[发明专利]用于光伏电池模块背接触的复合系统

说明书

本发明涉及一种用于光伏电池模块背接触的复合系统，其由具有导体电路结构的金属箔和至少一层电绝缘且稳定的聚合物层组成，该聚合物层施加在金属箔上并且与金属箔以粘合的方式连接在一起。稳定的聚合物层的主要目的在于使得结构化的导体电路机械稳定，从而在出现例如由于在层压过程中或运行时出现的温度升高而触发的剪切力时使导体电路不移动。

技术领域

本发明涉及一种用于光伏电池模块背接触(back contacting)的复合系统，该复合系统由具有导体电路结构的金属薄箔和至少一层电绝缘且稳定的聚合物层构成，该聚合物层施加在金属薄箔上并且与所述金属薄箔粘合地(adhesively)连接在一起。

背景技术

在光伏电池模块(PV模块)中，组合使用具有不同热机械特性，如热膨胀系数和弹性系数的材料(玻璃、电池单元Si、金属、由塑料层组成的嵌入材料)。

通常来说，在真空层压过程中制造PV模块，在该过程中，在温度和压力的作用下，各个塑料层彼此连接。不同材料的不同热机械特性则导致在模块中出现压力，这产生了在各个层之间的剪切力。

在使用背接触的电池单元时，为了连接电池单元通常使用大面积的互连结构(interconnect structures)，因为这些互连结构允许减少欧姆损失。已知的是，例如所谓的“传导背板”，例如在文献EP 2 810 539 A1或文献EP 2 618 381 A1中所描述的。例如，专利申请文献WO 2011 003969 A2中描述了一种用于PV模块的复合系统，其中，所述复合系统由承载箔、施加至承载箔上的金属箔和绝缘层组成，所述绝缘层施加到所述金属薄箔上并且防止电池单元与金属箔之间的短路。除了良好的电绝缘值之外，该绝缘层也具有机械屏障的功能，这阻止了电池单元的金属背侧的导电颗粒或不平坦部分被推过绝缘层并且因此引起短路。

现有技术中已知的PV模块的缺点在于，根据用于绝缘层的塑料的选择或如果存在承载层的情况下对承载层的塑料的选择，这些条件在真空层压过程(尤其升高的温度)会导致所提及的层的过度软化。通过不同的热膨胀系数在层之间产生的力，则可导致导体电路在金属层之间相对于彼此移动并且甚至彼此接触，并且由此触发短路。此外，绝缘层可在局部失去其屏障特性，这可导致在导体电路与电池单元背侧之间的短路。

太阳能模块的美感在，例如建筑集成领域中具有重要意义。在模块中其中一个最重要的光学特征就是颜色。因此，能够对从电池单元的间隙中的前部可见的绝缘层或导体电路进行染色将是有利的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于PV模块背接触的复合系统，其防止导体电路在金属层中移动以及绝缘层失去屏障功能，由此，避免短路的出现。另一个目的在于，给出了这种可行性，即，制造一种PV模块，其满足了所希望的连续着色的要求并且绝缘层和导体电路在颜色上不再彼此不同。

为了解决现有技术中已知的问题，本发明现在提出了一种在制造PV模块时用于接触的特殊的复合系统。

根据本发明的用于光伏电池模块背接触的复合系统，该复合系统包括：金属箔，该金属箔具有导体电路结构；以及至少一层电绝缘且稳定的聚合物层，该聚合物层施加在金属箔上并且与金属箔粘合地连接在一起。稳定的聚合物层的主要目的在于使得结构化的导体电路机械稳定，从而在出现剪切力时(例如由于在层压过程中或运行时出现的温度升高而触发)阻止结构化的导体电路移动。

根据本发明，优选地是，复合系统额外地还包括聚合物复合体(polymercomposite)，其至少由两层聚合物层组成。一方面，该聚合物复合体应具有密封性，即与光伏电池形成一粘合连接(adhesive connection)。此外，聚合物复合体具有屏障功能并且实现了复合系统的电绝缘。