堆疊結構中沒有階梯部的太陽能電池的製作方法

2023-06-26 20:36:56

本發明涉及一種太陽能電池，通過將電極和導線構件的連接結構改變為不同於現有技術，使得所述太陽能電池在各個元件之間沒有階梯部。

背景技術：

近年來，已經對環境友好車輛(例如混合動力車輛、電動車輛和燃料電池車輛)進行了快速地研發。隨同環境友好車輛的研發，也在積極進行對應用於環境友好車輛的太陽能電池的研發。

然而，要將太陽能電池應用於實際的車輛，仍需要解決很多問題。例如，存在如何連接太陽能電池和導線構件(例如，電線)的問題。

廣泛使用橫截面主要為圓形的電線(例如，銅導線)作為導線構件。同時，太陽能電池具有這樣的結構：將平面形狀的元件(例如太陽能電池和基底)進行堆疊。因此，當太陽能電池的電極與導線構件連接並且隨後將導線構件安裝於車輛時，由於導線構件的厚度或三維影響，太陽能電池的堆疊結構可能會具有階梯部。

當太陽能電池的堆疊結構具有階梯部時，由於車輛的移動，會存在這樣的問題：例如，導線構件斷開，或者堆疊結構每個元件的分離。

在現有技術中，主要進行通過改變太陽能電池的內部元件之間的連接關係來提高效率的方法的研究。然而，上述相關技術顯然沒有解決該問題。

公開於本發明的背景部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的各個方面旨在提供一種電極和導線構件之間的連接結構，從而使太陽能的堆疊結構不具有階梯部。

根據本發明的各個方面，堆疊結構中沒有階梯部的太陽能電池可以包括：太陽能電池；以及電極，其形成於太陽能電池的一個表面，其中，太陽能電池可以堆疊於基底的中央部分，並且電極插置於所述太陽能電池間；電極可以與塗覆於基底的邊緣部分的電極線接觸。

電極可以以附接膜的形式形成於太陽能電池的一個表面並且從太陽能電池的兩側突出，電極的一個突出端可以與電極線的第一端接觸，電極線的第二端可以與導線構件連接。

電極可以包括正電極和負電極，所述負電極與所述正電極分開預定的距離；電極線可以包括正電極線和負電極線，所述正電極線與正電極的一端接觸，所述負電極線與所述負電極的一端接觸。

電極線可以為覆蓋於基底的導電膏。

導電膏可以為金屬膏，或者導電膏包括金屬膏和聚氨酯或矽氧化物的混合物，所述金屬膏包括銀(ag)膏、鋁(al)膏和銅(cu)膏。

太陽能電池可以進一步包括精整構件，該精整構件堆疊於太陽能電池，並且精整構件的區域覆蓋太陽能電池和電極線的一部分。

太陽能電池可以進一步包括布置於太陽能電池和基底之間的粘合構件。

太陽能電池可以進一步包括陶瓷線，所述陶瓷線塗覆於基底的邊緣部分，其中，電極線可以塗覆於所述陶瓷線。

電極線可以包括塗覆構件和連接構件，塗覆構件形成於基底並且與電極接觸，連接構件以預定角度從塗覆構件突出並且與導線構件連接。

多個太陽能電池可以堆疊於基底，並且與形成於多個太陽能電池的電極接觸的多個電極線可以塗覆於基底。

根據本發明的各個實施方案，電極和導線構件可以經由電極線連接，因此，在太陽能電池的堆疊結構中不會產生階梯部。

因此，當根據本發明的各個實施方案的太陽能電池安裝於車輛等時，不會發生例如導線構件的短路和堆疊結構的分離現象等問題。

應當理解，此處所使用的術語「車輛」或「車輛的」或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(suv)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船隻，航空器等等，並且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源於非石油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如汽油動力和電力動力兩者的車輛。

通過納入本文的附圖以及隨後與附圖一起用於說明本發明的某些原理的具體描述，本發明的方法和裝置所具有的其它特徵和優點將更為具體地變得清楚或得以闡明。

附圖說明

圖1a和圖1b為示出了根據本發明的各個實施方案的太陽能電池的配置的示意圖，圖1a示出了太陽能電池和電極，圖1b示出了基底和電極線。

圖2為示出了根據本發明的各個實施方案的太陽能電池的電極的連接結構和電極線的放大示意圖。

圖3為沿著圖2中的線a-a'所呈現的橫截面圖。

圖4為示出了根據本發明的各個實施方案的電極線的示意圖。

圖5a和圖5b為示出了根據本發明的各個實施方案的包括多個太陽能電池的太陽能電池的配置的示意圖，圖5a示出了太陽能電池和電極，圖5b示出了基底和電極線。

應當了解，所附附圖並非按比例地繪製，顯示了說明本發明的基本原理的各種特徵的略微簡化的畫法。本文所公開的本發明的具體設計特徵(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。

具體實施方式

下面將詳細參考本發明的各個實施方案，這些實施方案的示例被顯示在附圖中並描述如下。儘管本發明將與示例性實施方案相結合進行描述，應當理解本說明書並非旨在將本發明限制為那些示例性實施方案。相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍之內的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。

作為本發明的不具有階梯部的堆疊結構的太陽能電池(下文稱為「太陽能電池」)包括太陽能電池10、電極20、基底30和電極線40；電極20形成於太陽能電池10；電極線40塗覆於基底30。

圖1a示出了太陽能電池10和電極20，圖1b示出了基底30和電極線40。電極20形成於太陽能電池10的一個表面。只要電極20可以將太陽能電池產生的電能輸出到外部，那麼電極20可以具有任意形狀，並且電極20可以形成為從太陽能電池10的兩側突出預定長度，作為具有預定寬度的附接膜式電極。

電極20包括正電極21和負電極22，負電極22形成為與正電極21分開預定距離。因此，下述電極線40包括正線41和負線42，正線41與正電極21接觸，負線42與負電極22接觸。

基底30可以使用具有高透光率的玻璃材料，但是並不限於此。具體而言，基底30可以為用於車輛天窗的天窗玻璃。

太陽能電池10堆疊於基底30的中央部分31，並且陶瓷線70和電極線40塗覆於基底30的邊緣部分32。

由於基底30的中央部分31是透明的，因此從外部入射的光可以到達太陽能電池10。基底30的邊緣部分32塗覆有陶瓷線70並且因此而不透光，所以，即使塗覆電極線40或者附接太陽能電池的框架，電極線40或該框架也可以是不可見的。

然而，陶瓷線70可以不塗覆於基底30的邊緣部分32，在這種情況下，電極線40可以直接塗覆於基底30的邊緣部分32。

太陽能電池10堆疊於基底30的中央部分31，並且電極20插置於其間。在這種情況下，電極20的突出部分與電極線40的一端接觸。電極線40的另一端與導線構件連接。因此，由太陽能電池10產生的電能可以經由電極20和電極線40而流嚮導線構件，並且可以將太陽能電池10產生的電能存儲於電池中，或者可以用於另一個電動裝置。

圖2為示出了在將太陽能電池10和基底30如上所述進行堆疊時的電極20和電極線40的連接結構的放大圖。圖3為沿圖2的線a-a』所呈現的太陽能電池的橫截面圖。

參照圖2和圖3，可以看出，電極20形成於太陽能電池10並且從太陽能電池10的橫向表面突出預定長度，電極20的一端與塗覆於基底30的電極線40的一端接觸。

在現有技術的太陽能電池中，電極和導線構件(例如，銅導線)直接連接，從而使導線構件插入太陽能電池的堆疊結構，因此，在堆疊結構中會不可避免地產生階梯部或間隙。因此，存在太陽能電池的壽命會縮短或者堆疊結構會分離的問題。

本發明的各個實施方案通過將電極線40塗覆於基底30並且使電極線40與電極20接觸來解決上述問題。電極線40的一端插入太陽能電池的堆疊結構並且與電極20接觸，電極線40的另一端與來自堆疊結構的外部的導線構件連接。電極線40具有平面形狀，因此，不同於導線構件，即使電極線40的一端插入堆疊結構也不會產生階梯部或間隙。

由於電極線40需要將流經電極20的電力傳送給上述導線構件，所以通過將導電材料塗覆於基底30可以形成電極線40。

具體而言，電極線40可以為導電膏(conductivepaste)。導電膏可以為金屬膏，其包括銀(ag)膏、鋁(al)膏和銅(cu)膏中的一中或多種。

作為電極線40，金屬膏和聚氨酯或矽氧化物的混合物可以用於改進與陶瓷線(或者基底)的粘合力。

根據本發明的各個實施方案的太陽能電池可以進一步包括精整構件(finishingmember)60，精整構件60與覆蓋太陽能電池10以及電極線40的一部分的區域粘結。

精整構件60配置為保護組成太陽能電池的堆疊結構的太陽能電池10、電極20等。電極線40的另一端需要與導線構件連接，因此精整構件60不可以覆蓋整個電極線40。

只要材料執行精整構件60的上述功能，那麼任何材料都可以用作精整構件，可以優選使用聚對苯二甲酸乙二酯(pet)膜。

可以將基底30、太陽能電池10和精整構件60進行堆疊，並且粘合構件50布置於其間。粘合構件50可以提供各個元件之間的附著力，從而保持太陽能電池的堆疊結構。

只要材料執行粘合構件50的上述功能，那麼任何材料都可以用作粘合構件，但是，在一些實施方案中，可以使用聚乙烯醇縮丁醛，聚乙烯醇縮丁醛為透明的，因此不會影響太陽能電池的性能。

太陽能電池的總厚度可以為10mm或更小。太陽能電池10的厚度可以為0.3至0.7mm，優選為0.5mm。電極20的厚度可以為0.1至0.2mm，優選為0.1mm。基底30的厚度可以為3至5mm，優選為4mm。精整構件60的厚度可以為0.1至0.3mm，優選為0.2mm。粘合構件50的厚度可以為0.6至0.9mm，優選為0.75mm。電極線40的厚度可以為0.1至0.3mm，優選為0.2mm。

圖4為示出了電極線40的各個實施方案的示意圖。

電極線40可以包括塗覆構件43和連接構件44，塗覆構件43形成於基底並且與電極接觸，連接構件44從塗覆構件43以預定角度突出並且與導線構件連接。

塗覆構件43具有平面形狀並且塗覆於基底，可能難以與導線構件連接。因此，通過將連接構件44形成為從塗覆構件43突出，可以保證電極線與導線構件之間的連接的空間。

可以通過任何方式來進行連接構件44和導線構件之間的連接，可以通過下述方法來執行連接構件44和導線構件之間的連接：形成連接孔以穿過連接構件44並且經由連接孔來連接導線構件，或者可以通過下述方法來執行連接構件44和導線構件之間的連接：使導線構件放置於塗覆構件43與連接構件44接觸的部分，並且隨後由連接構件44包圍導線構件並且將導線構件與連接構件44連接。

圖5a和圖5b為示出了根據本發明的各個實施方案的太陽能電池的另一種形式的示意圖。

具體而言，圖5a和圖5b示出了多個太陽能電池10堆疊於基底30的情況下的太陽能電池。在這種情況下，多個電極線40可以塗覆於基底30，從而與多個太陽能電池10中形成的電極20接觸。

在導線構件直接連接至電極的情況下(類似於現有技術)，當太陽能電池的數量增加或太陽能電池的布置改變時，導線構件的插入路徑、導線構件之間的位置等也需要一起改變。

然而，根據本發明的各個實施方案，僅需要再次確定電極線40的塗覆位置，就可以容易地改變電極線40的設計。

可以通過以下操作來製造根據本發明的各個實施方案的太陽能電池。

通過絲網印刷方法來將陶瓷線塗覆於基底的邊緣部分，通過相同的方法來使塗覆構件(電極線)形成於陶瓷線。在這種情況下，塗覆構件形成於可以與太陽能電池的電極接觸的位置。膜式電極附接至太陽能電池。粘合構件附接於太陽能電池的一個表面，電極形成於該表面。

太陽能電池利用粘合構件而粘結至基底的中央部分。在這種情況下，電極可以與塗覆構件接觸。

粘合構件附接於太陽能電池，精整構件隨後粘結於此。

連接構件形成為以預定角度從塗覆構件突出。在這種情況下，通過使用無鉛焊接或導電膠水，連接構件可以附接至塗覆構件。

如上所述，在根據本發明的各個實施方案的太陽能電池中，電極和導線構件經由塗覆於基底的電極線而連接，從而在堆疊結構中不產生階梯部或空隙。

因此，當太陽能電池安裝於車輛等時，由階梯部或空隙導致的問題(例如，導線構件的短路和堆疊結構的分離)不會發生。

電極線的設計容易改變，因此可以靈活地應對太陽能電池的數量增加或太陽能電池的布置改變的情況。

前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出於說明和描述的目的。前面的描述並不旨在成為窮舉的，也並不旨在把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，根據上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案並進行描述是為了解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現並利用本發明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發明的範圍意在由所附權利要求書及其等價形式所限定。