太阳能电池模块的制作方法_3

文档序号:9507440阅读:来源:国知局
开部分113、形成在属于第二组G2的电极11和电极13处的第二长断开部分115以及形成在属于第三组G3的电极11和电极13处的短断开部分117。
[0161]第一长断开部分113在电极的纵向上将电极彼此间隔开第一距离Dal ;第二长断开部分115在电极的纵向上将电极彼此间隔开第二距尚Da2 ;并且短断开部分117在电极的纵向上将电极彼此间隔开第三距离Da3。优选的但非必需的,第一距离Dal和第二距离Da2彼此相同,并且大于第三距离Da3。此外,优选的但非必需的,第三距离Da3大于布线构件25的宽度,并且第一距离Dal和第二距离Da2小于第一布线构件21和第二布线构件23之间的距离。
[0162]如上所述,断开部分111包括第一长断开部分113、第二长断开部分115和短断开部分117,它们中的每一个具有取决于位置的不同的电极分隔距离。因此,当布线构件25被固定到太阳能电池1a至1c时,由于与第一距离Dal和第三距离Da3之间的差对应的边缘,可以防止由布线构件25的弯曲以及布线构件25与电极之间的在非连接部分中的接触而导致的短路。
[0163]图19示出了包括(或接触)堤的断开部分,并且图20是沿着图19的线IV-1V’截取的横截面图。在本发明的实施方式中,堤51是指选择性地覆盖电极11和电极13的包括断开部分111 (或者被设置在断开部分111上或位于断开部分111上)的端部的绝缘材料。堤51包括第一堤51a和第二堤51b。第一堤51a和第二堤51b以岛状形成在布线构件25上和布线构件25下。也就是说,第一堤51a被设置在布线构件25上,并且第二堤51b被设置在布线构件25下。
[0164]成对形成的堤51被设置在电极的形成断开部分111的端部,并且具有覆盖电极的端部的横截面形状。因此,穿过断开部分111的布线构件25被设置在第一堤51a和第二堤51b之间。因此,堤51可以防止布线构件25与电极11和电极13之间的由未对齐造成的物理接触。
[0165]堤51的水平宽度Bhw必须大于电极11和电极13的宽度Gw,并且必须小于电极11和电极13之间的距离Gwa。此外,堤51的垂直宽度Bvw必须小于布线构件之间的距离Wb0
[0166]当堤51的水平宽度Bhw大于电极11和电极13的宽度Gw时,堤51在水平方向上覆盖电极11和电极13。因此,堤51可以防止布线构件25与电极11和电极13之间的物理接触。当堤51的水平宽度Bhw大于电极11和电极13之间的距离Gwa时,堤51可以形成在沿垂直方向与断开部分111相邻的焊盘14处。因此,堤51可以防止焊盘14与布线构件25之间的在连接部分中的物理接触。
[0167]堤51可以由与绝缘层43相同的材料或者与绝缘层43不同的材料形成。图19和图20示出了堤51的平面形状是四边形,作为示例。其它形状可以被用于堤51。例如,堤51的平面形状可以是圆形或椭圆形。
[0168]图21示出了用于电连接焊盘14的连接电极,并且图22是沿着图21的线V_V’截取的横截面图。
[0169]在本发明的实施方式中,第一电极11包括第一焊盘141和第一断开部分111a,并且第二电极13包括第二焊盘143和第二断开部分111b。
[0170]在本发明的实施方式中,连接电极61在水平方向(例如,图中的y轴方向)上延伸,并且与布线构件25交叠。连接电极61可以在与电极11和电极13相同的工艺中与电极11和电极13 —起形成,或者可以在与电极11和电极13不同的工艺中分别形成。当在与电极11和电极13相同的工艺中形成连接电极61时,连接电极61以及电极11和电极13可以由相同的材料形成,进而可以减少制造工艺的数量。当在不同的工艺中形成连接电极61以及电极11和电极13时,连接电极61以及电极11和电极13可以由不同的材料形成。因此,用于连接电极61以及电极11和电极13的材料的选择宽度可以变宽。
[0171]换句话说,当在相同的工艺中形成连接电极61以及电极11和电极13时,连接电极61以及电极11和电极13可以由相同的材料形成。当在不同的工艺中形成连接电极61以及电极11和电极13时,连接电极61以及电极11和电极13可以由不同的材料形成。
[0172]连接电极61包括第一连接电极6Ia和第二连接电极6lb。第一连接电极61a物理连接和电连接到第一电极11的第一焊盘141,第一焊盘141在设置在第二电极13中的整个第二断开部分Illb处与第二断开部分Illb相邻。按照与第一连接电极61a相同的方式,第二连接电极61b物理连接和电连接到第二电极13的第二焊盘143,第二焊盘143在设置在第一电极11中的整个第一断开部分Illa处与第一断开部分Illa相邻。
[0173]第一连接电极6Ia和第二连接电极6Ib彼此分隔开预定距离Cdd,并且被设置为彼此平行。第一连接电极61a和第二连接电极61b之间的距离Cdd与第一布线构件21和第二布线构件23之间的距离Wb基本上相同。
[0174]由于布线构件25被设置在连接电极61上,优选的但并非必需的,连接电极61的宽度Cwd等于或大于布线构件25的宽度Bw,并且小于焊盘14的垂直宽度。
[0175]第二布线构件23被设置在第一连接电极61a上,并且第一布线构件21被设置在第二连接电极61b上。
[0176]导电层41被设置在连接电极61和布线构件25之间,并且使得连接电极61与布线构件25之间的连接变得容易。导电层41可以被选择性地省略。在这种情况下,布线构件25被直接焊接到连接电极61。另选地,焊膏可以将布线构件25连接到连接电极61。
[0177]下面将参照图23描述用于制造根据本发明的实施方式的太阳能电池模块的方法。
[0178]在步骤S11,用于形成绝缘层的绝缘粘合剂被施加到各个非连接部分。绝缘粘合剂是包含具有粘性的液态的基于环氧树脂或基于硅的合成树脂作为主要成分的固化剂、填料、增强剂等的化合物。绝缘粘合剂可以通过已知的方法(例如,丝网印刷法、喷墨法和点胶法)被施加于非连接部分。
[0179]绝缘粘合剂可以按照岛状被施加于非连接部分,使得布线构件25不连接到第一电极11和第二电极13中的一个,如图8所示的图案。
[0180]在工艺温度的条件下,绝缘粘合剂的固化温度根据形成绝缘粘合剂的材料而变化。在绝缘粘合剂被固化之后使绝缘粘合剂熔化所要求的熔化温度必须高于导电粘合剂和布线构件25的固化温度。优选的但并非必需的,绝缘粘合剂的固化温度高于210°C并且低于250°C,绝缘粘合剂的熔化温度等于或高于400°C。
[0181]在施加了绝缘粘合剂之后,绝缘粘合剂被暴露在等于或高于其固化温度的温度,并且被固化。因此,形成了绝缘层。
[0182]考虑太阳能电池模块的构造可以省略步骤S11。例如,因为电极11和电极13包括断开部分的太阳能电池模块不需要绝缘层43,所以在制造太阳能电池模块的方法中可以省略步骤SI I。
[0183]在步骤S12,用于形成导电层的导电粘合剂被施加于各个连接部分。导电粘合剂是包含具有粘性的液态的基于环氧树脂或基于硅的合成树脂作为主要成分的固化剂、填料、增强剂等的化合物,并且还包括导电粒子。导电粒子可以使用金属材料N1、Al、Ag、Cu、Pb、Sn或具有由Snln、SnB1、SnPb、SnCuAg、SnCu表示的化学式的金属材料,或包括其中至少两种的混合物。导电粘合剂可以使用焊膏。焊膏是包括包含铅(Pb)或锡(Sn)的焊料粒子的膏。当等于或高于恪化温度的热被施加于焊膏时,在使存在于焊膏中的焊料粒子恪化的同时,焊膏将两种基本材料结合。
[0184]导电粘合剂可以按照与绝缘粘合剂相同的方式通过已知的方法(诸如,丝网印刷法、喷墨法和点胶法)被施加于连接部分。
[0185]导电粘合剂可以按照岛状被施加到连接部分,使得布线构件25按照图8所示的图案连接到第一电极11和第二电极13中的一个。
[0186]在工艺温度的条件下,导电粘合剂的固化温度以与绝缘粘合剂相同的方式根据形成导电粘合剂的材料而变化。导电粘合剂的固化温度必须低于绝缘层43的熔化温度。在使导电粘合剂固化之后的导电粘合剂的熔化温度必须高于布线构件25的固化温度。
[0187]优选地,导电粘合剂的固化温度可以与步骤S15中的层压温度基本上相同。当导电粘合剂的固化温度与步骤S15中的层压温度基本上相同时,由于可以在步骤S15使导电粘合剂固化,所以在施加导电粘合剂之后,导电粘合剂不需要被立即固化。因此,制造工艺的数量可以减少。此外,因为太阳能电池暴露于高温的次数减少,所以太阳能电池的热变形可以减少。
[0188]此外,当绝缘粘合剂的固化温度与步骤S15中的层压温度基本上相同时,绝缘粘合剂不需要在步骤Sll被固化,并且可以在步骤S15中与导电粘合剂一起被固化。因此,可以省略(绝缘粘合剂和导电粘合剂的)两种固化工艺。
[0189]当导电粘合剂的固化温度不同于步骤S15中的层压温度时,导电粘合剂被施加,并且然后被暴露在固化温度以形成导电层。
[0190]接着,在步骤S13装载第一布线构件21和第二布线构件23。如图8的示例所示,第一布线构件21和第二布线构件23被布置为连接两个太阳能电池的形式,该两个太阳能电池在纵向上彼此相邻。第一布线构件21和第二布线构件23被交替设置在与纵向交叉的方向上。
[0191]接着,在步骤S14,使用胶带固定所装载的第一布线构件21和第二布线构件23,使得它们不移动。在步骤S14,胶带可以使用应用液体材料的液体胶带以及粘合剂被施加于膜的固体胶带。可以通过利用点胶器将液体材料施加到第一布线构件21和第二布线构件23、将紫外线(UV)照射到液体材料上以及使液体材料固化来形成液体胶带。另选地,可以通过使用诸如丝网印刷法和喷墨印刷法的方法来应用液体材料并使液体材料固化来形成液体胶带。液体材料可以使用基于环氧树脂的合成树脂或基于硅的合成树脂。
[0192]在与布线构件25交叉的方向上粘附胶带,以便容易地固定布线构件25。胶带可以使用任何类型的胶带,只要胶带可以固定布线构件25即可。例如,胶带可以被粘附到太阳能电池的设置有布线构件25的整个后表面,并且可以保护太阳能电池免受潮湿的影响。另选地,如果导电粘合剂和绝缘粘合剂中的任一个没有被固化,则胶带可以被粘附,使得导电粘合剂和绝缘粘合剂的一部分被暴露。
[0193]在导电粘合剂和绝缘粘合剂中的至少一个被固化之前,在低于固化温度的温度(例如,90°C至120°C )下,布线构件25可以被暂时固定。在这种情况下,可以省略步骤S14。
[0194]在步骤S15,密封剂和透明基板被设置在这样制造的模块化的太阳能电池上,并且密封剂和背板被设置在模块化的太阳能电池下方。在模块化的太阳能电池的这种位置状态下,它们通过层压装置被热加压并且被封装。在这种情况下,热工艺的温度为145°C至165°C。由于在所有电极通过胶带被固定的状态下电极被层压,所以可以防止电极在层压工艺中未对齐。
[0195]下面参照图24至图28来描述本发明的实施方式,在这些实施方式中,太阳能电池被构造为还包括分散层。本发明的以下实施方式中的仅一些描述了包括分散层的太阳能电池。然而,包括分散层的太阳能电池的构造可以同样地或类似地应用于本发明的其余实施方式。
[0196]图24示出了设置在导电层和绝缘层之间的分散层,并且图25是沿着图24的线
V1-VI’截取的横截面图。
[0197]如图24和图25所示,第一电极11和第二电极13在水平方向上交替布置,并且第一布线构件21和第二布线构件23在垂直方向上交替布置。
[0198]导电层41和绝缘层43沿着连接部分和非连接部分设置,并且在连接部分与非连接部分的交叉处选择性地将布线构件25与电极11和电极13连接或绝缘。
[0199]分散层45在水平方向上被设置在导电层41和绝缘层43之间,并且与导电层41和绝缘层43分离。分散层45将布线构件25附接到基板。优选的但非必需的,分散层45被设置在导电层41和绝缘层43之间。然而,如果必要或需要,可以选择性地形成分散层45。
[0200]因为分散层45形成在导电层41和绝缘层43的交叉处以及这些交叉处之间,所以分散层45的水平宽度Sph小于第一电极11和第二电极13之间的距离Gwa。因此,导电层41或绝缘层43可以被正常地形成在交叉处。
[0201]在图24和图25中,示出了分散层45的垂直宽度Spv大于布线构件25的宽度Bw的情况。当分散层45的垂直宽度Spv大于布线构件25的宽度Bw时,布线构件25可以被稳定地附接到基板。
[0202]优选地,分散层45可以由与导电层41或绝缘层43相同的材料形成。此外,分散层45可以由与电极11和电极13相同的材料形成。
[0203]考虑到制造工艺,优选的但并非必需的,在形成导电层41的同时,与导电层41 一起形成分散层45。当分散层45由与导电层41相同的材料形成时,分散层45可以在不增加新的工艺的情况下形成。
[0204]当分散层45由与绝缘层43相同的材料形成时,分散层45可以被稳定地形成,而没有当分散层45由导电材料形成时可能产生的短路的风险,因为分散层45被设置在收集不同的导电类型的载流子的第一电极11和第二电极13之间。
[0205]优选的但并非必需的,这样形成的各个分散层45的应用面积大于导电层41或绝缘层43。从布线构件25传送的应力被传送到交叉处,并且破坏电极和布线构件之间的物理连接。当分散层45的应用面积大于导电层41或绝缘层43时,传送到分散层45的应力大于传送到交叉处的应力。因此,与现有技术相比,传送到导电层41或绝缘层43的应力可以被进一步减小。
[0206]图26示出了当电极包括断开部分时分散层的形成,并且图27是沿着图26的线
VI1-VII’截取的横截面图。
[0207]如图26和图27所示,断开部分111是在电极11和电极13的纵向上,电极11和电极13不按照预定宽度Cw存在的部分。
[0208]断开部分111沿着非连接部分形成,并且包括第一断开部分11 Ia和第二断开部分Illbo第一断开部分Illa形成在第一电极11的非连接部分中,并且第二断开部分11 Ib形成在第二电极13的非连接部分中。
[0209]导电层41沿着连接部分设置,并且将布线构件电连接到电极。
[0210]在本发明的实施方式中,分散层45在布线构件25的纵向上在形成有断开部分111的非连接部分中延伸,并且将布线构件25附接到基板。
[0211]由于分散层45形成在断开部分111中,所以分散层45在布线构件25的纵向上被设置在导电层41之间。因此,分散层45的水平宽度Sph小于第一电极11之间的距离或第二电极13之间的距离,第一电极11和第二电极13与布线构件25 —起形成连接部分。此夕卜,当分散层45的垂直宽度Spv大于布线构件25的宽度时,布线构件25可以被稳定地附接到基板上。
[0212]图28示出了分散层被形成为多个的示例。在图28中,分散层45被构造为包括第一分散层45a至第三分散层45c。在图28中,示出了第一分散层45a至第三分散层45c具有相同的尺寸的情况。如果必要或需要,第一分散层45a至第三分散层45c的尺寸可以变化。
[0213]在下文中,描述了一种包括传统结构的太阳能电池的太阳能电池模块,其中,第一电极和第二电极形成在基板的前表面和后表面二者上。上述太阳能电池和传统太阳能电池之间存在结构上的差异。然而,根据本发明的实施方式的太阳能电池是相同的,在于太阳能电池包括具有不同尺寸的焊盘。因此,根据本发明的实施方式的太阳能电池彼此共享技术理念。
[0214]图29是包括传统结构的太阳能电池的太阳能电池模块的立体图。图30是沿着图29的线A-A截取的横截面图。图31是沿着图29的线B-B截取的横截面图。图32示出了布线构件。
[0215]如图29至图32所示,根据本发明的实施方式的太阳能电池模块使用各自具有薄厚度的多个布线构件125连接彼此相邻地设置的多个太阳能电池。布线构件125电连接到形成在两个相邻太阳能电池的第一太阳能电池Cl的前表面上的第一电极113,并且电连接到形成在与第一太阳能电池Cl相邻的第二太阳能电池C2的后表面上的第二电极115。
[0216]太阳能电池具有薄厚度的立方体形状。立方体形状的太阳能电池具有大约156mm长、156mm宽以及150 μ m至200 μ m的厚度的尺寸。
[0217]第一电极113形成在半导体基板111的光入射到其上的前表面上,并且连接到布线构件125。第一电极113收集与半导体基板111的导电类型相反的导电类型的载流子。例如,如果半导体基板111是P型半导体基板,则第一电极113可以收集电子。
[0218]半导体基板111形成p-n结并且是包括第一导电类型的杂质的η型或ρ型半导体基板。
[0219]第二电极115在与第一电极113交叉的方向上形成在半导体基板111的后表面上。第二电极115收集与第一电极113的导电类型相反的导电类型的载流子。
[0220]发射极区域和背面场区域中的每一个降低了势皇,并且防止载流子在半导体基板111的表面处复合的钝化层存在于半导体基板111与第一电极113之间以及半导体基板111与第二电极115之间。然而,附图中忽略了上述构造。
[0221]各自具有上述构造的两个相邻的太阳能电池使用多个布线构件125彼此连接。
[0222]布线构件125的数量可以为6至30。如图32的(A)所示,布线构件125可以具有圆形截
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