[发明专利]形成光伏电池的方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及互连光伏电池和组件，特别地涉及在所述电池或组件的整个使用寿命中保持良好互连性能的改良方法。

背景技术

光伏电池通常包含将光能转换成电的光活性部分。在这些电池的背面上存在背面电极并且在正面上存在另一个集电系统。这些电池通常通过多个细的互连导线或带串联连接，该互连导线或带将第一个电池的正面与相邻电池的背面接触而形成太阳能电池串。一种常见的互连构型采用扁平导线带，其连接在一个电池的顶部集电系统上，通常在作为沉积在所述电池的顶部电极上的导电栅的部分的汇流线上。扁平导线带然后延伸以接触相邻电池的背面电极。这种构型通常被称为“串-接片(string&tab)”。为了确保所述带保持与正面和背面电极二者的电接触，通常用导电性胶粘剂(ECA)或焊料将所述互连带贴附于相邻电池的正面和背面。

这些互连构型普遍用于刚性和柔性光伏电池，例如铜硫属元素化物型电池(例如铜铟镓硒化物、铜铟硒化物、铜铟镓硫化物、铜铟硫化物、铜铟镓硒化物硫化物等等)、非晶硅电池、晶体硅电池、薄膜III-V电池、有机光伏器件、纳米粒子光伏器件、染料敏化太阳能电池和类似的组合。

WO2009/097161教导了通过用在相邻电池正面和背面上的导电性胶粘剂粘着的导电接片或带进行电联接的电池串，并进一步教导了衬底的背部可以涂有Mo或Cr/Mo层。WO2009/097161还教导了带的材料的热膨胀系数与衬底的热膨胀系数之差应该小于20％，以避免可能引起故障的膨胀系数失配。用于这类应用的互连带的典型例子包括涂有Sn或Sn/Ag合金的金属带。互连方法的其他例子包括US2009/0266398，US2009/0260675，U.S.7,732,229，US2005/0263179，US2008/0216887，US2009/00025788，US2008/0011350，US7,432,438，US6,936,761，US2007/0251570和US.S.7,022,910。

行业中一直在研究改善互连的替代途径。

发明内容

本发明人已经发现，互连电池串中的电接触在环境暴露之后容易发生电阻增加。发明人还发现，这种电阻增加可以通过合理选择互连电池串中使用的金属元件来避免或显著降低。

因此，根据第一种实施方式，本发明是光伏制品，其包含：

可用作光伏电池背面电极的导电衬底，

所述衬底正面上的光活性部分，

在所述光活性部分的与所述衬底相反侧上的正面集电系统，

至少一个具有外表面的第一电连接元件，所述元件与所述衬底的背表面电连接，

至少一个具有外表面的第二电连接元件，所述元件与正面集电系统电连接，

其中所述衬底的背表面、所述集电系统的顶表面(如果它是金属或金属合金的话)和电连接元件的外表面各由各自电位与其它表面上使用的材料的电位差异不大于0.1V、优选不大于0.05V的材料形成(即用于所述衬底的背表面和所述电连接元件的外表面、以及所述正面集电系统的顶表面(如果其是金属的)各自的材料的电位彼此差异不大于0.1V)。

附图说明

图1是显示一个光伏电池与相邻光伏电池的代表性电连接的正视图的示意图。

图2是显示一个电池与相邻电池的代表性电连接件的横截面示意图。

具体实施方式

本发明要求对本发明光伏制品的集电和互连系统的导电部件的表面进行选择以最小化或消除所述系统中的原电池腐蚀可能性。本领域已知的典型太阳能电池的集电和互连系统通常用足够相异的金属设计，使得有利于原电池腐蚀发生。就是说，两种界面材料的标准电位或标准电极电位(本文中称为电位)明显不同，使得原电池腐蚀是有可能的或甚至是有利于原电池腐蚀的。给定材料的标准电极电位是可逆电极在标准条件下相对于标准甘汞电极(SCE)的个体电位的量度。作为例子，光伏组件内晶体硅太阳能电池的电互连最经常是通过将锡涂布的带焊接到含Ag的丝网印刷汇流条上制成的。如上所述，通常薄膜电池的背面电连接由与不锈钢或Mo后接触电接触的Sn涂布的互连带构成。根据公开的电位数据，Mo/Sn或Ag/Sn系统的原电池腐蚀电位可以大于约0.2V并可以在界面处引起原电池腐蚀。