[发明专利]将封装层施加到包括背接触式电池的光伏模块用背板

说明书

技术领域

本发明涉及光伏模块领域。特别地，本发明涉及在光伏模块中使用的背接触式背板领域。

更具体地，本发明涉及多层系统及用于生产该多层系统的方法，该多层结构将在光伏模块的组装期间被施加到背接触式背板的表面。

背景技术

太阳能电池被用于通过光伏效应将太阳光转换成电能。因此，太阳能电池是用于代替化石燃料的最有前景的替代能源之一。太阳能电池由半导体材料形成并且被组装以形成所谓的光伏模块，该光伏模块进而成组以便形成被典型地安装在建筑屋顶等的光伏电站。

为了形成光伏模块，通过被称为“带”（ribbon）的适当的电导体串联成组的太阳能电池组典型地借助于封装材料封装，所述封装材料诸如是通常已知为EVA的具有高含量醋酸乙烯酯的聚乙烯（PE）。包封太阳能电池的封装材料于是插入到表面层和基层之间或插入到表面层和背板之间，从而完成光伏模块。

典型地模块的由玻璃制成的表面层或主表面覆盖模块的暴露于太阳的表面并且允许太阳光到达电池。另一方面，背板执行多重任务。背板确保封装材料和太阳能电池不受环境因素的影响，同时防止电气连接被氧化。特别地，背板防止与大气条件有关的湿气、氧气和其他因素损坏封装材料、电池和电气连接。背板还为电池和相应的电路提供了电绝缘。此外，背板由于美观原因必须具有高的不透明度，并且由于功能原因在朝向太阳的部位必须具有高的反射率。

传统的光伏模块由多层组成。下层由背板组成，包括EVA的第一封装层配置于背板上。电池然后向下放置到封装层上，从而形成串（string），其中电池借助于带而彼此串联连接。相邻的串然后通过两个或多个被称为“母线”的连接部连接。第二封装层然后配置在电池的上部，玻璃最终被置于第二封装层上。

包括传统的太阳能电池的光伏模块中的电连接发生在电池的前侧和后侧。传统地借助于被称为“销”（finger）的一系列大致平行的线状触点实施到电池的前侧、即暴露于光辐射的一侧的电极的电连接，该线状触点借助于相对于销的纵向横切地配置的两个或多个带连接。接触前侧电极的方式、还被已知为“H-patterning”（H图案化）引起暴露于光辐射的表面由于销和带的存在而引起的遮光问题。

传统的电接触因而使得电池和太阳能模块的效率降低。此外，电池必须彼此充分地远离，这是由于当带从电池的上侧通过到相邻的电池的下侧时，带须具有用于弯曲的足够空间。此外，由于需连接相邻的电池串，母线在相邻的电池串之间还须具有足够的空间。

为了解决这些问题，已实现了被称为“背接触式电池”的太阳能电池系列。该系列包括以下类型的太阳能电池：交指式背接触式电池（IBC）、发射极绕通电池（EWP）、金属穿孔卷绕电池（MWT）。

背接触式电池是有利的，这是因为它们允许电池的两电极的触点转移到电池的后侧，即转移到未暴露于光辐射的一侧。这减小了遮光效果，由此，由于电池的外表面上不存在欧姆触点，允许电池暴露于辐射的有效表面的增加。使用背接触式电池的另一个优势在于如下事实：组装模块的加工可以极大地自动化，同时消除在串中串联连接电池的加工阶段。此外，由于无需通过带和母线提供连接，因此封装层的厚度可以减小，导致与提高光透明度和降低成本相关优点。

在背接触式电池的各系列当中，MWT电池证明特别高效并且容易实现。图1a和图1b分别示出MWT电池的前表面（即暴露于光辐射的表面）和后表面。另一方面，图2示出MWT电池的截面。

MWT电池从掺杂晶圆开始生产，从而获得具有给定极性的自由电荷的区域662和具有相反极性的自由电荷的区域664之间的接合部。例如，区域662可以掺杂有n型掺杂剂，区域664可以掺杂有p型掺杂剂。接合部位于基本上与晶圆的前表面和后表面平行的平面上。

如图1b和图2所示，借助于直接形成于电池的后侧的电触点640来接触与区域664相对应的电极。另一方面，借助于包括几个部分的电触点620来接触与区域662对应的电极。如图1a和图2所示，触点620的与区域662相对应的部分622形成于电池的前侧并且包括允许收集区域662中电荷的金属半导体接合部。该电荷于是被转移到触点620的配置在电池的后侧的后部分624。通过触点620的形成在贯穿晶圆厚度延伸的通孔中的部分626而产生电荷转移。以该方式，无需在电池的前表面上存在带，这导致相对于太阳能电池的传统结构提高了效率。

图1b示出的表示在图中的电池600在电池600的后侧包括15个给定极性的电极的触点640和16个相反极性的电极的触点624。因此，在电池600的后侧存在31个欧姆触点。