專利名稱：耦合光伏電池的方法以及用于實(shí)現(xiàn)該耦合的膜的制作方法
i^伏電池的旅以鵬于實(shí)現(xiàn)^^的膜
本發(fā)明涉及光伏電池領(lǐng)域，特別涉及一種用于對電池進(jìn)行電耦合的方法，該 方法被集成在太陽能電池板制造工藝中，并且該方法能夠使得所述制造工藝實(shí)現(xiàn) 自動化。本發(fā)明的方法使用柔性膜來實(shí)現(xiàn)電池之間的連接，并因此使得太陽能電
池板的生產(chǎn)率提高、在執(zhí)行焊接的時候能夠提供更好的質(zhì)量且保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明
的另一目的是通過本發(fā)明的第隨工藝直接獲得的太陽能電池板，以及能容許用于 將電池連接在一起的方法的實(shí)現(xiàn)的柔性膜。本發(fā)明的另一目的涉及通過使用所述 柔幽辣實(shí)現(xiàn)在由常規(guī)方法制造的太陽能電池板上的外圍連接。
光伏?！姥胪ㄟ^并聯(lián)和串聯(lián)耦合多個光伏電池，提高了單個所述光伏電池的低 電流和低電壓，以獲得可用供電電壓。
現(xiàn)有技術(shù)包括一種通過串聯(lián)、或串聯(lián)和并聯(lián)來耦合光伏電池的方法，包括在 正極和負(fù)極之間焊接連接體條，以實(shí)現(xiàn)兩個相鄰電池之間進(jìn)行電連接，其中，正 極通常位于電池的背側(cè)，而負(fù)極通常位于戶，電池前側(cè)。
^ffl這種焊接方 a3^接若干相鄰的電池以獲得通常由8至12個電池構(gòu)成的 條的過程太長并且，。
也存在正極和負(fù)極都僅位于電池背側(cè)的光伏電池。對于這些電池來說，用于 將這些光伏電池電連接在一起的另一方法(也構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的一部分)，包括M 接頭(tab)或;Mil由金屬合誠喊的附胃結(jié)點(diǎn)(ossicle)的部件形成連接。該方 法非常H通常是手工制造，因此非常慢并且可能損壞薄電池。
US4133697公開了一種包括其上焊4妾有光伏電池的印刷電路的器件。所述器 件允許焊接過程中的某些自動化。這種方法的缺點(diǎn)主要來自這樣的事實(shí)，即焊料 必須施加在電路板的前側(cè)和背側(cè)，這使得操作更復(fù)雜。這些焊接操作通過紅外燈 來實(shí)施，但是紅外燈并不能保證焊接的最佳質(zhì)量，并且存在損壞光伏電池的風(fēng)險。
本發(fā)明的目的是提供一種適用于光伏電池的耦合方法的柔性背襯膜，所述膜 能夠簡化所述電池之間的電耦合的自動化。4柳這種柔性膜容許通過波峰焊接工 藝對電池進(jìn)行電耦合，能顯著的提高生產(chǎn)力，減少光伏模塊的生產(chǎn)時間，并且提 供更加可靠的互連。本發(fā)明的另一個目的是在不使用目前光伏工業(yè)中所使用的鉛焊料的情況下， 在電池和外部之間形成電連接。根據(jù)本發(fā)明的方、 ^得的太陽能電池板是無鉛的， 這使得它們易于再循環(huán)且降低了制造成本。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)權(quán)利要求1戶脫的電池耦合方法以及根據(jù)權(quán)禾腰求9戶艦 的允許使用所述耦合方法的柔性膜可以實(shí)現(xiàn)這個目的。柔性背襯膜包括印刷在一 個側(cè)面上的宏電路并且在另一個側(cè)面上容納光伏電池。所述背襯膜包括多個通孔， 將所述通孔定位成與位于所述電池背側(cè)的連接點(diǎn)一致，以便容許自動選擇微波峰 焊牛^供光伏電池穿過宏印刷電路的電耦合。
本發(fā)明的其他特征在權(quán)禾腰求書中聲明，并且會在接下來的描述中體現(xiàn)。
本發(fā)明的主要實(shí)施例將通過參考所附示意圖且作為非限制性的例子進(jìn)行描 述，其中


圖1示出光伏模塊的分解透視圖，該光伏模塊由具有背側(cè)接觸部的電池、背 襯膜、封菊漠和傲戶膜構(gòu)成；
圖2示出具有對應(yīng)于通過焊接制成的焊點(diǎn)(tac.k)的鍍 L的背襯膜的頂視圖； 圖3示出安竊光伏電池的背襯膜的頂視圖4示出包括宏印刷電路的背襯膜的底視圖，所述膜顯示為透明的，以使得 光伏電池可見；
圖5示出具有連接點(diǎn)的光伏電池的底視圖； 圖6示出焊點(diǎn)的局部剖視圖7示出相對于電池的一側(cè)、四個背襯膜組裝在一起并且設(shè)計成能夠容納72 個光伏電池來組J^t莫塊的視圖8示出具有串聯(lián)連接的前和后接觸部的兩個電池；
圖9示意性示出如圖8所^ilM常規(guī)方法獲得的包括電池的模塊，其上實(shí)現(xiàn) 外圍連接；
圖IO示出衝立常規(guī)方法獲得的包括背側(cè)接觸電池的模塊，同時還示出了外圍 連接；
圖11是圖10的局部放大圖12示出包括通過常規(guī)的用于將電 鵬接在一起的方法制造的背偵贖觸電池 的模塊，i頓具有印刷電路的柔幽莫在其上實(shí)l^卜圍連接；
圖13分別示出具有前和后接觸部的終端電池的頂視圖和底視圖；圖14示出具有前和后接觸部的電池的模塊，其上通過具有印刷電路的兩條柔 性膜來實(shí)現(xiàn)外圍連接；
圖15是一個設(shè)計為安裝在太陽能電池板背側(cè)的接線盒；
圖16示意性示出連接了接線盒的太陽能電池板的背側(cè)。
目前的光伏IDM導(dǎo)益于RoHs無鉛焊接的歐洲標(biāo)準(zhǔn)的特殊分配，因?yàn)槟壳暗姆?法既不能提供良好的電池粘附性，也不能提供良好的耐用固定。本發(fā)明的制造方 法克服了該問題，并且當(dāng)考慮到模塊再循環(huán)成本時尤其具有吸引力。如果i頓本 發(fā)明的方法，將不需要執(zhí)行昂貴、復(fù)雜的再循環(huán)來從所制造的太陽能電池板移除 鉛。本方法也能在光伏模塊制造工藝中排除一個完全的步驟?，F(xiàn)在所有的外部連
接可以在一個單個步驟中制造到戶;MI的背側(cè)。
在已知的方法中，提供外圍電池連接的帶料必須絕緣，以防止電弧，同時也 為了能夠連接到位于模塊背側(cè)的接線盒。常規(guī)外圍連接和絕緣所需的步驟被取消 了，這樣節(jié)約了時間，并且顯著地增加了可靠性。也應(yīng)當(dāng)注意到，相對于使用膜 的外圍連接的制造工藝中的步驟可以同樣地應(yīng)用于背側(cè)接觸電池和具有前和后接 觸部的電池。
一種在其他領(lǐng)域使用的焊接方法是眾所周知的波峰焊接，波峰焊接的原理是 通過波穿過鍍孔。這個方法非?？焖?，有利于自動化并且得到好的結(jié)果。特別在 集成電路制造工藝中使用這項技術(shù)，但是還不能使用其來制造太陽能電池板，主 要因?yàn)楹覆鄣臏囟忍吡艘灾掠跁诤附舆^程中損壞光伏電池。當(dāng)希望實(shí)施無鉛 焊接時尤其^樣，相對于常規(guī)的錫溜焊接，無鉛焊接需要增加槽溫30到40度。 當(dāng)電池暴露到過高的溫度中時，明顯降低他們壽命的微小的裂縫和畸變就會出現(xiàn) 在電池上。在無鉛焊接方法中，浸潤也不如常規(guī)的錫/鉛焊接那樣好。
為了解決這些問題，并且使無鉛波峰焊接方法能夠用于光伏電池的背側(cè)接觸 部的互連，首先需要發(fā)展具有所需要特性的多層柔性膜，所需要的特性是經(jīng)受得 住無鉛焊槽的高溫、且還在太陽能電池板模塊制造中提供必要的電學(xué)和機(jī)械特性 及耐久性，同時能夠容納銅導(dǎo)體跡線。
根據(jù)圖4所示的實(shí)施例，在背襯膜103上形成有宏印刷電路105，光伏電池 102 iffil焊接安裝在背襯膜103上，宏印刷電路105在這些電池102之間提供電連 接。
在本發(fā)明得方法中j頓的光伏電池102難接點(diǎn)僅位于它們背頂啲電池。 地，柔性背襯膜103由兩層不同'M的材糚妾合形成。這種膜103的頂 層雌多氟乙烯，例如所銷售的商標(biāo)名稱為TedlaKE)。這種材料具有以下特點(diǎn) -良好的機(jī)械強(qiáng)度， -耐氣候性， -抗紫外輻射和潮濕。
Tedlai⑧也顯示良好的長期穩(wěn)定性，并且其使用在光伏工業(yè)中也是得到認(rèn)可的。 底層優(yōu)選由耐高溫的絕緣材料制成，例如那些波峰焊接操作中建立的溫度。
當(dāng)考慮到根據(jù)本發(fā)明的方法的工，用時， 一種例如Mylai⑧的材料具有優(yōu)于其他
材料的t4M。 Mylai^)具有如下特點(diǎn)
-良好的耐化學(xué)性，耐油、脂和潮濕。其尤其適合電鍍、印刷或沖壓。這種特
性是-一個主要的優(yōu)點(diǎn)，以通過不同的化學(xué)反應(yīng)或蒸發(fā)形成銅跡線。
-其抗機(jī)柳立力(撕裂)，這意味著其可以用艦行快速搟賣的眷到-巻處理。 —其容易和其他材料結(jié)合，逸就使得它接合起來沒有困難，例如通過層壓接合
到TedJar^)或銅膜。
-其耐高溫性能尤其好，這使得其能夠在無鉛焊接方法所帶來的高溫條件下使用。
-其還具有良好的電絕緣性能。
-其穩(wěn)定，這使得它在太陽能模塊中使用的年限可以超過25年。 將Tedlang)接合到Mylai⑧結(jié)合了這兩種材料的優(yōu)點(diǎn)。位于前側(cè)的TedlaiO暴露 到太陽照射下，提供一層抗紫外線輻射且具有耐氣候性并提供良好的機(jī)械強(qiáng)度。 背側(cè)上的Mylai^)肖^多通過無鉛焊接方法實(shí)現(xiàn)電連接。
由于這兩種材料的特性，可獲得一薄柔倒莫，其防止電池上出現(xiàn)微小的裂縫。 進(jìn)行了很多的測試來確定制錢粗莫103的最佳參數(shù)。作為一個非限制性的 例子，Tedl禱層具有15至45tW:的厚度，雌25縣，接合到具有75至125 M厚的Mylai^)層，Myl禱層雌100麟，產(chǎn)生良好的效果。這樣獲得的薄柔 倒莫103可以鄉(xiāng)一步描述的波峰焊接方法中!頓。
為了制造如圖4所示的在下側(cè)面包括宏印刷電路105的柔幽莫103，如前面解 釋的那樣，將TedlaKS)層和MylaKg)層方M在一起，接著，這兩層夾持在兩層約35 微米厚的銅層之間，然后這四層通過例如層壓附著在一起。接著，使用常規(guī)方法 通過移除那些不形成待帝隨電路的部分的銅區(qū)域，在Myl禱層上制造印刷電路105。上層的銅層實(shí)際上僅用于使得f辦鍍覆連銜L 104，并且在焊料焊點(diǎn)將要集
中熱量的位置制造焊盤以及防止來自焊料槽的錫流到電池下。優(yōu)選地，焊點(diǎn)焊盤 將包含幫助焊料焊點(diǎn)中的熱集中并阻止熱擴(kuò)散到電池和銅條的畸變抑制劑。然后
移除剩余的上層銅層以暴露膜前側(cè)的Tedl濾層。
為了在層壓步驟期間改善密封循環(huán)，可以在不容納銅 的膜103的各層中 形成孔。
M下述方法制成宏印刷電路105的部分通過移除一部分覆蓋在Mylai^層 上的銅來形成用于對電池進(jìn)行互連的連接跡線，以及用于連接通常位于太陽能模 塊(圖19)的背側(cè)的接線盒116的夕卜圍連接。
很顯然，具有上面提到的那些必要性質(zhì)的其他材料也可以用來形成柔性膜
103。
目前，所述Tedlai^/MylaiO組合在工，用中具有最高的性價比。 光伏電池102位于背襯膜103的前側(cè)，與包括宏印刷電路105的一側(cè)相對。
所述前側(cè)包括了多個如圖2所示的鍍孔104。這些孔104以這樣的方式制造，即與
所述電池102的連接點(diǎn)107 (圖5)是一致的。
目前，光伏電池102的連接點(diǎn)107 ^個位于戶皿電池102的兩側(cè)的行
中互相之間等足斷準(zhǔn)(圖5)，但是按照目前的方法，他們可以是招可數(shù)目和位于
招可4體。
當(dāng)電池102安置到背襯膜103上時，在戶;M背襯膜103中掛財L 104以與這 些點(diǎn)107相一致。這些孔104被鍍覆，有利的是填充金屬126的毛細(xì)焊接。
如圖4所示的膜103的背側(cè)包括所述印刷電路105，印刷電路105由通過電路 印刷工藝制造的銅跡線106組成，跡線106根據(jù)每一個電池類型及其數(shù)量進(jìn)行優(yōu) 化以便串聯(lián)連接電池102。這些纖106通常是鍍錫銅，其尺寸能夠經(jīng)受正常操 作電壓，并且獸^多防止光伏電池102中的絕緣擊穿。所皿線106覆蓋或連接所 有的孔104以電連接背襯膜103前側(cè)的所有的電池102。
為了防止波峰焊接操作過程中材料的飛濺，與孔104不一致的跡線106的那 些部分j腿用保4戶膜覆蓋。
印刷電路通常設(shè)計為容納兩個到nx2個電池的陣列，并且為其提供互連。
這些電池102的電互連允許制造不同大小的模塊。這些通常包含了戶脫電池 的模塊封裝在兩玻璃薄片之間或者在一玻璃薄片和一塑料層之間。作為一個常用原則，用作太陽能電池土央(tile)的模塊由6個光伏電池組成(圖1、 3禾口 4),而 電流太陽能?！姥牖虬逵衫?2個電池會賊。
對于這種類型的模塊， 一單個背襯膜103可以由相同原理制造。然而，對于 已有的傲妾機(jī)器，其至少要以4個四等分工作。4個背襯膜103如圖7所示并排放 置，戶;M 103通過焊接到不同膜103的連接銷115附著在一起。
根據(jù)所偉i臘的模塊的類型，也可以根據(jù)所安裝的電池數(shù)量弓腿的其他構(gòu)造。 在所有的情況下，膜103可以預(yù)切或:& ￡單個割專遞。
本發(fā)明所述的制造太陽能模塊的方法將在接下來進(jìn)行更細(xì)致的描述。其包括 以下步驟。
連續(xù)地] 1傳送支架展開柔性膜103，
-4贖性膜103在焊，魏模處停止，戶誠掩模設(shè)置在戶;MI3莫包括宏印刷電路 105的一側(cè)上，以覆蓋除孔104以外的整個背襯膜103。
-將光伏電池102設(shè)置在戶;MJ]莫103的與具有戶;M印刷電路105的一側(cè)的相對
的那一側(cè)上，將電池102的連接點(diǎn)107置于準(zhǔn)確地與膜103的鍍孔104相對的合 適的位置上。 地，使用一種放置電池的方法，使得不僅將電池準(zhǔn)確地設(shè)置在 膜103的上表面上，也使得電池相對于戶;MI莫103平裝。當(dāng)電池在熱的作用下具 有變形的趨勢時，當(dāng)通過微波時電池平裝到背襯就非常重要。將電池固定在背襯
上的系統(tǒng)i/琉是熱絕緣的，以使得在焊接過程中熱量不吸收的那么快。已知的方
法，如柏努利型，尤其適合這種操作。
-將光伏電池102選擇性地微波峰焊接至l憎襯膜103上的連接點(diǎn)107。
如圖2所示，焊，魏模是膜103的前側(cè)的復(fù)制品，具有相同f體上的 L。為 了防iti3莫103在選擇性的微波峰焊接中由于槽內(nèi)的高溫而受到損壞，iJ琉焊接掩 模由具有兩個壁的鋁臺制成，氣流在戶腐壁之間循環(huán)以7轉(zhuǎn)卩膜103。
選擇性微波峰焊接機(jī)器實(shí)現(xiàn)光伏電池102的連接點(diǎn)107和宏印刷電路105的 跡線106之間的連接。通過毛細(xì)作用，對所有的孔104進(jìn)行選擇性微波峰焊接。 通過這種方法，所有光伏電池102的互連以及所有電池102與外部的的電連接因 此能在單個操作中進(jìn)行。
為了增加鍍孔104的潤濕性，以改善焊接，可以進(jìn)行一個預(yù)助熔步驟，在預(yù) 助熔步驟中膜暴露至U—誠的助熔劑，例如CORBAR936B5型的助熔劑。
在助熔步驟期間，可能僅暴露膜103。通常，電池接觸點(diǎn)的鍍覆的濕潤性要好于通常M電鍍實(shí)現(xiàn)對孔的鍍覆的膜103的潤濕性。應(yīng)用到膜的助熔劑增加了鍍
孔104的潤濕性，因此改善了所獲得的焊接點(diǎn)的質(zhì)量。這種助熔劑在焊接期間蒸 發(fā)且不會與周圍材料反應(yīng)。
在常規(guī)的RoHS波峰焊接^Lh執(zhí)行測試，從而實(shí)施無鉛焯點(diǎn)。j頓這種機(jī)器 能夠產(chǎn)生非常好的結(jié)果，并且通過4頓選擇性微波峰焊接機(jī)，這個結(jié)果能夠得到 進(jìn)一步的改善。測試表明，對于最佳焊點(diǎn)來說最重要的標(biāo)準(zhǔn)不是溫度和助熔劑， 而是提供最大的波高。波高增加了焊點(diǎn)的強(qiáng)度，相對于焊接一橫向(cross)構(gòu)件 時來講，鍍孔中的填充金屬的毛細(xì)增強(qiáng)作用不那么顯著。通過調(diào)整選擇性微波的 參數(shù)，也有可能使一些通孔104不被鍍覆。
對于光，用的選擇性微波峰焊接機(jī)的發(fā)展與本方法的發(fā)展是同員行的。
作為一個非限制性的例子，SAC305 (Sn96.5%、 Ag3%、 Cu0.5%)型的無 鉛錫可以用于將光伏電池102波峰焊接到柔倒莫103上，柔粗莫103包括接合到 Mylai^層的Tedlai^層。
選擇性波峰焊接操作也可以在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行。這樣f謎一步改善焊點(diǎn)的質(zhì)量， 尤其通過容許較薄焊料的形成。因此能夠得到盡可能平坦的焊點(diǎn)，以改善通常在 電池焊接步驟之后的太陽能模i^l壓操作的質(zhì)量。
圖6示出鍍 L 104的詳細(xì)視圖，在鍍孔104中鍍錫銅125已經(jīng)沉積到孔127 的內(nèi)壁上以對其進(jìn)行鍍覆。在孔104中的形成一^h焊點(diǎn)，以將光伏電池102的連 接點(diǎn)107焊接到膜103包括的宏電路105的跡線106。
在焊接工藝中，填充金屬將戶腿 L 104的金屬粘合到電池102的連接點(diǎn)107 的金屬。
鍍孔104的直徑在2至4 幼勺識上，雌為3毫米，其旨^I多產(chǎn)生具有達(dá) 到十分之一 量級的精確度的良好質(zhì)量的焊接。
這個方法允許將電池102連接在一起的過程自動化。電池一旦完成互連之后， 然后就可以封^iS優(yōu)選由EVA或者類似的材料構(gòu)成的兩層膜112之間，然后再形 成在兩層玻璃113之間，或者形成在一層玻璃和一層Tedla^)之間，如常規(guī)光伏模 塊那樣。
除了易于實(shí)現(xiàn)以及光伏電池102之間的連接質(zhì)量之外，這種焊接方法還有其 他的優(yōu)點(diǎn)。與現(xiàn)有的將電池"錠'和"串"在一起從而形成由電連接電池構(gòu)成的板的方 法不同，本發(fā)明的電池可以是任意的厚度，這得益于支撐和連接電池的膜，并且不會有焊點(diǎn)松動或電池破裂。
選擇性微波峰焊接方法使用焊接元件的毛細(xì)上升的自然物理現(xiàn)象，這是在無 需再光伏電池上施加機(jī)械應(yīng)力的情況下焊接光伏電池的最好的方法。導(dǎo)電或激光 焊接方法將熱難中在帶料或結(jié)點(diǎn)上，會導(dǎo)致電^±出現(xiàn) 。
通過使用根據(jù)本發(fā)明的無鉛波峰焊接或選擇性微波峰焊接方法，可以獲得高 性能和超長耐久性的焊點(diǎn)和模塊。如當(dāng)前工業(yè)中使用的鉛悍，在極端溫度^l牛下， 隨著時間的過去焊料會產(chǎn)生幾微米的偏移，而本發(fā)明的方法不會出現(xiàn)這種情況。
而且，由于與常規(guī)方法相比的幾個自動化過程，這種模塊的制造成本可以顯 著地降低。
盡管這禾中已經(jīng)描述的方法是關(guān)于已有的后接觸電池，但是這禾中方法可以通過 必要的修正應(yīng)用到任何在電池背偵股置有多個連接點(diǎn)的光伏電池，而不考慮他們 的位置和分布。
應(yīng)當(dāng)注意到，本方法上面描述的柔性膜103也可以僅用于太陽能模塊的外圍 連接，太陽能模塊上的電池之間的互連已經(jīng)通過一種制造方法實(shí)現(xiàn)，該制造方法
是如圖9所示的由前和后接觸電池構(gòu)成的模塊、或如圖IO所示的僅包括后接觸電
池的模塊的制造方法。
在光伏模塊的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造中，幾個電 M過一個系統(tǒng)被串聯(lián)連接，這個系統(tǒng)因
制造者的不同而不同。目標(biāo)總是要獲得一個更高的電壓，并因此形成一個更強(qiáng)大
的模塊。如圖8所示，具有前和后接觸部的電池102的該連接通常M31利用焊接 到太陽能電池102的上表面和下表面的帶料110來獲得。當(dāng)幾條串聯(lián)耦合在一起 的電池設(shè)置到模塊上時，這些條必須被連接在一起這就是通常所謂的外圍連接。 通常使用鍍錫銅或其他適合于焊接的金屬的帶料111來實(shí)現(xiàn)。這個步驟仍然常用手 工實(shí)現(xiàn)。
圖9示意性示出通常的電纟te間的互連和模塊的夕卜圍連接的例子，?！姥氚?36個具有前和后接觸部的常規(guī)電池。
這個問題與包括僅具有后接觸部的電池的模塊的情況相同，其中包括僅具有 后接觸部的電池的模塊是使用與上面描述的不同的組裝方法制造的。作為一個例 子，圖10示出了包括僅具有后接觸部的光伏電池102的太陽育巨模塊。電池之間的 互3S1過串聯(lián)電連接兩個相鄰電池的結(jié)點(diǎn)113形成。
為了實(shí)現(xiàn)這種類型的模塊的外圍連接，帶料111焊接到電池102。這些帶料然后連接至鵬塊背側(cè)上的接線盒116 (圖15和圖16)。該接線盒116包括多個反平行 的二極管，以在一部分的模i央處于陰暗處時允許電流通過。
為了實(shí)測每模塊的外圍連接到接線盒，不僅需要在帶料111疊置時使其彼此絕 緣(如圖11所示的點(diǎn)112)，也需要使帶料111和電池102的背側(cè)絕緣。這種絕緣 通常通過在每一個受影響的區(qū)域上增加一個Tedlai^)附加層來實(shí)現(xiàn)，并且需要復(fù)雜 的自動化制造或熟練o:人，因此會增加制造?！篮萌f需要的成本和/或時間。
使用一條一側(cè)具有位于?！姥雰啥说挠∷㈦娐?05的柔啦莫103，允許外圍連接 在單個步驟中實(shí)現(xiàn)，而不是以前要求的三個步驟(焊接帶料/帶料之間的絕緣激帶 料與電池背側(cè)之間的絕緣部)。
4頓柔鵬103明顯改善了制造方法的自動化，并且使得所得至啲產(chǎn)品更加 可靠。特別是排除了可能導(dǎo)致短路和著火的有故障的絕緣的風(fēng)險。
膜103允許外圍連接的定制，對于具有后接觸電池的模塊(圖12)和由具有 前和后接觸部的電池構(gòu)成的模塊(圖IO)者瞎效。
圖12示意性示出一怖括后J數(shù)蟲電池102的?！姥?，電池102 4頓常規(guī)方法通 過結(jié)點(diǎn)113串聯(lián)連接在一起。模塊的外圍連接衝寸一條膜103的銅纖106而實(shí) 現(xiàn)，如前面戶腿，戶腿膜103固定到模塊的每一端。
圖13的左側(cè)示出兩個具有前和后接觸部的電池102的前側(cè)，所述前和后接觸 部位于在如圖14所示模塊的端部。圖14的右側(cè)部分示出這些相同電池的背側(cè)， 通過帶料IIO串聯(lián)連接。
如在常規(guī)的掛串步驟中那樣，帶料110簡單地在最后的電池處折疊，而不是 在膜103中制造孔，這些孔可育g對于使帶料110的端部M這些孔是有必要的。 接著，帶料110直接焊接至啦于膜103背側(cè)上的印刷電路的銅跡線賜上。
這個方法不需要任何附加的設(shè)備；為了執(zhí)行該操作，改變焊料釘?shù)淖鴺?biāo)，以 便在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上制造接觸點(diǎn)114的連接就足夠了。
圖14示出一個包括具有前和后接觸部的電池102的太陽能模決的后視圖，所 述前和后接觸部通過帶料no串聯(lián)連接在一起。ilil兩條處于模塊的每一端處的 柔ffij莫103形i^萬有的外圍連接。
這一解決方案表現(xiàn)出許多優(yōu)點(diǎn)，包括但不限于
-集成了外圍連接，所有的絕緣都艦印刷電路105來實(shí)現(xiàn)。
-自動化可以^頓與目前現(xiàn)有生產(chǎn)線洲頓的焊接工具相同的焊接工具，而不需要調(diào)整。
接線M容易安裝。
在單個步驟中形戯卜圍電路，而不再需要絕緣步驟。 _ ^f方米更多的輸出。
在目前市場上的一些模塊中， 一些帶料必須彼此疊置，以便與模塊的電學(xué)結(jié) 構(gòu)相符。該疊置的帶料增加了模塊的總表面面積。受益于根據(jù)本發(fā)明的膜，代替
帶料111的銅繊106置于電池102之下，因此減小了模塊的總表Wffi積。
流行的標(biāo)準(zhǔn)需要一定的距離，目前是16mm,預(yù)留在形成外圍連接的最后一個 電學(xué)部件和模塊的邊纟象t間，以防止電流泄漏。
在常規(guī)方法中，焊料釘必須與電池的邊緣有幾就。M3if頓膜103，焊料釘 被設(shè)置在電池102之下，因此必須保持無電學(xué)部件的區(qū):t或不再與帶料有關(guān)，而與 電池的邊緣有關(guān)。這個方案的結(jié)果是顯著減少了制造構(gòu)成模塊的每一層所需的材 料(玻璃、Tedlai^、密封劑、鋁框架......)的量。
f頓這種膜來制造外圍電路的另一個顯著優(yōu)點(diǎn)是關(guān)于安裝到模塊背側(cè)的接線 盒的設(shè)計和結(jié)合。這種接線盒通常在模i媳壓之后安裝。
在常規(guī)方法中，在層壓之前，有必要將帶料lll穿過密封劑和Tedlai傲，接著 用粘合齊鵬它們臨時固定至帳塊背側(cè)以允許層壓。在層壓之后，必須從模塊上移 除帶料，然后折疊以將它們置于接觸至嗾線盒的端子的位置以便于對其進(jìn)行焊接。 這個過程不易實(shí)現(xiàn)自動化，且很多制造者不得不手工實(shí)施這個操作。
根據(jù)本發(fā)明的膜的4頓簡化了該生產(chǎn)步驟。實(shí)踐中，膜103的銅鵬106可 以沿著一個將其直，鏈接到接線盒116的路徑布置，如圖16所明示出的那樣。
在模土娘JEt前，對'密封齊'/Tedlai^"層謝Ti刀害臊作，在層壓之后，4雜線 體于暴露的銅跡線的端部，然后將接線盒116的 117焊接到位于模塊背偵啲 接觸點(diǎn)。
還需要注意的是，得益于本方法所實(shí)現(xiàn)的模塊的外部連接，可以簡化接線盒 116的制造并降低接線盒116的制造成本。目前i頓的盒子在固定至蝶塊背偵附必 須是打開的，以允許帶料連接到盒內(nèi)的連接體接頭。 一旦盒子被焊接以后，所述 接頭必須進(jìn)行絕緣，例如通過用硅填充它們。得益于上述方法，可以在工廠制造 接線盒，所有的電學(xué)部件置于一個熱和電絕緣的密封外殼中。只有盒子的跡線U7 的端部從密封殼中露出來，因此接線盒可以更容易地安裝且還具有更高的集成性，因?yàn)樵诎惭b時接線盒的包括電子部件的有源部分未被打開。
權(quán)利要求
1、一種能夠?qū)⒐夥姵?102)電耦合在一起且能夠?qū)崿F(xiàn)所述電池(102)與接線盒(116)的外圍連接的方法，其特征在于包括以下步驟- 連續(xù)地或通過傳送支架傳送柔性膜(103)，通過將由表現(xiàn)出抗紫外線輻射特性的材料構(gòu)成的薄片與由耐高溫的電絕緣材料構(gòu)成的薄片接合在一起來獲得所述膜(103)，所述膜(103)在其上側(cè)上包括多個通孔(104)，并且在其下側(cè)上包括允許實(shí)現(xiàn)所述電池(102)之間的連接的宏印刷電路(105)，其中以所述通孔(104)與位于光伏電池(102)的背側(cè)上的連接點(diǎn)(107)相一致的方式制成所述通孔(104)，- 使所述柔性膜(103)在焊接掩模處停止，所述掩模設(shè)置在所述膜包括所述宏印刷電路(105)的一側(cè)上，以覆蓋除所述孔(104)以外的整個背襯膜(103)，- 將所述光伏電池(102)設(shè)置在所述膜(103)的與包括所述印刷電路(105)的一側(cè)相對的那一側(cè)上，將所述電池(102)的所述連接點(diǎn)(107)置于正好與所述膜(103)的所述鍍孔(104)相對的合適的位置上。- 將所述光伏電池(102)波峰焊接到所述背襯膜(103)上的所述連接點(diǎn)(107)。
2、 根據(jù)權(quán)禾腰求1戶脫的方法，其特征在于，戶腿焊接操作題艦擇性微 波峰焊接操作實(shí)施的，并JW穿透"腿膜(103)的所述孔(104)進(jìn)行鍍覆。
3、 根據(jù)前述權(quán)禾腰求中的一項戶腿的方法，其特征在于，魏擇性微波峰焊 接操作期間，將所述光伏電池(102)固定在所述背襯膜(103)上。
4、 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其特征在于，在無鉛錫槽中實(shí)施 選擇性微波峰焊接操作。
5、 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其特征在于，通過將厚度在15 至45微米之間的Tedlai^層接合到厚度在75至125 M之間的Mylai^層來獲得所 述膜(103)，其中戶;M Tedlai^層的厚度"戰(zhàn)為25 ，戶腿Myl辧層的厚度優(yōu) 選為100微米。
6、 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項戶腿的方法，其特征在于，戶腿方法在戶腿波峰焊接操作之前包括戶腿背襯膜(103)中的所述鍍孔(104)的助熔步驟。
7、 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項戶皿的方法，其特征在于，焊@1 由具有兩個壁的臺構(gòu)成，氣流在戶;M兩個壁之間循環(huán)。
8、 根據(jù)權(quán)禾腰求6戶脫的方法，其特征在于，焊l^喿作在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行。
9、 一種薄柔倒莫(103)，包括一層抗紫夕卜線輻射材料與一層耐高溫的電絕緣 材料，所述膜(103)在其一側(cè)上包括宏印刷電路(105)和多個通孔(104)，所 M孔(104)被制造成與位于光伏電池(102)的背側(cè)上的連接點(diǎn)(107)相一致， 其中在所述光伏電池(102)的背側(cè)上使用無鉛波峰焊接方法、通過宏印刷電路 (105)實(shí)現(xiàn)電連接。
10、 一種柔性膜(103)的使用，所述柔性膜(103)包括一層抗紫外線輻射 材料與一層耐高溫的電絕緣材料，戶細(xì)莫(103 )在其一側(cè)上包括宏印刷電路(105)， 以提供光伏電池(102)的模塊的外圍電連接以及與安裝在太陽能模塊的背側(cè)上的 接線盒(116)的電連接。
11、 一種制造光伏模塊的方法，所述模塊包括任意數(shù)量的光伏電池(102)， 所述光伏電池(102)的電連接根據(jù)權(quán)禾腰求l至8中的一項戶腿的方法實(shí)現(xiàn)，該 方法的特征在于其包括由所述柔性膜(103)和所述光伏電池(102)構(gòu)成的組 件的層壓步驟，隨后的對位于具有^M化學(xué)和物理特性的兩層EVA膜(112)之間 的該組件進(jìn)行的封對喿作，以及最后的將所得到的模i媽寸裝在兩層玻璃(113)之 間、或者是一層鵬(113)和一層抗紫夕戰(zhàn)輻射材料之間的操作。
12、 一種太陽能電池板，包括任意數(shù)量的光伏電池(102)，所述光伏電池(102) 的串聯(lián)電連接是利用根據(jù)權(quán)禾腰求1至7中的一項戶脫的連接方法獲得的。
13、 一種太陽能電池板，包括任意數(shù)量的電連接在一起的光伏電池(102)，其特征在于戶;f^太陽能電池板的外圍連接^M31設(shè)置在膜(103)的一側(cè)上的宏印 刷電路(105)實(shí)現(xiàn)的，該膜(103)包括一層抗紫外線輻射材料和一層耐高溫的 電絕緣材料。
14、 一種允許實(shí)現(xiàn)包括串聯(lián)連接的光伏電池(102)的模塊與接線盒(116) 的外圍連接的方法，其特征在于，在戶萬述模塊的兩端各組裝了一條膜(103)，通 過接合一片具有抗紫外線輻射特性的材料與一片耐高溫的電絕緣材料而得至隨膜 (103)，所述膜在其下側(cè)上包括宏印刷電路(105)，該宏印刷電路(105)允許通 過焊接實(shí)現(xiàn)電池(102)的多個行之間的連接以及與接線盒(116)的弓胸之間的 連接。
全文摘要
用于將光伏電池(102)電連接在一起并用于從外圍連接板的方法。所述方法包括使用柔性膜(103)，該柔性膜由具有不同性質(zhì)的五種材料的兩層構(gòu)成。所述膜(103)具有多個通孔(104)，所述多個通孔(104)被設(shè)置成與位于電池(102)背側(cè)的連接點(diǎn)(107)相一致，以便允許他們通過印刷宏電路(105)電連接。通過無鉛波峰焊接方法、以自動化方式實(shí)施電耦合操作。通過實(shí)施一個從鏈開始直到層壓步驟的連續(xù)方法，使得工業(yè)化太陽能模塊的成本顯著降低。
文檔編號H05K3/34GK101427385SQ200780014448
公開日2009年5月6日 申請日期2007年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者J-C·哈多恩, O·烏齊洛, S·克里薩富利, S·勒烏 申請人:太陽能股份公司