[发明专利]用于太阳能电池的耐老化铝接头

说明书

本发明涉及用于太阳能电池的耐老化铝接头及其用途，以及太阳能光伏组件和其生产工艺。本发明涉及一种用于将太阳能电池电极连接至另一元件的接头，其中所述接头包含导体图案，在该导体图案上布置有至少一个金属涂层，其中所述导体图案含有铝，其特征在于所述涂层含有选自Ni、Ag、Sn、Pb、Zn、Bi、In、Sb、Co、Cr组成的元素群中的其中一种元素以及上述元素的合金。

技术领域

本发明涉及用于将太阳能电池电极连接至另一元件的接头，其中该接头含有铝。本发明还涉及包含太阳能电池的光伏组件，其中太阳能电池的电极通过本发明的接头连接至另一元件。

太阳能电池通常含有至少以下组件：半导体层，其任选地包含额外掺杂(p型或n型)；在日光入射于太阳能电池的一侧至少有一个前电极和在远离日光的一侧至少有一个后电极。

背景技术

对于许多应用，个别太阳能电池串联连接且通过接头连接以形成光伏模块。在此背景下，太阳能电池的前电极通过接头连接至另一太阳能电池的后电极。

通常，铜带用于通过太阳能电池的电极连接多个太阳能电池以形成光伏模块。所述铜带通常包含可以在连接之前涂覆至铜带的焊料涂层。例如，锡或含锡合金可以用作涂层的焊接材料。所述焊料预涂的铜带与太阳能电池的电极接触且通过加热彼此焊接。此技术允许在各个太阳能电池之间产生高导电性、机械稳固的接头。用焊接材料涂布铜带可以另外防止接头免受腐蚀的保护。或者，已知接头也通过导电粘合剂连接至太阳能电池。从EP2234180A2已知光伏模块，其中单个的太阳能电池通过导电粘着膜连接至铜接头。由于铜接头的材料成本较高，因此期望使用由较便宜材料制成且导电性与铜的导电性大约相同的接头。

由于铝的良好导电性和低材料成本，铝具有连接电组件，如硅太阳电池的有利特性。此外，铝不是贵金属且，并且在表面上产生自然氧化层。此氧化层可以使金属钝化且并防止其被氧化进一步腐蚀。但铝接头也具有某些缺点。

由多个太阳能电池组成的光伏模块通常具有聚合物保护层。所述聚合物保护层通常含有聚酯。暴露于热和湿气，所述聚酯可以释放具有酸性效应的成分，如乙酸。

在酸性和潮湿环境中，尽管存在钝化层，但铝接头通常由于腐蚀不够稳定。由此金属铝转化成氧化铝。由于氧化铝为电绝缘的，所以腐蚀降低了铝接头的导电性且对太阳能电池的性能具有不利影响。腐蚀可以是非常不利的，尤其在接头和太阳能电池电极的接触表面处。从US20150122378A1已知铝接头，其中铝被诸如Sc、Mg和Zr的元素掺杂。所述掺杂意图提高接头在酸性条件下的耐腐蚀性。

直接焊接至铝接头的表面不可行，因为液体焊料的涂覆与接头上薄氧化铝层的产生相关，从而阻止焊接材料充分粘附。这也损害电接触。

发明内容

本发明的目标是提供用于太阳能电池的铝接头，其经保护免受腐蚀，且同时可以连接太阳能电池而以机械稳定方式形成模块。

本发明的另一个优选的目标是提供用于太阳能电池电极的接头，其经恰当地设计以使得入射于所述太阳能电池上的光的利用效率得到提高。

附图说明

在说明本发明的图式中：

图1：显示具有金属涂层的导体图案

图2：显示具有金属涂层的导体图案，其中所述涂层包含图案

图3：显示经由接头的整个垂直突出表面将接头连接至太阳能电池电极的方法。箭头指示垂直于半导体层的表面的方向

图4：显示根据本发明的光伏模块中的接头与太阳能电池电极之间的连接的示例性截面

图5：显示具有接头的太阳能电池的俯视图

图6：显示通过接头连接以形成光伏模块的两个太阳能电池

具体实施方式