太阳能电池模块和用于太阳能电池的接线的方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池模块，其包括布置在载体（14）上的太阳能电池（13,15），所述太阳能电池（13,15）借助于连接器（24,26）接线。为了能够低成本地制造太阳能电池模块并且最小化由于连接器造成的电损耗，提出了载体具有凹陷（22），连接器至少分段地在所述凹陷内延伸，并且太阳能电池在凹陷以外平面地或者基本上平面地布置在载体上或在载体上延伸的层上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能电池模块和用于太阳能电池的接线的方法
本专利技术涉及一种太阳能电池模块，其包括布置在载体上的太阳能电池，所述太阳能电池借助于连接器接线。本专利技术还涉及一种用于将具有第一和第二接触部的太阳能电池接线成模块的方法，其中所述太阳能电池以背侧布置在载体上，所述载体具有第一和第二电连接器，通过所述电连接器，所述太阳能电池以其第一和第二接触部在接线点被接线。
技术介绍
为了利用太阳能电池来提供合适的电压或功率，已知将所述太阳能电池接线成较大的单元。为了制造相应模块，电池并联或串联地彼此接线并且嵌入在合适的透明的封装材料、如乙烯醋酸乙烯酯（EVA）中。在前侧，相应模块通常被玻璃片覆盖，并且在背侧被防风化的塑料复合膜、如聚氟乙烯（TEDLAR）和聚酯覆盖。模块本身被例如由铝制成的框架包围。硅晶片基上的典型太阳能电池模块在前侧和背侧上具有接触部。为了太阳能电池的接线，将一个太阳能电池的前接触部与后面的太阳能电池的背接触部连接。因此，接线成串是可能的。在此，电池之间的连接器必须具有足够的长度，以便允许由于热造成的相对运动。这又导致，太阳能电池被布置为彼此相距一定的间距，使得产生非活性的模块面。由此造成以及由于在前侧延伸的接触部——如接触指和与连接器导电连接的汇流排——的遮蔽而出现功率损失。在前侧接触太阳能电池的情况下，通常施加在朝光侧的导电栅格（其由集流器（栅格指）和排流器（汇流排）构成）与至少通过连续金属层（如铝）或在背侧钝化的氮化硅层连接，所述氮化硅层具有作为背侧接触部的凹陷用于铝接触。属于前接触太阳能电池的还有具有透光背侧接触部的所谓的双面电池。相应太阳能电池的串联通常通过如下方式进行：太阳能电池单个地与称为电池连接器的接触带（其例如由镀锡的铜制成）焊接在一起，接着组合成所谓的串并且串联。所述串板状地布置，并且通过另外的镀锡的铜带串行接线。为了实现较高的效率以及由此较高的功率，可以使用背侧接触太阳能电池，所述背侧接触太阳能电池的两个接触部都布置在电池背侧、即背向光束的侧上。由此避免了由于去掉朝向光束的电池前侧上的汇流排以及根据太阳能电池类型也可能去掉前侧上的接触指造成的不期望的遮蔽。另外，模块的太阳能电池的封装密度可以被提高，因为可以使用共面的连接器。在相应的背侧接触太阳能电池的情况下，通常在金属绕通（MWT,MetalWrapThrough）太阳能电池与发射极绕通（EWT,EmitterWrapThrough）太阳能电池之间进行区分。在MWT太阳能电池的情况下，存在前接触部和背接触部。通过半导体衬底——如硅晶片——中的孔，前接触部于是被引导到背侧。诸如钻孔的孔例如通过Ag导电膏被金属化，并且围绕背侧上的贯穿点的区域与背侧的其余区域绝缘，使得电流可以从前侧被传导到背侧并且在那里被接收。该电路的优点是，不再需要遮光的排流器（汇流排），并且由此提供前栅格的较高透明度。在EWT太阳能电池的情况下，形成发射极的n层穿过晶片中的非常小的钻孔被引导到背侧，并且在那里通过尽可能点状的金属层——所谓的通孔接触部——被接触。因此，亦称点接触太阳能电池。该电池的优点是，前侧上的常见前栅格完全取消，并且被由关于通孔接触部为径向分布的指构成的金属化部代替，由此为光入射提供尽可能最好的透明度。但是所得出的缺点是，晶片由于钻孔而不耐受机械负荷。为了避免所述缺点已知，以由膜和铜带构成的组合来接线背侧接触太阳能电池（例如参见D.W.Eikelboom等人的“Conductiveadhesivesforinterconnectionofbusbar-lessemitterwrap-throughsolarcellsonastructuredmetalfoil”,17thPVSECFukuokaJapan,2001,1547页）。但是这导致太阳能电池的机械负荷，因为包围太阳能电池的嵌入材料实现相对大的横向运动，所述横向运动可能由于在制造模块所需的层压工艺期间的收缩以及由于有机膜的高的热膨胀系数而出现。在不同的公开物中描述了绕通太阳能电池，以便产生太阳能电池的发射极和背侧之间的接触，以便于是最终通过背侧接触部实现接线。为了背侧接触太阳能电池的接线，已知共面连接器。在此，所述连接器存在于金属基上并且涂有介电层，其中将接触指专门布置在电池背侧上实现了较薄的汇流排设计。在此，所述连接器可以被实施为各种几何形状，并且基本上通过焊接方法以至少两个位置固定在每个电池上。该接线方案的缺点是电池的费事的定位和连接器以及连接器的有限的截面，因为扁平的连接可提高填充因数。下面的公开物提供了关于相应技术的概述：D.Thorp等人“MethodsofcontactingmultijunctionsiliconPVmodules”,14thEuropeanPVSEC,Barcelona,1997,p；A.Schoenecker等人“AnindustrialmcEWT-solarcellwithscreen-printedmetallization”,14thEuropeanPVSEC,Barcelona,1997,p；M.Späth等人“Solderversionof8inchback-contactedsolarcells”,15thPVSECShanghai,2005,1003页；F.Clement等人"Processingandcomprehensivecharacterizationofscreen-printedmc-Simetalwrapthrough(MWT)solarcells",22ndEuropeanPVSEC,2007,Milano,1399页；Y.Meydbray等人“SolderJointdegradationinhighefficiencyallbackcontactsolarcells”,22ndEuropeanPVSEC,Milano,2007,2561页；U.Eitner等人“Amodellingapproachtotheoptimizationofinterconnectsforbackcontactcellsbythermomechanicalsimulationsofphotovoltaicmodules”,23rdEuropeanPVSEC,Valencia,2008,2815页；K.Nakamura等人“DevelopmentofbackcontactSisolarcellsandmoduleinpilotproductionline”,23rdEuropeanPVSEC,Valencia,2008,1006页。还已知的是，将背侧膜用于接线。在此，可以将导电粘接剂层用于连接接触部。导电粘接剂可以通过印刷技术来施加（D.W.Eikelboom等人的“Conductiveadhesivesforinterconnectionofbusbar-lessemitterwrap-throughsolarcellsonastructuredmetalfoil”,17thPVSECFukuokaJapan,2001,1547页）。从引用文献M.Späth等人的“Anovelmoduleassemblylineusingback-c本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池模块（10），包括布置在载体（14）的一侧上的太阳能电池（12,?13,?15,?100,?102,?200,?202,?319,?321,?323,?325），所述太阳能电池（12,?13,?15,?100,?102,?200,?202,?319,?321,?323,?325）借助于连接器（24,?26,?132,?134,?232,?262,?264）接线，其特征在于，所述载体是固有刚性的，在所述载体中并且从上面布置有太阳能电池（12,?13,?15,?100,?102,?200,?202,?319,?321,?323,?325）的那侧构造纵向凹陷（22），在所述纵向凹陷内以及在所述纵向凹陷的纵向上延伸地置入连接器（24,?26,?132,?134,?232,?262,?264），所述连接器相对于所述载体电绝缘，并且太阳能电池（12,?13,?15,?100,?102,?200,?202,?319,?321,?323,?325）在所述纵向凹陷外平面地或基本上平面地布置在所述载体上或在所述载体上延伸的层上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.01 DE 102011050795.7;2011.11.28 DE 1020111.一种太阳能电池模块（10），包括布置在载体（14）的一侧上的太阳能电池（12,13,15,100,102,200,202,319,321,323,325），所述太阳能电池（12,13,15,100,102,200,202,319,321,323,325）在接线点（42）处借助于电连接器（24,26,132,134,232,262,264）接线，其中所述载体是固有刚性的，在所述载体中并且从上面布置有太阳能电池（12,13,15,100,102,200,202,319,321,323,325）的那侧构造纵向凹陷（22），在所述纵向凹陷内以及在所述纵向凹陷的纵向上延伸地置入电连接器（24,26,132,134,232,262,264），所述电连接器相对于所述载体电绝缘，并且太阳能电池（12,13,15,100,102,200,202,319,321,323,325）在所述纵向凹陷外平面地直接布置在载体上或在所述载体上延伸的层上，其特征在于，至少在纵向凹陷（22）的一些中布置两个电连接器（24,26），所述电连接器（24,26）在接线点（42）外相对于彼此以及相对于载体（14）电绝缘。2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，载体（14）由电绝缘材料制成。3.根据权利要求2所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述电绝缘材料由至少一种来自如下组的材料构成：纤维素、废纸、塑料泡沫、陶瓷、玻璃，或者由来自所述组的所述材料中的至少两种的组合构成。4.根据权利要求3所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述废纸包括纸板或卡纸并且所述组合包括电路板。5.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，载体（14）由导电材料制成。6.根据权利要求5所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述导电材料包括金属泡沫。7.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述金属泡沫包括铝泡沫、锌泡沫或铜泡沫。8.根据权利要求7所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述铝泡沫、锌泡沫或铜泡沫混合有镁。9.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其特征在于，电绝缘层在太阳能电池（12,13,15）与载体（14）之间延伸，所述电绝缘层由所述载体的表面构造的氧化物层或者涂覆在该表面上的氧化物层制成或者由塑料制成的层制成或者是喷溅的玻璃层。10.根据权利要求9所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述玻璃层包括磷玻璃层。11.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其特征在于，电绝缘层在载体（14）与太阳能电池（12,13,15）之间延伸，所述电绝缘层要么具有开口，在所述开口中存在将所述太阳能电池与所述载体连接的粘接材料，要么在所述电绝缘层上存在将所述太阳能电池与所述载体连接的粘接材料。12.根据权利要求11所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述粘接材料包括硅树脂粘接剂。13.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其特征在于，相对于彼此以及相对于载体（14）电绝缘的第一和第二电连接器（24,26）在纵向凹陷（22）中延伸，第一极性的第一电连接器（24）与布置在所述载体上的太阳能电池（12,13,15）的第一接触部连接，并且第二电连接器（26）与所述太阳能电池的同所述第一极性相反的第二极性的第二接触部（16，18）连接，并且在纵向凹陷（22）中延伸的第一和第二电连接器在接线点（42）处导电地连接，使得所述太阳能电池串联。14.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其特征在于，第一和第二电连接器（24,26）至少分段地并排地和/或相叠地布置在纵向凹陷（22）中。15.根据权利要求14所述的太阳能电池模块，其特征在于，太阳能电池（12,13,15）的第一接触部（16,18）的连接元件与在相叠布置的第一和第二电连接器（24,26）的情况下位于下面的第二电连接器（26）连接并且穿过第一电连接器（24），所述第一电连接器（24）在连接元件的相应贯穿点（62）处与邻接的区域相比以平面方式扩展。16.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其特征在于，在载体（14）中构造用于电部件和/或器件和/或冷却通道的容纳部。17.根据权利要求16所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述电部件包括与太阳能电池（12,13,15）接线的旁路二极管，并且所述器件包括接触插座或接触插口。18.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其特征在于，太阳能电池（12,13,15）通过在载体的边缘区域中延伸的横向连接器接线。19.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其特征在于，在太阳能电池（12,13,15）的分别相对的边缘区域（56,58）中，连接元...

【专利技术属性】
技术研发人员：H冯坎佩，H福尔茨，G格里斯，B梅德尔，K许内曼，
申请(专利权)人：弗劳恩霍弗实用研究促进协会，
类型：
国别省市：