太阳能电池组件制造技术

在太阳能电池中汇流条电极边缘和半导体衬底的表面之间的边界附近产生最大应力，该应力容易集中。因此，在半导体衬底中出现诸如微裂缝的缺陷，其以缺陷作为起点发展成大的裂纹。因此，在用内部引线８连接太阳能电池中的汇流条电极４ａ和５ａ时，不使焊料６与沿着汇流条电极４ａ和５ａ纵向的边缘以及向内距该边缘预定距离的部分Ｆ接触，而是与填料１０直接接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种太阳能电池组件，更具体地涉及一种太阳能电池组件，其中通过内部引线将多个太阳能电池连接至半导体衬底，所述的太阳能电池每个都具有形成在其中的电极。
技术介绍
太阳能电池是用单晶硅衬底或多晶硅衬底制造的。因此，太阳能电池在机械冲击方面弱，当将太阳能电池安装在室外时必须防雨等。由于一个太阳能电池很难产生电输出，必须将多个太阳能电池串连以便能够引出实际的电输出。因此，通常采用连接多个太阳能电池，使连接的太阳能电池置于半透明面板和背表面保护构件之间，并且在太阳能电池之中密封主要由乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等组成的填料来制造太阳能电池组件的方法。这种线性串连连接的太阳能电池被称作太阳能电池串。在这种太阳能电池组件中，太阳能电池是通过称作内部引线的长的窄导体和出现在太阳能电池中两端的称作外部引线的长的窄导体相互连接的。将多个串中的外部引线通过连接配线相互并联连接，以制造太阳能电池面板。这样的内部引线、外部引线和连接配线通常由厚度约0.1～1.0mm并且宽度为2～8mm的涂有焊料的铜箔形成，所述铜箔的整个表面涂有焊料。将它们切成预定的长度并且使用。焊料通常是具有约63重量％的锡和约37重量％的铅组成的共晶软焊料。当如上所述使用焊料将内部引线和太阳能电池相互连接时，预先给形成在太阳能电池表面上的集电汇流条电极的表面提供含有焊料的涂料，并且将该涂料连同内部引线中的含有焊料的涂料进行热焊接。备选地，只给内部引线提供含有焊料的涂料，然后使用焊剂将内部引线中的焊料直接热焊接到其上没有焊料涂料的汇流条电极上。在常规的太阳能电池中，太阳能电池中的衬底有时沿着汇流条电极裂开。图9是太阳能电池中硅衬底1上的汇流条电极5a和内部引线8之间的连接器的横截面视图。施加在硅衬底1横截面上的应力用箭头绘出。该横截面视图是通过放大主要部件的大小而绘制的，以使构造容易理解，其尺寸比率与实际的尺寸比率不同。如图9所示，作为输出引出端的汇流条电极5a向其沿着汇流条电极的纵向边缘涂布有焊料6。此时，发现在汇流条电极5a边缘和硅衬底1表面之间的边界附近(在图9中用“Q”表示)产生最大的拉伸应力，因此应力容易集中。这种应力造成一些问题。例如，在汇流条电极5a附近的硅衬底1中出现诸如微裂缝的缺陷，该微裂缝在随后的制造过程中发展成为大的裂纹。此外，输出不能被充分引出或者被降低。特别是，太阳能电池组件通常安装在室外，因此由每天的温度循环造成的收缩和膨胀是重复的。此时的应力被施加在汇流条电极5a边缘和硅衬底1表面之间的边界附近。因此，在太阳能电池上产生微裂缝，从而导致长期可靠性下降。在制造太阳能电池组件中，将预先涂布有焊料的内部引线8焊接到汇流条电极5a，以连接汇流条电极5a和内部引线8。此时，当移动内部引线8以将焊料焊接至连接到汇流条电极表面的表面指状电极时，由于焊料和组成内部引线8的铜之间热膨胀的差异、收缩等造成的应力，硅衬底1中更加严重地出现微裂缝等。此外，近年来，从节约成本考虑，已经进行了通过减小硅衬底1的厚度来降低半导体材料消耗量的尝试。如果减小硅衬底1的厚度，则硅衬底1抗冲击或应力能力变弱。如果施加由焊料引起的这些应力，则裂缝出现的频率增加。另一方面，当环境问题放在重要的位置时，Sn-Pb基共晶软焊料中含有的铅对人体的影响也成为一个问题。已经积极地研究了不含铅的称作无铅焊料的焊料。但是，当使用无铅焊料如Sn-Ag-Cu、Sn-Zn、Sn-Cu或Sn-Ag-Ni基焊料时，施加到汇流条电极5a边缘附近的应力容易变得显著。在将含有焊料的涂料预先提供于汇流条电极的表面上，并且将内部引线8连同涂布的焊料一起热焊接的情况下，当焊料存在于汇流条电极表面上时，用于焊接的焊料的厚度增加。因此，施加在汇流条电极5a边缘附近的应力容易变得显著。为了解决这样的问题，将由Fe-Ni等组成的殷钢(Invar)材料用于将要涂布于Sn-Ag-Cu基焊料中的铜箔，以减小应力。但是，导体的电阻高，这导致输出损失。本专利技术的专利技术人进行的实验表明，因连接太阳能电池和内部引线的焊料的凝固而收缩的应力和当将使用铜箔作为基材的内部引线从焊料的工作温度冷却到室温时收缩的应力作为内部应力被贮存，并且贮存的变形表现为汇流条电极边缘和强度最弱的太阳能电池和半导体衬底之间的边界附近中的微裂缝。本专利技术的一个目的是提供一种太阳能电池组件，其能够减小施加到太阳能电池中汇流条电极边缘和半导体衬底之间边界附近的应力并且防止由应力造成的诸如微裂缝的缺陷的出现。
技术实现思路
根据本专利技术的太阳能电池组件是如此构造的，使得焊料不与沿着汇流条电极纵向的边缘和向内离边缘预定距离的部分接触，从而使该部分与填料直接接触，由内部引线连接的太阳能电池被密封在所述填料中。沿着汇流条电极纵向的边缘和向内离边缘预定距离的部分涂布有涂料构件，例如阻焊剂，使得涂料构件可以与填料直接接触。通过这些构造，该部分直接或者通过涂料构件涂布有填料，代替涂布有具有高刚性的焊料，使得容易减小施加到该部分的应力。因此，可以降低施加到太阳能电池中衬底表面和汇流条电极边缘之间边界附近的拉伸应力。因此，可以防止在汇流条电极附近的衬底中出现诸如微裂缝的缺陷，使得可以在随后的过程中防止裂纹。在将太阳能电池安装在室外的情况下，由于每天的温度循环造成的应力不集中在电极附近。因此，即使长期使用太阳能电池，汇流条电极附近的部分也很难破裂。特别是在其中沿着汇流条电极纵向的边缘和向内离该边缘预定距离的部分涂布有涂料构件的构造中，当将内部引线热焊接到汇流条电极时，汇流条电极中的部分涂布有涂料构件，从而消除了焊料流动到该部分以覆盖该部分的可能性。如果将汇流条电极在其横向中心部分用焊料连接到内部引线，则焊料总是存在，特别是在汇流条电极的中心部分，使得其连接到内部引线，从而提高连接的可靠性。如果内部引线的宽度小于汇流条电极的宽度，则当将内部引线热焊接到汇流条电极时，内部引线中的焊料可能难以流动到汇流条电极边缘中。太阳能电池包含多个指状电极，所述指状电极的至少一个末端被连接到汇流条电极。如果使内部引线在整个长度上与填料直接接触，使得指状电极和内部引线相互不是用焊料连接的，则可以限制指状电极和衬底表面之间的应力集中，从而使得可以防止衬底中出现诸如微裂缝的缺陷。指状电极连接到汇流条电极的一端可以涂布有涂料构件。如此，如果在将内部引线热焊接到汇流条电极上的情况下连接内部引线的位置被移动，所述的指状电极的一端覆盖有涂料构件，从而使得可以防止指状电极和内部引线相互与焊料连接。如果指状电极中的涂料构件还在汇流条电极起涂料构件作用，则指状电极和汇流条电极可以在一个工序中被涂布，从而使得可以降低太阳能电池组件的制造成本。如果指状电极中的涂料构件是阻焊剂，则易于减小应力，因而可以相当容易地形成涂料构件。在根据本专利技术的太阳能电池组件中，用于连接内部引线和汇流条电极的焊料含有Sn，并且满足以下式∑(ViWi)＜2.8(％)(i表示组成焊料的元素的种数，Vi表示组成焊料的每种元素凝固时的收缩系数(％)，Wi表示组成焊料的每种元素的重量百分比(将总量取作1)，并且总和∑为1～i) 上式中的值是组成焊料的元素凝固时的收缩系数(％)乘以元素的重量百分比的总和，并且是相对于由这些元素组合组成的焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池组件，其包含平板形状的多个太阳能电池和内部引线，所述的内部引线用于电连接提供在一个太阳能电池光接收表面上的汇流条电极和提供在与其相邻的另一太阳能电池的非光接收表面上的汇流条电极，其中通过所述的内部引线相互连接的太阳能电 池被密封到填料中，并且使沿着所述的汇流条电极纵向的边缘和向内距该边缘预定距离的部分与所述的填料直接接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井修一，兼子俊彦，柘植隆，白泽胜彦，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]