專利名稱：太陽能電池元件組，太陽能電池組件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明關于一組太陽能電池元件、太陽能電池組件及其制造方法。特別是，本發(fā)明涉及一組太陽能電池元件，其中把絕緣帶狀條與金屬箔件平行固定在和跨于互相靠近安裝的太陽能電池元件的背面，還涉及太陽能電池組件及其制造方法。
迄今，曾作為主要電能來源的熱能的產(chǎn)生電包含為防止全球變暖的問題。所以，近來要求獲得一種有較少的CO2釋放量的能源。另一方面應指出的是，核發(fā)電雖沒有釋放CO2卻含有放射性物質(zhì)的嚴重環(huán)境污染。從這個方面來說，迅速發(fā)展無污染且安全的能源正是迫切的要求。
在有希望的清潔能源中，根據(jù)太陽能電池的清潔性、安全性和加工的容易度而給予重視。
各種各樣的太陽能電池中，非晶硅太陽能電池在轉換效率上雖不及結晶硅太陽能電池，但有結晶硅太陽能電池不能企及的優(yōu)點，例如容易組成大面積電池，并且由于有大的光吸收系數(shù)能以薄膜方式運作，因而是一種有前途的太陽能電池。
通常，備用電池的太陽能電池常采取多個串接的太陽能電池元件，因為單個太陽能電池不能提供足夠的輸出電壓。另外，為增大電流量，也采用各太陽能電池元件相互并聯(lián)的方法，某些情況下也有采用既串聯(lián)又并聯(lián)的方法。
圖7A-7C是一種常規(guī)太陽能電池組件的串聯(lián)示意圖。圖7A表示串聯(lián)前的情況而圖7C則表示串聯(lián)后的情況。還有，圖7B是圖7A沿7B-7B的剖面圖。
圖7A-7C中，標號700是指太陽能電池元件，各元件的每一個都依次在襯底701上形成下電極層702、半導體層703和上電極層704。
這樣安排這些太陽能電池元件700的每一個，除去上電極層704的部分(705)以便實現(xiàn)上電極704與下電極702之間的完全電分離，然后，形成集流板706，就是上電極704的收集電極，隨后在該集流極706上安裝匯流條電極707，就是集流極706的進一步收集電極，并且用導電膠708把集流極706與匯流條電極707互相進行電連接，于是獲得從上電極704來的引線電極。
為了在匯流條電極707與襯底701確實進行電隔離，而在太陽能電池元件700的端面與匯流條電極707之間提供絕緣帶709。粘附住絕緣帶狀條709，以便蓋住隨后待連接到匯流條電極707的串聯(lián)件處(特別是各元件端的邊緣部位)能達到接觸下電極702，因而保證電隔離。
接著，完成從下電極的電路線如下。為稍后串聯(lián)起見，在各太陽能電池元件700的導電襯底701的部分用機械方法曝露而形成部分710。此后，安裝各連接件720，如圖7C所示，以便使太陽能電池元件700的匯流條電極707與靠近太陽能電池元件700的下電極的露出部分710重疊。并且用焊料將重疊部串聯(lián)起來。
最后，以乙烯-乙烯基醋酸酯(EVA)的填料作為保護材料密封這樣串聯(lián)成的一組太陽能電池元件700，于是完成太陽能電池組件。
但是，加工太陽能電池組件要很小心，例如當其中串聯(lián)十個或幾個太陽電池元件時，雖然對于3個串聯(lián)電池的太陽能電池組，亦即由三個太陽能電池元件作成串聯(lián)接的組件作為常規(guī)的說明例的情況下不會產(chǎn)生麻煩。
更詳細地說，當串聯(lián)完成后將元件組移送到工藝線下一道步驟時，或者當要從背面引出末端頭而翻轉該元件組時，幾乎所有應力都落在加工元件組的連接件720上，其結果產(chǎn)生下述問題。
(1)由于連接件720牢固地與匯流條電極707連接，所以該應力都轉移到匯流條電極707。如果該應力變成為超過導電膠708的固定力，則匯流條電極707便從太陽能電池元件上剝離。
(2)該應力能彎屈連接件720且在連接件720中形成折痕。結果，當對太陽能電池組件施加反復彎曲的應力時，應力便集中于該折痕部分，會立即或稍后斷開它。
如果連接件720由很堅固的材料制成，能挺得值應力，就可能沒有上述的問題。然而，該連接件720在此情況下應有一定厚度的形狀。這會產(chǎn)生另一個問題，當以后用填料密封太陽能電池元件700時，連接件的臺階部分會形成氣泡。
本發(fā)明的目的是提供一種低成本、易加工及高可靠性的太陽能電池元件組、太陽能電池組件及其制造方法，以克服上述缺點。
根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池元件組，它是由金屬箔件串聯(lián)或并聯(lián)多個太陽能電池元件而得到的太陽能電池元件組，其中絕緣帶與該金屬箔件以平行方式固定在或跨于多個互相靠近排列的太陽能電池元件的背面。
根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池元件組，其特征在于，該絕緣帶包括從聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、聚碳酸酯和聚丙烯中選出的任何一種基料。
還有，根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池組件，其特征在于，它是由聚合的有機樹脂覆蓋的太陽能電池元件組。
還有，一種制造根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池組件的方法，它是制造太陽能組件的方法，它包括一個排列多個太陽能電池元件的步驟，一個把絕緣帶固定在多個太陽能電池元件上的步驟、一個用金屬箔件以串或并方式連接多個太陽能電池元件的步驟，以及用聚合的有機樹脂覆蓋該太陽能電池元件的步驟。


圖1A、1B和1C是根據(jù)實施例1的太陽能電池元件組的示意圖；圖2A和2B是表示本發(fā)明的連接件功能的示意圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的聚合有機樹脂的基本結構的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池元件的示意圖；圖5是根據(jù)實施例2與比較例2的太陽能電池組中，表示在反復折彎循環(huán)數(shù)與轉換效率之間的關系曲線圖；圖6A至6C是根據(jù)實施例3的太陽能電池組件的示意圖；以及圖7A至7C是根據(jù)常規(guī)例的太陽能電池組件和各太陽能電池元件的示意圖。
下面將說明本發(fā)明的各個實施例。
(太陽能電池組)一個用于本發(fā)明的太陽能電池元件組的實施例是圖2A和2B所示之一。圖2A和2B表示出兩個彼此靠近由連接件連接的太陽能電池元件。圖2A表示疊層前的狀態(tài)而圖2B是疊層后的狀態(tài)。
在圖2A中，兩太陽能電池元件200和210其間留適當間隙安置，且太陽能電池元件200的集流極(上電極)201與相鄰的太陽能電池元件210的襯底側(下電極)用連接件202通過焊料203以串聯(lián)連接。將絕緣帶204固定在和跨于兩個太陽能電池元件的背面。這種情況下，該連接件取線條狀。
一種用于本發(fā)明的太陽能電池組件意指一種按照上述制得的太陽能電池元件組覆蓋的聚合有機樹脂的組件。用于制造該太陽能電池組件的方法的具體實施例是一種包括將聚合的有機樹脂安放在整個太陽能電池元件組(未示出)，再用已知的常規(guī)方法，例如真空疊層法對它們進行熱壓加工。這種方法引起背面的絕緣帶的熱收縮，如圖2B所示，以致使間隙變窄，且使連接件202形變?yōu)榄h(huán)形。這個環(huán)起一種應力環(huán)的作用，釋放各種應力，諸如張力、壓縮力以及彎曲應力，此應力主要加負荷于太陽能電池組件的連接件202上，它對改善太陽能電池組件的機械可靠性方面是很有效的。
(金屬件)用于本發(fā)明的太陽能電池組件的連接件202的金屬構件可以是一種金屬，例如銀、銅、錫、鋅、或鎳等等，但要考慮三點(1)良好的電導率、(2)焊接的可能性，以及(3)加工容易度。但是，不限于此，該金屬件也可以是其表面有涂層的金屬箔件，舉例說如鍍銀的銅或包覆銀的銅。厚度盡可能厚，最好考慮到機械強度和該連接件是通電流的部分的這個事實來決定，而從減小疊層厚度的要求角度又應盡可能薄。對兩者作出折衷，具體的厚度范圍最好在70到200μm間。
(絕緣帶)
各種材料都可以應用于本發(fā)明采用的絕緣帶而沒有任何特殊的限制例如丙烯、尿烷、聚楷、聚烯亞胺、氯乙烯、硅樹脂、氟F、聚乙烯、聚丙烯以及玻璃布帶等。但是，應考慮以下兩點(1)為進一步減小施加于該連接件202的應力，以使用硬基材為好，(2)就帶是太陽能電池的封裝部分這個事實來說，該帶必須有長期可靠性，所以聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)和聚碳酸酯是各種樹脂中特別優(yōu)選的。
(聚合有機樹脂)用于本發(fā)明的聚合有機樹脂例如是圖3所示的一種。在圖3的該聚合有機樹脂包括一種最上層材料301、上層密封劑302以及底密封劑303。
(上層密封劑)用于本發(fā)明的該上層密封劑302是用樹脂覆蓋太陽能電池元件凸出部所必須的，用以保護元件免受惡劣外部環(huán)境包括溫度變化、濕氣、以及撞擊、和最上層材料301和元件300間的可靠結合的影響。因此，對上層密封劑所要求的特性包括抗氣候、膠合性能、填充性能、耐熱、抗凍以及抗撞擊。滿足這些要求的樹脂是，例如聚烯烴樹脂，諸如乙烯-乙烯基醋酸共聚物(EVA)、乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMA)、乙烯-乙基丙烯酸共聚物(EEA)以及聚乙醇縮丁醛樹脂、尿烷樹脂、硅樹脂、氟F等。這些樹脂之中，EVA最可取，因為應用于太陽能電池具有均衡的各項物理性能。未經(jīng)加工處理的EVA具有低的熱形變溫度且在高溫使用下將是容易形變或蠕變的。因此，最好加以交聯(lián)提高耐熱性。
(最上層材料)由于用于本發(fā)明的最上層材料301處于太陽能電池組件的最外層，所以不僅需要有耐氣候性、抗銹蝕及機械強度的性能，而且戶外曝露的太陽能電阻組件還有牢固的長期可靠性的性能。適合應用于本發(fā)明的材料的例子是聚氟樹脂和丙烯樹脂。特別是用聚氟樹脂是更可取的，因為其有優(yōu)越的耐氣候性和抗銹蝕性能。更具體說，聚氟樹脂包括聚氟乙二烯樹脂、聚氟乙烯樹脂以及四氟乙烯-乙烯共聚物。其中的聚氟乙二烯樹脂在耐氣候方面是優(yōu)越的。特別是，四氟乙烯-乙烯共聚物是最優(yōu)越的，因為它們有優(yōu)越的耐氣候性和機械強度，及透明度。
上述的最上層材料301不必限于這些樹脂。當用玻璃之類材料作為最上層時，就沒有發(fā)生擔心的事。
(底密封劑)用于本發(fā)明的底密封劑303的較可取的材料是那些能得到與襯底的足夠粘著性和那些在長期的耐用期限方面優(yōu)良的材料。適合可用的材料包括熱熔材料，諸如EVA和聚乙烯醇縮丁醛、雙面帶，以及具有柔性的環(huán)氧粘合劑。還可以把加強薄片粘結于底密封劑303的外側，以便增加太陽能電池組件的機械強度或為的是防止由于溫度變化造成的變形和撓曲。加強薄片的最佳實施例是薄板、塑料板和FRP(玻璃纖維加強的塑料)板。
(熱壓制方法)本發(fā)明中采用的熱壓制方法可選自各常規(guī)的公知方法，例如真空疊層、滾壓疊層法等等。
(太陽能電池元件)用于本發(fā)明的太陽能電池元件(見圖4)可以應用于單晶、多晶、或非晶硅太陽能電池，且也可以應用于用不是硅的半導體的太陽能電池，以及還可用于肖特基結型太陽能電池。但是，下面說明則關于一種非晶硅太陽能電池的典型實施例。
(襯底)用于本發(fā)明的襯底401在非晶硅薄膜型太陽能電池的情況下是一種機械上支承半導體層的部件。由于某些情況下又將該襯底用作電極，所以要求具有熱阻以保持對薄膜形成半導體層403的變熱溫度。該襯底可以是一種電導的或一種電絕緣的襯底。
具體的導電材料的例子包括金屬薄板，諸如Fe、Ni、Cr、Al、Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt及Pb或其合金，例如黃銅或不銹鋼，以及其復合材料、碳薄片和鍍鋅薄鐵皮。
此外，電絕緣材料的具體例包括各種耐熱的合成樹脂諸如聚乙烯、聚碳酸酯、醋酸酯纖維素、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氯乙二烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺及環(huán)氧樹脂，或這些合成樹脂與玻璃纖維、碳纖維、硼纖維或金屬纖維的復合物的薄膜或薄片；在從金屬、樹脂薄片之類，以及玻璃、陶瓷等當中之一種薄膜的表面通過對不同材料的金屬導電膜和/或SiO2、Si3N4、Al2O3或AlN絕緣膜的濺射、蒸發(fā)淀積、電鍍之類的方法進行涂覆表面處理所得的薄膜或薄片。
(下電極)用于本發(fā)明的較下電極402是用來取出半導體層中產(chǎn)生的電能的一個電極，而且需要是對半導體層具有一種功函數(shù)成為歐姆接觸的材料。用作較下電極的材料具體例包括通常所說的金屬本身或其合金，諸如Al、Ag、Pt、Au、Ni、Ti、Mo、Fe、V、Cr、Cu、不銹鋼、黃鋼、鎳鉻、SnO2、In2O3、ZnO與ITO，以及透明的導電氧化物(TCO)等等。
該較下電極402的表面較可取為平滑的，但可以是織構化的，以便造成光的擴散反射。如果該襯底401是導電的，則較下的電極402就不必特別地予以制作。
制造較下電極的方法可以是電鍍法或蒸發(fā)淀積法任何一種。
(半導體層)用于本發(fā)明的半導體層403可以是通常用在薄膜太陽能電池中的公知半導體材料的一種。在用于本發(fā)明的太陽能電池的半導體導403可以是，例如一種PiN結非晶半導體層、一種PN結多晶硅層，或一種化合物半導體層諸如CuInSe2/CdS。
對于非晶硅層的情況，用以形成半導體層403的方法可以是，例如在原料氣體中產(chǎn)生等離子體放電的等離子體CVD法用的形成薄膜，例如硅烷氣體。對于PN結多晶硅層的情況，為形成薄膜通過薄膜形成法來形成半導體層，例如由熔融的硅形成半導體層。對于CuInSe2/CdS的情況。通過電子束蒸發(fā)法、濺射法、電淀積法等的任何一種方法形成該半導體層。
(上電極)用于本發(fā)明的上電極404是用以取出半導體層中產(chǎn)生的電動勢的電極，它和下電極402配成對。當半導體具有較高的薄層電阻，象非晶半導體這類時，該上電極404就成為必要，但特別是對結晶太陽能電池不是必需的，因為它們薄層電阻低。由于上電極404位于光入射側，則電極必須是透明的。于是，該上電極又稱之為透明電極。在半導體層中為有效吸收太陽或白熒光燈管來的光，該上電極404最好具有至少85％的光透射率。另外，從電學觀點看，該上電極最好具有不大于100Ω/□的薄層電阻，以便讓由光產(chǎn)生的電流對于該半導體層沿橫方向流動。具備這種特性的材料是金屬氧化物，諸如SnO2、In2O3、ZnO、CdO、CdSnO4以及ITO(In2O3+SnO2)。
(集流電極)用于本發(fā)明的集流電極405通常形成梳形，其合適的寬度和齒距由半導體層403和上電極404的薄層電阻層決定。對集流電極405要求有低電阻率和不會變成太陽能電池的串聯(lián)電阻。較可取的電阻率在10-2Ωcm到10-6Ωcm范圍。用于集流電極的材料405可選自，例如從金屬，諸如Ti、Cr、Mo、W、Al、Ag、Ni、Cu、Sn和Pt，或其合金或者焊料。一般，使用其中存在金屬粉末和聚合物粘合劑成糊劑狀的金屬膏，但是用于集流電極的材料決不是限于此。
(匯流條電極)用于本發(fā)明的匯流條電極是用以收集電流流入集流電極405到其另一端的電極。用于該匯流電極406的材料可以選自，例如金屬諸如Ag、Pt和Cu，以及其合金。通過把線形或箔形材料粘附于集流電極方法形成匯流條電極。該箔例如是一種銅箔或鍍錫的銅箔，在一定情況下箔可以與粘結劑一起使用。至于安置匯流條電極的位置，該匯流條電極不必位于太陽能電池元件的中心，但可以位于太陽能電池元件的周圍。
下面將參照圖1A-1C到圖6A-6C說明發(fā)明的各個實施例。
(實施例1)本實施例示出一個用不銹鋼襯底作為襯底的非晶硅太陽能電池，將參照圖1A-1C詳細進行說明。圖1A光入射面?zhèn)纫暤奶柲茈姵卦疽鈭D，圖2為背面?zhèn)纫暤奶柲茈姵卦疽鈭D而圖1C則為側視的太陽能電池元件示意圖。
首先，將具有清潔表面，由厚度為0.1mm的不銹鋼箔制成的滾壓不銹鋼襯底制備作為太陽能電池元件用的襯底。
接著，在該不銹鋼襯底表面上同時形成多個太陽能電池元件100。太陽能電池元件100具有包括多層薄膜的結構，如表1所示。
表1
于是，把具有上述各層的滾壓不銹鋼襯底切成圖1A(僅示出3個)的10個太陽能電池元件。
接著，使這些太陽能電池元件100經(jīng)過下述的加工步驟，從而制成太陽能電池元件組A。
(1)用ITO含腐蝕劑(FeCl3)的軟膏，以101的圖形在各個太陽能電池元件100的表面通過絲網(wǎng)印制法印制，而后用純水漂洗這些元件，除去ITO層的一部分，從而使上電極與下電極之間能夠確保電隔離。
(2)用研磨料研磨各太陽能電池元件100從無效的電能產(chǎn)生區(qū)域的部分除去該ITO層、α-Si層以及下電極層且露出不銹鋼襯底102的表面，從而從下電極部分形成引出部分。
(3)用印制銀膏在ITO上，通過絲網(wǎng)印制法且在爐中進行烘焙，在ITO上形成厚度為0.3mm的集流電極103。
(4)為了能夠確保下述的匯流電極105與下電極之間的電絕緣，把一種聚酰亞胺絕緣帶粘合在與露出了襯底表面相鄰的部分。
(5)翻轉各個太陽能電池元件，以便把10個太陽能電池元件按相等的它們之間1mm間隙的間隔進行排列。此后，如圖1B所示，把厚度100μm的2條聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)帶106粘合在且跨于各元件成串接方向的所有10個元件上。
(6)然后翻轉其上已粘好帶的元件組，再用厚度100μm的銅箔落料制作連接件107。安置如此制成的連接件如圖1A所示，而此后對每個連接件，在與匯流電極105交疊的部分和與相鄰元件的下電極露出部的交疊部分進行焊接，使它們之間實現(xiàn)電連接。
如上所述，該絕緣帶106是在串接太陽能電池元件100之前粘合于其上來固定這些元件，因此各元件串連時能以良好的加工效率與精度來連接，而不會有元件的偏移發(fā)生。在完成之樣的連續(xù)加工步驟后，為了把末端放線到背面，還要將太陽能電池元件組翻過來。由于該元件組已被粘貼于其上的PET帶固定，所以可以很容易翻轉該元件組而不會使金屬箔件彎曲或變形，各元件間也不會接觸短路。
在如上所述的背面上絕緣帶106的措施能夠很方便地進行加工，又能改進生產(chǎn)太陽能電池的成品率。
(比較例1)本例不同于實施例1僅在于制作太陽能電池元件組B時，其背面上沒有粘合PET的絕緣帶106。
其他各項都與實施例1相同。
由于本例安排是使當用串接件連接時各元件的位置不固定，所以不同于實施例1，需要用以把各元件連接成其間有準確1mm間隙的時間顯著增長。
在完成太陽能電池元件間串接后，為了對其接裝引出終端，要進行對元件的翻轉操作。在10個元件之間的串連操作中(此處10個太陽能電池元件被串接)。靠近中心的金屬件被彎曲，會極大地降低太陽能電池元件組的平整度。還有，在引出終端完成后，再翻過元件組朝上，從元件上剝離匯流電極的現(xiàn)象在元件靠中心處便頻繁地被看到。
如上說明，據(jù)發(fā)現(xiàn)，在沒有絕緣帶106的場合下的實際步驟中會大大降低成品率。
(實施例2)本實施例中，以EVA薄片等覆蓋實施例1的太陽能電池組A，制成一種太陽能電池組件A。下面敘述覆蓋的方法。
(1)在該太陽能電池元件組的光接收面?zhèn)仍诠饨邮彰嫔弦来螌盈B(i)EVA薄片(可用品名Photocap，厚度460μm，SpringbornLaboralories Inc.產(chǎn))；和(ii)非軸取向的ETFE薄膜，而其一表面經(jīng)過電暈放電處理(可用品名Tafsel T2薄膜，厚度為38μm，Dupont Inc.產(chǎn))。
(2)在太陽能電池組的非常接收面?zhèn)仍谂c光接收面相反的背面的表面上，依次層疊(i)EVA薄片(可用品名為Photocap，厚度為460μm，Springborn Laboralories Inc.產(chǎn))；(ii)尼龍薄膜(可用品名為Durtec，厚度63.5μm，Dupont Inc.產(chǎn))；以及(iii)有黑涂料的Galvalume(鍍鋅鐵皮，厚度0.27mm)。
(3)從上述的步驟(1)和(2)，形成結構為ETFE/EVA/太陽能電池元件組/EVA/尼龍/EVA/鐵皮的疊層，此后，將該疊層在150℃下，抽空，用真空疊層設備在壓力下加熱30分鐘，從而獲得太陽能電池組件C。
這里使用的EVA薄片是一種廣泛用作太陽能電池密封劑，其中交聯(lián)劑重量1.5份、紫外線吸收劑重量0.3份、光穩(wěn)定劑重0.1份、抗氧化劑重0.2份以及硅烷耦聯(lián)劑重0.25份再混以EVA樹脂(其中乙烯基醋酸酯為33％)到100份。
預先把輸出端引到光電池的背面，疊層后，通過預先形成在Galvalume的引出端部安排取得輸出，從而制成太陽能電池組件。
其它方面與實施例1相同。
觀察本實施例的太陽能電池組件A的外表，發(fā)現(xiàn)，設定為1mm的元件間間隙測得為0.7mm。還觀察到，在串接件附近的表面有細微抬起。從此可推定，由于疊層時加熱收縮的PET帶使元件間的間隙變狹，在串接件中形成了環(huán)形。
還使本實施例的太陽能電池組件A經(jīng)受反復彎曲循環(huán)試驗。進行的該反復彎曲循環(huán)試驗是按SERI標準的耐負載試驗，該試驗包括10000次循環(huán)。在試驗期間，每1000次循環(huán)進行一次外觀檢查和轉換系數(shù)檢測。圖5是表示轉換效率系數(shù)與反復彎曲循環(huán)次數(shù)之間的關系曲線?？v座標表示轉換效率，已用反復彎曲循環(huán)試驗前的數(shù)值加以歸一化。試驗結果表明，本實施例的太陽能電池組件A在經(jīng)過10000次循環(huán)后在外觀和轉換效率方面變化很少。
(比較例2)本例不同于實施例僅在于在比較例中給太陽能電池元件組B覆蓋以EVA薄片等，從而制成太陽能電池組件B。
其他各項都與實施例2相同。
檢查太陽能電池組件B的外觀。在各元件間的間隙沒有變化(它曾設定于1mm)，在實施例2(太陽能電池組件A)觀察到過抬高的串接件附近也沒有觀察到抬高。
本實施例的太陽能電池組件B也經(jīng)過如實施例2同樣的反復彎曲循環(huán)試驗。該試驗結果表明，本實施例的太陽能電池組件于2000次循環(huán)處開始減小轉換系數(shù)。約在4000次循環(huán)處觀察到轉換系數(shù)降了初始值的約30％，此外，在串接件中心附近可能顯認出裂縫。
因此，實施例與比較例的結果證實，串接件形成應力通過在背面的絕緣帶粘結劑和用聚合有機樹脂的覆蓋臺階成環(huán)，且該弧形環(huán)起著釋放對太陽能電池組件彎曲的應力的弧形環(huán)的作用。
(實施例3)本實施例中，用銅線替換實施例中由銀膏制作集流電極，從而制成太陽能電池組C。接著參照圖6A-6C說明用以制造根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池元件組C的方法。此處，圖6A-6C所示的太陽能電池元件600實際上具有與實施例1的太陽能電池元件100同樣的多層膜。雖然附圖只示出兩個太陽能電池元件，但實際上制備了5個元件。
(a)按601圖形通過絲網(wǎng)印制法把用于ITO的含腐蝕劑(FeCl3)的軟膏印制在各個太陽能電池元件600的表面上，然后用線水漂洗它，以除去ITO層的一部分，從而確保使上電極與下電極之間電隔離。
(b)把厚度70μm的聚酰亞胺絕緣帶緊緊地粘貼在刻蝕區(qū)域(未示出)外側，通過雙邊帶，還把厚度100μm的銅箔602固定在絕緣帶上。在此階段，該銅箔602處于電浮置狀態(tài)。
(c)將直徑為100μm的銅絲覆以市面可得到的碳膏，厚度為20μm，此后，對涂覆層進行干燥，制成覆碳絲。如圖6A所示安置該絲并且在150℃下施加一個大氣壓的壓力進行壓制，以便鍵合于太陽能電池元件的工作區(qū)，從而形成集流電極603。
(d)還有，為了確保銅箔602與集流電極603間的電連接，在點狀圖形處加銀膏于在銅箔602上的集流電極603的表面，然后在爐中進行硬化處理。這可使銅箔602變成從上電極的引出電極。
(e)此后，將長方形金屬箔件605，它用沖模通過沖壓厚度100μm的銅箔制成，用焊接的方法，連到該銅箔602的右端，如圖6A所示。
(f)把通過上述步驟(a)-(e)制成的5個太陽能電池元件以元件間間隙為1mm上部朝下安放，再將兩條PET帶粘貼其上，如圖6B所示。完全固定該元件組之后，通過焊接連接件605，把元件串接到在相鄰元件的背面上的不銹鋼襯底上。
其它各項都與實施例1相同。
使直到上述步驟(f)完成了的太陽能電池組C在背面經(jīng)受最終的引出操作，且使元件組翻轉兩次，該連接件605完全不彎曲，且平穩(wěn)地完成操作。
還有，按如同實施例的方法切切實實地覆蓋這些太陽能電池元件組，從而制成有5個串聯(lián)元件的太陽能電池組件C(此處把5個太陽能電池元件按串聯(lián)連接)。從外觀檢查來看，可以證實，設定為1mm的間隙變狹到0.8mm。還有，直接在串接連接件上觀察到表面稍微抬高。
還有，使太陽能電池組件C經(jīng)受與實施例2同樣的反復彎曲循環(huán)試驗，該試驗證實，在10000次循環(huán)之后，該組件在外觀和轉換系數(shù)方面變化很小。
(比較例3)本例不同于實施例3僅在于制造太陽能電池組D不用PET的絕緣帶粘結。
其它各項如同實施例3。
本例中，由于各元件位置沒有進行固定，不同于實施例3，所以串連件的加工花很長時間。
在完成串接后，對太陽能電池組進行背面上的最終引出操作。使元件組翻轉兩次后，使該金屬件彎曲剛好在5個串接元件(此處將5個太陽能電池元件成串聯(lián)連接)之外的中央，因此太陽能電池元件組降低了平整度。
另外，對本例的太陽能電池組件C的外觀進行檢查。在設定為1mm的兩元件間的間隙沒有觀察到變化，靠近串接件附近沒有看出表面的抬高，而該處在實施例3中則觀察到抬高(太陽能電池組件C)。還進行反復彎曲循環(huán)試驗，且在1000次循環(huán)處的轉換系數(shù)被降低到約初始值的一半。在試驗后檢查了組件的外觀，在串聯(lián)連接加工期間彎曲過的部分觀察到斷裂。
因此，實施例3和比較例3的結果證實，也對在相鄰元件的頂與底部之間形成串接件的情況來說，因為帶的收縮在金屬箔件中形成了應力弧形環(huán)，因而制成高機械可靠性的組件，且提高了成品率。
當用厚度25μm的聚酰亞胺絕緣帶代替PET也保持了上述的實施列3和比較例3的結果。
如上述說明，本發(fā)明對制造太陽能電池元件組能提高加工效率和成品率。并且，本發(fā)明能提供高可靠性的太陽能電池組件以及提供用以制造穩(wěn)定的太陽能電池組件的方法。
在本發(fā)明中，把絕緣帶粘貼在和跨于多個待連接的太陽能電池元件上，且該帶和連接件(金屬箔件)兩者能夠承受施加于加工連接的太陽能電池組，它能減弱施加在常規(guī)例中的連接件上的應力。
結果，該連接件很難被彎曲，從而在連接件中不會形成折痕。對連接件上應力的減小還能減小傳遞到匯流電極的應力，從而能防止匯流電極被剝離。
另外，當在以聚合有機樹脂(在疊層步驟中)覆蓋太陽能電池組的步驟中的疊層時，由加熱使該絕緣帶收縮，因此連接件能形成應力弧形環(huán)，以致形成抵抗反復彎曲應力很強的結構。
權利要求
1.一種通過用金屬箔件按串接或并聯(lián)連接多個太陽能電池元件獲得的太陽能電池元件組，其特征是，把一種絕緣帶與金屬箔件成平行地粘貼在和跨于多個互相靠近排列的太陽能電池元件的背面。
2.根據(jù)權利要求1的太陽能電池元件組，其特征是，所說的絕緣帶包括從聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)和聚碳酸酯選出的任何一種基層材料。
3.一種太陽能電池組件，其中用一種聚合的有機樹脂覆蓋如權利要求1或2所說的太陽能電池元件組。
4.一種制造太陽能電池組件的方法，它包括排列多個太陽能電池元件的步驟，把絕緣帶粘貼在多個太陽能電池元件的步驟，用金屬箔件以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接所說多個太陽能電池元件的步驟，以及用聚合有機樹脂覆蓋太陽能電池元件的步驟。
全文摘要
通過用金屬箔件以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接多個太陽能電池元件而獲得太陽能電池元件組，其特征在于，把絕緣帶以與金屬箔件相平行的方式粘貼在和跨于多個相互靠近排列的太陽能電池元件的背面。一種太陽能電池組件，其特征在于，使上述的太陽能電池元件覆蓋以聚合有機樹脂。還有，一種制造該太陽能電池組件的方法包括以下各步驟排列多個太陽能電池元件、把絕緣帶粘貼在多個太陽能電池元件、用金屬箔件以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接多個太陽能電池，以及用聚合有機樹脂覆蓋各元件。
文檔編號H01L31/048GK1132415SQ95118748
公開日1996年10月2日 申請日期1995年11月3日 優(yōu)先權日1994年11月4日
發(fā)明者都筑幸司, 井上勝彥, 高田健司, 竹山祥文 申請人:佳能株式會社