圓柱形太陽能電池模塊以及該模塊的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及光伏系統(tǒng)，更具體地，涉及包括圓柱形太陽能電池模塊的光伏系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]光伏電池或太陽能電池是用于利用太陽光直接生成電流的光伏組件。近些年，由于對清潔能源的需求不斷增長，太陽能電池的制造規(guī)模急劇擴張并且繼續(xù)擴展。太陽能電池包括襯底、襯底上的背接觸層、背接觸層上的吸收層、吸收層上的緩沖層和緩沖層之上的前接觸層?？稍谑褂美鐬R射和/或共蒸發(fā)的沉積工藝期間，將各層施加至襯底上。
[0003]半導體材料用于一些太陽能電池的吸收層中的至少一部分。例如，諸如銅銦鎵硒(CIGS)的黃銅礦基半導體材料(也被稱為薄膜太陽能電池材料)用于在沉積工藝之后完成吸收層的形成。
[0004]通常在平坦的襯底上形成太陽能電池。近些年，也在圓柱形襯底上制造太陽能電池板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種太陽能電池模塊，包括:圓柱形襯底；背接觸層，環(huán)繞所述襯底；吸收層，環(huán)繞所述背接觸層；緩沖層，環(huán)繞所述吸收層；前接觸層，環(huán)繞所述襯底，以形成太陽能電池模塊；以及共形聚合物層，包圍所述太陽能電池模塊。
[0006]在該太陽能電池模塊中，所述襯底是實心棒。
[0007]在該太陽能電池模塊中，所述襯底是中空圓柱管，并且所述中空圓柱管的內(nèi)部不包括所述共形聚合物。
[0008]在該太陽能電池模塊中，所述襯底包括:中空管；以及導熱材料，填充所述中空管。
[0009]在該太陽能電池模塊中，所述中空管包括鈉鈣玻璃，而所述導熱材料包括Al2O315
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種太陽能電池板，包括:至少兩個太陽能電池模塊，每個太陽能電池模塊都包括:圓柱形襯底，背接觸層，環(huán)繞所述襯底，吸收層，環(huán)繞所述背接觸層，緩沖層，環(huán)繞所述吸收層，和前接觸層，環(huán)繞所述襯底；以及連續(xù)的共形聚合物層，包圍所述至少兩個太陽能電池模塊。
[0011]在該太陽能電池板中，每個襯底都是實心棒。
[0012]在該太陽能電池板中，每個襯底都是中空圓柱管，并且每個中空圓柱管的內(nèi)部都不包括共形聚合物。
[0013]在該太陽能電池板中，每個襯底都包括:中空管；以及導熱材料，填充所述中空管。
[0014]在該太陽能電池板中，每個所述中空管都包含鈉鈣玻璃，而所述導熱材料包括A1203。
[0015]該太陽能電池板還包括將所述太陽能電池模塊中的第一太陽能電池模塊的前電極連接至所述太陽能電池模塊中與所述第一太陽能電池模塊相鄰的第二太陽能電池模塊的背電極的導體，所述導體被包圍在所述共形聚合物層內(nèi)。
[0016]在該太陽能電池板中，所述至少兩個太陽能電池模塊中的每對相鄰的太陽能電池模塊以間距彼此間隔開，并且所述共形聚合物材料填充所述間距。
[0017]在該太陽能電池板中，所述至少兩個太陽能電池模塊內(nèi)的兩個太陽能電池模塊具有彼此接觸的前電極。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括:形成環(huán)繞圓柱形襯底的背接觸層；形成環(huán)繞所述背接觸層的吸收層；形成環(huán)繞所述吸收層的緩沖層；形成環(huán)繞所述襯底的前接觸層，以形成太陽能電池模塊；以及施加包圍所述太陽能電池模塊的共形聚合物層。
[0019]在該方法中，施加所述共形聚合物的步驟包括環(huán)繞所述太陽能電池模塊層壓一塊或多塊聚合物薄板。
[0020]該方法還包括加熱所述太陽能電池模塊以使環(huán)繞所述太陽能電池模塊的所述共形聚合物回流。
[0021]在該方法中，施加所述共形聚合物的步驟包括環(huán)繞包括所述太陽能電池模塊和一個或多個附加的太陽能電池模塊的陣列層壓兩塊聚合物薄板。
[0022]該方法還包括將相應的端蓋施加至所述陣列的每一端，所述端蓋包括適于容納每個太陽能電池模塊的相應端部的間隔開的開口，所述開口限定介于所述太陽能電池模塊中的相鄰模塊之間的預定間距。
[0023]該方法還包括在層壓之后去除所述端蓋。
[0024]在該方法中，包括形成所述背接觸層的步驟、形成所述吸收層的步驟以及形成所述前接觸層的步驟的步驟組中的至少一個步驟包括在形成期間旋轉(zhuǎn)所述襯底。
【附圖說明】
[0025]圖1A至圖1E是根據(jù)一些實施例示出具有實心圓柱形襯底的太陽能電池模塊的各個制造階段的等距視圖。
[0026]圖1F至圖1J是圖1A至圖1E分別示出的器件的端視圖。
[0027]圖1K示出了在用共形聚合物涂層封裝之后的圖1E和圖1J的太陽能電池模塊。
[0028]圖2A至圖2E是根據(jù)一些實施例示出具有用導熱填料填充的襯底的太陽能電池模塊的各個制造階段的等距視圖。
[0029]圖2F至圖2J是圖2A至圖2E中分別示出的器件的端視圖。
[0030]圖2K示出了在用共形聚合物涂層封裝之后的圖2E和圖2J的太陽能電池模塊。
[0031]圖3A至圖3E是根據(jù)一些實施例示出具有中空圓柱形襯底的太陽能電池模塊的各個制造階段的等距視圖。
[0032]圖3F至圖3J是圖3A至圖3E中分別示出的器件的端視圖。
[0033]圖3K示出了在用共形聚合物涂層封裝之后的圖3E和圖3J的太陽能電池模塊。
[0034]圖4是對在圖1A至圖3J中示出的任何襯底施加薄膜的裝置的示圖。
[0035]圖5A示出了多個并聯(lián)連接的太陽能電池模塊。
[0036]圖5B示出了多個串聯(lián)連接的太陽能電池模塊。
[0037]圖6A示出了用于在層壓期間支撐多個并聯(lián)連接的太陽能電池模塊的固定裝置。
[0038]圖6B示出了用于在層壓期間支撐多個串聯(lián)連接的太陽能電池模塊的固定裝置。
[0039]圖7A示出了要進行層壓的一排太陽能電池模塊。
[0040]圖7B示出了將聚合物薄板施加至一排太陽能電池模塊的應用。
[0041]圖7C示出了使聚合物薄板回流之后的一排太陽能電池模塊。
[0042]圖7D示出了圖7C的層壓的太陽能電池板，在一些實施例中其是柔性的。
[0043]圖7E是圖7D的太陽能電池板的平面圖。
[0044]圖8A示出了根據(jù)圖3A至圖3J的太陽能電池板中的對流。
[0045]圖8B示出了來自根據(jù)圖2A至圖2J的太陽能電池板的熱輻射。
[0046]圖9是示出制造太陽能電池模塊的方法的流程圖。
[0047]圖10是利用太陽能電池模塊組裝太陽能電池板的方法的流程圖。
[0048]圖11示出了包括具有P1、P2和P3劃線的互連結構的太陽能電池模塊的可選實施例。
[0049]圖12是制造圖11中示出的太陽能電池模塊的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0050]旨在結合附圖來閱讀示例性實施例的描述，附圖被認為是整個書面說明的一部分。在描述中，諸如“下部”、“上部”、“水平的”、“垂直的”、“在…之上”、“在…之下”、“向上”、“向下”、“頂部”和“底部”的關系術語及其派生詞(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)應被解釋為是指如隨后所述的或者如論述中的附圖所示的方位。這些關系術語是為了便于描述，但并不要求在具體方位上構造或操作裝置。除非另有明確描述，否則關于附接、連接等(諸如，“連接的”和“互連的”)的術語是指其中結構直接地或通過中間結構間接地固定或連接至另一個結構的關系，以及二者均是可移動的或剛性的連接或關系。
[0051]圖1A至圖1J示出了制造太陽能電池模塊100的各個步驟。太陽能電池模塊100包括實心圓柱形襯底110、環(huán)繞襯底110的背接觸層120、環(huán)繞背接觸層120的吸收層130、環(huán)繞吸收層130的緩沖層140、環(huán)繞緩沖層140的前接觸層150以及包圍太陽能電池模塊的共形聚合物層170，從而形成太陽能電池模塊100。
[0052]圖1A和圖1F示出了襯底110。襯底110具有呈實心棒的形式，并且可包括諸如玻璃的任何合適的襯底材料。在一些實施例中，襯底110包括諸如鈉鈣玻璃的玻璃襯底、柔性金屬箔或聚合物(例如，聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯萘(PEN))。其他實施例還包括其他襯底材料。
[0053]圖1B和圖1G示出了環(huán)繞襯底110所施加的背接觸層120。背接觸層120包括諸如金屬的任何合適的背面接觸材料。在一些實施例中，背接觸層120可以包括鑰(Mo)、鉬(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、鎳(Ni)或銅(Cu)。其他實施例還包括其他的背面接觸材料。在一些實施例中，背接觸層120的厚度在約50nm至約2 μ m的范圍內(nèi)。在一些實施例中，通過濺射來形成背接觸層。
[0054]圖1C和圖1H示出了環(huán)繞背接觸層120所施加的吸收層130。在一些實施例中，吸收層130包括諸如P型半導體的任何合適的吸收材料。在一些實施例中，吸收層130可以包括黃銅礦基材料，例如，該材料包括Cu (In, Ga) Se2 (CIGS)、碲化鎘(CdTe)、CuInSe2 (CIS)、CuGaSe2 (CGS)、Cu (In, Ga) Se2 (CIGS)、Cu (In, Ga) (Se, S) 2