[发明专利]光伏器件和封装的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏(photovoltaic)器件、一种封装光伏器件的方法以及用于封装光伏器件的覆盖的用途。

背景技术

太阳能电池通常由基板上布置的光伏层形成，并且将其封装以防止环境的影响。在接收光侧上提供覆盖，其通常为透明材料，尤其经常使用钢化玻璃。

通常将薄膜太阳能电池布置在玻璃基板上。在薄膜太阳能电池中，光伏层是一种薄膜，其包括一个或多个形成光敏pn结的薄层且包含必要的电极。特殊的薄膜太阳能电池是所谓的黄铜矿(chalkopyrite)或I-III-VI太阳能电池。另外的薄膜太阳能电池是非晶硅太阳能电池。

太阳能电池的光伏层通常没有覆盖整个基板区。具体地，在沿着基板周围的边界区域中不布置光伏层，或者在封装之前，例如在该区域中通过激光清除而将其从该区域中去除。

对于封装来讲，能够沿着基板的周围布置诸如聚合带之类的聚合密封材料，并且将覆盖层叠到具有光伏层的基板上。

能够将多个太阳能电池布置在普通覆盖下以形成太阳能模块。可以将太阳能电池或太阳能模块布置在框架中。在说明书中和在权利要求中将使用光伏器件的表述来通常地表示太阳能电池、太阳能模块或产生光伏能量的其它器件。

封装将防止光伏器件受到诸如机械冲击、温度波动和潮湿之类的环境影响。光伏器件必须通过诸如IEC 61646的潮湿漏电流之类的质量检测。商用光伏器件通常以10至25年的保质期来销售，所以对长期耐久性的要求较高。

2005年1月3-7日，在佛罗里达的奥兰多举办的第31次IEEE光伏专家会议的学报的、Robert Wieting等人的“CIS THIN FILMMANUFACTURING AT SHELL SOLAR：PARTICALTECHNIQUES IN VOLUME MANUFACTURING”文章中，陈述了覆盖玻璃可以选择性地利用黑釉料周边而丝网印刷在内部表面上，从而提供更为美观的外观——如同用在汽车挡风玻璃上的那些一样。

本发明的目的在于提高封装的光伏器件的稳定性，尤其是长期耐久性，特别是针对黄铜矿(chalkopyrite)光伏器件。

发明内容

本发明提供了一种在基板和覆盖板之间包括薄膜光伏层的光伏器件，所述覆盖板在所述光伏层上方的区域中是透明的，其中该覆盖板与所述光伏层重叠，并且其中所述覆盖板在与所述光伏层相邻的区域中是不透明的，其中在所述不透明区域中，所述覆盖板至少在面向所述基板的一侧上被涂覆，或者该覆盖板具有改变(modified)的主体，以使其在该区域中是不透明的。

本发明还提供了一种在基板和覆盖板之间包括薄膜光伏层的光伏器件，所述覆盖板在所述光伏层上方的区域中是透明的，其中该覆盖板与所述光伏层重叠，并且其中所述覆盖板在与所述光伏层相邻的区域中是不透明的，其中在所述不透明区域中，所述覆盖板至少在背向所述基板的一侧上被涂层所涂覆，并且其中所述涂层不是带。

申请人意识到在与光伏层相邻的区域中的不透明覆盖板有助于提高封装的光伏器件的稳定性。可以以这种方式解决的特定问题是热应力。光伏层通常是暗的，而在黄铜矿光伏器件的情况下，基本上是黑的。没有被光伏层覆盖的区域通常颜色更浅或透明。所以，在阳光的辐射下，使得光伏器件区域和其余的区域受热不同，从而导致热应力。这对于易碎基板的边界区域是特定的问题。对于薄膜光伏器件来讲，经常将非钢化的浮法玻璃用作基板。将浮法玻璃经常切割成在周围出现微裂纹的大小。在边界区域中的热应力可以导致基板的肉眼可见的裂纹。不透明覆盖减轻了这种问题，这是因为由于在与光伏层区域相邻的区域中太阳光也被吸收，由此减少了热应力的不均匀性。

通过本发明可以减轻的进一步的问题是尤其沿着太阳能电池或模块的边缘的材料的光(包括紫外(UV)光)降解，所述材料特别是聚合物材料。这种聚合材料可以是施加在光伏层和覆盖板之间的诸如EVA(乙烯醋酸乙烯酯)或PVB(聚乙烯醇缩丁醛)之类的叠片箔、尤其是例如为了密封防止潮湿的侵入可以施加在基板周围的聚合密封剂。随着时间的推移使许多聚合物降解，而经常由于光、尤其是UV辐射引起降解。不透明覆盖可以阻挡辐射到聚合物的光，尤其是到聚合物的UV辐射，从而阻止或防止在不透明区下、优选地沿着边缘(在该区域中的边缘密封和/或部分叠片箔)的降解。

合适地是，不透明区基本包括可以接收光的所有区域，并且在该区域下不存在光伏层。这样最大化了上述的有益效果。同样合适地是，不透明区域与光伏层在实际可能的生产容差内仅最小地重叠，从而最小化光伏器件效率的任何损失。