专利名称：太阳能电池模块及其制造方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及太阳能电池模块及其制造方法。
背景技术：
本申请涉及2011年5月4日向韩国专利局提交的No. 10-2011-0042284韩国专利申请的优先权，其完整内容在此通过引用并入。作为获得生态友好型能源的方法，使用光电转换效应将光能转换为电能的太阳能发电技术已经得到广泛使用。由于太阳能电池的光电转换效率的提高，使用多个太阳能电池模块的太阳能发电系统已经安装在诸如房屋之类的多个地方。太阳能电池模块包括多个太阳能电池，每个太阳能电池通过阳光产生电流；以 及保护部件，其布置在太阳能电池的上部和下部以保护太阳能电池免受诸如外部冲击和潮湿的外部环境的影响。
发明内容
在ー个方面，提供ー种太阳能电池模块，包括多个太阳能电池；前基板，其设置在该多个太阳能电池的第一表面处；后基板，其设置在该多个太阳能电池的第二表面处；前保护部件，其设置在该前基板和该多个太阳能电池之间，该前保护部件包括第一硅树脂；后保护部件，其设置在该后基板和该多个太阳能电池之间，该后保护部件包括第二硅树脂；以及纤维材料，布置在该前基板和该后基板之间。第二硅树脂的透射率可以小于第一硅树脂的透射率。换句话说，第一硅树脂的透射率可以大于第二硅树脂的透射率。此外，在短波长处，第一硅树脂的吸收可以小于第二硅树脂的吸收。第一硅树脂在约300nm到500nm的波长处可以具有等于或者大于约70%的透射率。第二硅树脂在约300nm到500nm的波长处可以具有小于约70%的透射率。第一硅树脂和前基板之间的粘接強度可以大于第一硅树脂和太阳能电池之间的粘接強度。此外，第二硅树脂和后基板之间的粘接強度可以大于第二硅树脂和太阳能电池之间的粘接强度。第二硅树脂可以包括紫外光阻挡材料。第一硅树脂、第二硅树脂和该纤维材料中的至少ー个可以包括染料。 第一硅树脂和第二硅树脂可以具有相同的厚度。第二硅树脂的厚度可以大于第一硅树脂的厚度。第一娃树脂、第二娃树脂和该纤维材料姆个可以均分别具有约0. 3mm到0. 5mm的厚度。该纤维材料的厚度可以小于第一硅树脂的厚度和第二硅树脂的厚度。第一硅树脂和第二硅树脂可以由相同材料或者不同材料形成。第一硅树脂和第二硅树脂之间的界面可以是不平坦表面。
该多个太阳能电池可以设置在第一硅树脂上，以及该多个太阳能电池的每个的侧部和上部可以被第二硅树脂覆盖。该多个太阳能电池的每个的至少一部分可以埋置在第一硅树脂中，并且每个太阳能电池的除了埋置部分之外的剰余部分可以被第二硅树脂覆盖。代替将每个太阳能电池的至少一部分埋置在第一硅树脂中，可以将设置在多个太阳能电池的第一表面处的互联器埋置在第一硅树脂中。纤维材料的ー个表面可以接触后基板。另选地，纤维材料的ー个表面的至少一部分可以与后基板分离。纤维材料和后基板之间的空间可以用第二硅树脂填充。可以将纤维材料设置的比接近太阳能电池更接近后基板。当将纤维材料布置的比接近太阳能电池更接近后基板时，入射在纤维材料上的光的量比当将纤维材料布置的比接近后基板更接近太阳能电池时的光的量更多。因此，増加纤维材料的反射效果，提高并且太阳能电池模块的效率。 该纤维材料可以具有网格形式并且，以及可以是玻璃纤维、石英纤维、石墨纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、芳纶纤维、聚こ烯纤维、聚丙烯纤维、以及碳化硅纤维中的至少ー种。纤维材料的多个单独纤维之间的空间可以用第二硅树脂填充。第一硅树脂和第二硅树脂的每个可以包括约50重量份的固化剂。在另ー个方面，提供一种制造太阳能电池模块的方法，该方法包括在前基板的一个表面上涂覆液体第一硅树脂；硬化第一硅树脂；在硬化的第一硅树脂上布置多个太阳能电池；在该多个太阳能电池上涂覆液体第二硅树脂；在第二硅树脂上涂覆纤维材料；在该纤维材料上布置后基板；以及硬化第二硅树脂。第一硅树脂和第二硅树脂可以在等于或者高于约80°C的温度(例如在约90°C到IlO0C )硬化。当使用液体第一和第二硅树脂时，第一和第二硅树脂可以溢流到前基板之外。由此，可以使用围绕前基板的框架，以防止第一和第二硅树脂溢流到前基板之外。当使用该框架时，可以在炉子中硬化第一和第二硅树脂。当不使用该框架时，可以使用炉子硬化第一硅树脂，并且可以使用层压装置硬化第二硅树脂。根据本发明的上述特征，在短波长(例如紫外波段)处，组成前保护部件和后保护部件的第一和第二硅树脂的透射率大于由こ烯醋酸こ烯酯(EVA)或者聚こ烯醇缩丁醛(PVB)形成的已有的保护部件的透射率。由此，可以防止由于暴露于紫外光导致的第一和第ニ硅树脂的褪色，并且可以增加入射在太阳能电池上的光的量。结果，可以提高太阳能电池模块的输出。因为可以将第一硅树脂制造的比已有的保护层中使用的EVA更薄，所以可以减少太阳能电池模块的厚度。此外，硅树脂和前基板和后基板之间的粘接強度比硅树脂和太阳能电池之间的粘接强度更优异。例如，当前基板和后基板由玻璃形成时，硅树脂和前基板和后基板之间的粘接強度是大约lOkg/cm2到15kg/cm2。此外，硅树脂和太阳能电池之间的粘接強度是大约3kg/cm2 到 IOkg/cm2。如上所述，因为硅树脂和基板之间的粘接強度优异，本发明的实施方式可以在长时间比已有的保护部件更有效地防止潮湿、氧气、和杂质的穿透。由此，可以提高太阳能电池模块的可靠性。因为设置在太阳能电池的第一表面处的第一硅树脂由具有大于第二硅树脂的透射率的材料形成，以及设置在太阳能电池的第二表面处的第二硅树脂由具有小于第一硅树脂的透射率的材料形成，所以可以增加入射在太阳能电池上的光的量，并且可以防止后基板(例如后片)变色和退化。此外，因为第二硅树脂包括紫外光阻挡材料，可以更有效地防止后片的变色和退化。因为第一硅树脂、第二硅树脂和纤维材料中的至少ー个包括染料，所以可以改善太阳能电池模块的外观。因为每个太阳能电池的至少一部分埋置在第一硅树脂中，所以太阳能电池的位置可以被第一硅树脂固定。由此，在随后的模块处理中可以防止太阳能电池的误排列。
因为第一硅树脂和第二硅树脂之间的界面是不平坦表面，透过前基板入射的光可以被从该界面漫反射。因此，入射在太阳能电池上的光的量可以增加并且可以提高太阳能电池的输出。因为在后基板和太阳能电池之间设置纤维材料，所以利用纤维材料，太阳能电池模块的强度增加并且防止太阳能电池模块的破裂。此外，因为防止层压处理中的太阳能电池的扭曲，优异地实现后基板的校平。在具有网格形式的纤维材料的纤维之间的空间中填充第二硅树脂。另选地，当纤维材料43的至少一部分与后基板分离时，在纤维材料和后基板之间的空间中填充第二硅树脂。由此，可以容易地彼此粘贴太阳能电池模块的部件。可以将纤维材料设置的比接近太阳能电池更接近后基板。当将纤维材料布置得比接近太阳能电池更接近后基板时，反射效果比当将纤维材料布置得比接近后基板更接近太阳能电池时的反射效果更优异。由此，可以提高太阳能电池模块的效率。此外，当第二硅树月旨制造的比第一硅树脂更厚时，可以提高太阳能电池模块的抗风雨性。此外，因为第一和第二硅树脂在比已有的保护部件更低的温度硬化，可以在更低的温度进行模块处理并且可以减少固化时间。
附图被包括进来以提供对本发明的进ー步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，这些附图例示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中图I是例示根据本发明的第一实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图；图2是例示硅树脂和こ烯醋酸こ烯酯(EVA)的基于光波长的吸收效率的曲线图；图3是图I的“C”部分的放大图；图4是图I的“D”部分的放大图；图5是图I的“E”部分的放大图；图6是例示根据本发明的示例实施方式的太阳能电池模块中使用的太阳能电池的示意配置的截面图；图7是例示根据本发明的第二个实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图；图8是例示根据本发明的第三个实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图；图9是例示根据本发明的第四个实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图；图10是例示根据本发明的第五个实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图；图11例示制造图I所示的太阳能电池模块的方法；以及图12是例示根据本发明的第六个实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图。
具体实施方式
下面将參照附图更加全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例实施方式。然而，本发明可以以许多不同形式来实施，并且不应当解释为是对这里阐述的实施方式的限制。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、板、区域等的厚度。并在全部说明中将使用相同附图标记来表示相似元件。将理解的是，当将诸如层、膜、区域或基板之类的元件称为“位于”另一元件“上”吋，它可以直接位于所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，如果元件被称为“直接位于”另一元件“上”，则不存在中间元件。此外，应该理解，当将诸如层、膜、区域或基板之类的元件称为“完全”位于另一元件上时，它可以位于所述另ー元件的整个表面上，且可以不位于所述另一元件的边缘的一部分上。下面，将结合附图详细描述根据本发明的示例实施方式的太阳能电池模块。图I是例示根据本发明的第一实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图。如图I所示，根据本发明的第一实施方式的太阳能电池模块包括多个太阳能电池10、用于将多个太阳能电池10彼此电气连接的互连器20、用于保护多个太阳能电池10的前保护部件30和后保护部件40、设置在多个太阳能电池10的前表面上的前基板50、以及设置在多个太阳能电池10的后表面上的后基板60。在本发明的实施方式中，前基板50可以是具有光透射属性的基板。前基板50被设置在太阳能电池10的第一表面处(例如，光接收表面)并且例如由具有高光透射率的钢化玻璃形成。钢化玻璃可以是包含很少量铁的低铁钢化玻璃。前基板50可以具有压花内表面从而增加光散射效果。前保护部件30和后保护部件40防止由干潮湿的穿透而导致的金属腐蚀以及保护太阳能电池10免受冲击。前保护部件30在短波长(例如，约300nm到500nm的波长)处具有等于或者大于约70%的透射率。前保护部件30由第一硅树脂31形成，其中第一硅树脂31和前基板50之间的粘接強度是约lOkg/cm2到15kg/cm2。可以通过涂覆和固化液态的第一硅树脂31来形成前保护部件30。第一硅树脂31可以由诸如聚ニ甲基硅氧烷(PDMS)和聚ニ烷基硅氧烷(PDAS polydialkylsiIoxane)的娃氧烧形成。下面參照图2描述第一硅树脂31和こ烯醋酸こ烯酯(EVA)的基于光波长的吸收系数。在图2所示的曲线图中，曲线图“A”指示EVA的基于光波长的吸收系数的变换，以及曲线图“B”指示第一硅树脂31的基于光波长的吸收系数的变化。曲线图“A”中使用的EVA是通常用作太阳能电池的保护部件的产品，并且曲线图“B”中使用的第一硅树脂31在本发明的此实施方式中是PDMS。如图2所示，在短波长(例如在约300nm到700nm的波长)EVA的吸收系数大于PDMS的吸收系数，在约300nm到500nm的波长具有明显的差別。由此，EVA在短波长的吸收系数大于第一硅树脂31的吸收系数。第一硅树脂31在短波长的低吸收系数指示短波长的光被充分地透射。根据图2，第一硅树脂31，更具体地，在短波长诸如PDMS和PDAS的硅氧烷具有等于或者大于约70%的透射率。由此，当第一硅树脂31用作前保护部件30时，前保护部件30中吸收的光的量減少。结果，入射在太阳能电池10上的光的量増加。因此，太阳能电池模块的输出效率提 闻。此外，第一硅树脂31可以防止或者減少由于暴露于紫外光导致的前保护部件30的褪色或者变色和由于空气和氧气的吸收导致的前保护部件30的腐蚀。因此，太阳能电池模块的耐用性提高。此外，由于可以将第一硅树脂31制造的比已有或者现有的保护层中使用的EVA更薄，所以可以减少太阳能电池模块的厚度。例如，EVA形成的保护层的厚度可以是约I. Omm,而第一娃树脂31的厚度Tl可以等于或者小于约0. 7mm,优选地但是不必须地,约0. 3mm到0. 5_。因此,可以减少太阳能电池模块的整体厚度。此外，因为第一硅树脂31的固化温度比EVA的固化温度更低，所以可以在更低的温度进行模块处理并且可以减少固化时间。例如，第一硅树脂31可以在等于或者高于约80 0C的温度(例如，在90°C到110°C的温度)硬化(例如，固化)，而EVA可以在约165°C固化。由此，可以在更低的温度进行模块处理。此外，固化第一硅树脂31花费约I. 5分钟，而固化EVA花费约16分钟。由此，可以减少保护层的固化处理、和模块处理中要求的时间。第一娃树脂31可以包括约50重量份的固化剂。后保护部件40由包括第二硅树脂41和纤维材料43的纤维增强(或者加固)硅树脂薄膜形成。在短波长第二硅树脂41的透射率小于第一硅树脂31的透射率，并且可以由树脂形成，其中第二硅树脂41和后基板60之间的粘接強度是约lOkg/cm2到15kg/cm2。第二硅树脂41的厚度T2可以是约0. 3mm到0. 5mm，并且可以基本上等于第一硅树脂31的厚度Tl。另选地，第二硅树脂41的厚度T2可以大于第一硅树脂31的厚度Tl，以提高太阳能电池模块的抗风雨性。因为第二硅树脂41的透射率小于第一硅树脂31的透射率，所以第一硅树脂31透射的短波长光的一部分不被第二硅树脂41透射。由此，可以防止或者减少由于第二硅树脂41透射的短波长光引起的后基板60 (例如后片)变色和退化。第一硅树脂31和第二硅树脂41的界面S(如图3所示)是不平坦表面。不平坦表面是具有不平坦部分的非平表面。如上所述，将界面S形成为不平坦表面的原因是在设定温度将涂覆的液体第一硅树脂31硬化(例如，固化)以及接着在第一硅树脂31上形成第二硅树脂41。
因为第一娃树脂31和第二娃树脂41之间的界面S是不平坦表面,所以第一娃树脂31透射的光被从界面S漫反射，如图3的箭头指示。结果，保持在太阳能电池10中的光的量増加。如图I所示，太阳能电池10被设置在第一硅树脂31上，即，在第一硅树脂31和第ニ硅树脂41之间的界面S上。由此，每个太阳能电池10的侧向部分和上部被第二硅树脂
41覆盖。如图4所示，纤维材料43包括以间隔43a划分的多个单独纤维43b。由此，以网格形式形成纤维材料43。在本发明的实施方式中，纤维材料43的网格形式可以是规则或者不规则的。当为规则时，网格形式可以是矩阵形式，并且网格中的开ロ可以是多边形形式、圆形形式、或者其它形状。当为不规则时，网格形式可以是随机形式的集合，其中的ー些可以是规则网格形式。在本发明的实施方式中，可以利用交叉链接、缠绕或者编织的多个纤维43b形成纤维材料43。
可以将具有上述配置的纤维材料43设置的比接近太阳能电池10更接近后基板60。例如，如图I所示，纤维材料43接触后基板60。因为以网格形式形成纤维材料43，所以用第二硅树脂41填充纤维材料43的间隔43a。然而，图4中省略的间隔43a中填充的第二硅树脂41，以清楚地示出间隔43a。图5示出图I的“E”部分的放大图，其中纤维材料43的至少一部分与后基板60分离。在此示例中，在纤维材料43和后基板60之间的空间以及包含多个独立纤维43b的纤维材料43的空间43a中填充第二硅树脂41。由此，当纤维材料43的至少一部分与后基板60分离或者纤维材料43的整体部分完全接触后基板60时，弟_■娃树脂41被粘贴到后基板60。可以由玻璃纤维形成纤维材料43。例如，纤维材料43可以是BGF IndustriesInc.制造的8x8英寸(S卩，约20. 32x20. 32cm)标准大小的Style 106玻璃纤维。其它材料可用于纤维材料43。例如，纤维材料43可以是任何材料，包括具有高杨氏模量(例如，在25°C处3GPa或者更大)和高抗拉强度(例如，在25°C处50MPa或者更大)的多个单独纤维43b。纤维材料43的示例包括包含硬化剂的玻璃纤维、石英纤维、石墨纤维、尼龙纤維、聚酯纤维、诸如Kevlar 和Nomex 的芳纶纤维、聚こ烯纤维、聚丙烯纤维、以及碳化硅纤维、或者上述纤维的组合。可以使用其它纤维、或者形成为纤维的材料。纤维材料43的厚度T3可以是约0. 3mm到0. 5mm。纤维材料43的厚度T3在0. 3mm到0. 5mm的范围分别小于第一硅树脂31的厚度Tl和第二硅树脂41的厚度T2。当将具有上述配置的纤维材料43布置在太阳能电池10和后基板60之间时，太阳能电池模块的强度増加并且防止或者減少由于纤维材料43引起的太阳能电池模块破裂。此外，因为固化第二硅树脂41的处理中防止或者減少在第二硅树脂41的扭曲，所以改善后基板60的校平。此外，因为在太阳能电池10中不被吸收的光被纤维材料43反射，所以由于纤维材料43的反射效果，太阳能电池模块的效率提高。当将纤维材料43布置为比接近太阳能电池10更接近后基板60时，入射在纤维材料43上的光的量比当将纤维材料43布置的比接近后基板60更接近太阳能电池10时的光的量更多。因此，増加纤维材料43的反射效果提高，并且太阳能电池模块的效率得到改善。基于太阳能电池模块的太阳能电池10的种类或者结构，后基板60可以是透射材料形成的基板或者非透射材料形成的后片。以下參照图6描述可用于根据本发明的实施方式的太阳能电池模块中的太阳能电池的示例。除了图6所示的太阳能电池外，本发明的实施方式也可以使用其它类型的太阳能电池。如图6所示，太阳能电池10包括基板110 ;设置在基板110的ー个表面(例如基板110的前表面)上的发射极层120 ;设置在发射极层120上的第一防反射层13 0 ;设置在发射极层120的没有设置第一防反射层130的部分上的多个第一电极140 ;设置在基板110的后表面上的后表面场(BSF)层150 ;设置在后表面场层150的后表面上的第二防反射层160 ;以及设置在背表面场层150的没有设置第二防反射层160的背表面上的多个第二电 极170。基板110可以由第一导电类型(例如n型，尽管不是必须的)硅晶片形成。在基板110中使用的硅可以是诸如单晶硅和多晶硅之类的晶体硅，或者非晶硅。当基板110是n型时，基板110可以包含诸如磷(P)、神(As)、和锑(Sb)之类的V族元素的杂质。基板110可以具有约I Q ^cm2至10 Q cm2的电阻率。另选地，基板110可以是p型和/或由不同于硅的其它半导体材料形成。当基板110是P型时，基板110可以包含诸如硼⑶、镓(Ga)、铟(In)之类的III族元素的杂质。基板110的前表面和后表面中的至少ー个可以被均匀地纹理化，以形成对应于不平坦表面或者具有不平坦特性的有纹理表面。设置在基板110的有纹理的前表面处的发射极层120是与基板110的第一导电类型(例如，n型)相反的第二导电类型(例如，p型)的掺杂区域，并且与基板110—起形成p-n 结。由入射在基板110上的光产生的多个电子-空穴对被由基板110和发射极层120之间的P-n结产生的内建电势差分离为电子和空穴。分离的电子向n型半导体移动，并且分离的空穴向P型半导体移动。由此，当基板110是n型并且发射极层120是p型吋，分离的电子和分离的空穴分别向基板110和发射极层120移动。因此，电子变为基板110中的主载流子，并且空穴变为发射极层120中的主载流子。当发射极层120是p型时，可以通过用诸如硼⑶、镓(Ga)、和铟(In)之类的III族元素的杂质来掺杂基板110来形成发射极层120。发射极层120可以具有约30 Q /sq至120 Q/sq的表面电阻率。另选地，当基板110是p型时，发射极层120可以是n型。在此示例中，分离的空穴向基板110移动，并且分离的电子向发射极层120移动。当发射极层120是n型时，可以通过用诸如磷(P)、神(As)、和锑(Sb)之类的V族元素的杂质来掺杂基板110来形成发射极层120。设置在基板110的前表面的发射极层120上的第一防反射层130可以包含金属氧化物基材料。例如，第一防反射层130包括由氮化硅(SiNx:H)形成的上层131、和位于发射极层120和上层131之间的下层133。下层133可以由例如氧化铝的材料形成，其中该材料和氮化硅(SiNx:H)的吸收系数之间存在大的差异或者大的带隙。下层133可以由氧化硅(SiOx:H)而不是氧化招(AlOx)形成。具有上述配置的第一防反射层130用作防反射层，其減少透过基板110的前表面入射的光的反射并且增加预定波长带的选择性，并且还用作钝化层。第一防反射层130包括露出发射极层120的一部分的多个接触线。在通过接触线露出的发射极层120上形成第一电极140。接触线可以具有约20 iim到60 iim的宽度，并且可以是对应于发射极层120的平面区域的约2%到6%的平面区域，从而第一电极140具有窄的宽度和高的孔径比。当接触线具有约20 m到60 m的宽度时，可以使用电镀处理形成第一电极140以具有约20 ii m到50 ii m的厚度。根据上述结构，第一电极140具有约0. 83比I的高的孔径比。在本发明的实施方式中，孔径比或者高的孔径比是指宽度和高度的比。 在通过接触线露出的第一发射极层120上形成的第一电极140电气且物理连接到发射极层120。第一电极140在固定方向上大致彼此平行地延伸。第一电极150收集向发射极层120移动的载流子(例如，空穴)。在本发明的示例实施方式中，第一电极140可以是指状电极。另选地，每个第一电极140可以是指状电极电流收集器或者指状电极和指状电极电流收集器两者。在本发明的示例实施方式中，第一电极140可以由电镀层形成。电镀层可以包括在发射极层120上顺序形成的金属种子层、扩散屏障层、和导电层。金属种子层可以由包含镍(例如娃化镍(包括Ni2Si、NiSi、NiSi2等))的金属形成，以及可以具有约50nm到200nm的厚度。当金属种子层的厚度小于约50nm时，获得高的电阻，并且很难形成均匀的金属种子层。由此，随后的处理中，即，扩散屏障层的电镀处理中很难实现均匀性。当金属种子层的厚度大于约200nm吋，在热学处理中金属种子层以恒定速率分布到硅中以形成硅化镍层。由此，由于镍的分布可能发生旁路泄漏电流。金属种子层上的扩散屏障层防止当导电层的形成材料通过金属种子层扩散到硅界面时产生的结退化。扩散屏障层包括具有约5 到15 的厚度的镍层。扩散屏障层上的导电层由至少ー种导电金属材料形成。导电金属材料的示例包括从包括由镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、锡(Sn)、锌(Zn)、铟(In)、钛(Ti)、金(Au)和其组合组成的组中选择的至少ー种。可以使用其它材料。在本发明的示例实施方式中，导电层可以包括铜层。铜层大致用作电导线并且具有约IOiim到30 iim的厚度。然而，已知铜在空气中容易氧化。另外，在模块处理中很难将用于将相邻的太阳能电池电气连接的互联器(例如条带)直接焊接到铜层。由此，当导电层包括铜层时，导电层可以还包括锡层，锡层防止铜氧化并且用于顺利地进行条带的焊接处理。锡层可以具有约5iim到15iim的厚度。当导电层包括不同于铜层的金属层时，如果导电层在空气中不容易氧化，则可以被省略锡层并且用于顺利地进行条带的焊接处理。当第一电极140是指状电极时，可以进ー步在基板110的前表面上形成用于收集向指状电极移动的载流子的电流收集器。可以按照与第一电极140相同的方式使用导电电极来形成电流收集器。另外，可以按照不类似于第一电极140的方式通过印刷、干燥、和烧制包含导电材料的导电膏来形成电流收集器。基板110的后表面上的第二电极170收集向基板110移动的载流子(例如，电子)以及向外部装置输出载流子。在本发明的示例实施方式中，第二电极170可以是指状电极。另选地，每个第二电极170可以是指状电极电流收集器或者指状电极和指状电极电流收集
器两者。第二电极170可以由 从包括由铝(Al)、镍(Ni)、铜(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)、锌(Zn)、铟(In)、钛(Ti)、金(Au)和其组合组成的组中选择的至少ー种导电材料形成。第二电极170由包括Ag颗粒的导电膏形成，或者可以按照与第一电极140相同的方式使用电镀层形成。第二电极170的宽度可以等于或者大于第一电极140的宽度。当第二电极170的宽度大于第一电极140的宽度时，可以减少第二电极170的线电阻。电气且物理连接到第二电极170的后表面场层150设置在基板110的整个后表面。背表面场层150是用与基板110相同的导电类型的杂质来比基板110更重地掺杂的区域(例如，n+型区域)。后表面场层150可以具有约50 0/叫至150 0/叫的表面电阻率。在其它实施方式中，可以在基板110的后部局部地形成后表面场层150。空穴向基板110的后表面的移动被从基板110和背表面场层150的杂质浓度之间的差而得到的势垒防止或減少。因此，防止或降低在基板110的后表面周围的电子和空穴的复合和/或消失。第二防反射层160设置在后表面场层150的不设置第二电极170的后表面上形成。第二防反射层160可以由氮化硅((SiNx:H)或者其它材料形成。当照射在太阳能电池上的光透过发射极层120和/或后表面场层150入射在基板110上时，利用基于入射在基板110上的光产生的光能在基板110中产生多个电子-空穴对。因为基板110的前表面和/或后表面是带纹理表面，所以减少基板110的前表面和后表面的每个的光反射率。此外，因为光入射操作和光反射操作两者都在基板110的带纹理表面上进行，光被局限在太阳能电池中。因此，増加光吸收并且提高太阳能电池的效率。另夕卜，因为入射在基板110上的光的反射损耗被第一防反射层130和第二防反射层160減少，入射在基板110上的光的可用量进ー步増加。电子-空穴对被在基板110和发射极层120之间的p-n结分离为电子和空穴，并且分离的空穴向P型发射极层120移动并且分离的电子向n型基板110移动。向发射极层120移动的空穴向第一电极140移动，并且向基板110移动的电子通过后表面场层150向第ニ电极170移动。因此，如图I所示，当使用互联器20将ー个太阳能电池10的第一电极140连接到与该ー个太阳能电池10相邻的另一个太阳能电池10的第二电极170吋，电流流过太阳能电池10并且允许使用该电流用于供电。下面參照图7到图10描述根据本发明的示例实施方式的太阳能电池模块。在以下的说明中，用相同附图标记表示与第一实施方式中描述的结构和部件相同或等同的结构和部件，并且可以简要进行进一步描述或者可以整体省略。图7是例示根据本发明的第二个实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图。图8是例示根据本发明的第三个实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图。
第二和第三实施方式中描述的配置大致上与第一实施方式相同，不同之处在于每个太阳能电池的一部分埋置在第一硅树脂中。图7例示设置在每个太阳能电池10的第一表面上的互联器20埋置在第一硅树脂31中。图8例示设置在每个太阳能电池10的第一表面上的互联器20和每个太阳能电池10的一部分埋置在第一硅树脂31中。如图7和图8所示，当互联器20、或者互联器20和太阳能电池10的一部分埋置在第一硅树脂31中时，每个太阳能电池10的位置被第一硅树脂31固定。因此，在随后的模块处理可以防止或者減少太阳能电池10的误排列。图9是例示根据本发明的第四个实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图。第四实施方式中描述的配置大致与第一实施方式相同，不同之处在于第一娃树脂包括预定颜色的染料。 第一硅树脂31的染料33可以选择或者提供消费者希望或者期望的期望顔色。第一硅树脂31可以包括当光入射在荧光材料上时发光的荧光材料，代替染料33。可以通过包括染料33的第一硅树脂31改善太阳能电池模块的外观。第二硅树脂41和/或纤维材料43可以包括染料33代替第一硅树脂31，或者全部硅树脂41、纤维材料43可以包括染料33。在本发明的实施方式中，染料33可以是ー种或者多种颜色。在这种示例中，可以利用各个颜色染料33提供文字和/或图形。图10是例示根据本发明的第五个实施方式的太阳能电池模块的示意配置的概念图。第五实施方式中描述的配置大致与第一实施方式相同,不同之处在于第二娃树脂包括紫外光阻挡材料。第二硅树脂41的紫外光阻挡材料45防止后基板60的变色或者退化。紫外光阻挡材料45可以包含ニ氧化钛、氧化锌、阿伏苯宗、氧苯酮、氨茴酸甲酯(美拉地酯)、苯基苯并咪唑磺酸(恩索利唑)、氰双苯丙烯酸辛酷、水杨酸辛酯(辛水杨酷)、甲氧肉桂酸辛酯(octyl methoxycinnamate)(奥西诺酯)和帕地马酯0 (padimate 0)中的至少一种。下面參照图11描述制造图I所示的太阳能电池模块的方法。首先，在前基板50的ー个表面上涂覆第一硅树脂31到约0. 3mm到0. 5mm的厚度并且留下约30到60秒以校平第一硅树脂31。在此示例中，可以安装能够围绕前基板50的预定高度的框架，以及可以防止涂覆的第一硅树脂31溢流到前基板50之外。随后，之上涂覆了液体第一硅树脂31的前基板50被布置在炉子中并且加热到等于或者高于约80°C的温度(例如在约90°C到Il(TC)以固化液体第一硅树脂31。因此，使用第一硅树脂31形成前保护部件30。当进行固化处理时，第一硅树脂31粘贴到第一基板50,以及第一娃树脂31的ー个表面(即与粘贴到前基板50的第一娃树脂31的表面相反的表面)是不平坦表面。接着，在前保护部件30上布置多个太阳能电池10。涂覆第二硅树脂41到约0. 3mm到0. 5mm的厚度并且留下约30到60秒以校平第二硅树脂41。在此示例中，可以按照与第一硅树脂31相同的方式使用框架进行涂覆液体第二硅树脂41的处理。通过涂覆和校平第二硅树脂41的处理，在相邻的太阳能电池10之间的空间和太阳能电池10和前保护部件30之间的空间中填充液体第二硅树脂41。在校平第二硅树脂41的处理完成之后，在第二硅树脂41上布置纤维材料43以及在纤维材料43上布置后基板60。当在液体第二硅树脂41上布置纤维材料43和后基板60时，因为纤维材料43和后基板60的重量，第二硅树脂41被挤压。因此，在纤维材料43的多个单独纤维43b之间的空间填充第二硅树脂41。因此，在多个单独纤维43b之间的空间中填充的第二硅树脂41接触后基板60。当纤维材料43的至少一部分不接触后基板60时，在纤维材料43和后基板60之间的空间填充第二硅树脂41。后基板60的上部可以在均匀压カ挤压，从而可在多个单独纤维43b之间的空间和/或纤维材料43和后基板60之间的空间充分地填充第二硅树脂41。在本发明的实施方式中，在后保护部件40中布置纤维材料43。 之后，进行固化第二硅树脂41的处理。可以按照与第一硅树脂31相同的方式通过在等于或者高于约80°C的温度(例如在约90°C到110°C )在炉子中加热第二硅树脂41来进行第二硅树脂41的固化处理。另选地，可以使用通用层压装置进行第二硅树脂41的固化处理。当第二硅树脂41被硬化(例如，固化)时，在纤维材料43的空间43a中填充的第ニ硅树脂41被粘贴到后基板60。此外，在纤维材料43和后基板60之间的空间中填充的第_■娃树脂41被粘贴到后基板60。后保护部件40的纤维材料43可以与后基板60分离预定距离。换句话说，纤维材料43的与后基板60相対的表面的大部分(除了局部区域之外)可以与后基板60分离。由此，可以在比接近太阳能电池10更接近后基板60的位置将纤维材料43设置在第二硅树脂41之内。在此示例中，可以进行第二硅树脂41的第一涂覆处理，接着可以布置纤维材料43。接着，可以进行第二硅树脂41的第二涂覆处理。另选地，经过第一涂覆处理的涂覆的第二硅树脂41可以在布置纤维材料43的状态下被硬化(例如，固化)，接着可以进行第二硅树脂41的第二涂覆处理。接着，经过第二涂覆处理的涂覆的第二硅树脂41可以在布置后基板60的状态下被硬化(例如，固化)。在此示例中，经过第一涂覆处理的第二硅树脂41和经过第二涂覆处理的第二硅树脂41之间的界面可以是不平坦表面。參照图11，另选地或者额外地可以在第一硅树脂31或者在前基板50上布置纤维材料43。因此，可以在前基板50和太阳能电池之间布置纤维材料43。在本发明的其它实施方式中，纤维材料43不需要是例如在第二硅树脂41上布置的层。代替地，如图12所示，可以在整个后保护部件40上分布纤维材料43，图12是例示根据本发明的第六个实施方式的太阳能电池的示意配置的概念图。在本发明的其它实施方式中，另选地或者额外地可以在整个前保护部件30上布置纤维材料43。在本发明的实施方式中，对第一硅树脂31和第二硅树脂41被固化的引用例如包括固化、固态化、硬化固态化或者増加粘度。尽管參照多个示例性实施方式描述了实施方式，应理解的是本领域技术人员可设计出落入本公开的原理的范围内的许多其他修改和实施方式。更具体地说，可以在本公开、附图及所附权利要求的范围内对本主题组合装置的组成部件和/排布方式进行各种变换和修改。除对组成部件和/或排布方式的变换和修改外，替代性使用 对本领域的技术人员也是明显的。
权利要求
1.一种太阳能电池模块，所述太阳能电池模块包括 多个太阳能电池； 前基板，其设置在所述多个太阳能电池的第一表面处； 后基板，其设置在所述多个太阳能电池的第二表面处； 前保护部件，其设置在所述前基板和所述多个太阳能电池之间，所述前保护部件包括第一娃树脂； 后保护部件，其设置在所述后基板和所述多个太阳能电池之间，所述后保护部件包括第二硅树脂；以及 纤维材料，其布置在所述前基板和所述后基板之间。
2.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述第二硅树脂的透射率小于所述第一娃树脂的透射率。
3.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述第一硅树脂在约300nm到500nm的波长处具有等于或者大于约70%的透射率。
4.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述第二硅树脂包括紫外光阻挡材料。
5.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述第一硅树脂、所述第二硅树脂和所述纤维材料中的至少一个包括染料。
6.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述第一硅树脂和所述第二硅树脂具有相同的厚度。
7.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述第二硅树脂的厚度大于所述第一硅树脂的厚度。
8.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述纤维材料的厚度小于所述第一硅树脂的厚度和所述第二硅树脂的厚度。
9.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述第一硅树脂、所述第二硅树脂和所述纤维材料每个均分别具有约0. 3mm到0. 5mm的厚度。
10.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述第一硅树脂和所述第二硅树脂由相同材料或者不同材料形成。
11.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述第一硅树脂和所述第二硅树脂之间的界面是不平坦表面。
12.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述多个太阳能电池设置在所述第一硅树脂上，并且所述多个太阳能电池的每个的侧部和上部被所述第二硅树脂覆盖。
13.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述多个太阳能电池的每个的至少一部分埋置在所述第一硅树脂中并且每个太阳能电池的除了埋置部分之外的剩余部分被所述第二硅树脂覆盖。
14.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述纤维材料具有网格形式并且是以下材料中的至少一种材料玻璃纤维、石英纤维、石墨纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、以及碳化硅纤维。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池模块，其中，所述纤维材料的一个表面与所述后基板接触，并且所述纤维材料的单独纤维之间的空间用所述第二硅树脂填充。
16.根据权利要求14所述的太阳能电池模块，其中，所述纤维材料的一个表面的至少一部分与所述后基板分离，并且所述纤维材料的单独纤维之间的空间以及所述纤维材料与所述后基板之间的空间用所述第二硅树脂填充。
17.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述纤维材料被布置在所述前保护部件和所述后基板之间。
18.根据权利要求I所述的太阳能电池模块，其中，所述纤维材料被布置在所述后保护部件中。
19.一种制造太阳能电池模块的方法，所述方法包括以下步骤 在前基板的一个表面上涂覆液体第一娃树脂； 对所述第一硅树脂进行硬化； 在硬化的第一硅树脂上布置多个太阳能电池； 在所述多个太阳能电池上涂覆液体第二硅树脂； 在所述第二硅树脂上布置纤维材料； 在所述纤维材料上布置后基板；以及 对所述第二硅树脂进行硬化。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一硅树脂和所述第二硅树脂在等于或者高于约80°C的温度进行硬化。
全文摘要
讨论一种太阳能电池模块及其制造方法。太阳能电池模块包括多个太阳能电池；前基板，其设置在该多个太阳能电池的第一表面处；后基板，设置在该多个太阳能电池的第二表面处；前保护部件，设置在该前基板和该多个太阳能电池之间，该前保护部件包括第一硅树脂；后保护部件，设置在该后基板和该多个太阳能电池之间，该后保护部件包括第二硅树脂；以及纤维材料，布置在该前基板和该后基板之间。
文档编号H01L25/04GK102769053SQ20121001925
公开日2012年11月7日 申请日期2012年1月20日 优先权日2011年5月4日
发明者俞在民, 崔荣嫮, 文世泳, 李恩珠, 洪钟泾, 禹泰基, 金泰润 申请人:Lg电子株式会社