薄型太阳能电池的模块组装的制作方法
【技术领域】
[0001]本文中所述主题的实施例整体涉及太阳能电池。更具体地讲，所述主题的实施例涉及太阳能电池模块。
【背景技术】
[0002]太阳能电池是为人们所熟知的用于将太阳辐射转换成电能的装置。太阳能电池具有在正常工作期间面向太阳以收集太阳辐射的正面，以及与正面相背对的背面。照射在太阳能电池上的太阳能辐射产生迀移至扩散区的电子和空穴，从而在扩散区之间形成电压差。形成到对应的扩散区的金属触点，以允许连接到外部电路例如负载并由太阳能电池为其供电。
[0003]可将太阳能电池串联和封装在一起以形成太阳能电池模块。所述封装为太阳能电池提供环境保护，并且可包括位于正面上的顶盖、包封太阳能电池的包封物，以及在背面上提供绝缘的背板。本发明的实施例涉及太阳能电池封装工艺，所述工艺允许准确的太阳能电池放置。
【发明内容】
[0004]在一个实施例中，通过将太阳能电池放置在包封物片材之间来封装太阳能电池。将包封物暴露于紫外(UV)光以固化包封物，并且将包封物粘结在一起以包封太阳能电池。可执行UV固化步骤以将包封物中的一者粘结到透明顶盖和太阳能电池，并且将另一个包封物粘结到太阳能电池和背板。包括透明顶盖、包封的太阳能电池和背板的保护性封装可以但并非必须安装在框架上。
[0005]所属领域的技术人员在阅读本公开内容的全文时将易于明了本发明的这些特征和其他特征，本公开内容包括附图和权利要求书。
【附图说明】
[0006]结合以下附图考虑时，可通过参考【具体实施方式】和权利要求得到对主题的更完整理解，其中在所有这些附图中，相似标号指代类似元件。附图未按比例绘制。
[0007]图1示出了根据本发明实施例的太阳能电池模块。
[0008]图2至图5为剖视图，示意性地示出了根据本发明实施例的制造图1的太阳能电池模块的方法。
[0009]图6示出根据本发明实施例的制造太阳能电池模块的方法的流程图。
[0010]图7至图9为剖视图，示意性地示出了根据本发明另一个实施例的制造图1的太阳能电池模块的方法。
[0011]图10示出了根据本发明另一个实施例的制造太阳能电池模块的方法的流程图。【具体实施方式】
[0012]在本发明中，提供了许多具体细节，诸如部件、材料和方法的例子，以提供对本发明实施例的全面理解。然而，所属领域的技术人员将认识到，可在不具有这些具体细节中的一个或多个具体细节的情况下实践本发明。在其他示例中，不显示或不描述众所周知的细节以避免混淆本发明的方面。
[0013]图1示出了根据本发明实施例的太阳能电池模块100。太阳能电池模块100为所谓的“地面太阳能电池模块”，因为它是专为用于固定应用而设计，诸如在屋顶上使用或由光伏电站使用。在图1的例子中，太阳能电池模块100包括互连太阳能电池101的阵列。为了清楚地举例说明，仅在图1中标记了太阳能电池101中的一些。在图1的例子中，太阳能电池101包括背面接触式太阳能电池。在背面接触式太阳能电池中，所有扩散区以及与扩散区相连的金属触点均形成在太阳能电池的背面上。也就是说，P型扩散区和N型扩散区两者以及与其相连的金属触点位于太阳能电池的背面上。在其他实施例中，太阳能电池101也可为正面接触式太阳能电池或其他类型的太阳能电池。
[0014]图1中可以看到太阳能电池101的正面。太阳能电池101的正面也称为“光照面”，因为其在正常工作期间面向太阳以收集太阳辐射。太阳能电池101的背面与正面相背对。框架102为太阳能电池101提供机械支撑。太阳能电池模块100的前部103与太阳能电池101的正面在相同侧，并可见于图1中。太阳能电池模块100的后部104在前部103的下方。太阳能电池模块100的后部104与太阳能电池101的背面在相同侧。
[0015]图2-图5为剖视图，示意性地示出了根据本发明实施例的制造太阳能电池模块100的方法。图2-图5未按比例绘制。
[0016]在图2的例子中，包封物210片材放置在透明顶盖220上。在一个实施例中，透明顶盖220包括厚度介于Imm至4mm(例如，3.2mm)之间的玻璃。太阳能电池101放置在包封物210上。将太阳能电池101对准放置，其正面面向包封物210。例如，太阳能电池101可以距离D相对于彼此放置，该距离在50 μ m至100 μ m的精度内。可由形成在太阳能电池101背面上的互连金属(例如，图5所示的互连金属251)来电串联太阳能电池101。
[0017]包封物210可包括多层包封物。在图2的例子中，包封物210包括包封层211、包封层212和包封层213。包封层211可具有25 μ m至50 μ m的厚度，包封层212可具有250 μ m的厚度，并且包封层213可具有25 μπι至50 μπι的厚度。包封层的厚度可根据具体实施细节而变化。包封层211可包括在固化时允许将该包封层粘结到透明顶盖220的添加剂。相似地，包封层213可包括在固化时将该包封层粘结到太阳能电池101的添加剂。
[0018]包封物210可包括可光固化的包封物。在一个实施例中，可通过暴露于紫外(UV)光来固化包封物210。在一个实施例中，可通过暴露于第一波长UV光来将包封层211固化以粘结到玻璃透明顶盖220，并且可通过第二波长人2的UV光来将包封层213固化以粘结到太阳能电池101。包封物210可包括保护性地包封太阳能电池的改性聚烯烃包封物。聚烯烃在主链或侧链中具有小于5重量％的氧和氮。换句话讲，聚烯烃分子结构中任何位置处的氧和氮的合并重量百分比小于5。UV固化波长范围为300nm至400nmo
[0019]在图2的例子中，UV光源231发射第一波长λ ^勺高强度UV光，并且面向太阳能电池101的正面。由UV光源231发射的UV光从透明顶盖220进入并穿过该透明顶盖220以照射在包封层211上，从而使包封层211暴露于UV光。UV光固化包封层211，使透明顶盖220粘结到包封层211。
[0020]在图3的例子中，UV光源232发射第二波长人2的高强度UV光，并且也面向太阳能电池101的正面。由UV光源232发射的UV光从透明顶盖220进入并穿过该透明顶盖220，并且穿过包封层211和212以照射在包封层213上，从而使包封层213暴露于UV光。UV光固化包封层213，使太阳能电池101粘结到包封层213。
[0021]UV光源232和231可包括可被构造成发射不同波长的UV光的不同光源或相同光源。在制造环境下，透明顶盖220可被放置在平台上，诸如工作台或传送装置，其具有切口以允许光从平台下方照射透明顶盖220。包封物210被放置在透明顶盖220的顶部上。然后太阳能电池101被准确地放置在包封物210上(例如，使用机械手)。一旦透明顶盖、包封物210和太阳能电池101堆叠在一起，则相继地打开置于平台下方的UV光源231和232以执行上述的UV固化步骤来固化包封物210。包封物210的层的固化顺序可根据制造工艺的细节而有所不同。
[0022]继续参考图4，包封物240片材放置在太阳能电池101的背面上，并且背板241放置在包封物241上。背板241可包括为太阳能电池模块的其他部件提供环境保护的单层或多层材料。背板241可包含例如含氟聚合物、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚酯、聚碳酸酯或聚苯醚。
[0023]包封物240可包括单层或多层可UV固化的包封物。在一个实施例中，包封物240可包含在主链或侧链中具有小于5重量％的氧和氮的改性聚烯烃。换句话讲，聚烯烃分子结构中任何位置处的氧和氮的合并重量百分比小于5。
[0024]在图4的例子中，UV光源233发射高强度UV光，并且面向太阳能电池101的背面。由UV光源233发射的UV光的具体波长取决于包封物240和背板241的成分。UV光源233发射UV光，该UV光从背板241进入并穿过该背板241以照射在包封物240上，从而使包封物240暴露于UV光。UV光固化包封物240，从而将太阳能电池101粘结到包封物240，并且将包封物240和210粘结在一起以包封太阳能电池101。
[0025]在上述制造环境例子中，可将UV光源233放置在支撑正在制造的太阳能电池模块的平台上方。包封物240放置在太阳能电池101的背面上，并且背板241放置在包封物240上。然后激活UV光源233以固化包封物210，从而形成包括顶盖220、包封的太阳能电池101和背板241的保护性封装。
[0026]由于UV固化步骤使用的是光而不是热，因此材料叠堆包括透明顶盖220、包封物210和240，并且背板241在固化期间并不翘曲。这允许相对准确地放置太阳能电池101。与UV固化相关的低温也有助于防止保护性封装的分层。具体地讲，虽然UV固化步骤可在大体工厂环境温度(诸如，介于18°C至28°C)下执行，但通常用于形成太阳能电池模块的保护性封装的真空辊层压和其他热工艺在高于100°C的温度下执行。
[0027]在图5的例子中，包封物240和210在上述UV固化步骤之后被共同标记为包封物245。图5还示出了将太阳能电池101电连接在背面上的互连金属251。包括透明顶盖220、包封物245和背板241的所得保护性封装任选地安装在框架102 (参见图1)上以形成太阳能电池模块100。在框架化时，透明顶盖220在前部103上，并且背板241在后部104上。
[0028]—旦包封物210的与顶盖220和太阳能电