用于玻璃-玻璃光伏模块的导电互连结构的制作方法

文档序号:16777841发布日期:2019-02-01 18:51阅读:170来源:国知局
用于玻璃-玻璃光伏模块的导电互连结构的制作方法

本发明涉及光伏模块领域。特别地,本发明涉及玻璃-玻璃型的光伏模块领域。更特别地,本发明涉及用于玻璃-玻璃型的光伏模块的导电互连结构。



背景技术:

玻璃-玻璃光伏模块是在模块的前后表面都具有玻璃保护层的光伏模块。特别地,玻璃-玻璃光伏模块不仅像传统的光伏模块一样在直接面朝太阳的主表面上具有玻璃层,而且在相反的表面上、即模块的后表面上也具有玻璃层。因此在玻璃-玻璃光伏模块中,模块的两个空气侧(air-side)均由玻璃层或玻璃片制成。在模块的后侧也使用玻璃是有利的,因为玻璃有效地保护模块的内部结构免受大气因素的影响。此外,在模块的后侧使用玻璃有利地使得能够实现具有双面太阳能电池的系统,即所述电池所产生的能量不仅归功于由电池的直接面朝太阳的前表面吸收的辐射,而且归功于由电池的后表面吸收的辐射。此外,玻璃-玻璃光伏模块非常美观漂亮并因此广泛用于所谓的建筑光伏一体化(bipv)。

本发明的目的是提供一种用于玻璃-玻璃型的光伏模块的导电互连结构。术语“导电互连结构”的意思是表示如下的结构:其辅助光伏模块的各种元件的物理连接,即允许光伏模块的各种元件的附着。同时,属性“导电”表示该结构不仅允许模块的各种元件的物理-机械附着,而且同时包括被构造成使各种电连接件在模块自身中成为必要的导电层。导电层因而能够被构造成将模块的太阳能电池连接在一起。另外,导电层能够被构造成朝向外侧供给模块的电连接,即用于将例如不同的光伏模块连接在一起或者甚至用于连接光伏模块与光伏装置的任意部件。

本发明的目的是提供确保系统的最优附着性并且能够容易地制造的导电互连结构,以便能够保持降低系统的成本。特别地,本发明提供能够用于例如玻璃-玻璃型的光伏模块中的背接触式电池的连接的方案。



技术实现要素:

本发明基于如下思想:提供一种用于玻璃-玻璃型的光伏模块的导电互连结构,其中导电互连结构的导电材料的预定布局(layout)配置于包括封装材料的层的上方。在本发明中,除非另外指定,术语“上方”、“下方”、“下”和“上”都指考虑玻璃-玻璃光伏模块的最终结构的截面图中的各层的相对配置,其中光伏模块的主表面、即直接面朝太阳的表面占据最高层。

根据本发明的实施方式,提供如下的导电互连结构,该导电互连结构用于应用于玻璃-玻璃型的光伏模块并且包括:导电层,其包括导电材料的预定布局;第一下层,其包括封装材料;和第二上层,其包括封装材料;其中所述导电层配置于所述第一下层与所述第二下层之间。基于本发明,因此,导电材料的预定布局由包括封装材料的层支撑。第一下层中存在封装材料是特别有利的,因为促进和优化了基于本发明的导电互连结构附着于玻璃-玻璃光伏模块的后玻璃层,其中导电互连结构将应用于玻璃-玻璃光伏模块的后玻璃层。此外,第二上层中存在封装材料是有利的,因为促进和优化了导电互连结构附着于玻璃-玻璃光伏模块的太阳能电池以及封装材料,利用该封装材料,太阳能电池与玻璃-玻璃光伏模块的上玻璃层即主表面联接。导电层的两侧均存在封装物也是特别有利的,因为归功于导电材料的预定布局的空隙中的第一下层和第二上层的材料的相互作用促进和优化了第一下层附着于第二上层。基于本发明的导电互连结构因而能够优化玻璃-玻璃光伏模块的稳定性。此外,基于本发明的导电互连结构能够使玻璃-玻璃光伏模块具有背接触式电池。基于本发明的导电互连结构“用于应用于”玻璃-玻璃型的光伏模块的事实意味着基于本发明的导电互连结构是依据其自身的产品,即相对于光伏模块独立和单独制造并且一旦制成将随后在制造时并入光伏模块的产品。该方案是特别有利的,因为能够具有可以直接应用于光伏模块的独立结构。这使得能够实质上减少光伏模块的安装时间并简化其过程。基于本发明的导电互连结构还能够商业化为制造光伏模块的中间产品。

配置于导电材料的预定布局下方的封装材料层的封装材料的示例包括:eva(乙烯醋酸乙烯酯)、有机硅(silicones)、离聚物树脂、热-聚氨酯(thermo-polyurethanes)、聚烯烃、热-聚烯烃(thermo-polyolefins)、结合有马来酸酐的三元共聚物、pvb(聚乙烯醇缩丁醛)。

导电层的导电材料能够包括铜。另外或者可选地,导电材料能够包括铝。此外,特别地在导电材料包括铝的情况下,导电材料能够包括与固定于第一下层的表面相反的表面上的导电金属层。该导电金属层能够包括银或含银的金属合金或者铜或含铜的金属合金并且例如能够具有在12nm与200nm之间的厚度,并且优选地具有在40nm与100nm之间的厚度。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中所述导电层与所述第一下层的封装材料直接接触。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中所述导电层与所述第二上层的封装材料直接接触。基于实施方式,导电层在其下表面和上表面均与封装材料直接接触。有利地,与导电层直接接触的第二上层的封装材料和与导电层直接接触的第一下层的封装材料相同。以该方式,因为其优化了系统的附着性,所以一旦完成叠合,导电层就在由单一封装材料形成的均质层内。作为替代的,通过将虽然不同但彼此兼容的两种封装材料组合也能够获得该效果。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中所述第二上层包括多个通孔,其中一个或多个所述通孔位于导电材料的预定布局的导电区域。所述通孔能够用于使光伏模块的太阳能电池与互连结构的导电材料的布局之间实现电连接。例如,通孔能够收纳导电粘合剂以使模块的太阳能电池的后侧与互连结构的导电材料的布局之间实现电连接。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中所述第一下层包括配置于热粘合材料层与封装材料层之间的介电材料层。第一下层的这种多层结构是特别有利的,因为其优化了导电互连结构与玻璃-玻璃光伏模块的后玻璃层的组装,其中导电互连结构将应用于玻璃-玻璃光伏模块的后玻璃层。优化了系统的各种部件的稳定性和附着性。第一下层能够被构造成例如参照如wo2013/182954a1中记载的“多层结构”来进行制造。wo2013/182954a1的教导全部并入本文。第一下层还能够例如如意大利专利申请no.102012902092055(vi2012a000267)中记载的进行制造,其教导全部并入本文。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中所述第二上层包括配置于热粘合材料层与封装材料层之间的介电材料层。第一下层的这种多层结构是特别有利的,因为其优化了导电互连结构与玻璃-玻璃光伏模块的太阳能电池以及封装材料的组装,其中导电互连结构将应用于玻璃-玻璃光伏模块的太阳能电池,封装材料能够用于使太阳能电池与玻璃-玻璃光伏模块的上玻璃层即主表面联接。因而提高了系统的各种部件的稳定性和附着性。第二上层能够例如参照如wo2013/182954a1中记载的“多层结构”来进行被构造和制造。wo2013/182954a1的教导全部并入本文。第二上层还能够例如如意大利专利申请no.102012902092055(vi2012a000267)中记载的进行制造,其教导全部并入本文。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中所述第一下层的厚度比所述第二上层的厚度大。下层的厚度越大使其更容易加工并且特别地更容易在上表面上形成具有导电材料的预定布局的导电层。另一方面,上层的较低厚度能够优化例如导电粘合剂的导电材料的消耗,其中必须使用导电材料以使包含根据本发明的导电互连结构的模块的光伏电池与导电结构的导电层之间实现电接触。

例如,根据本发明的特别有利的实施方式,所述第一下层的厚度与所述第二上层的厚度之间的比值在从1.5到2.5的范围,优选地所述第一下层的厚度与所述第二上层的厚度之间的比值在从1.5到2.0的范围,更优选地所述第一下层的厚度与所述第二上层的厚度之间的比值等于1.75。两个厚度之间的这些比值使得能够归功于一侧的下层的厚度而优化系统的工作性,以及归功于另一侧的上层的厚度而优化导电材料的消耗。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中所述第一下层的厚度被包括在从250微米到500微米的范围,优选地所述第一下层的厚度被包括在从300微米到400微米的范围,更优选地所述第一下层的厚度等于350微米。第一下层的厚度的这些值特别有利于确保系统的工作性、确保第一下层能够封装模块的内部(特别是具有导电材料的预定布局的导电层)并且吸收系统的一旦叠合后的可能的粗糙区域,因而最小化了可能有损导电互连结构的稳定性的结构性缺陷的存在。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中所述第二上层的厚度被包括在从100微米到300微米的范围,优选地所述第二上层的厚度被包括在从150微米到250微米的范围,更优选地所述第二上层的厚度等于200微米。第二上层的厚度的这些值特别有利于优化例如导电粘合剂的导电材料的量,必须使用该导电材料以使包含根据本发明的导电互连结构的模块的光伏电池与导电结构的导电层之间实现电接触,并且同时确保第二上层与系统的一致性,即确保第二上层的厚度足以正确地封装配置于最终模块的第二上层和太阳能电池的下方的导电层。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中所述导电材料的预定布局覆盖所述第一下层的表面的比例在所述第一下层的总表面的5%到50%的范围,优选地在所述第一下层的总表面的10%到15%的范围。以该方式,第一下层的总表面的大部分是未被覆盖的。这因此使得能够优化能够从模块的后侧到达光伏电池的辐射比例并因此使得将导电互连结构应用于具有双面电池的玻璃-玻璃光伏模块是特别有利的。此外,以该方式,大幅提高了系统的美感,因为导电互连结构具有导电材料的不透明区域的大体上较小的表面。该优点进一步在如下情况中实现:导电互连结构被用于使用于bipv(建筑光伏一体化)并且包括背接触式太阳能电池的玻璃-玻璃模块。以该方式,避免了通常用于传统的太阳能电池(即没有背接触)的连接的可见焊接带并且利用根据本发明的实施方式的互连结构,大幅提高了玻璃-玻璃模块的美感。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中以卷轴的形式提供所述导电互连结构。该方案是特别有利的,因为能够实质上简化光伏模块的安装过程。这是因为在具有独立的互连结构的情况下将足以在这种结构上方应用光伏电池以确保电池之间的互连。另外,归功于将所述导电互连结构设置于卷轴(reel)的事实,还能够在该结构的定位中具有优异的精度并且允许光伏模块系列的极快生产。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构,其中以片(sheet)的形式供给所述导电互连结构。该方案是特别有利的,因为能够实质上简化光伏模块的安装过程。这是因为在具有独立的互连结构的情况下将足以在这种结构上方应用光伏电池以确保电池之间的互连。另外,归功于在片中供给所述导电互连结构的事实,还能够在该结构的定位中具有优异的精度并且能够具有高度最小的体积使得能够被以极高的空间效率输送。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的玻璃-玻璃型的光伏模块,其包括第一后玻璃层、形成光伏模块的主表面的第二上玻璃层、多个太阳能电池以及根据本发明的一个实施方式的导电互连结构,其中所述太阳能电池通过所述导电互连结构与所述第一后玻璃层联接,并且所述太阳能电池电连接至所述导电互连结构的导电层。根据本发明的实施方式的玻璃-玻璃型的光伏模块因而能够是具有背接触式电池的玻璃-玻璃型的光伏模块。该家族包括例如以下类型的太阳能电池:背电极接触(ibc)型电池、射极穿透式背电极(ewp)型电池、金属贯穿式背电极(mwt)型电池。背接触式电池是有利的,因为它们能够转换与位于电池后侧、即不暴露于光辐射那侧的电池的两个电极的接触。由于电池前表面上的欧姆接触的存在,这减小了遮光效果,即电池的暴露于辐射的有效表面的减小。此外,根据本发明的实施方式的玻璃-玻璃型的光伏模块能够包括双面太阳能电池。玻璃的第一后层形成玻璃-玻璃光伏模块的两个空气侧中的一个空气侧,特别是形成后空气侧。玻璃的第二上层形成玻璃-玻璃光伏模块的第二空气侧,即光伏模块的直接面朝太阳的主表面。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的光伏模块,其中所述上玻璃层借助于包括封装材料的联接层与多个太阳能电池联接。本实施方式是特别有利的,因为太阳能电池与上玻璃层之间的联接层的封装材料以最优方式附着于导电互连结构的第二上层的封装材料并因此优化了系统的稳定性。

根据本发明的又一实施方式,提供用于根据上述的本发明的一个或多个实施方式的玻璃-玻璃光伏模块的导电互连结构的生产方法。

根据本发明的进一步实施方式,提供用于应用于玻璃-玻璃型的光伏模块的导电互连结构的生产方法,其包括以下步骤:

a)提供包括封装材料的第一下层;

b)提供包括导电材料的预定布局的导电层;以及

c)提供包括封装材料的第二上层;

其中所述导电层配置于所述第一下层与所述第二上层之间。

利用基于本发明的方法制成的导电互连结构“用于应用”于玻璃-玻璃型的光伏模块意味着利用基于本发明的方法制成的导电互连结构是其自身的产品,即相对于光伏模块独立和单独地制造并且一旦制成将随后在制造时并入光伏模块的产品。

根据本发明的又一实施方式,提供导电层与第一下层的封装材料直接接触的方法。

优选地,利用不需要高温的技术,例如如研磨的机械减少技术,或者通过将预形成的导电材料的元件定位于第一下层的表面来获得预定布局的添加技术来制造包括导电材料的预定布局的导电层。

能够通过例如在从60℃到110℃范围的温度下的热叠合的叠合技术来获得互连结构的各层之间的附着。

根据本发明的又一实施方式,提供导电互连结构的生产方法,其中分别用于供给所述第一下层和用于供给所述第二上层的所述步骤a)和所述步骤c)中的至少一者或两者包括共挤出步骤(co-extrusionstep),执行该共挤出步骤以获得配置于热粘合材料层与封装材料层之间的介电材料层。例如能够参照如wo2013/182954a1中记载的“共挤出”来进行共挤出。wo2013/182954a1的教导全部并入本文。还能够例如如意大利专利申请no.102012902092055(vi2012a000267)中记载的来进行共挤出,其教导全部并入本文。

根据本发明的又一实施方式,对包括封装材料的第二上层冲孔以制造多个通孔,其中一个或多个通孔位于导电材料的预定布局的导电区域。能够利用激光技术进行冲孔。能够在将第二上层固定于导电层和/或第一下层之前进行冲孔。可选地,能够在第二上层已经固定于系统之后进行冲孔。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构的生产方法,其中用于供给导电层的所述步骤b)包括研磨和/或去除导电材料的步骤,以获得导电材料的所述预定布局。例如,基于本发明的实施方式,能够将导电材料片配置于第一下层并且然后固定于第一下层。因而能够通过机械烧蚀或研磨技术来获得导电材料的预定布局。例如,能够利用wo2014/068496a2中记载的方法来获得导电材料的预定布局,其教导全部并入本文。可选地,能够利用化学蚀刻技术获得导电材料的预定布局,例如在利用基于光刻技术进行布局的限定处理之后化学蚀刻以去除过量材料。该方案使得能够在使用极精密的切削机器定位导体时达到高精度。此外,归功于该方法,能够具有导电材料的完全平坦的表面。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构的生产方法,其中用于提供导电层的所述步骤b)包括制备多个导电材料的元件以及将所述导电材料的元件定位于所述第一下层的表面,以获得所述导电材料的预定布局。基于本实施方式,通过将导电材料的元件适当地定位于第一下层的表面来以添加方式制造导电互连结构的导电层的布局,以制造导电材料的预定布局并避免在导电材料的元件已定位于第一下层之后必须例如通过研磨或通过化学蚀刻去除导电材料。例如,归功于将多个导电材料的元件定位于第一下层的表面而能够获得导电层的整体布局,因而消除了在导电材料已经固定于第一下层之后去除导电材料的需求。

基于本发明的特别有利的实施方式,基于导电材料的预定布局相对于第一下层的总表面的覆盖值来选择使用像先前段落中说明的添加技术或使用预见导电材料的去除的减少技术以便形成导电层。例如,如果导电材料的预定布局覆盖第一下层的总表面的70%或更少、优选地50%或更少、更优选地15%或更少,则使用像先前段落中说明的添加技术。另一方面,如果导电材料的预定布局覆盖第一下层的总表面的80%以上,则使用像例如研磨、激光烧蚀或化学蚀刻的减去技术。对于70%与80%之间的覆盖比例,能够例如使用添加技术或减少技术,这时两者没有区别。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构的生产方法,其中卷绕所述导电互连结构以形成卷轴。该方案是特别有利的,因为能够实质上简化光伏模块的安装过程。这是因为在具有独立的互连结构的情况下将足以在这种结构上方应用光伏电池以确保电池之间的互连。另外,归功于以卷轴的形式提供所述导电互连结构的事实,还能够在该结构的定位中具有优异的精度并且允许光伏模块系列的极快生产。

根据本发明的又一实施方式,提供如下的导电互连结构的生产方法,其中所述导电互连结构被切割以形成片。该方案是特别有利的,因为能够实质上简化光伏模块的安装过程。这是因为在具有独立的互连结构的情况下将足以在这种结构上方应用光伏电池以确保电池之间的互连。另外,归功于以片的形式供给所述导电互连结构的事实,还能够在该结构的定位中具有优异的精度并且高度具有最小的量,例如允许以极高的空间效率被输送。

根据本发明的又一实施方式,提供玻璃-玻璃型的光伏模块的生产方法,所述玻璃-玻璃型的光伏模块包括第一后玻璃层、形成光伏模块的主表面的第二上玻璃层以及多个太阳能电池,所述方法包括以下步骤:

a)根据本发明的实施方式中的任一项所述的方法形成导电互连结构;

b)利用所述导电互连结构使所述太阳能电池联接,使得所述太阳能电池电连接至所述导电互连结构的导电层。以该方式,能够制造例如具有背接触式太阳能电池的玻璃-玻璃光伏模块。

根据本发明的方法还能够包括借助于导电互连结构联接第一后玻璃层与第二上玻璃层。

能够通过例如在从130℃到170℃范围的温度下的热叠合的叠合技术来获得光伏模块的各层之间的附着。

附图说明

将参照附图说明本发明,其中相同的附图标记和/或符号表示系统的相同的部件和/或相似和/或相应的部件。在图中:

图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的用于玻璃-玻璃型的光伏模块的导电互连结构;

图2示意性地示出了根据本发明的实施方式的用于玻璃-玻璃型的光伏模块的导电互连结构的第一下层的结构;

图3示意性地示出了根据本发明的实施方式的用于玻璃-玻璃型的光伏模块的导电互连结构的第二上层的结构;

图4示意性地示出了包括根据本发明的实施方式的导电互连结构的玻璃-玻璃型的光伏模块。

具体实施方式

以下,参照如附图所示的特别的实施方式说明本发明。然而,本发明不限于在以下详细说明中所述的和附图中所示的特别的实施方式,而是所述实施方式简单地例示出了本发明的各方面,本发明的目的由权利要求限定。本发明的其它变型和改变对于本领域技术人员将变得清楚。

图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的用于玻璃-玻璃型的光伏模块的导电互连结构10。

导电互连结构包括导电层200,导电层200包括导电材料的预定布局。预定布局能够具有不同的构造并且被构造成形成用于应用导电互连结构10的玻璃-玻璃光伏模块的光伏电池的一个或多个连接电路。此外,预定布局能够被构造成在外部与应用了导电互连结构10的玻璃-玻璃光伏模块之间提供连接,例如将不同的光伏模块连接在一起,或者将光伏模块连接至光伏装置的任意部件。

导电层200的导电材料能够包括铜。另外或者可选地,导电材料能够包括铝。此外,特别是在导电材料包括铝的情况下,导电材料在其表面能够包括导电金属层。该导电金属层能够包括银或含银的金属合金、或者铜或含铜的金属合金,并且该导电金属层例如能够具有在12nm与200nm之间的厚度,并且优选地该导电金属层能够具有在40nm与100nm之间的厚度。

导电层200的厚度能够被包括在从18微米到200微米的范围。

导电互连结构10还包括第一下层100。导电层200配置于第一下层100上方并与第一下层100直接接触。第一下层100包括封装材料。

第一下层100的封装材料能够包括eva(乙烯醋酸乙烯酯)。根据本发明的可选实施方式,第一下层100的封装材料包括以下材料中的至少一种:有机硅、离聚物树脂、热-聚氨酯、聚烯烃、热-聚烯烃、结合有马来酸酐的三元共聚物、pvb(聚乙烯醇缩丁醛)。

如图1示意性地示出的,第一层100能够是单层的,即单层封装材料,例如单层热粘合材料。可选地,如以下将参照图2详细说明的,第一层100能够具有多层结构。

导电互连结构10还包括第二上层300。导电层200配置于第一下层100与第二上层300之间并因此配置于第二上层300下方并且与第二上层300直接接触。第二上层300包括封装材料。

第二上层300的封装材料能够包括eva(乙烯醋酸乙烯酯)。根据本发明的可选实施方式,第二上层300的封装材料包括以下材料中的至少一种:有机硅、离聚物树脂、热-聚氨酯、聚烯烃、热-聚烯烃、结合有马来酸酐的三元共聚物、pvb(聚乙烯醇缩丁醛)。

有利地,第二上层300的封装材料与第一下层100的封装材料相同以便优化系统的附着力并因此优化系统的稳定性。此外,能够通过组合虽然不同但彼此兼容的两种封装材料来获得该效果。

如图1示意性地示出的,与第一层100相似,第二上层300也能够是单层的,即单层封装材料,例如单层热粘合材料。可选地,如以下将参照图3详细说明的,第二层300能够具有多层结构。

第二上层300包括多个通孔340。通孔340制造于导电层200的导电区域以使导电层200的导电区域的表面的至少一部分露出。有利地,导电层200的导电区域包括连接垫,连接垫代表连接电路的待与形成于将应用互连结构10的模块的光伏电池的表面的电极中的一个电极处的触点电连接的点,并且在这些连接垫处制造第二上层300的通孔340以使连接垫露出。

在包括导电互连结构10的玻璃-玻璃光伏模块的架构中,通孔340因而能够被用于收纳导电粘合剂以使模块的光伏电池与互连结构10的导电层200之间电连接。

能够借助于激光技术或通过冲孔在第二上层300中制造通孔340。能够在将第二上层300固定于导电层200之前或之后制造通孔340。

图1分别示意性地示出了第一下层100的厚度t1和第二上层300的厚度t2。优选地,厚度t1大于厚度t2。

第一层100的厚度t1能够例如被包括在从200微米到500微米的范围,优选地第一层100的厚度t1能够被包括在从300微米到400微米的范围,更优选地第一层100的厚度t1能够等于350微米。另一方面,厚度t2能够被包括在从100微米到300微米的范围,优选地厚度t2能够被包括在从150微米到250微米的范围,更优选地厚度t2能够等于200微米。

此外,不论厚度t1和t2的绝对值如何,厚度t1和厚度t2之间的比值可以在从1.5到2.5的范围,优选地厚度t1和厚度t2之间的比值在从1.5到2.0的范围,更优选地厚度t1和厚度t2之间的比值等于1.75。

图2示意性地示出了根据本发明的实施方式的导电互连结构10的第一下层100的结构。还示意性地示出了配置于第一下层100上方的导电层200。

根据图2所示的实施方式,第一下层100具有多层结构。特别地,第一下层100包括配置在热粘合材料层130与封装材料层110之间的介电材料层120。热粘合材料层130与导电层200直接接触,特别地热粘合材料层130与形成于导电层200的导电材料的预定布局直接接触。热粘合材料层130是有利的,因为其优化了导电层200附着于第一下层100,确保了工作性和系统的稳定性。此外,热粘合材料层130使得能够封装并因此有效地包覆(englobe)导电材料的预定布局的通道。封装材料层110确保了导电互连结构100充分附着于玻璃-玻璃光伏模块的后玻璃层以及确保封装并因此确保模块的整体结构的最优包覆。

下层100的结构能够像wo2014/182954a2中说明的多层结构。

特别地,介电材料层120能够包括薄的不能伸展的膜。根据本发明的实施方式,介电材料层120包括聚合物。根据本发明的特别的实施方式,介电材料层120包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚丙烯(pp)或聚酰亚胺(pi)或具有机械稳定性和介电刚性特性的其它聚合物。优选地,介电材料层120还能够包括共挤出pp。根据本发明的实施方式,介电材料层120具有在40微米与150微米之间的厚度。优选地,介电材料层120具有在23微米与36微米之间的厚度。

pp用于层120是特别有利的,这归功于pp的热力学特性,特别是其熔化温度略高于叠合(lamination)通常发生的温度的事实,这确保了系统的机械稳定性并且避免了模块自身的生产期间在模块内部的电路的不期望的移动。此外,pp同时确保了将自身成型为模块的内部部件的能力。此外,使用pp作为用于介电材料层120的材料能够在单个共挤出工艺中有利地制造下层100。

热粘合材料层130确保导电层200附着于第一下层100。此外,热粘合材料能够使其自身根据导电材料的布局结构的不同高度成型并因此填充导电材料的蜿蜒曲折的布局中存在的可能的空隙。

热粘合材料层130能够包括树脂。例如,热粘合材料层130能够包括热固性树脂或热塑性树脂。此外,热粘合材料层130能够包括从环氧树脂、环氧酚醛树脂、共聚酯树脂、聚氨酯树脂或离聚物聚烯烃中选择的树脂。热粘合材料层130能够包括熔化温度在60℃至160℃之间的树脂。优选地,如果热粘合材料层130是冷的则其不具有粘性。

根据本发明的又一实施方式,热粘合材料层130包括封装材料。根据特别的实施方式,热粘合材料层130包括eva。根据本发明的其它实施方式,热粘合材料层130包括以下材料中的至少一种:有机硅、离聚物树脂、热-聚氨酯、聚烯烃、热-聚烯烃、结合有马来酸酐的三元共聚物。

包括封装材料的层130的使用带来了由其在叠合温度下的高流动性确定的优点。即使具有低厚度,流动性也能使材料(例如eva)能够填充由导电层可能被烧蚀处留下的空隙。此外,封装eva以及离聚物树脂由于其性质而具有与诸如铜和铝的金属表面的优异附着性。最后,层110与层130之间的材料的均匀性引起系统较低的化学复杂性。

热粘合材料层130的厚度能够在从50微米到200微米的范围变化。

第一下层100还包括配置于介电材料层120的相对于配置有热粘合材料层130的表面相反的表面的封装材料层110。

根据本发明的实施方式,封装材料层110包括eva。根据本发明的其它实施方式,封装材料层110包括以下材料中的至少一种:有机硅、离聚物树脂、热聚氨酯、聚烯烃、热聚烯烃、结合有马来酸酐的三元共聚物、pvb(聚乙烯醇缩丁醛)。

根据本发明的实施方式,封装材料层110具有在50微米到200微米之间的厚度。

封装材料层110是特别有利的,因为其有助于导电互连结构10附着于玻璃-玻璃模块的后玻璃层。以该方式,优化了系统的稳定性。特别地,在用于生产玻璃-玻璃光伏模块的叠合过程中,封装材料能够熔化并以最优方式附着于玻璃-玻璃模块的后层的玻璃。

图3示意性地示出了根据本发明的实施方式的用于玻璃-玻璃型的光伏模块的导电互连结构10的第二上层300的结构。还示意性地示出了配置于第二上层300下方的导电层200。

根据图3所示的实施方式,第二上层300具有多层结构。特别地,第二上层300包括配置在热粘合材料层330与封装材料层310之间的介电材料层320。热粘合材料层330与导电层200直接接触,特别地热粘合材料层330与形成于导电层200的导电材料的预定布局直接接触。热粘合材料层330是有利的,因为其优化了导电层200附着于第二上层300,确保了工作性和系统的稳定性。此外,热粘合材料层330使得能够封装并因此包覆导电材料的预定布局的通道。封装材料层310确保了导电互连结构100充分附着于玻璃-玻璃光伏模块的上玻璃层以及确保封装并因此确保模块的整体结构的最优包覆。

上层300的结构能够像wo2014/182954a2中说明的多层结构。

特别地,介电材料层320能够包括不能伸展的薄膜。根据本发明的实施方式,介电材料层320包括聚合物。根据本发明的特别的实施方式,介电材料层320包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚丙烯(pp)或聚酰亚胺(pi)或具有机械稳定性和介电刚性特性的其它聚合物。优选地,介电材料层320能够包括共挤出pp。根据本发明的实施方式,介电材料层320具有在40微米与150微米之间的厚度。优选地,介电材料层320具有在23微米与100微米之间的厚度。优选地,层320具有60微米的厚度。

pp用于层320是特别有利的,这归功于pp的热力学特性,特别是其熔化温度略高于叠合通常发生的温度的事实,这确保了系统的机械稳定性并且避免了模块自身的生产期间在模块内部的太阳能电池的不期望的移动。此外,pp确保了导电材料的布局与太阳能电池之间的恒定的电绝缘。此外,使用pp作为用于介电材料层320的材料能够在单个共挤出工艺中有利地制造上层300。

热粘合材料层330确保导电层200附着于第二上层300。此外,热粘合材料能够使其自身根据导电材料的布局结构的不同高度成型并因此填充存在的可能的空隙。此外,归功于两个热粘合材料层的材料在导电层200的导电材料的预定布局中存在的间隙中的相互作用,相对的且包围导电层200的导电材料的布局的热粘合材料层130和330的存在促进了系统的稳定附着。

热粘合材料层330能够包括树脂。例如,热粘合材料层330能够包括热固性树脂或热塑性树脂。此外,热粘合材料层330能够包括从环氧树脂、环氧酚醛树脂、共聚酯树脂、聚氨酯树脂或离聚物聚烯烃中选择的树脂。热粘合材料层330能够包括熔化温度在60℃至160℃之间的树脂。优选地,如果热粘合材料层330是冷的则其不具有粘性。

根据本发明的又一实施方式,热粘合材料层330包括封装材料。根据特别的实施方式,热粘合材料层330包括eva。根据本发明的其它实施方式,热粘合材料层330包括以下材料中的至少一种:有机硅、离聚物树脂、热-聚氨酯、聚烯烃、热-聚烯烃、结合有马来酸酐的三元共聚物。

包括封装材料的层330的使用导致了由其在叠合温度下的高流动性确定的优点。即使具有低厚度,所述流动性也能使材料(例如eva)能够填充由导电层可能被烧蚀处留下的空隙。此外,封装eva以及离聚物树脂由于其性质而具有与诸如铜和铝的金属表面的优异附着性。最后,层310与层330之间的材料的均匀性引起系统较低的化学复杂性。

热粘合材料层330的厚度能够在从50微米到200微米的范围变化。优选地,热粘合材料层330具有70微米的厚度。

第二上层300还包括配置于介电材料层120的相对于配置有热粘合材料层330的表面相反的表面的封装材料层310。

根据本发明的实施方式,封装材料层310包括eva。根据本发明的其它实施方式,封装材料层310包括以下材料中的至少一种:有机硅、离聚物树脂、热聚氨酯、聚烯烃、热聚烯烃、结合有马来酸酐的三元共聚物、pvb(聚乙烯醇缩丁醛)。

根据本发明的实施方式,封装材料层310具有在50微米到200微米之间的厚度。优选地,封装材料层310具有70微米的厚度。

封装材料层310是特别有利的,因为它有助于导电互连结构10附着于玻璃-玻璃光伏模块的上玻璃层。以该方式,优化了系统的稳定性。

如图3所示,还是在多层结构的情况下,第二上层300能够包括配置于导电材料的预定布局的导电区域的多个通孔340。特别地,通孔340穿过第二上层300的所有层。

图4示意性地示出了包括根据本发明的实施方式的导电互连结构10的玻璃-玻璃型的光伏模块1000。

如图所示,导电互连结构10是能够在光伏模块1000的安装操作之前被如此设置(例如商业化)为单个单元的独立结构。因此,互连结构10将随后在其制造时被包覆在光伏模块中。

光伏模块1000包括形成模块的后空气侧的第一后玻璃层600。光伏模块还包括形成模块的上空气侧的第二上玻璃层700。特别地,第二上玻璃层700形成玻璃-玻璃光伏模块1000的主表面,即面朝太阳的表面。

玻璃层600和700的厚度能够例如在从2mm到5mm的范围变化。

光伏模块1000包括多个太阳能电池400。特别地,在图中所示的示例中,太阳能电池400是背接触式太阳能电池。

如图所示,太阳能电池400借助于导电互连结构10与模块1000的第一后玻璃层600联接。此外,太阳能电池400与导电互连结构10的导电层200电连接。特别地,通过收纳于互连结构10的第二上层300的通孔340中的导电粘合剂实现电连接。

互连结构10具有如以上参照图2和图3详细说明的多层结构。

上玻璃700借助于包括封装材料的联接层500与多个太阳能电池400联接。联接层500能够包括eva。根据本发明的其它实施方式,联接层500包括以下材料中的至少一种:有机硅、离聚物树脂、热聚氨酯、聚烯烃、热聚烯烃、结合有马来酸酐的三元共聚物、pvb(聚乙烯醇缩丁醛)。联接层500的厚度能够从250微米变化到500微米。

导电互连结构10的第二上层300的封装材料层310的存在归功于其与联接层500的封装材料在太阳能电池400之间的间隙中的相互作用而促进了系统的稳定附着性。特别地,在用于形成光伏模块的可能的叠合过程之后,第二上层的封装材料310与联接层500的封装材料在太阳能电池400之间的间隙中接触并且彼此附着,例如它们能够熔化在一起并且在这些间隙中附着。

同样地,导电互连结构10的第一上层100的封装材料层110的存在归功于互连结构10与后玻璃层600之间的附着而促进了系统的稳定附着性。根据本发明的可选实施方式,系统设置有配置在后玻璃层600与导电互连结构10的第一下层100之间的又一封装材料层以进一步改善系统的稳定性。

此外,如上所述,热粘合材料层130和330的存在归功于两层材料在导电层200的导电材料的预定布局中存在的间隙中的相互作用而促进了系统的稳定附着性。

由此优化了玻璃-玻璃光伏模块1000的稳定性。

根据本发明的实施方式,提供了导电互连结构10的生产方法。所述方法包括以下步骤:

a)提供包括封装材料的第一下层100;

b)提供包括导电材料的预定布局的导电层;

c)提供包括封装材料的第二上层300;

其中导电层200配置于第一下层100与第二上层300之间。

第一下层100能够包括多层结构并且通过例如共挤出被制造而成。类似地,第二上层300能够包括多层结构并且例如通过共挤出被制造而成。

有利地,在第一下层100具有相对于第二上层300大的厚度的情况下,导电层200制造于第一下层100上方。

能够以添加的方式将导电层200制造于第一下层100上方,即将导电材料的不同元件定位于第一下层100以通过各种元件的组装形成导电材料的预定布局。

此外,能够以减少的方式在第一下层100上方制造导电层200,即使用为了获得导电材料的预定布局而在连续的导电材料片已配置于第一下层100之后预见去除导电材料的技术。该方案使得能够在使用极精密的切削机器定位导体时达到高精度。此外,归功于该方法,能够具有导电材料200的完全平坦的表面。另一方面,在使用导线代替该导电层200的情况下,可能存在两个主要缺点。第一个缺点包括在获得导电材料的平坦表面时具有极大困难。另一方面,第二个缺点包括在定位以及各种导线附着于第一下层100方面具有困难。

能够通过例如在从60℃到110℃的范围的温度下的热叠合的叠合技术获得互连结构的各层之间的附着。还能够预见两个步骤中的叠合,其中在第一个步骤中,导电层200固定于第一下层100,并且在第二个步骤中,第二上层300固定于第一个步骤中获得的系统。

对包括封装材料的第二上层300穿孔以制造多个通孔340,其中一个或多个通孔位于层200的导电材料的预定布局的导电区域。能够利用激光技术进行穿孔。能够在第二上层300被固定到导电层200和/或被固定到第一下层100之前进行穿孔。可选地,能够在第二上层300已被固定到系统之后进行穿孔。

所获得的导电互连结构10的总厚度能够在从300微米到800微米的范围变化。

能够以卷轴的形式、即缠绕在目标卷轴中的带的形式提供导电互连结构10,或者直接在具有待制造的光伏模块的横向尺寸的片中提供导电互连结构10。片的典型横向尺寸为宽度从800mm到1000mm。

根据本发明的又一实施方式,听过了玻璃-玻璃型的光伏模块的生产方法,该玻璃-玻璃型的光伏模块包括第一后玻璃层600、形成光伏模块的主表面的第二上玻璃层700以及多个太阳能电池400,该方法包括以下步骤:

a)根据本发明的实施方式中能够的一个实施方式的方法形成导电互连结构10;

b)利用导电互连结构10联接太阳能电池400,使得太阳能电池400与至导电互连结构10的导电层200电连接。

特别地,根据本发明的实施方式,以列出的顺序执行以下步骤:

1)制备后玻璃层600;

2)将根据本发明的导电互连结构10与后玻璃层600联接;

3)用导电粘合剂填充互连结构10的第二上层300的通孔340;

4)将多个太阳能电池400应用于系统以便借助于收纳在通孔340中的导电粘合剂在太阳能电池400与导电互连结构10的导电层200之间实现电接触;

5)将封装材料层500施加于太阳能电池400上方;

6)将上玻璃层700施加于封装材料层500上方;

7)叠合系统以使各层附着。

可选地,根据本发明的另一实施方式,能够从结构10开始,然后根据上述步骤3)、4)、5)、6)制造模块,然后使系统翻转并使后玻璃层600载置于上方,其中通过真空系统能够使结构10保持附着于支撑件并且平坦。

虽然已经参照上述实施方式说明了本发明,但本领域技术人员清楚的是,能够根据上述和所附的权利要求中的教导对本发明进行不同的修改、变型和改进,而不偏离本发明的目的和保护范围。

例如,基于本发明获得的系统的尺寸能够是多种的。此外,即使已经明确说明了模块的太阳能电池是背接触式太阳能电池的情况下,也能够在基于覆瓦技术(shinglingtechnology)配置太阳能电池的玻璃-玻璃模块中实现基于本发明的导电互连结构。

最后,没有说明被认为是本领域技术人员已知的领域,以避免不必要的过度模糊所述的发明。

因此,本发明不限于上述实施方式,而是仅受所附的权利要求的保护范围的限定。

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