[發(fā)明專利]光伏電池模件及其形成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980113114.4
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN102007603A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K·郝勒;M·豪威爾;D·約翰遜;D·胡恩;B·柯都拉;N·E·施法德
• 申請（專利權(quán)）人: 陶氏康寧公司
• 主分類號: H01L31/048
• 分類號: H01L31/048;C08G77/52
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 張欽

相關(guān)申請的交叉參考

本專利申請要求均于2008年3月14日提交的美國臨時申請序列號Nos.61/036748和61/036752，和20091月22日提交的美國臨時申請序列號No.61/146551的優(yōu)先權(quán)和所有權(quán)益。這些臨時專利申請的內(nèi)容特意在此通過參考引入。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及光伏電池模件及其形成方法。更具體地，光伏電池模件包括基片和置于基片上的具有特定性能的連接層。

相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的說明

太陽能或光伏電池是將光轉(zhuǎn)化成電所使用的半導(dǎo)體器件。存在兩類通用的光伏電池，晶片和薄膜。晶片是半導(dǎo)體材料的薄片，它典型地通過鑄造或機械鋸切單晶或多晶塊的晶片而形成。薄膜光伏電池通常包括使用濺射或化學(xué)氣相沉積在基片上沉積的半導(dǎo)材料的連續(xù)層。

在許多應(yīng)用中，封裝光伏電池，以提供額外的避免環(huán)境因素，例如風(fēng)和雨的保護。然而，本領(lǐng)域已知的封裝劑和封裝方法昂貴且耗時，并且一般無效。

一種已知的封裝劑是乙基乙烯基乙酸酯(EVA)。使用EVA，是因為它能收集用于光伏電池的光。然而，EVA被低于400nm波長的光降解。因此，含EVA的光伏電池受限于收集在400nm以上的波長處的光。更具體地，EVA具有低的抗UV性，傾向于變色，且當(dāng)暴露于光時傾向于化學(xué)和物理降解。

還已知EVA相對于玻璃基片顯示出差的粘合性能且具有高的模量。這些差的粘合性能和高的模量傾向于在光伏電池周圍引起高應(yīng)力狀況，從而導(dǎo)致封裝劑從基片上逐漸脫層。這一脫層會導(dǎo)致水在封裝劑內(nèi)累積和光伏電池腐蝕。

因此，工業(yè)使用增加量的EVA以降低脫層和變色。然而，這會降低照射在光伏電池上的可獲得的光的總量，從而降低電池效率。另外，用鈰和銻摻雜的玻璃用作基片或上覆層，以保護EVA避免UV損壞。此外，將含UV吸收劑和/或受阻胺光穩(wěn)定劑的UV穩(wěn)定包裝加入到EVA中。然而，使用摻雜的玻璃或UV吸收劑典型地引起光伏電池效率損失1-5％。

在EP?0658943、WO94/29106、EP?0528566和EP?0755080中公開了使用EVA封裝光伏電池。典型地，以夾在基片和上覆層之間的一個或多個熱固性片材形式施加EVA，并置于熱、真空和壓力下。這些條件引起EVA流動，潤濕基片和上覆層，并封裝光伏電池。按照這一方式生產(chǎn)光伏電池相對昂貴且耗時。

或者，可通過使用過氧化物，引發(fā)自由基固化，從而固化EVA。這一方法傾向于促進降低總耐久性的副反應(yīng)。若使用過氧化物，則固化溫度范圍典型地為150℃-160℃。這些溫度典型地引起光伏電池內(nèi)過大的應(yīng)力，并導(dǎo)致機械破壞和/或增加的生產(chǎn)時間及加強光伏電池所需的許多步驟。

一些光伏電池模件包括多個EVA片材作為熱熔熱固性粘合劑。正如代表現(xiàn)有技術(shù)的圖1所列出的，光伏電池模件包括多個EVA片材(B)作為熱熔熱固性粘合劑，以粘結(jié)并封裝光伏電池(C)到玻璃上覆層(D)和Tedlar或PET/SiO_x-PET/Al基片(A)上。玻璃上覆層(D)盡管透光，但典型地用鈰和銻摻雜，以過濾UV光，從而增加生產(chǎn)成本和復(fù)雜性。

另外，研究了硅氧烷用作封裝劑，但典型地不使用，這是因為該生產(chǎn)方法存在許多缺點。WO2005/006451公開了使用熱固化的液體硅氧烷，封裝光伏電池的連續(xù)方法。盡管相對于其他封裝方法，這一方法提供顯著的優(yōu)勢，但該方法傾向于殘留空氣泡在光伏電池下方，這會引起光伏電池顯示出差的性能。額外的缺點包括難以控制封裝劑的厚度，增加花費，增加加工時間，和增加加工復(fù)雜性。對于最終的購買者來說，這些全部導(dǎo)致增加的成本。

現(xiàn)有技術(shù)沒有考慮對于因光伏電池的長期使用、氣候老化和一般的損耗導(dǎo)致的電導(dǎo)線的有害暴露來說，區(qū)分在光伏電池上包括的電導(dǎo)線的厚度。引線暴露導(dǎo)致性能下降和光轉(zhuǎn)化成電的轉(zhuǎn)化率降低。此外，現(xiàn)有技術(shù)沒有考慮使用不同量的封裝劑保護電導(dǎo)線同時維持性能和降低生產(chǎn)成本。

因此，仍需要開發(fā)有效且耐久的光伏電池模件。還需要開發(fā)形成光伏電池模件的方法，所述方法將最小化加工復(fù)雜性，在光伏電池下方的殘留空氣，和所使用的連接層的量，從而最大化生產(chǎn)效率、成本節(jié)約和可重現(xiàn)性。

發(fā)明概述和優(yōu)點

本發(fā)明提供光伏電池模件及其形成方法。光伏電池模件包括基片和置于基片上的連接層。連接層的穿透深度為1.1-100mm和粘性值小于-0.6g.s。光伏電池模件還包括置于連接層上的光伏電池。形成光伏電池模件的方法包括在基片上設(shè)置連接層和在連接層上設(shè)置光伏電池以形成光伏電池模件的步驟。