直连式薄膜太阳能电池模块及其制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200810033905.3

申请日:

2008.02.26

公开号:

CN101483201A

公开日:

2009.07.15

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 31/042申请公布日:20090715|||文件的公告送达IPC(主分类):H01L 31/042收件人:苏州斯派特光电技术有限公司路建乡文件名称:视为撤回通知书|||文件的公告送达IPC(主分类):H01L 31/042收件人:苏州斯派特光电技术有限公司 路建乡文件名称:第一次审查意见通知书|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 31/042申请日:20080226|||文件的公告送达IPC(主分类):H01L 31/042收件人:路建乡文件名称:实审请求期限届满前通知书|||公开

IPC分类号:

H01L31/042; H01L31/048; H01L31/05; H01L31/18; E04B2/88; E04D13/18(2006.01)N

主分类号:

H01L31/042

申请人:

苏州斯派特光电技术有限公司

发明人:

路建乡

地址:

215128江苏省苏州市吴中区东吴北路31号C楼201室

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及可再生能源领域的光伏建筑(BIPV)技术领域,具体地说是一种可以直接电连接的薄膜太阳能电池模块的制备方法。该模块包括在绝缘透明衬底上形成的薄膜光电转换电池区域,以及顺次叠合在电池区域上的密封树脂层和背面密封材料;在模块边缘的最外侧二条光电转换电池单元上配置的正负电极条,该电极条由二端的引线电极盘及其之间的连线构成;在所述模块边缘的四角配置与引线电极盘电连接的直角双孔插座,使模块边缘每侧各有二个连接插孔,可经由柔性连接插头直接与相邻的模块电连接。本发明大大缩短了模块间连接电缆的长度,降低了模块阵列的连接电阻和线路损耗,提高了薄膜太阳能电池模块阵列的发电能力。

权利要求书

1.  一种直连式薄膜太阳能电池模块,其包括:含有顺次沉积在绝缘透明衬底的一主表面上的第一电极层、至少一个半导体层以及第二电极层的复合光电薄膜;含有错层分割该复合光电薄膜构成的平行排列且串联连接的多个光电转换电池单元的电池区域;以及含有顺次叠合在该电池区域上的密封树脂层和背面密封材料,其特征在于,在所述模块边缘的最外侧二条光电转换电池单元的第二电极层上分别配置正负电极条,该正电极条或负电极条由二端的引线电极盘及其之间的连线构成;配置在所述模块边缘四角的引线电极盘与配置在对应位置的连接插座电连接;所述模块边缘每侧均有连接插孔,可经柔性连接插头直接与相邻的模块电连接。

2.
  如权利要求1所述的直连式薄膜太阳能电池模块,其特征在于,所述正负电极条的厚度范围为100μm~500μm。

3.
  如权利要求1或2所述的直连式薄膜太阳能电池模块,其特征在于,构成所述正负电极条的引线电极盘的宽度范围是8mm~15mm,引线电极盘之间连线的宽度范围是3mm~10mm,且都小于或等于模块边缘最外侧的光电转换电池单元的宽度。

4.
  如权利要求1~3任一项所述的直连式薄膜太阳能电池模块,其特征在于,所述模块相互分离的正负电极条之间可附加至少一条连线,该连线的宽度2mm~6mm,且与光电转换电池和正负电极条是电隔离的。

5.
  如权利要求1~4任一项所述的直连式薄膜太阳能电池模块,其特征在于,可通过丝网印刷银铝浆的方法形成所述的正负电极条及其之间的附加连线。

6.
  一种权利要求1所述的直连式薄膜太阳能电池模块,其特征在于,所述模块边缘的四角配置直角双孔插座,且该直角双孔插座与对应位置的引线电极盘电连接,即所述模块的每侧边缘各有二个连接插孔,可经二个柔性连接插头直接与相邻的模块电连接。

7.
  一种权利要求1所述的直连式薄膜太阳能电池模块,其特征在于,在所述模块边缘四角配置的引线电极盘的定位中心设有连接插座安装孔,且孔径为3mm~6mm。

8.
  一种权利要求1所述的直连式薄膜太阳能电池模块,其特征在于,所述模块的密封树脂层和背面密封材料截去四个角,嵌入连接插座。

说明书

直连式薄膜太阳能电池模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及可再生能源领域的光伏建筑一体化(BIPV)技术领域,具体地说是,一种薄膜太阳能电池模块,特别是可以直接电连接的、能够作为幕墙使用的薄膜太阳能电池模块及其制造方法。
背景技术
太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源,将是今后人类最重要的能量来源之一,光伏发电对缓解当今能源危机和改善生态环境具有非常重要的意义。光伏建筑一体化(BIPV)提出了“建筑物产生能源”的新概念,即建筑物与光伏发电的集成化,在建筑物的外围结构表面上布设光伏阵列产生电力。光伏系统和建筑结合将根本改变太阳能光伏发电在世界能源中的从属地位,前景光明。
薄膜太阳能电池因其生产制造工艺简单、材料省、能耗低、便于大面积连续生产、成本低等特点,是今后太阳能电池发展的主流方向。其中非晶硅薄膜太阳能电池技术是薄膜电池技术中发展得比较成熟的技术,已经商业化应用。薄膜太阳能电池可以用玻璃、不锈钢、特种塑料、陶瓷等为衬底。特别是玻璃衬底的薄膜太阳能电池,最适合制成具有一定透明度的光电模块,作为建筑材料直接应用到建筑设计中,为建筑提供电力。作为幕墙使用的薄膜太阳能电池模块,是其中最重要的一种应用形式。
一般薄膜太阳能电池模块多具有如图1所示结构,即,绝缘透明衬底2上顺次叠合复合光电薄膜3、密封树脂层4和背面密封材料5。对于幕墙用薄膜太阳能电池模块而言,绝大多数都选用玻璃作为绝缘透明衬底和背面密封材料,其边缘往往无边框,以便于拼成大面积的透明结构。
图2表示了复合光电薄膜3的基本结构,即,复合光电薄膜3具有在绝缘透明衬底2上顺次沉积第一电极层11、半导体层12以及第二电极层13的结构。其中,半导体层12可以是由一层pin结构构成,也可以由二层或多层pin结构叠层构成。
由图2可进一步看到光电转换电池单元6的构造、排列和连接。在复合光电薄膜3上设有分割上述薄膜层11、12和13的第一分离槽14、连接槽15和第二分离槽16。这些槽14、15和16相互平行,在绝缘透明衬底2的主表面上延伸设置;错层分割复合光电薄膜3形成的多个矩形长条光电转换电池单元6,沿同一方向平行排列在绝缘透明衬底2的主表面上,并在另一方向上互相串联连接,集成一个大的电池区域7;从绝缘透明衬底2侧或第二电极层13侧入射的光通过含于半导体层12中的光电转换单元进行光电转换,产生电力。
在目前广泛采用的非晶硅薄膜太阳能电池制造过程中,一般是选用平板玻璃作为绝缘透明衬底2。首先采用热CVD法在平板玻璃上沉积TCO透明导电膜,即,制作第一电极层11;对已沉积好TCO透明导电膜的玻璃进行切割、磨边、钻孔、清洗、烘干,再按电池设计要求,用激光对透明导电膜进行划刻分割,即,制作第一分离槽14;然后放入真空室,采用等离子增强化学气相沉积技术(RF-PECVD),分别沉积叠层pin结,即,制作半导体层12;随后用激光划刻,分割叠层pin结,即,制作连接槽15;再用磁控溅射法分别溅射ZnO和Al,形成ZnO/Al背电极,即,制作第二电极层13;接着用激光对背电极划刻,即,制作第二分离槽16;最终形成具有如图2所示的光电转换电池单元6的串联结构,完成薄膜太阳能电池的制备。
薄膜太阳能电池模块1的封装,一般采取真空层压的方法。先将电极引线焊接在模块边缘的二条光电转换电池单元6的一端,将密封树脂层4和背面密封材料5顺次重合在第二电极层13上,在该状态下利用真空层压装置进行加热真空密封。在此,为了使从绝缘透明衬底2侧入射的太阳光的一部分透过透光性薄膜太阳能电池模块1的背面密封材料5侧,并为了使薄膜太阳能电池模块1得到充分的透光性和气候适应性,密封树脂层4可以使用具有良好透光性的乙烯-醋酸乙烯共聚物膜(EVA膜)、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)膜等,背面密封材料5可以使用玻璃、氟系树脂膜等无色透明材料。封装好的薄膜太阳能电池模块1的电极引线从密封树脂层4和背面密封材料5中穿出,再由模块边缘引到模块中部的接线盒内,与接线柱焊接在一起。
当多个薄膜太阳能电池模块1组成方阵时,再通过连接导线,将相邻模块中部的接线柱连接在一起。显而易见,相邻模块间连接时,从模块边缘的正负电极到模块中部的接线柱,再由模块中部的接线柱引到模块的边缘,线路(电极引线加连接导线)的长度大约是模块间距的2倍。因此,薄膜太阳能电池模块组成方阵时,线路损耗约占装机总发电量的2-5%。
随着薄膜太阳能电池制造技术日益成熟,其将越来越多地用作与建筑集成一体的幕墙材料或是建筑围栏。这些幕墙用薄膜太阳能电池模块的边缘往往无边框,直接排成阵列,拼成大面积的透明结构。传统方式的接线盒和连接导线裸露在外,即影响美观,又造成较高的线路损耗。特别是在既有墙体表面的幕墙施工时,导线连接也困难。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种可以直接电连接的薄膜太阳能电池模块,其既美观和方便施工,又可缩短模块间连接线路的长度,降低模块阵列的连接电阻和线路损耗,为提高薄膜太阳能电池模块阵列的发电能力提供一条可行的途径。
本发明的原理是,薄膜太阳能电池模块的正负电极条分别配置在模块边缘的二条光电转换电池单元上,且贯穿整个模块边缘的长度,并可从正负电极条的两端同时引出电极引线;模块间串联连接时,模块一边上的负电极条和相邻模块一边上的正电极条,相互靠近,连接距离最短,可从正负电极条的任一相邻端点直接连接,整个电池区域本身起到连接导线的作用;模块间并联连接时,模块一端上的正负电极条的端点和相邻模块另一端上的正负电极条的端点,彼此相互靠近,连接距离最短,可分别从邻近的正电极条的端点和负电极条的端点对应连接,正负电极条本身起到连接导线的作用。
本发明的所述的模块包括:含有顺次沉积在透明绝缘衬底的一主表面上的第一电极层、至少一个半导体层以及第二电极层的复合光电薄膜;含有错层分割该复合光电薄膜构成的平行排列且串联连接的多个光电转换电池单元的电池区域;以及含有顺次叠合在该电池区域上的密封树脂层和背面密封材料;特别是含有分别配置在所述模块边缘的最外侧二条光电转换电池单元的第二电极层上的正负电极条,该正电极条或负电极条由二端的引线电极盘及其之间的连线构成;配置在所述模块边缘四角的引线电极盘与配置在对应位置的连接插座电连接;所述模块边缘每侧均有连接插孔,经柔性连接插头直接与相邻的模块电连接。
为保证配置在模块边缘的正负电极条具有足够的导电能力和连接强度,引线电极盘的宽度应大于或等于8mm,引线电极盘之间的连线的宽度应大于或等于3mm;考虑到正负电极条与相邻光电转换电池之间的电绝缘,引线电极盘及其之间连线的宽度应小于或等于模块边缘最外侧的光电转换电池单元的宽度;从模块外观考虑,引线电极盘之间连线的宽度应小于或等于10mm。
为方便正负电极之间并联二极管等元件,所述模块相互分离的正负电极条之间可附加至少一条连线,该连线的宽度2mm~6mm,且与光电转换电池和引线电极盘之间电隔离。
通过丝网印刷银铝浆的方法或类似的方法,可形成所述的正负电极条及其之间的附加连线。从导电能力、连接强度和印刷、封装性能考虑,所述正负电极条及其之间的附加连线的厚度范围是100μm~500μm。
在所述模块边缘四角配置引线电极盘的对应位置可配置直角双孔插座(另案申请实用新型专利),该直角双孔插座具有直角五边形、直角扇形、矩形、圆形的外观,且直角双孔插座与对应的引线电极盘电连接。这样,所述模块的边缘每侧各有二个连接插孔,经二个柔性连接插头可直接与相邻的模块电连接。
为固定连接插座,可在所述模块边缘四角配置的引线电极盘的定位中心设安装孔,该安装孔孔径为3mm~6mm。
所述模块的密封树脂层和背面密封材料也可截去四个角,用于嵌入连接插座。
本发明的有益效果是:直连式薄膜太阳能电池模块的引线电极盘配置在该模块边缘的四角,模块边缘每侧均有插孔可与相邻的模块电连接,整个电池区域和正负电极条本身起到连接导线的作用。本发明大大缩短了模块间连接电缆的长度,降低了模块阵列的连接电阻和线路损耗,提高了薄膜太阳能电池模块阵列的发电能力。同时,模块阵列的施工安装更加便利,模块的外观也更加美观。
附图说明
图1是表示本发明涉及的直连式薄膜太阳能电池模块1的构造示意图;
图2是进一步表示光电转换电池单元6和引线电极盘9及其之间连线10的构造示意图;
图3是进一步表示引线电极盘9与电极条之间附加连线17的构造示意图;
图4是进一步表示引线电极盘9及其之间连线10的尺寸位置的平面示意图;
图5是进一步表示引线电极盘9与电极条之间附加连线17的尺寸位置的平面示意图;
图6是表示在背面密封材料5截去四角的直连式薄膜太阳能电池模块1的构造示意图;
图7是表示在模块1的背面密封材料5之上配置直角双孔插座25的立体示意图;
图8是表示在模块1的背面密封材料5截去四个角嵌入直角双孔插座25的立体示意图;
图9是表示直连式薄膜太阳能电池模块相互间并联的示意图;
图10是表示直连式薄膜太阳能电池模块相互间并联的电路图;
图11是表示直连式薄膜太阳能电池模块相互间串联的示意图;
图12是表示直连式薄膜太阳能电池模块相互间串联的电路图;
图13是表示直连式薄膜太阳能电池模块相互间串联再并联的示意图;
图14是表示直连式薄膜太阳能电池模块相互间串联再并联的电路图;
图15是表示直连式薄膜太阳能电池模块相互间并联再串联的示意图;
图16是表示直连式薄膜太阳能电池模块相互间并联再串联的电路图。
符号说明
1、薄膜太阳能电池模块,2、绝缘透明衬底,3、复合光电薄膜,4、密封树脂层,5、背面密封材料,6、光电转换电池单元,7、电池区域,8、安装孔,9、引线电极盘,10、引线电极盘之间连线,11、第一电极层,12、半导体层,13、第二电极层,14、第一分离槽,15、连接槽,16、第二分离槽,17、电极条之间附加连线,18、隔离槽,19、背面密封材料截角,20、电极条的厚度,21、模块边缘最外侧光电转换电池单元的宽度,22、引线电极盘的宽度,23、引线电极盘之间连线的宽度,24、电极条之间附加连线的宽度,25、直角双孔插座,26、上排模块,27、下排模块,28、正电极条,29、负电极条,30、柔性连接插头,31、左侧模块,32、右侧模块。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的实施方式。
在非晶硅薄膜太阳能电池制造过程中,选用平板玻璃作为绝缘透明衬底2。首先采用热CVD法在平板玻璃上沉积TCO透明导电膜,即,制作第一电极层11;对已沉积好TCO透明导电膜的玻璃进行切割、磨边、钻孔、清洗、烘干,再按电池设计要求,用激光对透明导电膜进行划刻分割,即,制作第一分离槽14;然后放入真空室,采用等离子增强化学气相沉积技术(RF-PECVD),分别沉积叠层pin结,即,制作半导体层12;随后用激光划刻,分割叠层pin结,即,制作连接槽15;再用磁控溅射法分别溅射ZnO和Al,形成ZnO/Al背电极,即,制作第二电极层13;接着用激光对背电极划刻,即,制作第二分离槽16;最终形成具有如图2所示的光电转换电池单元6串联结构和如图1所示的电池区域7。
如图4所示,为保证本发明所述的正负电极条28和29具有足够的导电能力,模块边缘最外侧的光电转换电池单元的宽度21应大于或等于8mm,更优选的结果是10mm~15mm。之后,如图1、图2所示,在该光电转换电池单元的第二电极层13上配置由引线电极盘9及其之间的连线10构成的正负电极条28和29。
采用丝网印刷银铝浆的方法或类似的其他方法形成所述的正负电极条28和29。从导电能力和印刷、封装性能考虑,所述的正负电极条28和29的厚度20的适宜范围是100μm~500μm。当厚度20小于100μm时,实质上引线电极盘9及其之间的连线10,对于提高导电能力与焊接牢固程度的作用微弱。但厚度20超过500μm时,丝网印刷方法的难度加大,质量不易控制。更优选的厚度20是200μm~400μm,这样,使用现有的丝网印刷方法装置就能够方便的进行生产,而且电极条的导电能力也理想。
为保证模块边缘的正负电极条28和29具有足够的导电能力,引线电极盘9的宽度22应大于或等于8mm,引线电极盘9之间连线10的宽度23应大于或等于3mm;考虑到引线电极盘9及其之间连线10与相邻光电转换电池单元6之间的电绝缘,引线电极盘9及其之间连线10的宽度22和23应小于或等于边缘的光电转换电池单元的宽度21;从模块外观考虑,引线电极盘9之间连线的宽度23应小于或等于10mm。更优选的结果是,引线电极盘9的宽度22为9mm~12mm,引线电极盘9之间连线10的宽度23为4mm~8mm。
如图3、5和6所示,为方便模块的正负电极之间并联二极管等元件,所述模块相互分离的正负电极条28和29之间可附加至少一条连线17。为保证该连线17与光电转换电池单元6之间的电隔离,模块端部的半导体层12以及第二电极层13须与电池区域7分离,且不参与错层分割。该连线17的宽度24为2mm~6mm。当宽度24小于2mm时,实质上连线17的导电能力过低,不能满足连接要求;但宽度24超过6mm时,将减小电池区域7的有效面积和影响模块的美观。更优选的结果是,电极条之间连线17的宽度24为3mm~5mm。
最后,在配置好正负电极条28和29后,将密封树脂层4和背面密封材料5顺次重合在第二电极层13上,在该状态下利用真空层压装置进行加热真空密封。在此,为了使从绝缘透明衬底2侧入射的太阳光的一部分透过透光性薄膜太阳能电池模块1的背面密封材料5侧,并为了使薄膜太阳能电池模块1得到充分的透光性和气候适应性,密封树脂层4可以使用具有良好透光性的乙烯-醋酸乙烯共聚物膜(EVA膜)、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)膜等,背面密封材料5可以使用玻璃、氟系树脂膜等无色透明材料。然后测定这样制成的薄膜太阳能电池模块1的太阳能电池性能。
如图7、8所示,在上述封装好的模块边缘的四角,引线电极盘9对应位置可配置直角双孔插座25(另案申请实用新型专利)。该直角双孔插座25具有直角五边形、直角扇形、矩形、圆形的外观,且直角双孔插座25的连接点与对应的引线电极盘9电连接。这样,所述模块的边缘每侧各有二个连接插孔,可经二个柔性连接插头30方便的与相邻的模块直接电连接。
如图1、2、3、6所示,为便于固定直角双孔插座25,可在所述模块边缘四角配置的引线电极盘9的定位中心设一个安装孔8,该安装孔孔径为3mm~6mm。这样安装的连接插座更牢固可靠。
如图6、8所示,所述模块的密封树脂层4和背面密封材料5也可截去四个角19,用于嵌入直角双孔插座25。这样安装的连接插座凸起的更少,模块的背面也更加美观。
实施例1:
下面通过实施例详细说明本发明所述模块的制备方法。
根据上述的实施方式,如图1和7所示,制作了在模块边缘最外侧的光电转换电池单元的第二电极层13上配置由引线电极盘9及其之间的连线10构成的正负电极条28和29、在模块边缘四角配置的引线电极盘9的定位中心设有安装孔8并安装直角双孔插座25而构成的直连式薄膜太阳能电池模块1。
薄膜太阳能电池的制备方法如下:
首先,在具有1245mm×635mm面积和3.2mm厚度的玻璃衬底2上利用热CVD法制出厚度约700nm的SnO2膜作为透明导电膜11。从SnO2膜11侧对其照射YAG基波激光束,从而形成第一分离槽14,第一分离槽14的槽宽为60μm,且槽与槽的中心间隔为9.0mm。洗净、干燥后,将玻璃衬底2送入PECVD制膜装置,制出厚度约300nm的由非晶硅构成的光电转换膜作为半导体层12。由PECVD装置取出玻璃衬底2,从玻璃衬底2侧对半导体层12照射YAG第二谐波激光,形成槽宽为80μm的连接槽15,连接槽15和邻近的第一分离槽14之间的中心间距为170μm。之后,以磁控溅射法顺次在半导体层12上制出厚度约80nm的ZnO膜和厚度约300nm的Al膜作为第二电极层13。然后,从玻璃衬底2侧对第二电极层13照射第二谐波激光,矩形状分割形成槽宽为80μm的第二分离槽16。第二分离槽16和和邻近的连接槽15之间的中心间距为170μm。为使电池区域7对玻璃衬底2周围绝缘,沿玻璃衬底2周边照射YAG激光,除去SnO2膜11、非晶硅光电转换膜12以及第二电极层13。如此,得到串联连接有68个光电转换电池单元6的薄膜太阳能电池。
在如上所述形成的薄膜太阳能电池边缘最外侧的光电转换电池的第二电极层13上,采用丝网印刷银铝浆的方法印制厚度20是400μm的正负电极条28和29。引线电极盘9的宽度22为9mm,引线电极盘9之间连线10的宽度23为5mm;将引线电极焊接在引线电极盘9,进行反偏置处理。
最后,将EVA密封树脂层4和厚度3.2mm的背面玻璃板5顺次叠合在第二电极层13上,送入真空层压装置进行加热真空密封。
如图1、2、4所示,在所述模块边缘四角配置的引线电极盘9的定位中心打安装孔8,该安装孔孔径为4mm。如图7所示,在上述封装好的模块边缘的四角,安装直角双孔插座25,直角双孔插座25由穿过安装孔8的M3螺钉与模块紧固在一起。直角双孔插座25的连接点与对应的引线电极盘9引出的中空电极可靠焊接。
这样制成的模块的边缘每侧各有二个连接插孔,经柔性连接插头30可方便的直接与相邻的模块电连接。
对于制成的薄膜太阳能电池模块1,光源使用氛灯以及卤灯,照射AM1.5(100mW/cm2)的光谱和光强的光,在25℃下进行光电转换特性的测定,其光电转换特性分别是:开路电压61.8V、短路电流1.29A、最大功率42.9W。
实施例2:
根据上述的实施方式,采用与实施例1相近似的方法,如图6和8所示,制作了在模块边缘最外侧的光电转换电池单元的第二电极层13上配置由引线电极盘9及其之间的连线10构成的正负电极条28和29、在模块相互分离的正负电极条28和29之间附加二条连线17、将模块的密封树脂层4和背面密封材料5截去四个角19嵌入直角双孔插座25而构成的直连式薄膜太阳能电池模块1。
薄膜太阳能电池的制备方法与实施例1基本相同:
首先,在具有1245mm×635mm面积和3.2mm厚度的玻璃衬底2上利用热CVD法制出厚度约700nm的SnO2膜作为透明导电膜11。从SnO2膜11侧对其照射YAG基波激光束,从而形成第一分离槽14,第一分离槽14的槽宽为60μm,且槽与槽的中心间隔为8.9mm。洗净、干燥后,将玻璃衬底2送入PECVD制膜装置,制出厚度约300nm的由非晶硅构成的光电转换膜作为半导体层12。由PECVD装置取出玻璃衬底2,从玻璃衬底2侧对半导体层12照射YAG第二谐波激光,形成槽宽为80μm的连接槽15,连接槽15和邻近的第一分离槽14之间的中心间距为170μm。之后,以磁控溅射法顺次在半导体层12上制出厚度约80nm的ZnO膜和厚度约300nm的Al膜作为第二电极层13。然后,从玻璃衬底2侧对第二电极层13照射第二谐波激光,矩形状分割形成槽宽为80μm的第二分离槽16。第二分离槽16和和邻近的连接槽15之间的中心间距为170μm。为使电池区域7对玻璃衬底2周围绝缘,沿玻璃衬底2周边照射YAG激光,除去SnO2膜11、非晶硅光电转换膜12以及第二电极层13。如此,得到串联连接有68个光电转换电池单元6的薄膜太阳能电池,且模块边缘最外侧的光电转换电池单元的宽度21为12mm。
在如上所述形成的薄膜太阳能电池边缘最外侧的光电转换电池单元的第二电极层13上,采用丝网印刷银铝浆的方法印制厚度20是300μm的正负电极条28和29及其之间的附加连线17。引线电极盘9的宽度22为12mm,引线电极盘9之间连线10的宽度23为8mm,电极条之间连线17的宽度24为3mm;将引线电极焊接在引线电极盘9,进行反偏置处理。
最后,将事先截去四个角19的EVA密封树脂层4和厚度3.2mm的背面玻璃板5顺次叠合在第二电极层13上,送入真空层压装置进行加热真空密封。
如图8所示,在上述封装好的模块边缘的四角,直角双孔插座25的斜边和底面与背面玻璃板5的截角19的端面和引线电极盘9附近的表面粘接在一起。直角双孔插座25的连接点与对应的引线电极盘9引出的电极可靠焊接。
这样制成的模块的边缘每侧各有二个连接插孔,经柔性连接插头30可方便的直接与相邻的模块电连接。
对于制成的薄膜太阳能电池模块1,光源使用氛灯以及卤灯,照射AM1.5(100mW/cm2)的光谱和光强的光,在25℃下进行光电转换特性的测定,其光电转换特性分别是:开路电压61.7V、短路电流1.28A、最大功率42.4W。
实施例3:
下面结合图9和图10进一步描述模块相互间并联连接的安装方法。
如图9所示,直连式薄膜太阳能电池模块相互间并联连接时,上排模块26的正负电极条28和29的下端与相邻的下排模块27的正负电极条28和29的上端相互靠近,连接距离最短。由上排模块26下端的正负电极引出的直角双孔插座25和由相邻的下排模块27上端的正负电极引出的直角双孔插座25经二个柔性连接插头30对应连接,正负电极条28和29本身起到并联连接导线的作用;上排模块26左边正电极条28的上端和下排模块27左边正电极条28的下端成为该模块组的正电极,上排模块26右边负电极条29的上端和下排模块27右边负电极条29的下端成为该模块组的负电极,构成如图10所示的模块间并联连接电路。
实施例4:
下面结合图11和图12进一步描述模块相互间串联连接的安装方法。
如图11所示,直连式薄膜太阳能电池模块相互间串联连接时,左侧模块31右边的负电极条29和相邻的右侧模块32左边的正电极条28相互靠近,连接距离最短。由左侧模块31右边负电极条29的上下端引出的直角双孔插座25和由相邻的右侧模块32左边正电极条28的上下端引出的直角双孔插座25经二个柔性连接插头30对应连接,模块31、32的整个电池区域7本身起到串联连接导线的作用;左侧模块31左边正电极条28的上下端成为该模块组的正电极,右侧模块32右边负电极条29的上下端成为该模块组的负电极,构成如图12所示的模块间串联连接电路。
实施例5:
下面结合图13和图14进一步描述模块相互间串联再并联连接的安装方法。
图13是表示直连式薄膜太阳能电池模块相互间串联再并联的示意图。上排模块26间串联连接时,由左侧模块右边负电极条29的上下端引出的直角双孔插座25和由相邻的右侧模块左边正电极条28的上下端引出的直角双孔插座25经二个柔性连接插头30对应连接,模块26的整个电池区域7本身起到串连连接导线的作用。左侧模块左边正电极条28的上下端成为上排模块组的正电极,右侧模块右边负电极条29的上下端成为上排模块组的负电极。下排模块27间串联连接时,情况相同。上下排模块间并联连接时,由上排左侧模块左边正电极条28的下端引出的直角双孔插座25和由相邻的下排左侧模块左边正电极条28的上端引出的直角双孔插座25经一个柔性连接插头30对应连接,由上排右侧模块右边负电极条29的下端引出的直角双孔插座25和由相邻的下排右侧模块右边负电极条29的上端引出的直角双孔插座25经一个柔性连接插头30对应连接;上排左侧模块左边正电极条28的上端和下排左侧模块左边正电极条28的下端成为该模块阵列的正电极,上排右侧模块右边负电极条29的上端和下排右侧模块右边负电极条29的下端成为该模块阵列的负电极,正负电极条28和29本身起到并联连接导线的作用,构成如图14所示的模块间串联再并联的连接电路。
实施例6:
下面结合图15和图16进一步描述模块相互间并联再串联连接的安装方法。
图11是表示直连式薄膜太阳能电池模块相互间并联再串联的示意图。上下排对应模块26和27间并联连接时,由上排模块26的正负电极条28和29下端引出的直角双孔插座25和由相邻的下排模块27的正负电极条28和29上端引出的直角双孔插座25经二个柔性连接插头30对应连接,正负电极条28和29本身起到并联连接导线的作用;上排模块26左边正电极条28的上端和下排模块27左边正电极条28的下端成为该模块组的正电极,上排模块26右边负电极条29的上端和下排模块27右边负电极条29的下端成为该模块组的负电极。上下排模块组间串联连接时,由上排模块26右边负电极条29的上端引出的直角双孔插座25和由上排模块26左边正电极条28的上端引出的直角双孔插座25经一个柔性连接插头30对应连接,由下排模块27右边负电极条29的下端引出的直角双孔插座25和由下排模块27左边正电极条28的下端引出的直角双孔插座25经一个柔性连接插头30对应连接;上排左侧模块左边正电极条28的上端和下排左侧模块左边正电极条28的下端成为该模块阵列的正电极,上排右侧模块右边负电极条29的上端和下排右侧模块右边负电极条29的下端成为该模块阵列的负电极,模块26和27的整个电池区域7本身起到串联连接导线的作用,构成如图16所示的模块间并联再串联的连接电路。

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本发明涉及可再生能源领域的光伏建筑(BIPV)技术领域,具体地说是一种可以直接电连接的薄膜太阳能电池模块的制备方法。该模块包括在绝缘透明衬底上形成的薄膜光电转换电池区域,以及顺次叠合在电池区域上的密封树脂层和背面密封材料;在模块边缘的最外侧二条光电转换电池单元上配置的正负电极条,该电极条由二端的引线电极盘及其之间的连线构成;在所述模块边缘的四角配置与引线电极盘电连接的直角双孔插座,使模块边缘每侧各。

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