文所述。
第16圖描述使用雷射152圖案化金屬薄片130以在金屬薄片132上形成圖案154，從而提供經圖案化之金屬薄片132。在一實施例中，金屬薄片130是即時圖案化的。
參閱第17圖，顯示在形成圖案化金屬薄片132後形成金屬接合160包含第一及第二匯流帶區域131、133以及第一及第二接觸指135、137。在一實施例中，此方法可包含剝離多餘金屬薄片。
第18圖顯示金屬薄片或圖案化金屬薄片132可附接至載體介質136的實施例，其中在形成金屬接觸區域160之後載體介質136可接著被移除。在一實施例中，在形成金屬接觸區域160之前移除載體介質136。在另一實施例中，載體介質是由選自於由包含紙、乙烯-醋酸乙烯酯(Ethylene-Vinyl Acetate，EVA)、聚合物層、聚乙烯、任何常用的塑料和任何其它類型適用的載體型材料所組成的群組的材料。此方法可包含剝離108載體介質136。
參閱第19圖，在移除多餘金屬薄片後顯示太陽能電池120，其中圖案化薄片132經由金屬接觸區域160而電性耦接至太陽能電池120。在一些實施例中，在形成金屬接觸區域160之前移除多餘金屬薄片。並且，此方法可包含在第一太陽能電池120上形成圖案化金屬薄片，其包含第一及第二匯流帶區域131、133以及第一及第二接觸指135、137。
第20圖描述圖案化金屬薄片包含互連件166，其中互連件166用來允許電性導通至所連接的太陽能電池。
參閱第21圖，顯示第一及第二匯流帶131、133被圖案化離開第一太陽能電池120的實施例。
第22圖描述一實施例，其中包含第一及第二接觸指135、137的接觸指延伸過第一太陽能電池120。
參閱第23圖，顯示一實施例，其中接觸指延伸超過第一太陽能電池120至第二太陽能電池122，此設計允許太陽能電池之間的電性導通。在一實施例中，可偏移第一及第二太陽能電池120、122使得第一太陽能電池120上的P型及N型區域可以交替方式對齊於第二太陽能電池122，允許圖案化複數個接觸指，例如第一、第二及第三接觸指135、137及139延伸跨過太陽能電池並電性耦接第一太陽能電池120至第二太陽能電池122。
第24圖描述用於金屬化光伏層板的方法的實施例的流程示意圖。如上所述，第一操作201可包含將第一封裝材料置於實質透明層上。第二操作202可包含將第一太陽能電池置於第一封裝材料上。第三操作203可包含將金屬薄片置於第一太陽能電池上，其中金屬薄片均勻地接觸第一太陽能電池。最終操作204可包含形成金屬接合，其耦接金屬薄片至第一太陽能電池。
參閱第25圖，顯示用於金屬化光伏層板的方法的另一實施例的流程示意圖。如上所述，第一操作211可包含將第一封裝材料置於實質透明層上。第一操作211的實施例可包含將第一封裝材料置於包含光伏層板之前側的實質透明層上。第二操作212可包含將第一太陽能電池置於第一封裝材料上。第三操作213可包含將金屬薄片置於第一太陽能電池上，其中金屬薄片均勻地接觸第一 太陽能電池。第四操作214可包含在金屬薄片上進行圖案化過程。第四操作214的實施例也包含形成金屬接合，其耦接金屬薄片至第一太陽能電池。第五操作215可包含形成金屬接合，其耦接金屬薄片至第一太陽能電池。第六操作216可包含將襯底材料置於金屬薄片上。第七操作217可包含形成襯底層於襯底材料上。最終操作218可包含接合實質透明層、第一封裝材料、第一太陽能電池、金屬薄片、襯底材料以及襯底層以形成光伏層板。最終操作218的實施例也包含固化實質透明層、第一封裝材料、第一太陽能電池、金屬薄片、襯底材料以及襯底層以形成光伏層板。
第26圖描述用於金屬化光伏層板的方法的又一實施例的流程示意圖。如上所述，第一操作221可包含將第一封裝材料置於包含光伏層板的前側的實質透明層上。第二操作222可包含分類複數個太陽能電池，其包含第一及第二太陽能電池。第三操作223可包含將第一及第二太陽能電池置於第一封裝材料上。第四操作224可包含將金屬薄片置於第一及第二太陽能電池上，其中金屬薄片均勻地接觸第一及第二太陽能電池。第五操作可包含兩步驟，第一步驟225可包含形成耦接金屬薄片至第一及第二太陽能電池的金屬接合而第二步驟226可包含將襯底材料置於金屬薄片上。第五操作的實施例可包含四個步驟，第一步驟227可包含進行圖案化過程而得圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片，第二步驟228可包含形成耦接圖案化金屬薄片至第一及第二太陽能電池的金屬接合，第三步驟229可包含移除多餘金屬薄片，第四步驟231可包含將襯底材料置於圖案化金屬薄片。第五操作的實施例也可包含三個步驟，第一步驟232可包含形成金屬接合，其將附接載體介質之金屬薄片耦接至第一及第二太陽能電池，其中金屬薄片是預圖案化的，第二步驟233可包含移除載體介質，第三步驟234可包含將 襯底材料置於金屬薄片上。第五操作235可包含形成襯底層於襯底材料上。最終操作236可包含固化實質透明層、第一封裝材料、第一及第二太陽能電池、金屬薄片、襯底材料以及襯底層以形成光伏層板。如上所討論，放置第一及第二太陽能電池說明上述方法可以複數個太陽能電池而使用，而不僅是一或兩個太陽能電池。
參閱第27圖，顯示用於金屬化光伏層板的方法的再一實施例的流程示意圖。如上所述，第一操作241可包含將金屬薄片置於接收介質上。第二操作242可包含將第一太陽能電池置於金屬薄片上。最終操作243可包含形成耦接金屬薄片至第一太陽能電池的金屬接合。
第28圖描述用於金屬化光伏層板的方法的一實施例的流程示意圖。如上所述，第一操作251可包含將金屬薄片置於接收介質上。第一操作251的實施例可包含滾軋金屬薄片於接收介質上。在第一操作251的實施例中，接收介質可以是實質上透明的。第二操作252可包含將第一太陽能電池置於金屬薄片上。第二操作252的實施例可包含將第一太陽能電池置於金屬薄片上，其中金屬薄片均勻地接觸第一太陽能電池的背側。第三操作253可包含形成耦接金屬薄片至第一太陽能電池的金屬接合。第三操作253的實施例可包含經由接收介質而燃燒雷射置金屬薄片上以形成耦接金屬薄片至第一太陽能電池的金屬接合。第四操作254可包含將第一封裝材料置於第一太陽能電池上。第五操作255可包含將實質透明層置於第一封裝材料上。第六操作256可包含將襯底材料置於金屬薄片上。第七操作257可包含將襯底層置於襯底材料上。最終操作258可包含將實質透明層、第一封裝材料、第一太陽能電池、金屬薄片、襯底材料以及襯底層接合在一起而形成光伏層板。
參閱第29圖，顯示用於金屬化光伏層板的方法的另一實施例的流程示意圖。如上所述，第一操作261可包含將金屬薄片置於接收介質上，接收介質是實質透明的。第二操作262可包含分類複數個太陽能電池，包含第一及第二太陽能電池。第三操作263可包含將第一及第二太陽能電池置於金屬薄片上，其中金屬薄片均勻地接觸第一及第二太陽能電池的背側。第四操作264可包含經由接收介質而燃燒雷射至金屬薄片以形成耦接金屬薄片至第一及第二太陽能電池的金屬接合。第四操作264的實施例可包含三個步驟，第一步驟265可包含進行圖案化過程而得圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片，第二步驟266可包含形成耦接圖案化金屬薄片至第一及第二太陽能電池的金屬接合，第三步驟267可包含移除多餘金屬薄片。第四操作264的實施例可包含兩個步驟，第一步驟268可包含形成金屬接合，其將附接載體介質之金屬薄片耦接至第一及第二太陽能電池，其中金屬薄片是預圖案化的，第二步驟269可包含移除載體介質。第五操作271可包含將第一封裝材料置於第一及第二太陽能電池上。第六操作272可包含將實質透明層置於第一封裝材料上。第七操作273可包含將襯底材料置於金屬薄片上。第八操作274可包含將襯底層置於襯底材料上。最終操作275可包含將實質透明層、第一封裝材料、第一及第二太陽能電池、金屬薄片、襯底材料以及襯底層固化在一起以形成光伏層板。如上所討論，放置第一及第二太陽能電池說明上述方法可以複數個太陽能電池而使用，而不僅是一或兩個太陽能電池。
第1至15圖的方法也可包含下列實施例。在一實施例中，此方法可包含在形成金屬接合160或金屬接觸區域期間同時從金屬薄片130圖案化匯流帶及互連帶。在一實施例中，匯流帶及互連帶可從由形成金屬接合160分離出來的金屬薄片130而圖案化。在包含第1圖的儲存對齊資料的實施例中，此方法也 可包含依據所儲存的對齊資料而形成耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120的金屬接合160。在包含形成金屬接合160或金屬接觸區域的實施例中，此方法可包含調整雷射燃燒參數以避免損傷太陽能電池120。在一實施例中，此方法可包含在形成金屬接合160後連接金屬互連件至金屬薄片130。在一些實施例中，此方法可包含進行電性連續性檢查以檢查短路。在一實施例中，在測試後光伏層板100可被修復短路或電性損傷，例如對於預圖案化及同時圖案化金屬薄片在太陽能電池佈置以預圖案化金屬薄片之前或在太陽能電池佈置之後。
如上所述，光伏層板100可具有在正常運作期間面對太陽之前側102以及相對於前側102之背側104。光伏層板100也可包含實質透明層110、在實質透明層110上的第一封裝材料層112以及在第一太陽能電池120上的金屬薄片130。在一實施例中，金屬薄片130均勻地接觸第一太陽能電池120。光伏層板100也可包含電性耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120的金屬接合160。在一些實施例中，金屬接合160可包含金屬接觸區域。光伏層板100可包含在金屬薄片130上的襯底材料142以及在襯底材料142上的襯底層140。在一些實施例中，光伏層板100可包含複數個太陽能電池。實施例也可包含，如第7及15圖所示，光伏層板100，其中金屬接合160電性耦接金屬薄片130至第一太陽能電池120上的種子金屬層121。
如上所述，第1至15圖的光伏層板100可包含太陽能電池120。上述所有方法是適用於不同類型的太陽能電池，包含，但不限於，線性單軸設計，在金屬接合形成步驟期間允許高產量過程，簡化對齊及減少工具複雜性。在一實施例中，太陽能電池120可包含在第一太陽能電池120的背側上的薄的非晶矽層。在一些實施例中，非晶矽層允許增加雷射過程視窗(例如，對於具不同厚度 的P型及N型摻雜區域的背側介電堆疊的電池架構)。在一實施例中，可摻雜非晶矽，其摻質可為N型或P型摻質。實施例可包含提供選自於由背接觸太陽能電池、前接觸太陽能電池、單晶矽太陽能電池、多晶矽太陽能電池、非晶矽太陽能電池、薄膜矽太陽能電池、銅銦鎵硒(CIGS)太陽能電池及碲化鎘太陽能電池所組成之群組的太陽能電池。
在一些實施例中，第1至15圖的太陽能電池可以是背接觸太陽能電池，其在太陽能電池120之背側上具有矽基板、於矽基板上的摻雜區、非晶矽層、分離摻雜區的溝槽區以及背抗反射塗層(Back Anti-Reflection Coating,BARC)。在太陽能電池120是由背接觸太陽能電池所組成的實施例中，太陽能電池120可包含在矽基板上的紋理化區以及在紋理化區上的抗反射塗層(Anti-Reflection Coating,ARC)。在一些實施例中，太陽能電池可包含形成於如第5圖所示之太陽能電池的矽基板上的種子金屬層。且如第5圖所示，金屬接合160可電性耦接金屬薄片130至在第一太陽能電池上的種子金屬層121。在一實施例中，介電層可形成於種子金屬層121之間並形成第一及第二匯流帶131、133，其中第一及第二匯流帶131、133金屬可折疊於第一太陽能電池120上以降低框尺寸。實施例可包含種子金屬層，其包含金屬例如，但不限於，銅、錫、鎢、鈦、鈦鎢、銀、金、氮化鈦、氮化鉭、釕或鉑。
雖然至少一例示性實施例已經在前面的詳細描述被提出，但應理解的是存在廣大的變化。還應當理解的是，例示性實施例或本文所描述的實施例並不意圖以任何方式限制所要求保護的主題的範圍、適用性或配置。相反地，前述詳細描述將提供本發明所屬技術領域中具有通常知識者一個方便的路徑圖而實現所描述的實施方式或實施例。應當理解的是，在不脫離申請專利範圍所 定義的範圍下可進行元件的功能和排列的各種改變，其包含在提交本專利申請時已知的等同物和可預見的等同物。

Claims (20)

  1. 一種用於金屬化光伏層板的方法，該方法包含：將一第一封裝材料置於一實質透明層上；將一第一太陽能電池置於該第一封裝材料上；將一金屬薄片置於該第一太陽能電池上，其中該金屬薄片之一第一表面均勻地接觸該第一太陽能電池；以及形成一金屬接合，耦接該金屬薄片至該第一太陽能電池，在形成耦接該金屬薄片於該第一太陽能電池之該金屬接合後，將另一層直接置於該金屬薄片之一第二表面上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該另一層包含一襯底材料，該方法更包含：將該襯底材料置於該金屬薄片之該第二表面上；形成一襯底層於該襯底材料上；以及接合該實質透明層、該第一封裝材料、該第一太陽能電池、該金屬薄片、該襯底材料以及該襯底層以形成該光伏層板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其更包含將一第二太陽能電池置於該第一封裝材料上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其更包含在將該第一太陽能電池置於該第一封裝材料上之前，分類複數個太陽能電池，其中放置該第一太陽能電池及該第二太陽能電池係依據分類而進行。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該金屬接合包含使用一雷射源而形成一金屬接觸區域，其中所形成的該金屬接觸區域係電性耦接該金屬薄片至該第一太陽能電池。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該金屬接合包含：進行一圖案化過程而得圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片；形成該金屬接合，耦接該圖案化金屬薄片至該第一太陽能電池；以及移除該多餘金屬薄片。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中形成該金屬接合包含：形成該金屬接合，將附接一載體介質之該金屬薄片耦接至該第一太陽能電池，其中該金屬薄片是預圖案化的；以及在形成該金屬接合後，移除該載體介質。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中接合該實質透明層、該第一封裝材料、該第一太陽能電池、該金屬薄片、該襯底材料以及該襯底層以形成該光伏層板包含進行選自於由固化、熱固化、以紫外光固化所組成之群組之方法以及進行一標準層板製程以形成該光伏層板。
  9. 一種用於金屬化光伏層板的方法，該光伏層板具有在正常運作期間面對太陽之一前側以及相對於該前側之一背側，該方法包含：將一第一封裝材料置於包含該光伏層板之該前側之一實質透明層上；將一第一太陽能電池置於該第一封裝材料上；將一金屬薄片置於該第一太陽能電池上，其中該金屬薄片之一第一表面均勻地接觸該第一太陽能電池之該背側；形成一金屬接合，耦接該金屬薄片至該第一太陽能電池；在形成耦接該金屬薄片於該第一太陽能電池之該金屬接合後，將一襯底材料直接置於該金屬薄片之一第二表面上；形成一襯底層於該襯底材料上；以及固化該實質透明層、該第一封裝材料、該第一太陽能電池、該金屬薄片、該襯底材料以及該襯底層以形成該光伏層板。
  10. 一種用於金屬化光伏層板的方法，該方法包含：將一金屬薄片置於一接收介質上；將一第一太陽能電池置於該金屬薄片之一第一表面上；以及形成一金屬接合，耦接該金屬薄片至該第一太陽能電池，在形成耦接該金屬薄片於該第一太陽能電池之該金屬接合後，將一襯底材料直接置於該金屬薄片之一第二表面上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其更包含：將一第一封裝材料置於該第一太陽能電池上；將一實質透明層置於該第一封裝材料上；將一襯底材料置於該金屬薄片上；將一襯底層置於該襯底材料上；以及將該實質透明層、該第一封裝材料、該第一太陽能電池、該金屬薄片、該襯底材料以及該襯底層接合在一起以形成該光伏層板。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中將該金屬薄片置於該接收介質上包含將該金屬薄片置於選自於由一實質透明層、一犧牲玻璃及一穿孔介質所組成之群組之該接收介質上。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中將該第一太陽能電池置於該金屬薄片上包含將複數個太陽能電池置於該金屬薄片上。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其更包含在將該第一太陽能電池置於該金屬薄片上之前，分類複數個太陽能電池，其中放置該第一太陽能電池係依據分類而進行。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該金屬接合包含使用一雷射源而形成該金屬接合，其中所形成的該金屬接合係電性耦接該金屬薄片至該第一太陽能電池。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該金屬接合包含透過該接收介質擊發一雷射至該金屬薄片，以形成耦接該金屬薄片至該第一太陽能電池之該金屬接合。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該金屬接合包含：進行一雷射圖案化過程而得圖案化金屬薄片及多餘金屬薄片；形成該金屬接合，耦接該圖案化金屬薄片與該第一太陽能電池；以及移除該多餘金屬薄片。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中形成該金屬接合包含：形成該金屬接合，將附接一載體介質之該金屬薄片耦接至該第一太陽能電池，其中該金屬薄片是預圖案化的；以及在形成該金屬接合後，移除該載體介質。
  19. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中接合該實質透明層、該第一封裝材料、該第一太陽能電池、該金屬薄片、該襯底材料以及該襯底層以形成該光伏層板包含進行選自於由固化、熱固化、以紫外光固化所組成之群組之方法以及進行一標準層板製程以形成該光伏層板。
  20. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其更包含：將該金屬薄片置於該接收介質上，該接收介質實質上是透明的；將該第一太陽能電池置於該金屬薄片上，其中該金屬薄片均勻地接觸該第一太陽能電池之一背側；透過該接收介質擊發一雷射至該金屬薄片以形成耦接該金屬薄片至該第一太陽能電池之該金屬接合；將一第一封裝材料置於該第一太陽能電池上；將一實質透明層置於該第一封裝材料上；將一襯底材料置於該金屬薄片上；將一襯底層置於該襯底材料上；以及將該實質透明層、該第一封裝材料、該第一太陽能電池、該金屬薄片、該襯底材料以及該襯底層固化在一起以形成該光伏層板。
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