[发明专利]包括背接触式太阳能电池的光伏模块用背板

说明书

技术领域

本发明涉及光伏模块领域。特别地，本发明涉及光伏模块中使用的新型背接触式背板（back-contact back-sheet）领域。

更具体地，本发明涉及待应用于包封（enclose）有多个背接触式太阳能电池的光伏模块用背接触式背板的表面的背接触式背板。

背景技术

太阳能电池用于借助光伏效应将阳光转换成电能。因此，太阳能电池是用于代替化石燃料的最有前景的替代能源之一。太阳能电池由半导体材料形成并且被组装以形成所谓的光伏模块，该光伏模块继而被分成组以形成待典型地安装于建筑物屋顶或类似地点的光伏电站。

为了形成光伏模块，通过被称作“带”的适当导电体串联成组的太阳能电池组借助于诸如乙烯和醋酸乙烯的共聚物（通常称为EVA）等的封装（encapsulating）材料被典型地封装。然后，包封太阳能电池的封装材料被插入表面层和基层或表面层和背板之间，从而完成光伏模块。

典型地模块的由玻璃制成的表面层或主表面覆盖模块的暴露于太阳的表面，并且使得阳光能够到达电池。另一方面，背板执行多项任务。背板确保封装材料和太阳能电池不受环境因素的影响，同时防止电气连接被氧化。特别地，背板防止与大气条件有关的湿气、氧气和其他因素损坏封装材料、电池和电气连接。背板还为电池和相应的电路提供了电绝缘。此外，背板由于美观原因必须具有高的不透明度，并且由于功能原因在朝向太阳的部位必须具有高的反射率。

在包括传统太阳能电池的光伏模块中，电气连接出现在电池的前侧和后侧这两侧，由此引起遮光问题。特别地，前侧电极、即暴露于光辐射的电极借助于被称作“H图案化”的技术被电接触，由于存在的金属走线（metallic trace）遮蔽入射到电池的前表面的光，所以引起暴露于光辐射的表面的遮光。因此，传统电接触使得太阳能电池和模块的效率低下。

背接触式电池是更高效的并且性价比高的新一代光伏电池，其中，与电池的两个电极的接触被转移到电池的背侧、即不暴露于光辐射的那侧。

在背接触式电池的众多系列中，金属穿孔卷绕（Metallization Wrap Through，MWT）电池被证明是特别高效的并且易于实现。在MWT电池中，与前侧电极的接触借助于贯穿半导体基板的厚度延伸的通孔被转移到背接触式电池的后侧。

背接触式电池提出了与适于容纳背接触式电池的模块的设计和结构有关的新的技术问题。例如，背板必须设计成支撑连接电路，与电池的两个电极（基极和发射极）的连接在该连接电路上实现。该问题的一个解决方案是所谓的背接触式背板，背接触式背板是连接电路直接实施在背板的面向电池的表面的传统背板的改进。

在图1中示出了包括背接触式太阳能电池的光伏模块的结构。

背接触式电池600被配置在上封装材料层450和下封装材料层400之间。然后，电池600和封装材料层400、450被包封至表面层800和背板200之间，其中，表面层800典型地由玻璃或透明且抗反射的材料制成，背板200可以是背接触式背板。

在图1中还可以看见导电材料构成的连接电路220c连接到太阳能电池的电极的路径。如果背板200是背接触式背板，则连接电路220c直接形成在下层绝缘基板的表面上并牢固地固定到该表面。连接电路220c被用于确保与太阳能电池600的两个电极（即与基极和发射极）的电接触。特别地，导电材料的路径设置有焊盘222，以标记连接电路的待与形成在电池600的表面上的电极之一的触点电连接的点。

诸如图1所示的光伏模块的组装过程典型地以如下所述的方式进行。

待配置在电池600和背板或背接触式背板200之间的下封装材料层400被穿孔，使得在完成模块之后，形成在下封装材料层400中的孔与配置了用于和电极接触的焊盘222的区域相对应。然后，将穿孔的封装材料层400置于背板或背接触式背板200上，使得下封装材料层400的孔以使得焊盘222朝外侧露出的方式与焊盘222对应或对准。

然后，将一块或一滴导电材料沉积到形成在背板或背接触式背板200的表面上的连接电路的导电路径的焊盘222上。焊盘222的表面通过下封装材料层400的孔保持露出。沉积到焊盘222上的导电材料例如可以包括已知为“导电粘合剂”（ECA）类型的导电膏。