[发明专利]具有集成电子器件的薄膜光伏模块及其制造方法

说明书

本公开提供了一种薄膜光伏模块，其包括在电绝缘基板上的多个串联连接的薄膜光伏电池，并包括与薄膜光伏模块集成并位于薄膜光伏模块的侧向边缘处的至少一个电子设备。该至少一个电子设备的第一设备电极借助于第一导电线被电连接到第一薄膜光伏电池的透明前侧电极，并且该至少一个电子设备的第二设备电极借助于第二导电线被电连接到第二薄膜光伏电池的透明前侧电极。本公开进一步提供了一种用于制造具有集成电子设备的薄膜光伏模块的方法。

领域

本公开涉及一种薄膜光伏模块，该薄膜光伏模块包括至少一个集成电子设备，诸如例如旁路二极管或电子开关。

本公开进一步涉及一种用于制造此类具有集成电子设备的薄膜光伏模块的方法。

背景技术

具有集成旁路二极管的薄膜光伏模块以及用于将旁路二极管集成在薄膜光伏模块中的方法是已知的。薄膜光伏模块通常包括整体地集成在基板上并以串联方式电连接的多个薄膜光伏电池。可添加旁路二极管以保护光伏电池免受反向偏置击穿，这可例如在部分模块被遮光的情况下发生。当一个或多个电池被遮光时，由与被遮光的电池串联连接的电池所生成的部分电流被排出到所连接的旁路二极管，从而降低了(诸)被遮光的电池上的反向电压。如此，限制了通过(诸)被遮光的电池的电流，并且避免了或显著减小了这些电池被永久损坏的风险。

WO 2010/077952 A1公开了一种薄膜光伏模块，其包括电连接至少两个薄膜光伏电池的导电背表面的至少一个集成旁路二极管。旁路二极管和光伏电池被封装并包封有保护壳，使得至少一个旁路二极管被放置在至少一个光伏电池和底部保护片之间。WO 2010/077952 A1中描述的解决方案仅可被用于其中薄膜光伏电池被制造在导电基板上的实施例中，其中各光伏电池首先被单独制造并然后通过架线(stringing)或铺瓦(shingling)被互连。此解决方案不适用于其中薄膜光伏电池被整体地集成在基板上的薄膜光伏模块。

对于整体地集成在诸如例如玻璃基板之类的非导电基板上的薄膜光伏电池，在电池制造后不可接近后侧触点。在这种情况下，可考虑将旁路二极管放置在薄膜光伏模块的前侧并将它们电连接到电池的前侧触点。然而，这种方法会导致附加的被遮光损失，这是不合需的。

作为替换方案，在这种情况下，可考虑将旁路二极管放置在光伏模块的边缘处并在模块边缘处将它们电连接到前侧触点。串联连接的薄膜光伏电池通常具有在3mm至9mm之间的范围内的电池长度和在50cm至160cm之间的范围内的电池宽度。多个电池(例如60至100个电池)以串联方式(在其长度方向上)被连接以便形成具有例如在30cm至90cm之间的范围内的模块长度和在50cm至160cm之间的范围内的模块宽度的薄膜光伏模块。薄膜光伏电池的前侧电极通常由光学透明的导电氧化物形成，该导电氧化物具有在0.2至1mOhm cm之间的范围内的电阻率，这通常导致每平方5到50Ohm的片电阻。由于这种相对较高的电阻，在这种光伏模块的侧向边缘处放置旁路二极管可能无法充分保护位于模块的相对侧向边缘附近的被遮光区域(即，位于距旁路二极管相对较远的距离处)，因为将排向旁路二极管的电流需要被引导通过(例如达160cm长的)前侧电极。这可能导致被遮光区域和旁路二极管之间的电流路径的电阻大于通过被遮光电池的电流路径的电阻，并且旁路二极管可能因此失效。

已经提出了具有光伏电池的可重构布置的光伏模块。在这种可重构的光伏模块中，电池或电池组之间的电连接可被适配，使得电池或电池组可以按串联或并联方式被电连接，和/或电池或电池组之间的混合串联/并联连接可被建立。这可例如在光伏系统的操作期间允许例如响应于部分模块被遮光或非均匀的模块照明来适配电池或电池组之间的电连接。优点在于，这可导致模块或系统的更高性能(更高能量产出)。可通过在电池或电池组之间连接电子开关来获得可重构性。其他电子设备，诸如例如DC/DC转换器也可被集成到模块中，并被连接在电池或电池组之间。但是，将这种电子设备集成在薄膜光伏模块的边缘可能会遇到高电阻问题(类似于上文描述的集成旁路二极管的情况下的高电阻问题)，从而导致失效或不当操作以及高电阻损失。