本發(fā)明涉及光伏模塊，該光伏模塊包括后側(cè)導(dǎo)電襯底和多個光伏電池，多個光伏電池具有后觸點并且在后側(cè)導(dǎo)電襯底的頂表面上布置成陣列，其中，通過后觸點和后側(cè)導(dǎo)電襯底之間的連接部形成串聯(lián)和/或并聯(lián)連接光伏電池電路。

背景技術(shù)：

國際專利公布WO 2006/027225公開了一種太陽能電池組件和用于連接太陽能電池串的方法，太陽能電池包括在其上表面和下表面上均具有三個觸點的旁路二極管。這允許接觸與旁路二極管相關(guān)聯(lián)的太陽能電池(并聯(lián))并向另一太陽能電池提供觸點(串聯(lián)連接)。

國際專利公布WO 2010/135801公開了一種實現(xiàn)遮蔽保護的光伏模塊串布置。導(dǎo)體和旁路二極管設(shè)置于光伏模塊的周界邊緣并且連接至電池串。

國際專利公布WO 2011/050367公開了一種光伏模塊，該光伏模塊具有設(shè)置在單個硅襯底上的摻雜區(qū)域形式的多個太陽能電池，其中，單個硅襯底中設(shè)置有背側(cè)觸點。在實施方式中，電池子集設(shè)置為并聯(lián)連接，其中一個或多個電池與其他電池相反地與其兩個連接部接線。這些反向電池于是充當旁路二極管并且無法對能量生成做出貢獻(并且減小了光伏模塊的有效表面)。

美國專利公布US 2014/060610公開了一種光伏模塊，該光伏模塊包括背接觸太陽能電池，該背接觸太陽能電池具有電池上電子組件，諸如旁路開關(guān)，該電池上電子組件也被設(shè)置在光伏模塊的背側(cè)。此公開揭露了旁路開關(guān)可以包括例如肖特基二極管或pn結(jié)二極管。

美國專利公布US 6,563,289公開了一種太陽能布置，該太陽能布置包括設(shè)置在太陽能電池的不透明側(cè)上的、位于由該太陽能電池的兩個相互正交側(cè)的投影界定的區(qū)域內(nèi)的旁路二極管。該二極管通過前互連和后互連橫跨相關(guān)聯(lián)的電池電連接。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種更高效的光伏模塊，尤其是在遮蔽性能、光伏模塊的前表面的使用以及光伏模塊的同質(zhì)外觀的意義上。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種根據(jù)以上限定的前序部分的光伏模塊，還包括多個旁路二極管，所述多個旁路二極管具有與串聯(lián)和/或并聯(lián)連接光伏電池電路電接觸的后觸點，其中，每個旁路二極管是基于晶片的二極管并且與多個光伏電池中的一個或多個并聯(lián)連接，以及其中，旁路二極管位于后側(cè)導(dǎo)電襯底的頂表面的空部分上，所述空部分位于多個光伏電池中的相鄰電池的拐角附近。

附圖說明

以下將參照附圖使用多個示例性實施方式更詳細地討論本發(fā)明，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的光伏模塊的視圖；

圖2示出了在本發(fā)明的另一實施方式中實現(xiàn)的一種電路的電路圖；

圖3示出了在本發(fā)明的另一實施方式中實現(xiàn)的另一種電路的電路圖；

圖4a和圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式的光伏模塊的示意圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的再一實施方式的使用旁路二極管的光伏模塊的示意圖；

圖6a和圖6b示出了在6x10模塊中應(yīng)用的本發(fā)明的實施方式；

圖7a和圖7b示出了在橫向的6x10模塊中應(yīng)用的本發(fā)明的實施方式；

圖8a至圖8f示出了在本發(fā)明的實施方式中應(yīng)用的旁路二極管變型的截面圖；

圖9示出了典型的n型光伏電池的深色電流-電壓曲線的圖形；

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的替代實施方式的光伏模塊的視圖。

具體實施方式

本發(fā)明的實施方式包括(半正方形)后接觸電池和后接觸的基于晶片的旁路二極管的組件，其中，旁路二極管位于半正方形太陽能電池之間的菱形空間中，其中，電池和旁路二極管安裝在一個或兩個導(dǎo)電的圖案化箔片上，其中，這些導(dǎo)電箔片相互隔離。在根據(jù)本發(fā)明的如圖1所示的光伏模塊的實施方式的主視圖中示出了這種情況。多個光伏電池2位于后側(cè)導(dǎo)電襯底10上。光伏電池2具有半矩形形式，在四個光伏電池2的中間并且在兩個光伏電池的外邊緣處提供空部分4。旁路二極管5位于這些空部分4中。例如通過切除直徑為20cm的圓柱形鑄塊的邊緣然后將該鑄塊切片來獲得15.6x15.6cm²的半正方形晶片而提供半矩形形式。例如，當使用提拉(Cz)單晶圓柱體鑄塊時，可以在縱向方向上切除切片。從這些圓形切片切割晶片，這些晶片具有帶有曲線互連角的四個直邊，例如具有半徑為10cm的曲率。

可替代地，可通過在兩個或四個相同部分對該半正方形形式進行切片來獲得半正方形形式的光伏電池2，由此獲得具有僅一個(或兩個)斜角的光伏電池2，如圖10的實施方式所示。

換言之，基于導(dǎo)電箔片的光伏模塊設(shè)置有半正方形(高效率)后接觸太陽能電池，其中，這些電池之間的空間用于設(shè)置基于晶片的旁路二極管。以此方式，模塊可制造成具有更同質(zhì)的外觀和增強的陰影性能?？梢栽趯?dǎo)電箔片中制作各種軌道以便創(chuàng)建復(fù)雜的電路，以用于最大可能地響應(yīng)于遮蔽。

在第一方面，本發(fā)明涉及一種光伏模塊，該光伏模塊包括：后側(cè)導(dǎo)電襯底10(處于導(dǎo)電層或(圖案化)箔片的形式)、多個光伏電池2以及多個旁路二極管5，其中，多個光伏電池2具有后觸點并且以陣列布置在后側(cè)導(dǎo)電襯底10的頂面上，其中，通過后觸點與后側(cè)導(dǎo)電襯底10之間的連接部8形成串聯(lián)和/或并聯(lián)光伏電池2的電路，多個旁路二極管具有與串聯(lián)和/或并聯(lián)光伏電池2的電路電接觸的后觸點6a、6b，其中，每個旁路二極管5是基于晶片的二極管并且與所述多個光伏電池2中的一個或多個并聯(lián)連接，以及其中，旁路二極管5位于后側(cè)導(dǎo)電襯底10的頂面的空部分4上，該空部分4位于多個光伏電池2中的相鄰電池的拐角附近。

如所提及的，多個旁路二極管5可以包括基于晶片的二極管。這些基于晶片的二極管具有平坦的形狀，其厚度可以被選擇為類似于光伏電池2的厚度或者甚至稍微更厚(允許更多的電流流過旁路二極管5)。例如，可從多晶晶片獲得旁路二極管5，允許與提供光伏電池2的過程非常類似的過程?？蓮慕?jīng)處理的15.6x15.6cm(標準大小)電池切割多個旁路二極管5。可使用與獲得后接觸光伏電池2類似的技術(shù)獲得旁路二極管5這些技術(shù)例如：金屬貫穿孔(MWT)、發(fā)射極穿孔卷繞(EWT)、指叉背接觸(IBC)或者甚至金屬包繞(MWA))。以下參照圖8a至圖8f詳細討論可在本發(fā)明實施方式中使用的旁路二極管5的具體實施方式。該標準且公知的技術(shù)可以是非常高效的，例如，可以從15.6x15.6cm²的電池切割8x8基于晶片的旁路二極管5。

在另一實施方式中，使用虛擬的基于晶片的旁路二極管5，這些旁路二極管可以位于由光伏電池2的圓角包圍的空部分4中，以便使得光伏模塊具有同質(zhì)的外觀。

如上所述并如參照在圖1中示出的實施方式所描述的，多個旁路二極管5位于多個光伏電池2中的相鄰電池的拐角附近。這些相鄰的光伏電池2例如形成2x2cm的正方形(菱形)形式的空部分4，該空部分足以精確地定位例如具有1.9x1.9cm尺寸的旁路二極管5。

多個光伏電池2中的每個可具有旁路二極管5，提供非常高效的保護功能。

圖9示出了n型太陽能電池2的典型的深色IV曲線。虛線表示在標準測試條件(STC)下處于照射中的模塊的額定短路電流值的0.1％。該圖形示出了具有實線曲線的IV特性的太陽能電池可以被用到高達-4V以不超過額定電流值的0.1％。這意味著如果該太陽能電池是不透明的并且被用作旁路二極管5并且如果其在每個通常具有0.65V的開路電壓的六個串聯(lián)連接的太陽能電池2上并聯(lián)連接，旁路二極管5的泄露電流保持在模塊的短路電流的0.1％以下，這是可接受的。同時，在遮蔽條件下，旁路二極管5上的正偏置導(dǎo)致指數(shù)電流增加并且可以在+0.5和+1V之間的電壓下容易地調(diào)節(jié)9A。該圖形還示出了對全部總計達-10V的更多太陽能電池2進行旁路在額定(未遮蔽)條件下超過了多于1％的泄露。

在常規(guī)的模塊中，旁路二極管5通常與20個光伏電池2并聯(lián)連接。這意味著在未遮蔽條件下，旁路二極管5通常經(jīng)受20x-0.5＝-10V的負偏置。這對旁路二極管5的IV特性提出了嚴格的要求。在正向偏置中(在遮蔽的情況下)，旁路二極管5應(yīng)當能夠在通常位于+0.5V和+1V之間的電壓下傳導(dǎo)9A。同時，在未遮蔽條件下，旁路二極管5應(yīng)當在-10V處不顯示顯著的泄露電流。在這種情況下，泄露電流通常應(yīng)當小于光伏模塊的通常為9A的短路電流的0.1％。在常規(guī)模塊中，需要非常昂貴的旁路二極管5來滿足這個要求。然而，在提及的-10V下，許多太陽能電池2在黑暗中產(chǎn)生比這個更高的電流并且因此不適合對20個電池旁路。然而，本發(fā)明的實施方式實現(xiàn)了以下電路：在該電路中，每個光伏電池2由基于晶片的旁路二極管5旁路并且在這些情況下在未遮蔽條件下負偏置更小并且泄露電流足夠低。如此，通過為每個太陽能電池2應(yīng)用更多的旁路二極管5，對旁路二極管5的要求沒那么嚴格并且可以采用由不透明體制成并且因此可以充當旁路二極管5的基于晶片的太陽能電池。這意味著可以防止使用在常規(guī)模塊中使用的、通常位于安裝在該模塊后側(cè)上的旁路二極管盒中的、昂貴的高質(zhì)量旁路二極管。這還意味著可以通過從‘母’太陽能電池進行切割來制造基于晶片的旁路二極管。這使得旁路二極管5具有由切割過程不利地影響(例如使用激光器)的裸露的邊緣。這些裸露的、可能損壞的邊緣導(dǎo)致載流子的重新組合增強并且由此導(dǎo)致更高的I0值，在這種情況下具有I＝I0*exp(V/n/vth)的近似方程，其中I是通過旁路二極管5的作為其電壓V的函數(shù)的電流，以及其中n是理想因子、通常介于1和2之間，以及其中vth是熱電壓(vth＝k_B*T/q)，即在室溫下大約0.0257V。更高的I0值意味著在負偏置下更高的泄露電流(在未遮蔽模塊條件下)和在正向偏置下(在遮蔽條件下)更高的電流。每個電池2更多的旁路二極管2允許更高的I0值并且因此使得從‘母’電池切割的基于晶片的旁路二極管5具有裸露的邊緣。通過在邊緣上應(yīng)用邊緣鈍化(例如Al₂O₃、SiNx、SiO₂涂層)，I0值可以進一步減小并且基于晶片的旁路二極管5可用于通常高達24個電池2可以并聯(lián)連接的電路中。旁路二極管5的質(zhì)量(低I0)與制造成本之間存在折中。本發(fā)明的實施方式允許許多旁路二極管電路解決方案，其中，可以確定用于優(yōu)選遮蔽行為的成本最高效的解決方案。

旁路二極管5和光伏電池2可在制造過程中利用相同的拾放工具被安裝在后箔片(后側(cè)導(dǎo)電襯底10)上。這使得容易地制造模塊并防止在模塊中增加壓力的問題。這防止在模塊的后側(cè)上安裝旁路二極管盒，在應(yīng)用中具有更大的靈活性(更平坦的面板)。例如，導(dǎo)電粘合劑可用于將光伏電池2以及旁路二極管5定位并附接到后側(cè)導(dǎo)電襯底10上。

本發(fā)明造成用于小遮蔽區(qū)域和更大的遮蔽區(qū)域兩者的耐遮蔽模塊。例如，富遮蔽環(huán)境中的應(yīng)用是有利的。場地或平坦的屋頂上的更密集的定位(更短的模塊內(nèi)距離)將引起自我遮蔽。因為這些模塊更耐遮蔽，因此這些模塊允許這些密集封裝。在冬季，在低陽光傾斜下，將出現(xiàn)更多的自我遮蔽，但是模塊更耐這些遮蔽，而在夏季，由于更緊湊的封裝，可從每單位面積的平坦屋頂獲得更多的功率。

如提出的，本發(fā)明的實施方式的旁路二極管5可以按照與安裝光伏電池2相同的方式被安裝到導(dǎo)電箔片(由后側(cè)導(dǎo)電襯底10形成或者作為其一部分)上。與安裝不同類型的設(shè)備(諸如太陽能電池和SMD)相比，這在技術(shù)上更簡單。可以在相同的機器中使用相同的或相似的拾放機器人?？梢允褂孟嗤慕佑|過程(例如，在圖案化銅箔片上模板印刷(stencil printing)導(dǎo)電粘合劑)。

常規(guī)模塊具有例如串聯(lián)連接的三串光伏電池，其中，每一串具有一個旁路二極管。這些模塊具有非最優(yōu)遮蔽行為。遮蔽一個電池將拆除一個整串，即，光伏板的三分之一。水平地遮蔽比如分布在三個串上的一行中的6個電池將拆除整個模塊。而且，串占據(jù)的面積是細長的，這使得模塊易于受到遮蔽物的影響，該遮蔽物的伸長率垂直于細長的串面積。

此外，旁路二極管增加了模塊的成本。另外，旁路二極管需要被容納在旁路二極管盒中。該盒放置在模塊的后側(cè)上，這限制了模塊應(yīng)用，例如，旁路二極管盒的大小妨礙平坦的屋頂內(nèi)安裝，尤其是對于無框架模塊。

并入比常規(guī)的三個旁路二極管更多的旁路二極管是替代的方案。然而，此處的困難在于更難以將所有這些旁路二極管容納在旁路二極管盒中。這將需要朝向旁路二極管盒的大量導(dǎo)電引線(總線)。而且，由于高壓線與母線間的連接的拓撲，旁路二極管的數(shù)量受到限制(高壓線與母線間的連接與接片連接的交叉非常復(fù)雜并且將要求總線-接片隔離和更大的電池間間距)。更多的旁路二極管和更多的(復(fù)雜的)接片連接和高壓線與母線間的連接也要考慮成本。

可選地，旁路二極管可以與光伏電池層壓在一起。然而，由于常規(guī)的旁路二極管的能夠承載9A的大小，這造成層壓困難(應(yīng)力/張力)。而且，旁路二極管將增加光伏板的成本(例如，參見上述WO2010/135801的公開內(nèi)容)。

本發(fā)明的光伏模塊實施方式旨在對小遮蔽區(qū)域和更大遮蔽區(qū)域兩者均耐遮蔽。對于通常高達36cm²的小遮蔽區(qū)域，即，15.6cm高的分流電阻半正方形電池2上的15％不透明度，其充當常規(guī)模塊，而對于更大的遮蔽區(qū)域，更多數(shù)量的旁路二極管5通過僅旁路少量組的遮蔽光伏電池2而非在常規(guī)模塊中那樣旁路大量組的遮蔽電池(例如，20個電池串)來進行良好的遮蔽行為。

應(yīng)注意，根據(jù)光伏電池2(或多個更小的光伏電池的子模塊)的外周界形狀，光伏電池2之間的空部分4或空空間可以具有任何形式，并且可以為一個、兩個(半菱形)旁路二極管5或更多旁路二極管提供足夠的空間。在示例性實施方式中，多個光伏電池2中的每個都具有半正方形形式并且旁路二極管5位于相鄰光伏電池2的拐角之間的開放空間4中。在替代的示例性實施方式中，旁路二極管具有三角形形式。這些旁路二極管5中的兩個旁路二極管然后可位于四個相鄰光伏電池2之間的菱形空間4中或者單個三角形形狀的旁路二極管5在光伏模塊的邊緣處適配到兩個相鄰光伏電池2之間的空間4中。

在圖10中示意性示出的替代實施方式中，多個光伏電池2是具有例如通過將‘正?！诰碾姵厍懈顬閮蓚€或四個而形成的至少一個斜角的矩形。多個光伏電池2是具有至少一個斜角的矩形，并且多個光伏電池2被布置為兩個成一組或四個成一組，其中，各自的至少一個斜角彼此面向并且形成后側(cè)導(dǎo)電襯底10的頂面的用于旁路二極管5的空部分4。因此，能夠提供邊緣上僅存在光伏電池2的直矩形形狀側(cè)的光伏模塊。在所示出的實施方式中，所有旁路二極管5可被設(shè)置在靠近四個光伏電池2的相鄰斜角設(shè)置的開放空間4中。

本發(fā)明的實施方式利用在某些模塊技術(shù)中用于在光伏電池2或光伏子模塊之間的空間4中放置旁路二極管5的晶片的半正方形性質(zhì)，其中，能夠使(后側(cè)導(dǎo)電襯底10的)導(dǎo)電銅箔片以各種方式非常容易地到達這些空間4。在其他構(gòu)思中，使用正方形晶片(光伏電池2)。在這種情況下，將基于晶片的旁路二極管5集成在電路中以允許比通常在接線盒中使用的旁路二極管更多的旁路二極管5可能仍是有益的。為此，正方形晶片2的多個部分甚至可以被切割(例如，拐角)，以允許將基于晶片的旁路二極管5集成到電路中或者允許它們被放置在于光伏電池2之間或者在模塊的邊緣處實現(xiàn)的附加空間中。在這種情況下，形狀可優(yōu)選地為矩形(例如，具有整個晶片的長度)而不是正方形?；诰呐月范O管5的大小(以及由此切割塊的大小)可以例如匹配其需要能夠承載的電流。為了使最優(yōu)電流通過旁路二極管5，用于加工旁路二極管5的晶片可以制造成比標準的晶片厚，只要該厚度可耐受光伏模塊的層壓(包封厚度)。

將旁路二極管5設(shè)置為基于晶片的二極管，這允許多個旁路二極管5具有足夠高的額定電流，例如，至少6A，例如9A。利用2x2cm晶片二極管5，將導(dǎo)致2.12A/cm²的電流密度，或者4.5W的耗散功率(當在旁路模式下活動時)。當然，如果使用不同的電路，每個光伏電池2使用更多或更少旁路二極管5，對額定電流的要求可以不同。當使用更小的光伏電池2(或者子模塊2)時，相關(guān)聯(lián)的旁路二極管5的額定電流可以更低，例如，在四分之一大小的子模塊2的情況下為至少2.25A或者在一半大小的子模塊2的情況下為至少4.5A。

在其他替代實施方式中，還可以在光伏模塊中可用的其他空部分4中(例如在其外邊緣處)設(shè)置多個旁路二極管5中的一個、兩個或全部。當定位在例如具有細長形狀的、相關(guān)聯(lián)的光伏電池2的邊緣附近時，旁路二極管5可以被有效地定位，甚至可能對于光伏模塊的該特定部分具有更好的I-V特性。

在上述實施方式中，使用術(shù)語光伏電池2。然而，該術(shù)語旨在還包括(更小的)光伏電池的子模塊或光伏電池組。例如，在實施方式中，標準大小(5”x5”或6”x6”)的半正方形‘母’光伏電池2被切割為m×n個面積相等的太陽能電池。這將減小電流且增加電壓，并且結(jié)果是，更低的電流意味著相關(guān)聯(lián)的旁路二極管5中的耗散更少。

在具體實施方式中，多個光伏電池2由半導(dǎo)體材料晶片制成，例如單晶提拉(Cz)型材料。通過從圓柱形硅桿切除四個邊緣來形成這種材料，產(chǎn)生四個直邊和四個圓角，其中，直徑通常為20cm并且邊到邊的距離通常為15.6cm。當組合時，這在四個相鄰的光伏電池2之間產(chǎn)生開放的菱形表面部分。在另一示例性實施方式中，半正方形光伏電池2具有15.6cm的邊到邊距離和20cm的角到角距離，包括位于光伏電池2之間的空間4中的2.06cm×2.06cm的正方形旁路二極管5。

在替代實施方式中，所獲得的每個晶片將被分為四個相等的部分，產(chǎn)生各自僅具有一個斜角的更小的光伏電池2，如圖10的實施方式所示。然后將能夠制造具有60串的光伏模塊，每串具有四個光伏電池2(由此每個模塊240個光伏電池2，從60個晶片切割)。操作參數(shù)將是：V_mpp＝132V；I_mp＝2.1A；P_{loss_foil}～0.85W(常規(guī)箔片模塊：～3.4W)以及每個電池中僅P_md＝0.6V×3×2.1＝3.8W的最大耗散(常規(guī)模塊：P_md＝90W(每串20個電池，9A))。這種模塊中的60個旁路二極管5將耗散0.04W，并且當導(dǎo)電時，單個旁路二極管將僅耗散1.7W。與常規(guī)模塊相比稍微更低的成本看來是可能的，并加上以下附加益處：由于短串和低電流，遮蔽電池中將產(chǎn)生低得多的耗散。旁路二極管5在額定條件下的損耗將是可忽略不計的(在相反的條件下旁路二極管5中的耗散僅為1.7W(即～0.5W/cm2))。

精確地選擇直徑為20cm的切割線甚至可以改善半導(dǎo)體鑄塊材料的高效使用。在標準的經(jīng)常使用的形式中，光伏電池的最長尺寸將為15.6cm，如果使用半導(dǎo)體材料的則為76％。

當采用稍微更大基礎(chǔ)形式的光伏電池2(16.8cm作為最大尺寸，當被分為四個時，產(chǎn)生最大尺寸8.4cm的光伏電池2)時，足夠的晶片材料用于以足夠的尺寸切割四個旁路二極管5(例如，三角形)以提供待在本發(fā)明的實施方式中使用的足夠高的容量。這將導(dǎo)致利用86％的晶片表面，然后在不附加半導(dǎo)體材料成本的情況下獲得旁路二極管5。

當組裝光伏模塊時，(更小的)光伏電池2可以單獨地位于后側(cè)導(dǎo)電襯底10上(適當?shù)亩ㄎ豢赡苄枰D(zhuǎn))，或者四個更小的光伏電池2可以同時定位(作為常規(guī)的更大尺寸的光伏電池2)，僅單獨定位位于光伏模塊的邊緣處的光伏電池2。

在其他實施方式中，根據(jù)在光伏模塊中形成的電路類型，與光伏電池2的數(shù)量有關(guān)的旁路二極管5的數(shù)量可以變化。該電路可包括光伏電池2和旁路二極管5的串聯(lián)組、交錯組和/或多層組。

在圖2中示出了光伏電池2和旁路二極管5的多層電路的示例。每個光伏電池2設(shè)置有并聯(lián)連接的旁路二極管5，并且每兩個光伏電池2一組的兩個組并聯(lián)連接到兩個附加的旁路二極管5(4個光伏電池2總共6個旁路二極管)。可以在后側(cè)導(dǎo)電襯底10(導(dǎo)電箔片)中形成合適的連接軌道8。太陽能電池或光伏電池2可屬于一個串，即，一個或多個太陽能電池串聯(lián)連接，并且該串聯(lián)連接的串具有旁路二極管5。串聯(lián)連接的多個串可通過更高級旁路二極管5旁路。

替代地，可以遞歸地形成軌道8，其中，太陽能電池2和旁路二極管5并聯(lián)連接。此處，一個太陽能電池2和一個旁路二極管5并聯(lián)連接，并且該并聯(lián)連接進而再次與一個太陽能電池2和一個旁路二極管5并聯(lián)連接。該新形成的電路然后再次與一個太陽能電池2和一個旁路二極管5并聯(lián)連接。這可以重復(fù)n次。

在圖3中，以交錯或交叉電路的形式示出了光伏電池2和旁路二極管5的電路。此處，一個太陽能電池2可以由不同的旁路二極管5旁路。多個太陽能電池2可以被劃分為三個子集2a、2b；2b、2c；2c、2d，每個子集是至少一個太陽能電池2的串聯(lián)連接并且這些子集彼此串聯(lián)連接。第一子集2a、2b與第一旁路二極管5a并聯(lián)連接，第二子集2b、2c與旁路二極管5b并聯(lián)連接，以及第三子集2c、2d與旁路二極管5c并聯(lián)連接。

這種交錯電路同樣用于圖4中示出的實施方式中。該光伏模塊包括四個子模塊2a至2d，并且在四個子模塊2a至2d留出的空部分中設(shè)置有三個旁路二極管5a至5c。后側(cè)導(dǎo)電箔片通過例如在后側(cè)導(dǎo)電襯底10中形成劃痕線4被劃分為五個互連表面(形成區(qū)域4a至4e，例如，在子模塊2a至2d中的每個中連接迷你電池的正端子和負端子)。區(qū)域4a至4e還用于向旁路二極管5a至5c提供連接。

在圖5中，示出了光伏電池2的6個電池寬陣列的實施方式，其中連接部8被表示為曲折線。旁路二極管5被設(shè)置在四電池的光伏電池組的中間(即，在圖5中示出的網(wǎng)格的十字線處)，并且與曲折連接部8進行連接，在這種情況下，與4、8和12個光伏電池的串并聯(lián)。旁路二極管5中的一些設(shè)置在網(wǎng)格的邊緣處，例如，在兩個相鄰電池2之間的拐角中。

圖6a和圖6b示出了形成常規(guī)類型的光伏模塊的光伏電池2的6×10陣列。光伏模塊的正端子(+)和負端子(-)被表示為連接所有60個光伏電池2的曲折連接部8。旁路二極管5再次局部地位于四個光伏電池2的拐角或者在兩個光伏電池2的邊緣處。圖6a示出了使用旁路二極管5的交錯電路的可能實現(xiàn)。在圖6b中，每個三個或六個光伏電池2的串與一個旁路二極管5并聯(lián)連接。

圖7a和圖7b示出了另一實施方式，再次用于‘標準’大小的6×10光伏模塊(現(xiàn)在處于橫向)。再次，旁路二極管5位于其保護的光伏電池2串的拐角或局部邊緣處。這兩種實現(xiàn)方式均使用五電池的光伏電池串作為基礎(chǔ)以及使用交錯電路。

應(yīng)注意，后側(cè)導(dǎo)電襯底10主要用于在光伏模塊的光伏電池2和其他組件之間提供接觸。然而，后側(cè)導(dǎo)電襯底10還可包括實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能的材料，例如使用輕量板。另一實施方式中的后側(cè)導(dǎo)電襯底10包括一個或多個導(dǎo)電片。這些多個片允許更容易地形成所需要的互連電路，因而是有利的。該一個或多個導(dǎo)電片彼此隔離，并且可能設(shè)置有允許導(dǎo)電片在期望位置互連的開口或孔，以限定光伏電池2的甚至更復(fù)雜的電路。

通常，在本發(fā)明的實施例中使用的多個旁路二極管5包括具有與光伏電池2的前表面的紋理和顏色類似的前表面22。例如，可以設(shè)置與常規(guī)太陽能電池類似的紋理和SiNx頂層，以使得旁路二極管5具有與光伏電池2相同的外觀。這使得光伏模塊的大部分組件在光伏模塊的實際操作期間具有類似外觀，改善了美學(xué)效果并且由此容易將光伏模塊集成到建筑物中等。

可以使用多種類型的(基于晶片的)旁路二極管，在圖8a至圖8f的剖面圖中示出了其示例。應(yīng)當注意的是，在圖8a至圖8f中用相同的參考標記表示旁路二極管5的實施方式的相同部件或組件。所有旁路二極管5設(shè)置有不透明前表面22，以便防止可能的光電流產(chǎn)生。還應(yīng)注意的是，出于相同的原因，旁路二極管5的后表面可以設(shè)置有不透明層。

圖8a示出了帶有不透明(任何顏色的油漆、不透明條帶、TiO₂涂層以用于增強散射)前表面22的背結(jié)背接觸旁路二極管。剖面圖示出了導(dǎo)電箔片部件4(用于形成電路)，其形成后側(cè)導(dǎo)電襯底10的一部分。實際的旁路二極管5包括(金屬)接觸墊12(使用例如導(dǎo)電粘合劑13連接到導(dǎo)電箔片)和p摻雜材料11。形成后表面場16以及發(fā)射極15。

圖8b示出了前結(jié)背接觸類型的旁路二極管5。發(fā)射極15此時被設(shè)置在前部，并且通過金屬貫穿孔連接或通過金屬化18電連接到旁路二極管5的后側(cè)。

圖8c示出了背結(jié)金屬貫穿孔二極管5的變型。一個觸點是到n+區(qū)17，而另一觸點使用銀層18結(jié)合銀貫穿孔連接形成。圖8d示出了前側(cè)表面是全區(qū)域金屬化鋁(不透明)20的變型。金屬化過孔18與金屬化AL 20接觸，金屬化AL 20進而經(jīng)由p+摻雜區(qū)19與p摻雜區(qū)11接觸。

圖8e和圖8f示出了旁路二極管5的金屬包繞實施例，其中，通過接觸介質(zhì)14(諸如焊料或?qū)щ娬澈蟿?提供前后接觸。接觸介質(zhì)14在旁路二極管5的前側(cè)接觸電極層21，該電極層21轉(zhuǎn)而與p區(qū)11接觸。在圖8f的實施方式中，p區(qū)11和n+區(qū)17從后向前倒置(前側(cè)處的結(jié)點相對后側(cè)處的結(jié)點)。

提供了作為不透明層22的另一替代實施方式的實施方式，其中，旁路二極管5具有結(jié)構(gòu)化頂表面22(例如，具有朗伯反射的白漆、TiO₂球形涂層或光柵結(jié)構(gòu))，以使得光由該層22反射或散射，從而使得一大部分光經(jīng)由內(nèi)部反射(例如，在玻璃空氣界面上)停留在光伏模塊中。換言之，多個旁路二極管5包括光轉(zhuǎn)移頂層，光轉(zhuǎn)移頂層被布置成用于朝向相鄰的光伏電池2引導(dǎo)撞擊在旁路二極管5的前表面上的光。

以上已經(jīng)參照在附圖中示出的多個示例性實施方式描述了本發(fā)明的實施方式。某些部件或元件的修改和替換實施例是可能的并且包括在由所附權(quán)利要求書限定的保護范圍內(nèi)。