[发明专利]使用单石模块组合技术制造的光伏打模块

说明书

交互参照相关申请案

本申请案主张申请于2008年4月29日的名称为“Photovoltaic Modulesusing Monolithic Module Assembly”的美国临时专利申请案序列号第61/048,898号案与申请于2008年9月2日的名称为“Photovoltaic Modulesusing Monolithic Module Assembly Techniques”的美国临时专利申请案序列号为61/093,673号案的申请权益，且其等的说明内容在此以参考方式并入此文。

发明背景

发明领域(技术领域)：

本发明包含使用单石模块组合组态与方法制造太阳能电池模块的方法。

相关技术描述

注意到，以下的讨论涉及按作者及出版年份的一些出版物，且因为近期的出版日期，某些出版物不会被认为是相对于本发明的先前技术。在此对这些出版物的讨论是为了提供更完整的背景，而不应被解读为承认这些出版物为先前技艺，以做为判定专利性的目的用。

硅晶体光伏打太阳能电池是电连接至一电路以产生系统性能可接受的电压。该太阳能电池电路提供了其它的必须功能，例如当在该电路中的一太阳能电池处于阴暗处时限制其内部加热的旁通二极管。该光伏打模块把该太阳能电池封装在一封包中以进行环境保护。典型地，该光伏打模块使用一玻璃封盖、聚合物、及一背薄片封装该太阳能电池电路。典型地，该封装程序是以一层压步骤来执行，该层压步骤是在真空中将压力及温度施加至该玻璃/聚合物/电池/聚合物/背薄片层次结构上。为了处理的方便、机械强度、及安装该光伏打模块的位置，该光伏打模块通常包括围绕着该被封装电池组合的一框架。典型地，该光伏打模块还包括一“连接盒”，在此电连接该完整的光伏打系统(“缆线”)的其它组件。

典型的光伏打模块制造顺序为该太阳能电池电路的组合、该层次结构(玻璃、聚合物、太阳能电池电路、聚合物、背薄片)的组合、及该层次结构的层压。最后的步骤包括安装该模块框架与连接盒，以及测试该模块。典型地，该太阳能电池电路的制造是使用自动化工具(串接机“stringer/tabbers”)来将铜(Cu)平坦带线与所述这些太阳能电池电性串联(“互连”)。几条串联的太阳能电池然后是与宽的Cu带(“总线”)电连接以形成该电路。这些总线将电路从该电路中的几个点带入该连接盒，以提供给该旁通二极管及提供给所述这些缆线连接。当今主要的太阳能电池在相反面上具有触点。

此工艺的限制如下：

●由于电连接串联的太阳能电池的工艺难以自动化，因此stringer/tabbers的处理能力有限且价格昂贵。

●在该层压步骤之前的所述这些已组合太阳能电池电路是相当脆弱的。

●该Cu带互连体必须是窄的以避免反射太多的光线，且不能太厚否则它变得太硬且给该电池施加了压力。最终结果是限制该Cu互连体的传导性，且巨大的互连体会引起电力损耗。

●以上的限制使得该工艺难于使用薄的硅晶体太阳能电池。使用较薄的硅能够降低该太阳能电池的成本。

●在太阳能电池之间空间必须足够大来消除该Cu互联机路造成的应力，因此在太阳能电池之间未被使用的空间降低了该模块效率。

●该工艺包含很多步骤，因此增加了制造成本。

背接触太阳能电池在该背表面上具有负极性触点及正极性触点。在相同面上具有两种极性触点简化了所述这些太阳能电池的电性互连。也使新的组合方案及新的模块设计得以实现。在此以参考方式并入的美国专利号第5,951,786号案与第5,972,732号案中所揭露的“单石模块组合”，或“MMA”，其涉及在相同的步骤中进行该太阳能电池电气电路与该层压的组合。典型的单石模块组合始于具有一图案化的电气导体层的一背薄片。在印刷电路板及软性电路产业中，在软性大面积基板上生产这样的图案化导体层是习知的。该背接触电池是通过使用一捡取-放置工具而放置在该背薄片上。这些工具是习知的并具有高产能且非常精确。在该层压步骤期间，所述这些太阳能电池连接至该背薄片上的所述这些图案化导体上；该层压封包及电路然后以单一个简单的自动化步骤而被生产。该背薄片包括如在该层压温度-压力循环期间形成该电性连接的焊料或传导性黏合剂(电气连接材料)的材料。该背薄片及/或电池可另外选择包括一电性绝缘层，以阻止在该背薄片上的导电体与在该太阳能电池上的导电体之间形成短路。一聚合物层可设置在背薄片与该太阳能电池之间以进行封装。此层提供了该太阳能电池与该背薄片之间的低应力黏合。此封装层可提供开路通道(openchannel)，以提供所述这些太阳能电池与该导体层之间的电连接的实现。