具有柔性线互连的光伏模块的制作方法

本公开总体涉及光伏器件，具体涉及具有柔性互连的太阳能板及其制造方法。

背景技术：

柔性太阳能板使用“接头和串(tabandstring)”技术在多个光伏电池之间提供互连，其中两个或三个导电丝带焊接在相邻电池的前表面和后表面之间。

在相邻光伏电池之间提供互连的这种方法存在许多缺陷。例如，焊接接头可能会因热膨胀系数不匹配和缺陷而失效。此外，已知的方法通常需要大量的劳动力或资本设备来组装光伏电池。另外，这种方法难以形成紧密堆积的光伏电池。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，一种太阳能板包括第一光伏电池、第二光伏电池和柔性电连接结构，该柔性电连接结构包括沿着连接方向串联电连接第一光伏电池和第二光伏电池的导电连接器。导电连接器并不从柔性透明绝缘片的第一主表面经过所述柔性透明绝缘片的厚度延伸到所述柔性透明绝缘片的第二主表面。

根据本公开的另一方面，一种形成太阳能板的方法包括：形成第一光伏电池；形成第二光伏电池；形成包括导电连接器的柔性电连接结构；以及在形成第一和第二光伏电池和形成柔性电连接结构的步骤之后，使用柔性电连接结构，沿着连接方向将第一光伏电池和第二光伏电池串联电连接。导电连接器并不从柔性透明绝缘片的第一主表面经过所述柔性透明绝缘片的厚度延伸到所述柔性透明绝缘片的第二主表面。

附图说明

图1示出了根据本公开的实施例的示例性太阳能电池的竖直横截面图。

图2a示出了根据本公开的实施例的第一示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图2b示出了图2a的第一示例性互连太阳能电池的俯视图。

图2c示出了根据本公开的实施例的第一示例性互连太阳能电池处于某一状态的竖直横截面图，在该状态中，一对光伏电池的相邻顶面形成非零角度α。

图2d示出了根据本公开的实施例的柔性透明绝缘片。

图2e至图2g示出了根据本公开的实施例的锯齿形导线的可替代示例性弯曲图案。

图3示出了根据本公开的实施例的第二示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图4示出了根据本公开的实施例的第三示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图5示出了根据本公开的实施例的第四示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图6示出了根据本公开的实施例的第五示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图7示出了根据本公开的实施例的第六示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图8示出了根据本公开的实施例的第七示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图9a示出了根据本公开的实施例的第八示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图9b示出了图9a的第八示例性互连太阳能电池的俯视图。

图10a示出了根据本公开的实施例的第九示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图10b示出了图10a的第九示例性互连太阳能电池的俯视图。

图11a示出了根据本公开的实施例的第十示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图11b示出了图11a的第十示例性互连太阳能电池的俯视图。

图12示出了根据本公开的实施例的第十一示例性互连太阳能电池的竖直横截面图。

图13示出了根据本公开的实施例的太阳能板的透视图。

图14示出了可以用于替代本公开的任何实施例中的锯齿形导线的第一示例性网络导电连接器。

图15示出了可以用于替代本公开的任何实施例中的锯齿形导线的第二示例性网络导电连接器。

图16示出了可以用于替代本公开的任何实施例中的锯齿形导线的第三示例性网络导电连接器。

图17示出了可以用于替代本公开的任何实施例中的锯齿形导线的第四示例性网络导电连接器。

图18示出了可以用于替代本公开的任何实施例中的锯齿形导线的第五示例性网络导电连接器。

具体实施方式

不同附图中相同的附图标记表示具有相同特性的相同元件或类似元件。如本文所使用的，术语“模块”包括至少两个、优选三个或更多个电互连的光伏电池的组件，其也可以称为“太阳能电池”。如本文所使用的，“太阳能板”是至少两个光伏电池的模块。如本文所使用的，“连接器”是指一种结构，该结构在其每个部分沿着局部长度方向延伸并且沿着垂直于所述局部长度方向的平面具有基本均匀或不均匀的横截面面积。应当理解，线能够逐渐改变局部长度方向，以提供包括弯曲部分的全局拓扑。如本文所使用的，“导电连接器”是指本质上由一种或多种导电材料组成的连接器。例如，导电连接器可包括单个连续导线、迹线(例如，通过在下面的材料上涂覆导电油墨而形成的迹线)、条或带。如本文所使用的，“锯齿形导线”是指具有直的部分的导线，所述直的部分具有不同的局部长度方向并且通过将一些部分(其中所述局部长度方向改变)进行连接而联接。如本文所使用的，如果元件允许波长为500纳米的辐射的至少50％通过，则元件是“透明的”。如本文所使用的，如果元件允许波长为500纳米的辐射的少于50％通过，则元件是“不透明的”。

参考图1，示出了光伏电池10的竖直横截面图。光伏电池10包括诸如导电衬底12的衬底、第一电极2、p掺杂的半导体层3、n掺杂的半导体层4、第二电极5和可选(optional)的抗反射(ar)涂层(未示出)。电极2和5、p掺杂半导体层3、n掺杂半导体层4和可选的ar涂层被统称为光伏膜堆叠14，其是形成光伏结构的各种膜的堆叠。

衬底12优选地是柔性的导电材料，例如金属箔，其作为用于在其上沉积附加层的腹板而被供给到一个或多个处理模块的系统中。例如，导电衬底12的金属箔可以是不锈钢、铝、钛等金属或金属合金的片材。如果衬底12是导电的，则它可包括电池10的背侧(即第一)电极的一部分。因此，电池10的第一(背侧)电极可被指定为(2，12)。或者，导电衬底12可以是导电的或绝缘的聚合物箔。又或者，衬底12可以是聚合物箔和金属箔的堆叠。衬底12的厚度可以在100微米至2毫米的范围内，尽管也可采用更小和更大的厚度。

第一或背侧电极2可包括任何合适的导电层或层堆叠。例如，电极2可包括金属层，其可以是例如钼。或者，如美国专利8,134,069中所述，可以代替地使用钼和钠和/或氧掺杂的钼层的堆叠，该专利通过引用整体并入本文。电极2的厚度可以在是500纳米到1微米的范围内，尽管也可采用更小和更大的厚度。

p掺杂的半导体层3可包括用作半导体吸收层的p型钠掺杂的铜铟镓硒(cigs)。p掺杂的半导体层3的厚度可以在1微米到5微米的范围内，尽管也可采用更小和更大的厚度。

n掺杂的半导体层4包括n掺杂的半导体材料如cds、zns、znse，或替代的金属硫化物或金属硒化物。n掺杂的半导体层4的厚度通常小于p掺杂的半导体层3的厚度，并且可以在50纳米至100纳米的范围内，尽管也可采用更小和更大的厚度。p掺杂的半导体层3和n掺杂的半导体层4之间的结是p-n结。n掺杂的半导体层4可以是对至少部分太阳辐射基本透明的材料。n掺杂的半导体层4也称窗口层或缓冲层。

第二(例如，正面或顶部)电极5包括一个或多个透明导电层5。透明导电层5是导电的且基本透明。透明导电层5可包括一种或多种透明导电材料，例如zno、氧化铟锡(ito)、al掺杂的zno(“azo”)或较高电阻率azo和较低电阻率的zno、ito和/或azo层的组合或堆叠。

可选的抗反射涂层(未示出)是非强制性的层。如果存在，则抗反射涂层可以减少被光伏电池的顶面反射掉的光量，所述顶面为位于衬底12的相对侧的表面。在一个实施例中，抗反射涂层可以直接沉积在第二电极5的顶面上。或者或另外地，可在最终产品中的太阳能电池上方设置透明的防护玻璃，并且可在透明的防护玻璃的任一侧或两侧上形成抗反射涂层。

参考图2a至图2c，能够通过形成连接多个光伏电池10的柔性电连接结构20(即互连)来形成太阳能板(即模块)。在通过柔性电连接结构20互连之后，光伏电池10可沿着连接方向cd(例如图2a中的水平方向和图2b中的水平方向)进行安排。每个相邻的一对光伏电池10的顶面之间的可变角度α可通过其间的相应的柔性电连接结构20来提供。如图2c所示，在相邻的一对光伏电池10的顶面之间的角度α不为零的情况下，连接方向cd被定义为连接第一光伏电池的质心和第二光伏电池的质心的方向。

多个光伏电池10中的每一个可包括光伏结(3、4)、位于光伏结(3、4)第一侧的第一电极(2、12)和位于光伏结(3、4)第二侧的第二电极5，以便在光(例如太阳光)照射在该结上时，经过第一和第二电极提供来自光伏结(3、4)的功率输出。在一个实施例中，每个柔性电连接结构20包括相应的锯齿形导电连接器24，例如线，其被连接到相应的相邻的一对第一光伏电池(例如，图2a的左侧示出的光伏电池10)和第二光伏电池(例如，图2a右侧示出的光伏电池10)。为了便于描述，在以下实施例中将线描述为优选的连接器，但是应当理解，还可以使用其他类型的连接器(例如，迹线、带等)。

每个锯齿形导线24被附接到相应的第一光伏电池的底面(如果衬底是导电的，则其可以是衬底12的底面)以及被附接到相应的第二光伏电池的顶面(第二光伏电池的第二电极5的顶面)。每个锯齿形导线24都可以在垂直于局部长度方向的平面中具有非矩形且基本均匀的横截面形状。例如，每个锯齿形导线24都可以具有基本上呈圆形的横截面形状或椭圆形的横截面形状。每个锯齿形导线24的最大横向尺度可在30微米至3毫米的范围内，该最大横向尺度被定义为非矩形且基本上均匀的横截面形状的最大尺度。在一个实施例中，每个锯齿形导线24的最大横向尺度可以在60微米至1.5毫米的范围内。在一个实施例中，每个锯齿形导线24的最大横向尺度可以在120微米至750微米的范围内。在非矩形且基本均匀的横截面形状是圆形的情况下，最大横向尺度可以是锯齿形导线24的直径。在非矩形且基本均匀的横截面形状是椭圆形、超椭圆形或卵形的情况下，最大横向尺度可以是锯齿形导线24的横截面形状的两个点之间的最大距离，如长轴。或者，导线24可具有矩形横截面形状。

每个锯齿形导线24能够通过设置直线或绕线，并通过弯曲各个部分以形成弯曲部分(24s、24t)来制造，其中弯曲部分包括第一弯曲部分24s和第二弯曲部分24t。在一个实施例中，第一弯曲部分24s包括从相应的锯齿形导线24的一侧开始计数的每个奇数弯曲部分，并且第二弯曲部分24t包括从相应的锯齿形导线24的同一侧开始计数的每个偶数弯曲部分。或者，第一弯曲部分24s包括从相应的锯齿形导线24的一侧开始计数的每个偶数弯曲部分，并且第二弯曲部分24t包括从相应的锯齿形导线24的同一侧开始计数的每个奇数弯曲部分。

每个锯齿形导线24都能够被附接到每个相应的相邻的一对光伏电池内的第一光伏电池的第一(例如，背侧或底部)电极(2、12)和第二光伏电池的第二(例如，正侧或顶部)电极5，该相邻的一对光伏电池使用具有电绝缘表面的至少一个附加结构，并且电绝缘表面被连接到第一光伏电池的第一电极的底面或被连接到第二光伏电池的第二电极的顶面。所述至少一个附加结构可具有粘合剂表面，包括粘合剂材料，或者具有其表面和电极之间放置的粘合剂材料，以将该至少一个附加结构连接到电极。或者，或另外地，每个锯齿形导线24都能够被附接到使用导电粘合剂材料(例如导电浆料或导电胶)的每个相应的相邻的一对光伏电池中的第一光伏电池的第一电极和第二光伏电池的第二电极。

每个锯齿形导线包括多个基本线性部分24l、接触第一光伏电池的第一电极(2、12)的第一弯曲部分24s和接触第二光伏电池的第二电极5的第二弯曲部分24t。第一弯曲部分24s在第一光伏电池的第一电极(2、12)下方联接多个基本线性(即，直线)部分24l中的相邻的成对的基本线性部分。第二弯曲部分24t在第二光伏电池的所述第二电极5上方联接多个基本线性部分24l中的相邻的成对的基本线性部分。

多个基本线性部分24l中的每一个包括位于第一光伏电池的第一电极(2、12)的下面并接触第一光伏电池的第一电极的第一端部部分24a、位于第二光伏电池的第二电极5的上面并接触第二光伏电池的第二电极5的第二端部部分24b，以及连接第一端部部分24a和第二端部部分24b且不直接接触第一或第二光伏电池10的连接部分24c。在一个实施例中，每个基本线性部分24l沿着连接方向cd比沿着垂直于连接方向cd的任何方向延伸得更远。在替代性的配置中，仅省略位于太阳能电池10和端部部分24a和24b的上面或下面的弯曲部分24s和24t。

在一个实施例中，相邻的一对光伏电池10中的两个电池彼此不重叠。换句话说，图2c中的电池10a没有位于图2c中的电池10b的上方或下方的部分。为了表示这种几何形状，在平面图中，相邻的一对电池中的两个电池10在其间不具有沿着任何方向(该方向垂直于该相邻的一对光伏电池的其中一个顶面)的任何区域重叠，而该相邻的一对光伏电池10的顶面形成了负最大值和正最大值之间的任何角度α。因此，当平面图的视图方向从垂直于第一光伏电池的顶面的方向变为垂直于第二光伏电池的顶面的方向时，对于角度α的每个给定值，第一光伏电池和第二光伏电池之间没有区域重叠。如本文所使用的，如果相邻光伏电池的远端边缘(图2c中的“de”)高出光伏电池10的近端边缘(图2c中的“pe”)更多，则角度α为负；如图2c所示，如果相邻光伏电池的近端边缘高出光伏电池的远端边缘更多，则角度α为正。在说明性示例中，角度α的负最大值可以在-30度至0.001度的范围内，并且角度α的正最大值可以在0.001度至30度的范围内，尽管对于该角度α也可以采用更大的范围。在替代性的配置中，两个相邻电池10可彼此重叠(即，一个电池10可位于另一个电池10的上面)。

在一个实施例中，如图2b所示，基本线性部分24l可以在平面图中彼此平行(即相互之间平行)。

在一个实施例中，第一和第二弯曲部分(24s、24t)中的每一个都可以将相应的锯齿形导线24的延展方向改变90度至270度的范围。在一个实施例中，第一和第二弯曲部分(24s、24t)中的每一个都可以将相应的锯齿形导线24的延展方向改变150度至210度的范围。在一个实施例中，第一和第二弯曲部分(24s、24t)中的每一个都可以将相应的锯齿形导线24的延展方向改变165度至195度的范围。在一个实施例中，第一和第二弯曲部分(24s、24t)中的每一个都可以将相应的锯齿形导线24的延展方向改变大致180度的角度。

在一个实施例中，每个相邻对的光伏电池10能够通过相应的柔性透明电绝缘片22彼此物理地联接。在一个实施例中，柔性透明绝缘片22可包括透明聚合物膜、透明非聚合物膜、透明低聚物膜或其组合。柔性透明绝缘片可在接触光伏电池10的每一侧上具有粘合剂涂层。每个柔性透明绝缘片22能够通过该柔性透明绝缘片22的粘合剂材料或粘合剂表面被附接到至少一个光伏电池10。在替代性的实施例中，柔性透明绝缘片22可包括压敏粘合剂(psa)片。

因此，在该实施例中，柔性电连接结构20(即互连件)至少包括片22和连接器(例如线)24。因此，光伏电池10首先被形成为独立的单元，并且柔性电连接结构20(即，互连件)通过形成与片22接触的线24而与光伏电池10分开形成。然后，包括线24和片22的柔性电连接结构20被连接到第一光伏电池10的背侧(例如，第一电极(2、12))并被连接到第二光伏电池10的正侧(例如，被连接到第二电极5)，以利用线24将两个光伏电池10串联电连接。

图2d示出了一个实施例的柔性透明绝缘片22的各个部分，其包括位于相邻对内的第一光伏电池的第一电极的下面并接触第一光伏电池的第一电极的第一端部区域221、位于相邻对内的第二光伏电池的第二电极的上面并接触第二光伏电池的第二电极的第二端部区域222，以及连接相应的柔性透明绝缘片22的第一和第二端部部分(221、222)的连接区域223。锯齿形导线24的每个连接部分24c可以(例如)通过粘合剂被附接到柔性透明绝缘片22的连接区域223，从而在结构上固定连接部分24c并降低其上的机械应力。尽管示出了第一端部区域221的所示部分相对于图2d中的第一光伏电池的底面凹陷以示出锯齿形导线24的位置，但是应当理解，在第一端部区域221的位于锯齿形导线24的下面的部分不需要实际的凹陷。一般来说，柔性透明绝缘片22的通过锯齿形导线24而不与光伏电池分离的任何部分都可通过柔性透明绝缘片22的粘合剂材料或外部施加的导电粘合剂材料被物理附接到光伏电池。

综合参考图2a至图2d，相应的锯齿形导线24的第一端部部分24a的整体可位于第一光伏电池(例如，图2c中的电池10a)和相应的柔性透明绝缘片22的第一端部区域221之间，并且第二光伏电池(例如，图2c中的电池10b)上面的每个连接部分24c的一部分可以通过相应的柔性透明绝缘片22的第二端部区域222与第二光伏电池间隔开。

在一个实施例中，每个第二弯曲部分24t都能够与相应的上面的透明绝缘带26的底面相接触，该上面的透明绝缘带沿着基本上垂直于连接方向cd的方向横向延伸，该连接方向cd是图2a和图2c中视图的方向。带26可选地是互连件(即，柔性电连接结构)20的一部分或者与互连件分开形成。

因此，在一个实施例中，柔性电连接结构20(即互连件)至少包括片22、带26和连接器(例如线)24。因此，光伏电池10首先被形成为独立的单元，并且柔性电连接结构20(即，互连件)通过形成与片22和带26接触的线24而与光伏电池10分开形成。然后，包括线24、片22和带26的柔性电连接结构20被连接到第一光伏电池10的背侧(例如，第一电极(2、12))并被连接到第二光伏电池10的正侧(例如，被连接到第二电极5)，以利用线24将两个光伏电池10串联电连接。

或者，带26在与片22和线24不同的步骤中形成。在替代性的实施例中，柔性电连接结构20(即，互连件)包括片22和连接器(例如线)24，但不包括条26。光伏电池10首先被形成为独立的单元，并且柔性电连接结构20(即，互连件)通过形成与片22接触的线24而与光伏电池10分开形成。然后，包括导线24和片22的柔性电连接结构20被连接到第一光伏电池10的背侧(例如，第一电极(2、12))并被连接到第二光伏电池10的正侧(例如，被连接到第二电极5)，以利用线24将两个光伏电池10串联电连接。然后，在随后的形成步骤中，带26形成在定位为与第二光伏电池10的第二电极5接触的线24的上方。

在一个实施例中，相应的上面的透明绝缘带26能够与相应的柔性透明绝缘片22间隔开，以防止它们之间的区域重叠。在一个实施例中，间隙g1可存在于位于在同一光伏电池上面的每一对的柔性透明绝缘片22和透明绝缘带26之间。在一个实施例中，间隙g1可以在1毫米至30厘米的范围内，尽管也可采用更小和更大的距离。上面的透明绝缘带26可包括与相应的柔性透明绝缘片22相同的材料，并且可在其内包括有粘合剂材料，可完全由粘合剂(例如，psa)制成或者可在与下面的光伏电池接触的一侧上用粘合剂材料涂覆。或者，片22和带26都可由粘合剂(例如，psa)制成。在这种情况下，间隙g1可被省略。

柔性透明绝缘片22的厚度可以在10微米至1毫米的范围内，尽管也可采用更小和更大的厚度。柔性透明绝缘带26的厚度可以在10微米至1毫米的范围内，尽管也可采用更小和更大的厚度。

图2e示出了图2a至图2d的结构的变化，其可以通过改造锯齿形导线24而得到，使得并非所有的基本线性部分24l相互之间平行。例如，沿着垂直于连接方向cd的方向从一侧向另一侧计数，每个奇数的基本线性部分24l可在平面图中彼此平行，并且每个偶数的基本线性部分24l可在平面图中彼此平行。在平面图中，奇数的基本线性部分24l不平行于偶数的基本线性部分24l。第一和/或第二弯曲部分24s、24t能够将相邻的一对基本线性部分24l的延展方向改变小于180度的角度，该角度可大于90度且小于180度。第一和/或第二弯曲部分(24s、24t)可以如图所示提供渐变的角度变化，或者可以利用相应的尖端提供突变的角度变化。

图2f示出了图2a至图2d的结构的变化，其可以通过改造锯齿形导线24而得到，使得并非所有的基本线性部分24l相互之间平行。例如，沿着垂直于连接方向cd的方向从一侧向另一侧计数，每个奇数的基本线性部分24l可在平面图中彼此平行，并且每个偶数的基本线性部分24l可在平面图中相互之间平行。在平面图中，奇数的基本线性部分24l不平行于偶数的基本线性部分24l。第一和/或第二弯曲部分24s、24t能够将相邻的一对基本线性部分24l的延展方向改变大于180度的角度，该角度可大于180度且小于270度。第一和/或第二弯曲部分(24s、24t)可以如图所示提供渐变的角度变化，或者可以利用相应的尖端提供突变的角度变化。

图2g示出了图2e至图2f的结构的变化，其可以通过改造图2e或图2f所示的锯齿形导线24而导出，使得第一和/或第二弯曲部分(24s、24t)具有尖锐的转弯，即利用相应的尖端提供突变的角度变化。

虽然图2a至图2g中所示的锯齿形导线24的弯曲示出了用于弯曲的周期性图案，但是本文明确地示出了其中锯齿形导线24的弯曲是不规则的(即，不具有可识别的重复图案)实施例。这种配置还可用于锯齿形导线24。

图2a至图2g的柔性电连接结构可以通过各种方式进行修改，而不脱离本公开的本发明的精神。下面将对说明性实例进行明确描述。

图3示出了图2e至图2f的结构的变化，其中柔性导电结构(即互连件)320与图2a至图2g中的结构20相反。在该配置中，间隙位于电池10的底(即，背)侧上并且片22位于线24上方，而不是间隙位于电池10的顶(即，正)侧而片22位于线24下方。参考图3，每个柔性透明绝缘片22可以通过将柔性透明绝缘片22的在每个第二光伏电池上面的部分延伸而与相应的第二光伏电池具有更大的接触面积。此外，每个柔性透明绝缘片22可以通过收缩柔性绝缘片22的在每个第一光伏电池下面的部分而与相应的第一光伏电池具有较小的接触面积。

在一个实施例中，第一弯曲部分24s可以与相应的下面的粘合剂带的顶面相接触，该下面的粘合剂带沿着基本上垂直于连接方向cd的方向横向延伸，该连接方向cd是图3中视图的方向。下面的粘合剂带328包括粘合剂顶面，其可以是下面的粘合剂带328的材料的表面，或者可以是施加的粘合剂层。下面的粘合剂带328可以是透明或不透明的。下面的粘合剂带328优选是绝缘的。带320可选地是互连件(即，柔性电连接结构)320的一部分或者与互连件分开形成。因此，在一个实施例中，柔性电连接结构320(即互连件)至少包括片22、带328和连接器(例如线)24。光伏电池10首先被形成为独立的单元，并且柔性电连接结构320(即，互连件)通过形成与片22和带328接触的导线24与光伏电池10分开形成。然后，包括线24、片22和带328的柔性电连接结构20被连接到第一光伏电池10的背侧(例如，第一电极(2、12))并被连接到第二光伏电池10的正侧(例如，被连接到第二电极5)，以利用线24将两个光伏电池10串联电连接。

或者，带328在与片22和导线24不同的步骤中形成。在替代性的实施例中，柔性电连接结构320(即，互连件)包括片22和连接器(例如线)24，但不包括条328。光伏电池10首先被形成为独立的单元，并且柔性电连接结构320(即，互连件)通过形成与片22接触的导线24而与光伏电池10分开形成。然后，包括线24和片22的柔性电连接结构320被连接到第一光伏电池10的背侧(例如，第一电极(2、12))并被连接到第二光伏电池10的正侧(例如，被连接到第二电极5)，以利用线24将两个光伏电池10串联电连接。然后，在随后的形成步骤中，带328形成在定位为与第二光伏电池10的第一电极(2、12)接触的线24的下方。

在一个实施例中，相应的下面的透明绝缘带328可以与相应的柔性透明绝缘片22间隔开，以防止它们之间的区域重叠。在一个实施例中，间隙g2可存在于同一光伏电池下面(例如，衬底12的下方)的每一对的柔性透明绝缘片22和透明绝缘带328之间。在一个实施例中，间隙g2可以在1毫米至30厘米的范围内，尽管也可采用更小和更大的距离。下面的透明绝缘带328可包括与相应的柔性透明绝缘片22相同的材料，并且可在其内包括有粘合剂材料，可完全由粘合剂材料制成或者可在接触下面的光伏电池的一侧上用粘合剂材料涂覆。

可选地，第一边缘绝缘体330可以形成在光伏电池10的每一侧上并位于锯齿形导线24的相邻部分24c的下面。第一边缘绝缘体330可以通过将绝缘体结构附接到光伏电池10的相应侧壁而形成，或者可以通过将绝缘材料涂覆到光伏电池10的相应侧壁而形成。一般而言，第一边缘绝缘体330可插入光伏电池10的任何可能接触未覆盖的相邻锯齿形导线24的侧壁上。

参考图4，通过用柔性不透明片422代替柔性透明绝缘片22，可对比图2a至2d的结构20对柔性电连接结构420进行改造。在柔性不透明片422包括导电材料的情况下，可并入图4的第一边缘绝缘体330。在柔性不透明片422包括绝缘材料的情况下，可省略图4的第一边缘绝缘体330。

为了增加光伏电池10的电力输出，只要在柔性不透明片422与相应的光伏电池10的顶面之间提供足够的机械粘合力，就可以使与片422相接触的每个光伏电池10的顶面的面积最小化。柔性不透明片422可包括粘合剂材料，可完全由粘合剂材料组成，或者可在接触光伏电池的位置处(即，在相邻的一对光伏电池10中的每个第二光伏电池上方以及在每个第一光伏电池下方)涂覆有粘合剂材料。例如，片422可以由涂覆有粘合剂材料的pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成。

在一个实施例中，每个相邻的一对光伏电池10能够通过相应的柔性不透明片422彼此物理地联接，该相应的柔性不透明片422覆盖第二光伏电池的前表面面积(例如，第二电极5的前表面面积)的不到10％。在一个实施例中，柔性不透明片422可覆盖每个光伏电池10的目标百分比。在一个实施例中，目标百分比可以在0.2％至10％的范围内。在一个实施例中，目标百分比可以在0.5％至8％的范围内。在一个实施例中，目标百分比可以在1％至6％的范围内。在一个实施例中，目标百分比可以在2％至4％的范围内。

在一个实施例中，可对图2a至图2c的上面的透明绝缘带26进行改造以覆盖线24和接触光伏电池10的前表面的柔性不透明片422的部分。图4中的上面的透明绝缘带426可具有与图2a至图2g的上面的透明绝缘带26相同的组成和厚度。可选地，带426可以被认为是互连件(即，结构420)的一部分。

因此，在一个实施例中，柔性电连接结构420(即互连件)至少包括片422、带426和连接器(例如线)24。光伏电池10首先被形成为独立的单元，并且柔性电连接结构420(即，互连件)通过形成与片422和带426接触的线24而与光伏电池10分开形成。然后，包括线24、片422和带426的柔性电连接结构20被连接到第一光伏电池10的背侧(例如，第一电极(2、12))并被连接到第二光伏电池10的正侧(例如，被连接到第二电极5)，以利用线24将两个光伏电池10串联电连接。在这种情况下，每个柔性不透明片422可以与相应的上面的透明绝缘带426的底面(接触第二光伏电池)相接触。每个上面的透明绝缘带426能够覆盖相应的光伏电池10的顶面的主要部分(大于50％)。在一个实施例中，上面的透明绝缘带426能够覆盖相应的光伏电池10的顶面的至少90％。如果需要，可将边缘绝缘体从图3所示的侧面添加到电池10的相对侧上。

或者，带426在与片422和线24不同的步骤中形成。在替代性的实施例中，柔性电连接结构420(即，互连件)包括片422和连接器(例如线)24，但不包括带426。光伏电池10首先被形成为独立的单元，并且柔性电连接结构420(即，互连件)通过形成与片422接触的线24而与光伏电池10分开形成。然后，包括线24和片422的柔性电连接结构420被连接到第一光伏电池10的背侧(例如，第一电极(2、12))并被连接到第二光伏电池10的正侧(例如，被连接到第二电极5)，以利用线24将两个光伏电池10串联电连接。然后，在随后的形成步骤中，带426形成在定位为与第二光伏电池10的第二电极5接触的线24的上方。

参考图5，柔性导电结构520不包括片22，而是包括上面的透明绝缘带526和下面的粘合剂带528的组合。每个锯齿形导线24的自由悬挂部分24f不接触任何支撑片。自由悬挂部分24f为锯齿形导线24的连接部分24c的一部分。

图5的上面的透明绝缘带526能够通过增加由上面的透明绝缘带526覆盖的面积而从图2a至图2c的上面的透明绝缘带26中得到，以在锯齿形导线24和第二光伏电池之间提供更安全的机械连接。带526可以与上述带426相同。具体而言，上面的透明绝缘带526的粘合剂表面(或其上的粘合剂材料)与下面的光伏电池和下面的锯齿形导线24中的每一个之间的粘合力能够通过增加上面的透明绝缘带526的面积而增加。

图5的下面的粘合剂带528能够通过增加与下面的粘合剂带328相接触的面积而从图3的下面的粘合剂带328中得到，以便在锯齿形导线24和第一光伏电池之间提供更安全的机械连接。具体而言，下面的粘合剂带528的粘合剂表面与上面的光伏电池和上面的锯齿形导线24中的每一个之间的粘合力能够通过增加下面的粘合剂带328的面积而增加。

在这种情况下，每个第二电极5能够与相应的上面的透明绝缘带526和第二弯曲部24t相接触。每个第一电极(2、12)能够与相应的下面的粘合剂带328和第一弯曲部分24s相接触。

类似于上述实施例，带526和/或528可包括互连件520的一部分(即，与线24一起预先形成，然后与线24一起被附接到光伏电池10)，或者带526和/或528可分开形成(即，包括线24的互连件520被附接到光伏电池10之后)。

可选地，除了第一边缘绝缘体330之外或代替第一边缘绝缘体330，可以采用第二边缘绝缘体340，以在不同电位下在锯齿形导线24与光伏电池10的侧壁之间提供附加电绝缘。虽然仅针对本公开的一些实施例示出了第一边缘绝缘体330和第二边缘绝缘体340，但是应当理解，第一边缘绝缘体330和第二边缘绝缘体340可以用于本文所公开的任何结构中，无论是否在锯齿形导线24的弯曲期间存在电短路的可能性。

可选地，可对图5的上面的透明绝缘带526进行改造以覆盖锯齿形导线24的被标识为自由悬挂部分24f的部分。在这种情况下，如图6所示，上面的透明绝缘带526能够接触锯齿形导线24的连接部分24c的主要部分。

在对图5的上面的透明绝缘带526进行改造或不改造的情况下，图5的多个下面的粘合剂带528可用图6所示的单个粘合剂片628替代，所述粘合剂片628可与图5的多个下面的粘合剂带528具有相同的组成并且构成了位于多个光伏电池10下面的连续片。片628可以是透明或不透明的。在这种结构中，多个光伏电池10的每个第一电极(2、12)和第一弯曲部分24s中的每一个都能够与共同的下面的粘合剂片628相接触。在该实施例中，柔性导电结构620包括带526、线24和片628。

类似于上述的实施例，带526和/或片628可包括互连件620的一部分(即，与线24一起预先形成，然后与线24一起被附接到光伏电池10)，或者带526和/或片528可以分开形成(即，在包括线24的互连件620被附接到光伏电池10之后)。

参考图7，可对图3的柔性电连接结构进行改造，以利用导电箔728代替下面的绝缘胶带328。箔728可包括元素金属、金属间合金或至少一种金属和非金属元素(例如tin)的导电金属合金。例如，箔728可以是铝箔。在这种情况下中，多个光伏电池10的每个第一电极(2、12)和第一弯曲部分24s中的每一个都可以与相应的光伏电池下面的相应的箔728相接触。

类似于上述实施例，箔728可包括互连件720的一部分(即，与线24一起预先形成，然后与线24一起被附接到光伏电池10)，或者箔728可以分开形成(即，在包括线24和片22的互连件720被附接到光伏电池10之后)。

参考图8，可对图2a至图2g或图4的柔性电连接结构20、420进行改造，以利用共同的上面的透明绝缘片826来代替上面的透明绝缘带26、426。上面的透明绝缘片826可具有与图2a至图2g或图4的上面的透明绝缘带26、426相同的组成并且构成了上面的多个光伏电池10的连续片。在这种情况下，多个光伏电池10的每个第二电极5和第二弯曲部24t中的每一个都能够与所述共同的上面的透明绝缘片826相接触。

类似于上述实施例，片826可包括互连件820的一部分(即，与线24一起预先形成，然后与线24一起被附接到光伏电池10)，或者片826可以分开形成(即，在包括线24和片(22、422)的互连件820被附接到光伏电池10之后)。

参考图9a和9b，可对图2a至图2g的柔性电连接结构进行修改，以利用柔性透明绝缘网格布922代替柔性透明绝缘片22。每个柔性透明绝缘网格布922可具有多个开口的图案，包括周期性图案或随机图案。在一个实施例中，粘合剂材料能够被施加到与光伏电池10接触的柔性透明绝缘网格布922的表面。在一个实施例中，柔性透明绝缘网格布922中的开口能够用粘合剂材料填充。示例性的柔性透明绝缘网格布922包括玻璃网格布、玻璃纤维网格布和塑料网格布。网格布可包括由任何合适的纤维制成的网或纱布，例如玻璃纤维或布纤维。在这种情况下，每个相邻的一对光伏电池10能够通过相应的柔性透明绝缘网格布922彼此物理地联接。

在一个实施例中，图2a至2g的柔性电连接结构能够被进一步改造，以利用图5的柔性电连接结构中所采用的透明绝缘带526替代图2a至2g的上面的透明绝缘带26。在这种情况下，能够在每个透明绝缘带526和下面的柔性透明绝缘网格布922之间的每个重叠区域中采用粘合剂材料。因此，每个柔性透明绝缘网格布922能够与上面的透明绝缘带526相接触，该透明绝缘带526沿着大致垂直于连接方向cd的方向(例如图9a的视图的方向)横向延伸并且接触相应的下面的光伏电池10。

类似于上述实施例，带(26、526、926)可包括互连件920的一部分(即，与线24和网格布922一起预先形成，然后与线24和网格布922一起被附接到光伏电池10)，或者带可以分开形成(即，在包括线24和网格布922的互连件920被附接到光伏电池10之后)。

参考图10a和10b，图5的柔性电连接结构能够被改造，以利用粘合剂涂层1028替代下面的粘合剂带528。粘合剂涂层1028可以仅施加于锯齿形导线24的部分，或者可覆盖每个锯齿形导线24的整体。锯齿形导线24和其上的粘合剂涂层1028的每一组合构成了涂覆的锯齿形导线1030。涂层1028可以是导电的或绝缘的。导电粘合剂涂层1028包括诸如导电浆料的导电材料。在这种情况下，每个涂覆的锯齿形导线1030的至少一部分自由悬挂在相应的一对光伏电池10之间，即，并不附接到任何片，也不以其他方式在该对光伏电池10之间的体积内的通过另一结构支撑。如果涂层1028是绝缘的，则线24被压制成与电池10的衬底12直接接触，并且涂层1028将线24的侧面粘附到基底上。

在一个实施例中，多个基本线性部分24l的第一弯曲部分24s和第一端部部分24a能够涂覆有粘合剂材料(例如，浆料或墨水)以提供粘合剂涂层1028。在一个实施例中，多个基本线性部分24l的第二弯曲部分24t和第二端部部分24b能够与上面的透明绝缘带(26、526)相接触。

类似于上述实施例，带(26、526)可包括互连件1020的一部分(即，与线1030一起预先形成，然后与线1030一起被附接到光伏电池10)，或者带可以分开形成(即，在包括线1030的互连件1020被附接到光伏电池10之后)。

多个基本线性部分24l中的第二弯曲部分24t和第二端部部分24b可以如图10a和10b所示不设置导电粘合剂涂层材料(即，未涂覆有导电粘合剂涂层1028的导电粘合剂涂覆材料)，或者可以如图11a和11b所示涂覆有导电粘合剂材料。在一个实施例中，每个锯齿形导线24的整体可涂覆有导电粘合剂涂层1028。

图10a、10b、11a和11b的柔性电连接结构能够被改造，以将图5所示的下面的粘合剂带528附接到每个光伏电池10的底面。在这种情况下，如图12所示，导电粘合剂涂层1028的涂覆的导电粘合剂材料能够与下面的粘合剂带相接触。

图13示出了能够通过使用本公开的柔性电连接结构联接多个光伏电池而形成的太阳能板(即模块)1300。优选地，衬底12是柔性的并且板1300也是柔性的。板1300包含通过上述任何柔性导电结构(即，互连件)互连的多个光伏电池10，以及电输出1302。虽然本文的各种附图示出了与光伏电池10的横向尺寸相当的相邻的一对光伏电池10之间的间隙(横向距离)，但光伏电池10的横向尺度是可以比间隙的尺度大的数量级，从而提供了连续片材的外观。此外，图2a至图2g和图3至图9所示的结构在相邻的光伏电池之间提供了柔性片结构，从而在太阳能板的表面上提供了连续的外观。

一般来说，本公开的太阳能板能够通过提供多个光伏电池10来形成。多个光伏电池10中的每一个包括光伏结(3、4)、位于光伏结(3、4)的第一(例如，背)侧的第一电极(2、12)和位于光伏结(3、4)的第二(例如，正)侧的第二电极5，以便在光照射时，经过第一和第二电极提供来自光伏结(3、4)的功率输出。锯齿形导线24能够被附接到每个相邻的一对第一光伏电池和第二光伏电池。相应的锯齿形导线24包括多个基本线性部分24l、接触第一光伏电池的第一电极(2、12)的第一弯曲部分24s和接触第二光伏电池的第二电极5的第二弯曲部分24t。

第一弯曲部分24s在第一光伏电池的第一电极(2、12)下方联接多个基本线性部分24l的相邻对。第二弯曲部分24t在第二光伏电池的第二电极5上方联接多个基本线性部分24l的相邻对。多个基本线性部分24l中的每一个包括位于第一光伏电池的第一电极(2、12)的下面并接触第一光伏电池的第一电极(2、12)的第一端部部分24a、位于第二光伏电池的第二电极5的上面并接触第二光伏电池的第二电极5的第二端部部分24b，以及连接第一端部部分24a和第二端部部分24b且不直接接触第一或第二光伏电池10的连接部分24c。每个基本线性部分24l沿着连接方向cd比沿着垂直于连接方向的任何方向延伸得更远。

在一个实施例中，锯齿形导线24沿着连接方向cd在多个光伏电池10的每个相邻对之间提供柔性电连接结构。在一个实施例中，每个柔性电连接结构被配置为在每个相邻的一对光伏电池10的顶面之间提供可变角度α。

在一个实施例中，相应的柔性透明绝缘片22能够被附接到多个光伏电池10的每个相邻对，并被附接到它们之间的锯齿形导线24。

在一个实施例中，相应的柔性不透明片422可被附接到每个相邻的一对光伏电池10。每个柔性不透明片422覆盖多个光伏电池10的每个相邻对中的第二光伏电池的前表面面积的不到10％。

在一个实施例中，上面的透明绝缘带(26、426、526、926)能够被附接到每个光伏电池10的顶面。在这种情况下，第二电极5与接触第二弯曲部分24t的相应的上面的透明绝缘带相接触。

在一个实施例中，相应的金属箔728能够被附接到每个第一电极(2、12)及其上的每个第一弯曲部分24s。

在一个实施例中，同一上面的绝缘片826能够被附接到每个第二电极5和其上的每个第二弯曲部分24t。

在一个实施例中，相应的柔性透明绝缘网格布922能够被附接到多个光伏电池10的每个相邻对。

在一个实施例中，多个基本线性部分24l的第一弯曲部分24s和第一端部部分24a能够在附接至少一个锯齿形导线24之前用导电粘合剂材料涂覆。

在一个实施例中，多个基本线性部分24l的第二弯曲部分24t和第二端部部分24b能够在附接至少一个锯齿形导线24之前用导电粘合剂材料涂覆。

在一个实施例中，如图10a、10b、11a、11b和12所示，相应的上面的透明绝缘带(26、426、526、926)能够被附接到锯齿形导线24的第二弯曲部分24t和第二端部部分24b。

在一个实施例中，下面的粘合剂带528能够被附接到锯齿形导线24的第一弯曲部分24t和第一端部部分24a。

上述实施例的一个非限制性优点在于互连件的锯齿形导线不会从柔性透明绝缘片的第一主表面穿过绝缘支撑片的厚度延伸到绝缘支撑片的第二主表面。这简化了互连件的制造，因为不需要将线穿过绝缘片中的孔或者将绝缘片的两个分开的部分粘合到线的相对侧上以形成互连件。

上述实施例中的一些的另一个非限制性优点在于可在光伏电池的前电极上方设置窄绝缘带而不是连续片。这可在绝缘材料中留下间隙，以向光伏电池提供未被透明绝缘片部分地衰减的太阳辐射。

上述实施例中的一些的另一个非限制性优点在于可使用导电箔、不透明片或绝缘网格布，而非大的透明绝缘片。这些可以提高电接触抗性并允许互连材料的使用，所述互连材料可具有比透明聚合物片更低的成本或更好的结构或热性能。

在前述实施例中的任何一个中实现为锯齿形导线24的锯齿形导电连接器都可以在相应的替代性实施例中被网络导电连接器124代替。如本文所使用的，“网络导体连接器”是指多个导电连接器(例如线)，其被配置为使得多个导电连接器(例如，线)相连接以在其中提供至少一个开口，并且每个导电连接器(例如，线)经由一个或多个中间导电连接器(例如，线)直接或间接地被连接到所有其他导电连接器(例如，线)。网络导电连接器124可包括具有任何合适构造的网状物，例如编织的、网格的，六边形的，铁丝网等网状物。

在这种情况下，每个相邻的一对光伏电池都能够经由网络导电连接器124代替锯齿形导线24进行连接。网络导电连接器124的端部部分与光伏电池的表面接触，使得锯齿形导线24的弯曲部分(24s、24t)相接触以便在每个相邻的一对光伏电池之间提供电连接。

图14示出了第一示例性网络导电连接器124，该连接器采用了上下十字交叉配置(例如，编织网格模式的建筑丝网)。在上下十字交叉配置中，第一组线通常沿着第一水平方向延伸，并且第二组线通常沿着不同于第一水平方向的第二水平方向延伸。第一组线中的每根线沿着第一组线的延展方向交替地定位在第二组线中的每隔一条线上方或下方。例如，第一组线中的每根线能够位于第二组线中的第一线的上方、紧邻第二组线中的第一线的第二组线中的第二线的下方、紧邻第二组线中的第二线的第二组线中的第三线的上方，等等。相同的几何形状以类似的方式应用于第二组线中的每根线。

图15示出了使用单捻网络配置(例如，金属丝网)的第二示例性网络导电连接器124。在单捻网络结构中，所有的导线通常沿着同一方向延展，并且每根导线与第一侧上的另一根线以及第二侧上的再一根线交替地扭曲，所述第二侧为第一侧的相反侧。线在每个接头处只扭曲一次。

图16示出了采用多捻网络配置的第三示例性网络导电连接器124。在多捻网络配置中，所有的导线通常沿同一方向延展，并且每根导线与第一侧上的另一根线以及第二侧上的再一根线交替地扭曲，所述第二侧为第一侧的相反侧。这些导线在每个接头处扭曲多次。导电网络连接器124形成了具有六边形开口的六边形网格。

图17示出了第四示例性网络导电连接器124，可以是具有均匀厚度并且包括多个开口的图案层，或者具有连接的(例如焊接)而不是在它们的交点处扭曲或交叉的导线的线网。开口可以是六边形、圆形或者其他的通常是曲线形或多边形。在一个实施例中，开口能够形成诸如六边形阵列或矩形阵列的周期性阵列。导电网络连接器124形成了具有由导线围成的六边形开口的蜂窝状阵列形网状物。

图18示出了第五示例性网络导电连接器124，该网络导电连接器124能够通过改变其中的开口和导线的图案以形成平行四边形阵列而从图17的第四示例性网络导电连接器124中得到。网络导电连接器124形成了具有由导线围成的平行四边形或菱形形状的开口的网状物。

虽然前述是指特定的优选实施例，但是应当理解，本发明不限于此。本领域普通技术人员将会想到，可以对所公开的实施例进行各种修改，并且这些修改旨在落入本发明的范围内。应当理解，本发明不限于上述和本文所示的实施例和示例，而是包括落入所附权利要求的范围内的任何和所有变型。例如，从权利要求和说明书显而易见的是，并不是所有的方法步骤都需要以所示或所要求的精确顺序执行，而是以允许本发明的太阳能电池正确形成的任何顺序进行。