[发明专利]用于形成并且改进太阳能电池的焊点厚度和平坦度控制特征的方法和结构

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请要求2012年9月28日提交的标题为“METHODS AND STRUCTURES FOR FORMING AND IMPROVING SOLDER JOINT THICKNESS AND PLANARITY CONTROL FEATURES FOR SOLAR CELLS”(用于形成并且改进太阳能电池的焊点厚度和平坦度控制特征的方法和结构)的美国临时专利申请No.61/707,851的优先权，该专利申请的公开内容全文以及所有方面以引用方式并入本文。

技术领域

本文中所述主题的实施例总体涉及包括太阳能电池、光伏模块和相关联电子部件的光伏组件。更具体地讲，本发明的一个或多个实施例涉及电连接多个太阳能电池来为安装到光伏模块中作准备。

背景技术

太阳能电池是用于将太阳辐射转换为电能的众所周知的装置。可使用一个或多个互连件将若干个太阳能电池电连接在一起以形成太阳能电池阵列。可使用各种工艺和封装材料将太阳能电池阵列封装到光伏(PV)模块中。

用于改进与电连接太阳能电池有关的制造工艺的技术是有益的，因为这些工艺是标准光伏(PV)模块制作过程的本质部分。这些技术可防止太阳能电池在焊点形成期间破裂、避免焊料残留物导致污染并且改进焊点在太阳能电池上的定位精度。

发明内容

本文公开的发明中的至少一者的一个方面包括认识到，虽然将互连件与太阳能电池电连接的薄膜焊料区域可因热疲劳或其他机制的影响而失效，但可通过修改用于将互连件与太阳能电池电连接的方法和/或硬件来减小失效率。例如，在一些已知的太阳能电池阵列中，互连件可借助焊接技术电连接到太阳能电池，其中焊接技术产生楔形焊料层，该层的一部分很薄。对失效太阳能电池阵列的检查已显示，焊料层的失效似乎是源自楔形焊料层的这些薄区域。

本文公开的发明中的至少一者的一个方面包括认识到，通过在薄焊料层周围形成更厚焊料层可帮助防止该薄焊料层失效。例如，通过以更厚焊料层来环绕薄焊料层，可减少、减慢或消除可能源自同一焊料层的裂纹的生长。

根据本文公开的实施例中的至少一个，用于连接太阳能电池的方法可包括将第一太阳能电池相邻于第二太阳能电池定位，每个太阳能电池具有多个焊盘。该方法还可包括将第一互连件对准到第一太阳能电池和第二太阳能电池，其中第一互连件具有主体和从其延伸的突出部，并且其中突出部中的每一个具有向下凹入部，以使得突出部的下表面定位在第一太阳能电池和第二太阳能电池两者的焊盘的上表面上方。该方法还可包括通过将压紧销压在第一互连件的主体上来将第一互连件钉在工作表面上，以使得互连件突出部的下表面保持实质上平行于焊盘的上表面，并且使得突出部中的每一个的凹入部实质上平坦地接触焊盘中的一个。

在一些实施例中，用于连接太阳能电池的方法可包括将焊膏形成为液态，使其均匀地散布在互连件突出部和焊盘之间的凹入部周边周围，从而在第一太阳能电池和第二太阳能电池之间形成电连接。在另一个实施例中，该方法可包括允许每个太阳能电池上的焊盘沿着两个相对边缘形成两行，每行焊盘对应于并且电耦接到太阳能电池的正电极或负电极，并且其中将第一太阳能电池相邻于第二太阳能电池定位的步骤包括将第一太阳能电池的第一电极的焊盘靠近第二太阳能电池的相对电极的焊盘定位。在又一个实施例中，将第一太阳能电池相邻于第二太阳能电池定位的步骤可包括将第一太阳能电池的焊盘靠近并且垂直于第二太阳能电池的焊盘定位。

在又一个实施例中，将第一太阳能电池相邻于第二太阳能电池定位的步骤可包括将第一太阳能电池的焊盘靠近并且平行于第二太阳能电池的焊盘定位。在一些实施例中，该方法还可包括在将第一互连件对准到第一太阳能电池和第二太阳能电池之前，在多个焊盘上沉积焊膏。在又一个实施例中，该方法还可包括在将第一互连件对准到第一太阳能电池和第二太阳能电池之前，在互连件突出部的下表面上预先涂敷焊膏。

在另一个实施例中，将第一互连件钉在工作表面上的步骤允许在突出部的下表面和焊盘的上表面之间形成0-1牛顿范围内的接触力。在又一个实施例中，该方法还可包括将第三太阳能电池相邻于第二太阳能电池定位，其中使用第二互连件来将第三太阳能电池连接到第二太阳能电池，从而形成具有第一太阳能电池、第二太阳能电池和第三太阳能电池以及第一互连件和第二互连件的多个电连接的太阳能电池。在另外一个实施例中，该方法可包括任何数目个太阳能电池和互连件以形成电连接的太阳能电池组成的太阳能电池阵列。