[發明專利]包括多個雙面電池的光伏模塊以及制造該模塊的方法

有效

• 申請號: 201580040989.1
• 申請日: 2015-07-27
• 公開（公告）號: CN106537609B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: P·勒菲拉特;E·格里森
• 申請（專利權）人: 原子能和能源替代品委員會
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/05
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

技術領域

本發明涉及包括多個雙面光伏電池的光伏模塊，以及制造該模塊的方法。

背景技術

在光伏模塊中，光伏電池可以通過導電元件(例如銅帶)來串聯連接，這些導電元件將一個電池的正面連接至相鄰電池的背面。

在這樣的模塊中，不同電池的正面位于相同側，該側形成模塊的正面，而背面位于相對側，該相對側形成模塊的背面。

圖1以包括電池C1、C2、C3的模塊的局部截面視圖的形式而示出該互連模式(稱為“標準模式”)。

各電池的正面的附圖標記為AV，背面的附圖標記為AR。

為了將電池C1的正面連接至電池C2的背面，銅帶1不是平面的，而是從正面到背面穿過模塊。

在不同的電池通過帶1、1'等連接之后，其被封裝在封裝材料2中，并且被層壓在兩個玻璃面板3、3'之間，或者層壓在正面的玻璃面板與背面的聚合物面板之間(根據模塊是單面或是雙面的，所述聚合物可以是透明的或不透明的)。

帶從正面到背面的穿越需要帶的變形，這可能在所述帶中形成機械應力，易于導致所述帶的化學腐蝕或機械疲勞，從而導致所述模塊的電氣故障(互連斷開)或機械故障(開裂)。

該互連模式不僅應用到單面電池(也即其主面中只有一個是光敏的)，還應用到雙面電池(其兩個主面都是光敏的)。這樣的雙面電池可以通過(例如，以格柵的形式或任何其他形式)在常規電池的背面進行局部的金屬化來獲得。

對于包括雙面電池的模塊，另一種可能的互連模式是所謂的“單片”互連，如圖2所示意性地顯示的。

與圖1的附圖標記相同的附圖標記表示已經參考該附圖描述過了的相同的元件。

在該互連模式下，各電池根據連接一個電池的正面AV與相鄰電池的背面AR的連接的+和-的極性而布置。

由此，可以使用平的銅帶1、1'來分別在模塊的正面將電池C1的正面連接至相鄰電池C2的背面，以及在模塊的背面將電池C2的正面連接至相鄰電池C3的背面。

這樣的互連模式在例如專利DD 135 014中得到描述。

單片互連的益處在于，可以同時連接模塊中的全部電池，而不同于包括多個步驟的標準互連模式(其中各電池相繼彼此連接)。而且，由于事實上不需要進行銅帶的預先變形，所以制造模塊的方法得以更加簡化。

圖3A和圖3B示意性地示出了分別在標準互連和單片互連的情形中的將各電池互連的順序。

對于標準互連(圖3A)，考慮到銅帶的構型，只有在銅帶已經連接至相鄰電池之后才能組裝電池。從而，組裝需要相繼的步驟E1、E2、E3等，直至各電池已全部連接。

對于單片互連(圖3B)，組裝在單個步驟中進行，兩列銅帶(一列在模塊的正面側，另一列在模塊的背面側)同時連接至各電池的對應的面。

單片互連的另一個益處在于，其最小化了銅帶中的應力，從而限制了與所述帶相關的故障風險。

而單片互連的另一個益處在于，各電池的間隔可以最小化。實際上，在標準互連中，各電池的一定間隔是必須的，以便使銅帶能夠從正面穿越到背面。對于單片互連，這樣的間隔被大幅減小了，從而增加了模塊的面積效率(W/m²)。

另外已知的是，雙面光伏電池的正面與背面的轉換效率有差異。該差異一方面是由于形成電池的材料的物理特性，而另一方面是由于在背面側上比在正面側上存在密度更大的金屬化。該差異還可能源于這樣的選擇：對兩個面中的一個的效率進行優化而損害另一個。

圖4示出了雙面電池的正面(曲線a)和背面(曲線b)根據波長λ的轉換效率R(內量子效率)的示例。

概括而言，在目前市場上現有的雙面電池中，正面與背面的轉換效率之間的比大約為70％至95％。

在包括多個電池的光伏模塊中，產生的電流取決于產生最小電流的電池。

因此，在上述的單片布置中，模塊所產生的電流僅僅是在所述模塊根據標準互連模式而組裝的情況下所將產生的電流的70至95％。

發明內容

因此，本發明的目標為，設計一種光伏模塊，其可以按照單片的方式組裝，而且其中，電流的產生得到最大化。

根據本發明，提出了一種用于制造光伏模塊的方法，所述光伏模塊具有旨在暴露于太陽輻射的正面，所述方法至少包括下列步驟：

-提供多個雙面光伏電池，所述多個雙面光伏電池各自具有短路電流比，針對每個電池將所述短路電流比限定為下述兩項之間的比：

·在所述雙面光伏電池的背面受到照射時產生的短路電流，以及