[发明专利]用于附接太阳能电池的导电粘合剂

说明书

本发明涉及导电组合物，其包含：a)选自环氧(甲基)丙烯酸酯、(聚)酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、有机硅(甲基)丙烯酸酯、聚(异)丁烯(甲基)丙烯酸酯、(聚)异戊二烯(甲基)丙烯酸酯、聚丁烯(甲基)丙烯酸酯及它们的混合物的树脂；b)丙烯酸类单体；c)导电填料；以及d)固化剂。该组合物特别适合于在太阳能电池和/或光伏模块中使用，尤其是在光伏模块中使用，其中太阳能电池是叠瓦形式的。

技术领域

本发明涉及用于在叠瓦(shingled)光伏模块中将太阳能电池附接在一起的导电粘合剂，其中，该粘合剂具有所需的电气性能和机械性能。

背景技术

太阳能电池或光伏电池是将光能通过光伏效应直接转换为电能的电气装置。太阳能电池是光伏模块(也称为太阳能电池板)的构件块，目的是提高单个太阳能电池传递的电压。

太阳能电池的一般结构在图1中示出。如今生产的太阳能电池的大部分(1)由晶体硅构成。金属触点——汇流条(busbar)(2)和指状件(finger)(3)——均印刷在硅晶片上。这些金属触点是收集太阳能电池产生的电流所必需的。图1a示出了具有三条汇流条的基本配置，图1b示出了具有四条汇流条的基本配置。指状件是金属化的线性区域，其收集电流以将所述电流传递至汇流条，这些汇流条例如通过带材(5)直接连接至外部引线。图2中示出了包括带材(5)的常规太阳能电池。在常规光伏模块中，将高温烧结膏用作指状件和汇流条材料，并且将带材(5)通过焊接工艺进行附接。除焊接外，还可使用导电粘合剂(4)来粘合热敏异质结晶体电池(存在a-Si层)。这些带材位于常规光伏模块中的汇流条顶部，并造成太阳能电池的阴影区域，从而降低了光伏模块的效率。

为了增加常规光伏模块的功率输出，可以将太阳能电池以重叠的叠瓦形式串联布置。叠瓦通常通过以下方式制备：将晶体硅电池沿平行于每个晶片的长边缘的多条线切割/切片(dicing)以形成多个矩形硅太阳能电池，其中每个所述硅太阳能电池沿其长轴的长度基本相同。以这种方式，将更多个叠瓦(对于6英寸的晶片(约156mm)，通常为5或6个叠瓦)从最初印刷的电池中切割/切片下来。电池可以是正方形(full square)，也可以是伪正方形(pseudo-square)；在后者中，可获得带有倒角的切割电池。将第一硅太阳能电池和第二硅太阳能电池以叠瓦结构在所述太阳能电池的重叠部分处用导电材料(4)彼此结合。可以将该导电材料以不同的图案沉积。导电粘合剂作为将太阳能电池粘合在一起的材料具有以下优点：它们克服了因光伏组件中使用的不同材料之间的CTE(热膨胀系数)不匹配而形成的机械应力。图3示出了叠瓦光伏模块。

现有技术描述了可用于太阳能电池中以及用以形成光伏模块的各种不同类型的导电粘合剂。这些导电粘合剂中的许多粘合剂是基于环氧树脂或有机硅(silicone)的粘合剂。然而，对于现有技术中描述的一些粘合剂而言，在所述粘合剂达到其充分的机械性能和电气性能之前，常常需要长的固化时间。

光伏模块在其整个寿命周期中会经受温度变化和高机械应力。这些因素对光伏模块的寿命具有负面影响，并且还设定了对用于太阳能电池和/或光伏电池中的导电粘合剂的要求。

现有技术中描述的另一个限制是，所述粘合剂可能不具有所需的热机械性能。导电粘合剂组合物所需的热弹性性能是正确的模量、指定的玻璃化转变温度和指定的热膨胀系数，以便通过为光伏模块所设计的热机械负载可靠性测试。如果粘合剂材料刚性太高(模量太高)，则光伏模块的功率输出损耗会在向所述模块施加外部应力时(例如，在施加机械负载后，或在热循环后)发生。

因此，仍然需要具有改善的长期粘合强度(长期粘合性)的导电粘合剂组合物，特别是在此类成分和/或基材在其寿命周期内经历温度变化的情况下如此。此外，还需要提供上述性能的低成本导电粘合剂组合物。

附图说明

图1示出了普通硅太阳能电池的结构。

图2示出了常规的光伏模块。

图3示出了叠瓦光伏模块。