專利名稱：用于制造太陽能電池的接觸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造在層壓太陽能板中所設(shè)置的太陽能電池的接觸的方法， 其中該太陽能電池在其主平面兩側(cè)上分別覆蓋有至少一個(gè)層。另外本發(fā)明還涉及一種用于 制造太陽能板的方法、一種太陽能板以及一種用于制造層壓太陽能板的設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知通過把多個(gè)機(jī)械上敏感的太陽能電池(光伏電池，比如基于硅的厚層太陽能 電池)相互電連接并被封閉在一個(gè)層系統(tǒng)中，來構(gòu)造太陽能板(也稱為太陽能模塊)。該層系 統(tǒng)提供機(jī)械穩(wěn)定性，并保護(hù)所封閉的電池以防止天氣影響或機(jī)械損害。該層系統(tǒng)比如可以 基于對(duì)陽光的有關(guān)部分透明的玻璃基質(zhì)以及背側(cè)薄膜，其中在它們之間封閉有太陽能電池 和將其相連接的電連接器。在上述的層之間插入了由EVA (乙烯醋酸乙烯酯)或其他合適 材料所構(gòu)成的薄膜，使得該層系統(tǒng)在熱和壓力影響下可以被層壓在一起。太陽能電池可以 被框架圍繞。太陽能板包含有電端子，利用電端子可以從外部與該層系統(tǒng)內(nèi)相互電連接的太陽 能電池相接觸。通常在一個(gè)模塊中所包含的多個(gè)(或所有)太陽能電池串聯(lián)連接，以實(shí)現(xiàn)足 夠的輸出電壓。此外一個(gè)太陽能模塊通常包含有多個(gè)可單獨(dú)分接的回路，使得在該模塊部 分被遮擋的情況下也能夠抽取電流。從而不是設(shè)置兩個(gè)端子(每極一個(gè))，而是設(shè)置三個(gè)或
更多端子。在已公開的太陽能板的制造方法中，為了提供電端子，在該層系統(tǒng)層壓之前一些 電連接器穿過背側(cè)薄膜被弓I導(dǎo)直至外側(cè)。在層壓之后那么就可以比如通過釬焊把諸如插座 或插頭的接線元件與向外引出的接線片相連接。制造實(shí)施連接器引線和接線元件附件的步驟在實(shí)際中僅可以手工來實(shí)施。向外引 出的連接器不具有明確固定的位置，并且難以處理要制造的太陽能板。在自動(dòng)化中相應(yīng)地 提出相當(dāng)?shù)碾y度，并且現(xiàn)有的制造過程是易出錯(cuò)的。因此太陽能板的整個(gè)制造過程是昂貴 而復(fù)雜的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供開頭所述技術(shù)領(lǐng)域中所屬的用于制造太陽能電池的接觸的 方法，該方法(盡可能全部)是可自動(dòng)化的，并具有較小的錯(cuò)誤率。該任務(wù)的解決方案通過權(quán)利要求1的特征部分來定義。根據(jù)本發(fā)明，在該方法的 范疇內(nèi)實(shí)施以下的步驟在太陽能板制造范疇內(nèi)要進(jìn)行的層壓步驟之前，把該太陽能電池 通過導(dǎo)電連接器相連接，其中該導(dǎo)電連接器如此被插入到要層壓的太陽能板中，使得它在 層壓步驟之后完全被層壓到太陽能板中。在該層壓步驟之后，通過在一個(gè)相應(yīng)的區(qū)域中完 全穿透尤其去除覆蓋太陽能電池的至少一個(gè)層，來露出導(dǎo)電連接器的接觸區(qū)域。接著該導(dǎo) 電連接器的接觸區(qū)域借助可從外部分接的接線元件而被接觸。該連接器的接觸區(qū)域從而首先被層壓，并在層壓之后由所圍繞的層來完全封閉。在層壓之后然后該接觸區(qū)域再次被露出。視回路數(shù)量而定，每個(gè)太陽能板具有兩個(gè)或多個(gè) 接觸區(qū)域。由于在層壓之前不必提供費(fèi)事的套管(DurchfUhrimg)，并且可以把電連接器基本 平著放置在該層系統(tǒng)的相應(yīng)平面中，所以可以自動(dòng)地進(jìn)行連接器的放置。連接器的幾何形 狀此外還可以被簡化。因?yàn)閷?duì)于之后的方法步驟，尤其對(duì)于層壓，沒有穿過該層系統(tǒng)的單個(gè) 層的開孔，并且因?yàn)闆]有連接器從該層系統(tǒng)中突出來，所以該層系統(tǒng)可以在之后的方法步 驟中更簡單地被處理。電連接器在該層系統(tǒng)中的位置此外還可以比從該層系統(tǒng)中突出的連 接器端的位置更精確地被給定，尤其在自動(dòng)化解決方案中，這大大簡化了連接器的接觸區(qū) 域的接觸。利用本發(fā)明的方法而制造的太陽能板從而包含至少兩個(gè)層，這些層把多個(gè)太陽能 電池在其主平面兩側(cè)進(jìn)行封閉，并如下進(jìn)行構(gòu)造
a)這些層和太陽能電池被層壓在一起；
b)太陽能電池通過完全位于層中的導(dǎo)電連接器而相互連接；
c)該導(dǎo)電連接器包含有位于層中的接觸區(qū)域；
d)具有到該接觸區(qū)域的通道，該通道穿過至少一個(gè)覆蓋該接觸區(qū)域的層；以及
e)可從外部分接的接線元件穿過該通道，并在該連接器的接觸區(qū)域中與之相電連接、 尤其是焊接(versctiweisst)或釬焊(verl5tet)。這種太陽能板可以通過具有以下步驟的一種方法而被制造
a)提供基礎(chǔ)基質(zhì)(Grundsubstrat)，尤其是玻璃板；
b)在該基礎(chǔ)基質(zhì)上施加第一層壓薄膜，尤其由EVA構(gòu)成的薄膜；
c)借助導(dǎo)電連接器把多個(gè)太陽能電池相連接；
d)把太陽能電池施加到該第一層壓薄膜上；
e)把一個(gè)第二層壓薄膜、尤其由EVA構(gòu)成的薄膜施加到該太陽能電池上；
f)把一個(gè)背側(cè)層施加到該第二層壓薄膜上，以制造還未層壓的太陽能板；
g)把未層壓的太陽能板進(jìn)行層壓；
h)通過在相應(yīng)的區(qū)域中完全穿透、尤其去除該背側(cè)層以及由該第二層壓薄膜所形成的 連接層，來露出該導(dǎo)電連接器的接觸區(qū)域；以及
i)借助可從外部分接的接線元件來與該導(dǎo)電連接器的接觸區(qū)域相接觸。在此該基礎(chǔ)基質(zhì)在處理期間優(yōu)選地構(gòu)成了最下面的層，但在本發(fā)明的范疇內(nèi)也可 以考慮相反地進(jìn)行處理，也即把該基礎(chǔ)基質(zhì)規(guī)定作為最上面的層，或者在處理期間把部分 構(gòu)造的層系統(tǒng)一次或多次地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。太陽能電池的電連接(步驟c)以及把太陽能電池施 加到該第一層壓薄膜上(步驟d)的順序可以按照需要來選擇。一種合適的設(shè)備包括
a)用于通過導(dǎo)電連接器來連接太陽能電池的臺(tái)站(Station)；
b)用于構(gòu)建要層壓的太陽能板的臺(tái)站，其中給該太陽能電池和導(dǎo)電連接器在其主平面 兩側(cè)分別覆蓋了至少一個(gè)層；
c)用于層壓太陽能板的裝置；
d)裝置、尤其是銑床，用于通過在相應(yīng)的區(qū)域完全穿透、尤其去除至少一個(gè)覆蓋太陽能 電池的層，來露出層壓在該太陽能板中的電連接器的接觸區(qū)域；以及e)裝置、尤其是釬焊或熔焊臺(tái)站，用于借助可以從外部分接的接線元件來與導(dǎo)電連接 器的接觸區(qū)域相接觸。所述的臺(tái)站和裝置有利地全自動(dòng)地運(yùn)行。但也可以考慮以下的實(shí)施方案，即其中 幾個(gè)臺(tái)站或裝置半自動(dòng)地或人工地來實(shí)現(xiàn)。從而有利地通過銑削來進(jìn)行接觸區(qū)域的露出。這種處理步驟可以良好地自動(dòng)化地 進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了高的精密度以及對(duì)層壓的層系統(tǒng)的有關(guān)層以及電連接器的良好處理。此外通 過自由銑削在該連接器的接觸區(qū)域還為之后的連接過程提供了清潔的表面。在進(jìn)行銑削時(shí) 有利地通過空氣來對(duì)處理位置進(jìn)行冷卻，此外還對(duì)所產(chǎn)生的削屑進(jìn)行抽吸。該銑刀有利地 如此來構(gòu)造，使得削屑變得盡可能短。另外也可以考慮其他的處理方式，比如切、沖壓或熔融。有利地，在露出接觸區(qū)域之前測量導(dǎo)電連接器的位置(Position)、尤其是部位 (Lage)和深度。為此在相應(yīng)的設(shè)備中在用于露出該接觸區(qū)域的裝置之前在流程中優(yōu)選地設(shè) 置有用于測量導(dǎo)電連接器的位置的裝置。前述的位置測量實(shí)現(xiàn)了精確的露出以及該接觸區(qū) 域的可靠接觸。這首先被指出，是因?yàn)樵诔Ｒ?guī)的層壓中完全被層壓的連接器在鄰接的層壓 薄膜層中“漂浮”，并從而在層壓過程中沒有精確地保持其位置。部位的確定實(shí)現(xiàn)了用于露 出接觸區(qū)域的加工工具的精確定位，深度的確定實(shí)現(xiàn)了對(duì)精確加工深度的調(diào)節(jié)，并從而保 證了接觸區(qū)域?qū)嶋H被露出，但同時(shí)對(duì)導(dǎo)電連接器不產(chǎn)生損壞或過度的妨礙?？梢越柚袌錾峡色@得的計(jì)算機(jī)控制銑削頭來進(jìn)行銑削。用于檢測接觸區(qū)域部位 的檢測器以及銑削工具有利地設(shè)置于同一頭上，由此能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的構(gòu)造以及高的處理精 度。首先測量要加工的銑削點(diǎn)，然后進(jìn)行銑削。如果有多個(gè)接觸區(qū)域需要與接觸元件相接 觸，其中接觸元件具有固定預(yù)給定的相對(duì)分配(布局)，那么接著借助所測量的值來調(diào)節(jié)單 獨(dú)的銑削深度以及接觸點(diǎn)布局的單個(gè)部位。導(dǎo)電連接器位置的測量優(yōu)選地借助一種感應(yīng)傳感器來進(jìn)行。這種傳感器是相對(duì)價(jià) 格合理的，此外還表明，利用這種傳感器不僅能夠在操作過程中精確地確定被層壓入的連 接器的側(cè)面位置，而且精確地確定其深度，其中層序列的圍繞層不對(duì)結(jié)果造成干擾影響。具 有模擬電流輸出的市場上可買到的感應(yīng)傳感器比如被移動(dòng)經(jīng)過導(dǎo)電連接器的接觸區(qū)域的 大致期待的位置上方。然后就可以通過檢測最小電流來確定連接器的側(cè)向部位，其中通過 最小電流的絕對(duì)值來確定深度。也可以考慮基于另一原理的傳感器，比如超聲或X射線傳感器以及機(jī)械(觸摸)傳 感器。電容性傳感器較不適合，因?yàn)闇y量結(jié)果明顯受圍繞層的特性的影響。導(dǎo)電連接器可以在層壓步驟之前在其接觸區(qū)域設(shè)計(jì)材料增強(qiáng)，也即在接觸區(qū)域中 增加材料量。即使在露出方法中，其中連接器的材料被部分地去除以保證可靠的接觸(比如 在銑削方法中)，也保證了連接器剩余的截面對(duì)于要傳導(dǎo)的電流是足夠的。材料增強(qiáng)比如可 以通過連接器的加倍來實(shí)現(xiàn)(尤其如果該連接器構(gòu)造為帶狀的)，也即連接器的露出端被翻 轉(zhuǎn)，以使材料截面加倍；接著把翻轉(zhuǎn)的區(qū)段優(yōu)選地與之下或之上的區(qū)段相連接，比如釬焊。 除了加倍之外也可以采用其他的材料積聚的方法比如擠壓，或者采用一種附加元件。所述的材料增強(qiáng)有利地已在太陽能電池連接之前就進(jìn)行，也即需要增強(qiáng)的那些連 接器已經(jīng)被預(yù)制。由此可以使加工過程保持簡化。或者進(jìn)行以下一種增強(qiáng)，比如在太陽能電池連接之后才進(jìn)行翻轉(zhuǎn)以形成加倍。
除了材料增強(qiáng)之外，比如也可以常規(guī)地增大導(dǎo)電連接器的截面，或者采用一種露 出方法，在該方法中截面不被縮小。該導(dǎo)電連接器有利地如此來設(shè)置，使得所有的接觸區(qū)域都位于太陽能板的一個(gè)帶 狀區(qū)域中并尤其相互相鄰。從而實(shí)現(xiàn)了連接器的更簡單的布局，此外還可以在連接的區(qū)域 中省略與之下的太陽能電池相絕緣的附加絕緣。此外還不產(chǎn)生如下的風(fēng)險(xiǎn)，即在露出接觸 區(qū)域時(shí)太陽能電池可能由于機(jī)械和/或熱影響而被損壞?；蛘咴谔柲茈姵貐^(qū)域中進(jìn)行連接。其前提是附加的絕緣和用于露出的方法，在 該方法中不產(chǎn)生損壞太陽能電池的危險(xiǎn)。為此能夠增大電池面積與總面積的比例，這獲得 了更高的面積效率。位于帶狀區(qū)域中的導(dǎo)電連接器可以在接觸區(qū)域中被設(shè)置在一個(gè)附加的共同的載 體上，也即設(shè)置在一個(gè)如下載體上該載體不是層序列的組成部分并且僅存在于接觸區(qū)域 的區(qū)域中。適合作為載體的比如是由聚氟乙烯(Tedlar)構(gòu)成的帶。該載體以及必要時(shí)要 設(shè)置到該載體區(qū)域中的連接器連同接觸區(qū)域可以是預(yù)制的，這簡化了處理。此外通過該載 體還提供了位于其后的連接器與太陽能板前側(cè)的分隔，由此防止連接器受任何有害影響比 如太陽輻射，并由此改善了太陽能板的美觀。如果該端子單元比如通過熔焊或釬焊與導(dǎo)電 連接器的接觸區(qū)域相連接，那么該載體此外還針對(duì)位于其前面的層提供了熱屏障，并從而 防止其損壞?；蛘咴撨B接器僅設(shè)置在周圍的層上。太陽能電池優(yōu)選地借助縱向連接器相互連接為一個(gè)支路，不同的支路借助橫向連 接器相電連接，其中接觸區(qū)域構(gòu)造在該橫向連接器上。由此實(shí)現(xiàn)了簡單的布局。如果縱向 連接器和橫向連接器成直線實(shí)施并且相互成直角設(shè)置，那么就得到了尤其簡單的布局。由 于要傳導(dǎo)電流，該橫向連接器具有比縱向連接器更大的截面。在該橫向連接器上從而能夠 比相對(duì)薄的縱向連接器更簡單地實(shí)現(xiàn)安全而耐用的接觸區(qū)域。尤其該橫向連接器可以在該 太陽能板的邊緣區(qū)域中來設(shè)置，以及必要時(shí)設(shè)置在一個(gè)附加載體上。或者可以采用其他的布局。有利地，在將太陽能電池施加到該第一層壓薄膜之前，借助導(dǎo)電連接器來進(jìn)行多 個(gè)太陽能電池的連接。這保證了不會(huì)由于所述連接(尤其由于釬焊)而對(duì)層壓薄膜造成不利 影響。此外在進(jìn)行放置之前就能夠?qū)λ圃斓闹泛?或整個(gè)布局進(jìn)行電測試，比如通過 所謂的暗電流測試?？v向連接器與橫向連接器的連接和/或通過可從外部分接的接線元件與導(dǎo)電連 接器接觸區(qū)域的接觸優(yōu)選地通過無焊劑的連接來進(jìn)行。通常的焊劑蒸發(fā)出來并與層壓薄膜 的材料(也即比如EVA)相反應(yīng)，由此聚合過程的運(yùn)行溫度被限高。較長的層壓時(shí)間相應(yīng)地 需要較低的運(yùn)行溫度。如果能夠省略焊劑，比如通過采用一種引線鍵合(wire bonding)方 法并相應(yīng)地避免與層壓材料的反應(yīng)，那么由于明顯較短的層壓時(shí)間而能夠大大提高該方法 的經(jīng)濟(jì)性?？蓮耐獠糠纸拥慕泳€元件有利地設(shè)置在接線盒中，其中所述接線盒被施加在該層 壓太陽能板的背側(cè)，以便使得導(dǎo)電連接器接觸區(qū)域與第一主平面相接觸。該接線盒保護(hù)了 與該導(dǎo)電連接器的接觸點(diǎn)，并提供了穩(wěn)定而持久的連接能力。該接線元件在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的范疇內(nèi)以第一端(機(jī)械)固定在該接線盒上，并以其第二自由端實(shí)施為彈性的，使得該彈性端在施加該接線盒之后與該接觸區(qū)域相接觸。 接著該彈性端可以與該接觸區(qū)域相連接，尤其焊接或釬焊。接線元件的彈性構(gòu)造保證了在 接線元件與相應(yīng)接觸區(qū)域之間的公差補(bǔ)償。該接線元件優(yōu)選地布置在從第一主平面穿過直至接線盒背側(cè)的開孔的區(qū)域中，使 得為了把該端子單元與接觸區(qū)域相連接可以把連接工具從背側(cè)而引導(dǎo)到該接線元件。因?yàn)?在放上該接線盒之后也保持直接從后面可到達(dá)接觸區(qū)域，所以大大簡化了連接步驟的自動(dòng) 化。在放上接線盒并連接該自由端之后，該開孔優(yōu)選地與接觸區(qū)域澆注。通過澆注實(shí)現(xiàn)了 相互連接的元件的固定化以及接觸點(diǎn)的長期保護(hù)。該導(dǎo)電連接器有利地至少在接觸區(qū)域中是帶狀的，其中它們基本平著(flach)被 引入到太陽能板的層之間，也即帶狀連接器的主平面與層序列的單個(gè)層的主平面相平行。 利用帶狀連接器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于要傳導(dǎo)電流的足夠的截面，而同時(shí)避免了把連接器施加得太 厚并比如可能損害該層系統(tǒng)的均勻?qū)訅?。根?jù)下文的詳細(xì)說明以及整體權(quán)利要求得到了本發(fā)明的其他有利的實(shí)施方式和 特征組合。


附圖用于解釋實(shí)施例，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的太陽能板的示意性俯視圖2示出了太陽能板的示意性橫截面圖3示出了確定接觸區(qū)域部位的示意性橫截面圖4示出了露出接觸區(qū)域的示意性橫截面圖5示出了露出的接觸區(qū)域的示意性橫截面圖6生成了接觸該接觸區(qū)域的示意性橫截面圖7示出了太陽能板背側(cè)和接線盒的示意性俯視圖；以及
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的用于制造太陽能板的設(shè)備的示意性框圖。基本上在附圖中相同的部分設(shè)置有相同的參考標(biāo)記。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的太陽能板的示意性俯視圖。圖2示出了該太陽能板的 示意性橫截面圖。該太陽能板1包含有作為基礎(chǔ)基質(zhì)的、由單片式安全玻璃構(gòu)成的玻璃板 10。其上構(gòu)建有層系統(tǒng)，該層系統(tǒng)是由乙烯醋酸乙烯酯(EVA)制成的第一透明塑料層20、多 個(gè)本身已知的太陽能電池30、由乙烯醋酸乙烯酯(EVA)制成第二塑料層40以及由聚酯制成 的背側(cè)薄膜50構(gòu)成。該太陽能板1如此來設(shè)置(比如固定在樓頂)，使得該玻璃板10朝向 太陽。太陽光透射過該玻璃板10以及該第一透明塑料層20，并投射到嵌入該塑料層20、40 之間的太陽能電池30，在此產(chǎn)生電壓。多個(gè)太陽能電池30分別(在所示例子中為分別六個(gè))通過縱向連接器31串聯(lián)連 接到多個(gè)(在所示的例子中為六個(gè))支路32. 1. . . 32. 6。相應(yīng)的連接在圖1中部分僅示意地 示出(虛線)?？v向連接器31此外還與太陽能電池30的接觸面相釬焊。每兩個(gè)支路32. 1、 32. 2以及32. 3,32. 4以及32. 5,32. 6再次相互串聯(lián)，其中該連接通過橫向連接器33來實(shí)現(xiàn)。在圖1中所示的電路具有四個(gè)抽頭(見下文)，其中連接到一起的兩個(gè)第一支路32. 1、 32. 2連接到第一和第二抽頭之間，相互連接到一起的第三和第四支路32. 3,32. 4連接到第 二和第三抽頭之間，相互連接到一起的第五和第六支路32. 5,32. 6連接到第三和第四抽頭 之間。從而能夠有目的地對(duì)全部的太陽能電池30或該太陽能板1的單個(gè)區(qū)域進(jìn)行分接。所述的橫向連接器33是鍍錫的切0. 4mm銅帶。錫層在此具有約20 μ m的厚度。該 橫截面如此來選擇，使得其能夠傳導(dǎo)所期望的最大電流。該橫向連接器33設(shè)置在太陽能板 1的兩個(gè)相對(duì)的邊緣區(qū)域中，并基本垂直于縱向連接器30來延伸，其中該橫向連接器33的 主平面與該層系統(tǒng)的單個(gè)層的主平面相平行。該橫向連接器33借助由EVA構(gòu)成的層而施 加在由聚氟乙烯(Tedlar)構(gòu)成的載體帶34上。在該太陽能板的彼此相對(duì)的邊緣區(qū)域之一 中，分別設(shè)置于太陽能板1 一半之中的四個(gè)橫向連接器33中的每一個(gè)在一個(gè)自由端區(qū)域中 都包含有一個(gè)接觸區(qū)域35，其中該接觸區(qū)域35提供了上述的抽頭，并且其中它們彼此相鄰 地布置，使得這四個(gè)接觸區(qū)域35構(gòu)成了一個(gè)梯形的接觸四邊形36。太陽能電池30、縱向連 接器31以及具有橫向連接器33的載體帶34全部封閉在兩個(gè)塑料層20、40之間。在該接 觸區(qū)域35上，也即在相應(yīng)的自由端上，該橫向連接器33在12mm的長度上翻轉(zhuǎn)(umgelegt)， 并且翻轉(zhuǎn)端是釬焊的，使得橫向連接器33的橫截面在接觸區(qū)域中加倍。在太陽能板1的背側(cè)上設(shè)置有一個(gè)接線盒60，其具有接線元件，這些接線元件可 以與橫向連接器33的接觸區(qū)域35相連接(見下面的圖6和7)。在該接線盒60中設(shè)置有 空程二極管，其中該空程二極管以本身已知的方式來防止如果比如該太陽能板被部分遮 擋(其方式是被遮擋的區(qū)域好像被“消隱”)而造成的輸出電壓崩潰。該太陽能板1此外還 可以設(shè)置有比如由鋁制成的框架(未示出)。下面闡述太陽能板1的制造。對(duì)此適合的設(shè)備在圖8中以框圖來示出。為了制造 太陽能板1，玻璃基質(zhì)10首先被清潔，并針對(duì)其他的方法步驟而被預(yù)處理(臺(tái)站120)。在另 一臺(tái)站110中，太陽能電池30首先利用縱向連接器31而連接到支路32. 1. . . 32. 6，接著這 些支路借助橫向連接器33而被連接在一起。接著在另一臺(tái)站130中該層系統(tǒng)被逐步設(shè)置在 該玻璃板10上，也即在該玻璃板上布置由EVA構(gòu)成的第一塑料薄膜以形成第一塑料層20、 被連接在一起的太陽能電池30連同縱向和橫向連接器31、33、第二塑料薄膜以構(gòu)成該第二 塑料層40和背側(cè)薄膜50。接著在一個(gè)層壓裝置140中在低壓以及約150° C下進(jìn)行模塊 的層壓。在層壓中，由到此時(shí)為止乳白色的EVA塑料薄膜形成透明的三維交聯(lián)的并且不再 能夠融化的塑料層20、40，其中該太陽能電池30和連接器現(xiàn)在被嵌入其中，并且相互固定 地并與玻璃板10和背側(cè)薄膜50連接。在層壓之后邊緣被鑲邊，接線盒60被設(shè)置，并且空 程二極管被配置?，F(xiàn)在該太陽能板1還被裝邊框、測量并按照其電氣值而被分類和包裝。結(jié)合圖3-6來描述根據(jù)本發(fā)明的橫向連接器接觸區(qū)域的接觸。圖3是在一個(gè)相應(yīng) 的測量裝置150中確定接觸區(qū)域35部位的示意性橫截面圖。為此，感應(yīng)傳感器70、比如瑞 士 Frauenfeld的Baumer Electric公司的IWRM 12型號(hào)的模擬傳感器以0_4mm的測量距 離被引導(dǎo)經(jīng)過已被層壓的太陽能板1的背側(cè)，并測量在不同位置的輸出電流。該測量裝置 除了由所述的模擬傳感器組成之外，還由電流源(24V直流)、恰當(dāng)選擇的負(fù)載電阻和萬用表 組成，其中該萬用表在要形成的輸出電流范圍(在此為4. . . 20mA)中具有足夠的分辨率。已 知傳感器與背側(cè)薄膜1. 6mm的間距提供了良好的結(jié)果。為了在位置測量和之后的、在下文 中還繼續(xù)闡述的銑削過程之間保證有一個(gè)明確的關(guān)系，該傳感器通過一個(gè)測量表支持器而固定在銑削軸支撐上，其中該傳感器相對(duì)于銑刀尖回退了 1. 0mm。在所述的實(shí)施例中僅需要 確定橫向連接器33的側(cè)向位置，因?yàn)檠貦M向連接器33的伸展的縱向偏移是不嚴(yán)格的。如果傳感器70垂直于橫向連接器33被引導(dǎo)，那么其上測量到最小輸出電流的位 置就對(duì)應(yīng)于橫向連接器33的中心。此外由最小輸出電流的絕對(duì)值還可以推斷橫向連接器 33的深度。為了能夠總是可靠地確定該深度，該傳感器70被定期校正。為此可以在所處理 的太陽能板1上采用控制測量，和/或在預(yù)給定的圖樣上進(jìn)行測量。所述測量針對(duì)所有四 個(gè)接觸區(qū)域35來重復(fù)，使得四個(gè)橫向位置和四個(gè)深度被確定。在確定四個(gè)側(cè)向位置之后來 確定一個(gè)平均值，該平均值在稍后解釋，并且該接觸四邊形如此來定位，使得所有的橫向連 接器33都能夠可靠地被接觸。所測量的值被存儲(chǔ)以用于下一方法步驟。圖4示出了露出接觸區(qū)域的示意性橫截面圖。為此固定在銑削裝置160的本身已 知的銑削軸支撐上的銑削工具80在之前所確定的位置上穿過背側(cè)薄膜50和之后的塑料層 40直至橫向連接器33，其中所述的層以及橫向連接器33的錫層在該范圍中被去除。通過 把該橫向連接器33在其末端區(qū)域中進(jìn)行加倍，保證了在完全去除該錫層之后也提供用于 傳導(dǎo)所期望電流的足夠的橫截面。在所示的實(shí)施例中，該銑削工具80是HSS雙槽刀，其以 高的轉(zhuǎn)速被驅(qū)動(dòng)。該銑削工具80如此來構(gòu)造，使得形成盡可能短的削屑。在銑削過程期間 該處理點(diǎn)利用空氣來冷卻。該銑削深度根據(jù)所測量的接觸點(diǎn)的深度如此來選擇，使得橫向 連接器33的錫層被可靠地去除，但使得在該區(qū)段中被加倍的橫向連接器33的剩余橫截面 繼續(xù)足夠傳輸所期望的最大電流。這四個(gè)銑削點(diǎn)具有固定的相互幾何關(guān)系，該接觸四邊形 根據(jù)在前述步驟中所實(shí)施的測量相對(duì)于太陽能板1來定位。圖5是現(xiàn)在被露出的接觸區(qū)域35的示意性橫截面圖。圖6示出了在相應(yīng)的臺(tái)站170中接觸該接觸區(qū)域35的示意性橫截面圖。圖7示 出了太陽能板背側(cè)和接線盒的示意性俯視圖。在露出接觸區(qū)域35、35. 1... 35. 4之后，彈性 接線片90,90. 1. . . 90. 4以其水平彎曲的自由端被引導(dǎo)到接觸區(qū)域35,35. 1. · · 35. 4。接著 該自由端可以與該接觸區(qū)域35、35. 1... 35. 4相釬焊。接線片90、90. 1. . . 90. 4定位于接線 盒60的從后向前穿透的開孔61中，使得釬焊工具能夠從后面穿過該開孔61而可達(dá)到該接 線片90、90. 1...90. 4。在對(duì)全部四個(gè)接線片90、90. 1. .. 90. 4進(jìn)行釬焊之后該開孔61可以 利用一種合適的澆注工具被澆注。本發(fā)明并不局限于所示的實(shí)施例。那么太陽能電池的布局、連接器和接觸平面比 如就可以選擇得不同。所述的材料也僅僅理解為實(shí)施例，比如代替由EVA構(gòu)成的層，也可以 采用其他的材料比如硅酮橡膠。背側(cè)包覆也可以由其他材料、比如由聚氟乙烯(Tedlar)來 制造。該基礎(chǔ)基質(zhì)也不必是玻璃板，而比如可以由塑料材料來制造。本發(fā)明可以利用通常 在市場上可獲得的太陽能電池來進(jìn)行應(yīng)用，尤其利用單晶以及多晶電池來進(jìn)行應(yīng)用。代替對(duì)橫向連接器的自由端進(jìn)行加倍，也可以采用具有略微增大的橫截面的 橫向連接器，使得在露出該接觸區(qū)域之后也具有足夠的橫截面以傳導(dǎo)所期待的最大電 流。代替在該接線片與橫向連接器的接觸區(qū)域之間進(jìn)行釬焊連接，也可以提供熔焊連接 (Sctiweissverbindung)，或者采用一種本身已知的引線鍵合法。該接線盒也可以實(shí)施為不同的，比如該接觸元件可以由通過螺旋彈簧而支撐的接 觸件來構(gòu)造，或者(初始)接觸不是通過彈簧來制造，而是在該連接過程期間才通過外部工 具來制造。
總之能夠確定的是，通過本發(fā)明提供了一種用于制造太陽能電池的接觸的方法， 該方法是可自動(dòng)化的并具有較小的錯(cuò)誤率。
權(quán)利要求
1.用于制造設(shè)置在層壓太陽能板(1)中的太陽能電池(30)的接觸的方法，其中太陽 能電池(30)在其主平面兩側(cè)分別被至少一個(gè)層(10，20，40，50)覆蓋，該方法包含以下的步 驟a)在層壓步驟之前通過導(dǎo)電連接器(31，33)來連接所述太陽能電池(30)；b)其中所述導(dǎo)電連接器(31，33)被引入到要層壓的太陽能板中，使得其在層壓步驟之 后完全被層壓在太陽能板(1)中；c)在所述層壓步驟之后露出所述導(dǎo)電連接器(33)的接觸區(qū)域(35)，其方式是，覆蓋所 述太陽能電池的至少一個(gè)層(40，50)在一個(gè)相應(yīng)的區(qū)域中被完全穿透、尤其被去除；以及d)借助可從外部分接的接線元件(90)來接觸所述導(dǎo)電連接器(33)的接觸區(qū)域(35)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在露出所述接觸區(qū)域(35)之前，測量所 述導(dǎo)電連接器(33)的位置，尤其是部位和深度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，借助感應(yīng)傳感器(70)來進(jìn)行所述測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，通過銑削來進(jìn)行所述接觸區(qū)域 (35)的露出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電連接器(31，33)被設(shè)置 為使得所有的接觸區(qū)域(35)位于所述太陽能板(1)的邊緣區(qū)域中，并且尤其是彼此相鄰。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電連接器(33)被布置在在一個(gè)附 加的共同載體(34)上的接觸區(qū)域(35)的范圍中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述太陽能電池(30)借助縱向 連接器(31)被相互連接到支路(32)，并且不同的支路(32)借助橫向連接器(33)被電連接， 其中所述接觸區(qū)域(35)構(gòu)造于所述橫向連接器(33)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過可從外部分接的端子單元(90)通過 無焊劑的連接來進(jìn)行所述縱向連接器(31)與橫向連接器(33 )的連接和/或所述導(dǎo)電連接 器(33)的接觸區(qū)域(35)的接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，可從外部分接的接線元件(90) 設(shè)置在接線盒(60)中，其中所述接線盒(60)被施加到所述層壓太陽能板(1)的背側(cè)，以便 使所述導(dǎo)電連接器(33)的接觸區(qū)域(35)與第一主平面接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述接線元件(90)以一個(gè)第一端固定 到所述接線盒(60)上，并且所述接線元件(90)以其第二自由端實(shí)施為彈性的，使得在施加 所述接線盒(60)之后所述彈性端與所述接觸區(qū)域(35)相接觸，其中接著所述彈性端與所 述接觸區(qū)域(35 )相連接，尤其是焊接或釬焊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述接線元件(90)設(shè)置在所述接線 盒(60)的穿透的開孔(61)的區(qū)域中，使得為了把所述接線元件(90)與所述接觸區(qū)域(35) 相連接可以把連接工具從背側(cè)伸到所述接線元件(90)上，其中優(yōu)選地在設(shè)置所述接線盒 (60)以及把所述自由端與所述接觸區(qū)域(35)相連接之后所述開孔(61)被澆注。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電連接器(33)至少在 接觸區(qū)域(35)中是帶狀的，其中它們基本平著被引入到所述太陽能板(1)的層(20，40)之 間。
13.用于制造太陽能板(1)的方法，其包含有以下的步驟a)提供基礎(chǔ)基質(zhì)(10)，尤其是玻璃板；b)在所述基礎(chǔ)基質(zhì)(10)上施加第一層壓薄膜(20)，尤其是由EVA構(gòu)成的薄膜；c)借助導(dǎo)電連接器(31，33)把多個(gè)太陽能電池(30)相連接；d)把太陽能電池(30)施加到所述第一層壓薄膜(20)上；e)把第二層壓薄膜(40)、尤其是由EVA構(gòu)成的薄膜施加到所述太陽能電池(30)上；f)把一個(gè)背側(cè)層(50)施加到所述第二層壓薄膜(40)上，以制造還未層壓的太陽能板；g)把未層壓的太陽能板進(jìn)行層壓；h)通過在相應(yīng)的區(qū)域中完全穿透、尤其去除所述背側(cè)層(50)以及由所述第二層壓薄 膜(40)所形成的連接層，來露出所述導(dǎo)電連接器(33)的接觸區(qū)域(35)；以及i)借助可從外部分接的接線元件(90)來接觸所述導(dǎo)電連接器(33)的接觸區(qū)域(35)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在把所述太陽能電池(30)施加到所述 第一層壓薄膜(20)上之前，借助導(dǎo)電連接器(31，33)來進(jìn)行多個(gè)太陽能電池(30)的連接。
15.包含有至少兩個(gè)層(10，20，40，50)的太陽能板(1)，所述層把多個(gè)太陽能電池 (30 )在其主平面兩側(cè)進(jìn)行封閉，其中a)這些層(10，20，40，50)和太陽能電池(30)被層壓在一起；b)太陽能電池(30)通過完全位于層中的導(dǎo)電連接器(31，33 )而相互連接；c)所述導(dǎo)電連接器(31，33)包含有位于層中的接觸區(qū)域(35 )；d)具有到所述接觸區(qū)域(35)的通道，所述通道穿過至少一個(gè)覆蓋所述接觸區(qū)域(35) 的層(40，50)；以及e)可從外部分接的接線元件(90)穿過所述通道，并在所述連接器(33)的接觸區(qū)域 (35)中與之電連接、尤其焊接或釬焊。
16.用于制造層壓太陽能板(1)的設(shè)備，其包含有a)用于通過導(dǎo)電連接器(31，33)來連接太陽能電池(30)的臺(tái)站(110)；b)用于構(gòu)建要層壓的太陽能板(1)的臺(tái)站(130)，其中給所述太陽能電池(30)和導(dǎo)電 連接器(31，33)在其主平面兩側(cè)分別覆蓋了至少一個(gè)層(10，20，40，50)；c)用于層壓太陽能板(1)的裝置(140)；d)裝置(160)，尤其銑床，用于通過在相應(yīng)的區(qū)域完全穿透、尤其去除至少一個(gè)覆蓋所 述太陽能電池的層(40，50)，來露出層壓在所述太陽能板(1)中的導(dǎo)電連接器(31，33)的接 觸區(qū)域(35);以及e)裝置(170)，尤其釬焊或熔焊臺(tái)站，用于借助可以從外部分接的接線元件(90)來接 觸導(dǎo)電連接器(31，33)的接觸區(qū)域(35)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于在用于露出所述接觸區(qū)域(35)的裝置 之前在流程中所設(shè)置的用于測量導(dǎo)電連接器(33)位置的裝置(150，70)。
全文摘要
在用于制造層壓太陽能板(1)中所設(shè)置的太陽能電池(30)的接觸的方法中，其中所述太陽能電池(30)在其主平面兩側(cè)分別覆蓋有至少一個(gè)層，在層壓步驟之前通過導(dǎo)電連接器(31，33)來連接太陽能電池(30)，其中所述導(dǎo)電連接器(31，33)如此被加入到要層壓的太陽能板中，使得其在層壓步驟之后完全被層壓在太陽能板(1)中。在所述層壓步驟之后露出所述導(dǎo)電連接器(33)的一個(gè)接觸區(qū)域(35)，其方式是，覆蓋所述太陽能電池的至少一個(gè)層在一個(gè)相應(yīng)的區(qū)域中被完全穿透、尤其被去除。接著所述導(dǎo)電連接器(33)的接觸區(qū)域(35)可以借助可從外部分接的接線元件而被接觸。由于在層壓之前不提供費(fèi)事的套管，并且所述導(dǎo)電連接器(31，33)基本能夠平著被放置在所述層系統(tǒng)的相應(yīng)平面中，由此所述連接器(31，33)的步驟可以自動(dòng)進(jìn)行。此外所述導(dǎo)電連接器(31，33)在所述層系統(tǒng)中的位置可以比從所述層系統(tǒng)突出的連接器端的位置更精確地給定，這尤其在自動(dòng)化解決方案中大大簡化了與連接器(31，33)的接觸區(qū)域(35)的接觸。
文檔編號(hào)H01L31/02GK102084490SQ200980125239
公開日2011年6月1日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者H-U·庫爾特, M·布蘭切特, R·卡波恩, R·古德爾, R·海德, W·朱勞夫 申請人:3S 瑞士太陽能系統(tǒng)股份有限公司, 古德爾集團(tuán)股份公司