用于电连接光电池的光电池电极和方法

专利名称：用于电连接光电池的光电池电极和方法
技术领域：
各种实施方式涉及用于电连接光电池的光电池电极和方法。
背景技术：
光电池(例如，太阳能电池)一般包括具有正面和背面的基片。通常，在两个面中 的至少一个上提供接触结构。典型地，接触结构具有的宽度为至少大约100 μ m,并且厚度范 围仅为大约10 μ m至大约15 μ m。接触结构增加的宽度由于因此而产生的阴影增加会导致 效率降低。而且，接触结构宽度的减小可以导致接触结构的线路电阻增加。此外，各个接触 结构提供的电流一般借助所谓的母线收集，可能引起例如基片的正面表面的额外阴影。光电池的电连接通常借助焊接至光电池母线的接触带进行。在这种情况下，全部 电流被引导通过接触带。为了保持电阻损耗尽可能低，接触带需要保持一定的总横截面积。 这造成例如基片的正面表面阴影的增加。为了获得改进的光电模块(例如太阳能模块)，可以组合优化光电池的接触结构 和接触带的数量和尺寸。在这种情况下，已经发现大数量η (η —般大于30)的细(例如，具有的直径小于 250 μ m)导电导线可能是有用的。而且，希望因导线在光电池上的精确固定，一方面由于导 线的热膨胀系数不同、另一方面由于光电池，可能引起更小的机械张力。实际上，需要简单并有效地处理并定位光电池上的细导线。DE 102 39 845C1公开了一种用于定位光电池上的多条导线的方法，其中，借助光 透明粘合剂将导线固定至光透明薄膜上。然后，将光透明薄膜固定至太阳能电池的金属化 上。根据DE 102 39 845C1，光透明薄膜以及光透明粘合剂保留在由串联耦合的多个这种太 阳能电池形成的太阳能模块中。这造成对光透明薄膜以及光透明粘合剂的长期稳定性要求 相当高。这造成相当高的成本。

发明内容
提供了一种用于电连接两个光电池的电极。每一个光电池可以包括多个叠层导电 表面区。电极可以包括彼此邻近延伸的多条导电导线；以及与多条导电导线耦合的稳定结 构，使得限定了导电导线相互之间的间隔，直至多条导电导线已经至少部分地固定至光电 池的多个叠层导电表面区。


在附图中，所有不同图中相同的参考标号一般指相同的部分。附图不必须按比例 绘制，而是一般强调说明本发明的原理。在下面的描述中，参考下面的附图描述了本发明的 各种实施方式，其中图IA示出了在安装根据实施方式的光电池电极之前，具有电接触结构的光电池 的前视4
图IB示出了在安装根据实施方式的光电池电极之前，具有电接触结构的光电池 的后视图；图2示出了根据实施方式的光电池电极的俯视图；图3A示出了在安装根据实施方式的光电池电极之前，具有电接触结构的光电池 的侧视图；图IBB示出了安装根据实施方式的光电池电极的过程中具有电接触结构的两个光 电池的侧视图；图4A示出了安装根据实施方式的光电池电极的过程中具有电接触结构的两个光 电池的侧视图，阐述了光电池电极的固定；图4B示出了根据实施方式的光电池和光电池电极的“A”部分的放大侧视图，阐述 了光电池电极的固定；图5示出了根据另一个实施方式的光电池和光电池电极的部分放大的侧视图，阐 述了光电池电池的固定。图6A示出了根据另一个实施方式的光电池电极的俯视图；图6B示出了图6A中示出的光电池电极的横截面图；图7示出了仍根据另一个实施方式的光电池电极的俯视图；图8示出了根据实施方式的光电池和光电池电极的放大侧视图，阐述了多条导电 导线的固定和随后至少部分片状结构的去除。图9示出了根据实施方式的阐述用于电接触光电池的方法的流程图；图10示出了根据另一个实施方式的阐述用于电接触光电池的方法的流程图；图11示出了仍根据另一个实施方式的阐述用于电接触光电池的方法的流程图；图12A示出了安装根据另一个实施方式的光电池电极之前的光电池的前视图；图12B示出了安装根据另一个实施方式的光电池电极之前的光电池的后视图；图13示出了具有两个光电池的光电池组件，根据实施方式的两个光电池电极设 置于两个光电池上；图14示出了具有两个光电池的光电池组件，根据另一个实施方式的光电池电极 设置于两个光电池上；图15示出了在将框部分从根据实施方式的个别光电池电极部分分离之后，图14 的光电池组件；图16示出了具有两个光电池的光电池组件，仍根据另一个实施方式的光电池电 极设置在两个光电池上；图17示出了在将框部分从根据实施方式的个别光电池电极部分分离之后，图16 的光电池组件；图18示出了阐述将光电池电极固定至多个光电池的方法的流程图。
具体实施例方式下面的详细描述参考附图，其以说明的方式示出了发明可以实施的特定细节和实 施方式。下面将更详细描述的各种实施方式提供了用于连接光电池模块中的光电池的电极，例如，光电池电极(例如，太阳能电池电极)。在各种实施方式中，光电池可以理解为通 过光电效应将光能(在太阳能电池的情况下，例如太阳光的光能)直接转换为电能的器件。在各种实施方式中，例如形成在晶圆中或形成在晶圆上的光电池(例如太阳能电 池)可以被电连接并封装为光电模块(例如，太阳能模块)。光电模块可以具有正(照射 (light up)，例如太阳光照射(sun up))面的片状玻璃(a sheet of glass)，从而允许光通 过同时保护半导体晶圆免受其他因素(雨、冰雹等等)。在各种实施方式中，光电模块中的 光电池(例如，太阳能电池)串联连接，产生了附加的电压。并联连接的光电池(例如，太 阳能电池)可以产生更高的电流。随后光电模块(例如，太阳能模块)可以以串联或并联、 或串联和并联地相互连接，以产生具有期望峰值DC电压和电流的阵列。而且各种实施方式提供了具有用于固定至根据实施方式的光电池电极的相应的 可选择的金属化的光电池(例如，太阳能电池)和光电模块(例如，太阳能模块)，其包括可 以借助根据实施方式的一个或更多光电池电极相互连接的多个或重复性电连接(串联和/ 或并联)的光电池(例如，太阳能电池)。图IA示出了安装根据实施方式的光电池电极之前的具有电接触结构的光电池 100的前视图。在各种实施方式中，光电池100可以包括基片。而且，基片可以包括至少一 个光电层102或由至少一个光电层102组成。作为替代，至少一个光电层102可以置于基 片上或基片之上。该至少一个光电层102可以包括或由半导体材料(诸如，例如硅)、复合 半导体材料(诸如例如III-V复合半导体材料(诸如，例如GaAs))、II-VI半导体材料(诸 如，例如CdTe)或I-III-V复合半导体材料(诸如，例如二硫化铜铟)组成。作为替代，该 至少一个光电层102可以包括或由无机材料组成。在各种实施方式中，硅可以包括或由单 晶硅、多晶硅、非晶硅和/或微晶硅组成。该至少一个半导体层102可以包括半导体结结构， 诸如，例如Pn结结构、pin结结构、肖特基型结结构等。光透明导电层可以选择性地置于该 至少一个光电层上或置于该至少一个光电层之上。光透明导电层可以包括，例如包括氧化 铟锡或氧化锡的薄膜(其例如可以借助溅镀形成)。光透明导电层可以配置为防反射涂层。图IB示出了图IA的光电池的背面104。在背面上，后电极106可以被提供覆盖基 片整个底表面的部分或全部。后电极106可以包括导电材料或由导电材料组成，例如金属， 诸如，例如下面金属中的一种或更多种Cu、Al、Au、Pt、Ag、Pb、Sn、Fe、Ni、Co、Zn、Ti、Mo、W 和/或Bi。后电极106可以是光透明的。在各种实施方式中，后电极106可以是图案化的。再次返回参考图1A，例如以多条金属化线108的形式实施的电接触结构可以提供 在至少一个光电层102的前表面(换言之，暴露的表面)上或之上，或者如果存在，提供在 光透明导电层的暴露表面上或之上。金属化线108可以间隔一定距离彼此基本平行地延 伸。然而，应该注意，金属化线108可以替代地相互以某一角度延伸，但是它们沿着其延伸 相互不交叉或接触。在各种实施方式中，金属化线108可以提供为具有多个相互平行延伸 的金属指状物的梳状形式。金属化线108是根据各种实施方式提供的叠层导电表面区的一 个实施。任何其它适合的叠层导电表面结构可以提供为替代实施方式。作为选择，一个或多个接触区(其也可以称作接触垫，未示出)可以提供在光电池 100的正面(太阳光照射)100上。接触区可以由导电材料制成，诸如，例如金属，例如Ag、 Ni、Cu或Al。如将在下面更详细地描述的，根据实施方式的电极的导电带可以固定(例如， 焊接)至接触区。如也将在下面更详细地描述的，在替代实施方式中，接触区可以忽略。
而且，作为选择，一个或多个后接触区110(其也可以称作后接触垫)可以提供在 光电池100的背面104上。后接触区110可以由导电材料制成，诸如，例如金属，例如Ag、 Ni、Cu或Al。如将在下面更详细地描述的，根据实施方式的电极导电带可以固定(例如，焊 接)至后接触区110。如也将在下面更详细地描述的，在替代实施方式中，后接触区110可 以忽略。而且，也将在下面更详细地描述的，在各种实施方式中，可以忽略垂直于金属化线 108延伸的常规提供的母线。换言之，各种实施方式提供了不使用母线的光电池或光电模 块。在各种实施方式中，光电池可以具有下面的尺寸宽度范围从大约IOcm至大约 50cm,长度范围从大约IOcm至大约50cm，以及厚度范围从大约100 μ m至大约500 μ m,例如 厚度范围从大约200 μ m至大约300 μ m。图2示出了根据实施方式的光电池电极200的俯视图。在各种实施方式中，光电池 电极200可以包括多条相互邻近延伸的导电导线202。然而，应该注意的是，导电导线202 可以替代地相互以某一角度延伸，但它们通常沿着其延伸相互不相交或接触。在各种实施 方式中，导电导线202的设置(包括导电导线202之间的距离)可以预定，使得导电导线 202引起的阴影尽可能的小。导电导线202可以是细导电导线202。导电导线202的厚度 可以导线与导线不同或者所有导电导线202可以具有相同的厚度。在各种实施方式中，导 电导线202可以具有的厚度(在导电导线202具有环形的情况下)范围从大约20μπι至大 约300 μ m,例如范围从大约50 μ m至大约250 μ m。在各种实施方式中，光电池电极200可 以包括大约3条至大约150条导电导线202，例如大约30条至大约70条导电导线202。而 且，在各种实施方式中，导电导线202的形状和/或尺寸可以导线与导线不同或者所有的导 电导线202可以具有相同的形状和/或尺寸。导电导线202可以配置为收集并传输由至少一个光电层102产生的电能。导电导 线202可以包括导电材料或由导电材料组成，例如金属导电材料。在各种实施方式中，导电 导线202可以包括金属材料或由金属材料组成，金属材料可以包括下面金属中的一种或更 多种或由下面金属中的一种或更多种组成Cu、Al、Au、Pt、Ag、Pb、Sn、Fe、Ni、Co、Zn、Ti、 Mo、W和/或Bi。在各种实施方式中，导电导线202可以包括金属或由金属组成，该金属从 由Cu、Au、Ag、Pb、和Sn组成的组中选择。导电导线202 —般可以具有任意横截面，诸如例如圆形、椭圆形、环形、三角形、矩 形(例如，正方形)或任何其他多边形。导电导线202可以使用焊料材料涂覆(周围的部分或全部)，诸如例如焊料层，这 允许将导电导线202焊接至光电池的表面，例如至金属化线108。在各种实施方式中，光电池电极200可以包括至少四条导电导线202。在各种实施 方式中，光电池电极200可以包括至少二十条导电导线202。在各种实施方式中，多条导电导线202中的一些或全部导电导线202具有的导线 宽度是0. 5mm或更小，例如，0. Imm或更小的导线宽度。在各种实施方式中，光电池电极200可以包括稳定结构204、208，其耦合至多条导 电导线中的每一条，以使得限定了多条导电导线之间的间隔(换言之，相对设置)，从而将 多条导电导线安装至光电池的多个叠层导电表面区。在各种实施方式中，光电池电极200可以包括稳定结构204、208，其耦合至多条导电导线的每一条，使得限定了多条导电导线相 互之间的间隔(换言之，其相对设置)，直至多条导电导线202已经至少部分固定在光电池 的多个叠层导电表面区。在各种实施方式中，稳定结构可以是柔性的，使得包括稳定结构和多条导电导线 的电极可以弯曲(当将电极定位在光电池的多个叠层导电表面区上时，电极可以跨越光电 池的各个表面)，例如，当电极跨越时，在垂直于由多条导电导线形成的平面的方向。如图2所示，在各种实施方式中，稳定结构204、208可以包括框结构，其耦合至多 条导电导线202的每一条，例如在多条导电导线202的末端区206、210或接近多条导电导 线202的末端区206、210。通过示例的方式，框结构可以包括耦合(例如固定)至多条导电 导线202的每一条的第一末端区206的第一框部分204和耦合(例如固定)至多条导电导 线202的每一条的第二末端区210的第二框部分208。在各种实施方式中，第一框部分204 可以包括第一带状物204(或由导电材料制成的第一带204，例如第一金属带204)并且/ 或第二框部分208可以包括第二带状物208(或由导电材料制成的第二带208，例如第二金 属带208)。在各种实施中，第一框部分204和/或第二框部分208包括导线网状物(wire meshwork)。如图2所示，第一(例如，伸长的)框部分204和第二(例如，伸长的)框部分208 基本垂直于导电导线202延伸。例如可以借助压力(例如热压、焊接、熔接或粘合结合等) 实施固定。在各种实施方式中，将导电导线202固定至框结构(例如至框部分204、208)相 对于将导电导线202固定至光电池暴露的表面(例如至金属化线108)的过程是机械稳定 的。在各种实施方式中，导电导线202至框结构(例如至框部分204、208)的固定耦合相对 于将导电导线202焊接至金属化线108的焊接过程是机械稳定的。第一框部分204和/或第二框部分208可以具有不同的形状。通过示例的方式， 第一框部分204和/或第二框部分208可以实施为棒状物，各自具有用于接收导电导线202 的各自末端部分的凹槽或开口。应该注意的是，除了提供的机械耦合，不必须有各导电导线202分别和第一框部 分204和第二框部分208之间的电接触。可替代地，导电导线202提供的电流可以由可以 附加提供的另一条线收集并传输。此外，在各种实施方式中，框结构，例如第一(例如，伸长的)框部分204和第二 (例如，伸长的)框部分208可以在光电池的太阳光照射一面图案化，因此减小了由框结构 引起的阴影。在各种实施方式中，第一(例如，伸长的)框部分204和第二(例如，伸长的)框 部分208可以具有不同的尺寸。通过示例的方式，第一带204可以具有与第二带208不同 的宽度。在各种实施方式中，第一(例如，伸长的)框部分204和第二(例如，伸长的)框 部分208是类似的。在各种实施方式中，安装至光电池的太阳照射一面的框部分(例如，在 图:3B中，第二框部分208)更窄，也就是，可以具有比可以安装至光电池的背面(例如，在图 3B中，第一框部分204)的其他框部分更小的宽度。通过这样做，根据各种实施方式可以减 小光电池的被遮蔽的有效(active)电池面积。在各种实施方式中，第一(例如，伸长的)框部分204可以具有下面的尺寸宽度范围从大约Imm至大约500mm，例如宽度范围从大约Imm至大约500mm ；
长度范围从大约IOOmm至大约500mm，例如长度范围从大约125mm至大约210mm ； 以及厚度范围从大约ΙΟΟμπι至大约500μπι，例如厚度范围从大约ΙΟΟμm至大约 350 μ m。在各种实施方式中，第二(例如，伸长的)框部分208可以具有下面的尺寸宽度范围从大约Imm至大约5mm，例如宽度范围从大约Imm至大约2mm ；长度范围从大约IOOmm至大约500mm，例如长度范围从大约125mm至大约210mm ； 以及厚度范围从大约ΙΟΟμπι至大约500μπι，例如厚度范围从大约ΙΟΟμπι至大约 350 μ m。在各种实施方式中，如图2所示的光电池电极200提供了其两个末端固定的导电 导线202 (具有框部分204、208)。框部分204、208具有相当大的宽度，这允许容易地在光电 池上或之上实现其处理、传输和定位。图3A示出了安装根据实施方式的光电池电极200之前的具有电接触结构108的 图IA和IB的光电池100的侧视图300。而且，图;3B示出了在安装根据实施方式的光电池 电极200 (例如，将第一光电池电极316安装至第一光电池100、312，并且第二光电池电极 318安装至第二光电池100、314)的过程中，具有各自的电接触结构108的两个光电池(第 一光电池312和第二光电池314)的侧视图310。光电池电极316、318类似于如图2中示出 的并如上面描述的光电池电极200。为了提供光电池316、318......的串联连接，从而提供光电模块，在各种实施方
式中，第一光电池电极316可以定位于第一光电池312之上，使得第二框部分208(例如第 二金属带208)可以置于例如接触区之上并随后在其上，该接触区可选择地提供在第一光 电池312的太阳光照射侧的边缘区。第二框部分208(例如，第二金属带208)可以焊接至 接触区(在该实施方式中，接触区可以是或包括焊料垫)。第二框部分208(例如第二金属 带208)至接触区的焊接可以借助参考标号402标示在图4A的左边部分。在没有提供接触区的替代实施方式中，第一光电池电极的第二框部分208(例如， 第二金属带208)可以置于第一光电池312的太阳光照射侧的边缘区之上并随后在其上，并 且可以直接耦合(例如借助粘合结合)至可以配置为防反射涂层的光透明导电层。同样在 这种情况下，第二框部分208(例如第二金属带208)和光电池(例如，第一光电池312)之 间的电接触不是必需的。那么，同样如图4A所示，导电导线202被固定(例如焊接)至光电池的金属化线 108 ( 一般至叠层导电表面区)。导电导线202至金属化线108的焊接借助参考标号404标 示在图4A的左边部分。应注意的是第一光电池电极316和第二光电池电极318定位于光 电池312、314的太阳光照射侧，使得导电导线202穿过光电池312、314的金属化线108( — 般，至叠层导电表面区)。在各种实施方式中，第一光电池电极316和第二光电池电极318 定位于光电池312、314的太阳光照射侧，使得导电导线202实质上垂直于光电池312、314 的金属化线108(—般垂直于叠层导电表面区)延伸。在已经使导电导线202与金属化线 108物理接触后，可以将导电导线202焊接至金属化线108( —般至叠层导电表面区)(例 如，在其交叉区)。
如图4B所示，在各种实施方式中，各种光电池概念提供了光电池的背面金属化 (例如，由铝或铜制成)。换言之，在各种实施方式中，光电池100包括作为背面金属化的后 电极。在各种实施方式中，第二光电池电极318的第一框部分204(例如，第一金属带204) 可以耦合至第一光电池312的后电极106。在各种实施方式中，第二光电池电极318的第一 框部分204(例如，第一金属带204)可以例如借助导电粘合剂贴附至第一光电池312的后 电极106。在各种实施方式中，第一光电池312的后电极106与后触头406电接触。图4B 也示出了提供在光电池的正面(太阳光照射)的接触区(其也可以称作接触垫)。在替代实施方式中，一个或更多后接触区110 (例如，一个或更多后焊料垫110、 406)可以提供在各自的光电池312、314的背面。一个或更多后接触区110、406 (例如，一个 或更多后焊料垫110、406)可以是后电极106的部分或可以是可以电耦合至后电极106的 分离的元件。在该替代实施方式中，第二光电池电极318的第一框部分204(例如，第一金 属带204)可以焊接至第一光电池312背面的一个或更多后焊料垫110、406。因此在该情况 下，第二光电池电极318的第一框部分204(例如，第一金属带204)借助焊接固定至第一光 电池312的后电极106。在各种实施方式中，由于光电池电极200和金属化概念，可以实质上减小有效电 池面积的阴影。光电池中产生的电流可以在其进入低电阻导电导线202之前具有更短的路 径通过光电池的细金属化线108，并随后被提供光电池的输出和/或具有多个电连接的光 电池的光电模块的输出。因此，可以减小欧姆损耗。而且，使得设计金属化线108，例如，金 属化梳的指状物，为甚至更细成为可能，因而进一步减小了光电池有效电池面积的阴影。图5示出了根据另一个实施方式的光电池的部分和光电池电极的放大侧视图 500，从而说明了光电池电极的固定。该实施方式类似于图4A和图4B示出的实施方式。因 此，下面将更详细地描述这些实施方式之间仅有的区别。在图5中示出的实施方式中，光电 池不包括分离的接触区，例如，没有焊接垫。在该实施方式中，第一粘合剂(例如，第一导电 粘合剂50 提供在光电池的太阳光照射侧的边缘区。因而第一光电池电极316的第二框部 分208(例如，第二金属带208)可以(借助第一导电粘合剂502)贴附至光透明导电层(如 果存在)，其可以配置为防反射的涂层。应该注意的是，在各种实施方式中，第一粘合剂502 不需要是导电的。因此，简单的并且因而是不昂贵的粘合剂可以用作第一粘合剂502，因为 第一粘合剂502仅作为第二框部分208在光电池的太阳光照射侧上的机械固定。而且，在该实施方式中，第二导电粘合剂504提供在光电池背面的边缘区(或任何 其他期望的区；第二导电粘合剂504也可以置于后电极106的大部分或全部上)。第二光 电池电极318的第一框部分204(例如，第一金属带204)因而可以(借助第二导电粘合剂 504)贴附至第一光电池电极316的后电极106上。如图5所示，在各种实施方式中，第一框 部分204(例如，第一金属带204)( 一般，固定至相应的光电池背面的框部分)可以具有比 第二框部分208(例如，第二金属带208)( 一般，固定至相应的光电池的太阳光照射侧的框 部分)更宽的宽度。在各种实施方式中，可以设计第一框部分204(例如，第一金属带204) (一般，固定至相应光电池背面的框部分)，使得其覆盖相应的光电池的全部后电极106和 /或全部背面。图6A示出了根据另一个实施方式的光电池电极600的俯视图，并且图6B示出了 图6A所示的光电池电极600的横截面图610。
在各种实施方式中，光电池电极600可以包括多条相互邻近延伸的导电导线602。 然而，应该注意的是，导电导线602可以或者相互以某一角度延伸，但它们通常沿着其延伸 方向不相互交叉或接触。在各种实施方式中，可以预定导电导线602的设置(包括导电导 线602之间的距离)，使得由导电导线602引起的阴影尽可能地小。导电导线602可以是细 导电导线602。导电导线602的厚度可以导线与导线之间不同或全部导电导线602可以具 有相同的厚度。在各种实施方式中，导电导线602可以具有的厚度(在导电导线602具有 环形的情况下)范围从大约20 μ m至大约300 μ m,例如，范围从大约50 μ m至大约250 μ m。 在各种实施方式中，光电池电极600可以包括大约3条至大约150条导电导线602，例如大 约30条至大约70条导电导线602。导电导线602可以配置为收集并传输由至少一个光电层102产生的电能。导电导 线602可以包括导电材料或由导电材料组成，例如金属导电材料。在各种实施方式中，导电 导线602可以包括金属材料或由金属材料组成，导电导线602可以包括导电材料或由导电 材料组成，例如，金属导电材料，其可以包括下面金属中的一种或更多种或由下面金属中的 一种或更多种组成:01、六1、六11、卩扒六8、卩13、511、卩6、慰、(0、211、11、]\10^和/或财。在各种 实施方式中，导电导线602可以包括或由从Cu、Au、Ag、1 、和Sn组成的组中选择的金属构 成。导电导线602 —般可以具有任意横截面，诸如例如圆形、椭圆形、环形、三角形、矩 形(例如，正方形)或任何其他多边形。导电导线602可以使用焊料材料涂覆(周围的部分或全部)，诸如例如焊料层，这 允许将导电导线602焊接至光电池的表面，例如至金属化线108。在各种实施方式中，光电池电极600可以包括稳定结构604，其耦合至多条电导线 中的每一条，以使得限定了多条导电导线相互之间的间隔(换言之，相对设置)，直至多条 导电导线202已经至少部分固定在光电池的多个叠层导电表面区上。如图6A和6B所示，在各种实施方式中，稳定结构604可以包括具有多条导电导线 602的片状结构604，其中，片状结构604 (例如可去除地)耦合至多条导电导线602，使得在 多条导电导线602已经固定至光电池的多个叠层导电表面区后，可以至少部分地从多条导 电导线602去除。在各种实施方式中，片状结构604可以包括一个或更多下面的结构网状结构；针 织物结构；图案化片状结构；和/或非图案化的薄膜片状(film sheet)结构。在各种实施方式中，片状结构604可以包括纸结构，例如，棉纸(siliconized paper) 0在各种实施方式中，片状结构604可以包括塑料薄膜或由塑料薄膜组成。在各种 实施方式中，片状结构604可以包括聚合塑料薄膜或由聚合塑料薄膜组成。导电导线602可以贴附至片状结构604。在这种情况下，可以选择粘合剂，使得在 多条导电导线602固定至光电池之后，片状结构604可以至少部分地从多条导电导线602 去除。在另一个实施方式中，导电导线602可以形成为片状结构604。在该实施方式中， 在导电导线602固定至光电池之后，例如借助随后为清洗过程步骤的刻蚀或灰化片状结构 604，可以例如从导电导线602去除片状结构604。在各种实施方式中，选择用于将导电导线 602结合至片状结构604的粘合剂，使得在将导电导线602焊接至金属化线108之后，可以 将片状结构604容易地从导电导线602去除，而不损坏片状结构604。在各种实施方式中，粘合弹胶物(adhesive elastomeres)可以作为粘合剂，诸如，例如聚氨酯、乙烯共聚物或苯 乙烯嵌段共聚物、诸如例如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIQ、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙 烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、上述共 聚物的共聚物或混合物。在各种实施方式中，导电导线602可以从片状结构604的一端或 两端横向伸出。在各种实施方式中，片状结构604可以设计为柔性结构，如果需要则可以弯曲。在 各种实施方式中，片状结构604可以具有的厚度范围从大约20 μ m至大约250 μ m,例如厚度 范围从大约50 μ m至大约120 μ m。图7示出了仍根据另一个实施方式的光电池电极700的俯视图。在各种实施方式中，片状结构也可以提供为片状带702，导电导线602可以置于其 上或导电导线602可以形成在其内。导电导线602可以类似于参考图6A和6B所描述的那些。在各种实施方式中，片状带702可以在使用其之前被切割为适合尺寸的片状片。 在各种实施方式中，在导电导线602例如贴附在片状结构上的情况下，可以提供的是从导 电导线602的交替面提供粘合，如图7所示，其中第一片状部分704耦合(例如贴附)至导 电导线602的一面(第一面)(在图7中，导电导线602在该区是可见的)，第二片状部分 706耦合(例如贴附)至导电导线602(在图7中，导电导线602在该区是不可见的)的相 对面(第二面)，第三片状部分708再次耦合(例如贴附)至导电导线602的第一面，第四 片状部分710再次耦合(例如贴附)至导电导线602的第二面等等。换言之，在各种实施 方式中，可以提供交替的结合，使得交替的导电导线602的第一面(例如，顶面)和导电导 线602的第二面(例如，背面)用片状结构结合。而且，随后例如借助焊接导电导线602可以结合至光电池，例如，至金属化线108。在将导电导线602结合至光电池(例如，金属化线108)之后，片状结构的至少部 分(例如全部片状结构)可以从导电导线602去除。因此，片状结构将不成为最后完成的 光电池和最后完成并发货的光电模块的一部分。这如图8所示，其在过程图800中说明了多条导电导线的固定和随后的片状结构 的至少部分去除。如图8所示，在第一工艺阶段802中，导电导线202被固定(例如焊接)至光电池 的金属化线108。导电导线202焊接至金属化线108借助参考标号806在图8的左边部分 标示。应注意的是光电池电极600定位于光电池808、810的太阳光照射侧，使得导电导线 602穿过光电池808、810的金属化线108。在各种实施方式中，光电池电极600定位于光电 池808、810的太阳光照射面，使得导电导线602实质上垂直于光电池808、810的金属化线 108延伸。在使导电导线602与金属化线108物理接触后，可以将导电导线602焊接至金属 化线108(例如，在其交叉区)。然后，在第二工艺阶段804，片状结构604可以从已经焊接至金属化线108的导电 导线602去除，例如剥去。在各种实施方式中，可以设置为片状结构可以包括多个可分离耦合(例如，穿孔) 的片状段，其可以具有相同的尺寸或不同的尺寸，其中甚至在多条导电导线固定(例如，焊 接)至光电池的表面(例如，叠层导电表面区，例如金属化线108)之前，耦合至多条导电导线的一些片状段可以从多条导电导线去除。片状结构可能保留的部分(换言之，直至多条 导电导线固定(例如，焊接)至光电池表面时还没有被去除的那些片状段)在多条导电导 线固定(例如焊接)至光电池表面之后，在该情况下可以去除。在各种实施方式中，可以设置为片状结构可以包括在制造片状结构(或例如，片 状段)的过程中提供的穿孔结构(例如，以片状结构中的孔或开口的形式，其中导电导线可 以部分地被暴露)，从而提高多条导电导线的定形性(例如，可焊性)。在各种实施方式中， 片状结构可以包括多条叠层横向条(transverse strip)，其可以设置为规则图案(或非规 则图案)并且可以具有多条导电导线。图9示出了说明用于电接触根据实施方式的光电池的方法900的流程图。方法 900可以包括，在902，使根据如前面描述的实施方式的光电池电极与光电池接触，以及，在 904，将光电池电极的多条导电导线固定至光电池的表面。固定可以包括将光电池电极的多 条导电导线焊接至光电池的多个叠层导电表面区。而且，在各种实施方式中，方法还可以包括在接近光电池的一个边缘处切割多条 导电导线。而且，在各种实施方式中，方法还可以包括在使光电池电极的多条导电导线固定 至光电池表面后，例如使多条导电导线固定至叠层导电区之后，去除稳定结构的至少部分。图10示出了说明用于电接触根据另一个实施方式的光电池的方法1000的流程 图。方法1000包括图9示出的和上面描述的方法900的工艺，而且还可以包括工艺1002 在使光电池电极的多条导电导线固定至光电池表面后，去除至少部分片状结构。图11示出了说明用于电接触仍根据另一个实施方式的光电池的方法1100的流程 图。方法1100包括在图9示出的并在上面描述的方法900的工艺，而且还可以包括工艺 1102:将框结构的部分固定至光电池的后表面。在各种实施方式中，该方法可以包括将耦合 结构的第一部分机械固定至光电池的表面以及将耦合结构的第二部分机械耦合至另一个 光电池的表面。在各种实施方式中，其中稳定结构包括在多条导电导线的末端区附近耦合至多条 导电导线的每一条的框结构，该方法还可以包括在使光电池电极的多条导电导线固定至光 电池1002表面后，至少去除一个框部分。图12A示出了在安装根据另一个实施方式的光电池电极之前的光电池的前视图 1200。图12B示出了在安装根据实施方式的光电池电极之前的光电池的后视图1210。上面 描述的实施方式(参考图IA和IB示出的光电池描述)也可以具有图12A和12B示出的光 电池。该实施方式类似于图IA和IB示出的实施方式。因此，下面仅更详细地描述这些 实施方式之间的区别。如图12A和12B所示，光电池可以包括电接触结构，例如，以多条金 属化线1204的形式实施，其可以提供在至少一个光电层1202的前表面(换言之，暴露的表 面)上或之上，或者，如果存在，在光透明导电层的暴露表面上或之上。金属化线1204可以 以一定间隔实质上平行于彼此延伸。然而，应该注意的是金属化线1204可以或者以相互 之间呈某一角度延伸，但它们沿着其延伸方向通常不相交或接触。在各种实施方式中，金属 化线1204可以提供为梳状形式，其具有多个相互平行延伸的金属指状物。与图IA和图IB中示出的实施方式的金属化线108相比，图12A和图12B中示出的金属化线1204关于图IA和IB中示出的金属化线108垂直延伸。图12B示出的光电池 的背面1210类似于图IB示出的光电池的背面104。图13示出了具有两个光电池1302、1304的光电池组件1300，根据实施方式的两个 光电池电极1306、1308设置在两个光电池1302、1304上。可以类似于如图2所示的光电池 电极200配置光电池电极1306、1308。如图13所示，第一光电池电极1306设置于第一光电 池1302之上，并且第二光电池电极1308设置于第二光电池1304之上。而且，应该注意，第 一光电池电极1306的第二框部分208(例如，由导电材料制成的第二带208，例如第二金属 带208)连接(例如，焊接)至第一光电池1302的前(太阳光照射)表面，并且第二光电池 电极1308的第一框部分204(例如，由导电材料制成的第一带204，例如，第一金属带204) 连接(例如焊接)至第一光电池1302的背面。而且，第二光电池电极1308的第二框部分 208(例如，由导电材料制成的第二带208，例如第二金属带208)连接(例如，焊接)至第二 光电池1304的前(太阳光照射)表面，等等。在该实施方式中，光电池电极1306、1308的多 条导电导线202设置于各自的光电池1302、1304的金属化线108之上，其中，金属化线108 和多条导电导线202具有相同的方向(换言之，它们相互平行设置)。图14示出了具有多个光电池1402、1404的光电池组件1400，具有多个光电池电极
部分1408，1410，1412，......的光电池电极1406根据另一个实施方式设置于多个光电池
1402、1404上。光电池电极1406可以类似于如图2所示的光电池电极200进行配置，区别 是光电池电极1406是具有多个或多重性(一般是任意数量)光电池电极部分的光电池电 极的连续件，其中，在预定的距离内，提供了各自的稳定结构1414、1416、1418。每个稳定结 构1414、1416、1418可以实施为各自的框部分1414、1416、1418 (例如，实施为由导电材料制 成的各自的带1414、1416、1418，例如各自的金属带1414、1416、1418)。如图14所示，光电 池电极部分1408、1410、1412设置于各自的光电池1402、1404之上，S卩，第一光电池电极部 分1408设置于第一光电池1402之上，第二光电池电极部分1410设置于第二光电池1404 之上，第三光电池电极部分1412设置于第三光电池(未示出)之上，等等。随后导电导线 固定(例如焊接)至叠层导电表面区(例如，金属化线108)。应该注意，在该阶段框部分 1414、1416和1418仍未固定至光电池。一种根据实施方式的用于固定光电池电极1406的 方法将在下面更详细地描述。在该实施方式中，光电池电极1406的多条导电导线202设置 于各自的光电池1402、1404的金属化线108之上，其中，金属化线108和多条导电导线202 具有相同的方向(换言之，它们相互平行设置)。图15示出了根据实施方式的在将框部分从光电池电极部分分离之后(例如，在第 二框部分1416从第一光电池电极部分1408的多条导电导线202分离之后，其中，如下面更 详细描述的，例如在第一分离点1420的分离可以借助激光器进行，并且在第三框部分1418 从第二光电池电极部分1408的多条导电导线202分离之后，其中，如下面更详细描述的，例 如在第二分离点1422的分离可以借助激光器进行等等，如图14所示)，图14的光电池1400 的第二制造阶段1500。在多条导电导线202固定(例如，焊接)至各自的光电池1402的表 面后，例如在多条导电导线202固定(例如，焊接)至金属线108之后，将进行分离。如图15所标示的，各自分离的框部分1416、1418将固定(例如，焊接)至“前面的” 光电池1402、1404的背面。通过示例的方式，第二框部分1416可以固定(例如，焊接)至 第一光电池1402的背面，并且第三框部分1418可以固定(例如，焊接)至第二光电池1404的背面，以及等等。图16示出了仍根据另一个实施方式的具有多个光电池1602、1604的光电池组件
1600，具有多个光电池电极部分1608，1610，1614，......的光电池电极1606设置于多个光
电池1602、1604上。光电池电极1606可以类似于如图2所示的光电池电极200进行配置， 区别是光电池电极1606是具有多个或重复性(一般是任意数量)光电池电极部分的光电 池电极的一个连续件，其中，在预定的距离内，提供了各自的稳定结构1614、1616、1618。每 个稳定结构1614、1616、1618可以实施为各自的框部分1614、1616、1618(例如，实施为由导 电材料制成的各自的带1614、1616、1618，例如各自的金属带1614、1616、1618)。如图16所 示，光电池电极部分1608、1610、1612设置于各自的光电池1602、1604之上，S卩，第一光电池 电极部分1608设置于第一光电池1602之上，第二光电池电极部分1610设置于第二光电池 1604之上，第三光电池电极部分1612设置于第三光电池(未示出)之上，等等。随后导电 导线固定(例如焊接)至叠层导电表面区(例如，金属化线108)。应该注意，在该阶段框部 分1614、1616和1618仍未固定至光电池。一种根据实施方式的用于固定光电池电极1606 的方法将在下面更详细地描述。在该实施方式中，光电池电极1606的多条导电导线202设 置于各自的光电池1602、1604的金属线108之上，其中，金属化线108和多条导电导线202 具有不同的方向(换言之，它们相互以某一角度设置，例如以角度0° < α <90°，以角度 α =90° (即它们相互垂直设置))。在各种实施方式中，光电池电极的多条导电导线排列 在多个叠层导电表面区上面并平行于多个叠层导电表面区而连接至多个叠层导电表面区 (即，金属化线108和多条导电导线202可以相互以角度0°设置)。在各种实施方式中，光 电池电极的多条导电导线垂直于多个叠层导电表面区而连接至多个叠层导电表面区(艮口， 金属化线108和多条导电导线202可以相互以角度90°设置)。图17示出了根据实施方式的在将框部分从光电池电极部分分离之后(例如，在第 二框部分1616从第一光电池电极部分1608的多条导电导线202分离之后，其中，如在下 面更详细描述的，该分离可以借助激光器进行，例如在第一分离点1620，并且在第三框部分 1618从第二光电池电极部分1608的多条导电导线202分离之后，其中，如在下面更详细描 述的，该分离可以借助激光器进行，例如在第二分离点1622，等等，如图16所示)，在第二制 造阶段1700上图16的光电池组件1600。在多条导电导线202固定(例如，焊接)至各自 的光电池1602、1604的表面后，例如在多条导电导线202固定(例如，焊接)至金属化线 108之后，将进行分离。如图17所标示的，各自分离的框部分1616、1618将固定(例如，焊接)至“前面的” 光电池1602、1604的背面。通过示例的方式，第二框部分1616可以固定(例如，焊接)至 第一光电池1602的背面，并且第三框部分1618可以固定(例如，焊接)至第二光电池1604
的背面，等等。图18示出了说明固定光电池电极至多个光电池的方法流程图1800。在1802，多个光电池(一般是任意数量的光电池)可以线性设置，例如，可以置于 表面上，其中，例如暴露光电池的太阳光照射(前)侧，由此形成了光电池串。然后，在1804，一个光电池电极与光电池串对齐。通过示例的方式，光电池电极 (例如，“无限”光电池电极，诸如例如图14示出的光电池电极1406或图16示出的光电池 电极1606)可以从光电池电极供应设备取出(例如，光电池电极卷，光电池电极卷到光电池
15电极卷上)以及所取出的光电池电极可以设置在光电池串之上，例如以图14或图16所示 的方式。在替代实施方式中，光电池电极可以是光电池电极串，其具有的大致长度可以覆盖 光电池串的所有光电池。在1806，设置于光电池串之上的光电池电极的导电导线可以固定(例如，焊接)至 光电池，例如，至叠层导电表面区，例如光电池串的各自的光电池的金属化线。然后，在1808中，在每个光电池的一个边缘，可以(机械)分离多条导电导线(例 如，202)，例如从各自的框部分切割(例如，借助激光器或任意其他适合的设备)。在各种实 施方式中，框部分可以保持在结构中，也就是，框部分可以耦合至相对的导电导线(例如， 202)并且框部分可以固定至各自的光电池的背面，或者耦合至各自的框部分的另一侧的导 电导线(例如，202)也可以(机械)分离，例如从各自的框部分切割(例如，借助激光器或 任意其他适合的设备)。因此，在该替代实施方式中，框部分将在最后的组件中移除，并且仅 从各自的光电池伸出的多条导电导线(例如，202)的自由端将固定至各自邻近的光电池的 背面。在1810，在光电池串的每个光电池的一侧可以在一侧举升，并且光电池串的光电 池的距离可以减小以使多条导电导线(例如，202)(并且，如果存在，间隔结构的，例如框部 分，其可以选择性地提供，也就是保持并且不移除)伸出的(分离的)导线(的末端)与光 电池串的(例如，提起的)每一个相邻的光电池的背面机械并且电接触。随后，在1812，光电池串的(以及，如果存在，可以是选择性提供的间隔结构的)每 一个相邻的光电池的多条导电导线(例如，202)的伸出的(分离)导线可以固定(例如，焊 接)至光电池串的每个(例如，举升的)相邻的光电池的背面。在各种实施方式中，提供了多个光电池的组件。每个光电池可以包括多个叠层导 电表面区。根据如上描述的任一实施方式的方法，组件可以包括多个光电池，其具有已经电 连接至多个叠层导电表面区的光电池电极。光电池电极的多条导电导线可以以范围从大约 0°至大约90°的某一角度连接至多个叠层导电表面区。在各种实施方式中，光电池电极的 多条导电导线可以以大约90°的角度连接至多个叠层导电表面区。虽然已经参考特定实施方式具体示出并描述了本发明，本领域的技术人员应理解 在不悖离所附权利要求限定的本发明的精神和保护范围的情况下，可以做出各种形式和细 节的变化。因此所附权利要求表示了本发明的保护范围，并且因此希望包含了在权利要求 等同的含义和范围内所作的所有变化。
权利要求
1.一种用于电连接光电池的电极(200，600)，每一个光电池包括多个叠层导电表面 区，所述电极(200，600)包括多条导电导线(202，602)，邻近彼此延伸；以及稳定结构(204，208，604)，其与所述多条导电导线(202，602)耦合，以限定所述导电导 线(202，602)相互之间的间隔直至所述多条导电导线(202，602)至少部分地固定在光电池 (100)的所述多个叠层导电表面区上。
2.如权利要求1所述的电极(200，600)，其中，所述多条导电导线(202，602)相互平行延伸。
3.如权利要求1或2中任一项所述的电极(200，600)，其中，所述多条导电导线(202)包括至少二十条导电导线002)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电极(200，600)，其中，所述多条导电导线(202)中的一些或所有导电导线(202)具有0.5mm或更小的导线宽度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电极(200，600)，其中，所述多条导电导线O02)的横截面具有的形状选自由圆形、椭圆形、三角形、矩 形、正方形和多边形组成的组。
6.如权利要求1至5中任一项所述的电极(200，600)，其中，所述稳定结构(204，208，604)包括与所述多条导电导线002，602)的每一条耦 合的框结构(204，208)。
7.如权利要求6所述的电极(200，600)，其中，所述框结构(204，208)包括与所述多条导电导线O02)的每一条的第一端部区 域(206)耦合的第一框部分(204)，和与所述多条导电导线(202)的每一条的第二端部区域 (210)耦合的第二框部分(208)。
8.如权利要求6或7中任一项所述的电极(200，600)，其中，所述第一框部分(204)和/或第二框部分(208)包括带状物或导线网状物。
9.如权利要求6-8中任一项所述的电极(200，600)，其中，所述第一框部分(204)和/或所述第二框部分(208)垂直于所述多条导电导线 (202)延伸。
10.如权利要求1-5中任一项所述的电极(200，600)，其中，所述稳定结构(204，208，604)包括承载所述多条导电导线(202，602)的片状结 构(604)，其中，所述片状结构(604)耦合至所述多条导电导线(202，602)使得在所述多条 导电导线(202，602)至少部分固定在所述光电池(100)的叠层导电区域上之后，可以将其 至少部分地从所述多条导电导线(202，602)移除。
11.如权利要求10所述的电极000，600)，其中，所述片状结构(604)包括耦合至所述多条导电导线(602)的第一面的第一部分 (804,808)和耦合至所述多条导电导线(60 的第二面的第二部分(806，810)，所述第二面 与所述第一面关于所述多条导电导线(602)相对。
12.一种用于电连接光电池的方法(900)，所述方法(900)包括使权利要求1至11中任一项所述的电极与光电池接触(902)；以及将所述电极的所述多条导电导线固定至所述光电池的表面(904)。
13.如权利要求12所述的方法(1100)，其中，所述固定包括将所述多条导电导线焊接至所述光电池的所述多个叠层导电表面区。
14.如权利要求12或13中任一项所述的方法(1000)，其中，所述稳定结构包括接近所述多条导电导线的端部区域耦合至所述多条导电导线 的每一条的框结构；所述方法还包括，在将所述光电池电极的所述多条导电导线固定至光电池的表面之 后，移除至少一个框部分(1002)。
15.如权利要求12或13所述的方法(1000)， 其中，所述稳定结构包括片状结构；所述方法还包括在将所述光电池电极的所述多条导电导线固定至所述光电池的表面 之后，移除至少部分所述片状结构(1002)。
16.如权利要求12至15中任一项所述的方法(1000)， 其中，所述导电导线延伸至光电池串的长度，所述方法还包括在接近每一个光电池的一个边缘处切割所述多条导电导线； 减少所述光电池之间的距离；以及 将所述导电导线的伸出部分焊接至相邻的光电池的背面。
17.一种多个光电池的装置，每一个光电池包括多个叠层导电表面区，所述装置包括 具有光电池电极的多个光电池，所述光电池电极已根据权利要求12至16中任一项所述的方法电连接至所述多个叠层导电表面区。
18.如权利要求17所述的装置，其中，所述光电池电极的多条导电导线排列于所述多个叠层导电表面区上面并平行于 所述多个叠层导电表面区而连接至所述多个叠层导电表面区；或者其中，所述光电池电极的所述多条导电导线垂直于所述多个叠层导电表面区而连接至 所述多个叠层导电表面区。
全文摘要
提供了一种用于电连接两个光电池的电极(200，600)。每个光电池可以包括多个叠层导电表面区。电极(200，600)可以包括邻近彼此延伸的多条导电导线(202，602)；和耦合至多条导电导线(202，602)的稳定结构(204，208，604)，使得限定了导电导线(202，602)相互之间的间隔，直至多条导电导线(202，602)至少部分固定到光电池(100)的多个叠层导电表面区上。
文档编号H01L31/0224GK102148265SQ20111002203
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月19日 优先权日2010年1月19日
发明者哈拉尔德·哈恩, 奥拉夫·施托贝克, 霍尔格·诺伊豪斯, 马丁·库策, 马提亚·格奥尔基 申请人:阳光世界发明股份有限公司