專利名稱：串聯(lián)連接光伏電池的方法、可用該方法串聯(lián)連接的光伏電池和由該方法獲得的模塊的制作方法
串聯(lián)連接光伏電池的方法、可用該方法串聯(lián)連接的光伏電池
和由該方法iy尋的才^:
絲領(lǐng)域
本發(fā)明可應(yīng)用于能源生產(chǎn)領(lǐng)域，以及尤其涉及由單晶硅或多晶珪制成的光 伏電池的串聯(lián)連接。
，環(huán)#經(jīng)濟原因?qū)е铝四茉瓷a(chǎn)來源的多棒(匕。人們已經(jīng)付出特別 的努力致力于^1]光伏^ ^尋來自太陽的驗?zāi)芰康馁Y源。由于光伏技術(shù)的
應(yīng)用帶來的有限的環(huán)s^;影響，和由于這種^^開發(fā)出了一種用之不竭的(即可 再生的)能源，因此，這種技術(shù)M青睞。
背景狄
;C^斤周知，多種^bM皮用于制造光伏模塊。目前市場Ji^廣^4在是由硅 電池M的才執(zhí)，其中硅電池是單晶硅或多晶硅類型，這些才狹廣^"在的原 因是由于它們靡^hfi^目對可靠。
這些電池由多片半^###^且成，半"f^H"料實際上經(jīng)常是硅的應(yīng)用，特 別是絲了元素周械中m族或V^f、子，從而形成jwi結(jié)。"t-提供有足夠 的能量^HJt入該結(jié)的光子使《拜"l^中存在的一個電子從價帶到導(dǎo)帶，從而決
定了電子-空W的存在，由于IM1結(jié)所導(dǎo)致的電場效應(yīng)，該電子-空5^f不能復(fù)
合。因此，在太陽輻射的存在下，產(chǎn)生了電子-空穴對的分離，以及隨之在由iwi 結(jié)細分開的電池的兩個表面產(chǎn)生電勢差。^il些面上，特別地預(yù)先設(shè)置了金屬
接觸，，為收集器(collector),在該例子中，電池包括與結(jié)的p型區(qū)樹目關(guān) 聯(lián)的后部電接觸和與結(jié)n型區(qū)^4目關(guān)聯(lián)的前部電接觸(上述區(qū)域的位置也可以 相反)；這些接觸限定了由電池自身組成的電壓發(fā)生器(tensiongenerator)的 相反的極。在限Xife伏電池的元件之間前部和后部的關(guān)系方面，林申請文件 中，"前部"是指更接i^^露于太陽光的器件表面的元件。
該后部電接觸通常稱作為背接觸，其由均勻的導(dǎo)電層形成，該導(dǎo)電層"^L 由鋁和銀制成。U (<1^#作為前接觸)必須專門由導(dǎo)電鄉(xiāng)網(wǎng)格(conductivetrace lattice)纟J成，典型的由銀制成。該i^^必須具有這樣的幾何尺寸， 其使得不影響半導(dǎo)沐背層暴露于太陽輻射。電池的效率完4^feJLA比例地與電 池表面未,iUi述^aA的面積湘關(guān)。構(gòu)^Ji接觸的鵬包括多個非常細長的 導(dǎo)電跡線(也稱為指狀物(fingers))，其M電池的整個面，以及有f^lt量的 連接至指狀物的較大導(dǎo)電i^ (論^Mt為匯流條(busbar ))，其是載荷收集器 (load collector )。
光伏電池內(nèi)部產(chǎn)生的電勢差-^:非常有P艮，在實際應(yīng)用中優(yōu)選使用多個面 板，這些面板內(nèi)部包4t^i殳數(shù)量的串^i^接的電池。
為了實SLh述類型的兩個光伏電池的串^i^接，須建立兩個電池中第一電 池的前接觸的匯流^第二電池的背接觸之間的電連接。
在已知的用于光伏電池串^i^接的工藝中，上iti^續(xù)的電池之間的電連接 是通過多^T屬條(string) (<1^#作帶(ribbon))實現(xiàn)的，""^l^bi^將被 連接的電池中的匯流條的數(shù)勤目等。通ii^到兩個々峰并且并置的電池的電 接觸JJ^約^Jt些帶。一^R應(yīng)用，該帶被固定在電池的匯流條中的一個上并 被固定到4]5^電池的背接觸上'這兩個)tf^端在不同的平面上，該金屬條包括 未:l^縛的管道(tract),該管道傾W^垂直i^k^伸，以使得所述平面之間能 夠連接。在圖l和圖2中示出了光伏電^t過帶串^i^接，其中，帶的附圖
標 記為20。
在光伏電'雄的工業(yè)制造中，樹電池的串^la^A自動化的，以及具有
帶的々條電池的固^l通過稱為tab^tringer (凸片穿^)的機器完成的。盡 管這些機器能夠?qū)崿F(xiàn)工藝過程的自動化,但是帶的固定^liSL^中^^雜的部分。 這種^ft需要相當多的時間來^W亍，這4ff^致整個生產(chǎn)過程的高的吞，土?xí)r間。 這種fab"Stringer才;U^內(nèi)在的才;M^1雜性也使得絲別容易出贈。
而不需^^兌^Uiit^K^I。'，，、， 、，
本發(fā)明的用于串^i^接光伏電池的方'a點在于該方、^t過'f鏈的敘&線 容易實現(xiàn)自動化，并且該方法不易出現(xiàn)，。
本發(fā)明的a
本發(fā)明進一步的特4iE^優(yōu)點M過以下的參考附圖以非限制性實例給出的詳盡說明^ff地闡述，在附圖中
圖l是才娥l^^t^的利用帶串^^接的兩個光伏電池的俯視圖； 圖2是#^3^#^的串庫8^接的兩個光伏電池的,抖見圖； 圖3 ;i才M^^發(fā)明的光J犬電池的逸 見圖4是兩^S(n圖3所示類型的光伏電池的透視圖，^#^ 利用;^發(fā)明的方
圖5是利用本發(fā)明的方法串^^接的多個光伏電池的^^見圖； 圖6是利用本發(fā)明的方法串^i^接的多個光伏電池的侗扭見圖； 圖7是排^Jt行的多個光伏電池的^f見圖，其中利用本發(fā)明的方法#^~
單獨行的電^fct匕串^it接。
參考兩個光伏電池la和lb的串聯(lián)連接,本發(fā)明的方法包括以下已知階敗
預(yù)先配置第一光伏電池la和第二光伏電池lb，該兩個電^^有這樣的類型，
其包括^t半^!^層2,該i!e^半"H^層2 i^j:有安置在電^N^4面上的上
電接觸3a、 3b (前接觸)以及下電接觸4 (背接觸)；在第二光伏電池lb的前 接觸3a、 3b和第一光伏電池la的背接觸4之間建立電連接。該方法的特* 于，在所i^t伏電池l的電接觸3a、 3b和4之間建立電連接的階段包^l樣的 階乾部分疊置這些電池，使得第一光伏電池la的背接觸4至少部分疊狄第 二光伏電池lb的前^^3a、 3b上，以M而實現(xiàn)^^觸之間的電連接。
擬娥上述階段的電池的串^i^接中，由于連續(xù)電紋間的電接觸通itit 兩個電池的背^^觸和前^^觸之間的直^^觸實現(xiàn)，因此不再需^4條的電池之 間的連接帶。^yjiii的架構(gòu)方法中消除了將帶固定這一存在問題的操怍。
有利地，串^i^接的電池中的前接觸3a、 3b至少包括布3^所述前接觸預(yù) 先配置在其上的電池的第一周iiii^6附近的^"^^P (trace junction) 3a。 接著，在部分疊置所述電池的階段期間，第一電池的接觸部分10疊J^^ 合部3a上。^r沖^的討論中M，光伏電池1的下表面均勻M有下導(dǎo)電 層4，即，背接觸；從而該背接觸與導(dǎo)電iim^3a的接觸實現(xiàn)了所需的串 ^i^接。有利地，Ji^的接觸部分10是電池的倆瑯，^條于與第一周iii^ 6相對的第二周iti^t 7。接觸部分10 ^Mr^部3a之間的相對定^i使得 能夠容易地串^^接多于2個的光伏電池1，如將在以下內(nèi)容中描述的。& 寸和功能方面，i^^部3a^MM^L^^^fOa^的電池中所使用的匯流條類似；跡線與在電池的Ji4面Jb^開的多個_= ^指狀物3b連接。
有利地，本發(fā)明的連接方、^包括在上述的疊置配置中固^一和第二光 伏電池la和lb的階段。該階段可以包括在兩光伏電池的接觸的部分之間插入 固定物質(zhì)8，在該示例中，在第一電池la ^#^觸部分10的背表面和第二電 池lb的i^^部3a之間插入。該固定物質(zhì)8可以由具有固化特性的膠、粘 結(jié)劑或骨構(gòu)成，例如，通雄常^^其它^1，甚至高于柳。C下的麟而固化。 基于顯而易見的原因，所^JU的固定物質(zhì)^常的環(huán)嫂溫度下應(yīng)當具有非常好 的導(dǎo)電性是非常重要的。
除非該固定階段非常小心^lt確地完成，否則，JLii的固定物質(zhì)8會在接 觸部分10 3a之間的插入空間^卜固化，從而導(dǎo)致同一電池的背
接觸4和前接觸3a、 3b之間M^的風險。為了消除JJt^產(chǎn)缺陷，有利地，本 發(fā)明的方法可以包^f錄一光伏電池la的前接觸3a、 3b與背接觸4在其第二 周iiii^L7處電g的階段，以;SLf綠二光伏電池lb的i^^^P 3a和背接 觸4在其第一周iiii^6處電絕緣的階段。該電絕緣可以通過^^I，漆實現(xiàn)， 或者通過使用例如^b^燒器(laserburner)或者甚至使用其它已知系^&^ ii^來實現(xiàn)。
顯然，Jiii^于將兩個光伏電池la、 lb串^^接的方法可以擴賴于任意 數(shù)量的光伏電池l的串^i^接。為了連接至少三個光伏電池，需要以下階l 預(yù)先配XJiii類型的多個光伏電池1; #^先配置的光伏電池1 ^"序列排序； 除了第一光仗電池1》Jf， ^^J前述的方法將電池1禾4亥序列中前面的電池1 串絲接。
考彪ij單個電池的i^^^ 3a ^^觸部分10的相對定位，^j^]上^ 法可以構(gòu)成串^i^接的多行光伏電池1，其中，行可以與其它平行的行如賄 ^Mi中那樣通過躺指狀物21以常Mi^接串^^接。通iii^^^15 3a的也 相對于電池的^^J的定向，^f更利iS亥躺指狀物21的定位。
利用本發(fā)明的方法，光伏微的生產(chǎn)容易實現(xiàn)自動化例如^^^Ui^ 光伏電池1的,和目的在于在4條的電池的接觸之間建立電連接的在應(yīng)用固 定物質(zhì)后將電池疊置的操怍可以通過笛卡爾或^A^器AJ4行而沒有任何困難。
與l ^1支術(shù)的電,以，才娥上^法串^J己的光伏電池1，包括M半"^^層2，該ife^半"H^層2設(shè)有布^Nl對表面上的前接觸3a、 3b和背接 觸4，該前接觸3a、 3b包^it^^部3a，其連接至^Mi^線3b。相對于已 知的象降，該電池的特4iE^于該i^^部3a被安J^該電池的第一周iiii^ 6附近。
該iblt半"^^層2 M由結(jié)晶硅制成。如^J賄技術(shù)的描述中已經(jīng)闡iiit 的，在該電池背部上的均勻的背接觸4^由鋁^艮制成，而前接觸3a、 3b僅
該ifei^2二:獲得的。 '、、土 。'' "
在附圖所示的實施例中，ii^^P 3a沿著電池的第一周i4ii^6幾錄 開，該電池呈現(xiàn)為方形的幾何形狀。電處^L可以有不同的幾何形狀，例如矩形 或八角形，而不tt該i^^^^3a^^該周iii^的fW。在已示出的實施 例中，該^Ui^或指狀物3b是直的i^iL與i^^部3a垂直，并從電池 的第一周iiii^6延伸至與第一周iii^t6相對的第二周i4ii^7。才財居本發(fā)
才M&4^方法實現(xiàn)的ib伏才^:將包^"至少兩個M電池la、 lb，所iiit伏電 M有這樣類型，其包括規(guī)半W層2，該絲半科層2設(shè)有布1^目對 表面上的前接觸3a、 3b和背接觸4，所述至少兩個光伏電池通過將第二光伏電 池lb的前接觸3a、3b部分疊置在第一光伏電池la的背接觸4 Ji^目互串聯(lián)連接。
權(quán)利要求
1.一種用于串聯(lián)連接兩個光伏電池(1a、1b)的方法，包括以下階段預(yù)先配置第一光伏電池(1a)和第二光伏電池(1b)，二者都是這樣的類型，其包括光敏半導(dǎo)體層(2)，該光敏半導(dǎo)體層(2)設(shè)有布置在電池的相對表面上的前接觸(3a、3b)和背接觸(4)；在第二光伏電池(1b)的前接觸(3a、3b)和第一光伏電池(1a)的背接觸(4)之間建立電連接；其中在光伏電池的電接觸(3a、3b，4)之間建立電連接的階段包括這樣的階段將這兩個光伏電池(1a、1b)部分疊置，使得第一光伏電池(1a)的背接觸(4)至少部分疊置在第二光伏電池(1b)的前接觸(3a、3b)上，以及從而使得該背接觸(4)與該前接觸(3a、3b)之間電接觸。
2. :H5U'j要求l所述的用于串^i^接兩個光伏電池(la、 lb)的方法，其中所iiit伏電池(la、 lb)的前接觸(3a、 3b)至少包括布l在電池的第一周iiii^ (6)附近的跡線^^郎(3a),在部分疊置所述電池的階度中，將該第一光伏電池(la)的接觸部分(10)疊置在該it^^部(3a)上。
3. 如^U，j要求2所述的用于串^i^接兩個光伏電池(la、 lb)的方法，其中該第一光伏電池(la)的接觸部分(10)是側(cè)面部分，^P^該電池的第二周iiii^(7)，該第二ii^所錄一周i4i^(6)對置。
4. :N5^，J要求3所述的用于串^^接兩個光伏電池(la、 lb)的方法，其中該方法包括如下階良通it^該第一光伏電池(la)的接觸部分(10)的下表面^i亥第二光伏電池(lb)的i^^^P (3a)之間插入固定物質(zhì)(8),使該接觸部分(10)的下表面gm該i^^^ (3a)。
5. 如;M，J要求4所述的用于串^i^接兩個光伏電池(la、 lb)的方法，其中該固定物質(zhì)(8)由導(dǎo)電骨構(gòu)成，該導(dǎo)電骨能夠通it4預(yù)定溫度下,而固化。
6. :i^ij要求4或5所述的用于串^i^接兩個; ^犬電池(la、 lb)的方法，其中該方法包拾^下階^:利用^ ，使該第一光伏電池(la)的前接觸(3a、3b)與背接觸(4)在其第二周iiii^ (7)處電錄，以及使該第二光伏電池(lb)的i^m^部(3a)與背接觸(4)在其第一周iiii^ (6)處電g
7. 如^'j要求5或6所述的用于串^i^接兩個光伏電池(la、 lb)的方法，其中該方法包^P下階段通ii^灼該第一周diii^(6)，使該前接觸(3a、3b)與在該第二周iiii^ (7)處的該第一光伏電池(la)的背接觸(4)電絕緣，以及使該i^^部(3a)與在該第一周iii^(6)處的該第二光伏電池(lb)的背接觸U)電纟&^。
8. —種用于串^i^接至少三個光伏電池(1)的方法，包括以下階殷預(yù)先配置多個光伏電池(1)，其類型為包括ifelt半"^^層(2)，該光敏半"^^層(2)設(shè)有布J^E電池的相對表面上的前接觸(3a、 3b)和背接觸(4);^"序列對,斤i^^犬電池(1)排序；對于除其中的第一個光伏電J^卜的^-"排序的光伏電池(1)，使該光伏電池(1)和序列中的在前的光伏電池(1)之間生成串^i^接；其中該光伏電池(1)和序列中的在前的光伏電池(1)之間的串^i^接至少之一是^^I如前面所述的^U，J^求所述的方法來實現(xiàn)的。
9. 如 MiJ^求8所述的用于串^i^接至少三個光伏電池(1)的方法，包括在ife^M^^hiMjy犬電池(1)的階段，通ii^幾器人以自動化的工藝來完^;fi^JiiM:電池的階段、建立接觸之間的電連接的階^Mp分疊置所i^t伏電
10. —種可通過前ii^'虔求之一的方法串^ia^的光伏電池(1)，包括光敏半"^^層(2)，該;fe^半"f^層(2)設(shè)有布置擬目對表面上的前接觸(3a、3b)和背接觸(4)，該前接觸(3a、 3b)包減接至^i^(3b )的i^^tp(3a);其中，該i^^^ (3a)布錄所述電池的第一周iiii^ (6)的附ito
11. :N5^'JJNU0所述的光伏電池，其中該i^r^部(3a)沿著該電池的該第一周iiii^ (6)幾1^_開。
12. :H3U'J^求11所述的光伏電池，其中該^M^ (3b) AJL的且與該(3a)垂直，并從該電池的第一周iiii^ (6)延伸至第二周i4ii^(7)，其中該第二周iiii^ (7)與第一周iiii^ (6)相對'
13. —種^^5U，J^求1至9其中之一所述的用于串聯(lián)連接光伏電池的方法所形成的光伏模塊，其中該才鉄包括至少兩個光伏電池(la、 lb)，該光伏電J^fe^有這樣的類型，其^i^fe^:半"l^層(2)，該^t半"l^層(2)設(shè)有布置^目對表面上的前接觸(3a、 3b)和背接觸(4)，所itit伏電地通過將該笫一光伏電池(la)的前接觸(3a、 3b)至少部分疊M該第二光伏電池(lb)的背接觸(4)上串^i^接。
全文摘要
一種以串聯(lián)方式連接兩個光伏電池(1a、1b)的方法，包括以下階段預(yù)先配置第一光伏電池(1a)和第二光伏電池(1b)，其電池類型均為包括光敏半導(dǎo)體層(2)，該光敏半導(dǎo)體層(2)具有前接觸(3a、3b)和背接觸(4)，其中前接觸(3a、3b)和背接觸(4)分別位于相對的表面；部分疊置兩個光伏電池(1a、1b)導(dǎo)致第一光伏電池(1a)的背接觸(4)至少部分疊置在第二光伏電池(1b)的前接觸(3a、3b)上，從而實現(xiàn)該背接觸(4)與前接觸(3a、3b)之間的電接觸。
文檔編號H01L31/05GK101641800SQ200780049538
公開日2010年2月3日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
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