[发明专利]改进的光伏电池组件

说明书

优先权要求

本申请要求美国临时申请号61/380,457(2010年9月7日提交)的申请日权益，所述美国临时申请的内容在此以其全文通过引用并入。

发明领域

本发明涉及改进的光伏(PV)电池组件，更具体地涉及使用折叠或弯折的导电元件将底部导电基底与相邻电池的顶部导电结构相连接而将多个电池互连的改进的光伏电池组件。

背景技术

薄膜太阳能电池提供了几种优点，特别是当用于建筑集成的光伏应用，即例如作为屋顶瓦或外墙覆盖材料集成到建筑结构中的装置时。一种这样的优点是这些组成具有用于吸收入射光的高横截面积。也就是说，非常薄的光伏层能够吸收相对高百分率的入射光并将其转化成电力。例如，在许多薄膜太阳能电池装置中，光伏层可以具有约1μm至约4μm范围的厚度。这些薄层允许整合了这些层的装置为柔性的。

光伏电池装配的常规方式是所谓的串-接片(string&tab)方法，其中使用锡或焊料涂覆的扁平线(总线)条将太阳能电池彼此相连接，并通过焊接和/或其他胶粘材料例如导电环氧树脂将其粘结。导线条带通常粘结到施加于电池表面的导电格栅上的汇流条位置。据信，导线的横截面可能受到限制，因为较厚的电线硬度过高，而薄和宽的导电遮挡过多的光。最终结果是互连电阻损失以及被条带阻挡的电池活性表面积的量可能造成光伏电池组件(且因此PV装置)的性能的显著降低。串和接片方法特别适合用于其中光伏电池是刚性的光伏应用中。该方法可能难以用于薄膜太阳能电池，因为得到的电池串联串可能易碎，并且易于发生PV条带与太阳能电池之间接触的丧失。此外，PV装置表面上的大的总线条的外观对于顾客来说可能不够美观。

一种将薄膜太阳能电池互连的方式是所谓的“搭叠(shingling)”方法，其中一个太阳能电池的底部导电表面与相邻电池的顶表面相接触。同样，这种方法可以导致在器件之间易于丧失接触的太阳能电池互连。

与这种技术有关的文献包括如下专利文献：U.S.6,936,761，U.S.7,022,910，U.S.7,432,438，U.S.公开2007/0251570，2009/00025788和2009/0255565，所有专利文献在此为所有目的通过引用并入。

发明概述

本发明涉及解决上面段落中描述的至少一个或多个问题的改进的光伏电池组件。

据信，本发明与现有技术相比的一个潜在优点是，本发明的光伏电池组件以使得太阳能电池的水平平面不需要基本上共面来维持光伏电池之间的电学连接的方式进行构造和配置。这在由柔性太阳能电池提供的柔性之外，还在模块的灵活性方面提供了额外的自由度。额外的灵活性由优选围绕纵轴(即与最长维度平行的轴)折叠(或弯折)至少一次的导电互连元件提供。设想所述折叠(或多个折叠)可以不在导电互连元件的中心和/或沿着其纵轴的位置，只要它折叠至少一次即可。本文描述的光伏电池组件也没有阻碍光进入电池的大的总线条。缺少总线条也使PV装置与使用串和接片方式制备的常规产品相比在美学上更有吸引力。此外，使用这种方法可以通过取消常应用于使用串和接片方式制备的光伏电池组件的大的银汇流条而减少施加格栅时银导电墨的用量。设想在施加导电元件后，可以将电池串包封在聚合物层压体(laminate)中。设想的另一个优点是与胶粘剂或焊接连接相比可以对热循环和湿热处理具有提高的耐受性，所述胶粘剂或焊接连接在这些类型的环境压力下可能易于降解。

因此，根据本发明的一个方面，设想了一种光伏电池组件，其包括至少多个光伏电池，所述电池包括至少具有顶表面的光活性部分、所述顶表面上的顶部集电结构和所述光活性部分的与所述顶表面相反的侧面上的相反导电基底层；具有第一表面的第一导电元件，其中所述第一导电元件弯折至少一次；所述第一表面与第一光伏电池的所述顶部集电结构和/或所述顶表面以及相邻的第二光伏电池的相反导电基底层相接触；此外，其中所述第一表面的至少一部分通过胶粘剂与所述电池保持接触。