光伏结构及其电极栅格的制作方法
【专利摘要】提供了光伏结构及其电极栅格。电极栅格可以包括多个指状线路、安置在光伏结构边缘附近的边缘母线以及多个接触焊盘，其中以这种方式配置相应接触焊盘，使得当光伏结构在边缘处与相邻光伏结构级联时，接触焊盘至少部分地暴露。本实用新型便于电气连接至光伏结构。
【专利说明】
光伏结构及其电极栅格
技术领域
[0001]本实用新型通常与光伏结构相关。更具体地说，本实用新型与光伏结构的母线设计相关。专门设计的母线可以包括附加接触焊盘，当光伏结构是级联串的一部分时使能对光伏结构的电气接入。
[0002]定义
[0003]“太阳能电池”或者“电池”是能够将光转换为电力的光伏结构。电池可以具有任何大小和任何形状，以及可以由各种材料制造。例如，太阳能电池可以是在娃晶片或者衬底材料(例如，玻璃、塑料或者能够支撑光伏结构的任何其它材料)上的一个或者多个薄膜或者它们的组合上制造的光伏结构。
[0004]“太阳能电池条”、“光伏条”或者“条”是光伏结构(诸如太阳能电池)的部分或者区段。光伏结构可以分成多个条。条可以具有任何形状和任何大小。条的宽度和长度可以相同或者彼此不同。可以通过进一步地划分先前划分的条以形成条。
[0005]“级联”是通过它们边缘上或者附近的电极电耦合的太阳能电池或者条的物理布置。有很多用来物理地连接相邻光伏结构的方式。一种方式是将它们在相邻结构的边缘(例如，在正极侧上的一个边缘以及在负极侧上的另一个边缘)处或者附近物理地重叠。该重叠过程有时称为“叠瓦(shingling)”。两个或更多个级联光伏结构或者条可以称为“级联串” 或者更简单地称为串。
[0006]“指状线路”、“指状电极”和“指状件”指的是用于收集载流子的光伏结构的细长导电(例如，金属)电极。
[0007]“母线”、“总线线路”或者“总线电极”指的是用于聚集由两个或者更多个指状线路收集的电流的光伏结构的细长导电(例如，金属)电极。母线通常比指状线路宽，并且可以沉积或者以其它方式安置在光伏结构上或者光伏结构内的任何地方。单个光伏结构可以具有一个或者多个母线。
[0008]“光伏结构”可以指代太阳能电池、区段或者太阳能电池条。光伏结构不限于由特定方法制造的器件。例如，光伏结构可以是基于晶体硅的太阳能电池、薄膜太阳能电池、基于非晶硅的太阳能电池、基于多晶硅的太阳能电池或者它的条。【背景技术】
[0009]用于制造太阳能面板的光伏技术的进步已经帮助太阳能在那些想要减小他们的碳足迹并且降低他们的每月能源成本的人们当中获得大量吸引力。然而，面板典型地为人工制造，这是消耗时间并且易于出错的过程，该过程使得量产可靠太阳能面板非常昂贵。
[0010]太阳能面板典型地包括一个或者多个完整的光伏结构串。串中的相邻光伏结构可以按照级联布置彼此重叠。例如，在2014年10月8日提交并且标题为“Module Fabricat1n of Solar Cells with Low Resistivity Electrodes” 的美国专利申请N0.14/510,008中对形成太阳能面板的连续光伏结构串进行了描述，该专利申请的全部公开通过引用合并于此。生产具有级联电池布置的太阳能面板可以减小归因于电池之间互连的电阻，并且可以增加能够装配到太阳能面板中的光伏结构的数量。
[0011]另外，已经显示出基于通过划分完整光伏结构产生的并联级联的条串的太阳能面板提供若干优点，包括但不限于:减小遮蔽、实现双面操作以及减小内电阻。可以在2014年 12月8日提交的标题为“HIGH EFFICIENCY SOLAR PANEL”的美国专利申请N0.14/563,867中找到对基于级联条的太阳能面板的详细描述，出于所有目的将该专利申请的全部公开通过引用合并于此。常规的串间连接(包括串联连接和并联连接两者)可以包括通常不仅使面板制造过程复杂而且导致额外遮蔽的繁琐布线。
[0012]除使光伏结构串互连以外，形成太阳能面板还包括将每个串或者部分串连接至旁路二极管。旁路二极管可以用于通过在坏电池周围提供电流路径以阻止电流从好的光伏结构(光伏结构充分暴露于阳光并且在正常工作条件下)流到坏的光伏结构(烧坏或者部分遮蔽的光伏结构)。理想地，会有一个旁路二极管连接至每个光伏结构，但是电气连接可以是非常复杂并且昂贵的。在大多数情况下，一个旁路二极管可以用于保护一组串联连接的条， 其可以是串或者串的一部分。然而，由于除了串的最末端处以外，串没有暴露的母线，因此将串或者级联条连接至旁路二极管可以是具有挑战性的。换句话说，会很难接入串中间的光伏结构。【实用新型内容】
[0013]本实用新型的一个目的是解决与现有技术中存在的一个或更多个问题相关的问题。
[0014]根据本实用新型的一个方面，提供一种光伏结构的电极栅格，包括:多个指状线路;安置在所述光伏结构的边缘附近的边缘母线；以及多个接触焊盘，其中以这种方式配置相应接触焊盘，使得当所述光伏结构在所述边缘处与相邻光伏结构级联时，所述接触焊盘至少部分地暴露。
[0015]根据一个实施例，其中所述接触焊盘是所述边缘母线的加宽部分。
[0016]根据一个实施例，所述电极栅格还包括附加的非边缘母线，其中所述接触焊盘是所述附加的非边缘母线的加宽部分。
[0017]根据一个实施例，其中所述接触焊盘的形状包括锥形。
[0018]根据一个实施例，其中所述锥形从由下列组成的组中选择:直锥形;抛物线锥形； 弯曲锥形;或者它们的组合。
[0019]根据一个实施例，其中所述光伏结构是从划分正方形或者准正方形形状的太阳能电池获得的条。
[0020]根据一个实施例，其中所述接触焊盘被配置为实现旁路二极管与所述光伏结构之间的电气親合。[0021 ]根据一个实施例，其中所述接触焊盘被配置为便于所述光伏结构与背板之间的机械接合。
[0022]根据一个实施例，其中所述接触焊盘是所述边缘母线的至少两倍宽。
[0023]根据本实用新型的另一个方面，提供一种光伏结构，包括:半导体多层结构;第一金属栅格，安置在所述多层结构的第一侧上，其中所述第一金属栅格包括安置在第一边缘附近的第一母线；以及第二金属栅格，安置在所述多层结构的第二侧上，其中所述第二金属栅格包括:第二母线，安置在与所述第一边缘相对的第二边缘附近；以及多个接触焊盘，其中以这种方式配置相应接触焊盘，使得当所述光伏结构在所述第二边缘处与相邻光伏结构级联时，所述接触焊盘至少部分地暴露。
[0024]根据一个实施例，其中所述接触焊盘与所述第二母线至少部分地重叠。
[0025]根据一个实施例，所述光伏结构还包括附加的非边缘母线，安置在所述多层结构的所述第二侧面上，其中所述接触焊盘与所述附加的非边缘母线至少部分地重叠。
[0026]根据一个实施例，其中所述接触焊盘的形状包括锥形。
[0027]根据一个实施例，其中所述接触焊盘被配置为实现旁路二极管与所述光伏结构之间的电气親合。
[0028]根据一个实施例，其中所述接触焊盘被配置为便于所述光伏结构与背板之间的机械接合。
[0029]根据一个实施例，其中所述接触焊盘是所述第二母线的至少两倍宽。
[0030]根据本实用新型的又一个方面，提供一种光伏结构的电极栅格，包括:各自包括边缘母线的多个子栅格和多个指状线路，其中相邻子栅格由空白空间隔开，其中至少一个子栅格包括多个接触焊盘，并且其中相应接触焊盘是所述边缘母线的至少两倍宽。[0031 ]根据一个实施例，其中所述接触焊盘与所述子栅格的对应边缘母线至少部分地重置。
[0032]根据一个实施例，其中所述子栅格还包括附加的非边缘母线，并且其中所述接触焊盘与所述附加的非边缘母线至少部分地重叠。
[0033]根据一个实施例，其中所述接触焊盘是锥形的。
[0034]本实用新型的一个实施例提供光伏结构的电极栅格。电极栅格可以包括多个指状线路、安置在光伏结构边缘附近的边缘母线以及多个接触焊盘，其中以这种方式配置相应接触焊盘，使得当光伏结构在边缘处与相邻光伏结构级联时，接触焊盘至少部分地暴露。
[0035]在关于实施例的变型中，接触焊盘是边缘母线的加宽部分。
[0036]在关于实施例的变型中，电极栅格还包括附加的非边缘母线，并且接触焊盘可以是附加的非边缘母线的加宽部分。
[0037]在关于实施例的变型中，接触焊盘的形状可以包括锥形。锥形可以是直的、抛物线的或者弯曲的(例如，圆的一部分)或它们的任意组合。[〇〇38]在关于实施例的变型中，光伏结构可以是从划分正方形或者准正方形形状的太阳能电池获得的条。
[0039]接触焊盘可以配置为实现旁路二极管与光伏结构之间的电气耦合和/或光伏结构与背板之间的机械接合。
[0040]在一个实施例中，接触焊盘可以是边缘母线的至少两倍宽。
[0041]本实用新型的一个优点是它便于电气连接至光伏结构。【附图说明】
[0042]图1A示出了光伏结构前表面上的示例性导电栅格图案。
[0043]图1B示出了光伏结构后表面上的示例性导电栅格图案。
[0044]图2A示出了以级联模式堆叠的电池条串。
[0045]图2B示出了级联条串的侧视图。
[0046]图3A示出了根据本实用新型实施例用于形成级联面板的光伏结构的后表面上的示例性导电栅格图案。[〇〇47]图3B示出了在光伏结构分成条之后形成的三个条。[〇〇48]图3C示出了根据本实用新型实施例包括级联条的光伏结构串的后侧。在附图中， 相同的参考数字指代相同的附图元件。
[0049]图4A示出了根据本实用新型实施例用于形成级联面板的光伏结构的后表面上的示例性导电栅格图案。
[0050]图4B示出了在光伏结构分成条之后形成的三个条。
[0051]图4C示出了根据本实用新型实施例包括级联条的光伏结构串的后侧。在附图中， 相同的参考数字指代相同的附图元件。
[0052]图5示出了根据本实用新型实施例的光伏结构串的截面视图。[〇〇53]图6A示出了根据本实用新型实施例机械地接合至背板的串的截面视图。[〇〇54]图6B示出了根据本实用新型实施例机械地接合至背板的串的俯视图。
[0055]图7A示出了根据本实用新型实施例用于形成级联面板的光伏结构的后表面上的示例性导电栅格图案。
[0056]图7B示出了根据本实用新型实施例用于形成级联面板的光伏结构的后表面上的示例性导电栅格图案。[〇〇57]图8A-8F各自示出了根据本实用新型实施例的条后表面上的示例性导电栅格图案。[〇〇58]图9示出了根据本实用新型实施例的示例性光伏结构制造过程。
[0059]在附图中，相同的参考数字指代相同的附图元件。【具体实施方式】
[0060]提供下列描述以使本领域技术人员能够做出并且使用实施例，并且在特定应用以及其需求的上下文中提供该下列描述。对本公开实施例的各种修改将对本领域技术人员显而易见，并且在不背离本公开精神和范围的情况下，此处限定的一般原理可以应用于其它实施例和应用。因此，本公开将不限于所示实施例，而是将符合与此处公开的原理和特性一致的最宽范围。[〇〇61 ] 概述
[0062]本实用新型的实施例提供用于光伏结构的新颖母线设计。更具体地，所要求保护的实用新型提供当光伏结构位于级联串中间(其中在两个边缘处的母线由相邻光伏结构覆盖)时电气接入光伏结构的解决方案。在一些实施例中，如果光伏结构的边缘母线不可接入，那么专门设计的接触焊盘(其可以包括暴露的导电区域)可以便于电气连接至光伏结构。接触焊盘可以包括边缘母线的加宽区域、附加的非边缘母线或者两者的组合。[〇〇63]基于级联条的太阳能面板[〇〇64]如在美国专利申请N0.14/563,867中描述的，太阳能面板可以具有多个(诸如3个) 串，每个串包括并联连接的级联条。这种多并联串面板配置可以以减小的内电阻提供相同输出电压。通常，电池可以被分成多个(例如，n个)条，并且面板可以包括多个串(串的数量可以与电池中条的数量相同或者不同)。如果串具有与常规单串面板中的规则光伏结构的数量相同数量的条，则串可以输出与常规面板近似相同的电压。多个串可以并联连接以形成面板。如果面板中串的数量与电池中条的数量相同，则太阳能面板可以输出与常规面板大致相同的电流。另一方面，面板的总内电阻可以是串电阻的几分之一(例如，1/n)。因此， 通常，n越大，面板的总内电阻越小，以及人们可以从面板提取的电力越多。然而，折衷方案是随着n增大，使串互连需要的连接数量也增加，这增大了接触电阻的量。同样，n越大，单个电池需要划分的条越多，这由于用于单个面板更大数量的条而增加了关联的生产成本并且降低总可靠性。
[0065]确定n的另一个考虑是电极与其上形成电极的光伏结构之间的接触电阻。该接触电阻越大，n可能需要越大以有效地减小面板的总体内电阻。从而，对于特定类型的电极，可能需要不同的n值以在减小的总面板内电阻中得到充分益处以抵消增加的生产成本和降低的可靠性。例如，由于将银膏丝网印刷并且烧制到电池上的过程没有在电极与下层光伏结构之间产生理想电阻，因此常规的基于银膏或者铝的电极可能要求n大于4。在本实用新型的一些实施例中，可以使用作为电极材料的铜的物理气相沉积(PVD)和电镀的组合制造电极(包括母线和指状线路两者)。产生的铜电极可以呈现比铝电极或者丝网印刷的银膏电极低的电阻。因此，可以使用较小的n以得到减小的面板内电阻的益处。在一些实施例中，将n 选择为三，其小于具有银膏电极或者其它类型电极的电池通常需要的n值。相应地，可以在单个电池上划片两个凹槽以允许电池分成三个条。
[0066]除较低的接触电阻以外，电镀的铜电极还可以提供对可能在切分过程期间出现的微裂纹更好的耐受性。这种微裂纹可能不利地影响银膏电极电池。另一方面，即使光伏结构中有微裂纹，镀铜电极也可以保留跨越电池表面的导电性。铜电极对微裂纹的较高耐受性允许人们使用较薄的硅晶片制造电池。因此，要在电池上划片的凹槽可以比在较厚晶片上划片的凹槽浅，这反过来帮助增加划片过程的生产量。在2011年8月29日提交的标题为 “SOLAR CELL WITH ELECTROPLATED GRID” 的美国专利申请N0.13/220,532中提供了关于使用镀铜在光伏结构上形成低电阻电极的更多细节，该专利申请的全部公开通过引用合并于此。
[0067]图1A示出了根据本实用新型的一个实施例光伏结构前表面上的示例性导电栅格图案。在图1A所示的示例中，栅格102包括三个子栅格，诸如子栅格104。该三个子栅格配置允许光伏结构分成三个条。为了实现级联，每个子栅格必须具有边缘母线，该边缘母线可以位于边缘处或者边缘附近。在图1A所示示例中，每个子栅格包括沿着对应条的较长边缘行进的边缘母线(〃边缘〃在这里指的是相应条的边缘)和沿平行于条的较短边缘的方向行进的多个平行指状线路。例如，子栅格104可以包括边缘母线106和多个指状线路(诸如指状线路108和110)。为了便于随后的激光辅助的划片和切分过程，在相邻子栅格之间插入预定的空白空间(即，未被电极覆盖的空间)。例如，空白空间112被限定为使子栅格104与其相邻子栅格分离。在一些实施例中，空白空间(诸如空白空间112)的宽度可以在0.1mm与5mm之间， 优选地在0.5mm与2_之间。在导致更宽容的划片操作的较宽空间与导致更有效电流收集的较窄空间之间存在折衷。在另外的实施例中，这种空白空间的宽度可以是近似1mm。
[0068]图1B示出了根据本实用新型的一个实施例光伏结构后表面上的示例性导电栅格图案。在图1B所示的示例中，后栅格120可以包括三个子栅格，诸如子栅格122。为了实现级联和双面操作，后子栅格可以与前子栅格相对应。更具体地，后边缘母线必须位于前侧边缘母线的相对边缘附近。在图1A和1B所示的示例中，除前边缘母线和后边缘母线设置为与条的相对边缘相邻以外，前子栅格和后子栅格具有相似图案。另外，后导电栅格120中的空白空间位置与前导电栅格102中的空白空间位置相对应，使得栅格线路不干扰随后的划片和切分过程。在实践中，光伏结构的正侧和后侧上的指状线路图案可以相同或者不同。
[0069]在图1A和1B所示的示例中，指状线路图案可以包括连续不间断的环路。例如，如图 1A所示，指状线路108和110两者包括具有圆角的连接环路。这种类型的"环形"指状线路图案可以降低指状线路在长期使用之后从光伏结构剥离的可能性。可选地，连接平行线路的部分可以比指状线路的其余部分宽以提供更多的耐久性并且防止剥离。除图1A和图1B所示的图案以外的图案(诸如非环路直线或者具有不同形状的环路)也是可以的。
[0070]为了形成级联串，可以通过使它们的边缘重叠来级联电池或者条(例如，由于应用于规则正方形形状的电池的划片和切分过程而形成)。图2A示出了根据本实用新型实施例的级联条串。在图2A中，条202、204和206以这种方式堆叠使得条206与相邻条204部分地重叠，该条204也与条202部分地重叠(在相对边缘上)。这种条串形成类似于屋顶瓦片的图案。 每个条包括分别位于顶表面和底表面的相对边缘处的顶边缘母线和底边缘母线。条202和 204通过位于条202顶表面的边缘母线208和位于条204底表面的边缘母线210耦合至彼此。 为了建立电气耦合，以这种方式放置条202和204,使得底边缘母线210放置在顶边缘母线 208的顶部上并且与顶边缘母线208直接接触。[〇〇71]图2B示出了根据本实用新型的一个实施例的级联条串的侧视图。在图2A和图2B所示示例中，条可以是6英寸正方形形状的光伏结构的一部分，其中每个条具有近似2英寸乘6 英寸的尺寸。为了减小遮蔽，应当保持相邻条之间的重叠尽可能小。在一些实施例中，单个母线(在顶表面和底表面处两者)放置在条的最边缘处(如图2A和2B所示)。相同的级联图案可以沿着整行条延伸以形成串联连接的串。
[0072]从图2A和2B人们可以看出，除在串的两个端部以外，所有母线都夹在重叠的条之间。该没有母线的配置减小了遮蔽。然而，隐藏母线使得电气地接入光伏结构(尤其是在串中间的条)很难。另外，尽管串可以通过串任一端部处的母线连接至不同串，但是连接串有时可能需要翻转级联条串，考虑到串可能包括数十个级联条并且条由易碎的Si晶片制成， 这不是容易的任务。[〇〇73]具有接触焊盘的母线
[0074]如前所述，接入串的中间可以是很重要的，尤其是如果人们想要以比单独串高的粒度提供旁路保护。例如，为了向串内的条的一半提供旁路保护，人们可能必须将旁路二极管并联连接至一半串；即，电耦合到串中间的条。然而，如图2A和2B所示，在串中间的条上没有暴露的母线。另一方面，指状线路太薄而无法实现电气连接。为了解决该问题，可以设置不被光伏结构的边缘阻挡的附加接触焊盘(有时也称为“连接焊盘”)。然而，由于附加接触焊盘会增加遮蔽，因此这些附加焊盘可以放置在光伏结构的背面(背对大多数入射光的那一侧)上。
[0075]可以在现有边缘母线上构建一种类型的接触焊盘。更具体地，边缘母线可以包括宽到足以在级联之后部分暴露的区域。图3A示出了根据本实用新型实施例光伏结构后表面上的示例性导电栅格图案。类似于图1B所示的导电栅格120,导电栅格300可以包括多个子栅格，其中每个子栅格包括边缘母线。例如，子栅格302包括边缘母线304。除图1B所示规则矩形母线以外，边缘母线中的一个可以包括加宽的区域。例如，边缘母线310包括多个加宽区域(如由虚线圆指示的)，诸如加宽区域312。在一些实施例中，加宽区域可以具有可以为母线非加宽部分宽度的至少两倍的宽度。例如，如果规则母线(诸如图1B所示母线)的宽度为大约1.5_，则加宽区域(诸如加宽区域312)的宽度可以为至少3_。只要加宽区域宽到足以阻止随后沉积的导电膏溢出，则加宽区域的长度可以在一定程度上是任意的。在一些实施例中，加宽区域可以是正方形。从图3A，人们还可以看出加宽是锥形的，这可以减小电流拥挤效应。光伏结构前(面向光的)表面上的导电栅格图案保持与图1A所示导电栅格图案类似。
[0076]除图3A所示的直锥形以外，还可以使用其它类型的锥形，诸如抛物线锥形或者圆弧锥形(S卩，圆的一部分的锥形)。图3B示出了在光伏结构分成条之后形成的三个条。如图3B 所示，三个条可以具有不同栅格图案，其中一个条(即，最右边的条)包括专门设计的连接焊盘。
[0077]图3C示出了根据本实用新型实施例包括级联条的串的后侧。在图3C中，串320包括多个级联条，诸如条322、324和326。当使条级联时，条的边缘与抵靠相邻条的顶母线堆叠 (或者与相邻条的顶母线级联)的一个条的底母线重叠。因此，当从后侧观察时，条324的边缘母线不可见。另一方面，条326的边缘母线包括在条边缘抵靠邻近条堆叠之后仍然暴露的加宽区域(诸如加宽区域328)。
[0078]除加宽现有母线之外，人们还可以在光伏结构后侧处增加附加母线以形成接触焊盘。图4A示出了根据本实用新型实施例光伏结构后表面上的示例性导电栅格图案。类似于图3A所示的导电栅格300，导电栅格400包括多个子栅格，其中每个子栅格包括边缘母线。例如，子栅格402包括边缘母线404。另外，导电栅格400的子栅格中的一个可以包括附加的非边缘母线。在图4A所示示例中，除边缘母线412以外，子栅格410还可以包括设置在子栅格 410内(例如，在子栅格410的中间)的附加母线414。附加母线还可以包括加宽区域，该加宽区域可以充当接触焊盘，用以耦合至背板中对应位置处形成的通孔。例如，附加母线414可以包括三个加宽区域，诸如加宽区域416。在一些实施例中，加宽区域的宽度可以为规则母线的至少两倍宽。例如，如果规则母线(诸如边缘母线404)的宽度为大约1.5_，则附加母线中的加宽区域(诸如加宽区域416)的宽度可以为至少3mm。在一些实施例中，加宽还可以是锥形的以减小电流拥挤效应。光伏结构前(面向光的)表面上的导电栅格图案可以保持与图 1A所示导电栅格图案类似。图4B示出了在光伏结构分成条之后形成的三个条。[〇〇79]图4C示出了根据本实用新型实施例包括级联条的串的后侧。在图4C中，串420包括多个级联条，诸如条422、424和426。如图4C所示，当以级联方式堆叠条时，边缘母线抵靠其它边缘母线堆叠并且将不再可见。另一方面，将暴露设置在子栅格中间的附加母线(诸如母线432和母线434)。
[0080]在图4B和图4C所示示例中，假设规则大小的光伏结构被分成三个条，则附加母线可以近似地设置在每三个条的中心。然而，在实践中，只要在以级联方式堆叠条之后它们可以至少部分地暴露，则这些附加母线还可以放置在任何任意的位置处。例如，代替设置在未划分结构的边缘条(诸如条426或者430)上，附加母线还可以放置在中间条(诸如条424)上或者放置在三个条中的两个上。另外，只要边缘的堆叠不阻碍接触焊盘的接入，则附加母线可以放置在偏向条的侧边(底部边缘母线的相同侧上或者其相对侧上)的位置处。
[0081]可以通过加宽现有边缘母线或者增加附加母线形成这些暴露的接触焊盘，即使当某些条夹在串内时，它们也可以实现对某些条的后侧的电气连接。更具体地，当使用导电背板(即，具有导电夹层的背板)时，人们可以通过在连接焊盘下面产生的通孔中填充的导电膏在这些接触焊盘与背板中的导电夹层之间建立导电通路。这种导电通路可以随后用于将旁路二极管连接至串的一部分。例如，旁路二极管可以并联连接至从条430开始以及在条 426处终止的串420的一部分。为了这样做，二极管的一个极性可以耦合至条430的前侧母线，而二极管的另一个极性可以耦合至暴露的附加母线432。因此，条426与条430之间的任何条的任何故障都可以接通旁路二极管。可以在2015年提交的代理人卷号为P161-1NUS的标题为 “HIGH EFFICIENCY PV PANEL WITH CONDUCTIVE BACKSHEET” 的共同未决的申请 N0.TBA中找到对导电背板的详细说明，出于所有目的将该申请的全部内容通过引用合并于此。[〇〇82]图5示出了根据本实用新型实施例的串的截面视图。在图5中，串510可以夹在玻璃罩520与背板530之间，并且包括顶部母线512、接触焊盘514和底部母线516。顶部母线512可以耦合至导电翼片518,该导电翼片可以便于从串510底侧电气耦合至顶部母线512。背板 530可以包括顶部绝缘层532、导电夹层534和底部绝缘层536。顶部绝缘层532包括通孔522、 524和526,它们分别地安置在导电翼片518、接触焊盘514和底部母线516下面。可以用导电膏填充这些通孔以便于对顶部母线512、接触焊盘514和底部母线516的电气连接。导电夹层 534内的空隙562和564可以确保顶部母线512、接触焊盘514和底部母线516不会彼此短路。
[0083]在一些实施例中，旁路二极管可以设置在太阳能面板的外侧(例如，在背板后面)。 为了将旁路二极管电连接至串，还可以在底部绝缘层536内创建通孔，诸如通孔542、544和 546。在图5所示示例中，旁路二极管552的两个不同极性分别地通过通孔542和544电耦合至顶部母线512和接触焊盘514。类似地，旁路二极管554的两个不同极性可以分别地通过通孔 544和546电耦合至接触焊盘514和底部母线516。因此，旁路二极管552可以为串510的左侧部分(顶部母线512与接触焊盘514之间的部分)提供旁路保护，以及旁路二极管554可以为串510的右侧部分(接触焊盘514与底部母线516之间的部分)提供旁路保护，从而实现子串级别的旁路保护。尽管图5示出两个旁路二极管用于对单个串进行旁路保护，但是在实践中，可以使用更多或者更少的旁路二极管为单个串提供旁路保护。
[0084]除实现子串级别的旁路保护以外，这些接触/连接焊盘还可以便于串与背板之间的的机械接合。由于串可以包括数十个条，因此将串内的一个或者多个中间条机械地接合至背板可以降低当在随后的制造操作期间处理串时位置偏移或者断裂的风险。在一些实施例中，人们可以将粘合剂膏涂敷到这些接触/连接焊盘上以将对应条机械地接合至背板。当使用导电背板时，背板顶部绝缘层中的通孔位置可以与接触/连接焊盘的位置相对应。还可以根据接触/连接焊盘的设计目的将导电夹层图案化。如果接触/连接焊盘起电接触的作用，则将基于导电性的期望路径对导电夹层进行图案化。另一方面，如果接触/连接焊盘仅用于接合目的(在这种情况下，它们通常称为连接焊盘)，则围绕这种连接焊盘的导电夹层可能需要与背板的其它导电部分电绝缘以防止不期望的电气耦合。
[0085]图6A示出了根据本实用新型实施例机械地接合至背板的串的截面视图。在图6A 中，串610安置在前罩620与背板630之间。背板630可以包括顶部绝缘层632、导电夹层634和底部绝缘层636。背板630可以可选地包括密封剂层638。为简单起见，图6A仅示出了充当位于串610中间的连接焊盘的一个附加母线612,并且不显示边缘母线。[〇〇86]为了便于串610与背板630之间的机械接合，可以在附加母线612正下方的顶部绝缘层632中创建通孔642。通过用粘合剂(其可以包括导电粘合剂膏或者其它绝缘粘合性膏) 填充通孔642,人们可以将串610机械地接合至背板630。更具体地，粘合剂将串610接合至导电夹层634。由于粘合剂最可能包括导电膏(为了在整个面板生产期间保持膏涂敷过程一致)，因此为了防止不期望的电气耦合，与导电膏接触的导电部分644通过空隙646和648与导电夹层634的其余部分绝缘。因此，通孔642内的粘合剂仅仅用于建立机械接合的目的，并且不向其它电路提供任何电气耦合。
[0087]图6B示出了根据本实用新型实施例机械地接合至背板的串的俯视图。为了图示的目的，不同层以透明方式彼此覆盖(尽管它们并不透明)。可以在图6A中看出层的垂直序列。 如图6B所示，在串610的附加母线612下创建多个通孔(诸如通孔642)。填充在这些通孔中的粘合剂膏将串610耦合至导电夹层634内的部分644。由于部分644是从导电夹层634的其余部分切分出的，因此将不通过部分644建立与附加母线612的电气耦合。图6A和6B所示示例还可以应用于连接焊盘是边缘母线的加宽区域的情况。
[0088]尽管也可以加宽每个条的边缘母线，或者在每个条上增加附加的背部母线，这可以实现对串内每个条的电气接入(如图7A和7B所示)，但是，在大多数情况下，这种高粒度是不必要的并且浪费的。如先前描述的，包括母线和指状线路的导电栅格可以包括电镀Cu层或者无电镀Cu层。加宽现有母线或者增加更多的母线需要消耗更多的Cu，从而增加面板制造成本。
[0089]除图7A和图7B所示的形状以外，接触/连接焊盘还可以具有其它形式或者形状。出于示例性目的，图8A-8F示出了各种形式的接触/连接焊盘。在图8A所示示例中，接触/连接焊盘包括边缘母线的加宽的非锥形区域。在图8B所示示例中，接触/连接焊盘可以包括边缘母线的加宽的锥形区域。锥形可以是弯曲的，其可以是抛物线的或者圆的一部分。在图8C所示示例中，整个边缘母线被加宽以允许其在对条进行边缘堆叠时部分地暴露。从而，接触/ 连接焊盘可以包括整个边缘母线的加宽部分。然而，这种设计可以导致增加的Cu消耗，并且可以导致增加的制造成本。在图8D所示示例中，接触/连接焊盘可以包括位于条中间的附加母线的加宽区域。加宽区域可以包括直锥形。在图8E所示示例中，接触/连接焊盘可以包括位于条中间的附加母线的加宽区域。在图8F所示示例中，接触/连接焊盘可以包括位于条中间的附加母线。该整个附加母线是加宽的。类似于图8C所示示例，该设计可以导致增加的制造成本。除形状区别以外，每个母线(边缘母线或者附加母线)上的接触/连接焊盘的数量也可以是不同的。在图8A-8B和8D所示示例中，每个母线有三个接触/连接焊盘。另一方面，在图8E所示示例中，附加母线包括四个连接焊盘。
[0090]除使用限定接触/连接焊盘的专用掩模而不是常规掩模以外，用于具有包括接触/ 连接焊盘的导电栅格的光伏结构的制造过程可以类似于用于形成规则级联光伏结构的制造过程。图9示出了根据本实用新型实施例的示例性光伏结构制造过程。在操作902中，准备包括基极层、发射极层和表面场层的光伏结构。可以在光伏结构的面向光侧上形成防反射涂层(ARC)(操作904)。对于双面光伏结构，在每个侧面上形成ARC层。ARC层可以包括下列中的一个或者多个:Si0x、SiNx和各种透明导电氧化物(TC0)材料。可以在光伏结构的面向光侧上形成具有边缘母线的常规导电栅格(操作906)。可以在光伏结构背对光的侧面上形成具有接触/连接焊盘的导电栅格(操作908)。两个导电栅格可以包括镀金属，诸如电镀Cu。在一些实施例中，形成导电栅格还可以包括在电镀过程之前使用物理气相沉积(PVD)技术沉积一个或者多个金属粘合剂/籽晶层以增强镀金属与下面层之间的的粘合性，该下面层可以是ARC层或者半导体发射极/表面场层。
[0091]仅为了图示和描述的目的，提供了各种实施例的上述描述。它们并不旨在穷举或者将本实用新型限制于所公开的形式。相应地，多个修改和变化将对本领域技术人员显而易见。另外，上述公开并不旨在限制本实用新型。
【主权项】
1.一种光伏结构的电极栅格，其特征在于包括:多个指状线路；安置在所述光伏结构的边缘附近的边缘母线；以及多个接触焊盘，其中以这种方式配置相应接触焊盘，使得当所述光伏结构在所述边缘 处与相邻光伏结构级联时，所述接触焊盘至少部分地暴露。2.根据权利要求1所述的电极栅格，其中所述接触焊盘是所述边缘母线的加宽部分。3.根据权利要求1所述的电极栅格，还包括附加的非边缘母线，其中所述接触焊盘是所 述附加的非边缘母线的加宽部分。4.根据权利要求1所述的电极栅格，其中所述接触焊盘的形状包括锥形。5.根据权利要求4所述的电极栅格，其中所述锥形从由下列组成的组中选择:直锥形;抛物线锥形;弯曲锥形;或者它们的组合。6.根据权利要求1所述的电极栅格，其中所述光伏结构是从划分正方形或者准正方形 形状的太阳能电池获得的条。7.根据权利要求1所述的电极栅格，其中所述接触焊盘被配置为实现旁路二极管与所 述光伏结构之间的电气耦合。8.根据权利要求1所述的电极栅格，其中所述接触焊盘被配置为便于所述光伏结构与 背板之间的机械接合。9.根据权利要求1所述的电极栅格，其中所述接触焊盘是所述边缘母线的至少两倍宽。10.—种光伏结构，其特征在于包括:半导体多层结构；第一金属栅格，安置在所述多层结构的第一侧上，其中所述第一金属栅格包括安置在 第一边缘附近的第一母线；以及第二金属栅格，安置在所述多层结构的第二侧上，其中所述第二金属栅格包括:第二母线，安置在与所述第一边缘相对的第二边缘附近；以及多个接触焊盘，其中以这种方式配置相应接触焊盘，使得当所述光伏结构在所述第二 边缘处与相邻光伏结构级联时，所述接触焊盘至少部分地暴露。11.根据权利要求10所述的光伏结构，其中所述接触焊盘与所述第二母线至少部分地重叠。12.根据权利要求10所述的光伏结构，还包括附加的非边缘母线，安置在所述多层结构 的所述第二侧面上，其中所述接触焊盘与所述附加的非边缘母线至少部分地重叠。13.根据权利要求10所述的光伏结构，其中所述接触焊盘的形状包括锥形。14.根据权利要求10所述的光伏结构，其中所述接触焊盘被配置为实现旁路二极管与 所述光伏结构之间的电气耦合。15.根据权利要求10所述的光伏结构，其中所述接触焊盘被配置为便于所述光伏结构 与背板之间的机械接合。16.根据权利要求10所述的光伏结构，其中所述接触焊盘是所述第二母线的至少两倍宽。17.—种光伏结构的电极栅格，其特征在于包括:各自包括边缘母线的多个子栅格和多个指状线路，其中相邻子栅格由空白空间隔开，其中至少一个子栅格包括多个接触焊盘，并且其中相应接触焊盘是所述边缘母线的至少两 倍宽。18.根据权利要求17所述的电极栅格，其中所述接触焊盘与所述子栅格的对应边缘母 线至少部分地重叠。19.根据权利要求17所述的电极栅格，其中所述子栅格还包括附加的非边缘母线，并且 其中所述接触焊盘与所述附加的非边缘母线至少部分地重叠。20.根据权利要求17所述的电极栅格，其中所述接触焊盘是锥形的。
【文档编号】H01L31/0224GK205621745SQ201590000121
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年12月4日
【发明人】B·杨, P·P·阮
【申请人】光城公司