專利名稱：太陽能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池模塊，具有兩塊相對的玻璃基片，所述玻璃基片的邊棱段利用一密封的間隔框相互連接，并且在其充氣的中間室內(nèi)與玻璃基片保持一定間隔地設(shè)置有多個太陽能電池，其中太陽能電池通過設(shè)置在玻璃基片上的帶狀導(dǎo)線相互電連接。
例如在EP-A-0525225中對這種太陽能電池模塊已做了記載，所述模塊設(shè)置在玻璃基片上，玻璃基片由4mm厚的硬化的太陽能玻璃構(gòu)成。在玻璃基片上層壓一層結(jié)構(gòu)，該層結(jié)構(gòu)由一第一塑料膜、相互導(dǎo)電連接的太陽能電池、第二塑料薄膜和一作為覆蓋膜的復(fù)合膜構(gòu)成。層壓是在高溫和真空的條件下實現(xiàn)的，其中塑料薄膜相互焊接在一起并與玻璃基片構(gòu)成一固定的復(fù)合體。
另一方面，在DE-4128766中公開了一種具有多個連接成一太陽能電池環(huán)的太陽能電池的太陽能電池模塊。其中透明的支承片上帶有一篩網(wǎng)印刷電路系統(tǒng)。其中太陽能電池的背面觸點在太陽能電池環(huán)內(nèi)與篩網(wǎng)印刷電路系統(tǒng)觸接。太陽能電池的正面觸點在太陽能電池環(huán)內(nèi)分別視相互的和/或與相鄰的太陽能電池的背面觸點的連接并聯(lián)或串聯(lián)。透明的覆蓋片與支承片分別視復(fù)合安全玻璃片的種類通過建立在薄膜基礎(chǔ)上的或建立在澆鑄樹脂基礎(chǔ)上的接合材料進行連接。蓋片同樣具有一篩網(wǎng)印刷電路系統(tǒng)，該電路系統(tǒng)在太陽能電池環(huán)內(nèi)與太陽能電池的正面觸點觸接，從而實現(xiàn)相鄰的太陽能電池的正面-和/或背面觸點的相互電連接。
根據(jù)該文獻中的圖4所示的另一實施例，蓋片和支承片構(gòu)成分隔開的玻璃片的單個的片，在其充氣的中間室內(nèi)設(shè)置有太陽能電池環(huán)。其中所述的片通過在邊棱段的間隔固定件保持一預(yù)定的間隔。在太陽能電池環(huán)和蓋片與支承片的篩網(wǎng)印刷電路系統(tǒng)之間設(shè)置有弓形或U形的導(dǎo)電間隔件，因而太陽能電池環(huán)不是直接的，而是通過間隔件與篩網(wǎng)印刷電路系統(tǒng)焊接在一起。很明顯，該實施例的重要性不是太大，因為在權(quán)利要求中僅涉及帶有諸如建立在薄膜基礎(chǔ)上的或澆鑄樹脂基礎(chǔ)上的接合物料的太陽能電池模塊，即如

圖1至3所示的實施例，用澆鑄樹脂物料充填中間室。
而且出于各種原因，上述專利文獻圖4的實施方式在經(jīng)濟上幾乎是不可行的，這是因為在蓋片與支承片間的微弱的應(yīng)力將會導(dǎo)致太陽能電池模塊玻璃的破裂。另外，設(shè)置在太陽能電池模塊兩側(cè)面上的篩網(wǎng)印刷電路系統(tǒng)將影響陽光有效的照射，將會導(dǎo)致大量的功率損耗。由于太陽能電池兩側(cè)交替的連接將導(dǎo)致較高的電阻，該電阻將進一步降低所獲得的能量。
在已知的太陽能電池模塊中太陽能電池被塑料膜和/或澆鑄樹脂物料環(huán)圍，幾乎不可能再重新利用，這是因為對玻璃基片、塑料薄膜和/或澆鑄樹脂和帶狀導(dǎo)線的分離和消納是十分費力和昂貴的，以致作為特殊垃圾進行消納在經(jīng)濟上還更為合算一些。
本發(fā)明的目的在于，對上述的太陽能電池模塊進行改進，使之結(jié)構(gòu)簡單并且即使玻璃破裂等情況出現(xiàn)時仍能毫無問題地對太陽能電池模塊進行再利用。
實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是一種太陽能電池模塊，具有兩塊相對的玻璃基片，所述玻璃基片在邊棱段利用一密封的間隔框相互連接并且在其充氣的中間室內(nèi)與玻璃基片保持一定間隔地設(shè)置有多個太陽能電池，其中太陽能電池通過設(shè)置在玻璃基片上的帶狀導(dǎo)線相互電連接，其中帶狀導(dǎo)線僅覆著在唯一一塊玻璃基片上，而太陽能電池利用柔性的間隔件被固定在唯一一塊玻璃基片上。
本發(fā)明的太陽能電池模塊的優(yōu)點在于，各太陽能電池可相應(yīng)簡單和可更換地固定在模塊內(nèi)，并且盡管如此仍能非常有效地對太陽能電池模塊進行諸如防風(fēng)、防陽光輻射、降雨等天氣影響的保護。由這些對太陽能電池模塊的影響在唯一一塊玻璃基片上產(chǎn)生的電壓通過太陽能電池與唯一一塊玻璃基片的單側(cè)連接不會被傳導(dǎo)入太陽能電池內(nèi)或僅微弱地傳導(dǎo)入太陽能電池內(nèi)。由于本發(fā)明的太陽能電池模塊的結(jié)構(gòu)簡單，因而與通常的太陽能電池模塊相比，其制作能耗將大幅度地降低，以致可使其制作成本減少三分之一或三分之一以上。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，采用柔性連接將太陽能電池固定在玻璃基片上。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，采用間隔框和一附加的彈性密封件對中間室進行與外部的密閉密封。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，所述彈性密封件由硅橡膠或硬化的熱熔膠構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，所述彈性的密封件內(nèi)還含有丁基橡膠。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，所述玻璃基片由硅酸鹽玻璃，優(yōu)選水玻璃制成，并且其最大厚度為5mm。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，所述玻璃基片的整個面上涂覆有對光反射的顏料，其曝光值至少為62％。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，反光的顏料為瓷釉顏料。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，對玻璃基片通過諸如噴沙或化學(xué)腐蝕等表面處理實現(xiàn)去反射的表面。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，利用含銀的糊漿的篩網(wǎng)印刷實現(xiàn)帶狀導(dǎo)線在玻璃基片上的覆著。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，在中間室內(nèi)設(shè)置有分子篩，尤其是沸石，以便降低太陽能電池模塊內(nèi)的殘余濕度。
根據(jù)本發(fā)明的進一步設(shè)計，在中間室內(nèi)設(shè)置有一個濕度測量儀，利用該測量儀可以對太陽能電池模塊的泄露位置進行識別。
下面將對照附圖中所示的實施例對本發(fā)明做進一步的說明。圖中示出圖1為太陽能電池模塊結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖2為沿圖1中A-A線的太陽能電池模塊的截面圖；圖3為帶狀導(dǎo)線在玻璃基片上的第一設(shè)置方案圖；和圖4為帶狀導(dǎo)線的第二設(shè)置方案圖。
在附圖中對相同的元件分別采用相同的附圖標(biāo)記加以標(biāo)示，如果沒有其它的說明，則第一次的描述涉及所有的附圖。
圖1為太陽能電池模塊1的俯視示意圖，具有一作為基片的支承板2和一作為基片的蓋板3，所述基片在其邊棱段利用一由虛線示出的密封的間隔框4以一固定的相互間隔固定?；?上備有帶狀導(dǎo)線6，太陽能電池7利用焊片固定在帶狀導(dǎo)線6上。帶狀導(dǎo)線6具有向外引出的作為正極和負(fù)極的接頭8和9。如在EP-B-0525070所述，太陽能電池7可以是已知的硅光電管或鉭光電管或光化學(xué)電池。
圖2為沿圖1所示的太陽能電池模塊1的A-A向的截面圖。在太陽能電池7的一側(cè)利用焊片10并與兩塊玻璃基片2和3保持一定間隔地固定在支承板2的帶狀導(dǎo)線6上。另外，還可以附加設(shè)置有諸如帶有硅膠的粘接點等彈性固定件，對此不再贅述。因此，太陽能電池7以或多或少的自由程度被設(shè)置在兩塊玻璃基片2和3之間的充有空氣的中間室11內(nèi)。支承板2和蓋板3都是由硅酸鹽玻璃，優(yōu)選由水玻璃構(gòu)成的，其厚度小于5mm。視用途，在制作玻璃基片2和3時也可以采用由廢玻璃構(gòu)成的硅酸鹽玻璃配料。在兩塊基片2和3的內(nèi)側(cè)分別涂覆一層薄的其曝光值大于62％的反光顏料層。該顏料最好是瓷釉顏料，即所謂的玻璃料。為此，采用篩網(wǎng)印刷工藝將瓷釉顏料覆著在玻璃基片上并且在一隧道式爐內(nèi)在高于600℃的溫度下燒結(jié)在表面上。而且?guī)顚?dǎo)線7也是采用篩網(wǎng)印刷工藝作為導(dǎo)電糊漿，優(yōu)選為含有銀的糊漿，印刷在玻璃基片2上并在600℃以上的溫度下燒結(jié)在玻璃基片2上。其中，也可以在同一工藝步驟中實施對瓷釉顏料和導(dǎo)電糊漿的燒結(jié)。替代采用瓷釉顏料的涂層也可以采用諸如對外表面進行的噴沙或化學(xué)腐蝕等表面處理，玻璃基片2和3變得不反光并具有良好的散射效果。但也可以采用其它的不反光玻璃作為玻璃基片2和3。為了對例如尺寸為100cm×100cm的玻璃基片2和3上的應(yīng)力進行補償，可對玻璃基片進行加熱預(yù)應(yīng)力處理，即在一個帶有滾子的隧道式爐內(nèi)將基片加熱到600至700℃，然后用冷風(fēng)進行急劇冷卻。
間隔框4另外還具有一個作為間隔固定件的正方形的玻璃隔檔15，該玻璃隔檔的厚度為6—16mm，優(yōu)選8mm。在玻璃隔檔15與玻璃基片2和3的外角上備有一由丁基橡膠構(gòu)成的密封件16。在玻璃隔檔15的外側(cè)還有另一個由諸如硅橡膠或商品名稱為“Bynel”的熔融黏合劑或“熱熔膠”構(gòu)成的密封件17，該密封件起著對太陽能電池模塊1防水的作用。也可以用其它的材料制作間隔固定件15，例如由橡木或山毛櫸木等硬木制成的木條。也可以為此設(shè)置鋁條，利用熱熔膠將該鋁條固定在兩塊玻璃基片2和3之間。另外在太陽能電池模塊1的內(nèi)側(cè)還可以設(shè)置作為干燥劑的分子篩19，例如沸石，以便可以降低在中間室內(nèi)的殘余濕度并對太陽能電池進行防腐保護。另外在兩塊基片2和3之間的中間室11內(nèi)可以設(shè)置一濕度測量儀20，其電氣接頭同樣通過(在此未示出的)帶狀導(dǎo)線向外引出。因此，可以對太陽能電池模塊1的濕度進行監(jiān)視并可確定出在太陽能電池模塊1上的薄弱的泄露位置。
在圖3中舉例示出一多個平行的帶狀導(dǎo)線凸肩6的設(shè)置方案，所述帶狀導(dǎo)線凸肩與細(xì)長的太陽能電池7(用虛線示出)焊接在一起。制作時，將單獨一塊硅板焊接在帶狀導(dǎo)線凸肩6上并接著用激光束將其切割成各個細(xì)長的太陽能電池7。在玻璃基片或支承板2的左側(cè)和右側(cè)有兩個接頭(正極和負(fù)極)。在圖4中示出帶狀導(dǎo)線的6的另一設(shè)置方案，所述帶狀導(dǎo)線用于與四個用虛線示出的太陽能電池7配合。
而且支承板2和蓋板3在此也可以并不上下完全吻合地用間隔框4固定，而是可以相互錯位。這樣可以將多個太陽能電池模塊1毫無間隙地排列在一起，從而可以實現(xiàn)一較大的復(fù)合體。采用此方式并列在一起的太陽能電池模塊1可以作為墻壁直立設(shè)置，并在房頂?shù)壬蠘?gòu)成所謂的建筑物的“晴雨皮膚”。
經(jīng)證實，當(dāng)基片的厚度為3.5—4.5mm時制作本發(fā)明的太陽能電池模塊1的能耗約為每平方米30—50千瓦小時。這相當(dāng)于每公斤玻璃約為2.2千瓦小時的能耗。
權(quán)利要求
1.太陽能電池模塊(1)，具有兩塊相對的玻璃基片(2、3)，所述玻璃基片的邊棱段被一密封的間隔框(4)相互連接并且在其充氣的中間室(11)內(nèi)與玻璃基片保持一定間隔地設(shè)置有多個太陽能電池(7)，其中太陽能電池(7)通過設(shè)置在玻璃基片上的帶狀導(dǎo)線(6)相互電連接，其中帶狀導(dǎo)線(6)僅覆著在唯一一塊玻璃基片(2、3)上并且太陽能電池(7)利用柔性的間隔件僅被固定在唯一一塊玻璃基片(2、3)上。
2.按照權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，采用柔性連接將太陽能電池(7)固定在玻璃基片(2、3)上。
3.按照權(quán)利要求2所述的太陽能電池模塊，其特征在于，用間隔框(4)和一附加的彈性密封件(17)對中間室(11)進行與外部的密閉密封。
4.按照權(quán)利要求3所述的太陽能電池模塊，其特征在于，彈性密封件(17)由硅橡膠或硬化的熱熔膠構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求4所述的太陽能電池模塊，其特征在于，彈性的密封件(16)內(nèi)還含有丁基橡膠。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項所述的太陽能電池模塊，其特征在于，玻璃基片(2、3)由硅酸鹽玻璃，優(yōu)選水玻璃制成，并且其最大厚度為5mm。
7.按照權(quán)利要求6所述的太陽能電池模塊，其特征在于，玻璃基片(2、3)的整個面上涂覆有反光的顏料，其曝光值至少為62％。
8.按照權(quán)利要求7所述的太陽能電池模塊，其特征在于，反光的顏料為瓷釉顏料。
9.按照權(quán)利要求6至8中任一項所述的太陽能電池模塊，其特征在于，對玻璃基片(2、3)通過諸如噴沙或化學(xué)腐蝕等表面處理實現(xiàn)去反射的表面。
10.按照權(quán)利要求1至9中任一項所述的太陽能電池模塊，其特征在于，利用含銀的糊漿的篩網(wǎng)印刷實現(xiàn)帶狀導(dǎo)線在玻璃基片上的覆著。
11.按照權(quán)利要求1至10中任一項所述的太陽能電池模塊，其特征在于，在中間室(11)內(nèi)設(shè)置有分子篩(19)，尤其是沸石，以便降低太陽能電池模塊內(nèi)的殘余濕度。
12.按照權(quán)利要求1至11中任一項所述的太陽能電池模塊，其特征在于，在中間室(11)內(nèi)設(shè)置有一個濕度測量儀(20)，利用該測量儀可以對太陽能電池模塊的泄露位置進行識別。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能電池模塊,該模塊具有兩塊相對的玻璃基片(2、3),所述玻璃基片在邊棱段利用一密封的間隔框(4)相互連接并且在其充氣的中間室(11)內(nèi)與玻璃基片保持一定間隔地設(shè)置有多個太陽能電池(7)。太陽能電池(7)通過覆著在玻璃基片上的帶狀導(dǎo)線(6)相互電連接。帶狀導(dǎo)線(6)另外僅覆著在唯一一塊玻璃基片(2、3)上并且太陽能電池(7)利用柔性的間隔件僅被固定在唯一一塊玻璃基片(2、3)上。
文檔編號H01L31/048GK1327618SQ00802351
公開日2001年12月19日 申請日期2000年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月1日
發(fā)明者馬丁·庫爾特 申請人:庫爾特玻璃+制鏡股份公司