[发明专利]光伏模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由至少一个太阳能电池和一个载体结构制成的光伏模块，所述太阳能电池与所述载体结构通过空隙隔开，仅在各独立的点处存在所述太阳能电池和所述载体结构之间的整体连接。由此，提供了其中用于整体连接的接触材料的量显著减少的光伏模块。

背景技术

太阳能电池必须固定在载体结构上以便构造太阳能模块。该载体结构有助于各个电池以及电池相互位置的稳定性，并保护电池免受临界机械应力的损害，还可能保护电池免受腐蚀性物质，例如水或氧气的扩散的损害。同样，载体结构能够实现电绝缘。

通常正面玻璃片用作载体结构。然而同样还可能使用背面载体结构，例如金属片，它能够将热从太阳能电池传导到背面介质作为太阳能热使用。

由于太阳能电池在工作期间必须耗散相当数量的热，在太阳能电池和载体结构之间的良好的热传递是有利的。太阳能电池的电输出具有负温度系数，此外，高温使使用的光伏模块的材料承受应力。特别地，在组合的太阳能热应用以及集中器应用的情况下存在对温度或热耗散的高要求。

可基于硅或铜设计的太阳能电池以及可由玻璃、铝或铜制造的载体结构之间的线性热膨胀差异问题必须得到解决，否则热机械应力会引起材料失效。太阳能电池离载体结构越近（这能实现改善的热传递），在该系统中的热膨胀差异的均衡就会越难。

在现有技术中，太阳能电池通常层压在玻璃片上，使用具有大约500μm的典型层厚度的密封材料。在背面，借助相同的密封材料施加背面薄膜。这样的系统在WO 00/46860和EP 1 030 376号专利中公开。由于热机械应力，对于这样的系统减少密封材料的层厚度是不可能的。因此，这样的系统的主要缺点是每表面面积的密封材料的高材料消耗。在集热器上应用太阳能电池时，由于至少150℃这样的显著更高最大温度，层厚度甚至必须增加的更多。在现有技术中，具有大约0.2到0.3W/(nK)的导热率的乙烯醋酸乙烯酯作为现有密封材料使用。由此导致太阳能电池和载体结构之间大约500W/（m²K）的热传递系数。对于750W/m²的热流，1.5℃的温度差异因此是必须的。在层厚度加倍的情形下，其增加到3℃。

发明内容

由此，本发明的目的在于提供一种光伏模块，该光伏模块能够显著减少要使用的密封材料的量，同时确保改善避免热机械应力损害的保护和改善热传递。

该目的由具有权利要求1的特征的光伏模块和由具有权利要求12的特征的该光伏模块的制造方法实现。进一步的从属权利要求呈现了有益的改进。

根据本发明，提供了一种由至少一个太阳能电池和一个载体结构制成的光伏（PV）模块，所述太阳能电池与所述载体结构通过空隙隔开或者所述太阳能电池位于所述载体结构上的区域中并且该至少一个载体结构具有至少一个局部限定的凹陷。在该凹陷中，由接触材料制成的弹性整体连接设置在所述太阳能电池和所述载体结构之间。

因此，根据本发明的方案，所述太阳能电池在特定点连接到所述载体结构，使得在这些整体连接之外，在太阳能电池和载体结构之间能够生成最小的空隙。

基本构思是基于通过所述载体结构中的局部凹陷在特定点的连接位置实现增加的间隙宽度。增加的间隙宽度能够均衡由凹陷内部整体连接的接触材料的变形导致的热机械位移。

优选地，在所述太阳能电池和所述载体结构之间的整体连接基于物理和/或化学相互作用。这里特别包括胶合连接。由此，所述整体连接由接触材料构成，接触材料优选由耐热弹性塑料材料构成。这里优选包括基于有机硅、聚酯、聚氨酯、丙烯酸脂、丁基、醋酸盐、氟的橡胶材料。

基于根据本发明的方案，在所述载体结构和所述太阳能电池之间的间隔能够减小到小于50μm，尤其能够减小到0.1μm到10μm。

所述载体结构因此具有局部凹陷，在它们的几何结构方面可以任意选择。所述局部凹陷优选具有50到500μm的深度。

优选地，所述局部凹陷是钻孔的和/或冲压的。据此还可能在所述太阳能电池和/或所述载体结构上设置具有通孔的板。

优选地，所述载体结构由玻璃、塑料材料或金属构成。这些材料中，背面优选特别是铝片、铜片或钢片。正面优选玻璃或透明塑料材料，例如丙烯酸脂、聚碳酸酯。

进一步优选的是，所述载体结构和/或所述太阳能电池涂覆有用于电绝缘的层，特别地，该层由金属氧化物或有机材料，例如涂料制成。