專利名稱：太陽能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池模塊,用于由互連器(interconnector)使相鄰的太陽能電池彼此電連接。
背景技術(shù)：
利用光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓夥l(fā)電被廣泛應(yīng)用為獲取非污染且可再生能源的裝置。隨著太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率的提高，可以將采用多個(gè)太陽能電池模塊的光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝到單個(gè)家庭中。在太陽能電池模塊中，為了向外部輸出由太陽能電池產(chǎn)生的電能，使用一種通過將導(dǎo)體(例如，連接到太陽能電池的正極和負(fù)極的互連器)連接到引線(lead line)并將該引線連接到接線盒，以將電力輸出到太陽能電池模塊的外部，來經(jīng)由接線盒的電源線獲 取電流的方法。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，一種太陽能電池模塊包括多個(gè)太陽能電池，各個(gè)太陽能電池包括基板、背電極和背電極集電器，其中，該背電極包括露出基板的背面的多個(gè)部分的多個(gè)開口，并位于基板的背面處，該背電極集電器位于所述多個(gè)開口中的至少一個(gè)處；多個(gè)互連器，該多個(gè)互連器用于電連接相鄰的太陽能電池；以及導(dǎo)電粘接膜，該導(dǎo)電粘接膜位于所述互連器和所述背電極集電器之間，并電連接所述互連器和所述背電極集電器；其中，所述導(dǎo)電粘接膜包括接觸背電極集電器的第一部分和接觸背電極的第二部分，其中，導(dǎo)電粘接膜的長(zhǎng)度比背電極集電器的長(zhǎng)度長(zhǎng)，導(dǎo)電粘接膜的第二部分位于背電極集電器的外部且位于背電極集電器的長(zhǎng)度方向上。作為一個(gè)示例，背電極和背電極集電器可以由不同的材料制成，背電極的厚度可以大于背電極集電器的厚度。在這種情況下，背電極的厚度與集電器的厚度之間的差可以是 5 μ m 至Ij 25 μ m。導(dǎo)電粘接膜的第一部分的厚度可以大于導(dǎo)電粘接膜的第二部分的厚度，或可以與導(dǎo)電粘接膜的第二部分的厚度大致相同。當(dāng)導(dǎo)電粘接膜的第一部分的厚度大于導(dǎo)電粘接膜的第二部分的厚度時(shí)，第一部分的厚度和第二部分的厚度之間的差可以是5 μ m到25 μ m。導(dǎo)電粘接膜的寬度可以大于背電極集電器的寬度。在這種情況下，導(dǎo)電粘接膜的第二部分還可以位于背電極集電器的外部且位于背電極集電器的寬度方向上。作為另一示例，背電極和背電極集電器可以由不同的材料制成，背電極的厚度可以與背電極集電器的厚度大致相同。在這種情況下，導(dǎo)電粘接膜的第一部分的厚度和導(dǎo)電粘接膜的第二部分的厚度可以大致相同。導(dǎo)電粘接膜的寬度可以大于背電極集電器的寬度。在這種情況下，導(dǎo)電粘接膜的第二部分可以位于背電極集電器的外部且位于背電極集電器的寬度方向上。
導(dǎo)電粘接膜的長(zhǎng)度和寬度可以被形成為大于背電極集電器的長(zhǎng)度和寬度。在這種情況下，導(dǎo)電粘接膜的第二部分可以位于背電極集電器的外部且位于背電極集電器的長(zhǎng)度方向和寬度方向上。背電極的一部分插設(shè)在背電極集電器和導(dǎo)電粘接膜的第二部分之間。在這種情況下，導(dǎo)電粘接膜的寬度可以與集電器的寬度大致相等，或?qū)щ娬辰幽さ膶挾瓤梢源笥诩娖鞯膶挾?。?dāng)背電極由鋁制成時(shí)，通過常規(guī)黏合(tabbing)操作(該常規(guī)黏合操作使用焊劑通過焊接方法來執(zhí)行)，互連器不與背電極粘接。因此，由于互連器僅電連接到背電極集電器，所以集電效率變差。然而，導(dǎo)電粘接膜能夠粘接到背電極。因此，當(dāng)導(dǎo)電粘接膜的長(zhǎng)度和寬度中的至少一個(gè)被形成為大于背電極集電器的長(zhǎng)度和寬度時(shí)，導(dǎo)電粘接膜包括與背電極接觸的第二部分，因此，經(jīng)由導(dǎo)電粘接膜中的與背電極集電器接觸的第一部分和與背電極接觸的第二部分收集電荷。因此，提聞了集電效率。此外，在由于背電極和背電極集電器之間的厚度差造成臺(tái)階的情形中，因?yàn)榛ミB器在產(chǎn)生臺(tái)階的部分中沒有接觸背電極集電器，所以產(chǎn)生了未接合(non-bonding)部分，從而集電效率也變差了。然而，在采用導(dǎo)電粘接膜的此實(shí)施方式中，由于互連器和背電極集電器之間產(chǎn)生臺(tái)階的部分中的空間填充了導(dǎo)電粘接膜，所以在背電極集電器和互連器中不會(huì)產(chǎn)生未接合部分。因此，能夠防止集電效率降低。當(dāng)互連器與背電極集電器粘接以將導(dǎo)電粘接膜的導(dǎo)電顆粒的一部分注入到互連器和背電極集電器中的至少一個(gè)的內(nèi)部時(shí)，導(dǎo)電顆粒和互連器之間和/或?qū)щ婎w粒和背電極集電器之間的接觸面積增大，從而，電流傳輸效率和可靠性提高。此外，由于導(dǎo)電粘接膜的應(yīng)用，能夠以較低的溫度實(shí)現(xiàn)黏合操作。也就是說，采用焊劑的常規(guī)黏合操作是在大約220°C或更高的溫度下執(zhí)行的，然而，由于采用導(dǎo)電粘接膜的黏合操作是一種接合方法，而不是采用焊劑的焊接方法，所以能夠在180°C或更低的溫度下執(zhí)行黏合操作。因此，與常規(guī)情形相比，當(dāng)執(zhí)行黏合操作時(shí)出現(xiàn)的基板彎曲現(xiàn)象顯著減少。例如，當(dāng)基板的厚度為200 μ m時(shí)，根據(jù)采用熱空氣熔化焊劑的常規(guī)黏合方法，基板彎曲量約為2. Imm或更多，但根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的采用導(dǎo)電粘接膜的黏合方法，基板彎曲量約為O. 5mm。此處，在基板的下表面中，由于基板的中心部分和基板的外圍部分之間的高度差
而產(chǎn)生彎曲量。由于基板的厚度變薄，所以基板彎曲現(xiàn)象會(huì)更顯著地發(fā)生。例如，當(dāng)基板的厚度為80 μ m時(shí)，根據(jù)采用熱空氣熔化焊劑的常規(guī)黏合方法，基板彎曲量約為14mm或更多，但根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的采用導(dǎo)電粘接膜的黏合方法，基板彎曲量約為I. 8mm。當(dāng)基板彎曲量超過預(yù)定范圍(例如2. 5mm)時(shí),在稍后執(zhí)行的層疊(lamination)工藝中會(huì)存在以下問題發(fā)生基板破裂或模塊內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣泡，因此，當(dāng)采用常規(guī)黏合方法時(shí)，不可能形較薄的基板厚度。然而，與常規(guī)情況相比，在采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的導(dǎo)電粘接膜的黏合方法中，由于能夠顯著地減少基板彎曲量，所以能夠應(yīng)用薄厚度的基板。例如，當(dāng)使用采用導(dǎo)電粘接膜的黏合方法時(shí)，可以采用具有80μπι到180 μ m的厚度的基板。因此，由于基板的厚度減小，所以材料的成本降低。此外，在采用焊劑的常規(guī)黏合方法中，存在由于背電極集電器或前電極集電器與互連器之間的界面產(chǎn)生裂紋的問題而使太陽能電池模塊的輸出變差的問題，而且，在互連器的肩部?jī)?nèi)多種材料之間會(huì)發(fā)生剝落現(xiàn)象，而在采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的導(dǎo)電粘接膜的黏合方法中，上述問題得到了解決。因此，太陽能電池模塊的可靠性能夠得到更長(zhǎng)時(shí)間的保持。此外，由于沒有采用焊劑，所以能減少或防止錯(cuò)誤的對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)保持一致的粘接強(qiáng)度，從而抑制輸出減少的情況。


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圖I為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊的俯視平面圖；圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的圖I所示的太陽能電池板的分解立體圖；圖3為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的圖I所示的太陽能電池板的側(cè)視圖；圖4為示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的太陽能電池板的主要部分的分解立體圖；圖5為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的圖4的太陽能電池板中的基板的背面的裝配情形的俯視平面圖；圖6為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的沿著圖5的VI-VI線的基板的背面的截面圖；圖7為示出沿著圖5的VII-VII線的基板的背面的截面圖；圖8為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的圖7的修改示例的截面圖；圖9為示出根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施方式的太陽能電池板中的基板的背面的裝配情形的截面圖；圖10為示出根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施方式的太陽能電池板中的基板的背面的裝配情形的俯視平面圖；圖11為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的沿著圖10的XI-XI線的基板的背面的截面圖；以及圖12為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的沿著圖10的XII-XII線的基板上的背面的截面圖。
具體實(shí)施例方式在以下具體描述中，僅以例示的方式簡(jiǎn)要示出并描述了本發(fā)明的特定實(shí)施方式。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠理解的，在不背離本發(fā)明實(shí)施方式的精神或范圍的基礎(chǔ)上，可以多種不同的方式對(duì)所描述的實(shí)施方式進(jìn)行修改，因此，附圖和描述將被視為本質(zhì)上說明性的并不構(gòu)成限制。整個(gè)說明書中相同的附圖標(biāo)記表示相同的要素。在附圖中，為了清晰，對(duì)層、膜、板、區(qū)域等的厚度進(jìn)行了夸大。當(dāng)提到任意要素，如層、膜、區(qū)域或板被置于另一要素上時(shí)，表示該要素直接在另一要素上或與該另一要素隔著至少一個(gè)介于中間的要素而在該另一要素上方。相反，當(dāng)提到要素“直接在”另一要素上時(shí)，不存在中間要素。此外，當(dāng)提到任意要素“完全地”形成在另一要素上時(shí)，表示該要素形成在該另一要素的整個(gè)表面上，而不是在邊緣部分中形成。下面，將參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖I為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊的俯視平面圖，圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的圖I所示的太陽能電池板的分解立體圖，圖3為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的圖I所示的太陽能電池板的側(cè)視圖。參照?qǐng)DI到圖3，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊包括太陽能電池板100。太陽能電池板100包括多個(gè)太陽能電池110、電連接相鄰太陽能電池110的互連器120、保護(hù)太陽能電池110的保護(hù)膜(乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)) 130、設(shè)置在太陽能電池110的光接收表面?zhèn)鹊谋Ｗo(hù)膜130上的透明部件140、和不透明材料的背板150，該不透明材料的背板150被設(shè)置在與光接收表面?zhèn)认喾吹囊粋?cè)的保護(hù)膜130下部。太陽能電池模塊100包括框架200和接線盒300，其中，框架200用于容納將通過層疊工藝形成為一體的構(gòu)件，接線盒300用于收集太陽能電池110中產(chǎn)生的電能。背板150防止水分經(jīng)由太陽能電池模塊100的背面滲透，從而保護(hù)太陽能電池110不受外界環(huán)境影響。背板150可以具有多層結(jié)構(gòu)，例如防止水分和氧氣滲透的層、防止化學(xué)腐蝕的層和具有絕緣特性的層。當(dāng)保護(hù)膜130被設(shè)置在太陽能電池110的上部和下部中的每一個(gè)時(shí)，通過層疊工藝將保護(hù)膜130與太陽能電池110形成為一體，防止由于水分滲透而引起的腐蝕，并保護(hù)太陽能電池110免受撞擊的影響。保護(hù)膜130由諸如乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的材料制成。位于保護(hù)膜130上的透明部件140由具有高透射率和卓越的防毀壞功能的鋼化玻璃制成。在這種情況下，鋼化玻璃可以是具有低鐵含量的低鐵鋼化玻璃。為了增加光的散射效果，透明部件140具有在其上執(zhí)行了壓花(embossing)工藝的內(nèi)側(cè)面。以下，將參照?qǐng)D2和圖3，對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池模塊中提供的太陽能電池板的電連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3包括放大示出的太陽能電池110之間的間隙，但是太陽能電池110被以預(yù)定間隙設(shè)置，例如，相鄰太陽能電池之間的窄間隙在約3mm內(nèi)。太陽能電池板100中提供的多個(gè)太陽能電池110被以多個(gè)串的形式設(shè)置。在這種情況下，串是指電連接并排列為一行的多個(gè)太陽能電池。因此，如圖I所示的太陽能電池板100具有4個(gè)串，例如，第一串到第四串S1、S2、S3和S4。設(shè)置在串S1-S4中的每一串處的多個(gè)太陽能電池110通過互連器120電連接。在這種情況下，互連器120由無鉛(或基本無鉛)材料的導(dǎo)電金屬制成，該無鉛(或基本無鉛)材料包含IOOOppm或更低的鉛含量，或還包括涂在導(dǎo)電金屬的表面的鉛材料的焊料。在一個(gè)串(例如，第一串SI)內(nèi)沿垂直方向相鄰設(shè)置的多個(gè)太陽能電池110中的一個(gè)的前電極的集電器114 (也被稱為前電極集電器114或集電器117)通過互連器120電連接到相鄰太陽能電池的背電極的集電器117 (也被稱為背電極集電器117或集電器117)。連接位于相鄰串的端部處的互連器的引線可以由無鉛(或基本無鉛)材料的導(dǎo)電金屬制成，該無鉛(或基本無鉛)材料包含IOOOppm或更低的鉛含量以及涂在導(dǎo)電金屬的表面的鉛材料的焊料，或者與互連器120類似，可以僅由包含IOOOppm或更低的鉛含量的無鉛(或基本無鉛)材料的導(dǎo)電金屬制成。以下，將參照附圖對(duì)互連器和太陽能電池的背電極的集電器之間的接合結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。圖4為示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的太陽能電池板的主要部分的分解立體圖，以及圖5為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的圖4的太陽能電池板中的基板的背面的裝配情形的俯視平面圖。圖6為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的沿著圖5的VI-VI線的基板的背面的截面圖，以及圖7為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的沿著圖5的VII-VII線的基板的背面的截面圖。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的太陽能電池110包括基板111、位于基板111的第一表面處的發(fā)射極112 (即，光入射到的前表面)、總稱為多個(gè)前電極單元并位于發(fā)射極112上的多個(gè)前電極113和集電器114、位于沒有前電極113和集電器114存在的發(fā)射極112上的抗反射膜115 (也被稱為防反射膜115)、和總稱為多個(gè)背電極單元并位于基板111的第二表面處(即，基板111的與第一表面相反的背面處)的背電極116和集電器117。
太陽能電池110還包括形成在背電極116和基板111之間的背電場(chǎng)(BSF)部分。背面場(chǎng)部分118是例如p+區(qū)域的區(qū)域，在背面場(chǎng)部分118中，以比基板的雜質(zhì)濃度更高的濃度摻雜有與基板111的雜質(zhì)導(dǎo)電類型相同的導(dǎo)電類型的雜質(zhì)。背面場(chǎng)部分118用作基板111的背面中的勢(shì)壘。因此，通過減少基板111背面?zhèn)鹊碾娮雍涂昭ǖ膹?fù)合，以使得電子和空穴的消失量減少，提高太陽能電池的效率?；?11是由例如P型導(dǎo)電類型的第一導(dǎo)電類型的硅制成的半導(dǎo)體基板。在這種情況下，硅可以是單晶硅、多晶硅或非晶硅。當(dāng)基板111為P型導(dǎo)電類型時(shí)，基板111包含例如硼B(yǎng)、鎵Ga和銦In的III族元素的雜質(zhì)。為了將基板111的表面形成為紋理化(textured)表面，在基板111上執(zhí)行紋理化工藝。當(dāng)基板111的表面形成為紋理化表面時(shí)，基板111的光接收表面處的光反射率下降，且在紋理化表面中進(jìn)行入射和反射操作，因此，光維持在太陽能電池內(nèi)，從而提高了光的吸收率。因此，太陽能電池的效率得到提高。此外，入射到基板111的光的反射損耗減少，因此，施加于基板111的光量進(jìn)一步增加。發(fā)射極112是其中摻雜有第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)的區(qū)域，第二導(dǎo)電類型為例如與基板111的導(dǎo)電類型相反的η型導(dǎo)電類型，發(fā)射極112與基板111形成p-η結(jié)。當(dāng)發(fā)射極112為η型導(dǎo)電類型時(shí)，通過向基板111摻雜例如磷P、砷As和銻Sb的V族元素的雜質(zhì)來形成發(fā)射極112。因此，當(dāng)通過入射到基板111的光接收能量的半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)時(shí)，電子向η型半導(dǎo)體移動(dòng)，空穴向P型半導(dǎo)體移動(dòng)。因此，當(dāng)基板111為P型半導(dǎo)體且發(fā)射極112為η型半導(dǎo)體時(shí)，分離的空穴向基板111移動(dòng)，分離的電子向發(fā)射極112移動(dòng)。另選地，基板111可以是η型導(dǎo)電類型，并且可以由硅之外的其它半導(dǎo)體材料制成。當(dāng)基板111為η型導(dǎo)電類型時(shí)，基板111可以包含例如磷P、砷As和銻Sb的V族元素的雜質(zhì)。由于發(fā)射極112和基板111形成ρ-η結(jié)，所以當(dāng)基板111為η型導(dǎo)電類型時(shí)，發(fā)射極112為P型導(dǎo)電類型。在這種情況下，分離的電子向基板111移動(dòng)，分離的空穴向發(fā)射極112移動(dòng)。當(dāng)發(fā)射極112為P型導(dǎo)電類型時(shí)，通過向基板111摻雜例如硼B(yǎng)、鎵Ga和銦In的III族元素的雜質(zhì)來形成發(fā)射極112。由氮化硅膜(SiNx)、氧化硅膜(SiO2)或二氧化鈦膜(TiO2)形成的抗反射膜115形成在基板111的發(fā)射極112上?？狗瓷淠?15減小了入射到太陽能電池110的光的反射率，并增加了特定波長(zhǎng)區(qū)域或波段的選擇性，從而提高了太陽能電池110的效率。根據(jù)需要或期望，抗反射膜115可以具有約70nm到80nm的厚度且可以被省略。被稱為指狀電極的多個(gè)前電極113形成在發(fā)射極112上，電連接到發(fā)射極112，并與相鄰的前電極113以分離狀態(tài)在一個(gè)方向上形成。每個(gè)前電極113收集例如向發(fā)射極112移動(dòng)的電子的電荷。
該多個(gè)前電極113由至少一種導(dǎo)電材料制成，該導(dǎo)電材料可以是從由鎳(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、錫(Sn)、鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)和金(Au)以及它們的組合構(gòu)成的組中選出的至少一種。該導(dǎo)電材料可以由另一導(dǎo)電材料制成。例如，前電極113可以由包含銀(Ag)的膏體(銀膏或Ag膏)形成。在這種情況下，在利用絲網(wǎng)印刷工藝在抗反射膜115上涂覆銀膏的工藝中，前電極113被電連接到發(fā)射極112，并以大約750°C至IJ 800°C的溫度對(duì)基板111燒結(jié)(firing)。在這種情況下，在燒結(jié)工藝中，由于包含在Ag膏中的刻蝕成分對(duì)抗反射膜115進(jìn)行刻蝕，銀顆粒與發(fā)射極112接觸，從而執(zhí)行或獲得上述電子連接。在這種情況下，刻蝕成分可以是氧化鉛。在基板111的發(fā)射極112上，至少兩個(gè)集電器114可以在與前電極113交叉的方向上形成。集電器114由至少一種導(dǎo)電材料制成并電連接或物理連接到發(fā)射極112和前電極113。因此，集電器114向外部設(shè)備輸出例如從前電極113傳輸?shù)碾娮拥碾姾?。集電?14的導(dǎo)電材料可以是金屬，并且可以是從由鎳(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、錫(Sn)、鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)和金(Au)以及它們的組合構(gòu)成的組中選出的至少一種，也可以由另一導(dǎo)電材料制成。 集電器114圖案化抗反射膜115上的導(dǎo)電材料，并如前電極113 —樣，在燒結(jié)導(dǎo)電材料的工藝中被電連接到發(fā)射極112。在這種情況下，集電器114的表面可以形成為具有多個(gè)不平坦部分(unevenness)的不平坦表面，或可以形成為平坦表面。與集電器114類似，前電極113也可以形成為不平坦表面或平坦表面。背電極116形成在基板111的第二表面上(即，基板111的背面上)，并包括露出基板111的背面的多個(gè)部分的多個(gè)開口 116a。背電極116收集例如向基板111移動(dòng)的空穴的電荷。背電極116在基板111的除集電器117所處的部分之外的整個(gè)第二表面上形成，或在基板111的除集電器117所處的部分和邊界部分之外的整個(gè)第二表面上形成。背電極116由至少一種導(dǎo)電材料制成。該導(dǎo)電材料可以是從由鎳(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、錫(Sn)、鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)和金(Au)以及它們的組合構(gòu)成的組中選出的至少一種，也可以由另一導(dǎo)電材料制成。例如，背電極116由鋁(Al)制成。集電器117位于經(jīng)由背電極116的開口 116a而露出的基板111的背面處。集電器117在與前電極113交叉的方向上形成。也就是說，背電極116的集電器117在與前電極113的集電器114相同的方向上形成。集電器117也由至少一種導(dǎo)電材料制成并電連接到背電極116。因此，集電器117向外部設(shè)備輸出例如從背電極116傳輸?shù)目昭ǖ碾姾?。?gòu)成集電器117的導(dǎo)電材料可以是金屬，可以是從由鎳(Ni)、銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、錫(Sn)、鋅(Zn)、銦(In)、鈦(Ti)和金(Au)以及它們的組合構(gòu)成的組中選出的至少一種，也可以由另一導(dǎo)電材料制成。優(yōu)選地，但不是必須地，集電器117由與背電極116的材料不同的材料(例如，銀(Ag))制成。背電極116和集電器117以不同的厚度形成。 例如，可以小于背電極116的厚度T2的厚度形成集電器117的厚度Tl。在這種情況下，背電極116的厚度T2與集電器117的厚度Tl之間的差T2-T1可以是5 μ m到25 μ m。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于能夠減少比鋁(Al)昂貴的銀(Ag)的使用量，所以能夠降低太陽能電池模塊的制造成本。導(dǎo)電粘接膜160在與基板111的發(fā)射極112上的集電器114平行的方向上位于集電器114上。此外，導(dǎo)電粘接膜160也位于基板111的集電器117處。圖4示出各有一個(gè)導(dǎo)電粘接膜160位于基板111的前面和背面處，且各有與互連器120相同數(shù)量的導(dǎo)電粘接膜160位于基板111的前面和背面處。如圖6所示，導(dǎo)電粘接膜160包括樹脂162和分布在樹脂162中的多個(gè)第一導(dǎo)電顆粒164。不特別限制用作樹脂162的材料的具有粘接強(qiáng)度的材料。為了增強(qiáng)粘接可靠性，可以采用熱硬化樹脂。熱硬化樹脂可以采用選自環(huán)氧樹脂、苯氧基樹脂、壓克力樹脂、聚酰亞胺樹脂和聚碳酸酯樹脂中的至少一種樹脂。樹脂162可以包含硬化劑和促硬劑作為附加成分。例如，為了改進(jìn)集電器114和互連器120之間以及集電器117和互連器120之間的粘接強(qiáng)度，樹脂162可以包含改良(reforming)材料，例如硅烷類偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑和鋁酸酯類偶聯(lián)劑。此外，為了改進(jìn)第一導(dǎo)電顆粒164的分布特性，樹脂162可以包括分散劑，例如磷酸鈣或碳酸鈣，為了控制彈性模量(modulus)，樹脂162可以包括橡膠成分，例如丙烯酸橡膠、硅橡膠和聚氨酯。不特別限制用作導(dǎo)電顆粒164的材料的具有導(dǎo)電性的材料。如圖6所示，導(dǎo)電顆粒164可以由各種尺寸的放射狀(radial)金屬顆粒制成。在這種情況下，‘放射狀金屬顆粒’是其中大致球形或橢圓形的金屬顆粒的表面處不規(guī)則地形成有多個(gè)突起的金屬顆粒，并且放射狀金屬顆粒包含選自銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鈦(Ti)和鎂(Mg)中的至少一種金屬作為主要成分或組成部分。為了使電流易于流經(jīng)互連器120和集電器117之間，導(dǎo)電粘接膜160包括至少一個(gè)尺寸大于樹脂162的厚度的放射狀金屬顆粒。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，形成為具有大于樹脂162的厚度的尺寸的放射狀金屬顆粒的一部分被嵌入集電器117和/或互連器120中。因此，由于放射狀金屬顆粒和集電器117之間和/或放射狀金屬顆粒和互連器120之間的接觸面積增加，所以接觸電阻減小。當(dāng)接觸電阻減小時(shí)，很容易使電流流經(jīng)集電極117和互連器120之間。以上說明描述了形成為放射狀金屬顆粒的導(dǎo)電顆粒164，但導(dǎo)電顆粒164可以由涂覆有金屬的樹脂顆粒(metal coated resin particle)形成,該金屬包括選自銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鈦(Ti)和鎂(Mg)中的至少一種金屬作為主要成分或組成部分。當(dāng)導(dǎo)電顆粒164形成為涂覆有金屬的樹脂顆粒時(shí)，導(dǎo)電顆粒164以圓形或橢圓形形成。在本發(fā)明的實(shí)施方式中可以采用另一形狀。導(dǎo)電顆粒164可以與相鄰的導(dǎo)電顆粒物理接觸。
在樹脂162固化后，考慮到粘接的可靠性，樹脂162內(nèi)分布的導(dǎo)電顆粒164的量或(混合量)為導(dǎo)電粘接膜160的總體積的O. Svolume1^到SOvolume1^。如果導(dǎo)電顆粒164的混合量小于O. 5volume%，則與集電器114的物理接觸點(diǎn)減少，因此，可能不易電流傳輸，如果混合量超過20volume%,則樹脂162的相對(duì)量降低，因此，粘接強(qiáng)度變差。導(dǎo)電粘接膜160在與集電器114平行的方向上與集電器114粘接，并且在與集電器117平行的方向與集電器117粘接。在這種情況下，黏合(tabbing)操作包括將導(dǎo)電粘接膜160預(yù)接合到太陽能電池的集電器114和集電器117以及最終接合互連器120和導(dǎo)電粘接膜160。當(dāng)利用導(dǎo)電粘接膜160進(jìn)行黏合操作時(shí)，不特別將加熱溫度和加壓壓力限制在保證電連接以及保持粘接強(qiáng)度的范圍內(nèi)。例如，預(yù)接合操作的加熱溫度可以被設(shè)置在約100 V或更低，最終接合操作的加熱溫度可以被設(shè)置在例如樹脂162被固化的140°C到180°C的溫度范圍內(nèi)。預(yù)接合的加壓壓力可以被設(shè)置為約IMPa，最終接合的加壓壓力可以被設(shè)置為例如集電器114、集電器117和互連器120與導(dǎo)電粘接膜160完全緊密接觸的約2MPa到3MPa的壓力范圍。在這種情況下，設(shè)置加壓壓力以使得導(dǎo)電顆粒的至少一部分保持在(或滲透到)集電器114和117和/或互連器120的內(nèi)部。預(yù)接合操作的加熱和加壓時(shí)間可以被設(shè)置為約5秒，最終接合操作的加熱和加壓時(shí)間可以被設(shè)置為例如集電器114、集電器117和互連器120不被高溫?fù)p壞或退化的約10秒的時(shí)間范圍。在預(yù)接合操作和最終接合操作期間，可能會(huì)由于施加的熱量而發(fā)生基板彎曲。將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的采用導(dǎo)電粘接膜的黏合方法與采用熱空氣的常規(guī)黏合方法相比較，根據(jù)基板的厚度對(duì)基板彎曲量的結(jié)果進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)基板的厚度為200 μ m時(shí)，對(duì)于采用熱空氣熔化焊劑的常規(guī)黏合模式，基板彎曲量為約2. Imm或更多，但對(duì)于采用本發(fā)明實(shí)施方式的導(dǎo)電粘接膜的黏合模式，基板彎曲量為約O. 5mm。此處，基板111的厚度指從基板的背面到發(fā)射極的厚度，彎曲量指在基板的下表面中基板中心部分與基板的周邊部分之間的高度差。
具有較薄厚度的基板具有更多的基板彎曲現(xiàn)象。例如，當(dāng)基板111的厚度為80 μ m時(shí)，根據(jù)采用熱空氣熔化焊劑的常規(guī)黏合方法，基板的彎曲量為約14mm或更多，但根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的采用導(dǎo)電粘接膜的黏合方法，基板的彎曲量為約I. 8mm。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的采用導(dǎo)電粘接膜的黏合方法，當(dāng)基板的厚度為80 μ m時(shí)產(chǎn)生的基板彎曲量與采用熱空氣的常規(guī)示例，當(dāng)基板的厚度為200 μ m時(shí)產(chǎn)生的基板彎曲量相似。當(dāng)基板彎曲量超過預(yù)定范圍(例如，2. 5mm)時(shí)，在稍后執(zhí)行的層疊工藝中會(huì)存在以下的問題當(dāng)采用常規(guī)黏合方法時(shí)，基板中會(huì)產(chǎn)生裂紋或模塊內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣泡，因此，不可能形成較薄的基板厚度。然而，與常規(guī)方法相比，在采用導(dǎo)電粘接膜的黏合方法中，由于能夠顯著地減少基板彎曲量，所以能夠使用薄厚度的基板。例如，當(dāng)采用使用導(dǎo)電粘接膜的黏合方法時(shí)，可以將基板111的厚度形成為80 μ m 到180 μ m。由于基板的厚度減小，所以能夠降低材料成本，因此，優(yōu)選地但不是必須地，在采用導(dǎo)電粘接膜的本發(fā)明的實(shí)施方式中，將基板111的厚度形成為180 μ m或更小。導(dǎo)電粘接膜160包括與集電器117接觸的第一部分160a和與背電極116接觸的
第二部分。在參照?qǐng)D4到圖7所描述的第一實(shí)施方式中，導(dǎo)電粘接膜160的寬度W2被形成為與集電器117的寬度Wl相等，并且導(dǎo)電粘接膜160的長(zhǎng)度L2被形成為比集電器117的長(zhǎng)度LI更長(zhǎng)。因此，導(dǎo)電粘接膜160的第二部分160b在集電器117的長(zhǎng)度方向上位于集電器117的外部。第一部分160a的厚度T3被形成為與第二部分160b的厚度T4相等。另選地，如圖8所示，第一部分160a的厚度T3和第二部分160b的厚度T4可以是不同的。如果集電器117的厚度Tl被形成為小于背電極116的厚度T2，則接觸集電器117的第一部分160a的厚度T3被形成為大于接觸背電極116的第二部分116b的厚度T4。在這種情況下，當(dāng)背電極116的厚度T2與集電器117的厚度Tl之間的差T2-T1被形成為5 μ m到25 μ m時(shí)，導(dǎo)電粘接膜160的第一部分160a的厚度T3和第二部分160b的厚度T4之間的差T3-T4也被形成為5 μ m到25 μ m。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，如圖7和圖8所示，即使在背電極116和集電器117之間產(chǎn)生臺(tái)階的部分中也填充了導(dǎo)電粘接膜160。圖9為示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的太陽能電池板中的基板的背面的裝配情形的截面圖。該實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于集電器117的厚度Tl被形成為與背電極116的厚度T2相等。在這種情況下，如實(shí)線所示的，導(dǎo)電粘接膜160的寬度可以被形成為與集電器117的寬度相等，如虛線所示的，導(dǎo)電粘接膜160的寬度可以被形成為大于集電器117的寬度。互連器120的寬度可以被形成為與導(dǎo)電粘接膜160的寬度相等。如圖7和圖8所示，當(dāng)導(dǎo)電粘接膜160的寬度被形成為與集電器117的寬度相等時(shí)，導(dǎo)電粘接膜160的第二部分160b能夠在集電器117的長(zhǎng)度方向上位于集電器117的外部。然而，當(dāng)導(dǎo)電粘接膜160的寬度被形成為大于集電器117的寬度時(shí)，如圖7和圖8所示，導(dǎo)電粘接膜160的第二部分160b在集電器117的長(zhǎng)度方向上位于集電器117的外部，并且，如圖9所示，在集電器117的寬度方向上位于集電器117的外部。圖10為示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的太陽能電池板中的基板的背面的裝配情形的俯視平面圖，圖11為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的沿著圖10的XI-XI線的基板的背面的截面圖，以及圖12為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的沿著圖10的XII-XII線的基板的背面的截面圖。在首先在基板111的背面處形成(或附接)多個(gè)背電極116之后，并且當(dāng)如圖10到圖12所示的集電器117被設(shè)置在其上時(shí)，優(yōu)選地但非必須地，背電極116的一部分被形 成為覆蓋集電器117的一部分。也就是說，優(yōu)選地但非必須地，背電極116的一部分被形成為與集電器117的一部分交疊。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，背電極116處收集的電荷被進(jìn)一步有效地傳輸?shù)郊娖?17。在這種結(jié)構(gòu)的太陽能電池中，導(dǎo)電粘接膜的寬度W2可以被形成為大于集電器117的寬度W1，并且導(dǎo)電粘接膜160的第一部分160a的厚度T3可以被形成為大于第二部分160b的厚度T4。如圖10和圖11所示，互連器120的寬度被形成為小于導(dǎo)電粘接膜160的寬度。在這種情況下，互連器120的寬度可以大于或等于集電器117的寬度。在這種情況下，互連器120的寬度是互連器120的長(zhǎng)邊之間的間隙。如圖10和圖12所示，互連器120的一個(gè)端部被定位為在導(dǎo)電粘接膜160的一個(gè)
端部之前終止。根據(jù)導(dǎo)電粘接膜160的這種結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電粘接膜160的長(zhǎng)度方向上的一端的一部分和寬度方向上的兩個(gè)角部的一部分不被互連器120覆蓋。根據(jù)導(dǎo)電粘接膜160的這種結(jié)構(gòu)，如前面的實(shí)施方式中所述，導(dǎo)電粘接膜160的第二部分160b在集電器117的長(zhǎng)度方向上位于集電器117的外部。此外，導(dǎo)電粘接膜160的第二部分160b在集電器117的寬度方向上位于集電器117的外部。而且，背電極116的被形成為與集電器117的一部分交疊的部分被插設(shè)在集電器117和導(dǎo)電粘接膜160的第二部分160b之間。在這種結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電粘接膜160的寬度可以與集電器117的寬度大致相等，或?qū)щ娬辰幽?60的寬度可以大于集電器117的寬度。在以上描述中，描述了集電器117、導(dǎo)電粘接膜160和互連器120的連接結(jié)構(gòu)，而以上描述也能夠被等同地應(yīng)用于集電器114、導(dǎo)電粘接膜160和互連器120的連接結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用以上結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電粘接膜160時(shí)，即使互連器由無鉛材料制成，互連器120和集電器114之間以及互連器120和集電器117之間也能很好地進(jìn)行接合。此外，能夠很好地進(jìn)行互連器120和由鋁制成的背電極116之間的接合。因此，由于電荷被傳輸經(jīng)過導(dǎo)電粘接膜160的與背電極116接觸的第二部分160b和導(dǎo)電粘接膜160的第一部分160a，所以提高了集電效率。在以上描述中，描述了背電極的厚度被形成為大于背電極的集電器的厚度的示例，或背電極的厚度被形成為等于背電極的集電器的厚度的示例，而即使在背電極的厚度被形成為小于背電極的集電器的厚度的示例中，也可以執(zhí)行采用導(dǎo)電粘接膜的黏合操作。相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2 011年6月8日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局遞交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2011-0055022號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括 多個(gè)太陽能電池，各太陽能電池包括基板、背電極和背電極集電器，其中，所述背電極包括露出所述基板的背面的多個(gè)部分的多個(gè)開口，并位于所述基板的所述背面處，所述背電極集電器位于所述多個(gè)開口中的至少一個(gè)開口處； 多個(gè)互連器，該多個(gè)互連器用于電連接相鄰的太陽能電池；以及 導(dǎo)電粘接膜，該導(dǎo)電粘接膜位于所述互連器和所述背電極集電器之間，并電連接所述互連器和所述背電極集電器， 其中，所述導(dǎo)電粘接膜包括與所述背電極集電器接觸的第一部分和與所述背電極接觸的第二部分，并且 其中，所述導(dǎo)電粘接膜的長(zhǎng)度比所述背電極集電器的長(zhǎng)度更長(zhǎng)，所述導(dǎo)電粘接膜的所述第二部分在所述背電極集電器的長(zhǎng)度方向上位于所述背電極集電器的外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池模塊，其中，所述背電極和所述背電極集電器由不同的材料制成，并且所述背電極的厚度大于所述背電極集電器的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池模塊，其中，所述背電極的厚度和所述背電極集電器的厚度之間的差為5 μ m到25 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池模塊，其中，所述導(dǎo)電粘接膜的所述第一部分的厚度大于所述導(dǎo)電粘接膜的所述第二部分的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池模塊，其中，所述第一部分的厚度和所述第二部分的厚度之間的差為5 μ m到25 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池模塊，其中，所述導(dǎo)電粘接膜的所述第一部分的厚度與所述導(dǎo)電粘接膜的所述第二部分的厚度大致相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池模塊，其中，所述導(dǎo)電粘接膜的寬度大于所述背電極集電器的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能電池模塊，其中，所述導(dǎo)電粘接膜的所述第二部分還在所述背電極集電器的寬度方向上位于所述背電極集電器的外部。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池模塊，其中，所述背電極和所述背電極集電器由不同的材料制成，并且所述背電極的厚度與所述背電極集電器的厚度大致相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能電池模塊，其中，所述導(dǎo)電粘接膜的所述第一部分的厚度與所述導(dǎo)電粘接膜的所述第二部分的厚度大致相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能電池模塊，其中，所述導(dǎo)電粘接膜的寬度大于所述背電極集電器的寬度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能電池模塊，其中，所述導(dǎo)電粘接膜的所述第二部分還在所述背電極集電器的寬度方向上位于所述背電極集電器的外部。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池模塊，其中，所述背電極的一部分插設(shè)在所述背電極集電器和所述導(dǎo)電粘接膜的所述第二部分之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池模塊，其中，所述導(dǎo)電粘接膜的寬度與所述集電器的寬度大致相同。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能電池模塊，其中，所述導(dǎo)電粘接膜的寬度大于所述集電器的寬度。
全文摘要
一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括多個(gè)太陽能電池，由此在各太陽能電池中，導(dǎo)電粘接膜包括與背電極集電器接觸的第一部分和與背電極接觸的第二部分，并且所述導(dǎo)電粘接膜的長(zhǎng)度比所述背電極集電器的長(zhǎng)度更長(zhǎng)，所述導(dǎo)電粘接膜的所述第二部分在所述背電極集電器的長(zhǎng)度方向上位于所述背電極集電器的外部。
文檔編號(hào)H01L31/05GK102820357SQ20121011031
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者洪鐘涇, 金泰潤(rùn), 李恩珠, 文世泳, 俞在民, 禹泰基 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社