光伏模块和用于制造光伏模块的方法

文档序号:9439216
光伏模块和用于制造光伏模块的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏模块、用于制造光伏模块的方法以及用于制造光伏模块的设备。
【背景技术】
[0002]能量转换器的集成目前是在电子封装领域的趋势。除了热电转换器之外将专门的太阳能电池用于获取电能,例如用于运行传感器模块。
[0003]此外,近年来在构造以及连接技术中已设立了薄的硅衬底的使用。这些硅衬底尤其提供热机械特性方面的优点并且以非常精细的线距配备贯通接触部和印制导线。此夕卜,通过改进模制技术,用于大面积封装半导体器件的方法是可用的。在“Compress1nMolding (压缩模制)”中可以无问题地以聚合物封装材料覆盖300 mm直径的面积。
[0004]原则上太阳能电池的两种类型的接触是可能的。当前最经常制造的电池必须从前侧和后侧被接触,以便建立电接触(能够在前侧上的银导体结构处看出)。也存在用于纯后侧接触的方案,这些方案目前仍相对少地扩展。
[0005]US 2011/0169554 Al公开了集成的太阳能运行的设备。

【发明内容】

[0006]在此背景下利用本发明介绍根据独立权利要求的光伏模块、此外用于制造光伏模块的方法以及用于制造光伏模块的设备。有利的构型从相应从属权利要求和随后的描述中得出。
[0007]在此介绍的方案提供具有下列特征的光伏模块:
-至少一个太阳能电池,其具有用于接收光的辐照主面(135),所述光被设置用于提供电压;
-载体单元,其相对于太阳能电池侧向移位地至少布置在第一侧上,其中载体单元的第一表面在预定义的容差范围内与太阳能电池的辐照面齐平地对齐;以及
-至少一个电导体,其将载体单元的与第一表面相对的第二表面处的载体接触端子与太阳能电池处的或太阳能电池的电子器件的电池接触端子导电接触,其中电池接触端子布置在太阳能电池的与辐照面相对的接触侧上。
[0008]在此介绍的方案还提供用于制造光伏模块的方法,其中光伏模块具有至少一个太阳能电池,该太阳能电池具有用于接收光的辐照主面(135),所述光被设置用于提供电压,其中该光伏模块具有载体单元,所述载体单元相对于太阳能电池侧向移位地至少布置在第一侧上,其中载体单元的第一表面在预定义的容差范围内与太阳能电池的辐照面齐平地对齐以及其中该光伏模块具有至少一个电导体,该电导体将在载体单元的与第一表面相对的第二表面处的载体接触端子与太阳能电池处的或太阳能电池的电子器件的电池接触端子导电接触,其中电池接触端子布置在太阳能电池的与辐照面相对的接触侧上,其中所述方法具有下列步骤:
-提供载体单元和太阳能电池; -相对于载体单元布置太阳能电池,使得载体单元相对于太阳能电池侧向移位地至少布置在第一侧上,以及其中载体单元的第一表面在预定义的容差范围内与太阳能电池的辐照面齐平地对齐;以及
-将电池接触端子与载体接触端子导电连接,以便制造光伏模块。
[0009]在此介绍的方案也提供用于制造光伏模块的设备,其中所述设备具有以下单元,所述单元被构造用于执行根据在此介绍的变型方案的方法的步骤。
[0010]因此本发明提供以下设备,该设备被构造用于在相应装置中执行或实现在此介绍的方法的变型方案的步骤。通过本发明的设备形式的所述实施变型方案也可以快速并且有效地解决本发明所基于的任务。
[0011]设备当前可以理解为处理传感器信号并且根据传感器信号来输出控制和/或数据信号的电设备。该设备可以具有接口,所述接口可以以硬件和/或软件方式来构造。在以硬件方式构造的情况下接口例如可以是包含该设备的不同功能的所谓的系统ASIC的一部分。但是也可能的是,接口是特有的、集成的电路或者至少部分地由分立器件组成。在以软件方式构造的情况下接口可以是软件模块,所述软件模块例如在微控制器上在其它软件模块之外存在。
[0012]太阳能电池或者光伏电池当前应理解为以下电子器件,该电子器件可以将光、尤其是例如在200至1200 nm的波长范围中的太阳光转换成电能。辐照主面(135)应理解为太阳能电池的主表面,在该主表面之上所述光入射到太阳能电池中,以便在转换器层处被转换成电能。载体单元例如应理解为板或刚性元件,该刚性元件具有电印制导线,所述印制导线被构造用于电接触在太阳能电池上或处的结构或电子器件。载体单元例如可以是被构造用于接纳太阳能电池的印刷电路板。载体单元在此可以关于光辐照方向相对于太阳能电池侧向移位地布置到辐照主面(135)上,使得太阳能电池的侧向边缘与载体单元的边缘相邻或相对地布置。载体单元的第一表面在预定义的容差范围内与太阳能电池的辐照面齐平地对齐。载体单元的第一表面在预定义的容差范围内相对于辐照面齐平的对齐可以理解为以下对齐,在该对齐的情况下以有利的方式在从辐照面过渡到第一表面时阶梯不存在,但是最大限度上存在载体单元的第一表面和辐照面之间的以下阶梯,该阶梯的高度不大于例如载体单元的厚度和/或太阳能电池的厚度的百分之十。电导体可以理解为诸如接合线的导电连接,以便将从光得到的电能传送到载体接触端子或将物理参量的测量仪信号或从中导出的信号传送到载体接触端子。
[0013]在此介绍的方案基于以下认识:如果将太阳能电池与载体单元对齐并且连接,使得载体单元的第一表面在预定义的容差范围内与太阳能电池的辐照面齐平地对齐,则可以技术上非常简单以及成本低地制造光伏模块。由此得出以下可能性:作为单独的电子器件制造的各个或多个太阳能电池与载体单元直接相邻地对齐以及固定。太阳能电池例如可以置入到载体单元、例如印刷电路板的凹槽或开口中并且借助于简单以及成本低的布线过程。以这种方式可以技术上非常简单地以及成本低地制造所述光伏模块,该光伏模块除了作为电子(半导体)器件的太阳能电池之外包括用于保持以及用于电接触太阳能电池的载体单元。
[0014]本发明的以下实施方式是特别有利的,在该实施方式中载体单元在至少两侧侧向地围绕太阳能电池,特别是其中载体单元环形地包围太阳能电池。本发明的这种实施方式提供特别可靠地保持太阳能电池的优点,其中同时通过将太阳能电池嵌入到载体单元中可以实现对太阳能电池的特别高的保护。
[0015]根据本发明的另一实施方式可以设置包封材料,该包封材料至少包围导体和/或掩盖或盖住载体单元的第二表面和/或太阳能电池的接触侧。包封材料可以理解为以下材料,该材料相对于环境影响屏蔽导体的至少一部分、载体单元的第二表面和/或太阳能电池的接触侧。包封材料例如可以在浇注的制造步骤中用浇注材料来制造。同时可以通过包封材料的成形来实现期望的表面形状或结构,以便至少部分地提供用于光伏模块的壳体。
[0016]本发明的以下实施方式是特别有利的,在该实施方式中包封材料布置在太阳能电池和载体单元之间的至少一个区域中并且由此将太阳能电池与载体单元分离,特别是其中太阳能电池被包封材料侧向地完全地围绕。本发明的这种实施方式提供将太阳能电池与载体单元特别可靠地固定的优点。
[0017]为了在进一步建造光伏模块时尽可能少地引起损害,根据本发明的一种有利的实施方式包封材料可以构造包封材料面,该包封材料面与辐照面和第一表面齐平地对齐。以这种方式可以在光伏模块的一侧上实现平坦的面,该平坦的面从载体单元的第一表面经过包封材料面延伸到辐照面。
[0018]为了确保光伏模块的部件的腐蚀或另外的损害,根据本发明的一种特别有利的实施方式包封材料可以形成载体单元的第二表面、导体和接触面之间的区域的液密密封。
[0019]根据本发明的另一实施方式可以通过印刷电路
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