太陽能電池模塊及層壓方法
2023-09-13 19:15:55
專利名稱：太陽能電池模塊及層壓方法
技術領域：
本發明涉及太陽能電池模塊及層壓方法，尤其涉及形成太陽能電池模塊的布線的方法。
背景技術：
在將太陽能電池安裝於屋頂並使用時，從生產率或成本等方面而言，非晶矽太陽能電池是有前景的。在非晶矽太陽能電池中，正在開發一種柔性模塊，其中光電轉換元件在膜基板上形成，且光電轉換元件的表面用保護膜和粘合片覆蓋。為了將電力從用保護膜覆蓋的太陽能電池模塊提取到外部，使用包括主布線和副布線的內部布線。太陽能電池模塊內的光電轉換元件與副布線連接，且該副布線與主布線連接。通過移除布置在主布線的端部上的保護膜及粘合片的部分，使主布線的端部露出。外部導線的端部焊接至該露出的部分(參見日本專利申請特開No. 10-173209)。然而，在副布線的數量增加時，難以將副布線沒有任何扭變地與主布線連接。在太陽能電池模塊的內部布線形狀由副布線與主布線的連接來決定時，仍然存在主要由於後續的模塊製造工藝中的加熱引起的光電轉換元件或保護膜的變形與內部布線形狀的差異作為扭變。其結果是損壞太陽能電池模塊的柔性。另外，在移除布置在主布線的端部上的保護膜及粘合片的部分並使主布線端部露出的工藝中，存在的問題是無法完全移除粘合片，且在主布線的表面會留有絕緣物，或在移除時主布線受損。並且，為了解決該問題，移除粘合片需要花費時間。
發明內容
本發明的目的在於提供一種太陽能電池模塊及層壓方法，其可在不損壞柔性的情況下將內部布線連接至光電轉換元件，且便於外部布線與內部布線的連接。為實現上述的目的，根據本發明的第一方面，提供一種太陽能電池模塊，包括多個片狀的光電轉換元件；副金屬箔線，設置為與多個光電轉換元件的電極接觸；主金屬箔線，與摺疊的副金屬箔線連接以使主金屬箔線介於摺疊部分之間，並將由多個光電轉換元件生成的電力提取到外部；以及保護膜，設置為與主金屬箔線和副金屬箔線一起覆蓋多個光電轉換元件中的各個轉換元件的兩個表面。根據該結構，在形成太陽能電池模塊的內部布線的主金屬箔線和副金屬箔線之間的連接中獲得柔性，並且可以吸收在製造太陽能電池模塊時發生的扭變。因此，可以在不損壞模塊柔性的情況下將內部布線連接至多個光電轉換元件。另外，根據本發明的第二方面，在根據本發明的第一方面的太陽能電池模塊中，副金屬箔線的摺疊部分的長度可大於或等於主金屬箔線的寬度。根據該結構，主金屬箔線可靠地介於副金屬箔線的摺疊部分之間，並且可以可靠地將主金屬箔線與副金屬箔線連接。
根據本發明的第三方面，在根據本發明的第二方面的太陽能電池模塊中，副金屬箔線的摺疊部分通過膠帶固定在電極上。根據該結構，可以將副金屬箔線可靠地固定在電極上，並且防止主金屬箔線從介入部分脫離。根據本發明的第四方面，在根據本發明的第三方面的太陽能電池模塊中，只通過膠帶將副金屬箔線的摺疊部分的不與主金屬箔線重疊的部分固定在電極上。根據該結構， 可以更可靠地確保主金屬箔線與副金屬箔線之間的位置關係的柔性。根據本發明的第五方面，提供一種層壓方法，包括將副金屬箔線布置成與多個片狀的光電轉換元件的電極連接；摺疊副金屬箔線，以使將由多個光電轉換元件生成的電力提取到外部的主金屬箔線介於摺疊部分之間，從而將主金屬箔線連接到副金屬箔線；以及順序層壓第一保護膜、第一粘合片、包括設置在內部的副金屬箔線和主金屬箔線的光電轉換元件、第二粘合片、以及第二保護膜，並且進行熱處理以使第一保護膜、第一粘合片、光電轉換元件、第二粘合片、以及第二保護膜一體化。根據該結構，可以在不損壞柔性的情況下製造用保護膜覆蓋包括通過副金屬箔線和主金屬箔線互相連接的多個片狀光電轉換元件的模塊的構造。根據本發明的第六方面，提供一種層壓方法，包括將副金屬箔線布置成與多個片狀的光電轉換元件的電極連接；摺疊副金屬箔線，以使將由多個光電轉換元件生成的電力提取到外部的主金屬箔線介於摺疊部分之間，從而將主金屬箔線連接到副金屬箔線；順序層壓第一保護膜、第一粘合片、包括設置在內部的副金屬箔線和設置在內部的端部被摺疊的主金屬箔線的光電轉換元件、第二粘合片、以及第二保護膜，並且進行熱處理以使第一保護膜、第一粘合片、光電轉換元件、第二粘合片、以及第二保護膜一體化；以及與主金屬箔線的端部的摺疊部分一起修剪第一保護膜、第一粘合片、第二保護膜和第二粘合片。根據該結構，可以將外部導線插入修剪主金屬箔線的摺疊部分而形成的間隙。因此，可以將從多個光電轉換元件產生的電力提取到外部，並且可以容易地連接外部導線與主金屬箔線。根據本發明的第七方面，根據本發明的第六方面的層壓方法還可包括與第一保護膜和第一粘合片、或者第二保護膜和第二粘合片一起移除主金屬箔線的端部的摺疊部分。根據該結構，可以在不在主金屬箔線的表面留有絕緣物的情況下容易地使主金屬箔線露出。如上所述，根據本發明的上述各方面，在金屬箔線與用保護膜覆蓋的多個片狀的光電轉換元件接觸並將電力提取到外部時，可以給金屬箔線的布置帶來柔性。因此，可以在不損壞太陽能電池模塊的柔性的情況下，將內部布線連接至多個光電轉換元件。
圖IA是示意性地示出根據本發明的一個實施方式的太陽能電池模塊的結構的立體圖；圖IB是示意性地示出沿圖IA的A-A'線取得的太陽能電池模塊的結構的剖視圖；圖IC是示出圖IB所示的光電轉換元件3的放大立體圖。圖2是示出根據本發明的一個實施方式的太陽能電池模塊的布線連接方法的俯視圖。圖3A 圖3C是示出根據本發明的一個實施方式的太陽能電池模塊的副金屬箔線 33與主金屬箔線34的連接方法的俯視圖。圖4A 圖4E是示出根據本發明的一個實施方式的太陽能電池模塊的主金屬箔線 34的連接方法的俯視圖及立體圖。
具體實施例方式下面，參照
本發明的實施方式的太陽能電池模塊。圖IA 圖IC是示意性地示出根據本發明的一個實施方式的太陽能電池模塊的結構的立體圖及剖視圖。在圖IA及圖IB中，多個光電轉換元件3粘接在保護膜1上且粘合片2介於其間， 保護膜5粘接在這些光電轉換元件3上且粘合片4介於其間。另外，在光電轉換元件3的電極上布置有從光電轉換元件3將電力提取到外部的主金屬箔線34。在圖IC中，在膜基板11上沉積有光電轉換層13且背面電極層12介於其間，且在光電轉換層13上層疊有透明電極層14。另外，在膜基板11的背面上形成有背面電極層15。 例如，作為膜基板11可以使用聚醯亞胺或聚醯胺等樹脂膜，作為光電轉換層13可以使用由非晶矽構成的銷構造，作為透明電極層14可以使用ΙΤ0。在背面電極層15形成有槽19，以將背面電極層15分割。將背面電極層12、光電轉換層13及透明電極層14分割的槽18形成在背面電極層12、光電轉換層13及透明電極層14中，以使它們互相平行並與槽19交替。這樣，構成單位電池(unit cell)Ul U4。在膜基板11中，在每個單位電池Ul U4內形成將分割的光電轉換層13彼此串聯連接的串聯孔16。膜基板11介於其中的、彼此相對的背面電極層15與背面電極層12通過串聯孔 16互相連接。另外，將光電轉換層13所生成的電荷收集到背面電極層15的集電孔17針對每個單位電池Ul U4在膜基板11、背面電極層12及背面電極層15中形成。透明電極層14經由集電孔17與背面電極層15連接。串聯孔16及集電孔17布置為，各單位電池Ul U4中的串聯孔16分別與設置在串聯孔16正下方的背面電極層15連接，且各單位電池Ul U4中的集電孔17與背面電極層15連接，該背面電極層15與連接至串聯孔16的背面電極層15相鄰。如圖2所示，將副金屬箔線33布置成與光電轉換元件Pl、P2的背面電極層15接觸。副金屬箔線33通過膠帶32固定在背面電極層15上。將副金屬箔線33摺疊成使得主金屬箔線34介於摺疊部分之間。這樣，主金屬箔線34與副金屬箔線33連接。主金屬箔線 34延伸至保護膜5的端部。例如，作為副金屬箔線33及主金屬箔線34，可以使用焊料塗覆銅箔線。在主金屬箔線34橫穿不同單位電池Ul U4的背面電極層15時，可在該單位電池Ul U4的主金屬箔線34下設置絕緣片，或者可用絕緣物覆蓋主金屬箔線34，由此確保不同單位電池Ul U4之間的絕緣。這樣，在在構成太陽能電池模塊的內部布線的主金屬箔線和副金屬箔線間的連接中獲得柔性，且可以吸收在製造太陽能電池模塊時產生的扭變。因此，可以在不損壞模塊的柔性的情況下將內部布線連接至多個光電轉換元件Pl、P2。
圖3A 圖3C是示出根據本發明的一個實施方式的太陽能電池模塊的副金屬箔線 33與主金屬箔線34的連接方法的俯視圖。在圖3A中，將主金屬箔線34疊加在副金屬箔線33上，以使副金屬箔線33與主金屬箔線34垂直。然後，如圖:3B所示，將副金屬箔線33摺疊，以使得副金屬箔線33的摺疊部分互相重疊且主金屬箔線34介入其中。即，主金屬箔線34在垂直方向介於副金屬箔線 33的摺疊部分之間。在副金屬箔線33的摺疊部分的長度大於或等於主金屬箔線34的寬度時，主金屬箔線34可靠地介於摺疊部分之間。在摺疊部分的長度為主金屬箔線34的寬度的4 5倍以上時，主金屬箔線34更可靠地介於摺疊部分之間，且可以防止主金屬箔線34 錯誤地被膠帶35固定。然後，如圖3C所示，將副金屬箔線33的摺疊部分通過膠帶35固定在背面電極層15上。這樣，可以防止主金屬箔線34從副金屬箔線33的摺疊部分脫離。例如，當使用帶有導電性粘著劑的金屬箔標籤作為膠帶32、35時，可以更可靠地將副金屬箔線33與背面電極層15連接。圖4A 圖4E是示出將根據本發明的一個實施方式的太陽能電池模塊的主金屬箔線34連接至外部的方法的俯視圖及立體圖。在圖4A中，放置主金屬箔線34，以使向圖IA 圖IC的光電轉換元件3的外側延伸，且摺疊主金屬箔線34的端部，以使得主金屬箔線34的端部互相重疊。然後，如圖4B所示，將保護膜1、5置於光電轉換元件3和主金屬箔線34之上，以密封光電轉換元件3和主金屬箔線34。然後，如圖4C所示，將保護膜1、5與主金屬箔線34的摺疊部分的端部一起進行修剪。然後，如圖4D所示，在將主金屬箔線34的摺疊部分的端部與保護膜1或5 —起移除時，可以使主金屬箔線34的表面容易地暴露在外面。另外，如圖4E所示，例如設於外部導線37的捲曲類型的端子38可被插入2條摺疊的主金屬箔線34之間的間隙，而不進行圖 4D所示的工序。在這種情況下，可以將外部導線37與主金屬箔線34連接。
權利要求
1.一種太陽能電池模塊，包括 多個片狀的光電轉換元件；副金屬箔線，設置為與多個所述光電轉換元件的電極接觸；主金屬箔線，與摺疊的所述副金屬箔線連接以使所述主金屬箔線介於摺疊部分之間， 並將由多個所述光電轉換元件生成的電力提取到外部；以及保護膜，設置為與所述主金屬箔線和所述副金屬箔線一起覆蓋所述多個光電轉換元件中的各個轉換元件的兩個表面。
2.根據權利要求1所述的太陽能電池模塊，其特徵在於，所述副金屬箔線的所述摺疊部分的長度大於或等於所述主金屬箔線的寬度。
3.根據權利要求2所述的太陽能電池模塊，其特徵在於， 所述副金屬箔線的所述摺疊部分用膠帶固定在所述電極上。
4.根據權利要求3所述的太陽能電池模塊，其特徵在於，只將所述副金屬箔線的所述摺疊部分的不與所述主金屬箔線重疊的部分用膠帶固定在所述電極上。
5.一種層壓方法，包括將副金屬箔線布置成與多個片狀的光電轉換元件的電極連接； 摺疊所述副金屬箔線，以使將由多個光電轉換元件生成的電力提取到外部的主金屬箔線介於摺疊部分之間，從而將所述主金屬箔線連接到所述副金屬箔線；以及順序層壓第一保護膜、第一粘合片、包括設置在內部的所述副金屬箔線和所述主金屬箔線的光電轉換元件、第二粘合片、以及第二保護膜，並且進行熱處理以使第一保護膜、第一粘合片、光電轉換元件、第二粘合片、以及第二保護膜一體化。
6.一種層壓方法，包括將副金屬箔線布置成與多個片狀的光電轉換元件的電極連接； 摺疊所述副金屬箔線，以使將由多個光電轉換元件生成的電力提取到外部的主金屬箔線介於摺疊部分之間，從而將所述主金屬箔線連接到所述副金屬箔線；順序層壓第一保護膜、第一粘合片、包括設置在內部的所述副金屬箔線和設置在內部的端部被摺疊的所述主金屬箔線的光電轉換元件、第二粘合片、以及第二保護膜，並且進行熱處理以使第一保護膜、第一粘合片、光電轉換元件、第二粘合片、以及第二保護膜一體化； 以及與所述主金屬箔線的端部的所述摺疊部分一起修剪第一保護膜和第二保護膜。
7.根據權利要求6所述的層壓方法，其特徵在於，還包括與所述第一保護膜和所述第一粘合片、或者所述第二保護膜和所述第二粘合片一起移除所述主金屬箔線的端部的所述摺疊部分。
全文摘要
本發明公開一種在不損壞柔性的情況下可將內部布線連接至多個片狀的光電轉換元件的技術。副金屬箔線被布置為與光電轉換元件的背面電極層接觸。副金屬箔線通過膠帶固定在背面電極層上。此外，將副金屬箔線摺疊成使得主金屬箔線介於副金屬箔線的摺疊部分之間。這樣，主金屬箔線與副金屬箔線連接。副金屬箔線通過膠帶固定在背面電極層上。
文檔編號H01L31/0224GK102403372SQ20111028537
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月6日 優先權日2010年9月15日
發明者反田真之 申請人:富士電機株式會社