[发明专利]太阳能电池模块及制造太阳能电池模块的方法

说明书

背景技术

太阳能电池(也称为光伏电池)通常包括光伏(PV)层，所述光伏层包括在前电极(在电池的光接收侧)与后电极(在电池背面)之间提供的半导体材料。前电极是透明的或尽可能薄，使得入射光能够到达半导体材料，在半导体材料处使用入射辐射产生电流。

为了提高太阳能电池对所暴露环境条件的抵抗能力，太阳能电池通常具备保护层，也称为包封层。包含具备包封层的太阳能电池的组件还将被称为太阳能电池模块。

在太阳能电池模块中，通过诸如集电网格或汇流条之类的一个或多个集电区收集由太阳能电池产生的电流。为了能够使用由太阳能电池模块产生的电力，所述模块内的集电区经由导电连接与外部载流体相连。外部载流体的形式可以例如为导线或诸如条带(stripe)之类的其他导电物体。

为了提供与外部载流体具有导电连接的集电区，必须局部除去或穿透包封物。有必要密封包封物的开口点以防止外部影响，例如，防止潮气进入导电连接。为此而应用接合到包封层的外壳。在本申请的上下文中，外壳一词指围绕导电连接并为其提供电绝缘和防止机械和气候因素影响的物体。外壳被接合到包封层。

在本领域中，使用接线盒提供借助外壳保护的导电连接。借助粘合剂或经由机械手段将接线盒接合到太阳能电池模块的包封层。已发现在使用粘合剂时，在外壳的外部部分与导电连接之间的粘合剂层的宽度必须相对较大，以确保外壳到太阳能电池模块的接合的正常绝缘特性。外壳与包封层之间的分界面也必须相对较大以确保具有足够机械强度的接合。这导致接线盒的大小相对较大。

日本专利申请JP 2007 129014披露了一种包括反面保护层和端接盒的太阳能电池模块。所述端接盒借助粘合部分接合到所述太阳能电池模块。

使用机械手段提供接线盒外壳到太阳能电池模块的接合在本领域中也是公知的。但是，实现此接合的机械手段可以相当复杂。

因此，需要备选方法来将外壳接合到具备包封物的太阳能电池模块。如上所述，出于若干原因，应用粘合剂不能产生充分耐久的密封。由于外壳必须尽可能小，所以粘合表面的宽度是有限的。此外，取决于粘合剂的性质，并非总是能够将外壳牢固而持久地粘贴到包封物，因为胶粘物并非总是能够与包封材料相容。对于应用溶剂接合包封物材料，寻找适合的溶剂会很困难。

对于热焊接，接触表面的温度会非常高(例如，在250℃以上的量级)并且必须将待焊接的部位压紧在一起。对于热焊接，所施加的热必须集中在待焊接的表面以防损害基础太阳能电池结构。必须在待焊接表面产生热量。多数焊接技术都不满足该要求。

发明内容

本领域中需要一种经由具备外壳的导电连接将太阳能电池模块连接到外部载流体的方法，所述方法满足多个要求。外壳到太阳能电池模块的接合必须可实现长期密封。此外，外壳到包封层的接合应牢固并且不导电。本发明提供了这样的方法。本发明还提供了具备带有外壳的导电连接的太阳能电池模块，所述外壳满足上述要求。从以下说明书，本发明的其他优点将变得清楚。

本发明涉及一种太阳能电池模块，所述太阳能电池模块包括太阳能电池和包封物，其中所述太阳能电池模块具有通过导电连接与外部载流体相连的电流连接区域，其中所述导电连接具备经由激光焊接接合而接合到所述包封物的外壳。

本发明还涉及一种制造太阳能电池模块的方法，所述太阳能电池模块包括太阳能电池和包封物，所述太阳能电池模块具有通过导电连接与外部载流体相连的电流连接区域，其中所述导电连接具备接合到所述包封物的外壳，其中通过激光焊接实现所述接合。

已发现使用激光焊接可产生电绝缘的牢固接合。这种特性组合允许使用具有相对较小的接合界面的相对较小的外壳，同时仍满足寄予外壳与太阳能电池模块之间的电绝缘和接合强度的要求。

在本发明中使用的一个或多个电池包括：能够从入射光产生电流的光伏层；在所述光伏层的一侧并接近和平行于所述光伏层的后电极层；以及在所述光伏层的另一侧并接近和平行于所述光伏层的透明导体层(或前电极层)。所述光伏层、透明导电氧化物以及所述后电极的性质对本发明而言并非是关键的。用于这些层的适当材料在本领域中是公知的。

如上所述，所述太阳能电池具备集电区。此特性在本领域中也是公知的并且无需进一步阐明。

在一个实施例中，所述太阳能电池模块是包括一个或多个太阳能电池的挠性太阳能电池箔(foil)，所述太阳能电池具备在透明导体层之上的第一包封层以及可选地在后电极层之下的第二包封层。