[发明专利]用于互连的薄膜太阳能电池模块的制造的自动组装方法

说明书

优先权

本非临时专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求来自2010年7月30日由DeGroot等提交并且题为用于互连的薄膜太阳能电池模块的制造的自动组装方法(AUTOMATED ASSEMBLY METHOD FOR THE PRODUCTION OF INTERCONNECTED THIN FILM SOLAR CELL MODULES)的具有序列号61/369,257的美国临时专利申请的优先权，其中所述临时专利申请的全部内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明一般地涉及一种用于将太阳光转化为电能的薄膜太阳能电池，并且更具体地涉及一种用于将太阳能电池互连以形成光伏模块或串(string)的方法和设备。

背景

光伏领域一般地涉及将日光辐射或太阳光能转化为直流(DC)电用于产生电能的多层材料。这些光伏材料通常称为太阳能电池，并且商业上可以以薄膜外形制造，如将一个或多个光伏材料的薄层和支持层以特定图案和顺序沉积至基板上。薄膜太阳能电池提供数个益处。一个这样的益处是这些组合物具有用于吸收入射光的高截面。换言之，非常薄的光伏层可以捕获相对高的百分比的入射光。例如，在很多薄膜太阳能电池器件中，光伏层可以具有约1μm至约4μm的范围内的厚度。这些薄层允许结合这些层的器件是柔性的。薄膜特有的柔韧性进一步使得包括多个器件的太阳能电池材料能够如在柔性料片上以连续方式制造。这与较低柔性的太阳能电池，如包含晶体硅的那些相反，例如典型地作为分立的单独太阳能电池制造和加工的那些。

因为单个的传统太阳能电池典型地不能产生足以用于大部分应用的电，可以将数个太阳能电池以称为光伏模块或“串”的构造彼此电和物理连接。这种模块或串设计为以特定电压提供电，其中所产生的电正比于到达模块的太阳光的量。多个模块可以依次彼此连接以形成阵列。通常，模块或阵列的面积越大，将产生越多的电。这些模块和阵列可以以串联或者并联电排列连接以产生所需的电压和电流组合。尤其是，电连接可以是串联以获得所需的输出电压和/或并联以提供所需量的电流源容量。此外，半导体结形成光电压，而器件的面积和其他参数决定可得的电流。可商购的太阳能电池板因此设计为具有适当的面积和构造以释放特定量的功率并优化其他应用参数。

光伏阵列通常与建筑物结合，其中这些阵列可以结合至建筑结构中，以某种方式安装至建筑物上(例如，附着至屋顶结构)，或与建筑物结构分离地定位但通过电缆或电源连接至建筑物。在一些情况下，该阵列作为新建筑物的构造的一部分建造，并且在其他情况下，将该阵列改造至现有的建筑物中。对于一个实例，开发了结合有光伏电池的瓦，其中使用这些瓦代替传统的屋顶瓦片。在另一个应用中，可以将太阳能电池结合至建筑物的墙板中，如可以结合至侧墙结构中或可以附着至现有的侧墙材料的嵌板这种瓦和/或墙板可以结合至家用和工业建筑两者中作为用于该结构的电能的主要或次要来源。

作为制造薄膜太阳能电池模块或串的工艺的一部分，必须进行数个加工步骤以将多个太阳能电池彼此连接，这可以称为互连工艺。这种互连工艺需要可以是例如线或扁丝(这在本文中也称为并且在本领域中也已知为带)的互连元件以及太阳能电池的精确放置，以便获得可以在采用这些串的后面的工艺中使用的机械鲁棒的太阳能电池串。线带相对于太阳能电池的该精确放置还需要作为粘合剂起作用的导电环氧树脂的分配的精确调节。为确保可以容易地在下游工艺中提供太阳能电池串，机械容差的精确控制是重要的。在用于互连薄膜太阳能电池的工艺中确保高准确性和精度与对于刚性基板的类似工艺比较可以是有挑战性的操作，尤其是归因于由薄膜太阳能电池的柔性本性提供的附加的自由度。因此，对于提供用于以有效并且准确的方式电连接多个太阳能电池的自动薄膜太阳能电池互连装置和方法存在需要。

附图简述

将参考附图进一步解释本发明，其中遍及数个视图相同的结构通过相同的数字引用，并且其中：

图1是本发明的太阳能电池互连系统的透视图；

图2是图1的太阳能电池互连系统的前视图；

图3是图1的太阳能电池互连系统的侧视图；

图4是图1的太阳能电池互连系统的顶视图；

图5是图1的系统的带卷处理机和展开模块的透视图；

图6是图1的系统的分配和电池互连模块的透视图；

图7是图1的系统的固化炉模块的透视图；

图8是图1的互连系统的互连传送机系统的透视图；