[发明专利]带有不连续导体的光伏电池

说明书

本发明涉及在光伏设备上实现一个或多个电导体的方法以及包括这种方法的光伏电池的制造方法，该光伏设备特别适用于在光伏电池上实现收集导体。本发明还涉及实施这种方法的光伏电池的生产单元以及通过这种方法获得的光伏电池。

光伏电池借助半导体材料（通常为硅片，英语名称也叫“wafer”）制成的板而被制造。这种制造尤其需要在该板表面上形成电导体。图1示出按照现有技术的这种板1的表面，其包括宽度细小的称为收集导体2或收集触头的第一平行导体，其功能在于收集由光在硅中产生的电子。板1的表面还包括朝向垂直于收集导体2的方向的更宽的其它平行导体3（通常称为汇流条），其功能在于把更高的电荷从光伏电池导向光伏电池。所有这些导体2、3通过不同的技术获得，从而能够形成连续的导线，以连续的方式延伸在板的所有长度和宽度上。

为了实现这些导体，现有技术的方法包括例如以一种或两种丝网印刷法通过在板上进行丝网印刷来沉积导电墨。这种方法不允许获得理想的几何形状，尤其当涉及所沉积的墨层的高度和规则性时，并且不允许形成性能足够好的导体。实际上，这些导体的电性能对于其几何形状十分敏感，且尤其对于厚度/宽度比率十分敏感，厚度在垂直于板1的垂直方向上测量，而宽度在与导体相切的水平方向上测量。

在变型中，文献EP0729189提出使用其它印刷技术来实现这些导体，其包括由镂花模板(pochoir)或金属带条代替丝网印刷的掩模织物，其中实现了横向开口。然而，为了在印刷时不让这些金属掩模变得脆弱并获得优化的性能，不可能实现太大表面的开口且该方法需要基于两个互补的不同的掩模来进行至少两次印刷的叠加。因此，该方法依然复杂且成本高。

另一方面，更宽的导体3通常基于覆盖焊接合金的铜带而被覆盖有在整个长度上被焊接由铜制成的金属带。该金属带延伸在电池的整个长度上并且作为电池彼此之间的连接件，其中这些金属带被焊接以保证多个电池的电连接，从而构成光伏模块。

这样的铜带在光伏电池上的固定如下进行：把该铜带设置在导体3上，随后使不同的焊接头接近成为抵靠，焊接头的通常由红外线或热空气传播的热量允许获得铜带在整个长度上的焊接，铜带的热传导有利于热量在其整个长度上的传播并且因此焊接的连续实现。由此获得焊接在光伏电池的前表面上的在导体3的整个长度上的铜带。

用于构成模块的多个电池的互连也可以通过不同铜带之间的焊接而进行。在这些焊接时温度的增加以及光伏电池的不同材料的膨胀系数的差别意味着光伏电池的结构的损坏风险：事实上，偶尔会在硅结构中出现微裂纹。此外，光伏电池也在其简单的使用中承受由温度变化导致的应力，因膨胀现象，所以提高了电池的劣化风险。这些风险随着所使用铜带的厚度的增加而增加，且可能导致显著地降低光伏设备的性能。此外，如今电池越来越薄，因而对应力越来越敏感，且由于这些电池的转换效率的提高，铜带为响应于电流增加的问题而越来越厚。

因此，本发明的总体目的在于提出减少现有技术的解决方案的缺点的在光伏设备的板上实现电导体的解决方案。

更确切地，本发明力求达到以下的全部或部分目的：

本发明的第一目的在于提出在光伏电池上实现电导体的解决方案，允许优化所得的光伏电池的性能。

本发明的第二目的在于提出在光伏电池上通过具有高生产率、性能好且经济的方法实现电导体的解决方案。

为此，本发明涉及光伏设备的解决方案，该光伏设备包括设置在板上、朝向第一方向的、不连续的且在互连区处中断的多个第一导体，和至少一个第二导体，至少一个第二导体在互连区处实现第一导体之间的电连接。另一方面，该方案使用固定在至少一个电导体上的至少一个金属带或绳，该至少一个金属带或绳包括固定区和非连接区，至少一个金属带或绳在固定区中在机械和电气方面与电导体连接以及在非连接区中在机械方面不与电导体相连。

更特别地，本发明由权利要求限定。

本发明的这些目的、特征和优点将在以下参照附图以非限定性方式对具体实施方式的描述中被详细说明，在附图中：

图1示意地示出按照现有技术的光伏电池的表面上的导体。

图2示意地示出按照本发明第一实施方式的光伏电池的表面上的导体一部分。

图3a示意地示出按照本发明第一实施方式的光伏电池的表面上的导体的所谓互连区的放大区。

图3b示意地示出按照本发明第一实施方式的变型的光伏电池的表面上的导体的互连区的放大区。

图4至图7示意地示出分别按照本发明第一实施方式的四个变型的光伏电池的表面上的导体的互连区。