CN1221224A - 光致电压器件模块 - Google Patents

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Abstract

在包括用金属部件电连接的多个光致电压器件的一种光致电压器件模块中,以这样的方式设置了绝缘部件—即使得光致电压器件的边缘部分与金属部件之间的接触得到了避免。这能够提供一种成本低廉的、能够方便地操作并具有高度可靠性的光致电压器件模块。

Description

光致电压器件模块
本发明涉及一种光致电压器件模块(太阳电池模块),且更具体地说是涉及一种对其电连接部分的挠性疲劳具有高抵抗力的光致电压器件模块。
近年来,环境问题在世界范围内得到了越来越多的重视。特别地,由于对二氧化碳排放使地球环境变暖问题的忧虑,对清洁能量的需求增大。太阳能电池可以说将成为清洁的能源,因为它安全而容易处理。
太阳能电池具有各种形式。它们通常包括:
(1)晶体型硅太阳能电池;
(2)多晶硅太阳能电池;
(3)非晶硅太阳能电池;
(4)铟硒化铜太阳能电池;以及
(5)化合物半导体太阳能电池。
其中,薄膜晶体硅太阳能电池、化合物太阳能电池和非晶硅太阳能电池近来在各种领域中得到了迅速的发展,因为它们能够以较低的成本制成较大的面积。特别地,在这些太阳能电池中,通过在导电基底上淀积硅并在其上形成一个透明导电层而制成的非晶硅太阳能电池为代表的薄膜太阳能电池被认为是适合于作为将来的模块的,因为它们重量轻且耐冲击且挠性好。
通常,在可用于电池的太阳能电池中,单片的太阳能电池不具有足够的输出电压。因此,经常采用多个串联的太阳能电池。另外,为了获得电流,太阳能电池器件被并联起来,且在某些情况下串联和并联被结合使用。
以下结合图1、2A、2B、3、4A和4B来描述光致电压器件模块的一个例子。
首先,描述一种非晶光致电压器件。
图1是示意平面图,显示了非晶光致电压器件的一个例子从其表面(光接收表面)侧看的视图。在图1中,标号201表示了一个光致电压器件,它包括支撑整个光致电压器件的基底和形成在基底上的一个非晶半导体层和电极层。该基底是用诸如不锈钢的金属材料制成,且该半导体层包括一个背反射层、一个n型半导体层、一个i型半导体层、一个p型半导体层-这些层以上述的顺序从底层开始排列并用诸如CVD的膜形成工艺制成,并得到适当设置以在暴露于光时以良好的效率产生电功率。作为最上的电极层,形成了铟氧化物等制成的透明导电膜,以用作抗反射装置和集电装置。
为了形成透明导电膜,借助诸如屏网印刷的工艺涂覆包含FeCl3、AlCl3等的蚀刻浆料并随后进行加热,以沿着蚀刻线205部分地除去膜。透明的导电膜被部分地除去,从而在光致电压器件201沿着其周边被切割时所产生的任何短路不会对光致电压器件201的有效光接收区产生不利的影响。
在光致电压器件201的表面上形成了用于有效地收集所产生的电功率的集电极202。在非晶光致电压器件的情况下,集电极202通常利用了在较低的温度201下可成形的聚合物材料构成的导电墨。在本实施例中,为了形成集电极202,在铜形成的导线周围提供了一种导电粘合剂。
如此产生的光致电压器件201并不能直接地用于产生电功率。即,需要形成一个终端,通过它所产生的电功率被引到用于消耗或存储电功率的装置。或者,由于单个的电功率产生电池的电压通常太低,需要形成终端一用于通过把电池串联而使电压提高。因此,提供了一个绝缘部件204,以保证可能对光致电压器件201的对外边缘有裸露可能性的基底与位于蚀刻线205之外的区中且其性能得不到保证的电极层之间的绝缘。随后,利用导电粘合剂而把金属制成的约100μm厚的箔状终端部件203连接到集电极202,从而使它能够被用作电功率提取终端或用于与具有类似构成的相邻光致电压器件相串联的终端。
以下具体描述光致电压器件的连接方式。上述的光致电压器件可以实现例如在AM-1.5的太阳光下1.5V的优化工作电压和1A的优化工作电流,即1.5W的优化输出。
当10个具有这种输出功率的光致电压器件被用来形成一个15W的模块时,在极端的情况下将获得以下的输出特性。一个是一个串联系统,其中能够获得具有高电压和低电流的输出。在15W的模块的情况下,它是15V和1A。另一个是并联系统,其中获得了低电压和高电流的输出,即1.5V和10A。当然,串联系统和并联系统可被适当地结合起来,从而获得中间的输出特性。
图2A和2B显示了其中器件被串联的状态。图2A是示意平面图,且图2B是示意横截面图。在图2A和2B中,标号203表示一个终端部件,它是厚度为100μm的金属箔部件。在提供了绝缘部件204以保证可能对光致电压器件201的外边缘裸露的基底与位于蚀刻线205之外的区中且其性能未得到保证的电极层之间的绝缘之后,终端部件203与集电极202相连并被引出到光致电压器件201的光接收区之外。随后,终端部件203的一端通过采用焊料307而与相邻的光致电压器件201的背侧相连,从而完成了串联。
以下描述一种晶体型光致电压器件。
图3是示意平面图,显示了把终端引出单晶或多晶、晶体型光致电压器件的一个例子。在图3中,标号401表示一个晶体硅光致电压器件,它是在其底侧掺杂有硼离子且在顶侧掺杂有磷离子的半导体层。在该半导体层的下部,涂覆有作为背反射层的铝浆料,且在铝浆料的下部,涂覆有作为背电极的银浆料。在银浆料之下,叠置有一个焊料层。
在半导体层的顶部,为了防止反射和收集电流而形成了一个透明电极,且在其上面形成了烧结的银浆料。在其顶部,又形成有一个焊料层。在图3中,银浆料和焊料层通常被显示为集电电极402。在本实施例中,该集电电极具有这样的形式,即如图3中所示,它在向着两个侧延伸的梳齿的中间具有较宽的线状区402a。另外,在区402a上,用金属制成并具有与区402a大体相同宽度的一个部件通过焊接而得到接合,以形成一个端部件403。
图4A和4B显示了一种状态,其中包括上述晶体型光致电压器件的器件相串联。端部件403与区402a上的集电电极402相连,并被引出到光致电压器件401的光接收区之外。随后,端部件403的一端被置于相邻的光致电压器件401的背面周围并通过焊接而与其相连,从而完成串联。
然而,以上述传统方式相电连接的光致电压器件在处理时需要非常小心。
更具体地说,当一组器件在完成了串联之后被移向下一条加工线时,或者当一组器件被进行加工以从背后引出最后的终端时,几乎所有的应力都被加到终端部件203或403以进行处理。在此情况下,终端部件203或403在其边缘305或504处受到最大程度的折叠,从而在某些情况下具有了折叠。其结果,具有如此形成的折叠的终端部件203或403的强度非常低,从而使得当受到反复的挠性应力时应力可能局部集中在折叠的部分,从而造成断裂。
如果终端部件203或403是强度足以承受应力的部件,上述问题是不会出现的。然而,在此情况下,终端部件203或403必须比较厚,从而产生另一个问题,即当太阳能电池随后借助填充物被密封起来以改善对天气的适应性时,在形成的阶梯部分处会产生气泡。
近来,作为光致电压器件的一种实际使用形式,可作为房子顶部上的设置使用的光致电压器件模块的开发变得实际并得到了非常重要的考虑。室外安装的光致电压器件模块需要能够抵抗环境的影响。特别地,在具有挠性的非晶光致电压器件模块的情况下,当暴露于风和雨时,反复的挠性负荷会加到模块上。
这样的反复的挠性负荷的量依模块尺寸和安装方式而不同。通常,应力可最局部集中在连接部分,从而尤其是在与光致电压器件的边缘部分相接触的点引起裂缝,在某些情况下引起断裂。
因此,本发明的一个目的,是提供一种光致电压器件模块,它克服了上述问题,且成本低廉且操作方便并具有高度的可靠性。
本发明的另一个目的,是提供一种光致电压器件模块,它能够防止处理时的断裂并能够实现产量的提高。该目的能够通过一种光致电压器件模块来实现,该光致电压器件模块包括多个借助金属部件电连接的光致电压器件,其中以适当的方式设置了用于避免接触的绝缘部件,以使光致电压器件的至少一个边缘部分不与该金属部件相接触。
本发明的再一个目的,是提供一种光致电压器件模块,当该光致电压器件模块被安装在诸如实际的屋顶上时它能够改善抵抗反复的弯曲的可靠性。
图1、图2A和图2B显示了非晶光致电压器件或模块的一个例子。
图3、图4A和4B显示了晶体光致电压器件或模块的一个例子。
图5A、5B、7A和7B显示了本发明的光致电压器件模块的较好的例子。
图6显示了本发明中提到的挠性R。
图8是示意横截面图,显示了非晶光致电压器件的构成的一个例子。
图9是示意横截面图,显示了晶体光致电压器件的构成的一个例子。
图10A、10B、10C、11A、11B、11C、12A、12B、12C、13A、13B、14A、14B、15A、15B、16A和16B显示了本发明的例子。
图17A、17B、17C、18A、18B、18C、19A、19B和19C显示了比较例中采用的光致电压器件模块。
作为为解决上述问题而进行的深入研究和开发的结果,本发明人发现,这些问题可借助一种光致电压器件模块解决,该光致电压器件模块包括通过一个金属部件而电连接的多个光致电压器件,其中提供了一个绝缘部件以避免光致电压器件的边缘部分与该金属部件之间的接触。
他们还发现,在提供了绝缘部件的情况下,金属部件较好地是具有0.5mm或更大的弯度(flexure)。
他们还发现,绝缘部件较好地是被设置在金属部件的整个表面上,绝缘部件较好地是具有与光致电压器件的表面颜色相同的颜色或者是透明的,绝缘部件较好地是包括具有至少一种基质材料和一种粘合剂的绝缘带且该基质材料可具有25μm或更大的厚度,且金属部件较好地是包括覆有从至少银、焊料和镍中选出的任何材料的铜。
本发明人发现,如上所述,在其中金属部件和光致电压器件的边缘部分彼此接触的状态下,金属部件在处理中或由于反复的弯曲而具有非常大的折叠,从而降低了耐久性。
作为为了解决上述问题而进行的深入研究的结果,已经发现本发明能够带来以下优点。
(1)由于在包括多个通过金属部件而电连接的多个光致电压器件的光致电压器件模块中设置了一个绝缘部件以避免光致电压器件的边缘部分与金属部件之间的接触,两个金属绝对不会彼此直接接触且金属部件自身能够避免极度的折叠,从而使其寿命能够得到延长。特别是在光致电压器件是从一个轧制的产品上切下时,金属部件由于其边缘处的毛刺而更容易断裂,但绝缘部件起到了防止断裂的缓冲材料的作用。
(2)由于金属部件在提供了绝缘部件的状态下可具有0.5mm或更大的弯度R,抵抗弯曲的寿命可得到延长。图6显示了弯度R。带有绝缘部件602的金属部件601具有比没有绝缘部件602的情况下更大的弯度R,因而金属部件601能够防止严重的折叠。
(3)由于可在金属部件的整个表面上提供绝缘部件,金属部件能够得到掩盖。由于通常设置金属部件的部分是光致电压器件的一个突出部分,模块具有薄的表面树脂材料并在那里具有低的耐刮能力。然而,由于在金属部件的整个表面上设置了绝缘部件,在金属部件上的耐刮能力能够得到改善。
(4)由于绝缘部件可具有与太阳能电池的颜色几乎相同的颜色,模块可具有改善的外观。更具体地说,金属部件通常具有一个与集电电极相连的总线条,而该条上利用导电浆料而施加了封装或焊料,因而其外观不是那样好。当绝缘部件具有几乎相同的颜色时,这样的部分可被隐藏起来,从而使外观得到改善。
(5)在其中绝缘部件是透明的情况下,光致电压器件的转换效率可得到改善。这在绝缘部件具有与金属部件相同的形状和大小时是不重要的。然而,当绝缘部件具有比金属部件大的形状和大小时,透明的绝缘部件不遮挡光,从而能够提供不降低转换效率的光致电压器件。
(6)由于绝缘部件可包括具有至少一种基质材料和粘合剂的绝缘带且该基质材料可具有25μm或更大的厚度,可以获得以下的优点:可防止具有25μm或更大厚度的基质材料的绝缘部件由于光致电压器件的边缘处的毛刺而断裂,且带状的绝缘部件可借助简单的处理而得到放置,从而实现非常高的产量。
(7)金属部件较好地包括覆有从至少银、焊料和镍选出的金属的铜。采用铜使得可以提供具有低电阻且成本低廉的电极部件。在其中铜上进一步覆有从银、焊料和镍选出的金属的情况下,当设置绝缘带时采用的粘合剂的类型可自由地选择。
以下详细描述本发明的实施例。
图5A和5B显示了本发明的光致电压器件模块的例子。图5A是示意平面图,且图5B是沿着图5A的5B-5B线的横截面图。在图5A和5B中,标号101和101’分别表示光致电压器件;102表示一个总线条(bus bar);103和103’分别是绝缘部件;104是金属部件;105是覆盖材料;106是集电电极。两个光致电压器件101和101’通过金属部件104而相连。绝缘部件103和103’被这样设置,即光致电压器件的边缘部分不与金属部件104相接触。
(总线条102)
上述的总线条起着收集电流以在一端进一步地收集流过集电电极106的电流的作用。从这种观点看,用于总线条的材料较好地是具有低体电阻率并能够在工业上得到稳定供应的材料。作为这种材料,较好地是采用铜,它具有良好的可操作性并且成本低廉。
当采用铜时,在表面上可提供一个薄的金属层,以抗腐蚀和氧化。这种表面金属层较好地是通过采用例如银、钯、银和钯的合金、诸如金的耐腐蚀的贵金属、或诸如镍、焊料和锡的具有良好的抗性的金属而形成。该表面金属层可借助例如汽相淀积、镀或包覆等容易成形的方法而形成。
总线条较好地是具有50μm至200μm的厚度。具有大于50μm的厚度能够保证足够大的横截面以适应光致电压器件101中产生的电流并使其自身可被用作机械接合部件。同时,总线条的厚度越大,它的电阻损耗就越小。厚度小于200μm则能够以平缓的斜率被表面覆盖材料所掩盖。
总线条可根据基底的形式而以任何数目设置,且不限于单个的条。在此采用的总线条较好地是具有与它所在的基底几乎相同的长度。对其形状没有具体的限制。也可采用圆柱或箔形的总线条。
(金属部件104)
提供根据本发明的金属部件104,是为了把光致电压器件101和101’彼此电和机械连接。在其中它们机械串联的情况下,通常金属部件104的一端与一个光致电压器件101上的总线条102通过诸如焊接的工艺相连,且其另一端与另一光致电压器件101’的背面相连。在它们并联的情况下,金属部件104的一端与一个光致电压器件101上的总线棒102通过诸如焊接的工艺相连且其另一端与在另一光致电压器件101’上的总线棒102相连。
金属部件采用的材料、形状和厚度可与在有关总线棒102的段落中详细描述的基本相同。
(绝缘部件103)
根据本发明的绝缘部件103和103’是这样设置的,即至少光致电压器件101和101’的边缘部分不与金属部件104相接触,以避免两者直接接触,从而能够防止金属部件104受到严重的折叠且其抵抗弯曲的寿命能够得到延长。因此,基本上可以采用任何材料,只要它们能够实现避免彼此接触的目的并具有柔性。较好的材料是具有与金属部件104的良好粘合性、具有高机械挠性强度并具有后加热处理中的耐久性的材料。
对于至金属部件104的粘合,这种粘合只要足以使绝缘部件保持至金属部件104的接合而不会在前者被接合到后者上之后直到它们进入叠置步骤期间脱离就行。作为承受某些外力所需的粘合力,作为较好地是3kgf/cm2或更大的抗拉剪切强度。
至于机械强度,将在后面详细描述,在金属部件104上设置了绝缘部件的状态下给出的弯度R可以是0.5mm或更大,且这对于抗弯曲是有效的。特别是当绝缘部件是膜或带形的时候,具有根据JIS-P-8115的弯曲(MIT)数的10000(25℃)或更高的材料最好被用于膜的单一材料。另外,在其中绝缘部件是通过树脂点缀而获得的材料,它能够在具有JIS-A中规定的40或更小的硬度时获得足够的耐弯曲性。
至于耐热性,可以采用任何材料,只要绝缘部件不完全熔化并且使得无法避免金属部件104与光致电压器件101的边缘部分的直接接触就行。所希望的是使得由于加热之前和之后的收缩引起的厚度改变尽可能地小的材料。具体地说,所希望的是那些具有2%或更小的加热收缩率的材料。
满足上述性质的绝缘部件材料具体可包括聚丙烯、尿烷、聚酯、聚酰亚胺、氯乙烯、硅烷、氟、聚乙烯、聚丙烯型的有机高聚合物树脂、以及玻璃布,它们都可以不受限制地得到采用。
至于绝缘部件的形式,可以采用各种形式,包括熔合或熔化的树脂、膜或橡胶状树脂、粘合剂和带。
在熔合或熔化树脂或粘合剂的情况下,树脂通过采用例如分配器的封装的方式而被加到接触区,且随后借助诸如加热和水份的能量而得到固化。膜或带的形式的情况下,膜或带可只被设置在接触区上。在上述形式中,具有带的形式的是较好的,因为绝缘部件可通过简单的步骤而得到设置且同时这些材料容易适应大规模生产设备。即,绝缘部件可包括具有至少基质材料和粘合剂的绝缘膜或带,且基质材料可具有25μm或更大的厚度。
作为膜或带的基质材料,可采用的是例如对酞酸聚乙烯(polyethyleneterephthalate)、PVC、聚酰亚胺、亚胺聚醚(polyetherimide)、PPS、聚丙烯、聚尿烷(polyurethane)、丙烯(acryl)、PEN、pfa、PTFE、聚酯无纺织物、玻璃无纺织物、以及前述任何材料的复合基质材料。特别地,更好地是采用为基质材料提供更强的本体的材料,因为在接触区的弯曲量可得到减小。具有50或更大的Shore D一硬度的膜基材料是特别好的,如对酞酸聚乙烯(polyethylene terephthalate)(ShoreD一硬度70或更大)、聚碳酸酯(polyearbonate)(ShoreD一硬度70或更大)和高密度聚乙烯(Shore D一硬度60或更大)。
至于绝缘部件的厚度,其厚度越大,它的刚性也越高且其挠性寿命越长。然而,如果它的厚度太大,光致电压器件模块在设置绝缘部件的部分的不均匀性较大,从而失去自身的平整性并使得难于用周围提供的掩盖材料105来完全地掩盖它们,从而使封装发生故障。另一方面,如果绝缘部件的厚度太小,它的刚性太低,从而不仅使其固有功能降低,而且还使得它由于金属部件104和光致电压器件101的边缘处的毛刺而断裂。考虑到这些因素的平衡,绝缘部件的基质材料较好地是具有25μm至200μm的厚度。由于25μm或更大的厚度使绝缘部件能够防止由于金属部件104和光致电压器件101的边缘处的毛刺而发生断裂。而200μm或更小的厚度使得能够防止过度的不均匀和模块的平整和封装能够得到保证。
至于绝缘部件的颜色,可以采用各种颜色而没有具体的限制。
在其中绝缘部件具有与光致电压器件几乎相同的颜色的情况下,光致电压器件模块的整个外观都能够得到改善。更具体地说,在其中金属部件是与如后面所述的集电电极106相连的总线条的情况下,利用导电浆料对其进行封装或焊料,因而其外观不一定好。然而,由于绝缘部件具有几乎相同的颜色,这种外观差的部分能够被完全地隐藏起来。
在其中金属部件104被形成在光致电压器件101的有效区域上的情况下,当绝缘部件是透明的时转换效率可得到改善。更具体地说,在金属部件104处于电功率产生有效区的上方的情况下,绝缘部件的突出部分在绝缘部件被置于金属部件104上时遮挡了太阳光,从而降低了转换效率。由于绝缘部件可以是透明的,绝缘部件的大小可任意地选择,且可提供不造成转换效率的降低的光致电压器件。
绝缘部件可以这样提供,即使得光致电压器件101的边缘部分不与金属部件104相接触,并可具有任何长度和宽度。它还可被这样地设置,即掩盖了整个金属部件104,而不产生任何问题。
(在已经提供了绝缘部件的状态下金属部件的弯度R)
以下结合图6描述在已经设置了绝缘部件的状态下金属部件的弯度R。在图6中,标号601表示金属部件;602表示绝缘部件;且603表示光致电压器件。
金属部件601在光致电压器件603的边缘处一定具有一个折叠,且它如何具有这种折叠可大大地影响金属部件601的寿命。它如何具有该折叠极大地取决于金属部件601的材料、厚度和硬度、绝缘部件602的材料、厚度和硬度以及毛刺是如何外观在光致电压器件603的边缘上的。在这些参数中,它可用弯度R表示。
更具体地说,绝缘部件602和金属部件601被同时沿着光致电压器件603的边缘折叠了90°。在此,在金属部件601中形成的弯度R可用R(半径)规格来量度。在其中绝缘部件602是被形成在光致电压器件603的侧面上的情况下,只有金属部件601可被折叠90°且其弯度R可被测量。
弯度R的值越大,就越表明几乎没有形成折叠。它越小,就越表明抵抗反复弯曲的寿命短。相应地,它越大,它在寿命或耐弯曲上就越有利。特别是当它被置于0.5mm或更大时,可以提供足以使金属部件持续光致电压器件的寿命的高耐久性。
(掩盖材料105)
根据本发明的掩盖材料105大体被分成三种,顶侧掩盖材料、填充物和背面掩盖材料。
(顶侧掩盖材料)
作为顶侧掩盖材料所需的性质,它具有光透射性和抵抗天气影响的性质并且难于污染。在其中玻璃被用作其材料的情况下,有一个问题,即除非填充较厚,则会发生封装故障。在这种情况下,还可能有一个问题,即它不仅具有大的重量而且倾向于由于外部冲击而断裂。因此,在顶侧掩盖材料中较好地是采用耐天气影响的透明膜。因此,封装可得到改善,且掩盖材料的重量可做得很轻且不会因为改善而断裂。另外,膜表面可得到模压从而产生一种额外的效果,即使得表面反射的太阳光不耀眼。作为用于掩盖膜的材料,可以采用诸如聚乙烯-四氟乙烯(polyethylene-tetrafluoroethylene)(ETFE)、聚三氟乙烯(polytrifluoroethylene)、氟化聚乙烯(polyvinyl fluoride)的氟树脂膜,但不限于这些。其表面可受到诸如在将要接合填充物的一侧的电晕放电的表面处理,以使填充物容易接合。
(填充物)
填充物台肩具有包括耐天气影响、热塑性、热粘合和光透射性的性质。作为用于其的材料,可采用诸如EVA(ethylene-vinylacetatecopoly-mer)、丁缩醛树酯(butyral resin)、硅烷树酯(silicone resins)、环氧树脂(epoxy resins)、氟化聚酰亚胺树脂(fluorinated)聚酰亚胺resins的材料,但不限于这些。还可把交联剂加到填充物从而得到交联。为了限制光恶化,较好地是在填充物中包含紫外线吸收物。为了改善抗裂缝特性,填充物也可被包含在诸如玻璃纤维的无机物中。
(背面掩盖材料)
背面掩盖材料用于掩盖光致电压器件模块的背面以保持光致电压器件模块与外界的电绝缘。由于其质量的要求,它较好地是用能够保证足够的电绝缘同时具有优异的耐久性并能够承受冲击、刮、热膨胀和热收缩并具有挠性的材料制成。作为较好的材料,尼龙、对酞酸聚乙烯(polyethyleneterephthalate)(PET)等可得到采用。
电绝缘可只由填充物来保持。然而,填充物倾向具有不均匀的厚度。因此,在厚度小的部分或具有针孔的部分上,有可能发生光致电压器件与外界之间的短路。背面掩盖材料被用来防止这种情况。
也可用金属片作为背面掩盖材料。作为用于其的材料,不锈钢片、镀膜钢片和镀锌钢片可得到使用,但不限于这些。在此情况下,难于保持光致电压器件模块与外界之间的电绝缘,因而在光致电压器件与金属片之间设置了一个绝缘膜。作为在此采用的绝缘膜,可采用尼龙、对酞酸聚乙烯(polyethylene terephthalate)(PET)等制成的塑料膜。
图7A和7B显示了本发明的光致电压器件模块的较好的例子。图7A是示意平面图,且7B是沿着图7A的线7B-7B的横截面图。在图7A和7B中标号101和101’分别表示光致电压器件;103和103’分别表示绝缘部件;104表示一个总线条(一个金属部件);105表示掩盖材料;106表示集电电极。两个光致电压器件101和101’通过金属部件104相连。绝缘部件103和103’被这样地设置,即使得光致电压器件的边缘部分不与总线条(金属部件)104相接触。本实施例与图5A和5B中显示的例子相同,不同之处只是光致电压器件101和101’通过总线条104相连。在本实施例中,总线条104可被称为金属部件。
在本发明中,对光致电压器件本身没有具体的限制。其一个例子将在下面给出。
(光致电压器件101)
本发明中的光致电压器件可被用于单晶、多晶或非晶硅太阳能电池中,且可被用于利用硅以外的半导体的太阳能电池和肖特基结型太阳能电池中。
以下具体描述一种非晶硅太阳能电池和一种晶体硅太阳能电池。
(非晶硅太阳能电池)
图8是非晶硅太阳能电池的示意横截面图,在该太阳能电池上光入射到与基底相对的一侧上。在图8中,标号701表示一个基底;702表示一个下电极;703、713和723表示n型半导体层;704、714和724表示i型半导体层;705、715和725表示p型半导体层;706表示一个上电极;且707表示一个集电电极。
(基底)
基底701是在包括诸如非晶硅膜的薄膜的太阳能电池的情况下机械支撑半导体层的部件,并还被用作电极。因此,基底701需要具有足够高的耐热性,以承受在形成半导体层时施加的高温,但可以是导电或电绝缘的。
作为导电材料,它们可包括例如诸如Fe、Ni、Cr、Al、Mo、Au、Nb、Ta、V、Ti、Pt和Pb的金属或它们中任何一些的合金,诸如黄铜或不锈钢、它们的复合物制成的薄片、碳片、以及镀锌钢片。作为电绝缘材料,它们可包括诸如聚酯(polyester)、聚乙烯(polyethylene)、聚碳酸酯(polycarbonate)、乙酸纤维(cellulose acetate)、聚丙烯(polypropylene)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)、聚氯乙二烯(polyvinylidene chloride)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚酰胺(polyamide)、聚酰亚胺、环氧树脂(epoxy);的耐热合成树脂的膜或片;这些材料与玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、金属纤维等的复合物;以及这些金属的薄片或树脂片一它们的表面加有用溅射、汽相淀积或镀而形成的表面覆层,以在其上形成不同材料的金属薄膜和/或SiO3、Si3N4、Al2O3或AIN的绝缘薄膜;以及玻璃和陶瓷。
(下电极)
下电极702是这样一个电极,即通过它半导体层中产生的电功率得到吸取,且要求它具有与半导体层的欧姆接触的功函数。
用于它的材料可包括单一金属、合金和透明导电氧化物(TCO),例如Al、Ag、Pt、Au、Ni、Ti、MoFe、V、Cr、Cu、不锈钢、黄铜、Ni、SnO2、In2O3、ZnO和ITO。
下电极702较好地是具有平坦的表面,但可在造成了不规则的光反射时对其表面上进行组构处理。在其中基底701是导电的情况下,不一定提供下电极702。
下电极可用诸如电镀、汽相淀积或溅射的工艺制成。
(半导体层)
作为非晶硅半导体层,不仅可以采用如图7A和7B显示的具有p-i-n结构的三重构成,而且可以采用叠加p-i-n结构或p-n结构而形成的双重构造或单一构造。构成i层704、714和724的半导体材料可包括Ⅳ族和Ⅳ族合金型非晶半导体,诸如a-Si和a-SiGe和a-SiC。
非晶硅半导体层可借助诸如汽相淀积、溅射、高频等离子体CVD(化学汽相淀积)、微波等离子体CVD、ECR(电子回旋共振)工艺、热CVD、或LPCVD(低压CVD)的已知工艺而形成,可以根据需要采用其中的任何一种。作为膜形成设备,可根据需要采用批式设备或连续膜形成设备。
(上电极)
上电极706是这样一种电极,即通过它半导体层中产生的电能得到吸取,并与下电极702形成一对。上电极706在采用具有高面电阻(诸如在非晶硅中)的半导体时是必要的,且在晶体式太阳能电池中不是必要的,因为它们的面电阻低。由于上电极706位于光入射侧,它必须是透明的,且在某些场合被称为透明电极。
上电极706较好地是具有85%或更高的光透射率,从而使太阳或荧光灯光能够在半导体层中以良好的效率得到吸收。至于电特性,较好地是具有每平方100欧姆的面电阻,从而使光所产生的电流能够沿着相对于半导体层的横向方向流动。具有这种特性的材料包括例如诸如SnO2、In2O3、ZnO、CdO、CdSnO4、ITO(In2O3+SnO2)。
(集电电极)
集电电极707通常形成梳形,且其较好的宽度和间距是根据半导体层和上电极的面电阻值而确定的。
集电电极需要具有低电阻,从而不会在太阳能电池中形成串联的电阻。它较好地是具有10-2Ω·cm至10-6Ω·cm的电阻。作为用于集电电极的材料,可用的是例如诸如Ti、Cr、Mo、W、Al、Ag、Ni、Cu、Sn和Pt的金属或它们中的任何一些的合金,以及焊料。通常采用包括金属粉末与高聚合物树脂的浆料状混合物的金属浆料。但例子绝对不限于这些。
(晶体硅太阳能电池)
图9是诸如单晶硅或多晶硅的晶体硅型太阳能电池的示意横截面图。在图9中标号801表示包括硅基底的半导体层;802表示与半导体层801形成p-n结的半导体层;803表示一个背电极;804表示集电电极;且805表示抗反射膜。
在单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池的情况下,未提供任何支撑基底,且单晶晶片或多晶晶片被用作基底。单晶硅晶片可通过切割从CZ(Czochralski)方法拉制的硅块来获得。在多晶硅晶片的情况下,它们可通过切割用铸造法获得的硅块的方法或用带方法获得片状多晶硅的方法形成。
p-n结可通过适当的工艺形成,例如利用POCl3进行气相扩散、利用TiO2、SiO2或P2O5进行涂覆扩散,或者进行离子注入以直接进行离子掺杂,从而获得半导体层802。
背电极803可借助例如通过汽相淀积或溅射形成一个金属膜或通过屏网印刷银浆料而形成。
形成抗反射膜805,以防止效率由于光在太阳能电池表面上的反射而降低。可用于其的材料包括例如SiO2、Ta2O5和Nb2O5
例子
以下通过给出例子来详细描述本发明。
(例1)
制成了如图10A至10C所示的非晶硅太阳能电池模块。图10A是从光接收侧看的示意平面图。图10B是其中光致电压器件彼此串联连接以形成光致电压器件模块的状态的示意平面图,它是从光接收侧看的。图10C是沿着图10B的线10C-10C的横截面图。
在图10A至10C中,标号1000表示一个光致电压器件,它包括一个基底、一个下电极层、具有光致电压功能的非晶硅和一个上电极层,且它的大小为300m×280mm。
支撑整个光致电压器件的基底是150μm厚的不锈钢片,且下电极层是通过相继溅射淀积每层厚度为几千埃的Al和ZnO而直接形成在基底上。非晶硅是通过借助等离子体CVD从基底依次淀积n型、i型、p型、n型、i型、p型、n型、i型和p型层。上电极层是一个透明电极膜,它是借助电阻加热在O2的大气压环境下汽相淀积In以形成约700埃厚的氧化铟薄膜而形成的。
随后,在如此制备的光致电压器件1000上为了使其有效光接收区不受基底与透明电极膜之间当光致电压器件沿着其周边的外边缘而得到切割时可能发生的短路的不利影响,通过屏网印刷而在其透明电极膜上覆上包含FeCl3、AlCl3或类似成分的蚀刻浆料,随后进行加热和清洗,从而以线状的方式部分除去光致电压器件的透明电极膜,以形成蚀刻线1001。
随后,沿着光致电压器件1000的背面上的边缘的一个侧线,借助激光焊接,把7.5mm宽、285mm长和100μm厚的软铜箔连接到导电基底上,作为背面电功率吸取部件1003。
随后,沿着光致电压器件1000的与背侧电功率吸取部件1003相对的光接收侧上的边缘的一个侧线,粘贴一个聚酰亚胺基底绝缘带作为绝缘部件1004一它是7.5mm宽、280mm长和200μm厚(基质材料厚度:100μm)。这里,绝缘部件1004以这样的方式粘贴,即它略微突出一些,从而使它掩盖沿着光致电压器件1000的右侧线的边缘部分。
随后,在光致电压器件1000和绝缘部件1004上以5.6mm的间隔形成包括事先覆有碳浆料的100μm直径的Cu导线的覆碳导线,以提供集电电极1005。
在绝缘部件1004上,进一步形成了作为总线条的金属部件1006,它是集电电极1005的附加的集电电极。作为金属部件1006,采用了5mm宽、285mm长和100μm厚的覆银铜箔-它被置于绝缘部件1004上,并随后通过在200℃、3kg/cm2和180秒的条件下加热和与集电电极1005压在一起而得到固定。这里,如图5A所示,金属部件1006的一侧是如此制成的,即从光致电压器件1000向外延伸。
随后,作为绝缘部件1007的7mm正方形和130μm厚(基质材料厚度:100μm)的透明PET带,被部分地加到金属部件1006从光致电压器件1000突出的部分上。
如此制成的光致电压器件,如图10B和10C所示,是串联电连接的。
如这些图所示,具有从光致电压器件1000向外延伸的绝缘部件1007的金属部件1006被制作为连到相邻光致电压器件1000的背面,并通过焊接连接到背侧电功率吸取部件1003。在此,它是如此连接的,即绝缘部件1007与相邻的光致电压器件1000的边缘部分接触。另外,在这些附图中,显示了两个器件串联的情况。在实际中,五个光致电压器件被串联连接,以制成五级的光致电压器件模块A。
(例2)
制成了如图11A至11C所示的非晶型太阳能电池模块。图11A是从光接收侧看的光致电压器件的示意平面图。图11B是其中光致电压器件彼此串联以形成光致电压器件模块的状态下的示意平面图,它是从光接收侧看的。图11C是沿着图11B的线11C-11C看的横截面图。
除了作为绝缘部件1107的黑PET带粘贴到金属部件1106的整个表面上,例2与例1相同。
作为绝缘部件1107,采用了可从Toyo Ink Mfgg.Co.,Ltd.获得的7.5mm宽130μm厚(基质材料厚度:100μm)的黑PET带,并将其粘贴到金属部件1106除了为了在随后的步骤中进行串联连接而需要得到焊接的部分以外的整个部分上,从而完成光致电压器件1100的制作。
随后,以与例1中相同的方式,该光致电压器件被这样地连接,即绝缘部件1107与相邻光致电压器件的边缘部分相接触,从而形成五级光致电压器件模块B。
在光致电压器件模块B中,金属部件1106和绝缘部件1104的部分被黑绝缘部件1107所完全遮挡,因而外观的美观比光致电压器件模块A得到了实质的改善。
(例3)
制成了如图12A至12C所示的非晶太阳能电池模块。图12A是从光接收侧看的光致电压器件的示意平面图。图12B是其中光致电压器件彼此串联以形成光致电压器件模块的状态下的示意平面图,它是从光接收侧看的。图12C是沿着图12B的线12C-12C看的横截面图。
除了借助厚度200μm的点缀(dotting)而形成了作为绝缘部件1207的硅酮(氧)树脂,例3与例1相同。即以这样的方式提供了绝缘部件1204,即它从右侧部分略微突出一些。
至于绝缘部件1207,采用了可从Toray Dow Corning公司获得的SE9186L,且借助点缀而以这样的方式加上,以沿着宽度方向完全地覆盖其在金属部件1206上的部分,随后将它在室温下放置3天,从而制成光致电压器件1200。
随后,以与例1中相同的方式,对这种光致电压器件进行连接,从而使绝缘部件1207与相邻光致电压器件的边缘部分相接触,从而制成五级光致电压器件模块C。
(例4)
制成了如图13A和13B所示的晶体型太阳能电池模块。图13A是其中光致电压器件彼此串联以形成光致电压器件模块的状态下的示意平面图,它是从光接收侧看的。图13B是沿着图13A中的线13B-13B的示意横截面图。
在图13A和13B中,标号1301表示了一个光致电压器件,它是底侧掺杂了硼离子且顶部掺杂了磷离子的单晶半导体层。在该半导体层的下部,涂覆了作为背反射层的铝浆料,且在铝浆料之下涂覆了作为背电极的银浆料。作为该铝浆料和银浆料,采用了所谓的烧结浆料-它们分别是利用导电粉末铝粉末和银粉末制备的,具有1至3μm的颗粒直径,并利用玻璃釉料作为粘合剂。在银浆料的再下部分,叠置有一个焊料层1302,以改善导电性并使连接变得更容易。
同时,在半导体层的顶部,为了防止反射和收集电流而形成了透明电极层,在其上面叠置有一个集电电极1304-包括银浆料和焊料层。
在与集电电极1304垂直的方向,为了进一步收集电流,进一步形成了一个金属部件1305,作为包括覆有焊料的铜的总线条电极。
随后,作为绝缘部件1306,把70μm厚(基质材料厚度:50μm)的聚酰亚胺带粘贴到金属部件1305从光致电压器件1301突出的部分上。另外,作为绝缘部件1307,类似的聚酰亚胺带被以如此方式粘贴,即光致电压器件1301的边缘部分不与金属部件1305相接触。
以此方式制成的光致电压器件如图13A和13B所示地是串联的。
如这些图中所示,具有从光致电压器件1301向外延伸的绝缘部件1306的金属部件1305被制成爬向相邻光致电压器件的背面,并通过焊接而与背面焊料层1302相连。在此,它是如此连接的,即绝缘部件1306与相邻光致电压器件的边缘部分相接触。另外,在这些附图中,显示了两个器件串联的情况。实际中,五个光致电压器件被串联起来,从而形成五级光致电压器件模块D。
(例5)
制成了如图14A和14B所示的晶体型太阳能电池模块。图14A是其中光致电压器件彼此串联以形成光致电压器件模块的状态下的示意平面图,它是从光接收侧看的。图14B是沿着图14A中的线14B-14B的示意横截面图。
除了一黑PET带作为绝缘部分1406粘在金属部件1405的整个表面上之外,例5与例4相同。
作为绝缘部件1406,采用了可从Toyo Ink Mfg.公司获得的50μm厚(基质材料厚度:25μm)的黑PET带,并将其粘贴到金属部件1405除了用于随后步骤中的串联焊接部分以外的所有部分上,从而制成光致电压器件1401。
随后,以与例4相同的方式,该光致电压器件被这样地连接,即绝缘部件1406与相邻光致电压器件的边缘部分相接触,从而形成五级光致电压器件模块E。
(例6)
制成了如图15A和15B所示的晶体型太阳能电池模块。图15A是其中光致电压器件彼此串联以形成光致电压器件模块的状态下的示意平面图,它是从光接收侧看的。图15B是沿着图15A中的线15B-15B的示意横截面图。
除了绝缘部件1506被粘贴到金属部件1505的整个表面上,例6与例4相同。
作为绝缘部件1506,采用了可从Nichiban公司获得的130μm厚(基质材料厚度:100μm)的透明PET带,并将其粘贴到金属部件1505除了用于随后的步骤中串联焊接的部分以外的所有区域上,从而制成光致电压器件1501。作为这种带,所粘贴的是具有矩形形状的带,因为绝缘部件是透明的且不用考虑由于阴影所造成的效率下降。
随后,以与例4中相同的方式,这种光致电压器件被这样连接,即使得绝缘部件1506与相邻的光致电压器件的边缘部分相接触,从而形成五级的光致电压器件模块F。
(例7)
制成了如图16A和16B所示的晶体型太阳能电池模块。图16A是其中光致电压器件彼此串联以形成光致电压器件模块的状态下的示意平面图,它是从光接收侧看的。图16B是沿着图16A中的线16B-16B的示意横截面图。
除了光致电压器件不是利用总线条1605而是利用作为串联连接部件的金属部件1608而得到连接的,例7与例4相同。
作为金属部件1608,采用了5mm宽和100μm厚的涂有焊料的铜,且金属部件1608通过焊接到光致电压器件的总线条1605和相邻光致电压器件的焊料层1602而得到连接。
因此,制成了五级光致电压器件模块G。
(比较例1)
制成了如图17A至17C所示的非晶太阳能电池模块。图17A是从光接收侧看的示意平面图。图17B是其中光致电压器件彼此串联连接以形成光致电压器件模块的状态的示意平面图,它是从光接收侧看的。图17C是沿着图17B的线17C-17C的横截面图。
除了绝缘部件1704以这样的方式得到提供,即它不从右侧部分突出,比较例1与例1相同。
所产生的光致电压器件以类似的方式串联,从而制成五级光致电压器件模块A1。
(比较例2)
制成了如图18A至18C所示的非晶太阳能电池模块。图18A是从光接收侧看的示意平面图。图18B是其中光致电压器件彼此串联连接以形成光致电压器件模块的状态的示意平面图,它是从光接收侧看的。图18C是沿着图18B的线18C-18C的横截面图。
除了未提供作为绝缘部件的透明PET带(图10A或10C中的1007),比较例2与例1相同。
所产生的光致电压器件以类似的方式得到串联,从而制成五级光致电压器件模块A2。
(比较例3)
制成了如图19A至19C所示的非晶太阳能电池模块。图19A是从光接收侧看的示意平面图。图19B是其中光致电压器件彼此串联连接以形成光致电压器件模块的状态的示意平面图,它是从光接收侧看的。图19C是沿着图19B的线19C-19C的横截面图。
比较例3与例1相同,只是绝缘部件1904是以这样的方式提供的一即它未从右侧部分突出,且未提供作为绝缘部件的透明PET带(图10A或10C中的1007)。
所产生的光致电压器件以类似的方式串联,以制成五级光致电压器件模块A3。
(比较例4)
除了根本没有提供绝缘部件1306和1307,以与例4中相同的方式制成图13A和13B所示的太阳能电池模块。
所产生的光致电压器件以类似的方式串联,以制成五级光致电压器件模块D1。
(例8)
以与例1相同的方式制成了如图10A至10C所示的太阳能电池模块,不同点只是绝缘部件1004和1007两者都是以40μm(基质材料厚度:20μm)的厚度提供的。
所产生的光致电压器件以类似的方式得到串联以制成五级光致电压器件模块A4。
(例9)
以与例1相同的方式制成了如图10A至10C所示的太阳能电池模块,不同点只是绝缘部件1004和1007两者都是以30μm(基质材料厚度:10μm)的厚度提供的。
所产生的光致电压器件以类似的方式得到串联以制成五级光致电压器件模块A5。
(例10)
以与例1相同的方式制成了如图10A至10C所示的太阳能电池模块,不同点只是绝缘部件1004和1007两者都是以70μm(基质材料厚度:50μm)的厚度提供的,且金属部件1006的厚度是35μm。
所产生的光致电压器件以类似的方式得到串联以制成五级光致电压器件模块A6。
(比较测试)
对于在这些例子和比较例中产生的每一种五级光致电压器件模块,都制备20个样品。根据实际的步骤,这些模块通过了所有的步骤一其中负荷被加到这些器件上,例如移动、翻转以引出终端,并检验它们的性能。在它们通过了一系列步骤之后,对它们的外观进行检验以看是否有其串联连接部分完成断裂或将要断裂的模块。
同时对某些样品的弯度R进行测量。
随后,从所产生的每一种光致电压器件模块中挑选出在串联部分处没有断裂的一个样品,并用树脂(通过叠置)而覆盖。其步骤如下。
五级光致电压器件模块,EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer)片(可从Spring Born Laboratories公司获得;商品名称:PHOTOCAP;厚度:460μm)、一个未拉伸的ETFE(polyethylene tetrafluoroethylene)膜(可从Du Pont公司获得,商品名称:TEFZEL;厚度:50μm)一它受到单面等离子体放电处理、玻璃纤维无纺织物(厚度:200μm)、polyethylene terephthalate(PET)膜(可从TorayIndustries公司获得;商品名称:LUMILAR;厚度:50μm)以及一个镀锌铜片(可从Daido Kohan K.K.获得;商品名称:TYMACOLOR;厚度:0.4mm)从顶部按照FTFE/玻璃纤维无纺织物/EVA/尼龙/EVA/钢片的顺序被叠置起来,以制成太阳能电池模块叠层。随后,在ETFE的外侧,经过一个释放聚四氟乙烯膜(可从Du Pont获得,商品名称:TEFLON PFA FILM;厚度:50μm)提供一个不锈钢网(40×40网;钢丝直径:0.15mm),且该叠置结构在150℃下被加热30分钟并借助真空叠置器而被压合,并同时受压而得到封闭。因此,获得了太阳能电池模块。
在表面覆盖材料的表面上,通过网而形成波纹状的最大30μm的起伏。
一个输出端被预先设置在各个光致电压器件模块的背面的周围,从而使输出电功率能够从镀锌钢片上事先制成的终端引出开口得到吸取。
作为这种模块的加强片的该钢片,借助轧制成形器而使其延伸到器件之外的部分形成弯曲,而得到进一步的加工,从而提供了“屋顶材料整合式太阳能电池模块”-其加强片具有屋顶材料的功能。
另外,在此使用的EVA片被广泛地用作太阳能电池的密封材料,且是通过在100份重量的EVA树脂(vinyl acetate含量:33%)中混合1.5份重量的作为交联剂的有机过氧化物、0.3份重量的紫外线吸收剂、0.1份重量的光稳定剂、0.2份重量的防热氧化剂和0.25份重量的硅烷耦合剂而获得的。
如此产生的屋顶材料整合式太阳能电池模块被安装与实际屋顶上使用的太阳能电池模块相同的环境中,并进行30,000循环的根据IEEE标准,Draft 9的重复弯曲测试。所进行的重复弯曲测试是考虑到实际屋顶安装的抗负荷测试,且对每10000个循环都进行转换效率检验。
(比较测试结果和考虑)
上述比较测试的结果被显示在表1中。对于弯度R的值,它是在所产生的光致电压器件的每一个边缘处测量的,并被显示为测量中获得的最小值。
                    表1绝缘部件的基         弯度R       外观检验的         重复弯曲的质材料厚度                       缺陷比例           测试结果(s)           (mm)例子:1 100μm/100μm    0.7    0/20样品        AA2 100μm/100μm    0.7    0/20样品        AA3 200μm/100μm    0.9    0/20样品        AA4 50μm/50μm      0.65   0/20样品        AA5 50μm/25μm      0.5    0/20样品        AA6 50μm/100μm     0.75   0/20样品        AA7 50μm/50μm      0.6    0/20样品        AA
比较例:1部分地没有部件
               0.35   3/20样品:s     B2部分地没有部件
               0.35    2/20样品       B3    没有部件      0.35    2/20样品       B4    没有部件      0.2     1/20样品       B例子:8     20μm/20μm  0.45    0/20样品       A9     15μm/15μm  0.4     1/20样品       A10    50μm/50μm  0.55    0/20样品       AA
首先,对于外观检验的部分缺陷,在例1至7、8和10中的具有绝缘部件的所有光致电压器件模块的20个样品中没有缺陷(0)。另一方面,在金属部件与光致电压器件边缘之间的接触区中没有绝缘部件的比较例1至4和具有薄的绝缘部件的例9中,有几个有缺陷的样品。这些缺陷都发生在光致电压器件的边缘与金属部件之间的接触区。具体地,对于采用非晶硅的比较例1至3,缺陷发生的比例较大。这被认为是由于在非晶硅光致电压器件的边缘处出现的毛刺-这些毛刺大大地影响了结果。对于例9,缺陷显然是由于边缘处穿过金属部件的毛刺造成的。另外,从各个弯度R的值可见,具有较小值的样品呈现出较高的缺陷比例。
从前述结果,可以认为,通过提供绝缘部件,可以使当以通常方式处理时加到金属部件上的负荷变得非常小。
以下,对于重复的弯曲测试,那些在30000次弯曲之后性能没有发生改变的都用AA表示;那些转换效率的降低小于5%的用A表示;且那些降低了超过5%的用B表示。
如从这些结果可见,在例1至7和10中产生的模块完全没有造成转换效率的降低,显示处良好的结果。这些模块的弯度R值为0.5mm或更大,因而认为当弯度R被设定为0.5mm或更大时可以提供在重复弯曲测试中转换效率完全没有降低的模块。例8和9中产生的模块分别呈现出1.2%和1.4%的效率降低,且在降低程度上是没有什么特别的问题的。与此相比,对于比较例1至4中的在接触区没有绝缘部件的样品,效率降低了5%或更大。借助通过撕开覆盖材料所进行的观测,发现金属部件在减小的边缘处发生了断裂。
如从上述结果可见,当以如上的方式提供了绝缘部件时,模块即使在重复弯曲测试中也能够具有良好的耐久性,且性能可完全不受影响,特别是当在提供了绝缘部件的情况下采用弯度R为0.5mm或更大的金属部件时。
对例5和6中产生的五级光致电压器件模块E和F的转换效率也进行了测量,但在表1中未显示。其结果,模块E呈现出15.8%±0.1%的转换效率,而模块F呈现出15.7%±0.1%的转换效率,几乎没有不同。从这一事实可见,转换效率不会由于所提供的透明绝缘部件的形状而发生下降。
如上所述,根据本发明,在包括多个借助金属部件而电串联的光致电压器件的光致电压器件模块中,当以这样的方式设置了绝缘部件-即使得至少光致电压器件的边缘部分不与金属部件相接触-时,就可以防止处理中的断裂并改善产量。另外,当作为实际的屋顶材料而安装时,光致电压器件模块抵抗重复弯曲能力能够得到改善。

Claims (7)

1.一种光致电压器件模块,包括多个通过一个金属部件而电连接的光致电压器件,其中以这样的方式设置了一个绝缘部件-即使得光致电压器件的边缘部分与金属部件之间的接触了避免。
2.根据权利要求1的光致电压器件模块,其中在提供了绝缘部件的状态下,金属部件具有0.5mm或更大的弯度R。
3.根据权利要求1或2的光致电压器件模块,其中在金属部件的整个表面上提供了绝缘部件。
4.根据权利要求1至3中的任何一项的光致电压器件模块,其中绝缘部件具有与光致电压器件的表面颜色相同的颜色系统的颜色。
5.根据权利要求1至3中的任何一项的光致电压器件模块,其中绝缘部件是透明的。
6.根据权利要求1至5中的任何一项的光致电压器件模块,其中绝缘部件包括具有至少一种基质材料和一种粘合剂的绝缘带;该基质材料具有25μm或更大的厚度。
7.根据权利要求1至6中的任何一项的光致电压器件模块,其中其中金属部件包括涂覆有从至少银、焊料和镍中选出的任何金属的铜。
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