[發明專利]光伏器件和封裝的方法

有效

• 申請號: 200680052764.9
• 申請日: 2006-12-20
• 公開（公告）號: CN101371367A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: H·卡爾沃;V·普羅布斯特;R·D·維汀
• 申請（專利權）人: 殼牌可再生能源有限公司
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 屠長存

技術領域

本發明涉及一種光伏(photovoltaic)器件、一種封裝光伏器件的方法以及用于封裝光伏器件的覆蓋的用途。

背景技術

太陽能電池通常由基板上布置的光伏層形成，并且將其封裝以防止環境的影響。在接收光側上提供覆蓋，其通常為透明材料，尤其經常使用鋼化玻璃。

通常將薄膜太陽能電池布置在玻璃基板上。在薄膜太陽能電池中，光伏層是一種薄膜，其包括一個或多個形成光敏pn結的薄層且包含必要的電極。特殊的薄膜太陽能電池是所謂的黃銅礦(chalkopyrite)或I-III-VI太陽能電池。另外的薄膜太陽能電池是非晶硅太陽能電池。

太陽能電池的光伏層通常沒有覆蓋整個基板區。具體地，在沿著基板周圍的邊界區域中不布置光伏層，或者在封裝之前，例如在該區域中通過激光清除而將其從該區域中去除。

對于封裝來講，能夠沿著基板的周圍布置諸如聚合帶之類的聚合密封材料，并且將覆蓋層疊到具有光伏層的基板上。

能夠將多個太陽能電池布置在普通覆蓋下以形成太陽能模塊?？梢詫⑻柲茈姵鼗蛱柲苣K布置在框架中。在說明書中和在權利要求中將使用光伏器件的表述來通常地表示太陽能電池、太陽能模塊或產生光伏能量的其它器件。

封裝將防止光伏器件受到諸如機械沖擊、溫度波動和潮濕之類的環境影響。光伏器件必須通過諸如IEC?61646的潮濕漏電流之類的質量檢測。商用光伏器件通常以10至25年的保質期來銷售，所以對長期耐久性的要求較高。

2005年1月3-7日，在佛羅里達的奧蘭多舉辦的第31次IEEE光伏專家會議的學報的、Robert?Wieting等人的“CIS?THIN?FILMMANUFACTURING?AT?SHELL?SOLAR：PARTICALTECHNIQUES?IN?VOLUME?MANUFACTURING”文章中，陳述了覆蓋玻璃可以選擇性地利用黑釉料周邊而絲網印刷在內部表面上，從而提供更為美觀的外觀——如同用在汽車擋風玻璃上的那些一樣。

本發明的目的在于提高封裝的光伏器件的穩定性，尤其是長期耐久性，特別是針對黃銅礦(chalkopyrite)光伏器件。

發明內容

本發明提供了一種在基板和覆蓋板之間包括薄膜光伏層的光伏器件，所述覆蓋板在所述光伏層上方的區域中是透明的，其中該覆蓋板與所述光伏層重疊，并且其中所述覆蓋板在與所述光伏層相鄰的區域中是不透明的，其中在所述不透明區域中，所述覆蓋板至少在面向所述基板的一側上被涂覆，或者該覆蓋板具有改變(modified)的主體，以使其在該區域中是不透明的。

本發明還提供了一種在基板和覆蓋板之間包括薄膜光伏層的光伏器件，所述覆蓋板在所述光伏層上方的區域中是透明的，其中該覆蓋板與所述光伏層重疊，并且其中所述覆蓋板在與所述光伏層相鄰的區域中是不透明的，其中在所述不透明區域中，所述覆蓋板至少在背向所述基板的一側上被涂層所涂覆，并且其中所述涂層不是帶。

申請人意識到在與光伏層相鄰的區域中的不透明覆蓋板有助于提高封裝的光伏器件的穩定性?？梢砸赃@種方式解決的特定問題是熱應力。光伏層通常是暗的，而在黃銅礦光伏器件的情況下，基本上是黑的。沒有被光伏層覆蓋的區域通常顏色更淺或透明。所以，在陽光的輻射下，使得光伏器件區域和其余的區域受熱不同，從而導致熱應力。這對于易碎基板的邊界區域是特定的問題。對于薄膜光伏器件來講，經常將非鋼化的浮法玻璃用作基板。將浮法玻璃經常切割成在周圍出現微裂紋的大小。在邊界區域中的熱應力可以導致基板的肉眼可見的裂紋。不透明覆蓋減輕了這種問題，這是因為由于在與光伏層區域相鄰的區域中太陽光也被吸收，由此減少了熱應力的不均勻性。

通過本發明可以減輕的進一步的問題是尤其沿著太陽能電池或模塊的邊緣的材料的光(包括紫外(UV)光)降解，所述材料特別是聚合物材料。這種聚合材料可以是施加在光伏層和覆蓋板之間的諸如EVA(乙烯醋酸乙烯酯)或PVB(聚乙烯醇縮丁醛)之類的疊片箔、尤其是例如為了密封防止潮濕的侵入可以施加在基板周圍的聚合密封劑。隨著時間的推移使許多聚合物降解，而經常由于光、尤其是UV輻射引起降解。不透明覆蓋可以阻擋輻射到聚合物的光，尤其是到聚合物的UV輻射，從而阻止或防止在不透明區下、優選地沿著邊緣(在該區域中的邊緣密封和/或部分疊片箔)的降解。

合適地是，不透明區基本包括可以接收光的所有區域，并且在該區域下不存在光伏層。這樣最大化了上述的有益效果。同樣合適地是，不透明區域與光伏層在實際可能的生產容差內僅最小地重疊，從而最小化光伏器件效率的任何損失。