用于互連具有背面接觸的光電池的器件以及包括這種器件的模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于互連具有背面接觸的光電池的器件(其促成所述電池的模塊化裝配)，包括這種器件的具有背面接觸的光電池的模塊，以及用于制造這種模塊的工
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【背景技術(shù)】
[0002]具有背面接觸的光電池是一種在背面(即，與接收太陽輻射的面相反的面)上具有兩個(gè)金屬電極的特定類型的電池。
[0003]電連接導(dǎo)片(pad)分別形成于所述電極的每個(gè)電極上，從而使得電極連接至電路以收集光生電流。
[0004]這種電池配置特別有利于生產(chǎn)包括多個(gè)此種電池的模塊。
[0005]由于全部的互連在同一側(cè)進(jìn)行，從而有效地簡化了裝配，并能提高模塊的產(chǎn)量。
[0006]此外，上述電池裝配使得電池彼此更靠近，帶來的結(jié)果是模塊電子性能的顯著提尚O
[0007]目前，主要應(yīng)用到兩種具有背面接觸的電池互連模式。
[0008]第一種可能性是，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的光電池，利用分別焊接在每個(gè)背面金屬電極的導(dǎo)片上的銅帶?；蛘?，利用金屬連接器。
[0009]文檔US 2011/0126878提出利用預(yù)先形成的銅帶將電池互連，以降低由于電池材料(通常是硅)與銅之間的熱膨脹系數(shù)差異所引起的熱機(jī)械應(yīng)力。
[0010]第二種可能性是，對(duì)于被稱為MWT電池(Metal Wrap Through，金屬電極繞通)或者EWT電池(Emitter Wrap Through，發(fā)射極電極繞通)的電池，將電池焊接或粘結(jié)至金屬化薄膜上。
[0011]通常，是保護(hù)性背板起了額外的支撐供給的作用，其主要功能是確保電絕緣并且保護(hù)模塊免受外部沖擊，包括金屬互連電線的銅層布置在保護(hù)性背板那一側(cè)，所述保護(hù)性背板與電池背面上的連接導(dǎo)片接觸。
[0012]在這點(diǎn)上，可以參考文檔US 2011/0067751，其描述了這種局部金屬化的保護(hù)性背板。
[0013]上述參考文檔中的技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)是這種金屬化薄膜的成本較高，其利用類似于用于形成印制電路的工藝來生產(chǎn)這種金屬化薄膜。
[0014]此外，由于導(dǎo)電蝕跡的形成通常以金屬化薄膜淀積在保護(hù)性背板的整個(gè)面上，隨后再對(duì)其進(jìn)行化學(xué)腐蝕以僅保留那些將形成蝕跡的區(qū)域，因此上述技術(shù)必然導(dǎo)致材料的大量損失。
[0015]文檔US 5，972，732描述了這種技術(shù)的若干變體。
[0016]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，導(dǎo)電蝕跡以聚合物材料網(wǎng)柵的形式形成于襯底之上，所述網(wǎng)柵插置在保護(hù)性背板與電池之間。這種裝配利用穿過網(wǎng)孔的封裝材料來層壓，以保證模塊的機(jī)械強(qiáng)度。
[0017]在所有情況下，這些技術(shù)都具有如下缺點(diǎn):其需要在電池與連接器或者金屬蝕跡之間設(shè)置電絕緣層以防止短路。
[0018]所述電絕緣層可以設(shè)置在每個(gè)電池上，連接器上，或者金屬化薄膜上。
[0019]此外，所述絕緣層可以是插置在每個(gè)電池與連接器或者金屬化薄膜之間的獨(dú)立層O
[0020]文檔WO 2012/059534描述了這種以玻璃纖維織物的形式存在的電絕緣層的具體例子。該層設(shè)置在電池與連接器之間，電連接通過織物來實(shí)現(xiàn)。這需要規(guī)定所述織物的網(wǎng)孔尺寸，以使得當(dāng)電池通過焊接連接至連接器時(shí)熔融的易熔合金能夠穿過織物。
[0021]無論這種絕緣層的形態(tài)如何，其設(shè)置需要在制造模塊時(shí)添加額外的步驟。
[0022]因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種克服了上述缺點(diǎn)的用于互連具有背面接觸的光電池的方法。
[0023]具體地，其能夠通過應(yīng)用最少數(shù)量的步驟和利用盡可能少數(shù)量的單獨(dú)構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)電池的互連。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]根據(jù)本發(fā)明，其提出了一種用于互連具有背面接觸的光電池的器件，其特點(diǎn)在于包括至少一個(gè)具有電絕緣纖維的織物層，所述織物包括由導(dǎo)電材料構(gòu)成的電線或帶的至少一部分，所述電線或帶的至少一部分與所述纖維編織，并且布置為與織物至少一個(gè)區(qū)域的表面保持齊平以形成電接觸區(qū)，該電接觸區(qū)將連接至位于電池的背面上的接觸導(dǎo)片。
[0025]所述導(dǎo)電電線或帶的至少一部分可以與所述織物的瑋向纖維或者所述織物的經(jīng)向纖維保持平行。
[0026]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述導(dǎo)電電線部分由多股絞線形成。
[0027]有利的是，選擇所述織物的孔隙率以使得在電池和所述器件的層壓步驟期間利用封裝材料來對(duì)光電池進(jìn)行浸漬。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述織物是包括至少兩層電絕緣纖維的三維織物，所述層由多個(gè)電絕緣纖維彼此連接。
[0029]例如，所述織物的電絕緣纖維可以是玻璃纖維或者紡織纖維。
[0030]所述織物有利地具有10g/cm2與100g/cm2之間的每單位面積質(zhì)量。
[0031]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述導(dǎo)電電線或帶的部分布置為與電絕緣纖維織物的第一側(cè)區(qū)域的表面保持齊平，并且與織物的第二側(cè)(其與第一側(cè)相對(duì))區(qū)域表面保持齊平，以在所述互連器件的兩側(cè)形成電接觸區(qū)。
[0032]所述織物可以有利地包括用于封裝光電池的材料纖維，所述材料適合用于在電池和所述器件的層壓步驟中浸漬織物并封裝光電池。
[0033]本發(fā)明進(jìn)一步的主題為具有互連的背面接觸的光電池模塊，其包括多個(gè)帶背面接觸的光電池和如上所述沿著電池的背面布置的互連器件，選定電接觸區(qū)在所述器件的電絕緣纖維織物的表面上的布置，以使得電池的接觸導(dǎo)片連接至所述器件的接觸區(qū)，并且使得所述接觸導(dǎo)片通過位于所述導(dǎo)片之間的電絕緣纖維的織物層區(qū)域彼此電絕緣。
[0034]根據(jù)所述模塊的一個(gè)實(shí)施方案，互連器件確保電池的至少一個(gè)接觸導(dǎo)片由一個(gè)相同的電接觸區(qū)或者由兩個(gè)分開的電接觸區(qū)與相鄰電池中具有相反極性的接觸導(dǎo)片之間的電連接，所述區(qū)域由布置為橫向于所述區(qū)域的帶進(jìn)行電連接。
[0035]此外所述模塊在所述電池的背面與互連器件之間可以包括至少一個(gè)由電絕緣纖維形成的織物層。
[0036]并且，電池和互連器件可以用封裝材料封裝，所述材料浸漬互連器件的織物。
[0037]最后，本發(fā)明進(jìn)一步的主題涉及一種用于制造包括多個(gè)具有背面接觸的光電池的模塊的工藝，其包括:
[0038]-提供如上所述的互連器件；
[0039]-將每個(gè)所述電池的每個(gè)接觸導(dǎo)片與所述器件的電接觸區(qū)匹配，所述接觸導(dǎo)片通過位于所述導(dǎo)片之間的電絕緣纖維織物層部分而彼此絕緣；
[0040]-在導(dǎo)片與所述電接觸區(qū)之間形成電連接。
[0041]導(dǎo)片與電接觸區(qū)的電連接通過焊接來實(shí)現(xiàn)。
[0042]此外，導(dǎo)片與電接觸區(qū)的電連接通過利用導(dǎo)電膠的粘結(jié)來實(shí)現(xiàn)。
[0043]所述工藝可以進(jìn)一步包括利用封裝材料對(duì)連接至電池的器件進(jìn)行層壓的步驟，所述材料浸漬織物的網(wǎng)柵。
[0044]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述工藝包括在導(dǎo)片與電接觸區(qū)之間形成電連接之前，在互連器件與光電池的背面之間插入電絕緣織物，然后通過應(yīng)用導(dǎo)電材料來形成所述電連接，所述材料能夠穿過所述織物。
[0045]互連器件的提供步驟有利地包括將電絕緣纖維與所述導(dǎo)電電線或帶的至少一部分進(jìn)行編織以形成織物。
【附圖說明】
[0046]通過下面參考附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中:
[0047]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的在層壓之前模塊的部件的截面圖；
[0048]-圖2示例性地示出了具有背面接觸的電池互連的示例；
[0049]-圖3A和圖3B示出了電絕緣纖維織物為三維織物的互連器件的兩個(gè)實(shí)施方案；
[0050]-圖4圖示了一個(gè)電絕緣層插置于電池背面與互連器件之間的模塊的實(shí)施方案；
[0051]-圖5和圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的模塊的示例。
具體實(shí)施方案
[0052]圖1是在層壓步驟之前，用于生產(chǎn)包括互連光電池的模塊所需的部件的截面圖。
[0053]該圖示出了兩個(gè)帶背面接觸的電池PV1、PV2，其并排地布置以形成模塊。電池的正面標(biāo)記為Fl ;用于承載接觸導(dǎo)片的背面標(biāo)記為F2。
[0054]顯然地，模塊可以包括更多數(shù)量的光電池，這些光電池可以例如成行或成列地布置。
[0055]互連器件I沿著電池PVl、PV2的背面布置。
[0056]如下所具體說明的，所述器件I包括電絕緣纖維10的織物。
[0057]圖1中僅示出了經(jīng)向纖維(截面圖)，但是織物還包括垂直于經(jīng)向纖維的瑋向纖維。
[0058]此外，器件I包括導(dǎo)電的電線或帶的至少一部分100，所述導(dǎo)電電線或帶的至少一部分100布置在織物的纖維之中，并且與織物的一個(gè)面(稱為正面)保持齊平