利用擴(kuò)張金屬網(wǎng)卷的自動(dòng)化柔性太陽(yáng)能電池制造和互連的制作方法
【專利摘要】形成光伏電池的方法，所述方法包括提供第一卷的光伏材料和第二卷的擴(kuò)張金屬網(wǎng)。所述光伏材料包含與柔性襯底相鄰的光活性材料，并且所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含多個(gè)孔。接著，提供與所述光伏材料的邊緣部分相鄰的電絕緣材料。使來自所述第一卷的光伏材料然后可以接近來自所述第二卷的擴(kuò)張金屬網(wǎng)以形成初生光伏電池。所述電絕緣材料可以布置在所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)與所述光伏材料之間。接著，將初生光伏電池切割成單個(gè)節(jié)段以形成多個(gè)光伏電池。
【專利說明】利用擴(kuò)張金屬網(wǎng)卷的自動(dòng)化柔性太陽(yáng)能電池制造和互連
[0001] 奪叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2011年12月7日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/568, 134的優(yōu)先權(quán)， 所述申請(qǐng)全部通過引用并入本文中。
[0003] 背景
[0004] 非晶硅、二硒化銅銦鎵（CIGS)、和碲化鎘（CdTe)是當(dāng)今僅有的以商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的 薄膜太陽(yáng)能電池。目前可得到的在柔性襯底上的薄膜太陽(yáng)能電池包括在薄金屬箔（通常不 銹鋼）上的非晶硅和在金屬或聚酰亞胺箔上的CIGS。迄今，薄膜碲化鎘太陽(yáng)能電池只在玻 璃上生產(chǎn)，但是正在進(jìn)行在柔性襯底上的工作。適合在柔性襯底上使用的其他類型的太陽(yáng) 能電池材料可能變得可用。例如，正在進(jìn)行針對(duì)利用鋅和錫代替銦和鎵的CIGS變體的工 作，以及對(duì)有機(jī)和染料敏化太陽(yáng)能電池材料的持續(xù)研究。
[0005] MM.
[0006] 本公開提供了從柔性薄膜太陽(yáng)能電池材料卷制造太陽(yáng)能電池、和電互連所述電池 以形成可用于形成太陽(yáng)能組件的串的自動(dòng)化方法。
[0007] 本公開提供了從大卷的柔性太陽(yáng)能電池材料制造單個(gè)薄膜太陽(yáng)能電池的高度自 動(dòng)化方法。本公開還通過使用便宜的平面擴(kuò)張金屬網(wǎng)（expanded metallic mesh),提供了 集流柵圖案和互連。
[0008] 本公開的一個(gè)方面提供了形成光伏組件的方法，所述方法包括提供第一光伏電池 和第二光伏電池。所述第一和第二光伏電池的單個(gè)光伏電池包含與柔性薄膜光活性器件相 鄰布置的擴(kuò)張金屬網(wǎng)、和布置在所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)和所述柔性薄膜光伏器件之間的所述柔性 薄膜光活性器件的邊緣部分處的電絕緣材料。接著，使所述第一光伏電池的擴(kuò)張金屬網(wǎng)與 所述第二光伏電池的下側(cè)面接觸，從而電連接所述光伏電池的薄膜光活性器件以形成所述 光伏組件。
[0009] 本公開的另一個(gè)方面提供了形成光伏電池的方法，所述方法包括提供第一光伏材 料卷和第二擴(kuò)張金屬網(wǎng)卷。所述光伏材料包含與柔性襯底相鄰的光活性材料，并且其中所 述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含多個(gè)孔。接著，提供與所述光伏材料的邊緣部分相鄰的電絕緣材料。使 來自所述第一卷的光伏材料接近來自所述第二卷的擴(kuò)張金屬網(wǎng)以形成初生光伏電池。所述 電絕緣材料布置在所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)和所述光伏材料之間。接著，將所述初生光伏電池切割 成單個(gè)節(jié)段以形成多個(gè)光伏電池。
[0010] 本公開的另一個(gè)方面提供了光伏電池，其包含光伏器件和與所述光伏器件相鄰的 擴(kuò)張金屬網(wǎng)，所述光伏器件包含與光活性材料相鄰的柔性襯底。所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含多個(gè) 孔以允許電磁輻射接觸到所述光活性材料。所述光伏電池還包含布置在所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)和 所述光伏器件之間的所述光伏器件邊緣部分處的電絕緣材料。
[0011] 根據(jù)下面的詳細(xì)說明，本公開的其他方面和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得很容易 明白，所述詳細(xì)說明中只顯示和描述了本公開的說明性實(shí)施方式。正如將認(rèn)識(shí)到的，本公開 能夠有其他和不同的實(shí)施方式，并且它的若干細(xì)節(jié)能夠在各種顯而易見的方面加以修改， 它們?nèi)紱]有背離本公開。因此，附圖和描述本質(zhì)上被認(rèn)為是說明性的，而不被認(rèn)為是限制 性的。
[0012] 通討引用并入
[0013] 本說明書中提到的所有出版物、專利和專利申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^引用并入，其程度如同 專門并且分別地指出各個(gè)單獨(dú)的出版物、專利或?qū)＠暾?qǐng)通過引用并入一樣。
[0014] 附圖簡(jiǎn)要說明
[0015] 要求保護(hù)的本發(fā)明的新特征在所附權(quán)利要求中詳細(xì)闡明。通過參考下面闡述利用 本發(fā)明原理的說明性實(shí)施方式的詳細(xì)說明、以及附圖或圖，將獲得對(duì)本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn) 的更好理解，在所述附圖中：
[0016] 圖1是示意圖，示出了適合于制造用于柔性薄膜太陽(yáng)能電池的集流柵和互連裝置 的平面擴(kuò)張金屬網(wǎng)的性質(zhì)。
[0017] 圖2a是示意圖，顯示了利用一段圖1中描述的平面擴(kuò)張金屬網(wǎng)的成品薄膜太陽(yáng)能 電池的幾何形狀的平面圖。
[0018] 圖2b是厚度尺度放大的橫截面示意圖，顯示了利用一段圖1中描述的平面擴(kuò)張金 屬網(wǎng)的成品薄膜太陽(yáng)能電池的幾何形狀。
[0019] 圖3是示意圖，描繪了通過從大得多的成品太陽(yáng)能電池原料卷自動(dòng)將其切割成條 來制造柔性太陽(yáng)能電池材料卷盤的初始步驟的透視圖。
[0020] 圖4是透視示意圖，示出了利用平面擴(kuò)張金屬網(wǎng)導(dǎo)體自動(dòng)地將柔性太陽(yáng)能電池材 料卷盤轉(zhuǎn)變成成品電池的工藝或方法中的基本步驟。
[0021] 圖5是在圖4中描述的層壓步驟之后一段太陽(yáng)能電池條帶的示意圖，顯示了所述 擴(kuò)張金屬網(wǎng)如何應(yīng)用于所述電池，并生成用于將所述條帶切割成單個(gè)太陽(yáng)能電池的空白區(qū) 域（blank area)〇
[0022] 圖6是大致按比例繪制的示意圖，顯示了利用圖4中描述的基本方法從柔性太陽(yáng) 能電池材料卷盤和擴(kuò)張金屬網(wǎng)卷中形成單個(gè)太陽(yáng)能電池的機(jī)器的橫截面圖。
[0023] 圖7a是示意性平面圖，顯示了通過本發(fā)明中描述的自動(dòng)化方法制造的柔性太陽(yáng) 能電池的串聯(lián)互連。
[0024] 圖7b顯示了通過本發(fā)明中描述的自動(dòng)化方法制造的柔性太陽(yáng)能電池的串聯(lián)互連 的橫截面圖。
[0025] 圖8a是在串的末端的2個(gè)硅電池的示意性橫截面圖，示出了將所述電池串聯(lián)連接 在一起的典型Z-連接帶（Z-tab)方法和將所述末端電池與用于互連電池串的導(dǎo)電帶連接 的方式。
[0026] 圖8b是在串的末端的柔性電池的示意性橫截面圖，示出了一個(gè)串的末端與第二 個(gè)串的末端串聯(lián)連接的改進(jìn)方法。
[0027] 具體描沭
[0028] 雖然本文中顯示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見 的是，這樣的實(shí)施方式只作為實(shí)例提供。本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在將在不背離本發(fā)明下想到許 多變更、改變和替代。應(yīng)該理解，在實(shí)踐本發(fā)明中可以使用本文中描述的本發(fā)明實(shí)施方式的 各種替代方案。
[0029] 術(shù)語(yǔ)"光伏電池"（本文中也稱為"太陽(yáng)能電池"），在本文中使用時(shí)，通常是指包含 光伏器件的裝置，所述光伏器件包含光活性材料（或吸收體），所述光活性材料被構(gòu)造成在 所述裝置暴露于電磁輻射（或能量）、或給定的波長(zhǎng)或波長(zhǎng)分布的電磁輻射時(shí)產(chǎn)生電子和 空穴（或電）。光伏器件可以包括與所述光活性材料相鄰的襯底。
[0030] 術(shù)語(yǔ)"光伏組件"，在本文中使用時(shí)，通常是指包含一個(gè)或多個(gè)光伏電池的裝置。
[0031] 為了可用于太陽(yáng)能系統(tǒng)，任何的各種類型太陽(yáng)能電池（本文中也稱為"電池"）可 以與其他類似的太陽(yáng)能電池串聯(lián)型電互連，以提高電壓水平和最小化否則將由于強(qiáng)電流而 發(fā)生的電阻損耗。沉積在大的剛性片上的電池可以利用劃線系統(tǒng)，所述劃線系統(tǒng)在不同的 加工步驟之間和在特定的位置應(yīng)用，以在整個(gè)片上產(chǎn)生串聯(lián)互連的電池。這種程序有時(shí)稱 為"單片集成"，并且它利用頂部導(dǎo)電氧化物（TC0)作為載流子代替硅電池通用的金屬柵。 雖然它消除了柵，但本文中認(rèn)識(shí)到所述方法的許多缺點(diǎn)，并且在任何情況下，由于所述劃線 的布置和深度二者需要的精確度，在柔性襯底上執(zhí)行是困難且昂貴的。另外，柔性襯底使得 能夠卷對(duì)卷加工，如果所述過程必須中斷來執(zhí)行劃線操作，所述卷對(duì)卷加工可能變得經(jīng)濟(jì) 上較不理想，即使那些操作可充分而經(jīng)濟(jì)地完成。
[0032] 傳統(tǒng)的晶體或多晶硅太陽(yáng)能電池在單個(gè)晶片上形成，它們?nèi)缓罂梢曰ミB。集流柵 和匯流條通常通過用隨后在高溫（700°C左右）下固化的含銀墨絲網(wǎng)印刷圖案而形成。硅 電池具有氮化硅形成的抗反射涂層，它是透明的但是不導(dǎo)電。固化階段期間，銀滲透氮化硅 涂層并與硅電池產(chǎn)生歐姆接觸。通常的柵圖案包括一系列間隔兩至三毫米的細(xì)直線和平行 線，有兩或三條較寬的線（匯流條）垂直于所述細(xì)線的圖案通過。所生成的結(jié)構(gòu)在匯流條 上提供了表面，互連用"Z"連接帶可通過傳統(tǒng)焊接方法與所述表面相連。所述電池暴露于 光后，電池電流被窄柵局部收集并被傳輸?shù)奖容^寬的匯流條，匯流條然后變成下一個(gè)電池 的連接點(diǎn)。所述"Z"連接帶結(jié)構(gòu)提供電池之間的柔性互連，它幫助減少在使用期間由于熱 膨脹和收縮所致的損害。這種方法優(yōu)于單片集成的優(yōu)點(diǎn)在于在組件裝配之前可以根據(jù)性能 來測(cè)試和挑選電池。以這種方式，總組件性能不受串中性能最低的電池限制，這可能是單片 集成的問題。
[0033] 然而，用于硅電池的絲網(wǎng)印刷工藝當(dāng)應(yīng)用于薄膜柔性太陽(yáng)能電池時(shí)，只得到有限 的成功。如本文中認(rèn)識(shí)到的，通常遇到兩個(gè)問題限制了所述電池的性能。第一個(gè)問題與溫 度有關(guān)。薄膜電池經(jīng)受不住用于硅電池上固化銀墨所需要的同樣的高溫。由于固化溫度較 低，一些墨載體和溶劑留在柵線結(jié)構(gòu)中，造成金屬粒子不能充分融合在一起。雖然正在開發(fā) 可在較低溫度下更完全固化的更新的墨，但這種機(jī)制仍然降低了柵線和匯流條的傳導(dǎo)性， 并且限制了將連接帶焊接到所述印刷的匯流條的能力?？商娲?，電池之間的互連可以用 銀摻雜的導(dǎo)電環(huán)氧樹脂制成，但是它通常不如焊接并且它通常導(dǎo)致額外的固化時(shí)間。另外， 最近銀價(jià)的上漲使得所述工藝在經(jīng)濟(jì)上較不理想。
[0034] 其次，因?yàn)榻饘偃嵝砸r底的表面光潔度通常比玻璃或硅晶片的表面光潔度粗糙得 多，存在多得多的缺陷，如果讓導(dǎo)電墨流入它們的話，所述缺陷可能變成潛在的分流部位。 通過首先印刷導(dǎo)電性低得多的材料，如碳基墨，以便初始填充任何缺陷，然后用銀墨罩印， 可稍微減輕該問題。因?yàn)槿狈ν昝赖挠∷⒅睾希╮egistration)的任何事物都引起額外的 陰影損失（shading loss)以及增加的潛在的分流，所以難以達(dá)到一致的良好結(jié)果。另外， 材料和設(shè)備的成本比較高，并且由于大規(guī)模印刷和固化過程以及高機(jī)械容差要求，自動(dòng)化 是困難的。
[0035] 光伏纟目件
[0036] 本公開提供了柔性薄膜太陽(yáng)能（或光伏）電池卷，其可用于基本上自動(dòng)化的工藝 中以產(chǎn)生單個(gè)電池，所述單個(gè)電池然后互連形成組件。利用銀基墨印刷，可通過使用平面擴(kuò) 張金屬網(wǎng)避免潛在的分流、精確印刷圖案重合和長(zhǎng)久的熱固化時(shí)間，所述平面擴(kuò)張金屬網(wǎng) 對(duì)銀印刷墨圖案具有優(yōu)異的傳導(dǎo)性、更快施加、并且執(zhí)行起來經(jīng)濟(jì)得多。
[0037] 在一些實(shí)施方式中，光伏電池包含光伏器件和與所述光伏器件相鄰的擴(kuò)張金屬 網(wǎng)，所述光伏器件包含與光活性材料相鄰的柔性襯底。所述光伏器件可以是柔性薄膜光伏 器件。所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含多個(gè)孔（或開口），以允許電磁輻射接觸到所述光活性材料。所 述光伏電池還可包含布置在所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)和所述光伏器件之間的在所述光伏器件邊緣 部分處的電絕緣材料。所述電絕緣材料可以是光學(xué)透明的。
[0038] 所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)的孔可以具有任何形狀、尺寸或構(gòu)造。孔可以具有圓形、三角形、 正方形、長(zhǎng)方形、五角形、六角形、七角形、八角形、或九角形，或任何部分形狀（例如，半圓 形）或其組合。
[0039] 所述光活性材料可以是構(gòu)造成經(jīng)暴露于電磁輻射（或光）后產(chǎn)生電子和空穴的吸 收體。所述金屬網(wǎng)可適合于從光伏器件中收集和傳導(dǎo)出電子并傳導(dǎo)到負(fù)載物，例如儲(chǔ)能系 統(tǒng)（例如電池）、電柵、或者電子器件或系統(tǒng)。
[0040] 所述光活性材料可以由各種材料形成。光活性材料的實(shí)例包括但不限于非晶硅、 二硒化銅銦鎵（CIGS)、碲化鎘（CdTe)和CdZnTe/CdTe。
[0041] 在某些情況下，所述光伏電池還包含將所述金屬網(wǎng)固定到所述光伏器件上的光學(xué) 透明膜。所述光學(xué)透明膜可以是壓敏粘合劑。作為替代方案，所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)可通過導(dǎo)電 環(huán)氧樹脂固定到所述光伏器件上。作為另一種替代方案，所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)可通過低熔點(diǎn)焊 料附著于所述光伏器件。
[0042] 所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)可具有各種形狀、尺寸和構(gòu)造。擴(kuò)張金屬網(wǎng)的寬度可以從約1英 寸到10英寸，或1. 5英寸到6. 0英寸。擴(kuò)張金屬網(wǎng)的厚度可以從約0. 001英寸到0. 05英 寸，或0. 002英寸到0. 01英寸。在某些情況下，所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含單獨(dú)線狀元件，每個(gè)線 狀元件的寬度約0. 001英寸到0. 01英寸、或0. 002英寸到0. 006英寸。
[0043] 所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)可以由金屬材料例如銅、鐵、錫、鎳、金、銀、鉬、鈀、鉻、鎢、鈦、鉭或 其任何組合形成。在某些情況下，所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)由涂有金屬材料的聚合材料形成。例如， 所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)可以包含聚合芯和金屬殼。在某些情況下，所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)可包含一個(gè)或 多個(gè)涂層。所述一個(gè)或多個(gè)涂層可包含鎳和/或錫。
[0044] 所述柔性襯底可包括不銹鋼、鋁或聚合材料。所述光伏器件可具有從約1英寸到 10英寸、或1. 5英寸到6. 0英寸的厚度。
[0045] 在某些情況下，光伏組件包含多個(gè)光伏電池。所述多個(gè)光伏電池可以彼此處于串 聯(lián)電接觸（即串聯(lián)構(gòu)造）。在某些實(shí)例中，一個(gè)光伏電池的金屬網(wǎng)與相鄰光伏電池的下側(cè)面 電接觸。在光伏電池"串"中，光伏電池可以彼此相鄰布置。
[0046] 現(xiàn)在將參考附圖，其中同樣的數(shù)字始終是指同樣的部件。要理解，所述圖和其中的 結(jié)構(gòu)不一定按比例繪制。
[0047] 圖1示出了一段平面擴(kuò)張金屬網(wǎng)1的幾何形狀。金屬網(wǎng)1可以安裝在光伏器件上 以形成太陽(yáng)能電池。所述網(wǎng)1具有寬度Wm并具有沿箭頭2方向的相當(dāng)長(zhǎng)的長(zhǎng)度。所述網(wǎng) 可以由比成品網(wǎng)的寬度稍寬的金屬箔卷形成。所述箔從輸入的箔卷被切割、擴(kuò)張和展平以 產(chǎn)生網(wǎng)卷。展開圖3示出了所述網(wǎng)幾何形狀的細(xì)節(jié)。通常，在所述網(wǎng)中的孔具有寬度Wo、 長(zhǎng)度Lo、和側(cè)高度Ho。Ho可以是Lo的大約1/3至1/2,因此所述孔類似細(xì)長(zhǎng)的六角形，但 是Ho可以是零。在那種情況下，網(wǎng)孔采取邊長(zhǎng)為d的菱形形狀（虛線）。如果所述金屬繼 續(xù)擴(kuò)張直到Wo等于Lo,那么孔可以更對(duì)稱，并且如果Ho也接近零，則所述菱形可以是正方 形。網(wǎng)孔的實(shí)際尺寸是厘米的分?jǐn)?shù)。例如Lo可以是9毫米左右，而Wo是4毫米至5毫米。 [0048] 所述網(wǎng)的孔可以具有任何形狀、尺寸或構(gòu)造?？卓梢跃哂袌A形、三角形、正方形、長(zhǎng) 方形、五角形、六角形、七角形、八角形、或九角形，或任何部分形狀（例如，半圓形）或其組 合。
[0049] 所述網(wǎng)1可以由金屬材料例如銅、鐵、錫、鎳、金、銀、鉬、鈀、鉻、鎢、鈦、鉭或其任何 組合形成。在某些實(shí)例中，網(wǎng)1可以由涂有金屬材料的聚合材料形成。
[0050] 雖然任何可能的網(wǎng)孔形狀都可用于在太陽(yáng)能（或光伏）電池上形成集流柵，但可 進(jìn)行一些優(yōu)化。構(gòu)成所述網(wǎng)的長(zhǎng)方形橫截面"導(dǎo)線"的寬度可由狹縫之間的距離與可利用 的擴(kuò)張量控制。在圖1的視圖3中，寬度W1可由狹縫之間的距離決定，而寬度W2可由擴(kuò)張 量決定。如果在擴(kuò)張之前，狹縫之間的所有距離是相同的，則W2可小于Wl。W1的典型尺寸 是大約千分之幾英寸。對(duì)于圖1顯示的不對(duì)稱圖案，跨所述網(wǎng)寬度的電阻可低于沿著所述 網(wǎng)長(zhǎng)度相等距離的電阻。因此，對(duì)于給定的所述網(wǎng)對(duì)太陽(yáng)光的阻斷（例如4%或5% )，可 針對(duì)跨所述電池的低電阻來優(yōu)化網(wǎng)的幾何形狀并且使得能夠從材料卷自動(dòng)裝配。所述網(wǎng)在 擴(kuò)張之前或之后可用其他材料涂層。例如，所述網(wǎng)可由銅形成并且鍍有錫以改進(jìn)環(huán)境性能， 并且它可在一面或兩面接收薄層的低熔點(diǎn)焊料以供隨后的粘合操作。許多實(shí)施方式是可能 的。
[0051] 圖2a和2b顯示了成品光伏電池。從材料卷生產(chǎn)單個(gè)電池的方法可通過執(zhí)行所描 述的功能的機(jī)器的實(shí)例來描述。本文中提供了所述電池串聯(lián)互連成串并且所述串成為組 件。
[0052] 圖2a顯示了單個(gè)光伏電池的平面視圖。所述活性光伏（或太陽(yáng)能）器件4(本文 中也稱為"器件"）具有寬度Wc和長(zhǎng)度Lc。它是從具有寬度Wc和一定的任意更長(zhǎng)長(zhǎng)度的 柔性光伏材料卷盤中切割的一段。如圖1所示的具有寬度Wm的一段網(wǎng)1可施加在器件4 上。網(wǎng)1只延伸超過器件4的一個(gè)邊緣，而不是兩個(gè)。在器件4的左側(cè)，網(wǎng)1短（距器件4 的邊緣）了"e"量，所述量例如具有從約1至3毫米（即，網(wǎng)孔的分?jǐn)?shù)）的尺寸。所述網(wǎng)重 疊器件4的一個(gè)長(zhǎng)邊的量為"s"，其可以是Lo的數(shù)倍，例如，Lo的至少1. 1、1.2、1.3、1.4、 1. 5、2、3、4、5、6、7、8、9、或10倍。所述網(wǎng)可沿著重疊區(qū)在器件4的邊緣引起電短路或分流。 這通過預(yù)先施加薄條5的絕緣透明壓敏粘合劑（PSA)來防止，條5的寬度大約為2e，如所 示，其大約一半可粘附于器件4的邊緣。網(wǎng)1可通過固定構(gòu)件附著于器件4,所述固定構(gòu)件 例如PSA或溫度敏感的透明膠帶，其尺寸可與所述網(wǎng)的尺寸減去懸伸區(qū)域s大致相同。網(wǎng)1 可包含單獨(dú)線狀元件，每個(gè)線狀元件的寬度從約0. 001英寸至0. 01英寸，或0. 002英寸至 0. 006英寸。
[0053] 圖2b是圖2a的光伏電池的橫截面示意圖。光伏器件4包括至少三個(gè)部分：光 活性電池（或材料）4a，導(dǎo)電柔性襯底4b，和在某些情況下的反面涂層4c。如果光活性電 池4a是CIGS電池，則它可如Probst等的美國(guó)專利No. 5, 626, 688、Kushiya等的美國(guó)專利 No. 6, 040, 521、和Nath等的美國(guó)專利No. 8, 021，905中所述，每個(gè)專利全部通過引用并入本 文。所述光活性電池4a的總厚度可在數(shù)納米至微米的級(jí)別。襯底4b可由不銹鋼或其他金 屬箔形成。襯底4b可以是導(dǎo)電的并充當(dāng)光活性電池4a的背面電極的延伸以在本文描述的 自動(dòng)化工藝中適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮功能。在某些實(shí)例中，柔性襯底4b的厚度可以從大約千分之一英 寸（約25微米）至千分之幾英寸。反面涂層4c是薄的金屬涂層（約一微米或更薄），用 于提供與相鄰電池之間網(wǎng)互連的電化相容性。例如，所述網(wǎng)可以由銅制造并鍍有薄的錫涂 層。在這種情況下，涂層4c也可以是錫，盡管所述結(jié)構(gòu)在最佳環(huán)境封裝條件下，例如如果所 述電池在真空或在惰性（例如Ar，He)環(huán)境下封裝的話，沒有涂層4c也可以長(zhǎng)時(shí)間發(fā)揮功 能。柔性光伏器件4具有厚度tc，所述厚度取決于電池4a、襯底4b和涂層中每一個(gè)的厚度。 在某些實(shí)例中，襯底4b可具有從約0. 001英寸至0. 01英寸、或0. 002英寸至0. 005英寸的 厚度。
[0054] 透明絕緣條5沿著器件4的一個(gè)長(zhǎng)邊的邊緣施加，可防止網(wǎng)1的懸伸區(qū)域s沿著器 件4的邊緣引起分流。網(wǎng)1的厚度tm可以變化，以得到足夠低的電阻，同時(shí)最小化陰影損 失；然而，在某些情況下，tm是從約tc直至約2x tc。網(wǎng)1可以通過透明膠帶6(例如PSA) 保持緊靠器件4,所述透明膠帶6的寬度大致等于Wc，并且其厚度ta可以是大約千分之幾 英寸。在圖2b中，在網(wǎng)1沒有懸伸出器件4的邊緣上，顯示膠帶6懸伸出網(wǎng)1的所述邊緣 的距離為e ;然而，這不是關(guān)鍵尺寸。所述膠帶可以在該邊上覆蓋網(wǎng)1，但是沒有在兩個(gè)邊上 都延伸過器件4的邊緣，因此有比較寬的容差。
[0055] 形成光伏電池和鉬件的系統(tǒng)和方法
[0056] 本公開提供了形成光伏電池和組件的方法。所述方法可以至少部分或完全自動(dòng) 化。在某些情況下，光伏電池通過在輥執(zhí)行的工藝中把材料合在一起而形成。
[0057] 在一些實(shí)施方式中，形成光伏電池的方法包括提供第一卷的光伏材料和第二卷的 擴(kuò)張金屬網(wǎng)。所述光伏材料包含與柔性襯底相鄰的光活性材料，并且所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含 多個(gè)孔。接著，提供與所述光伏材料的邊緣部分相鄰的電絕緣材料。使來自所述第一卷的 光伏材料然后接近來自所述第二卷的擴(kuò)張金屬網(wǎng)以形成初生光伏電池。所述電絕緣材料可 以布置在所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)與所述光伏材料之間。接著，將初生光伏電池切割成單個(gè)節(jié)段以 形成多個(gè)光伏電池。
[0058] 形成光伏電池的方法可以完全自動(dòng)化，并且在某些情況下由具有一個(gè)或多個(gè)編制 程序來執(zhí)行所述方法的計(jì)算機(jī)處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)節(jié)。在所述方法中用于制造單個(gè)光伏 電池的自動(dòng)化操作可以始于從大得多的柔性光伏電池材料卷形成光伏（電池）材料卷盤。 所述光伏材料包括光活性材料（例如CIGS、CdTe)，并且在某些情況下包括襯底，例如柔性 襯底。該工藝示意性地在圖3中示出，其顯示大卷的光伏電池材料7正在被切割成較小的 卷盤8。所述大卷可以包括任何太陽(yáng)能電池材料，例如CIGS。光伏電池材料7可以是在本 文中別處描述的光伏電池4。所述切割由一組旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件9(例如刀、刀片）完成，可以調(diào) 節(jié)所述構(gòu)件以產(chǎn)生各種寬度Wc的卷盤8。在某些情況下，每個(gè)卷盤8的重量可以限制在一 般工人可以方便地用手處理的重量，例如40磅至50磅左右。在每處位置都可以從大得多 的卷7產(chǎn)生若干個(gè)卷盤8。切割操作可以明顯比生產(chǎn)初始大卷的過程快，因此一個(gè)切割機(jī)可 以處理若干個(gè)制造電池材料的制造線的生產(chǎn)能力。大量的卷盤可以儲(chǔ)存比較長(zhǎng)的時(shí)間段， 并且它們可以運(yùn)輸?shù)絼e的加工場(chǎng)所以轉(zhuǎn)變成單個(gè)光伏電池和隨后轉(zhuǎn)變成組件。
[0059] 圖4是系統(tǒng)的示意性的透視側(cè)視圖，所述系統(tǒng)用于將柔性太陽(yáng)能電池材料卷盤轉(zhuǎn) 變成單個(gè)光伏電池的自動(dòng)化步驟。這些步驟可以稱為卷到電池或RTC轉(zhuǎn)變。所述圖不是 按比例的并且只意在示出基本概念，而不是描述那些概念在功能RTC機(jī)器中的實(shí)際實(shí)施方 式。
[0060] 使可來自圖3的切割操作（或制備卷盤8的任何其他操作）的光伏器件4的卷盤 (或卷）8與形成太陽(yáng)能電池的其他材料接觸。透明邊緣絕緣條5的卷10連續(xù)進(jìn)給到小的 輥組11 (例如軋輥）以將所述條施加到器件4的一個(gè)邊緣。所述輥可向PSA材料施加壓力 和/或它們可被加熱以用于熱固材料。壓力和/或加熱可幫助絕緣條5與來自卷盤8的器 件4材料發(fā)生接觸（并且在某些情況下與之粘附）。擴(kuò)張金屬網(wǎng)1可以從卷12進(jìn)給并且透 明膠帶6可以從卷13進(jìn)給到輥14中。這種操作可將網(wǎng)1固定到膠帶6,在某些情況下固定 程度只足以使它作為合為一體的接合材料15被處理。接合的膠帶和網(wǎng)15向真空筒真空筒 16前進(jìn)，所述滾筒可在與器件4(沿著卷盤8)同步的邊緣速度下并且沿箭頭17的方向旋 轉(zhuǎn)。棍14可以在稍低的速度下推進(jìn)所述膠帶/網(wǎng)接合材料15,使得起初所述接合材料15 稍微地在真空筒真空筒16上。
[0061] 接著，使接合材料15靠近切割構(gòu)件18,所述切割構(gòu)件可以是旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件（例如 旋轉(zhuǎn)刀、旋轉(zhuǎn)刀片）。切割構(gòu)件18可以沿著選定的長(zhǎng)度切割所述接合材料15。所述長(zhǎng)度可 以隨切割構(gòu)件18的尺寸而變。在切割構(gòu)件18是旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件的情況下，所述切割構(gòu)件以 2* π *r的間隔切割接合材料15,其中"r"是所述旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件的半徑。接合材料15的切 割片以與滾筒16的旋轉(zhuǎn)速度一致的速度圍繞滾筒16順序前進(jìn)。所述速度可以適合于將所 述切割的接合材料15初始固定于器件4材料和絕緣條5。滾筒16下游的壓力輥19可以 幫助將所述切割的接合材料15與器件4材料和絕緣條5接觸。所述切割的接合材料15與 所述器件4材料和絕緣條5的最后層壓可以借助于輥20進(jìn)行。輥14與真空筒真空筒16 之間小的速度差異可以當(dāng)每片切割的接合材料15附著于器件4和絕緣條5時(shí)在每片之間 產(chǎn)生小的（可調(diào)節(jié)的）間隙。間隙區(qū)域由虛線21指示，并且光伏電池長(zhǎng)度Lc是從一個(gè)間 隙的中心到下一個(gè)間隙的中心的距離。輥20下游的切割構(gòu)件22可以將完成的初生光伏電 池條在每個(gè)間隙的中心處切割成單個(gè)光伏電池。切割構(gòu)件22可以包括能夠操作切斷機(jī)刀 的視覺或其他標(biāo)示系統(tǒng)，例如機(jī)器人視覺系統(tǒng)。所述光伏電池然后可以累積在盒子或箱23 中。圖5示出了圖4的Lc區(qū)域中一段電池條的放大圖。在所述間隙的中心（例如寬度約 2e)切割所述材料可以產(chǎn)生如在本文中別處描述的光伏電池，例如在圖2a和2b的情況下描 述的光伏電池。
[0062] 網(wǎng)1可以涂有其他材料。例如與光伏器件4的頂部接合的邊可以具有薄的低溫熔 融焊料層，其可以預(yù)先施加于網(wǎng)1。一種這樣的候選物可以是在大約118°c下熔化的銦/錫 低共熔物。在這種情況下，圖4的輥20可以在升高的溫度下運(yùn)行以在膠帶/網(wǎng)與光伏器件 4層壓時(shí)熔融所述焊料。在這種方法中將必須使用具有適當(dāng)耐溫性的膠帶?？商娲兀?導(dǎo)電環(huán)氧樹脂可以通過輥傳送到圖4的軋輥14與真空筒真空筒16之間的網(wǎng)上而施加，以 提供在層壓之后所述網(wǎng)和所述光伏器件4之間更剛性的粘合。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到其 他可能的替代方案。
[0063] 圖6是從電池材料卷形成單個(gè)太陽(yáng)能電池的系統(tǒng)的示意性橫截面?zhèn)纫晥D。在某些 情況下，材料卷可具有可能需要不同材料的插層（interleaf)以防止粘住或物質(zhì)傳送的性 質(zhì)。在圖6中，給卷8、12和13提供了用于累積可能的插層材料的輥。它們?nèi)繕?biāo)記為24。 所述插層材料可幫助防止一種材料粘住另一種材料。為了控制條中的張力，所謂的"張力 調(diào)節(jié)輥（dancer)"可用于所述處理系統(tǒng)。張力調(diào)節(jié)輥可用于許多位置。一個(gè)這樣的位置被 確定為三個(gè)一組的小輥25,其中所述張力調(diào)節(jié)輥的動(dòng)作由雙頭箭頭提示。其他輥可用于操 作、定向、和引導(dǎo)一個(gè)條通過所述系統(tǒng)。在所述示出的實(shí)例中，在輸入卷8和膠帶卷10之間 提供空間以添加設(shè)備，以拋光所述太陽(yáng)能電池條的切割邊緣而消除分流，如果分流可能是 由切割操作引起的問題的話。如果需要的話，插層材料26的卷可用于在盒子23中的電池 之間提供隔離。
[0064] 圖6的系統(tǒng)包括多個(gè)加工組件，其可以彼此相鄰安裝以形成輥執(zhí)行系統(tǒng)?？砂惭b 所述加工組件以形成具有所述輥執(zhí)行系統(tǒng)的外殼。所述外殼可以被抽空（例如，借助于泵 系統(tǒng)）或保持在惰性氣氛下，例如在Ar或He的氣氛下。在所說明的實(shí)例中，加工組件各具 有約1米的寬度。
[0065] 在單個(gè)光伏電池構(gòu)建成串并安裝以形成太陽(yáng)能電池組件之前，可以測(cè)試它們的性 能并以類似的電流（或功率）輸出分級(jí)放入箱子中?？缮藤?gòu)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人可用于在這樣的 操作中操縱電池。
[0066] 在一些實(shí)施方式中，形成光伏組件的方法包括提供第一光伏電池和第二光伏電 池。所述第一和第二光伏電池的單個(gè)光伏電池包含（i)與柔性薄膜光伏器件相鄰布置的擴(kuò) 張金屬網(wǎng)，和（ii)布置在所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)和所述柔性薄膜光伏器件之間的在所述柔性薄 膜光伏器件的邊緣部分處的電絕緣材料。接著，使所述第一光伏電池的擴(kuò)張金屬網(wǎng)與所述 第二光伏電池的下側(cè)面接觸，從而電連接所述光伏裝置的薄膜光伏器件以形成所述光伏組 件。
[0067] 根據(jù)本文中別處描述的方法形成的單個(gè)光伏電池可以并排構(gòu)造安裝并互連以形 成光伏（太陽(yáng)能）電池組件。圖7a是柔性光伏電池50的長(zhǎng)互連串的一部分的向光（例如 太陽(yáng)）面的示意性平面圖。每個(gè)光伏電池可以包括網(wǎng)1、光伏器件4、和絕緣條5。光伏電池 50可以利用在本文中別處描述的系統(tǒng)和方法生成。各個(gè)光伏電池5隔開間隙（g)。取決于 用所述機(jī)器人系統(tǒng)可以達(dá)到的精確度，所述間隙可以是大約一毫米或更小，所述機(jī)器人系 統(tǒng)從運(yùn)載盒子中拾取電池50并把它們一個(gè)挨著另一個(gè)放置。這些柔性電池50的串在電池 50之間可以有利地具有比它們的硅相應(yīng)物更小的面積損失，因?yàn)樵摷夹g(shù)中的Z-連接帶互 連可能需要更多的距離以允許使用期間遇到的熱膨脹應(yīng)力。與標(biāo)準(zhǔn)硅電池技術(shù)相比，本公 開的電池的組件面積損失的降低可以是至少約1%、2%、3%、4%、5%、10%、20%、30%、或 40%。在一個(gè)實(shí)例中，本公開的電池的組件面積損失的降低可多達(dá)約10%。這是明顯的經(jīng) 濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
[0068] 圖7b是圖7a的互連電池50的部分的示意性橫截面?zhèn)纫晥D。圖7b顯示了兩個(gè)稍 微不同的電池互連的實(shí)例。
[0069] 在一個(gè)實(shí)例中，第二電池放置在第一電池的網(wǎng)1的懸伸區(qū)s上，電池之間的間隙為 g。比較寬的連接構(gòu)件（例如PSA) 27的條將所述兩個(gè)電池保持在一起并且與第一電池的網(wǎng) 與第二電池的背面部分（例如，背向光的部分）之間的電連接對(duì)準(zhǔn)。絕緣條5防止第一電 池的邊緣與彎曲的網(wǎng)發(fā)生接觸（并且例如，被所述網(wǎng)分流）。在某些情況下，絕緣條5防止 網(wǎng)1使電池4的頂（光接收）部與所述電池的底部短路，例如當(dāng)使相鄰的電池4橫向接近彼 此以形成光伏組件時(shí)。用這種方式可制造給定長(zhǎng)度的電池串，并且由于它們的連接，它們可 作為一個(gè)單位處理。接著所述串放在一起，用導(dǎo)電帶狀導(dǎo)線互連，配備適當(dāng)?shù)谋∧ざO管， 并且層壓成成品組件。
[0070] 在另一個(gè)實(shí)例中，邊緣絕緣條5可以由如圖所示的較寬的條5a代替。在這樣的構(gòu) 造中可以排除條5。這種較寬的膠帶5a可以容納在圖4和6中卷盤到電池描述的卷10上， 并且它可能需要插層材料。這種膠帶可以具有基本上覆蓋面向網(wǎng)1的面的粘合劑，但是在 相反面上可能只在它可能附著于電池50的區(qū)域（寬度大致為e)中需要粘合劑。因而，可 以消除連接構(gòu)件27,節(jié)約材料和成本。然而，在電池形成過程中，可能需要圖6中來自卷26 的插層材料，以防止電池50在它們堆疊在盒子23中時(shí)粘在一起。所述電池串如前所述裝 配成組件。
[0071] 光伏組件可以包括若干串單個(gè)光伏電池，其中至少一些以串聯(lián)構(gòu)造連接。在比較 大的電池例如硅的情況下，所述串被串聯(lián)連接以提高所述光伏組件的總電壓--亦即，所 述光伏組件的電壓大致等于處于串聯(lián)構(gòu)造的光伏組件的單個(gè)電池的電壓之和。在采用光伏 電池串的情況下，單個(gè)串包含多個(gè)串聯(lián)連接的光伏電池，一個(gè)太陽(yáng)能電池串末端的第一個(gè) 電池的頂部導(dǎo)體可以與第二光伏串末端的第二個(gè)電池的背面導(dǎo)體連接。利用擴(kuò)張網(wǎng)可提供 制造這種串與串連接的特別有利的方法。
[0072] 在某些情況下，為了串聯(lián)連接兩串電池，一個(gè)串末端的一個(gè)電池的背面可與另一 個(gè)串末端的電池的頂部網(wǎng)導(dǎo)體連接。在利用硅電池的組件中，這可用Z-連接帶材料實(shí)現(xiàn)， 所述Z-連接帶材料從電池的背面、或從電池上的匯流條延伸到寬大約1/4英寸的外部導(dǎo)電 帶。圖8a是放大比例的典型硅連接的示意性橫截面圖示。硅基光伏電池29的匯流條28通 過Z-連接帶30與相鄰的硅基光伏電池的背面連接。在最后的電池處，Z-連接帶狀材料31 連接匯流條28與導(dǎo)電帶32,或它連接所述電池背面與所述導(dǎo)電帶，如底部虛線連接件31a 所示，取決于哪種是所述串的串聯(lián)需要的。如指出的，這種結(jié)構(gòu)占據(jù)的組件區(qū)域可具有約半 英寸或更大的寬度。它可延伸跨越所述組件的頂部和底部邊緣二者，在某些情況下減少了 可暴露于光的有效光伏面積，因此顯著降低了組件的孔徑效率。
[0073] 相比之下，本公開的網(wǎng)互連可允許以相對(duì)簡(jiǎn)單和有效的方式形成不顯著犧牲孔徑 效率的光伏串互連。圖8b顯示了互連柔性光伏電池的擴(kuò)張橫截面?zhèn)纫晥D。不在電池串末 端的光伏電池可用圖7描述的方式互連。為了制造從一個(gè)電池4的懸伸網(wǎng)1到在下一串 末端的電池的背面的連接，可以沿著電池4的邊緣施加足夠?qū)挼倪B接構(gòu)件（例如絕緣PSA 條）33。接著，網(wǎng)1的懸伸區(qū)域和一部分絕緣條5可以圍繞電池4的邊緣在背面上折疊。網(wǎng) 1可以通過連接構(gòu)件33防止與電池1的金屬箔襯底的短路。導(dǎo)電帶32然后可以在串的末 端只與所述網(wǎng)連接，從而避免任何短路。所述導(dǎo)電帶可以沿著不具有所述懸伸網(wǎng)的電池邊 緣與下一個(gè)串的末端串聯(lián)連接。在某些實(shí)例中，網(wǎng)1和絕緣條5只有千分之幾英寸厚。在 這種情況下，沿著產(chǎn)生串互連的所述組件的邊緣實(shí)際上可以沒有孔徑損失，因?yàn)樗鼈冸[藏 在所述電池的后面。與硅基電池組件（參見，例如圖8a)相比，這種方式可以導(dǎo)致薄膜太陽(yáng) 能電池的孔徑效率的明顯增益。
[0074] 本公開的光伏組件可以彼此以串聯(lián)、并聯(lián)或二者電耦接。在某些實(shí)例中，光伏組件 串聯(lián)連接。例如，一個(gè)光伏組件的正極端子可以與另一個(gè)光伏組件的負(fù)極端子連接。在其 他實(shí)例中，光伏組件并聯(lián)連接。例如，一個(gè)光伏組件的正極端子可與另一個(gè)光伏組件的正極 端子連接，或者一個(gè)光伏組件的負(fù)極端子可與另一個(gè)光伏組件的負(fù)極端子連接。
[0075] 本文中提供的系統(tǒng)和方法可以與其他系統(tǒng)和方法組合或被它們修改，所述其它系 統(tǒng)和方法例如美國(guó)專利公布 No. 2011/0300661 ("SOLAR CELL INTERCONNECTION METHOD USING AFLAT METALLIC MESH(利用平面金屬網(wǎng)的太陽(yáng)能電池互連方法（其全部通過引 用并入本文）中提供的系統(tǒng)和方法。
[0076] 從上文應(yīng)該理解，雖然已經(jīng)說明和描述了具體的實(shí)施，但可對(duì)其進(jìn)行各種修改，所 述各種修改是本文中考慮到的。也不旨在由本說明書內(nèi)提供的具體實(shí)例限制本發(fā)明。雖然 本發(fā)明已經(jīng)參考前述的說明書進(jìn)行了描述，但本文中優(yōu)選實(shí)施方式的描述和說明不意味著 視為限制性意義。此外，應(yīng)該理解，本發(fā)明的所有方面不限于本文中闡述的具體的敘述、構(gòu) 造或相對(duì)比例，它們?nèi)Q于各種條件和變量。本發(fā)明實(shí)施方式的形式和細(xì)節(jié)的各種修改對(duì) 本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。因此預(yù)期本發(fā)明也應(yīng)該覆蓋任何這樣的修改、變化和等 效物。旨在下面的權(quán)利要求限定本發(fā)明的范圍并且由其覆蓋在這些權(quán)利要求范圍內(nèi)的方法 和結(jié)構(gòu)以及它們的等效物。
【權(quán)利要求】
1. 與柔性薄膜光活性器件相鄰布置的擴(kuò)張金屬網(wǎng)；和 ii.布置在所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)和所述柔性薄膜光伏器件之間的在所述柔性薄膜光活性器 件邊緣部分處的電絕緣材料；和 (b) 使所述第一光伏電池的擴(kuò)張金屬網(wǎng)與所述第二光伏電池的下側(cè)面接觸，從而電連 接所述光伏電池的薄膜光活性器件以形成所述光伏組件。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中所述單個(gè)光伏電池包含將所述金屬網(wǎng)固定于所述柔性薄膜 光活性器件的光學(xué)透明膜。
3. 權(quán)利要求2的方法，其中所述光學(xué)透明膜是壓敏粘合劑。
4. 權(quán)利要求1的方法，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂固定于所述柔性薄膜光 伏器件。
5. 權(quán)利要求1的方法，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)用低熔點(diǎn)焊料附著于所述柔性薄膜光伏器 件。
6. 權(quán)利要求1的方法，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含孔。
7. 權(quán)利要求1的方法，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)和所述柔性薄膜光伏器件的寬度在約1. 5 英寸和6.0英寸之間。
8. 權(quán)利要求1的方法，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)的厚度在約0. 002英寸和0. 01英寸之間。
9. 權(quán)利要求1的方法，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含單獨(dú)線狀元件，每個(gè)線狀元件具有約 0. 002英寸和0. 006英寸之間的寬度。
10. 權(quán)利要求1的方法，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)由銅形成。 II. 權(quán)利要求1的方法，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包括一個(gè)或多個(gè)涂層。
12. 權(quán)利要求11的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)涂層包含鎳。
13. 權(quán)利要求11的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)涂層包含錫。
14. 權(quán)利要求1的方法，其中所述柔性薄膜光伏器件包含與柔性襯底相鄰的光活性材 料。
15. 權(quán)利要求14的方法，其中所述柔性襯底包含不銹鋼。
16. 權(quán)利要求1的方法，其中使所述第一光伏電池的所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)與所述第二光伏 電池的下側(cè)面接觸包括用所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)圍繞所述第一光伏電池的邊緣部分包裹。
17. 權(quán)利要求1的方法，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)重疊所述柔性薄膜光伏器件的一個(gè)邊緣 但不重疊所述柔性薄膜光伏器件的相反邊緣。
18. 形成光伏電池的方法，所述方法包括： (a) 提供第一卷的光伏材料和第二卷的擴(kuò)張金屬網(wǎng)，其中所述光伏材料包含與柔性襯 底相鄰的光活性材料，并且其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含多個(gè)孔； (b) 提供與所述光伏材料的邊緣部分相鄰的電絕緣材料； (c) 使來自所述第一卷的所述光伏材料接近來自所述第二卷的所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)以形成 初生光伏電池，其中所述電絕緣材料布置在所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)和所述光伏材料之間；和 (d) 將所述初生光伏電池切割成單個(gè)節(jié)段以形成多個(gè)光伏電池。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中在（b)中提供所述電絕緣材料包括使來自第三卷的所述 電絕緣材料接近來自所述第一卷的所述光伏材料。
20. 權(quán)利要求18的方法，其中（c)還包括使來自第四卷的固定構(gòu)件接近所述擴(kuò)張金屬 網(wǎng)，其中所述固定構(gòu)件將所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)緊靠所述光伏材料固定。
21. 權(quán)利要求18的方法，所述方法還包括將所述多個(gè)光伏電池整合成光伏組件。
22. 權(quán)利要求18的方法，其中（c)還包括將所述光伏材料和所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)引導(dǎo)到真 空筒內(nèi)以壓迫所述光伏材料緊靠所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)。
23. 權(quán)利要求18的方法，其中（c)還包括在使所述光伏材料接近所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)之前， 將所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)切割成單個(gè)節(jié)段。
24. 光伏電池，其包括： (a) 包含與光活性材料相鄰的柔性襯底的光伏器件； (b) 與所述光伏器件相鄰的擴(kuò)張金屬網(wǎng)，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含多個(gè)孔以允許電磁 輻射接觸到所述光活性材料；和 (c) 布置在所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)和所述光伏器件之間的在所述光伏器件邊緣部分處的電絕 緣材料。
25. 權(quán)利要求24的光伏電池，其還包含將所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)固定于所述光伏器件的光學(xué) 透明膜。
26. 權(quán)利要求25的光伏電池，其中所述光學(xué)透明膜是壓敏粘合劑。
27. 權(quán)利要求24的光伏電池，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂固定于所述光伏 器件。
28. 權(quán)利要求24的光伏電池，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)通過低熔點(diǎn)焊料附著于所述光伏器 件。
29. 權(quán)利要求24的光伏電池，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)的寬度在約1. 5英寸和6. 0英寸之 間。
30. 權(quán)利要求24的光伏電池，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)的厚度在約0. 002英寸和0. 01英寸 之間。
31. 權(quán)利要求24的光伏電池，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含單獨(dú)線狀元件，每個(gè)線狀元件 具有約0. 002英寸和0. 006英寸之間的寬度。
32. 權(quán)利要求24的光伏電池，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包含銅。
33. 權(quán)利要求24的光伏電池，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)包括一個(gè)或多個(gè)涂層。
34. 權(quán)利要求33的光伏電池，其中所述一個(gè)或多個(gè)涂層包含鎳。
35. 權(quán)利要求33的光伏電池，其中所述一個(gè)或多個(gè)涂層包含錫。
36. 權(quán)利要求24的光伏電池，其中所述柔性襯底包含不銹鋼。
37. 權(quán)利要求24的光伏電池，其中所述擴(kuò)張金屬網(wǎng)重疊所述光伏器件的一個(gè)邊緣但不 重疊所述光伏器件的相反邊緣。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK104094413SQ201280069140
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月7日
【發(fā)明者】B·D·哈克特曼, C·蔡, T·M·瓦萊里, H·德拉羅薩 申請(qǐng)人:納沃薩恩公司