光伏互连系统、装置和方法_3

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的第一、第二和第三电池时,从导电基板的顶面或一个或多个光伏电池的导电背片去除光敏组合物。
[0079]在某些实施例中,整个电池周界或边只可以向下形成图案或划线至基板92的顶面92a。美国专利申请20120000502和20130269748描述此类周界和边形成图案的进一步细节,这两个专利申请通过引用并入本文。
[0080]图7根据本教义的方面简要示出大体指示为100的用于互连带或互连条(例如,图3是互连条40)卷对卷应用于电池区域的互连区域(例如,图6A-6C的互连区域90)的设备。互连条40应用于互连区域90还可以描述为在光伏材料随后被切割为离散电池时,或在某些情况下,在应用互连条之前光伏材料可以切割成离散电池时,互连条40应用于离散电池。
[0081]设备可以包括互连带40的卷102,和包括多个互连区域的光伏材料的卷104。卷102的互连带可以如关于图3和4所述进行准备。卷104的光伏材料84可以如关于图5和6A-6C所述进行准备。互连带(或互连带)40和光伏材料84可以在安置辊106相会,在该安置辊,互连带40的导电指48 (参见图3)可以与光伏材料84上的互连区域90 (参见图6A-6C)对准。对准机构诸如目视系统(未示出)可以用于对准导电指和互连区域。
[0082]在安置辊106,互连带40可以应用于互连区域,使得导电条44 (参见图3)的导电指48 (参见图3)经引入接触互连区域90 (参见图6A-6C和8-10)。互连带40可以例如通过热铆接临时结合就位。热铆接可以通过例如使用来自激光二极管、激光的直接热或热空气射流来完成,所述热量或热空气射流可以被引导在例如直径为Icm到2cm的少量点,以熔化互连带40的相邻层并将其结合到光伏材料84。
[0083]在某些情况下,替代热铆接或除了热铆接以外,薄的粘合层可以应用于光伏材料84以将互连带40粘合到光伏材料84。例如,互连带40的第一粘合层52 (参见图3和4)可以将互连带40粘合到光伏材料84。这种粘合剂通常在随后的层压步骤中固化,但是在将模块保持在一起的层压之前足以粘合。
[0084]如图7所示,设备100包括互连装置108。互连装置108可以通过互连区域90 (参见图6A-6C)将每个导电指48(参见图3)电连接到光伏材料84的导电基板的顶面92a(参见图6B和6C)。例如,互连装置108可以是激光焊接设备,其经构造将导电条电连接到互连区域。
[0085]激光焊接通常可以导致互连区域90中的光伏材料98(参见图6A-6C)转换为具有低欧姆电阻的材料,如在美国专利申请2013/0269748中所描述的,该专利申请通过引用并入本文。激光焊接通常可以导致互连带40的导电指48(参见图3)的材料、基板92的材料(参见图6B和6C)和/或所转换的光伏材料98在某种程度混合,以通过互连区域90 (参见图6A-6C)将导电指48 (参见图3)电连接到光伏材料84的导电基板的顶面92a (参见图6B和6C)。随着材料混合和冷却,互连带40的导电指和光伏材料84的导电基板的顶面有效接合。
[0086]互连装置108可以在互连带40已应用于光伏材料84的电池区域之后将互连带40电连接到光伏材料84。在装配过程中的这个阶段的光伏电池装配在图8-10中进一步描述。
[0087]如图7所示,设备100包括指示为110的折叠装置。折叠装置110可以经构造将互连带40折叠到折叠位置(参见图11A)以提供导电表面,前片的嵌入式导线网格(参见图1和2)可以与该导电表面形成电接触。例如,互连带40的汇流排可以在互连带40的激光焊接部分和/或布置在相邻互连区域之间的光伏材料84区域上面折叠,如在图11A-11C中进一步描述的。另选地,折叠互连带40的步骤可以通过暴露导电条的顶面的一部分而被排除,如下面关于图10和14D所进一步描述的。
[0088]如图7所示,设备100包括收卷辊112。在折叠后,应用于光伏材料84的互连带40的光伏电池模块可以通过收卷辊112聚集(缠绕)以完成卷对卷装配。在通过收卷辊112聚集之前,可以实现在线电池测试。
[0089]图8-10示出指示为120的光伏模块,其可以通过图7的设备例如在装置108的电连接之后但是在装置110折叠之前来生产。如图所示,模块120包括应用于光伏材料84的电池区域84a-c的互连带40。互连带40应用于光伏材料84可以产生被夹在光伏材料84的“阳光”面(例如,光敏组合物80a-参见图5)与互连带40的介质条42之间的导电条44。
[0090]图9是光伏模块120的一部分的详细视图,其示出与由划线96定义的互连区域90对准、应用于该互连区域和电连接到该互连区域的导电指48。互连带40应用于光伏材料84可以导致介质条42的粘合剂粘合到在第一和第二互连区域之间诸如相邻的互连区域90之间的光伏材料94。如图所示,导电指48比互连区域90更小。电连接件122(例如,由图7的装置108在模块120上产生)可以将导电条44电连接到在这些区域的光敏组合物下面的电池区域84a-c的基板部分的顶面。如将在后面所描述的,互连带40可以沿线124折叠以提供用于嵌入式导线网格的电触点。
[0091]图10是沿图9的线10-10截取的横截面,其示出导电条44至光伏材料84的基板92的顶面92a的电连接件122,该电连接件支持光敏组合物94和98。图10示出作为粘合层的介质层42,不过,跨导电条44的顶面44b延伸的介质层42可以包括夹在两个粘合层之间的基板,如图4所不。
[0092]如图10所示,导电条44的底面44a靠近光伏材料84布置(例如,导电条44示为布置在互连区域90上)。布置在导电条44的顶面44b上的介质条42跨互连区域90延伸并且可以基本填充划线96,从而进一步电隔离互连区域90和布置在互连区域90外面并环绕该互连区域的光敏组合物(或材料)94。如图所示,当互连带40应用于光伏材料84时,介质条的粘合剂完全填充划线96。
[0093]导电指48与互连区域90接触,互连区域90通过划线96与光敏组合物94电隔离。导电条44的汇流排46借助电连接件122电连接到光伏材料(光敏电池)84的基板(或导电背片)92的顶面92a,其中,导电指48从该汇流排延伸。电连接件122可以是低电阻光伏材料或如图7所述的混合材料的激光焊接区域,或可以是经形成或设置将导电条44电连接到基板92的任何材料。如所指示的,电连接件122包括在互连区域90中已被转换为具有低欧姆电阻材料的材料的光敏材料98的一部分,如先前所述。
[0094]图10示出未受电连接件122影响的介质层,不过在某些情况下,诸如通过激光焊接,形成电连接件122可以涉及删除或改变介质层42的一部分并贯穿导电指48。
[0095]返回参考图9,其示出折叠线124,互连带40可以沿该折叠线折叠到折叠位置,如上面关于图7所描述的,并且在下面就图11A-11C进一步描述。折叠互连带40可以提供用于前片的嵌入式导线网格(参见图1和2)接触光伏电池的连接件的导电表面。
[0096]另选地,互连带40可以保持未折叠,如在图9和10中所示,并且通过贯穿介质条42可以使前片的嵌入式导线网格与导电条44电接触。例如,通过去除介质条42的聚合物和/或粘合层(参见图4),可以在介质条42中形成通孔或贯穿孔,以暴露导电条44的顶面44b的一部分(参见图14D)。前片的嵌入式导线网格随后可以借助通孔或贯穿孔接触导电条44。
[0097]这些通孔或贯穿孔可以通过任何合适的设备或方法来形成。例如,通孔可以在互连带应用于光伏材料之前或之后通过激光形成图案、激光切割、模切或掩模和蚀刻。所述通孔可以是穿过互连带的长度延伸的单一通孔,或可以是隔开以与嵌入式导线网格的多个导线配准的多个通孔。
[0098]图1IA-1IC示出在图8-10中示出的光伏电池模块的一部分,但是该光伏电池模块带有在折叠位置的互连带40,如在图7中所述。例如,沿图9的线124折叠互连带40可以将汇流排46放置在导电指48上面,放置在互连区域中的光敏组合物98上面(参见图11B),和/或相邻的互连区域之间的光敏组合物94上面(参见图1lA和11C)。
[0099]如图1lA所示,互连带40应用于电池区域涉及第一导电指应用于第一互连区域(例如,在远右手侧上的互连区域90),以及第二导电指应用于包含在电池区域中的第二互连区域(例如,在视图中心的互连区域90),折叠到折叠位置的互连带40将汇流排46放置在第一和第二互连区域之间的光敏组合物94上面。
[0100]如图1lB所示,当互连带40折叠到折叠位置时,导电条的底面44a保持与互连区域90和电连接件122接触。如在图1lB中示出的导电条44的这个下部可以保持基本平行于基板92并且可以对应于导电指48。对应于汇流排46的导电条的一部分可以垂直于基板92并离开基板92延伸,并且可以在介质条42上面折叠以将汇流排46放置就位于导电指48上面和布置在相邻互连区域90之间的光敏组合物94上面。
[0101]如图1IB所示,折叠位置对应于围绕介质条42缠绕的导电条44,并且介质条42被包封或夹在汇流排46和导电指48之间。
[0102]如果介质条42包括夹在两个粘合层之间的基板,如图4所示,则折叠位置可以对应于折叠在其自身上面的第一粘合层52,并且位于基板54的两个部分之间,在此情况下,第二粘合层56 (参见图4)可以是基本填充图1lB中的划线96的粘合剂。
[0103]包含在介质条42中的粘合剂可以将互连带保持在折叠位置。例如,如图1lB所示,介质条42的粘合剂可以粘合其自身(和/或汇流排46)以将汇流排46保持在导电指48正上方的位置。
[0104]如图1lC所示,在图1lA的相邻互连区域90之间的点(或沿整个长度),在折叠位置的互连带40可以将介质条42夹在导电条44(例如,汇流排)与光敏材料94之间。如图所示,折叠位置可以对应于导电条44的底面44a布置成关于导电条44的顶面44b与光敏组合物94相对。例如,图1lC示出对应于在相邻互连区域之间导电条的顶面44b定位在光敏材料94与导电条的底面44a之间的折叠位置。
[0105]图12示出光伏模块120,如先前所述,其包括电池区域84a_c以及在电连接到互连区域的、处于折叠位置的互连带40。图12示出切割线130,如图13所示,在所述切割线处可以切割光伏模块120,以形成多个离散的(或单独的)光伏电池,该光伏电池包括第一电池132 (例如,对应于第一电池区域84a)、第二电池134 (例如,对应于第二电池区域84b)和第三电池136 (对应于第三电池区域84c)。电池132、134和136中的每个可以包括布置在导电基板(导电背片)92的一部分的顶面上的光敏组合物94的一部分。
[0106]图14A、14B和15示出指示为140的光伏模块。如图所示,光伏模块140包括前片10和第一、第二和第三电池132、134和136。在图14A、14B和15中,前片10示为具有正交于视图的底面10a(参见图2),以及电池132、134和136,所述电池翻转,以便它们的太阳面面向嵌入式导线20通过其突出的前片10的底面10a。
[0107]图14A示出电池132、134和136,所述电池与网格14对准以便导线20串联地电互连所述电池。例如,多个离散光伏电池132、134、136可以应用于前片10的底面10a,使得导线20接触一个光伏电池(例如,电池132)的导电条(例如,汇流排46),并且也接触相邻电池(例如,电池134)的光伏材料。因此,具有嵌入式导线网格14的前片10可以互连一个电池的导电条和相邻电池的光伏材料。换句话说,将光伏电池放置在前片上可以形成对应电池的基板与嵌入式连接网格之间的电连接,而该嵌入式连接网格又与相邻电池的顶面或“阳光”面电接触。
[0108]如上所述,各个光伏电池132、134和136被定位在前片10的导电网格上,各光伏电池的光伏材料面向顶片10的网格导线。具有视觉的拾取和放置机器人可以用于放置电池。光伏电池132、134和136可以被切割到对应于导电网格14的宽度的长度。
[0109]正如从先前的附图是明显的,电池132、134和136可以在导电条44被布置在第一电池132、第二电池134、第三电池136或任何其他合
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