用于后接觸式太陽能電池的相互交叉箔互連件的制作方法
【專利摘要】導(dǎo)電箔層及絕緣材料層經(jīng)配置以互連后接觸式太陽能電池的陣列。一實(shí)施例規(guī)定導(dǎo)電箔層可經(jīng)圖案化以形成重復(fù)的經(jīng)電隔離的相互交叉指狀物集合。每一相互交叉指狀物集合可用于將第一后接觸式太陽能電池的正極觸點(diǎn)連接到第二鄰近后接觸式電池的負(fù)極觸點(diǎn)。絕緣層附著到所述經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔且提供機(jī)械支撐及/或電隔離。在一些實(shí)施例中，保護(hù)性背板可安置在導(dǎo)電箔及/或絕緣層下方以提供進(jìn)一步機(jī)械支撐及環(huán)境保護(hù)。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電箔層及絕緣材料層可作為互連電路并入在后接觸式PV模塊中。
【專利說明】用于后接觸式太陽能電池的相互交叉箔互連件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)案主張2011年10月31日申請(qǐng)的標(biāo)題為“用于后接觸式太陽能電池的基于箔的互連件(FOIL-BASED INTERCONNECT FOR REAR-CONTACT SOLAR CELLS)” 的第61/553，764號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案、2012年2月10申請(qǐng)的標(biāo)題為“用于后接觸式太陽能電池的相互交叉的箔互連件(INTERDIGITATED FOIL INTERCONNECT FOR REAR-CONTACT SOLARCELLS)”的第61/597,309號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案及2012年5月16日申請(qǐng)的標(biāo)題為“用于后接觸式太陽能電池的相互交叉的箔互連件(INTERDIGITATED FOIL INTERCONNECT FORREAR-CONTACT SOLAR CELLS) ”的第61/647，658號(hào)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述臨時(shí)專利申請(qǐng)案中的每一者出于所有目的以引用的方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]為提高光伏(PV)電池的效率及降低光伏電池的制造成本，已做出巨大努力來開發(fā)后接觸式太陽能電池，在后接觸式太陽能電池中，可從所述電池的后側(cè)或非光入射側(cè)接近太陽能電池的正極觸點(diǎn)及負(fù)極觸點(diǎn)。與傳統(tǒng)的前接觸式太陽能電池相比，后接觸式太陽能電池通常具有較少的電池的前表面的金屬覆蓋或(在一些情形中)沒有電池的前表面的金屬覆蓋。此避開了前接觸式電池中發(fā)生的金屬前電極的電導(dǎo)與其對(duì)電池的光入射側(cè)的覆蓋(或遮蔽)之間的權(quán)衡，從而導(dǎo)致更好的光內(nèi)耦合、更低的電阻性功率損失及更高的轉(zhuǎn)換效率。后接觸式太陽能電池的實(shí)例可查閱第3，903，427號(hào)、第3，903，428號(hào)、第4，927，770號(hào)、第5，053，083號(hào)、第7，276，724號(hào)美國專利及美國專利申請(qǐng)案US2009/0314346、US2010/0139746及US2009/0256254。對(duì)基于硅的后接觸式太陽能電池技術(shù)的透徹概述可查閱“光伏學(xué)進(jìn)展:研究與應(yīng)用(Prog.Photovolt:Res.App.) 2006 ;14:107-123。
[0004]除提供更高效率之外，存在后接觸式太陽能電池的并入可簡(jiǎn)化及減少制造PV模塊的成本的至少兩種其它方式。第一，在后接觸式PV模塊生產(chǎn)線中，可以簡(jiǎn)單的放置步驟代替前接觸式PV模塊中要求的標(biāo)記及排列操作，在簡(jiǎn)單的放置步驟中，后接觸式電池恰在模塊層壓之前直接連接到電功能性的“導(dǎo)電后板”。這可幫助提高生產(chǎn)線的總產(chǎn)量。第二，對(duì)于基于硅的PV電池，后接觸式PV模塊通常比前接觸式PV模塊更好地適于并入較薄、較大的電池，這是因?yàn)榍敖佑|式硅電池在厚集電接頭焊接到其時(shí)產(chǎn)生較大的熱膨脹系數(shù)(CTE)失配應(yīng)力。在電池在一側(cè)上薄于約200微米或大于約156毫米的情況下，此CET失配應(yīng)力及相關(guān)聯(lián)電池破損是特別成問題的。相比之下，對(duì)于較厚金屬導(dǎo)體的需要在后接觸式太陽能電池中顯著減少，這是因?yàn)檩敵鲭娏魍ǔＴ陔姵氐暮蟊砻嫔戏植?。這使得能夠在由CTE失配應(yīng)力引起的歐姆功率損失較低且由CTE失配應(yīng)力引起的破損減少的情況下將較薄、較寬金屬導(dǎo)體附著到后接觸式太陽能電池的后側(cè)。
[0005]然而，當(dāng)前與互連后接觸式太陽能電池的困難相關(guān)的若干因素限制其廣泛實(shí)施。一個(gè)因素源自互連過程中涉及的有挑戰(zhàn)性的大小要求。在許多后接觸式太陽能電池架構(gòu)中，期望在電池的后表面上具有約若干毫米的觸點(diǎn)間距，而后接觸式太陽能電池的互連組合件在完成的PV模塊中一般為Im2或更大。制造可協(xié)調(diào)這些大小要求與高良率及低成本兩者的單一電路或裝置是困難的?，F(xiàn)有技術(shù)大面積導(dǎo)電后板通常利用“柔性電路”工藝，其中使用掩模及蝕刻技術(shù)將導(dǎo)電箔層圖案化到相互交叉的正電極及負(fù)電極中(例如，見第2010/0012172號(hào)美國專利申請(qǐng)案)。在許多情形中，這些導(dǎo)電后板的生產(chǎn)成本是如此之高使得其在PV模塊中的使用變得不切實(shí)際。高成本可部分歸因于可處置0.5m到2m寬的材料卷的絲網(wǎng)印刷及蝕刻設(shè)備的可用性的缺乏，且部分歸因于與蝕刻厚金屬箔相關(guān)聯(lián)的低產(chǎn)量。
[0006]此外，從并入有大面積導(dǎo)電后板的后接觸式PV模塊實(shí)現(xiàn)足夠的長期可靠性已成為挑戰(zhàn)。例如，這些裝置可在制造及/或長期戶外暴露期間有電短路傾向(如果導(dǎo)電后板上的一個(gè)極性的電極接觸后接觸式太陽能電池上的相反極性的電極)。此外，雖然與前接觸式PV模塊相比硅太陽能電池較不可能在后接觸式PV模塊的模塊組裝期間破損，但在一些情形中，后接觸式PV模塊中的CTE失配效應(yīng)(例如，在硅太陽能電池與金屬箔導(dǎo)體之間)可在模塊的日/夜溫度循環(huán)期間導(dǎo)致顯著機(jī)械應(yīng)力的積累。在長期內(nèi)，這可導(dǎo)致導(dǎo)電箔層從后接觸式太陽能電池的起皺及/或分層，或(如果效應(yīng)足夠劇烈)這可導(dǎo)致材料(例如用于進(jìn)行太陽能電池與導(dǎo)電后板之間的電連接的焊料或?qū)щ娬澈蟿?ECA))的機(jī)械故障。這可潛在地導(dǎo)致從后接觸式PV模塊輸出的功率的顯著降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的第一實(shí)施例為一種互連電路，其包括導(dǎo)電箔層及絕緣材料層。所述互連電路可用于互連后接觸式太陽能電池的陣列。所述導(dǎo)電箔層可經(jīng)圖案化以形成電絕緣的、相互交叉的指狀物的重復(fù)集合。相互交叉的指狀物的每一集合可用于將第一后接觸式太陽能電池的正極觸點(diǎn)連接到第二鄰近后接觸式電池的負(fù)極觸點(diǎn)。所述絕緣層附著到經(jīng)圖案化的導(dǎo)電箔且提供機(jī)械支撐及電隔離。此外，在一些實(shí)施例中，保護(hù)性背板可安置在所述互連電路下方以提供額外機(jī)械支撐及環(huán)境保護(hù)。
[0008]其它方面包含制造互連電路的各種方法。在一個(gè)實(shí)施例中，一種制造互連電路的方法包括:首先穿過導(dǎo)電箔的一部分形成一系列狹槽；接著將導(dǎo)電箔層壓到絕緣層；及接著撕去所述層的邊緣及/或移除連接頭以完全隔離導(dǎo)電箔的鄰近區(qū)域。在另一實(shí)施例中，用于形成連接后接觸式太陽能電池的線性陣列的互連電路的技術(shù)及工藝擴(kuò)展到二維互連電路的制造。在又一實(shí)施例中，一種制造互連電路的方法包括:抵靠承載襯底吻切導(dǎo)電箔；接著使用經(jīng)圖案化粘合劑將絕緣層層壓到導(dǎo)電箔；及接著將承載襯底與導(dǎo)電箔的非所要區(qū)域一起移除。一經(jīng)完成，便可任選地將互連電路層壓到保護(hù)性背板或連接到后接觸式太陽能電池以組裝到太陽能模塊中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]在以下詳細(xì)描述及附圖中揭示各種實(shí)施例。
[0010]圖1A為說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的互連電路的實(shí)例的連續(xù)平面剖視示意圖。
[0011]圖1B為說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的倒置配置中的互連電路的實(shí)例的連續(xù)平面剖視示意圖。
[0012]圖1C為說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的導(dǎo)電背板的實(shí)例的平面示意圖。
[0013]圖1D為說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的后接觸式PV模塊的實(shí)例的平面示意圖。[0014]圖2A到2F為說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的互連電路的制造的實(shí)例的連續(xù)平面示意圖。
[0015]圖3為說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的可用于將后接觸式太陽能電池連接到互連電路的設(shè)備的實(shí)例的示意圖。
[0016]圖4A到4F為說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的二維互連電路的制造的實(shí)例的連續(xù)平面示意圖。
[0017]圖5A到5E為說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的二維互連電路的制造的實(shí)例的連續(xù)平面示意圖。
[0018]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)將更好地理解以上概述以及當(dāng)前描述的技術(shù)的某些實(shí)施例的以下詳細(xì)描述。出于說明當(dāng)前描述的技術(shù)的目的，在圖式中展示某些實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，當(dāng)前描述的技術(shù)不限于附圖中展示的布置及手段。此外，應(yīng)理解，圖式中的組件不是按比例的且一個(gè)組件與另一組件的相對(duì)尺寸不應(yīng)解釋或解譯為需要此類相對(duì)尺寸。
【具體實(shí)施方式】
[0019]當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)將更好地理解本發(fā)明的特定實(shí)施例的以下詳細(xì)描述。如本文中使用，以單數(shù)形式引述且以詞語“一”進(jìn)行的元件或步驟應(yīng)被理解為不排除所述元件或步驟的復(fù)數(shù)形式，除非明確陳述此排除。此外，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”的參考不希望被解釋為排除也并入有所陳述特征的額外實(shí)施例的存在。此外，除非明確相反地陳述，否則“包括”或“具有”具特定性質(zhì)的元件或多個(gè)元件的實(shí)施例可包含不具所述性質(zhì)的額外元件。
[0020]應(yīng)注意，除非以其它方式陳述，否則在詳細(xì)描述中，層的“前”表面一般是指面向后接觸式PV模塊的光入射側(cè)的表面，即使光不直接入射在所述特定表面上也如此；“后”表面是指背向模塊的光入射側(cè)的層的表面。類似地，詞語“上部”、“頂部”及“上面”一般希望傳達(dá)更接近模塊的光入射側(cè)的位置，而詞語“下部”、“底部”及“下方”希望描述離得更遠(yuǎn)的位置。此外，在詳細(xì)描述中，術(shù)語“開口”包括來自給定層的任何缺失或缺少的材料(包含但不限于任何形狀或尺寸的小孔、縫隙、狹槽或間隙)，且不取決于缺少的材料是完全地還是部分地由來自所述層的材料圍繞。
[0021]本發(fā)明的第一實(shí)施例為互連電路，其可用于串聯(lián)電連接后接觸式太陽能電池的線性陣列。如圖1A中的連續(xù)平面剖視圖中所展示，互連電路100包括絕緣層110、導(dǎo)電箔120 (其已經(jīng)圖案化以形成相互交叉指狀物125的重復(fù)集合)、任選電介質(zhì)隔離層130及任選第二粘合層140。在一些實(shí)施例中，互連電路100包括至少一個(gè)后接觸式太陽能電池145，然而一般來說后接觸式太陽能電池145不需要存在?？墒褂瞄_口陣列圖案化任選電介質(zhì)隔離層130及第二粘合層140以允許從導(dǎo)電箔120到后接觸式太陽能電池145進(jìn)行電連接。雖然互連電路100的長度在圖1A中描繪為是后接觸式太陽能電池145的長度的若干倍，但實(shí)際上所述電路的長度可為后接觸式太陽能電池145的長度的I倍到100倍。
[0022]絕緣層110向?qū)щ姴?20及互連電路100的其它上覆層提供電隔離及機(jī)械支撐。在一些實(shí)施例中，最初可以薄板形式處理絕緣層110且隨后可使用第一粘合層(未展示)將絕緣層110層壓到導(dǎo)電箔120?？赡苓m于絕緣層110的板材的實(shí)例包含但不限于聚酰胺(PI)、聚乙烯奈(PEN)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、醋酸乙烯(EVA)或乙烯醇縮丁醛(PVB)。絕緣層110應(yīng)一般為充分電阻性的以防止鄰近相互交叉指狀物125之間的橫向分流。此外，絕緣層110的成分及厚度應(yīng)經(jīng)選擇以使可能在處理期間發(fā)生的相互交叉指狀物125之間的空間的扭曲最小化。這幫助確保相互交叉指狀物125的鄰近集合將與后接觸式太陽能電池145的觸點(diǎn)適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)。10微米到125微米范圍內(nèi)的絕緣層110的厚度可足以滿足此要求。在一些情形中，絕緣層110可包括絕緣層或膜的多層堆疊。在一些實(shí)施例中，10微米到100微米厚的PET層歸因于其低成本、良好的可處理性及極佳的電隔離特性而用作絕緣層110。
[0023]導(dǎo)電箔120可包括可經(jīng)受后接觸式PV模塊遭遇的典型處理及現(xiàn)場(chǎng)暴露條件的任何充分導(dǎo)電的材料。適于導(dǎo)電箔120的材料包含但不限于鋁、銅、鋼、鈦、鑰、鎢及其合金。導(dǎo)電箔120的厚度應(yīng)一般足夠大以提供具有低電阻的電流路徑，但不過大使得過高CTE失配應(yīng)力在完成的組合件中產(chǎn)生。在鋁箔或銅箔的情形中，10微米到200微米范圍內(nèi)的厚度可足以滿足這些條件。在其它實(shí)施例中，可使用25微米到150微米范圍內(nèi)的箔厚度。在另外其它實(shí)施例中，可歸因于其良好導(dǎo)電性及低成本而使用50微米到100微米的鋁箔層?？墒褂玫谝徽澈蠈?未展示)將導(dǎo)電箔120接合到絕緣層110?？赡苓m于第一粘合層的粘合劑類型包含但不限于壓敏粘合劑、接觸式粘合劑、熱塑性粘合劑、交聯(lián)粘合劑、UV可固化粘合劑或雙組分粘合劑。
[0024]導(dǎo)電箔120可以表面涂層材料(未展示)至少部分涂布。表面涂層材料的用途是提供穩(wěn)定的、潛在可焊接表面，其防止在導(dǎo)電箔120與將導(dǎo)電箔120連接到后接觸式太陽能電池145的導(dǎo)電粘合材料(未展示)之間的界面處形成絕緣氧化物。表面涂層可提供合適的表面，包含但不限于，錫、鉛、鋅、鎳、銀、鈀、鉬、金、銦、鉻、銅、其合金、有機(jī)可焊接防腐劑(OSP)或其它導(dǎo)電材料。表面涂層材料可經(jīng)鍍敷、濺鍍、冷焊或經(jīng)由其它手段施加。在一些實(shí)施例中，表面涂層的厚度可從0.05微米到10微米變化。在其它實(shí)施例中，可使用0.1微米到2.5微米范圍內(nèi)的厚度。
[0025]在導(dǎo)電箔包括鋁或其合金的情況下，穩(wěn)健表面涂層的使用可具有特別的重要性，這是因?yàn)殇X趨向于在存在氧氣或濕氣的情況下容易形成絕緣原生氧化物。為在此情形中提供長期穩(wěn)定的表面，表面涂層材料應(yīng)一般能夠抵抗氧氣及/或濕氣的向內(nèi)擴(kuò)散。例如，鋅、銀、錫、銅、鎳、鉻、或金鍍層可特別適于在鋁上形成抗氧化表面。
[0026]此外，在一些應(yīng)用中，期望導(dǎo)電箔120是可焊接的(例如，在其中焊料或焊膏用于形成與后接觸式太陽能電池的電連接或用于將總線條附著到導(dǎo)電箔的應(yīng)用中)。在鋁導(dǎo)電箔的情形中，可能優(yōu)選的是使表面涂層材料的熔化溫度遠(yuǎn)高于焊料的熔化溫度。否則，如果表面涂層材料在焊料的熔化期間熔化，那么氧化物可滲入熔融的表面涂層且氧化鋁表面，從而降低界面處的導(dǎo)電性且潛在地引起機(jī)械粘合的損失。因此在后接觸式PV模塊(其大體上受益于低于350C的焊料熔化溫度使得CTE失配效應(yīng)可被最小化)中，鋅、銀、銅、鎳、鉻或金可為用于包括鋁的導(dǎo)電箔的合適表面涂層。
[0027]相互交叉指狀物125的每一集合提供從第一后接觸式太陽能電池的正觸點(diǎn)到第二鄰近后接觸式太陽能電池的負(fù)觸點(diǎn)的連續(xù)電路徑。相互交叉指狀物125的鄰近集合的布局應(yīng)一般與后接觸式太陽能電池145的后表面上的正觸點(diǎn)及負(fù)觸點(diǎn)圖案至少部分匹配。相互交叉指狀物125之間的間隙(S卩，一指狀物的邊緣與鄰近指狀物的緊鄰邊緣之間的距離)應(yīng)一般足夠大以確保指狀物的鄰近集合之間的良好電隔離，但足夠小以留下約0.5毫米到I毫米的容許度以用于放置后接觸式太陽能電池145。雖然圖1中描繪的相互交叉指狀物125的圖案展示方波狀形狀，但在其它實(shí)施例中所述圖案可變化到幾乎任何其它形狀，其中一般的期望為相互交叉指狀物125的集合應(yīng)彼此電隔離且與后接觸式太陽能電池145的后表面上的適當(dāng)觸點(diǎn)重疊。例如，在后接觸式太陽能電池145僅在電池邊緣附近具有觸點(diǎn)的實(shí)施例中，相互交叉指狀物的長度應(yīng)顯著小于后接觸式太陽能電池145的長度。改變相互交叉指狀物的圖案的其它潛在原因包含但不限于:A)沿著指狀物降低電阻性功率損失；B)通過增加觸點(diǎn)開口附近的接觸塾著陸面積提聞|旲塊良率；C)減少互連電路100上的機(jī)械應(yīng)力；或0)簡(jiǎn)化互連電路100的制造工藝。
[0028]除了以相互交叉指狀物125圖案化導(dǎo)電箔120之外，在一些實(shí)施例中可在導(dǎo)電箔120中形成額外開口(未展示)以幫助向?qū)犹峁┮欢ǔ潭鹊钠矫鎯?nèi)應(yīng)力釋放。任選地，可(例如)使用光陽極處理選擇性地氧化導(dǎo)電箔120以在不與導(dǎo)電粘合劑及/或后接觸式太陽能電池145進(jìn)行電接觸的箔區(qū)域中提供金屬氧化物的保護(hù)性絕緣層。
[0029]任選的電介質(zhì)隔離層130提供相互交叉指狀物125的鄰近集合之間的電隔離以及相互交叉指狀物125與后接觸式太陽能電池145之間的電隔離?？稍陔娊橘|(zhì)隔離層130中在需要導(dǎo)電箔120與后接觸式太陽能電池145之間的電傳導(dǎo)的區(qū)域(例如，后接觸式太陽能電池145的觸點(diǎn)附近)中圖案化開口。應(yīng)注意，在使用可印刷電連接材料(例如以銀填充的環(huán)氧樹脂或焊膏)將導(dǎo)電箔120連接到后接觸式太陽能電池145的情形中，電介質(zhì)隔離層130的存在可幫助防止鄰近相互交叉指狀物125之間的電短路(如果電連接材料的過量散布在處理期間發(fā)生)。在一些實(shí)施例中，電介質(zhì)隔離層130可包括可印刷材料，其可使用絲網(wǎng)印刷、柔性印刷、噴墨印刷、凹版印刷或其它印刷技術(shù)來沉積。在第二粘合層140充分電絕緣且機(jī)械穩(wěn)健的實(shí)施例中，可能沒有必要在互連電路100中包含電介質(zhì)隔離層130。這可幫助降低互連電路100的制造成本。
[0030]第二粘合層140提供后接觸式太陽能電池145與下伏互連電路100之間的粘合性接合。如同在電介質(zhì)隔離層130的情形中，可在第二粘合層140中圖案化開口以允許在導(dǎo)電箔120與后接觸式太陽能電池145之間進(jìn)行電接觸。第二粘合層140應(yīng)一般具有足夠高的電阻，以不在互連電路100上或后接觸式太陽能電池145上的觸點(diǎn)附近一起橫向分流?？赡苓m于第二粘合層140的粘合劑類型包含但不限于，壓敏粘合劑、接觸式粘合劑、熱塑性粘合劑、交聯(lián)粘合劑、UV可固化粘合劑、雙組分粘合劑、B階段粘合劑、熱固性粘合劑或傳統(tǒng)PV密封劑。任選地，可將顏料添加到第二粘合層140以提高互連電路100的反射性。
[0031]在一些實(shí)施例中，可使用例如絲網(wǎng)印刷、柔性印刷、噴墨印刷、凹版印刷等印刷技術(shù)或一些其它印刷技術(shù)以初始液體形式(即，來自熔融狀態(tài)或來自溶解)首先將第二粘合層140施加到導(dǎo)電箔120或后接觸式太陽能電池145。因?yàn)槌跏汲室簯B(tài)的粘合劑可在其凝固/干燥之前流動(dòng)，所以在一些實(shí)施例中以液體形式施加第二粘合層140可能夠填充下伏層中(例如，在相互交叉的指狀物125之間)的任何空隙或間隙或使存在的任何突出物或尖銳邊緣(例如，在導(dǎo)電箔120的邊緣處)平滑。這可幫助提高后接觸式PV模塊的良率及/或長期可靠性。替代地，可以薄板形式提供第二粘合層140且接著可將第二粘合層140層壓到導(dǎo)電箔120或后接觸式太陽能電池145。在這些實(shí)施例中，可在層壓之前任選地使用旋轉(zhuǎn)沖切、匹配金屬?zèng)_切、公/母沖切、平層沖切、沖孔、激光切割或其它移除技術(shù)將開口圖案化在第二粘合層140中。在另外其它實(shí)施例中，可將第二粘合層140作為連續(xù)薄板層壓到導(dǎo)電箔120或后接觸式太陽能電池145，接著使用例如蝕刻或激光燒蝕等移除技術(shù)在第二粘合層140中形成開口。
[0032]取決于制造后接觸式PV模塊時(shí)使用的層及工藝技術(shù)和材料的性質(zhì)，第二粘合層140的所要厚度可從10微米到500微米變化。在其中用于第二粘合層140的開口中的電連接材料昂貴的實(shí)施例中(例如，可能的情形是使用基于銀的導(dǎo)電環(huán)氧樹脂，其每克可花費(fèi)約I美元)，可通過減小第二粘合層140的厚度來大體上降低后接觸式PV模塊的總成本。這降低了填充第二粘合層140中的開口及在導(dǎo)電箔120與后接觸式太陽能電池145之間進(jìn)行接觸所需的電連接材料的體積。例如，I微米與200微米之間的第二粘合層140厚度可用于幫助減少所需的電連接材料的量。在其它實(shí)施例中，可使用I微米與100微米之間的厚度。在另外其它實(shí)施例中，可使用I微米與50微米之間的層厚度。
[0033]然而，與使用相對(duì)薄的第二粘合層140相關(guān)聯(lián)的潛在挑戰(zhàn)為:在模塊層壓期間，可能不存在充足的粘合材料來填充層堆疊中的所有空隙或間隙(例如相互交叉指狀物之間的間隙)或防止導(dǎo)電箔中的任何突出物或尖銳邊緣一路推進(jìn)穿透粘合劑且使后接觸式太陽能電池電短路。在一些實(shí)施例中，這些問題可潛在地通過以下任一方式解決:A)以初始液體形式(例如，通過絲網(wǎng)印刷、凹版印刷等等)施加第二粘合層140，使得其趨向于在施加粘合劑期間填充任何間隙(或使突出物平滑)；或抝通過在導(dǎo)電箔120與后接觸式太陽能單元145之間提供額外平坦化層來幫助消除兩者之間的間隙或突出物。這些實(shí)施例中的每一者在本描述的其它地方論述。
[0034]歸因于半導(dǎo)體(例如硅)與許多導(dǎo)電箔之間的相對(duì)大的CTE失配，在一些情形中可存在導(dǎo)電箔120在后接觸式PV模塊的長期日/夜溫度循環(huán)期間從后接觸式太陽能電池145起皺及/或分層的傾向。相對(duì)于包括銅的導(dǎo)電箔，包括鋁的導(dǎo)電箔可能特別容易受此效應(yīng)影響，這是因?yàn)殇X具有更高的CTE(23 ppm/C對(duì)17 ppm/C)及更高的電阻率(2.8E-6ohmcm對(duì)1.7E-6ohmcm)。(雖然不是本質(zhì)上成問題的,但招的較高電阻率一般意味著:如果需要給定的薄膜電阻，那么需要較厚的鋁箔層來產(chǎn)生與銅相同的薄膜電阻，這可導(dǎo)致層堆疊中的機(jī)械應(yīng)力增加。)為幫助防止在導(dǎo)電箔中起皺，在一些實(shí)施例中，第二粘合層140可為根據(jù)其熔體流動(dòng)指數(shù)(MFIJBASTM D1238所定義，2.16kg, 190C)預(yù)選擇的熱塑性粘合劑/密封劑。熱塑性粘合劑/密封劑的MFI可從在190C下小于ldg/min (在此情形中在所施加力/應(yīng)力下存在非常少的粘合劑流動(dòng))到大于50dg/min(在此情形中,粘合劑趨向于快速流動(dòng))變化。雖然后接觸式PV模塊在戶外使用中通常不遭遇高達(dá)190C的溫度，但在一些實(shí)施例中，MFI可用作第二粘合層140在長期操作期間蠕變的趨勢(shì)的預(yù)測(cè)信號(hào)。
[0035]雖然具有高于20dg/min的MFI的熱塑性粘合劑通常更容易受到蠕變影響且因此比STR? Photocap? EVA 15420 (廣泛商用的交聯(lián)EVA密封劑)更可能在導(dǎo)電箔120中導(dǎo)致起皺，然而具有低于10dg/min的MFI的熱塑性粘合劑可遠(yuǎn)遠(yuǎn)比上述交聯(lián)EVA產(chǎn)品更能夠防止導(dǎo)電箔中的起皺。在一些實(shí)施例中，具有約4dg/min或更少的MFI的第二粘合層140可使得50到100微米厚的鋁導(dǎo)電箔能夠用于后接觸式PV模塊中而不在日/夜溫度循環(huán)期間具有顯著起皺。在其它實(shí)施例中，具有約8dg/min或更少的MFI的第二粘合層140可為足夠的。應(yīng)注意，可通過遵循后接觸式PV模塊的數(shù)百個(gè)(例如，400到800) - 40C到+ 85C的溫度循環(huán)(PV行業(yè)中眾所周知的測(cè)試)量化導(dǎo)電箔層中的起皺程度來直接測(cè)量第二粘合層140的MFI與導(dǎo)電箔120的起皺趨勢(shì)之間的相關(guān)。
[0036]與在后接觸式PV模塊中使用低MFI第二粘合層140相關(guān)聯(lián)的潛在挑戰(zhàn)為:在典型處理溫度及持續(xù)時(shí)間(例如，120到160C持續(xù)5到60分鐘)下的模塊層壓期間，粘合劑可能未足夠顯著地流動(dòng)以填充層堆疊中的空隙或間隙。與當(dāng)使用如上文描述的相對(duì)薄的第二粘合層140時(shí)遭遇的問題類似，在一些實(shí)施例中，這些問題可通過以下任一解決:A)以初始液體形式(例如，通過絲網(wǎng)印刷、凹版印刷等等，來自熔融或溶解狀態(tài))施加第二粘合層140，使得粘合劑趨向于在其施加期間填充任何間隙(或使突出物平滑)；或抝在導(dǎo)電箔120與后接觸式太陽能電池145之間提供額外平坦化層來移除兩者之間的間隙且使兩者之間的突出物平滑，使得不要求第二粘合層140實(shí)質(zhì)上流動(dòng)。
[0037]可經(jīng)由任選電介質(zhì)隔離層130與第二粘合層140中的開口在導(dǎo)電箔120與后接觸式太陽能電池145之間進(jìn)行一系列電連接(未展示)。在一些實(shí)施例中，可在這些位置中將導(dǎo)電箔120直接按壓成與后接觸式太陽能電池145接觸，而在其它實(shí)施例中，可使用電連接材料進(jìn)行接觸。潛在地適于進(jìn)行電連接的材料包含但不限于，焊料、焊膏、導(dǎo)電墨水、各向同性ECA、各向異性ECA及塊狀金屬導(dǎo)體。在一些實(shí)施例中，電連接包括可被印刷或分配的材料，例如焊膏或以片狀銀粉填充的、基于環(huán)氧樹脂的ECA。
[0038]在一些實(shí)施例中，期望用于進(jìn)行電連接的材料能夠在模塊操作期間抵抗在這些區(qū)域暴露于氧氣或濕氣的情況下的界面氧化及塊體氧化。在一些情形中，可通過在電連接材料中包含腐蝕抑制劑來增強(qiáng)對(duì)腐蝕及/或氧化的抵抗性。在導(dǎo)電箔120的頂面(即，表面涂層材料或(在缺少表面涂層材料的情況下)導(dǎo)電箔自身)具有比電連接中的導(dǎo)電物質(zhì)負(fù)性更大的還原電勢(shì)(即，被氧化的趨勢(shì)更大)的情況下，腐蝕抑制劑的使用可具有特別的重要性。例如，如果電連接材料為以片狀銀粉填充的ECA，那么包括例如錫、鉛、鋅、鎳、銀、鈀、銦、鋁或銅等金屬的表面涂層材料及/或?qū)щ姴墒芤嬗诟g抑制劑的存在。腐蝕抑制劑的一般功能為在表面涂層或?qū)щ姴谋砻嫔闲纬杀Ｗo(hù)性的但非電絕緣性的用作抵抗氧化的障礙物的層。例如，螯合劑(例如，氨基酸或其它含羧酸分子)可用作電連接材料中的腐蝕抑制劑。
[0039]后接觸式太陽能電池145包括其中可從太陽能電池的后表面接近正觸點(diǎn)及負(fù)觸點(diǎn)的任何類型的太陽能電池。后接觸式太陽能電池145可經(jīng)圖案化使得其正觸點(diǎn)及負(fù)觸點(diǎn)布置成交替的行及/或列。這可幫助確保相互交叉指狀物125中的每一者將能夠到達(dá)后接觸式太陽能電池145的背面上的給定極性類型的所有觸點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，后接觸式太陽能電池145可由單晶硅或多晶硅晶片制成。可并入到后接觸式PV模塊中的硅后接觸式太陽能電池的實(shí)例包含但不限于，金屬穿孔電池、發(fā)射極穿孔電池、背結(jié)電池、全背部接觸式電池、相互交叉背部接觸式電池、后接觸式適應(yīng)性鈍化發(fā)射極后局部擴(kuò)散電池、后點(diǎn)接觸電池、后接觸式適應(yīng)性硅異質(zhì)結(jié)(也稱為具有本征薄層的異質(zhì)結(jié)或HIT)單元及后接觸式適應(yīng)性集中器電池。典型的非集中型基于硅的后接觸式太陽能電池的厚度可從10到300微米變化且其寬度及/或直徑可從100毫米到450毫米變化。
[0040]在一些實(shí)施例中，絕緣層與經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔的相對(duì)位置可在互連電路的層堆疊中顛倒。此配置中的互連電路的實(shí)例(在本文中稱為“倒置配置”)在圖1B中以連續(xù)平面剖視圖描繪。倒置互連電路102的后層包括導(dǎo)電箔122，導(dǎo)電箔122已經(jīng)圖案化以形成相互交叉指狀物127的重復(fù)集合。絕緣層112及任選第二粘合層142安置在導(dǎo)電箔122上。倒置互連電路102還可包含至少一個(gè)后接觸式太陽能電池147，然而一般來說，后接觸式太陽能電池147不需要存在。在圖1B中描繪的實(shí)施例中，絕緣層112及第二粘合層142已使用開口陣列圖案化以允許在導(dǎo)電箔122與后接觸式太陽能電池147之間進(jìn)行電連接。
[0041]圖1B中描繪的倒置配置具有至少兩個(gè)潛在優(yōu)點(diǎn)。第一，在一些實(shí)施例中(例如，圖1B中展示的實(shí)施例)，絕緣層112可用作電介質(zhì)絕緣層的替代物，從而減少層的總數(shù)目且降低倒置互連電路102的制造成本。第二，絕緣層112可用作平坦化層，所述平坦化層幫助消除后接觸式太陽能電池147與互連電路102的其它層之間的突出物、空隙或間隙。
[0042]在其中用于填充絕緣層112及/或第二粘合層142中的開口的電連接材料昂貴的實(shí)施例中，可通過減小絕緣層112及/或第二粘合層142的厚度來大體上降低后接觸式PV模塊的總成本，如上文描述。此外，除非另外陳述，否則希望描述圖1A的互連電路100的特征、用于制造互連電路100的工藝技術(shù)或用于將互連電路100并入到導(dǎo)電背板及/或后接觸式PV模塊的方法及/或裝置結(jié)構(gòu)的實(shí)施例也可任選地應(yīng)用于圖1B的倒置互連電路102，且反之亦然。
[0043]另一實(shí)施例為包括一個(gè)或一個(gè)以上互連電路100的導(dǎo)電背板150。圖1C為說明根據(jù)此實(shí)施例的導(dǎo)電背板150的平面圖。如圖中所展示，一個(gè)或一個(gè)以上互連電路100安置在保護(hù)性背板160上。連接總線條170串聯(lián)電連接鄰近互連電路100。外部連接器180使電流通過導(dǎo)電背板150而到達(dá)接線盒或其它外部端子。
[0044]保護(hù)性背板160可包括傳統(tǒng)前接觸式PV背板(例如，Tcdlar?, PET、EVA底漆、聚乙烯及類似物)中發(fā)現(xiàn)的一些或所有層，而在其它實(shí)施例中，保護(hù)性背板160可由完全新型的材料制成。類似地，保護(hù)性背板在一些實(shí)施例中可為市售的或在其它實(shí)施例中可定制或內(nèi)部制造。保護(hù)性背板160的用途為提供機(jī)械及環(huán)境保護(hù)而免遭外部環(huán)境影響。此外，保護(hù)性背板160可包括由絕緣材料(例如，PET)組成的連續(xù)層以在若干后接觸式PV模塊串聯(lián)連接時(shí)防止通過背板的高電壓放電。
[0045]在倒置配置中，互連電路102的后表面(如圖1B中展示)包括經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔122。當(dāng)?shù)怪没ミB電路102附著到保護(hù)性背板時(shí)，在一些實(shí)施例中，保護(hù)性背板的頂層可包括粘合劑，所述粘合劑足夠厚且移動(dòng)性足夠強(qiáng)使得其在加熱層壓步驟期間流動(dòng)到導(dǎo)電箔122中的間隙中(例如，流動(dòng)到相互交叉指狀物127之間的空間中)，從而幫助從層堆疊移除空隙。例如，至少為導(dǎo)電箔122的厚度的50%的粘合層厚度可足以流動(dòng)到導(dǎo)電箔122中的間隙中且從層堆疊移除空隙。在其它實(shí)施例中，約至少與導(dǎo)電箔122的厚度相同的粘合層厚度可為足夠的(例如，如果導(dǎo)電箔為100微米厚，那么導(dǎo)電層可為約100微米厚或更大)。
[0046]為此，若干市售“TPE”保護(hù)性背板包括頂粘合層，其足夠厚且移動(dòng)性足夠強(qiáng)以流動(dòng)到導(dǎo)電箔122中的間隙中。然而，TPE背板中的頂粘合層中的許多(例如，聚烯烴、聚乙烯、非交聯(lián)EVA或其它低溫?zé)崴苄哉澈蠈?最初具有非永久性質(zhì)。如果這些層在層壓步驟期間直接接合到互連電路102，那么在許多情形中此接合將在此之后不久失效，即使粘合層足夠厚以填充導(dǎo)電箔122中的間隙也如此。例如，如果Madico TPE HD保護(hù)性背板直接層壓到倒置互連電路102，那么接合可在85C/85% RH陳化中僅在若干(例如，小于10)小時(shí)之后失效。為克服此問題，在一些實(shí)施例中，可在層壓之前將薄促粘合結(jié)合層(未展示)施加到保護(hù)性背板160的頂粘合層及/或互連電路102的底部。這幫助在保護(hù)性背板160與互連電路102之間形成相對(duì)永久的接合。在上文給出的實(shí)例中，在與互連電路102接合之前將I到10微米厚的結(jié)合層施加到保護(hù)性背板160的頂粘合層可將接合的壽命延長到85C/85% RH陳化中的三千小時(shí)以上，從而使用最初具有非永久性質(zhì)的粘合劑實(shí)質(zhì)上形成接近永久的接合。在一些實(shí)施例中，可使用小于保護(hù)性背板160的頂粘合層的厚度的約20%的結(jié)合層厚度實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度足夠大的接合。在其它實(shí)施例中，結(jié)合層厚度可小于頂粘合層的厚度的約10%。
[0047]可能適于結(jié)合層的材料類型包含但不限于，壓敏結(jié)合層、熱塑性結(jié)合層、熱固性結(jié)合層、交聯(lián)結(jié)合層、UV可固化結(jié)合層、雙組分結(jié)合層或其它材料。在一些實(shí)施例中，可使用交聯(lián)結(jié)合層。此外，在一些實(shí)施例中，上文提及的結(jié)合層材料可任選地用于將基本配置互連電路100 (如圖1A中展示)接合到保護(hù)性背板160。
[0048]連接總線條170提供鄰近互連電路100之間的串聯(lián)連接。雖然在一些實(shí)施例中導(dǎo)電總線條170安置在互連電路100上方且因此可在互連電路100已層壓到保護(hù)性背板160之前或之后附著到互連電路100，但在其它實(shí)施例中導(dǎo)電總線條170安置在互連電路100下方且可在互連電路100層壓到保護(hù)性背板160之前(或期間)附著到互連電路?？捎糜趯⑦B接總線條170附著到互連電路100的技術(shù)包含但不限于，焊接、銅焊、超聲波焊接，激光焊接或使用導(dǎo)電粘合劑(例如PSA或環(huán)氧樹脂)的接合。
[0049]在一些實(shí)施例中，應(yīng)力釋放性質(zhì)(例如間隙、開口或其它產(chǎn)生柔性的結(jié)構(gòu))可包含在連接總線條170的設(shè)計(jì)中。這可幫助在日/夜熱循環(huán)期間減少連接總線條170上的應(yīng)力積累。此外，可使用雙步驟工藝(未展示)附著連接總線條170，在所述雙步驟工藝中，第一總線條附著到每一互連電路100的末端(未展示)，且第二連接總線條用于在兩個(gè)鄰近第一總線條之間進(jìn)行簡(jiǎn)單電連接。
[0050]外部連接器180將電流從互連電路100及/或連接總線條170的端子傳遞到模塊的外側(cè)。外部連接器180可為在鄰近互連電路100之間附著旁路二極管提供觸點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，外部連接器180在連接總線條170及互連電路100已附著到保護(hù)性背板160之后附著到連接總線條170及互連電路100，而在其它實(shí)施例中外部連接器180在將這些裝置并入到導(dǎo)電背板150之前(或期間)附著到連接總線條170及互連電路100。替代地，外部連接器180及/或連接總線條170中的一些或所有可在其連接到互連電路100之前集成到一個(gè)或一個(gè)以上外部連接器組合件(未展示)中。這可簡(jiǎn)化互連電路100的串聯(lián)連接。
[0051]另一實(shí)施例為包括導(dǎo)電背板150及一個(gè)或一個(gè)以上后接觸式太陽能電池145的后接觸式PV模塊190，如在圖1D中以平面圖展示。后接觸式PV模塊190可任選地進(jìn)一步包括保護(hù)性背板、密封材料、后接線盒、框架及透明蓋板(例如，低鐵鋼化玻璃(未展示))。在一些實(shí)施例中，傳統(tǒng)方法(例如真空層壓)可用于制造后接觸式PV模塊，然而作為對(duì)傳統(tǒng)標(biāo)記及排列步驟的替代，可簡(jiǎn)單地使用(例如)拾取及放置機(jī)器人將后接觸式太陽能電池145放置在互連電路100上。
[0052]在將后接觸式太陽能電池145放置在導(dǎo)電背板150之前，可任選地將電連接材料(未展示)施加在第二粘合層及/或電介質(zhì)隔離層中的開口中以將后接觸式太陽能電池145電連接到互連電路100?？捎糜趯⒑蠼佑|式太陽能電池145電連接到互連電路100的技術(shù)包含但不限于，焊接、銅焊、激光焊接或使用導(dǎo)電粘合劑(例如PSA或載銀環(huán)氧樹脂)的接合。
[0053]在未在互連電路100及/或?qū)щ姳嘲?50的制造期間并入第二粘合層的實(shí)施例中，可在放置后接觸式太陽能電池145及/或?qū)щ娬澈喜牧现叭芜x地將粘合劑或密封劑層(未展示)施加到導(dǎo)電背板150?？稍谒霰“逯行纬砷_口以允許在互連電路100與后接觸式太陽能電池145之間進(jìn)行電連接?？捎糜谠谶@些實(shí)施例中將互連電路100接合到后接觸式太陽能電池145的粘合劑/密封劑材料包含但不限于，EVA、PVB、聚烯烴、聚氨基甲酸乙酯或硅酮。
[0054]在另外其它實(shí)施例中，后接觸式PV模塊包括互連電路100及后接觸式太陽能電池145，但不包含保護(hù)性背板160。例如，可使用層壓到玻璃后板而非保護(hù)性背板160的互連電路100制造此后接觸式PV模塊(未展示)。
[0055]雖然圖1A到ID中展示的互連電路描繪為連接后接觸式太陽能電池的線性陣列，但以兩個(gè)維度(例如，以用于遍及后接觸式PV模塊各處的串聯(lián)連接的蜿蜒圖案)連接后接觸式太陽能電池的互連電路也視為實(shí)施例。下文將描述制造二維互連電路的方法。
[0056]將互連電路構(gòu)造為與保護(hù)性背板分離的單獨(dú)組件的潛在優(yōu)點(diǎn)為其允許每一者的功能的解耦。因?yàn)榛ミB電路的用途(提供電連接)一般不同于保護(hù)性背板的用途(提供與周圍環(huán)境的化學(xué)、機(jī)械及電隔離)，所以將這兩個(gè)組件分離可在一些實(shí)施例中產(chǎn)生更穩(wěn)健的PV模塊。此外，此分離可提供供應(yīng)鏈優(yōu)點(diǎn):互連電路及/或?qū)щ姳嘲宓闹圃煺呖扇芜x地依賴于市售保護(hù)性背板而非開發(fā)其自身的保護(hù)性背板。為此，若干市售保護(hù)性背板(例如，3M Scotchshield Film?、Madico TPE HD 及 Dunmore Dun-SoIar?TPE)已展不為與互連電路100及倒置互連電路102兼容。
[0057]此外，可潛在地從將互連電路作為與保護(hù)性背板分離的單獨(dú)組件并入取得兩個(gè)其它優(yōu)點(diǎn)。第一，在一些實(shí)施例中，可在互連電路之后(即，在互連電路與保護(hù)性背板之間)附著連接總線條。這可幫助減少模塊邊緣附近的通常為總線連接保留的非作用面積，從而導(dǎo)致模塊效率的增加。第二，以略微小于保護(hù)性背板的尺寸的尺寸圖案化互連電路是簡(jiǎn)單的。這使得能夠?qū)㈦姼綦x間隙(或周邊)維持在互連電路與保護(hù)性背板的邊緣(及因此，后接觸式PV模塊的邊緣)之間而不需要復(fù)雜的工藝步驟或在互連電路中產(chǎn)生廢料。
[0058]另一實(shí)施例為制造互連電路的方法，如圖2A到2F中展示的連續(xù)平面圖中所描繪。在圖2A中，一系列非連續(xù)開口或狹槽210圖案化在導(dǎo)電箔200的起始卷或薄板中。導(dǎo)電箔200的卷的起始寬度可從約為后接觸式太陽能電池的寬度的一半到大于后接觸式太陽能電池的寬度的兩倍變化。應(yīng)注意，雖然相對(duì)長且窄的狹槽210描繪在圖2A中，但實(shí)際上，取決于后接觸式太陽能電池上的觸點(diǎn)的圖案，狹槽可包括各種各樣的形狀及/或尺寸?？墒褂酶鞣N方法形成狹槽210，包含但不限于，沖孔、平層沖切、匹配金屬?zèng)_切、公/母沖切、旋轉(zhuǎn)沖切、激光沖切或其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)沖切可用于從導(dǎo)電箔200的連續(xù)卷形成狹槽210。
[0059]在待在互連電路的制造工藝中移除的導(dǎo)電箔的總所要體積中，在一些實(shí)施例中可在狹槽210的形成期間移除約65%到99%。在狹槽210的末端附近，可任選地將連接頭220留在適當(dāng)位置(S卩，不在形成狹槽的過程期間移除)以幫助保留導(dǎo)電箔200的機(jī)械完整性。如果連接頭220未被留在適當(dāng)位置，那么導(dǎo)電箔200可在狹槽210的附近變得脆弱，從而導(dǎo)致在后續(xù)工藝步驟期間處置導(dǎo)電箔200的困難。在一些實(shí)施例中，連接頭220的使用可允許相互交叉指狀物的每一集合中的指狀物的數(shù)目增加。例如，可通過使用連接頭實(shí)現(xiàn)小于約3厘米的相互交叉指狀物的周期性(即，1.5厘米或更小的指狀物與指狀物間距)。在其它實(shí)施例中，周期性可為約2厘米或更小。在另外其它實(shí)施例中，周期性可為約1.5厘米或更小。[0060]此外，可通過確保狹槽210不一直延伸到導(dǎo)電箔200的邊緣來進(jìn)一步增強(qiáng)導(dǎo)電箔200的機(jī)械完整性。在狹槽開口占據(jù)后接觸式太陽能電池的大部分面積的實(shí)施例中(例如，當(dāng)互連電路用于連接具有較低數(shù)目的后觸點(diǎn)或具有接近單元邊緣的觸點(diǎn)的后接觸式太陽能電池時(shí))，導(dǎo)電箔中的未圖案化邊緣區(qū)域的存在可為特別有用的。
[0061]在圖2B中，絕緣層230的卷或薄板層壓到導(dǎo)電箔200的后表面。第一粘合劑(未展示)可用于將兩個(gè)層層壓在一起?？捎糜趯訅簩拥恼澈蟿╊愋桶幌抻?，熱熔粘合齊U、壓敏粘合劑、B階段粘合劑、熱固性粘合劑、熱塑性粘合劑或交聯(lián)粘合劑。如果以液體形式施加第一粘合劑，那么一般應(yīng)注意不能允許顯著量的粘合劑通過狹槽210滲濾到導(dǎo)電箔200的前表面上。絕緣層230的起始寬度可從約等于后接觸式太陽能電池的寬度到大于后接觸式太陽能電池的寬度的兩倍變化。
[0062]因?yàn)榻^緣層230在形成狹槽210之后施加，所以絕緣層230不需要用作用于圖案化狹槽210的切割或圖案化表面。這使得相對(duì)薄的絕緣層230能夠用于互連電路中。在一些實(shí)施例中，絕緣層230厚度可為約50微米或更小。在其它實(shí)施例中，絕緣層厚度可為約25微米或更小。在另外其它實(shí)施例中，絕緣層厚度可為約12.5微米或更小。
[0063]在一些實(shí)施例中，接著可將電介質(zhì)隔離層(未展示)施加到導(dǎo)電箔的前表面?？稍陔娊橘|(zhì)隔離層中形成開口以允許在導(dǎo)電箔200與后接觸式太陽能電池的正極觸點(diǎn)及負(fù)極觸點(diǎn)之間進(jìn)行電連接。
[0064]在倒置配置中，絕緣層230層壓到導(dǎo)電箔200的前表面而非后表面。在此配置中，絕緣層230可在導(dǎo)電箔200與后接觸式太陽能電池之間提供某種程度的電隔離，從而潛在地消除對(duì)電介質(zhì)隔離層的需要。在將絕緣層230層壓到導(dǎo)電箔200之前，可以與后接觸式太陽能電池的觸點(diǎn)的圖案至少部分匹配的開口(未展示)圖案化絕緣層230?？捎糜谠诮^緣層230中形成開口的技術(shù)包含但不限于，沖孔、平層沖切、匹配金屬?zèng)_切、公/母沖切、旋轉(zhuǎn)沖切、激光切割或其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)沖切可歸因于其高產(chǎn)量及低成本而用于在絕緣層230中形成開口。替代地，在一些實(shí)施例中，可將絕緣層230的連續(xù)薄板層壓到導(dǎo)電箔200，接著使用移除技術(shù)(例如蝕刻及激光燒蝕)在絕緣層230中形成開口。
[0065]接著，返回到圖2C中展示的基本配置，可任選地將第二粘合層240施加到導(dǎo)電箔的前表面。在其它實(shí)施例中(未展示)，可首先將第二粘合層240施加到電介質(zhì)隔離層、施加到后接觸式太陽能電池或(在倒置配置的情形中)施加到絕緣層的前表面(例如，在已將絕緣層施加到導(dǎo)電箔及/或以開口圖案化之前或之后)。第二粘合層240可以對(duì)應(yīng)于后接觸式太陽能電池上的正極觸點(diǎn)及負(fù)極觸點(diǎn)的位置的開口 250圖案化。此外，雖然第二粘合層240描繪為在圖2D到2E中展示的后續(xù)移除步驟之前施加，但在其它實(shí)施例中第二絕緣層240可在所述過程中在這些及/或其它步驟之后施加。
[0066]在一些實(shí)施例中，第二粘合層240可以來自溶解或熔融狀態(tài)的液體形式施加。包含但不限于絲網(wǎng)印刷、旋轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷、柔性印刷、凹版涂布、狹槽涂布、噴墨印刷或噴涂等的技術(shù)可用于在不存在開口 250的區(qū)域中施加第二粘合層240。替代地，如果以薄板或卷形式提供第二粘合層240，那么可在將所述層施加到其它層之前任選地以開口圖案化所述層。可用于在第二粘合層240中形成開口的技術(shù)包含但不限于，沖孔、平層沖切、匹配金屬?zèng)_切、公/母沖切、旋轉(zhuǎn)沖切、激光切割或其組合。在另外其它實(shí)施例中，可將第二粘合層240作為連續(xù)薄板層壓到導(dǎo)電箔、電介質(zhì)隔離層或后接觸式太陽能電池，接著使用移除技術(shù)(例如蝕刻或激光燒蝕)在第二粘合層240中形成開口。
[0067]在倒置配置中，在一些實(shí)施例中，在層壓到導(dǎo)電箔之前以開口圖案化絕緣層。在這些實(shí)施例中，可在于絕緣層中形成開口之前任選地將第二粘合層240施加到絕緣層的前表面(例如，通過層壓薄板或形成涂層)。接著，可使用單個(gè)切割或移除步驟同時(shí)在兩個(gè)層中圖案化開口，從而潛在地簡(jiǎn)化互連電路的總制造工藝。在圖案化期間將絕緣層用作用于第二粘合層240的支撐層可幫助提高第二粘合層240的大小穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)诙澈蠈?40較薄時(shí)(例如，小于100微米厚)此方式可為特別有益的，這是因?yàn)槲唇?jīng)支撐的粘合材料在圖案化期間(或在圖案化之后)翹曲或變形的趨勢(shì)趨向于在層厚度降低時(shí)實(shí)質(zhì)上增加。一旦已將第二粘合層240及絕緣層層壓在一起且以開口圖案化，便可將絕緣層的后表面層壓到導(dǎo)電箔。
[0068]返回到圖2D中展示的基本配置，(例如)使用切割或割縫工藝移除包括經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔、第一粘合劑、絕緣層及任選第二粘合層的層壓物的邊緣以形成切邊260。在割縫過程期間，絕緣層向?qū)щ姴峁C(jī)械支撐且與任選連接頭一起幫助防止導(dǎo)電箔在邊緣被移除時(shí)機(jī)械解耦。在移除步驟之后，層壓物的最終寬度可從后接觸式太陽能電池的寬度的約一半到后接觸式太陽能電池的寬度的約1.5倍變化。在一個(gè)實(shí)施例中，層壓物的最終寬度約與后接觸式太陽能電池的寬度相同。
[0069]接著，從導(dǎo)電箔移除連接頭以形成相互交叉指狀物270的電隔離集合，如圖2E中所展示。如同圖2D中展示的切割/割縫步驟，導(dǎo)電箔由絕緣層支撐的事實(shí)確保相互交叉指狀物270的集合將不在連接頭的移除期間機(jī)械解耦。這顯著簡(jiǎn)化相互交叉指狀物270的處置且?guī)椭诤罄m(xù)工藝步驟期間維持相互交叉指狀物270的對(duì)準(zhǔn)。此外，因?yàn)樵谝恍?shí)施例中絕緣層作為與保護(hù)性背板分離的單獨(dú)組件并入在后接觸式PV模塊中，所以可能在移除連接頭期間在絕緣層中形成開口而不損害所述模塊的環(huán)境復(fù)原力。這與通常在市售保護(hù)性背板中發(fā)現(xiàn)的絕緣層形成對(duì)比，一般將市售保護(hù)性背板制造成連續(xù)的以最大化電隔離。在移除連接頭期間形成于絕緣層中的開口的實(shí)例在圖2E中展示在位置275處。
[0070]可使用各種方法移除連接頭，包含但不限于，沖孔、平層沖切、匹配金屬?zèng)_切、公/母沖切、旋轉(zhuǎn)沖切、激光燒蝕、施加大電壓或其組合。在一些實(shí)施例中，視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可用于確保切割設(shè)備精確移除連接頭。在一個(gè)實(shí)施例中，使用視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)沖切可用于移除連接頭。用于移除連接頭的沖切圖案可制造得略微大于接頭自身的尺寸以確保連接頭被切割設(shè)備完全移除。
[0071]替代地，在一些實(shí)施例中，可在不在絕緣層中形成開口的情況下移除連接頭。例如，如果選擇性地施加將導(dǎo)電箔接合到絕緣層的第一粘合劑使得其不存在于連接頭緊鄰絕緣層的區(qū)域中，那么將不把連接頭直接接合到絕緣層且可使用局部切割技術(shù)(例如，吻切或激光切割)移除連接頭。在一些實(shí)施例中，與真空移除結(jié)合的激光切割可用于移除連接頭。
[0072]在一些實(shí)施例中，可將表面涂層(未展示)涂布或施加到導(dǎo)電箔的暴露上表面以幫助防止長期氧化及/或腐蝕。表面涂層材料可經(jīng)鍍敷、濺鍍、冷焊或經(jīng)由其它方式施加。如果表面涂層是鍍敷的，那么在一些實(shí)施例中可在施加第二粘合層之后施加表面涂層，使得鍍敷材料的總體積可減少。這可幫助降低互連電路的生產(chǎn)成本。此外，在期望使用電鍍施加表面涂層的實(shí)施例中，可在移除連接頭之前施加表面涂層，使得可在鍍敷過程期間維持導(dǎo)電箔的電連續(xù)性。
[0073]如果以卷形式供應(yīng)導(dǎo)電箔及絕緣層，那么可將卷切割成離散薄板以形成一個(gè)或一個(gè)以上互連電路295，如圖2F中所展示?？芍圃炀_邊緣切口 280以確保鄰近于邊緣切口280 ( S卩，在邊緣切口 280的左側(cè)及右側(cè)上)的互連電路295可用于后接觸式PV模塊中。一經(jīng)切割，在一些實(shí)施例中互連電路295的長度便可約與后接觸式太陽能電池的典型串聯(lián)連接串的長度相同。例如，如果后接觸式太陽能電池中的每一者的長度為約156毫米且串聯(lián)連接串連接10個(gè)電池，那么互連電路295的長度可為約1560-1590毫米(可將小容許度內(nèi)置到互連電路重復(fù)長度中以允許每一電池之間有I到2毫米的空間)。
[0074]一旦已將卷切割成離散互連電路295，便可任選地將連接總線條290附著到末端?？捎糜趯⑦B接總線條290附著到互連電路295的技術(shù)包含但不限于，焊接、銅焊、激光焊接或使用導(dǎo)電粘合劑(例如，PSA或環(huán)氧樹脂)的接合。在圖2A到2F中描繪的基本配置中，可使用激光焊接、超聲波焊接或一些其它接合技術(shù)通過絕緣層將連接總線條290附著到導(dǎo)電箔的頂面或(在另一實(shí)施例中)連接到導(dǎo)電箔的底面。在倒置配置中，可任選地將連接總線條290附著到導(dǎo)電箔的暴露后表面；接著可將完成的互連電路295附著到保護(hù)性背板(例如，其中連接總線條290安置在導(dǎo)電箔的底面與保護(hù)性背板的頂面之間)。
[0075]一旦已制造好互連電路295，便可使用至少兩種不同方式將互連電路并入到后接觸式PV模塊中。在第一實(shí)施例中，將一個(gè)或一個(gè)以上互連電路295層壓到保護(hù)性背板以形成導(dǎo)電背板(如圖1C中描繪)。在層壓期間可精確控制鄰近電路之間的間距以防止鄰近互連電路彼此接觸，鄰近互連電路彼此接觸可潛在地導(dǎo)致電短路。可使連接總線條290互連以在連續(xù)互連電路295之間形成串聯(lián)連接。一旦已將互連電路295、總線條290及任何外部連接器并入到導(dǎo)電背板中，接著便可將后接觸式太陽能電池連接到導(dǎo)電背板(例如，通過分配導(dǎo)電粘合點(diǎn)且使用拾取及放置機(jī)器人來放置后接觸式太陽能電池)且可處理后接觸式太陽能電池以形成后接觸式PV模塊。
[0076]替代地，可在將互連電路附著到保護(hù)性背板之前將一個(gè)或一個(gè)以上后接觸式太陽能電池附著到互連電路。圖3展示電池互連設(shè)備300的實(shí)例，電池互連設(shè)備300可用于連續(xù)地將電連接材料及后接觸式太陽能電池370施加到互連電路310?？墒紫仁褂梅峙涔ぞ?20將電連接材料(例如ECA或焊膏)沉積到互連電路310的一部分的暴露接觸墊上。接著，輸送機(jī)330以增量將互連電路310向前移動(dòng)到拾取及放置機(jī)器人350，拾取及放置機(jī)器人350將后接觸式太陽能電池370放置在互連電路310上。拾取及放置機(jī)器人350可裝備有視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)以提高后接觸式太陽能電池370的放置準(zhǔn)確度。接著，輸送機(jī)將互連電路310向前運(yùn)送到任選加熱區(qū)360。在絕緣粘合材料及/或電互連材料在室溫下粘性不足的情形中，可使用加熱區(qū)360活化粘合劑(絕緣、導(dǎo)電或其組合)以與后接觸式太陽能電池370形成接合。在一些實(shí)施例中，可將壓力施加到互連電路310及后接觸式太陽能電池370以在加熱期間提供更緊密的接觸。一經(jīng)制造，在一些實(shí)施例中接著便可將互連子組合件面朝下地放置在以密封劑覆蓋的前玻璃蓋板(未展示)上以用于附著總線條，隨后層壓到后板。
[0077]圖2A到2F中展示的方法及技術(shù)可擴(kuò)展到制造能夠連接后接觸式太陽能電池的二維陣列的大寬度互連電路。圖4A到4F展示可用于制造二維互連電路的工藝的實(shí)例。在圖4A中，在導(dǎo)電箔400的起始卷或薄板中切割一系列非連續(xù)開口或狹槽410。狹槽410與圖2A中展示的狹槽類似，區(qū)別在于可在將最終占據(jù)后接觸式太陽能電池的串聯(lián)連接串之間的空間的區(qū)域中切割額外狹槽。這些狹槽在圖4A中沿著線427展示。應(yīng)注意，雖然在圖4A中描繪相對(duì)長且窄的狹槽410，但實(shí)際上取決于后接觸式太陽能電池上的觸點(diǎn)的圖案，狹槽可包括各種各樣的形狀及/或尺寸。用于形成狹槽的技術(shù)包含但不限于，沖孔、平層沖切、匹配金屬?zèng)_切、公/母沖切、旋轉(zhuǎn)沖切、激光切割或其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用旋轉(zhuǎn)沖切由導(dǎo)電箔400的連續(xù)卷形成狹槽410。
[0078]在待在制造工藝中移除的導(dǎo)電箔的總所要體積中，可在狹槽410的形成期間移除約65%到99%?？蓪⑦B接頭420保留在適當(dāng)位置(即，不在形成狹槽的過程期間移除)以幫助保留導(dǎo)電箔400的機(jī)械完整性。如在其它實(shí)施例中，使用連接頭420可允許相互交叉指狀物的每一集合中的指狀物的數(shù)目增加。例如，可通過連接頭的使用實(shí)現(xiàn)小于約3厘米的相互交叉指狀物中的周期性(即，1.5厘米或更小的指狀物與指狀物間距)。在其它實(shí)施例中，周期性可為約2厘米或更小。在另外其它實(shí)施例中，周期性可為約1.5厘米或更小。此外，除連接頭420之外，還可將串間連接頭425保留在適當(dāng)位置以進(jìn)一步保留導(dǎo)電箔400的機(jī)械完整性。
[0079]在圖4B中，絕緣層430的卷或薄板層壓到經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔400的后表面。第一粘合劑(未展示)可用于將兩個(gè)層層壓在一起。可用于層壓層的粘合劑類型包含但不限于，熱熔粘合劑、壓敏粘合劑、B級(jí)粘合劑、熱固性粘合劑、熱塑性粘合劑或交聯(lián)粘合劑。如果以液體形式施加第一粘合劑，那么一般應(yīng)注意不能允許顯著量的粘合劑通過狹槽410滲濾到導(dǎo)電箔400的前表面上。
[0080]因?yàn)榻^緣層430在形成狹槽410之后施加，所以絕緣層430不需要用作用于圖案化狹槽410的切割或圖案化表面。這使得相對(duì)薄的絕緣層430能夠用于二維互連電路中。在一些實(shí)施例中，絕緣層430厚度可為約50微米或更小。在其它實(shí)施例中，絕緣層厚度可為約25微米或更小。在另外其它實(shí)施例中，絕緣層厚度可為約12.5微米或更小。
[0081]在一些實(shí)施例中，接著可將電介質(zhì)隔離層(未展示)施加到導(dǎo)電箔的前表面?？稍陔娊橘|(zhì)隔離層中形成開口以允許在導(dǎo)電箔400與后接觸式太陽能電池的正極觸點(diǎn)與負(fù)極觸點(diǎn)之間進(jìn)行電連接。
[0082]如先前描述，在倒置配置中，絕緣層430層壓到導(dǎo)電箔400的前表面而非后表面。在此配置中，絕緣層430可在導(dǎo)電箔400與后接觸式太陽能電池之間提供某種程度的電隔離，從而潛在地消除對(duì)電介質(zhì)隔離層的需要。在將絕緣層430層壓到導(dǎo)電箔400之前，可以與后接觸式太陽能電池的觸點(diǎn)的圖案至少部分匹配的開口(未展示)圖案化絕緣層430。可用于在絕緣層430中形成開口的技術(shù)包含但不限于，沖孔、平層沖切、匹配金屬?zèng)_切、公/母沖切、旋轉(zhuǎn)沖切、激光切割或其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)沖切可歸因于其高產(chǎn)量及低成本而用于在絕緣層430中形成開口。替代地，在一些實(shí)施例中，可將絕緣層430的連續(xù)薄板層壓到導(dǎo)電箔400，接著使用移除技術(shù)(例如蝕刻或激光燒蝕)在絕緣層430中形成開□。
[0083]接著，返回到圖4C中展示的基本配置，可任選地將第二粘合層440施加到經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔的前表面。在其它實(shí)施例(未展示)中，可首先將第二粘合層440施加到電介質(zhì)隔離層、施加到后接觸式太陽能電池或(在倒置配置的情形中)施加到絕緣層的前表面(例如，在絕緣層已被施加到導(dǎo)電箔及/或以開口圖案化之前或之后)?？梢詫?duì)應(yīng)于后接觸式太陽能電池上的正極觸點(diǎn)及負(fù)極觸點(diǎn)的位置的開口 450圖案化第二粘合層440。此外，雖然第二粘合層440描繪為在圖4D到4E中展示的后續(xù)移除步驟之前施加，但在其它實(shí)施例中，第二粘合層440可在所述工藝中在這些及/或其它步驟之后施加。
[0084]在一些實(shí)施例中，第二粘合層440可以來自溶解或熔化的液體形式施加?？墒褂冒幌抻诮z網(wǎng)印刷、旋轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷、柔性印刷、凹版涂布、狹槽涂布、噴墨印刷或噴涂等的技術(shù)在不存在開口 450的區(qū)域中施加第二粘合層440。替代地，如果第二粘合層440以薄板或卷形式提供，那么所述層可任選地在其施加到其它層之前以開口圖案化?？捎糜谠诘诙澈蠈?40中形成開口的技術(shù)包含但不限于，沖孔、平層沖切、匹配金屬?zèng)_切、公/母沖切、旋轉(zhuǎn)沖切、激光切割或其組合。在另外其它實(shí)施例中，可將第二粘合層440作為連續(xù)薄板層壓到導(dǎo)電箔、電介質(zhì)隔離層或后接觸式太陽能電池，接著使用移除技術(shù)(例如蝕刻或激光燒蝕)在第二粘合層440中形成開口。
[0085]在倒置配置中，在一些實(shí)施例中，在層壓到導(dǎo)電箔之前以開口圖案化絕緣層，如上文描述。在這些實(shí)施例中，可在于絕緣層中形成開口之前，任選地將第二粘合層440施加到絕緣層的前表面(例如，通過層壓薄板或形成涂層)。接著，可使用單個(gè)切割或移除步驟同時(shí)在兩個(gè)層中圖案化開口，從而潛在地簡(jiǎn)化互連電路的總制造工藝。在圖案化期間將絕緣層用作用于第二粘合層440的支撐層可幫助提高第二粘合層440的大小穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)诙澈蠈?40較薄(例如，小于100微米厚)時(shí)此方式可為特別有益的，這是因?yàn)槲唇?jīng)支撐的粘合材料在圖案化期間(或在圖案化之后)翹曲或變形的趨勢(shì)趨向于在層厚度降低時(shí)實(shí)質(zhì)上增加。一旦第二粘合層440及絕緣層已層壓在一起且以開口圖案化，便可將絕緣層的后表面層壓到導(dǎo)電箔。
[0086]返回到圖4D中展示的基本配置，(例如)使用切割或割縫工藝移除包括經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔、第一粘合劑、絕緣層及任選第二粘合層的層壓物的邊緣以形成切邊460。在割縫過程期間，絕緣層向?qū)щ姴峁C(jī)械支撐且與任選連接頭及串間連接頭一起幫助防止導(dǎo)電箔在邊緣被移除時(shí)機(jī)械解耦。雖然在圖2D中展示的實(shí)施例中層壓物的最終寬度可約與后接觸式太陽能電池的寬度相同，但在圖4D中描繪的實(shí)施例中最終寬度可比后接觸式太陽能電池的寬度大若干倍。例如，如果后接觸式太陽能電池的寬度為156毫米且在PV模塊中存在后接觸式太陽能電池的6個(gè)串聯(lián)連接串，那么層壓物的最終寬度可為約936到960毫米(可將小容許度內(nèi)置到層壓物的最終寬度中以允許每一串之間的I到2毫米空間)。在其它實(shí)施例中，層壓物的最終寬度可為后接觸式太陽能電池的寬度乘以PV模塊中的后接觸式太陽能電池的串聯(lián)連接串的數(shù)目的0.8到1.5倍。在另外其它實(shí)施例中(例如在500到1500毫米寬的卷對(duì)卷處理設(shè)備的可用性受限制的實(shí)施例中)，層壓物的最終寬度可在2、3或4個(gè)后接觸式太陽能電池的組合寬度的20%內(nèi)。
[0087]接著，移除連接頭及串間連接頭以形成相互交叉指狀物470的電隔離集合及電隔離鄰近串，如圖4E中展示。如同圖4D中展示的切割/割縫步驟，導(dǎo)電箔由絕緣層支撐的事實(shí)確保相互交叉指狀物470的集合將不在移除連接頭及串間連接頭期間機(jī)械解耦。這顯著簡(jiǎn)化相互交叉指狀物470的集合的處置且?guī)椭诤罄m(xù)工藝步驟期間維持其對(duì)準(zhǔn)。此外，因?yàn)樵谝恍?shí)施例中，絕緣層作為與保護(hù)性背板分離的單獨(dú)組件并入在后接觸式PV模塊中，所以可能在移除連接頭420期間在絕緣層中形成開口而不損害模塊的環(huán)境復(fù)原力。這與通常在市售保護(hù)性背板中發(fā)現(xiàn)的絕緣層形成對(duì)比，一般將市售保護(hù)性背板制造成連續(xù)的以最大化電隔離。在移除連接頭及串間連接頭期間在絕緣層中形成的開口的實(shí)例在圖4E中分別展示在位置472及475處。
[0088]各種方法可用于移除連接頭及串間連接頭，包含但不限于沖孔、平層沖切、匹配金屬?zèng)_切、公/母沖切、旋轉(zhuǎn)沖切、激光燒蝕、施加大電壓或其組合。在一些實(shí)施例中，視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可用于確保切割設(shè)備精確移除連接頭及串間連接頭。在一個(gè)實(shí)施例中，使用視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)沖切可用于移除連接頭及串間連接頭。用于移除連接頭及串間連接頭的沖切圖案可制造得略微大于接頭自身的尺寸以確保接頭被切割設(shè)備完全移除。
[0089]替代地，在一些實(shí)施例中，可在不在絕緣層中形成開口的情況下移除連接頭及串間連接頭。例如，如果選擇性地施加將導(dǎo)電箔接合到絕緣層的第一粘合劑使得其不存在于連接頭及串間連接頭緊鄰絕緣層的區(qū)域中，那么將不把連接頭直接接合到絕緣層且可使用局部切割技術(shù)(例如，吻切或激光切割)移除連接頭。在一些實(shí)施例中，與真空移除結(jié)合的激光切割可用于移除連接頭。
[0090]在一些實(shí)施例中，一些串間連接頭可在需要鄰近串之間的電連接的位置中留在適當(dāng)位置(即，未被移除)。例如，可將串間連接頭留在連續(xù)串聯(lián)連接串的交替端以串聯(lián)電連接鄰近串。剩余串間連接頭的實(shí)例在圖4E中展示在位置477處。
[0091]如果以卷形式供應(yīng)導(dǎo)電箔及絕緣層，那么可將卷切割成離散薄板以形成一個(gè)或一個(gè)以上二維互連電路，如圖4F中所展示。可制造精確邊緣切口 480以確保鄰近于邊緣切口 480 (即，在邊緣切口 480的左側(cè)及右側(cè)上)的二維互連電路可用于后接觸式PV模塊中。一經(jīng)切割，二維互連電路的長度便可約與后接觸式太陽能電池的典型串聯(lián)連接串的長度相同。例如，如果后接觸式太陽能電池中的每一者的長度為156毫米且電路用于互連10個(gè)電池，那么二維互連電路的長度可為約1560到1590毫米(可將小容許度內(nèi)置到互連電路重復(fù)長度中以允許每一電池之間的I到2毫米的空間)。
[0092]一旦已將卷切割成離散二維互連電路，便可任選地將總線條490附著到鄰近串聯(lián)連接串495的交替端?？捎糜趯⑦B接總線條490附著到串495的技術(shù)包含但不限于，焊接、銅焊、激光焊接或使用導(dǎo)電粘合劑(例如PSA或環(huán)氧樹脂)的接合。在圖4A到4F中描繪的基本配置中，可使用激光焊接、超聲波焊接或一些其它接合技術(shù)通過絕緣層將連接總線條490附著到導(dǎo)電箔的頂面或(在另一實(shí)施例中)連接到導(dǎo)電箔的底面。在倒置配置中，可將連接總線條490附著到導(dǎo)電箔400的暴露后表面；接著，可將完成的二維互連電路附著到保護(hù)性背板(例如，其中連接總線條290安置在導(dǎo)電箔200的底面與保護(hù)性背板的頂面之間)。
[0093]如在先前實(shí)施例中，在工藝的各個(gè)階段，可將表面涂層施加到導(dǎo)電箔400的暴露表面以幫助防止長期氧化及/或腐蝕。此外，可首先將完成的二維互連電路層壓到保護(hù)性背板或可首先將完成的二維互連電路附著到后接觸式太陽能電池以完成后接觸式PV模塊(未展示)的制造。
[0094]圖2A到2F中及圖4A到4F中描繪的實(shí)施例的潛在優(yōu)勢(shì)為可使用低成本、高產(chǎn)量工藝技術(shù)(例如卷到卷層壓及旋轉(zhuǎn)沖切)制造互連電路、二維互連電路及包括互連電路的導(dǎo)電背板。在其最簡(jiǎn)單形式中，圖2A到2F及圖4A到4F中描述的實(shí)施例包括一系列的三個(gè)步驟:第一移除步驟移除起始導(dǎo)電箔板的大多數(shù)非所要區(qū)域但留下足夠的導(dǎo)電箔材料以保留其機(jī)械完整性；接著將導(dǎo)電箔附著到提供機(jī)械支撐的絕緣承載襯底，接著移除導(dǎo)電箔的剩余非所要區(qū)域。通過此方式，可使用低成本工藝技術(shù)制造包括導(dǎo)電箔的機(jī)械支撐、電隔離區(qū)域的互連電路。接著，可使用互連電路將后接觸式太陽能電池互連。
[0095]雖然圖2A到2F及圖4A到4F中描繪的制造方法中的一些涉及使用連接頭來幫助保留導(dǎo)電箔的機(jī)械完整性，但在其它實(shí)施例中可在不使用連接頭的情況下制造互連電路。此工藝流程的實(shí)例在圖5A到5E中以連續(xù)平面圖展示。首先，在圖5A中，將導(dǎo)電箔500的卷或薄板的底面層壓到臨時(shí)承載襯底510。優(yōu)選地使用臨時(shí)或低粘性粘合劑(未展示)將導(dǎo)電箔500附著到承載襯底510。臨時(shí)粘合劑(其可任選地未經(jīng)圖案化)應(yīng)理想地能夠?qū)?dǎo)電箔500保持在適當(dāng)位置而不在隨后從承載襯底510剝離箔500時(shí)在導(dǎo)電箔500上留下殘留物，如下文描述。
[0096]接著，在圖5B中，將相互交叉指狀物520的圖案吻切(即，部分地)到導(dǎo)電箔/承載襯底層壓物中。吻切的位置在圖5B中以虛線標(biāo)示。吻切從層堆疊的導(dǎo)電箔側(cè)起始且應(yīng)一般足夠深使得導(dǎo)電箔被切割設(shè)備完全切斷，但不過深使得承載襯底也被完全切斷?？墒褂冒幌抻谄綄游乔小⑿D(zhuǎn)吻切、噴水吻切或激光吻切等的技術(shù)吻切層堆疊。在一個(gè)實(shí)施例中，可歸因于其高速度及低成本而使用旋轉(zhuǎn)吻切。
[0097]為幫助確保承載襯底不在吻切過程期間被完全切斷，優(yōu)選的是使得承載襯底510的厚度大于吻切設(shè)備的深度精度。例如，在使用旋轉(zhuǎn)吻切圖案化導(dǎo)電箔的實(shí)施例中，約50到150微米的承載襯底510的厚度可提供充足的切割容許度。在另一實(shí)施例中，約50到100微米的厚度可為充足的。此外，有益的是，使得承載襯底510包括一種材料，所述材料足夠耐久以在吻切工藝期間向?qū)щ姴峁C(jī)械支撐，但剛度或剛性不過強(qiáng)使得其難以精確切割。承載襯底可包括已涂布有低粘性粘合劑的材料，包含但不限于聚乙烯、聚酰胺、紙張、PEN或PET。在一個(gè)實(shí)施例中，承載襯底510包括PET。
[0098]與連接頭在圖案化導(dǎo)電箔時(shí)留在適當(dāng)位置的其它實(shí)施例相比，在圖5B中描繪的實(shí)施例中，相互交叉指狀物的完整集合可在單個(gè)吻切步驟中圖案化。這是歸因于切割過程期間由承載襯底510提供的機(jī)械支撐。吻切圖案可包含相互交叉指狀物520的鄰近集合之間的間隙525。這幫助確保鄰近相互交叉指狀物520不在最終互連電路中一起電短路，且為后續(xù)工藝步驟提供對(duì)準(zhǔn)容許度。在一些實(shí)施例中，間隙525的尺寸可為約2毫米或更大。在其它實(shí)施例中，間隙525可為約I毫米或更大。
[0099]與圖5A到5B中描繪的步驟并行，在圖5C中，經(jīng)圖案化粘合層530印刷在絕緣層540的卷或薄板上。經(jīng)圖案化粘合層530的圖案可經(jīng)設(shè)計(jì)以約與相互交叉指狀物520的圖案匹配，然而在一些實(shí)施例中，經(jīng)圖案化粘合層530的特征的尺寸可相對(duì)于相互交叉指狀物520中的特征的尺寸略微減小(且因此，其中不印刷粘合劑的粘合間隙535的尺寸可略微增大)。例如，在一些實(shí)施例中，粘合間隙535的尺寸可在相互交叉指狀物之間的間隙525的尺寸的100%與250%之間。在另一實(shí)施例中，粘合間隙535的尺寸可在間隙525的尺寸的100%與150%之間(例如，如果間隙525的尺寸為2毫米，那么粘合間隙535的尺寸可在2毫米與3毫米之間)。粘合間隙535相對(duì)于間隙525的增大的尺寸幫助產(chǎn)生確保經(jīng)圖案化粘合層530僅接合到導(dǎo)電箔500的所要區(qū)域的容許度，如下文描述。
[0100]雖然圖5A中將導(dǎo)電箔500附著到承載襯底510的粘合劑優(yōu)選地具有臨時(shí)或低粘性性質(zhì)，但圖5C中展示的經(jīng)圖案化粘合層530理想地具有接近永久或高粘性性質(zhì)。經(jīng)圖案化粘合層530可包括粘合劑類型，包含但不限于壓敏粘合劑、接觸式粘合劑、熱塑性粘合齊U、熱固性粘合劑、交聯(lián)粘合劑、UV可固化粘合劑或雙組分粘合劑。在一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)圖案化粘合層530包括可熱固化的交聯(lián)粘合劑。
[0101]在圖中，經(jīng)由經(jīng)圖案化粘合層530將絕緣層540附著到導(dǎo)電箔500的暴露表面(即，導(dǎo)電箔500與承載襯底510相對(duì)的表面)。例如，可使用包含視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的單列層壓設(shè)備將經(jīng)圖案化層530與相互交叉指狀物520的吻切圖案對(duì)準(zhǔn)。層壓設(shè)備可進(jìn)一步包含固化臺(tái)(例如，熱或UV)以活化經(jīng)圖案化粘合層530。在層壓步驟期間，應(yīng)注意防止經(jīng)圖案化粘合層530與占據(jù)相互交叉指狀物520之間的間隙525的導(dǎo)電箔的區(qū)域接合。在一些實(shí)施例中，粘合間隙535相對(duì)于間隙525的較大尺寸提供容許度以幫助確保此不發(fā)生。
[0102]接著，從絕緣層540及相互交叉指狀物520剝離承載襯底510及占據(jù)間隙525的導(dǎo)電箔500的區(qū)域以形成經(jīng)機(jī)械支撐的經(jīng)圖案化箔550的卷，如圖5E中展示。(應(yīng)注意，雖然圖5E中展示的實(shí)例描繪透過絕緣層的視圖，但絕緣層一般不需要為透明的)。雖然致使相互交叉指狀物520保持附著到絕緣層540 (因?yàn)橄嗷ソ徊嬷笭钗?20接合到高粘性經(jīng)圖案化粘合層530)，但占據(jù)間隙的導(dǎo)電箔的區(qū)域不與經(jīng)圖案化粘合層530接觸而是在其剝離時(shí)保持附接到低粘性承載襯底。
[0103]如在其它實(shí)施例中，如果以卷形式提供導(dǎo)電箔500及絕緣層540，那么接著可將卷切割成離散薄板以形成互連電路(未展示)。此外，根據(jù)需要可任選地將連接總線條附著到鄰近串聯(lián)連接串的交替端。此外，在工藝的各個(gè)階段，可將表面涂層施加導(dǎo)電箔500的暴露表面以防止長期氧化及/或腐蝕，如其它地方描述。
[0104]如在其它實(shí)施例中，可任選地以基本配置或以倒置配置將完成的互連電路附著到保護(hù)性背板。在倒置配置中，在一些實(shí)施例中在將絕緣層540附著到導(dǎo)電箔500之前可以對(duì)應(yīng)于后接觸式太陽能電池的觸點(diǎn)的開口陣列圖案化絕緣層540。此外，在將絕緣層540圖案化及/或附著到導(dǎo)電箔500之前可任選地在與經(jīng)圖案化粘合層530相對(duì)的側(cè)上將絕緣層540層壓到第二粘合層(未展示)。
[0105]存在將承載襯底用作用于在附著絕緣層540之前圖案化導(dǎo)電箔500的支撐性襯底的至少兩個(gè)潛在優(yōu)點(diǎn)。第一，雖然承載襯底可被制造得相對(duì)厚(例如，50到100微米厚，如上文描述)以為吻切步驟提供容許度，但可保持絕緣層540相對(duì)薄，這是因?yàn)榻^緣層540僅在已實(shí)施吻切步驟之后附著。在一些實(shí)施例中，這在其中可需要薄絕緣層的倒置配置中可能特別有用。例如，承載襯底的使用可使得薄于約50微米的絕緣層能夠在互連電路中實(shí)施。在其它實(shí)施例中，絕緣層厚度可為約25微米或更小。在另外其它實(shí)施例中，絕緣層厚度可為約12.5微米或更小。
[0106]第二，支撐性承載襯底510在圖到5E中描繪的剝離步驟中的存在幫助確?？蓮南嗷ソ徊嬷笭钗?20剝離導(dǎo)電箔500的非所要區(qū)域而不撕裂所述箔。這可幫助提高互連電路制造工藝的總良率。在以下情形中此方式可具有特別益處:A)導(dǎo)電箔中的吻切圖案是復(fù)雜的；B)相互交叉指狀物的每個(gè)集合或每個(gè)后接觸式太陽能電池可存在較高的指狀物數(shù)目；或0指狀物之間的間距狹窄，因?yàn)檫@些通常為未經(jīng)支撐的導(dǎo)電箔最可能在移除期間撕裂的狀況。在一些實(shí)施例中，承載襯底510的使用可實(shí)現(xiàn)小于約3厘米的相互交叉指狀物中的周期性(即，1.5厘米或更小的指狀物與指狀物間距)。在其它實(shí)施例中，周期性可為約2厘米或更小。在另外其它實(shí)施例中，周期性可為約1.5厘米或更小。
[0107]本文中描述的方法及裝置一般可擴(kuò)展到電子裝置的互連，包含但不限于集成電路、電阻器、電容器、電感器、電池及其它電子組件及/或電源。本發(fā)明的各種實(shí)施例可潛在地提供可縮放性、生產(chǎn)成本及/或產(chǎn)量方面的優(yōu)點(diǎn)。
[0108]應(yīng)理解，以上描述希望為說明性且非限制性的。例如，上文描述的實(shí)施例(及/或其方面)可彼此組合使用。此外，可做出許多修改以使特定情形或材料適合于本發(fā)明的教示而不背離本發(fā)明的范圍。大小、材料類型、各種組件的定向及本文中描述的各種組件的數(shù)目及位置希望界定某些實(shí)施例的參數(shù)，且絕非限制性的且僅為示范性實(shí)施例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在審閱以上描述之后將明白權(quán)利要求書的精神及范圍內(nèi)的許多其它實(shí)施例及修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)參考所附權(quán)利要求書以及此權(quán)利要求書授權(quán)的等效物的全部范圍來確定。在所附權(quán)利要求書中，術(shù)語“包含”及“其中”用作相應(yīng)術(shù)語“包括”及“其中”的簡(jiǎn)明英語等效 物。此外，在所附權(quán)利要求書中，術(shù)語“第一”、“第二”及“第三”等等僅用作標(biāo)記且不希望對(duì)其目標(biāo)強(qiáng)加數(shù)值要求。此外，所附權(quán)利要求書的限制不以手段加功能形式書寫且不希望根據(jù)35 U.S.C.§ 112，第6段解釋，除非此權(quán)利要求限制明確使用短語“用于...的手段”接著陳述另一結(jié)構(gòu)的功能無效。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)電背板，其包括: 保護(hù)性背板； 絕緣層；及 經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔，其包括相互交叉指狀物；其中: 所述經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔附著到所述絕緣層且由所述絕緣層機(jī)械支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電背板，其中所述絕緣層安置在所述導(dǎo)電箔下方且安置在所述保護(hù)性背板上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電背板，其中所述導(dǎo)電箔安置在所述保護(hù)性背板上方且安置在所述絕緣層下方，且所述絕緣層包括與后接觸式太陽能電池的觸點(diǎn)的圖案至少部分匹配的開口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電背板，其中所述保護(hù)性背板進(jìn)一步包括頂部粘合層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電背板，其中所述頂部粘合層厚度至少為所述導(dǎo)電箔的厚度的50%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的導(dǎo)電背板，其中所述頂部粘合層至少部分占據(jù)所述經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔中的開口或間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電背板，其中結(jié)合層安置在所述導(dǎo)電箔與所述保護(hù)性背板的所述頂部粘合層之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的導(dǎo)電背板，其中所述絕緣層不一直延伸到所述保護(hù)性背板的邊緣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電背板，其中所述絕緣層的寬度在后接觸式太陽能電池的寬度的20%內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電背板，其中所述絕緣層的所述寬度在兩個(gè)后接觸式太陽能電池的組合寬度的20%內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電背板，其中所述絕緣層的所述寬度在后接觸式PV模塊的寬度的20%內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電背板，其中連接總線條安置在所述絕緣層下方且安置在所述保護(hù)性背板上方，且通過所述絕緣層電連接到所述導(dǎo)電箔。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電背板，其中連接總線條安置在所述經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔下方且安置在所述保護(hù)性背板上方，且電連接到所述導(dǎo)電箔。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電背板，其中第二粘合層安置在所述絕緣層上方，且其中所述第二粘合層包括與所述絕緣層中的所述開口至少部分重疊的開口。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的導(dǎo)電背板，其中所述第二粘合層小于約100微米厚。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的導(dǎo)電背板，其中所述第二粘合層小于約50微米厚。
17.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的導(dǎo)電背板，其中所述經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔包括鋁。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的導(dǎo)電背板，其中所述鋁以選自以下群組的表面涂層涂布:鋅、銀、銅、鎳、鉻或金。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的導(dǎo)電背板，其中所述第二粘合層具有小于約8dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的導(dǎo)電背板，其中所述第二粘合層具有小于約4dg/min的熔體流動(dòng)指數(shù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的導(dǎo)電背板，其中所述導(dǎo)電背板已被進(jìn)一步并入到后接觸式PV模塊中，且其中所述后接觸式PV模塊包括含有腐蝕抑制劑的導(dǎo)電粘合材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電背板，其中所述絕緣層包括與所述經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔中的開口至少部分重疊的開口。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電背板，其中所述經(jīng)圖案化粘合層安置在所述絕緣層與所述經(jīng)圖案化導(dǎo)電箔之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的導(dǎo)電背板，其中所述絕緣層小于約50微米厚。
25.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的導(dǎo)電背板，其中相互交叉指狀物的圖案具有約3厘米或更小的周期性。
26.— 種制造互連電路的方法，其包括: 在第一移除步驟中，在導(dǎo)電箔中形成非連續(xù)開口的圖案； 將所述導(dǎo)電箔層壓到機(jī)械支撐絕緣層；及 在第二移除步驟中，移除導(dǎo)電箔的剩余非所要部分以形成經(jīng)機(jī)械支撐的電隔離的相互交叉指狀物集合。
27.一種制造互連電路的方法，其包括: 在第一層壓步驟中，將導(dǎo)電箔層壓到包括低粘性粘合劑的臨時(shí)承載襯底； 將相互交叉指狀物的圖案吻切到所述導(dǎo)電箔中； 在絕緣層上形成高粘性的經(jīng)圖案化粘合層，其中所述粘合層中的所述圖案與所述導(dǎo)電箔中的相互交叉指狀物的所述圖案至少部分匹配； 在第二層壓步驟中，經(jīng)由所述經(jīng)圖案粘合層將所述導(dǎo)電箔的暴露表面層壓到所述絕緣層，其中所述經(jīng)圖案化粘合層與相互交叉指狀物的所述經(jīng)吻切圖案對(duì)準(zhǔn)；及 剝離所述臨時(shí)承載襯底及導(dǎo)電箔的非所要區(qū)域。
【文檔編號(hào)】H01L21/02GK103988283SQ201280061209
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】凱文·邁克爾·科克利 申請(qǐng)人:凱文·邁克爾·科克利