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CN103959481A - 光伏组件及其制造方法 - Google Patents

光伏组件及其制造方法 Download PDF

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CN103959481A
CN103959481A CN201180075161.1A CN201180075161A CN103959481A CN 103959481 A CN103959481 A CN 103959481A CN 201180075161 A CN201180075161 A CN 201180075161A CN 103959481 A CN103959481 A CN 103959481A
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Abstract

光伏组件(10)包括：具有受光面侧的电极和背面侧的电极(26)的光伏元件(14)；和经由包含树脂的粘接层(50)、(52)与光伏元件(14)连接的连接部件，上述连接部件中，与背面侧的电极(26)相向的宽度比背面侧的电极(26)的宽度窄，在与背面侧的电极(26)相向的面具有凹凸(40)，该连接部件用于将相邻配置的一方侧的光伏元件和另一方侧的光伏元件(14)相互连接。背面侧的电极(26)为覆盖光伏元件(14)的背面的大致整体的电极。

Description

光伏组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及利用连接部件将相邻的光伏元件连接而成的光伏组件及其制造方法。
背景技术
接受太阳光进行发电的光伏元件为了从接受太阳光产生电动势的光伏部取出电力，在称为主面的正面设置有集电用的电极。为了将多个光伏元件相互连接而形成光伏组件，利用连接部件将相邻的光伏元件各自的电极相互连接。
例如，在专利文献1中描述：在现有技术的太阳能电池单元中，在正面设置有称为主栅线(busbar)的集电极，其与称为连接条(tab)的导电材料焊接。而且，指出在主栅线和连接条的焊接中，有可能产生单元(cell)裂开、电极剥离。于是，描述了这样一种制法：在主面上具有沿着一方向延伸并且相互平行排列的多个副栅线，另一方面，在连接条的正面设置焊料等的软导电体层，经由粘接剂将连接条按压至副栅线，使粘接剂流动排出并使副栅线埋入于软导电体层。
此外，在专利文献1的第四实施方式中描述：副栅线的高度设有两种，此时，两种副栅线的高度的差比软导电体层的厚度小。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－181963号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
为了使用树脂等粘接剂将光伏元件的电极和连接部件机械连接且电连接，需要使光伏元件的电极与连接部件之间的粘接剂适当流动排出。为此，将光伏元件和连接部件压接即可。在该情况下，当连接部件与光伏元件的电极相向的面积过大时，有可能产生粘接剂不能顺畅流动排出的情况。特别是，当光伏元件的背面侧的电极设为较大的面积时，有可能在上述电极与连接部件之间粘接剂不能顺畅流动排出。
当粘接剂不能顺畅流动排出时，光伏元件的电极与连接部件之间的电连接不充分，光伏组件的性能有可能降低。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的光伏组件包括：具有受光面侧的电极和背面侧的电极的光伏元件；和与背面侧的电极连接的连接部件，连接部件中，与背面侧的电极相向的部分的宽度比背面侧的电极的宽度窄，在与背面侧的电极相向的面具有凹凸。
发明效果
当采用上述结构时，使用在与光伏元件的背面相向的面具有凹凸的连接部件。当对光伏元件经由粘接剂压接连接部件时，利用该凹凸的凸部，能够使光伏元件的背面侧的电极与连接部件之间的粘接剂适当地流动排出。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的光伏组件的结构的图。
图2是将图1的沿B－B线和C－C线的截面放大表示的图。
图3是表示在本发明的实施方式的光伏组件中、连接部件的另一例的图。
图4是表示在本发明的实施方式的光伏组件中、电极正面具有凹凸结构的情况下的连接部件的图。
具体实施方式
以下，利用附图详细说明本发明的实施方式。以下，光伏元件的受光面侧的电极作为具有主栅线(busbar)和副栅线(finger)的电极进行描述，但也可以仅具有副栅线。以下，作为光伏元件的平面形状描述具有正方形的形状的平面形状，但也可以是长方形、圆形等其他的平面形状。
以下描述的形状、尺寸、电极的数量、材质等是用于说明的例示，可以根据光伏元件的规格适当变更。
以下，在所有的附图中对相同的构件标注相同的附图标记，省略重复说明。另外，在本文中的说明中，根据需要使用之前描述的附图标记。
图1是表示光伏组件10的结构的图。光伏组件10利用连接部件30将多个光伏元件相互连接，能够获得所期望的电力。图1示出了用连接部件30连接的多个光伏元件中相邻的两个光伏元件12、14。图1(a)为平面图。图1(b)为沿图1(a)的A－A线的截面图。图1(c)为后视图。这些图中分别示出了X、Y、Z方向。X方向为连接部件30延伸的方向，Z方向为光伏元件12、14的厚度方向，Y方向为与X方向和Z方向正交的方向。此外，各图中与纸面垂直的方向用箭头表示其所朝的方向，其中箭头的根部侧用×记号表示，箭头的前端侧用黑点表示。
光伏元件12、14具有大致正方形的平面形状，在称为主面的正面设置有集电用的电极。在此，设置有受光面侧的电极20和背面侧的电极26。光伏元件12、14接收来自受光面侧的光进行发电，由受光面侧的电极20和背面侧的电极26取出所产生的电力。电极20以光伏元件12、14能够受光的方式，在受光面上局部性地设置。电极26设置在光伏元件12、14的背面的大致整个面上。电极26也是使透过光伏元件12、14的光反射到光伏元件12、14侧的反射层。所以，光伏元件12、14是主要利用从受光面侧入射的光进行发电的单面型的太阳能电池。
受光面侧的电极20包括宽度相对宽且直线地延伸的两个主栅线22和与主栅线22连接的多个副栅线24。副栅线24是以在与主栅线22延伸的方向交叉的方向上延伸的方式设置的、相互并列地配置的多个电极。副栅线24的宽度尺寸设定成比主栅线22的宽度尺寸窄。作为替代，副栅线24在受光面的整个面，以大致均匀的配线密度设置得比主栅线22多。所以，由光伏元件12、14发出的电力由副栅线24从受光面的每个部位普遍且大致均匀地取出，收集于主栅线22。
主栅线22、副栅线24分别能够通过将导电性浆以规定的图案进行丝网印刷、固化或烧成而形成。主栅线22、副栅线24分别也可以通过电镀法、蒸镀法或溅射法等其他方法形成。优选距主面的高度设成，主栅线22稍高。也可以在导电层之上设置焊料层等其他导电层。
背面侧的电极26是覆盖光伏元件12、14的背面的大致整体的电极。覆盖大致整体是指，例如在采用大致正方形的平面形状的光伏元件12、14的情况下，以根据光伏元件12、14的平面尺寸设置周边的余量尺寸的大致正方形的形状来设定背面侧的电极26的平面形状。通过设置余量尺寸，能够抑制经由电极26的不期望的泄漏(leak)的产生等的不良。
背面侧的电极26也能够通过将导电性浆以规定的图案进行丝网印刷，固化或烧成而形成。或者，也可以用掩模覆盖光伏元件12、14的背面的周边部分，通过溅射法或蒸镀法形成。另外，也可以在导电层之上设置焊料层等其他导电层。
连接部件30是将相邻配置的一方侧的光伏元件12与另一方侧的光伏元件14相互连接的导电性部件。在后面详细描述连接部件30与光伏元件12、14之间的连接。连接部件30包括与光伏元件12、14的背面侧的电极26连接的背面侧连接部分32和与受光面侧的主栅线22连接的受光面侧连接部分34。图1的例子中，为了将相邻的光伏元件12、14相互连接，使用两个连接部件30，但是这是例示。根据光伏组件10的规格，连接部件30的个数能够任意设定。例如可以为一个，也可以为三个以上。
受光面侧连接部分34具有比主栅线22的宽度尺寸(与延伸的方向正交的方向的尺寸)大的宽度尺寸。
背面侧连接部分32相对于背面侧的电极26具有覆盖其一部分的宽度尺寸。所以，背面侧连接部分32与背面侧的电极26相向的面积设定成比背面侧的电极26的面积小。这样，连接部件30与电极相向的面积与连接的电极的面积之间的大小关系，在受光面侧连接部分34和背面侧连接部分32中是不同的。
在背面侧连接部分32中与背面侧的电极26相向的部分的宽度尺寸设定成比在受光面侧连接部分34中与受光面侧的主栅线22相向的部分的宽度尺寸大。即，在背面侧连接部分32中与背面侧的电极26相向的部分的面积是比在受光面侧连接部分34中与受光面侧的主栅线22相向的部分的面积大的面积。由此，能够从覆盖光伏元件12、14的背面整体的背面侧的电极26的宽大的范围，将电力收集并取出到对背面侧连接部分32。
在背面侧连接部分32的与背面侧的电极26相向的面，设置有凹凸40。凹凸40通过在背面侧连接部分32设置突起而形成。突起部分为凹凸40的凸部，未设置突起部分的部分为凹凸40的凹部。该凹凸40是为了将连接部件30与光伏元件12、14之间良好地连接而设置的。图1中，作为凹凸40，设置有与连接部件30的延伸方向平行的突起。该凹凸40能够通过对连接部件30进行冲压加工、局部刻蚀加工、或在平板状的薄板之上粘接作为凸部的薄板等的方法，一体化地获得。
作为该光伏组件10的制造方法包括与光伏元件12、14的背面侧的电极26连接的连接工序。该连接工序包括：准备在至少一方的面具有凹凸的连接部件30的工序；在背面侧的电极26之上经由粘接剂以凹凸朝向背面侧的电极26一方的方式配置连接部件30的工序；和一边使粘接剂从凹凸的凸部与背面侧的电极26之间流动排出一边将连接部件30与背面侧的电极26压接的工序。在此，利用图2说明连接部件30与光伏元件12、14之间的连接。
图2是将图1中的沿B－B线的截面的局部放大图和图1中的沿C－C线的截面的局部放大图对比表示的图。沿B－B线的截面图是与YZ平面平行的面，沿C－C线的截面图是沿XZ平面的截面图。
连接部件30用包含树脂的粘接层与光伏元件14粘接。具体而言，在光伏元件14的背面侧的电极26与连接部件30的背面侧连接部分32之间，配置有包含树脂的粘接层50。背面侧的电极26和连接部件30的背面侧连接部分32通过粘接层50所含的树脂粘接。另外，在光伏元件14的受光面侧的电极20(主栅线22)与另外的连接部件30的受光面侧连接部分34之间，配置有包含树脂的另外的粘接层52。受光面侧的电极20(主栅线22)与受光面侧连接部分34通过粘接层52所含的树脂粘接。
作为用于形成粘接层50、52的粘接剂，能够使用以能够在200℃以下的温度下粘接的树脂为主成分的粘接剂。作为该粘接剂，例如除了能够使用以环氧(epoxy)类树脂为主成分的粘接剂之外，还能够使用以丙烯酸(acryl)类树脂为主成分的粘接剂、以聚氨酯(urethane)类树脂为主成分的粘接剂。
作为用于形成粘接层50、52的粘接剂，能够公知地使用具有各向异性的导电性的树脂型的粘接剂或绝缘性的粘接剂。这些粘接剂包含较多树脂成分，所以能够提高粘接力。
用于形成粘接层50的粘接剂和用于形成粘接层52的粘接剂可以相同也可以不同。另外，可以使用膜(film)状的粘接剂，也可以使用浆(paste)状的粘接剂。
用于形成粘接层50、52的粘接剂包含较多树脂成分，所以，优选适当使粘接剂从连接部件30与主栅线22之间以及连接部件30与背面侧的电极26之间流动排出。适当是指，确保机械的连接并且将连接部件30与主栅线22、或将连接部件30与背面侧的电极26电连接。例如，对光伏元件14进行说明时，在连接部件30的受光面侧连接部分34与背面侧连接部分32之间夹有光伏元件14的状态下，在适当的压力下，从两侧进行压接。而且，通过进行适当的温度处理，来进行粘接。适当的压力、适当的温度处理以电连接和机械连接这两者满足规定的条件的方式设定。
在受光面侧连接部分34与主栅线22之间，粘接剂从受光面侧连接部分34的与主栅线22相向的部分与主栅线22之间适当地流动排出，通过适当的温度处理形成粘接层52。通过流动排出来确保受光面侧连接部分34与主栅线22之间的电连接。流动排出的粘接剂，因为受光面侧连接部分34的与主栅线22相向的部分的宽度大于主栅线22的宽度，所以其差量的部分能够用于机械粘接。这样地，在受光面侧连接部分34与主栅线22之间，进行机械连接并进行电连接。
在背面侧连接部分32与背面侧的电极26之间，在背面侧连接部分32设置有凹凸40，所以，粘接剂从背面侧连接部分32的与背面侧的电极26相向的部分与该凹凸40的凸部之间适当流动排出，成为粘接层50。通过流动排出，来确保背面侧连接部分32与背面侧的电极26之间的电连接。流动排出的粘接剂流入凹凸40的凹部，所以，形成在凹部的粘接层50主要用于机械粘接。这样地，在背面侧连接部分32与背面侧的电极26之间，进行机械连接并进行电连接。
图3是表示将连接部件30的受光面侧连接部分34和背面侧连接部分32作为不同部件，利用铆接垫(カシメパッド)等适当的连接机构60一体化的结构的图。
另外，图3示出了离散地配置的凹凸42的例子。图1、图2中，凹凸40为延伸的突起，凹凸42由相互分离配置的突起形成。凹凸42的形状可以为梯形状的截面形状的突起，也可以为半球状的截面形状的突起、锯齿状的截面形状的突起。锯齿状的截面形状的突起的情况下的配置中，锯齿状的形状可以在连接部件30的延伸方向反复。另外，凹凸42的离散地配置可以采用二维配置。
使用图3中说明的连接机构60的结构、使用离散配置的凹凸42的结构，可以在图1、图2的构成中置换任一者。
图4是表示背面侧的电极26在与连接部件30的背面侧连接部分32相向的面具有与形成在光伏元件14的背面的绒面(texture)结构对应的凹凸结构28的情况下，凹凸结构的凹凸的高度h与背面侧连接部分32的凹凸40的高度H的关系的图。如图4所示，背面侧连接部分32的凹凸40的高度H设定成高于背面侧的电极26的凹凸结构28的凹凸的高度h。由此，利用背面侧连接部分32的凹凸40的凸部，在背面侧连接部分32与背面侧的电极26的凹凸结构28之间，粘接剂适当流动排出，流入凹凸40的凹部。
产业上的可利用性
本发明的光伏组件能够用作自给电力源。
附图标记
10······光伏组件，12、14······光伏元件，20······受光面侧的电极，22······主栅线，24······副栅线，26······背面侧的电极，28······凹凸结构，30······连接部件，32······背面侧连接部分，34······受光面侧连接部分，40，42······凹凸，50、52······粘接层，60······连接机构。

Claims (8)

1.一种光伏组件，其特征在于，包括：
具有受光面侧的电极和背面侧的电极的光伏元件；和
与所述背面侧的电极连接的连接部件，
所述连接部件中，
与所述背面侧的电极相向的部分的宽度比所述背面侧的电极的宽度窄，且在与所述背面侧的电极相向的面具有凹凸。
2.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：
在所述连接部件与所述背面侧的电极之间具有粘接层，
所述粘接层含树脂。
3.如权利要求1或2所述的光伏组件，其特征在于：
所述背面侧的电极覆盖所述光伏元件的背面的大致整体。
4.如权利要求3所述的光伏组件，其特征在于：
所述背面侧的电极为反射层。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的光伏组件，其特征在于，包括：
与所述光伏元件的所述受光面侧的电极连接的其他的连接部件，
所述连接部件与所述背面侧的电极相向的部分的宽度比所述其他的连接部件与所述受光面侧的电极相向的宽度宽。
6.如权利要求5所述的光伏组件，其特征在于：
在所述其他的连接部件与所述背面侧的电极之间，具有其他的粘接层，
所述其他的粘接层含树脂。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的光伏组件，其特征在于：
所述背面侧的电极在与所述连接部件相向的面具有凹凸结构，
所述连接部件的所述凹凸的高度比所述背面侧的电极的凹凸结构的凹凸高度高。
8.一种光伏组件的制造方法，其特征在于，包括：
与光伏元件的背面侧的电极连接的连接工序，
所述连接工序包括：
准备在至少一方的面具有凹凸的所述连接部件的工序；
在所述背面侧的电极之上经由粘接剂以所述凹凸朝向所述背面侧的电极一方的方式配置所述连接部件的工序；和
一边使所述粘接剂从所述凹凸的凸部与所述背面侧的电极之间流动排出一边将所述连接部件与所述背面侧的电极压接的工序。
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