[發(fā)明專利]形成光伏電池的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280060369.0
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN103975447A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·W·德格魯特;L·A·克拉克
• 申請（專利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L31/05
• 分類號(hào): H01L31/05;H01L27/142
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 吳亦華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及互連光伏電池和組件，特別地涉及在所述電池或組件的整個(gè)使用壽命中保持良好互連性能的改良方法。

背景技術(shù)

光伏電池通常包含將光能轉(zhuǎn)換成電的光活性部分。在這些電池的背面上存在背面電極并且在正面上存在另一個(gè)集電系統(tǒng)。這些電池通常通過多個(gè)細(xì)的互連導(dǎo)線或帶串聯(lián)連接，該互連導(dǎo)線或帶將第一個(gè)電池的正面與相鄰電池的背面接觸而形成太陽能電池串。一種常見的互連構(gòu)型采用扁平導(dǎo)線帶，其連接在一個(gè)電池的頂部集電系統(tǒng)上，通常在作為沉積在所述電池的頂部電極上的導(dǎo)電柵的部分的匯流線上。扁平導(dǎo)線帶然后延伸以接觸相鄰電池的背面電極。這種構(gòu)型通常被稱為“串-接片(string&tab)”。為了確保所述帶保持與正面和背面電極二者的電接觸，通常用導(dǎo)電性膠粘劑(ECA)或焊料將所述互連帶貼附于相鄰電池的正面和背面。

這些互連構(gòu)型普遍用于剛性和柔性光伏電池，例如銅硫?qū)僭鼗镄碗姵?例如銅銦鎵硒化物、銅銦硒化物、銅銦鎵硫化物、銅銦硫化物、銅銦鎵硒化物硫化物等等)、非晶硅電池、晶體硅電池、薄膜III-V電池、有機(jī)光伏器件、納米粒子光伏器件、染料敏化太陽能電池和類似的組合。

WO2009/097161教導(dǎo)了通過用在相鄰電池正面和背面上的導(dǎo)電性膠粘劑粘著的導(dǎo)電接片或帶進(jìn)行電聯(lián)接的電池串，并進(jìn)一步教導(dǎo)了襯底的背部可以涂有Mo或Cr/Mo層。WO2009/097161還教導(dǎo)了帶的材料的熱膨脹系數(shù)與襯底的熱膨脹系數(shù)之差應(yīng)該小于20％，以避免可能引起故障的膨脹系數(shù)失配。用于這類應(yīng)用的互連帶的典型例子包括涂有Sn或Sn/Ag合金的金屬帶。互連方法的其他例子包括US2009/0266398，US2009/0260675，U.S.7,732,229，US2005/0263179，US2008/0216887，US2009/00025788，US2008/0011350，US7,432,438，US6,936,761，US2007/0251570和US.S.7,022,910。

行業(yè)中一直在研究改善互連的替代途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，互連電池串中的電接觸在環(huán)境暴露之后容易發(fā)生電阻增加。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，這種電阻增加可以通過合理選擇互連電池串中使用的金屬元件來避免或顯著降低。

因此，根據(jù)第一種實(shí)施方式，本發(fā)明是光伏制品，其包含：

可用作光伏電池背面電極的導(dǎo)電襯底，

所述襯底正面上的光活性部分，

在所述光活性部分的與所述襯底相反側(cè)上的正面集電系統(tǒng)，

至少一個(gè)具有外表面的第一電連接元件，所述元件與所述襯底的背表面電連接，

至少一個(gè)具有外表面的第二電連接元件，所述元件與正面集電系統(tǒng)電連接，

其中所述襯底的背表面、所述集電系統(tǒng)的頂表面(如果它是金屬或金屬合金的話)和電連接元件的外表面各由各自電位與其它表面上使用的材料的電位差異不大于0.1V、優(yōu)選不大于0.05V的材料形成(即用于所述襯底的背表面和所述電連接元件的外表面、以及所述正面集電系統(tǒng)的頂表面(如果其是金屬的)各自的材料的電位彼此差異不大于0.1V)。

附圖說明

圖1是顯示一個(gè)光伏電池與相鄰光伏電池的代表性電連接的正視圖的示意圖。

圖2是顯示一個(gè)電池與相鄰電池的代表性電連接件的橫截面示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明要求對本發(fā)明光伏制品的集電和互連系統(tǒng)的導(dǎo)電部件的表面進(jìn)行選擇以最小化或消除所述系統(tǒng)中的原電池腐蝕可能性。本領(lǐng)域已知的典型太陽能電池的集電和互連系統(tǒng)通常用足夠相異的金屬設(shè)計(jì)，使得有利于原電池腐蝕發(fā)生。就是說，兩種界面材料的標(biāo)準(zhǔn)電位或標(biāo)準(zhǔn)電極電位(本文中稱為電位)明顯不同，使得原電池腐蝕是有可能的或甚至是有利于原電池腐蝕的。給定材料的標(biāo)準(zhǔn)電極電位是可逆電極在標(biāo)準(zhǔn)條件下相對于標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極(SCE)的個(gè)體電位的量度。作為例子，光伏組件內(nèi)晶體硅太陽能電池的電互連最經(jīng)常是通過將錫涂布的帶焊接到含Ag的絲網(wǎng)印刷匯流條上制成的。如上所述，通常薄膜電池的背面電連接由與不銹鋼或Mo后接觸電接觸的Sn涂布的互連帶構(gòu)成。根據(jù)公開的電位數(shù)據(jù)，Mo/Sn或Ag/Sn系統(tǒng)的原電池腐蝕電位可以大于約0.2V并可以在界面處引起原電池腐蝕。