用於具有旁路配置的PV模塊的背側接觸層的製作方法

2023-05-02 07:48:57 1

本發明涉及一種用於連接多個光伏(PV)電池的正負背側觸點以形成光伏模塊的背側連接層(箔或襯底的形式)。

背景技術：

國際專利公布WO2013/182955公開了包括背接觸太陽能電池的光伏模塊的背板。提供了一種形成為連接電路的導電背板，該電路連接至模塊的太陽能電池的電極。

國際專利公布WO2012/026806公開了具有改善的表面鈍化的光伏設備和模塊。其包括旨在用於背接觸金屬貫穿孔光伏設備的圓周外壁和/或孔壁。在第一半導體層和第二半導體層之間設置pn結。

國際專利公布WO2011/160161公開了一種光伏模塊，該光伏模塊在背側上耦接至用於傳導太陽能電池中生成的電能的導電或傳導結構層。在一個實施方式中，電氣組件可以嵌入到太陽能電池的傳導結構層中。

技術實現要素：

本發明要求提供一種用於光伏模塊的背面接觸層，其中，該光伏模塊允許包含旁路電路。

根據本發明的第一方面，提供了根據如上定義的前序部分的背側接觸層，其中具有預定最小寬度(w)的旁路二極體連接路徑沿著兩個相鄰電池的邊緣方向形成在背側連接層中，該兩個相鄰電池以彼此相距電池間距離(s)放置，其中相鄰電池中的每個上的外部觸點從相應的相鄰電池的邊緣位移距離(d)，其中距離(d)大於0，使得一行外部觸點之間的總距離(2d+s)大於或等於預定最小寬度(w)以及與旁路二極體連接路徑相鄰的兩個劃片槽的寬度(2i)的總和(或滿足數學關係2d+s＞＝w+2i)。

第二方面，提供了根據如上定義的前序部分的背側接觸層，其中具有預定最小寬度(w)的旁路二極體連接路徑沿著兩個相鄰電池的邊緣方向形成在背側連接層中，該兩個相鄰的電池以彼此相距電池間距離(s)放置，該路徑圍繞位於兩個相鄰電池的邊緣附近的外部觸點具有曲折圖案。在與第一方面中相似的數學關係中，這將涉及2d+sw+2i。所產生的旁路二極體連接路徑6在此組實施方式中甚至可以實施為筆直的金屬化路徑。

在圖2中，提供了用於該問題的另一解決方案，在此意義上，具有預定最小寬度(w)的旁路二極體連接路徑6沿著兩個相鄰電池1、2的邊緣方向形成在背側連接層3中，該兩個相鄰電池以彼此相距電池間距離(s)放置，並且該路徑具有圍繞位於兩個相鄰電池1、2的邊緣附近的外部觸點4、5的曲折圖案。應注意，在該組實施方式中，距離d甚至可以等於0，即，外部觸點直接布置在電池1、2的邊緣上。因此在電池1、2上具有更加優選的電流路徑並使得電池上的金屬用量更少(通常該金屬是Ag，因此非常昂貴)。

更一般而言，多個電池1、2包括具有對稱圖案的正負背側觸點11、12的電池，其中正負背側觸點的子集4、5沿著鄰近的電池1、2的邊緣方向布置。這種電池1、2的示例為叉指背接觸(IBC)電池或發射極穿孔卷繞(EWT)電池。

在另一實施方式中，兩個相鄰電池1、2相對於彼此定向成使得外部觸點4、5沿著邊緣方向散布。例如，在PV電池1、2沿著兩個相鄰的電池1、2的邊緣方向具有長度l的情況下，n個觸點在一個邊緣處以偏移量0等距放置，並且在相對的邊緣處以偏移量l/2n放置。這在圖3的示意圖中更清楚地示出，其中n＝4。所使用的PV電池1、2的背側觸點11、12用空圓圈和實圓圈表示，而在背側接觸PV電池中，正負觸點以彼此相鄰的圖案設置。應注意，在PV模塊中，上述PV電池1、2對於180度旋轉而言是不變的，這使得在PV模塊製造中容易地布置PV電池。

在另一實施方式中，正負背側觸點11、12布置成多行，並且包括多個外部觸點4、5的多行中的外部一行相比多行中的其他行具有較少的觸點。這將使得旁路二極體(旁路二極體導體6)的導電引線更平滑地曲折，從而提供製造背側連接層的優點，更具體而言，例如通過劃線在其內部提供隔離槽8的優點。

通過實現曲折導電軌道6以及以圖3所示的散布方式放置兩個相鄰電池1、2的邊緣觸點4、5，旁路二極體的導電引線(旁路二極體導體6)可以實現為比現有技術的實施方式具有更大的寬度，例如，具有至少2mm或者甚至5mm的寬度。這可與另一實施方式結合，其中兩個相鄰電池間的電池間距離(s)小於2mm。這些解決方案還允許在單個PV模塊中具有三個以上旁路二極體的模塊。更一般而言，本發明還涉及包括多個光伏電池和根據本文描述的實施方式中的任一個所述的背側連接層的光伏模塊。

本發明總體上涉及背接觸電池1、2與觸點4、5沿著附接至類PCB的銅箔(背側連接層3)的邊緣的配置，該銅箔包括在相鄰電池1、2的邊緣觸點4、5之間曲折的細銅箔條6。在另一實施方式中，旁路二極體連接路徑6延伸至背側連接層3的接線盒連接部。然後，旁路連接路徑6可以朝著接線盒伸出，在接線盒處，二者連接至旁路二極體並且以慣常方式形成用於PV模塊的旁路電路。兩個相鄰電池1、2的觸點4、5散布，以允許可以交替方式布置的電池1、2中的任一個的邊緣觸點4、5之間的曲折路徑6位於相鄰電池1、2的第一電池和第二電池下方。

在圖4示意性地示出的另一實施方式中，在與具有多個電流採集點11、12的背接觸電池(IBC，EWT)結合的金屬箔3中設置曲折導電路徑6以用於旁路二極體連接，在電流採集點的背側靠近電池1、2的邊緣放置電流採集點的子集(外部觸點4』、5』)。或者換句話講，兩個相鄰的電池1、2的外部觸點4』、5』朝向各自的電池1、2的中心縮進，即，遠離電池1、2的邊緣。例如，這可使用縮進母線配置來實現，如圖5所示的實施方式中示意性示出的，例如，使用「彎頭」類型或90度配置來實現。在該附圖中，示出了電流採集線15、18以及採集母線14、17。在該PV電池的一側，設置觸點12，而在另一側，觸點4使用另一導體16位移距離d。

或者，對於具有邊緣觸點的常規PV電池1、2，電池1、2的邊緣上的外部背觸點4』、5』朝向電池1、2的中心遠離邊緣移動(比較，圖4中的外部觸點4、5與圖3的實施方式比較)。在本實施方式中，更平滑的曲折圖案可用於旁路二極體導體6，其具有比參照圖3所述的實施方式更大的寬度。

本發明實施方式允許對具有沿著電池1、2的邊緣放置的觸點4、5的背接觸電池1、2應用箔技術(這是電池對稱性所要求的)，並且允許利用背接觸電池實現基於金屬箔的PV模塊，該背接觸電池包括但不限於IBC電池和EWT電池，其中可以集成標準旁路電路。

在另一實施方式中，背側連接層還包括直接連接至旁路二極體連接路徑6的旁路二極體，即作為接觸箔3的一部分，其還允許通過PV模塊的封裝層來保護旁路二極體。

上面已經參照附圖中所示的多個示例性實施方式描述了本發明的實施方式。一些部件或元件的修改和替代實施例是可行的，這些修改和替代實施例包含在所附權利要求書限定的保護範圍內。