[发明专利]太阳能模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能模块以及一种用于制造这种太阳能模块的方法。

本发明特别是涉及一种太阳能模块，所述太阳能模块具有正面和背面，所述背面具有多个半导体晶片太阳能电池。所述多个半导体晶片太阳能电池电连接成太阳能电池串并分别具有带有背面表面的背面。背面表面通过介电的钝化层被表面钝化。在钝化层上设置包含烧结的金属颗粒的背面电极结构。所述金属的背面电极结构通过多个局部的接触区域与半导体晶片的半导体材料电触点接通，所述接触区域构造成钝化层的开口并且总体上电接触区域小于背面表面的5%，优选小于2%。此外，所述太阳能模块具有构成太阳能模块正面的正面封装元件和构成太阳能模块的背面的聚合物的背面封装结构，所述背面封装结构带有埋入聚合物，所述埋入聚合物与半导体晶片太阳能电池的金属的背面电极结构相接触。通常对正面封装元件、背面封装结构和太阳能电池串进行层压，以确保形成稳定的复合体。

背景技术

对于具有包括由烧结的金属颗粒、即开孔材料构成的背面电极结构的表面钝化的背面的太阳能电池，存在这样的问题：即在制造太阳能模块时，在层压之后，背面的层压复合体的附着力，即背面封装结构和半导体晶片太阳能电池之间的附着力是不够的。用于制造背面电极结构的烧结的金属膏状物的机械稳定性不足以确保实现半导体晶片太阳能电池与背面的埋入聚合物和背面封装元件的长时间稳定的复合体。

发明内容

本发明的目的由此在于提供一种太阳能模块，所述太阳能模块具有多个半导体晶片太阳能电池，所述半导体晶片太阳能电池具有表面钝化的背面和背面封装结构，所述背面和背面封装结构适于形成充分长时间稳定的复合体。

所述目的通过按权利要求1所述的太阳能模块和按权利要求10所述的用于制造太阳能模块的方法来实现。

在从属权利要求中列出有利的实施方式。

根据本发明，埋入聚合物以这样的方式润湿钝化层，使得构成润湿区域，在这些润湿区域中埋入聚合物润湿钝化层，并且润湿区域相对于由润湿区域和覆盖区域组成的区域的比例为大于20%，优选大于35%，并且特别优选大于50%，在覆盖区域中，钝化层由背面电极结构覆盖。

在本发明的范围内，润湿区域是这样的区域，在这些区域中埋入聚合物在微观上观察润湿钝化层。在本申请中，覆盖区域是指这样的区域，在这些区域中钝化层由背面电极结构覆盖，但微观上在金属颗粒和钝化层之间不存在接触。就是说，表述方式“覆盖”是指，背面电极结构没有遮盖、即没有润湿或接触钝化层，而是在背面电极结构和钝化层之间存在至少一个空腔。所述空腔通过背面电极结构开孔式的结构构成，并且所述空腔没有被埋入聚合物浸透，以至于埋入聚合物润湿钝化层。就是说，在覆盖区域中，在微观上观察，背面电极结构和埋入材料都没有贴靠在钝化层上，但钝化层也没有露出，因为开孔式的背面电极结构设置成覆盖在其上。

所述润湿可以这样来实现，即埋入聚合物浸透泡沫式的开孔的背面电极结构，和/或这样来实现，即在背面电极结构没有覆盖钝化层并且由此埋入聚合物由于不存在背面电极结构而不必浸透背面电极结构的自由区域内，埋入聚合物润湿钝化层，以便与钝化层发生接触并由此润湿钝化层。因此润湿区域在本发明的意义上可以在背面电极结构之外构造成常见的宏观的自由区域，或在背面电极结构之内也可以构造成微观的润湿区域。

通过在其表面部分上充分的润湿，可以确保在背面封装结构和半导体晶片太阳能电池之间实现抗断裂的模块复合体。即使背面电极结构的烧结的金属颗粒固有的稳定性是不充分的，但通过埋入材料与钝化层之间的接触，特别是借助于对背面电极结构的浸透，也能按前面所述的程度确保太阳能模块背面的附着力。

在一个优选的实施方式中，金属的背面电极结构与背面表面的百分比为大于80％。就是说，背面表面的没有金属颗粒的宏观区域小于20%。优选金属的背面电极结构与背面表面的百分比为大于90％。更为优选地，金属的背面电极结构与背面表面的百分比为大于95％。就是说，背面电极结构几乎完全或完全覆盖背面表面。用埋入聚合物对钝化层的润湿因此优选通过埋入聚合物对背面电极结构的穿透来实现。为此要求背面电极结构在对通常通过丝网印刷或注射法施加的膏状物进行烧结之后是开孔的。埋入材料在层压过程中渗透背面电极结构的敞开的孔隙并在背面电极结构的敞开的孔隙中形成网络。优选埋入聚合物不仅渗透背面电极材料，而且还覆盖背面电极材料，使得埋入聚合物也设置在背面电极结构上，并且埋入聚合物能构成与背面封装元件的均匀的附着。