背接触太阳能板及制造该太阳能板的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种太阳能板及制造这种太阳能板的方法。
【背景技术】
[0002] 背接触太阳能板或光伏（PV)模块在本领域中已经广为人知。
[0003] 太阳能板内设置有阵列的背接触太阳能电池。通常，使用与电池后部边缘上的母 线连接的短凸舌或者使用导电背板箔片将背接触电池互相连接。
[0004] 使用短凸舌的前一种方法涉及将凸舌焊接到电池的触点上。这导致在电池的一侧 产生局部残余应力。这可以从电池的弯曲或（在某些情况下）破裂看出来。在层压的过程 中，电池变得扁平，因此增加了损坏和功率损耗的可能。在模块的运行过程中还会使破裂扩 展，进一步降低了功率输出。
[0005] 使用导电背板箔片的后一种方法涉及一种模块技术，该模块技术基于用于这种类 型电池的带图案的导电背板箔片。箔片上的图案与电池上的触点匹配，由此串联模块中的 电池。可以利用焊料或另一种类型的导电膏实现电池和箔片之间的互连。通常，利用层内 焊接（in-laminate soldering)来制造焊接模块，层内焊接涉及通过激光对焊料凸点进行 局部加热的使用。通常，这种类型的模块显示出良好的湿热性能，但是其热循环性能较差， 表现为焊料、电池和箔片之间的粘附强度不足。
[0006] "利用背接触MC-Si电池和导电粘合剂制得的单级层压全尺寸PV模 块''("Single-step laminated full-size PV modules made with back-contacted MC~Si cells and conductive adhesives"P.C.de Jong 等，第 19 届欧洲光伏太阳能会议，巴黎， 2004年6月7-11日，第2145-2148页）公开了一种利用导电粘合剂制造具有背接触PV电 池的太阳能板模块的方法，该方法使用改进为互连箔片的背板箔片。该方法设置为使得粘 合剂的机械强度足够大，以在温度循环过程中处理在互连接点处出现的机械剪切应力，并 禁得起剪切应力对粘合剂的撕裂。可以看出，由于密封剂层的固化过快，形成了"劣质"连 接。
[0007] "对使用背接触太阳能电池的模块组装线的第一次试验"（"First experiments on module assembly line using back-contact solar cells"M. SpSth等，第 23 届欧洲 光伏太阳能会议，2008年9月1-5日，西班牙，巴伦西亚，第2917-2921页）公开了一种制造 具有"超薄"（130 ym)背接触PV电池的太阳能板模块的方法，该方法通过使用互连粘合剂 替代焊接接触，以克服太阳能电池与互连体之间的接合处以及/或者背板与互连体之间的 接合处的大的剪切应力。
【发明内容】
[0008] 本发明的一个目的是提供一种太阳能板，该太阳能板克服了现有技术中的缺陷。
[0009] 此外，本发明的一个目的是提供一种制造这种太阳能板的方法。
[0010] 上述目的由一种具有堆叠结构的太阳能板实现，所述堆叠结构包括至少一个太阳 能电池、第一密封剂层和背板接触层；所述至少一个太阳能电池设置为背接触太阳能电池， 该背接触太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电触点的后表面；所述背板接触 层包括设置有图案化导体电路的表面，所述导体电路设置有接触区域，该接触区域位于与 所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置；所述第一密封剂层在与所 述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置设置有开口图案；所述至少一 个太阳能电池设置在所述第一密封剂层之上；所述第一密封剂层设置在所述背板接触层之 上，其中，所述至少一个太阳能电池的所述后表面朝向所述图案化导体电路的表面，以使所 述第一密封剂层位于所述至少一个太阳能电池和所述背板接触层之间；所述电触点、所述 第一密封剂层中的开口和所述接触区域的位置互相对齐；所述至少一个太阳能电池的各个 电触点通过互连体穿过所述第一密封剂层中的相应开口而与各自相应的所述导体电路的 接触区域连接，所述互连体设置在所述第一密封剂层的所述开口中，其中，处于固化状态的 所述互连体在所述接触区域和相应电触点之间被压缩，以在与所述太阳能电池和所述第一 密封剂层的接合面相垂直的方向上，所述互连体处于压应力的预压状态。
[0011] 有利地，（热）收缩率的差异使得在低温时（例如，夜晚或多云天空下的室温或更 低温度）互连体在导体电路的接触区域和太阳能电池的电触点之间被压缩。这导致了互连 体的预压状态，以抵消（如白天暴露给阳光期间）热循环的加热步骤过程中的膨胀。借此 方式，增强了背板接触层和太阳能电池触点之间的互连。
[0012] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，在层压期间，从 升高后的层压温度到大约室温的温度间隔中，所述互连体的材料的热收缩率小于所述第一 密封剂层的材料的热收缩率。如果互连体显示出比第一密封剂层小的热收缩率，则第一密 封剂层将压缩该第一密封剂层的开口中的互连体。
[0013] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，在层压处理期 间，所述互连体的材料的整体收缩率小于所述第一密封剂层的材料的整体收缩率。
[0014] 如果互连体显示出比第一密封剂层小的整体收缩率，则第一密封剂层将压缩该第 一密封剂层的开口中的互连体。
[0015] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，在所述温度间隔 中，所述互连体的材料的有效热膨胀系数小于所述第一密封剂层的材料的有效热膨胀系 数。
[0016] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，在所述温度间隔 中，所述互连体的材料的热收缩率小于所述背板接触层的材料的热收缩率。
[0017] 因此，背板接触层可以在互连体上产生额外压缩。
[0018] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述热收缩率基 本上沿垂直于所述第一密封剂层与所述太阳能电池的接合面确定。
[0019] 如果压应力大体上垂直于所述接合面，则导体电路的接触区域和相应的太阳能电 池之间的连接得到改善。
[0020] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述互连体的材 料是导电粘合剂。
[0021] 有利地，该互连体材料可以方便地涂覆在导体区域接触区域上。此外，这类材料 可以调节为具有合适的固化特征和机械特性，从而获得在层压步骤之后显示压应力的互连 体。
[0022] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述导电粘合剂 是复合材料并包括导电组分，该复合材料具有基于聚合物的基质材料，所述聚合物选自环 氧树脂、丙稀酸醋和硅胶（silicone) 〇
[0023] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述导电粘合剂 包括作为所述导电组分的金属颗粒，所述金属颗粒形成导电路径。
[0024] 导电粘合剂可以与在互连体中形成导电路径的金属颗粒混合。
[0025] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述导电粘合剂 包括作为所述导电组分的导电路径，所述导电路径由低温焊料组成。
[0026] 导电材料可以与低温焊料混合，低温焊料可以流动并在互连体中形成导电路径。
[0027] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述太阳能板还 包括第二密封剂层和玻璃板；所述第二密封剂层设置在所述至少一个太阳能电池的所述前 表面之上，所述玻璃板设置在所述第二密封剂层之上，以使所述第二密封剂层位于所述至 少一个太阳能电池和所述玻璃板之间。
[0028] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中所述第一密封剂 层和/或第二密封剂层包括聚合物，该聚合物选自乙烯-醋酸乙烯脂、离聚物、（聚）硅树 月旨、热塑性尿烷和聚乙烯醇缩丁醛。
[0029] 这种聚合物在层压步骤期间显示出良好的流动和收缩特性。
[0030] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中，所述至少一个太 阳能电池是硅基背接触太阳能电池。
[0031] 根据本发明的一个方面，提供了一种如上所述的太阳能板，其中在所述背板接触 层中，在与所述太阳能板中的互连体的位置相对应的位置能够观察到凸起。
[0032] 此外，本发明提供了一种制造如上所述太阳能板的方法，该方法包括以下步骤：
[0033] 一提供作为所述至少一个太阳能电池的一个或多个背接触太阳能电池，所述背接 触太阳能电池具有用于接收辐射的前表面和设置有电触点的后表面；
[0034] -在所述背板接触层的表面上提供图案化导体电路，所述导体电路设置有接触区 域，该接触区域位于与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置上；
[0035] -在每个接触区域上提供互连体；
[0036] 一在与所述至少一个太阳能电池上的所述电触点的位置相对应的位置上使得所 述第一密封剂层形成开口图案；
[0037] 一将带图案的所述第一密封剂层设置在所述背板接触层之上，所述开口图案与所 述电触点的位置对齐，以使每个互连体位于所述