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CN110313072B - 部分半透明光伏模块以及用于制造的方法 - Google Patents

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CN110313072B CN201880010228.5A CN201880010228A CN110313072B CN 110313072 B CN110313072 B CN 110313072B CN 201880010228 A CN201880010228 A CN 201880010228A CN 110313072 B CN110313072 B CN 110313072B
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Hasselt Universiteit
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Abstract

本发明提供了具有预定尺寸的薄膜光伏模块以及用于制造此类薄膜光伏模块的方法，该预定尺寸可相对较大，例如具有最大4米乘2米的尺寸，其中光伏模块可以是不透明的或部分半透明的，例如部分透光。在本发明的各实施例中，薄膜光伏模块包括并排定位的多个光伏板，光伏模块内的多个光伏板通过连接元件彼此电互连，该连接元件包括多根导电线缆。本发明进一步提供了用于在此类薄膜光伏模块内的各光伏板之间形成电互连的方法，其中电连接元件包括用于在各光伏板之间形成电互连的多根导电线缆。

Description

部分半透明光伏模块以及用于制造的方法
发明领域
本发明涉及用于制造具有预定尺寸和形状的光伏模块的方法，更具体地涉及用于制造具有预定尺寸和形状的、部分半透明(例如部分透光)的薄膜光伏模块的方法。
本发明进一步涉及光伏模块，更具体地涉及具有预定尺寸和形状的、部分半透明(例如部分透光)的薄膜光伏模块。
背景技术
部分透光薄膜光伏模块是已知的。它们仅能以相对较小的尺寸供使用，诸如举例来说具有150厘米的宽度和60厘米的长度。薄膜光伏模块的尺寸限制例如可能与用于制造薄膜光伏模块的装备的尺寸限制有关。然而，为了构建集成光伏应用，其中例如使用具有在2到4米乘以1到2米范围内的典型尺寸的窗口元件或立面元件，可用尺寸可能不太合适。为了构建集成光伏应用，还需要提供不同的光伏模块尺寸，例如，任何光伏模块尺寸(举例来说非标准尺寸)以例如符合设计师的要求。
发明内容
本发明的各实施例的目标在于提供用于制造具有预定尺寸的薄膜光伏模块的方法，该预定尺寸可相对较大，例如具有最大4米乘2米的尺寸，其中光伏模块可以是不透明的或部分半透明的(例如部分透光)。更具体地，本发明的各实施例的目标在于提供用于在此类薄膜光伏模块内的各光伏板之间形成电互连的方法。
本发明的各实施例的又一目标在于提供具有预定尺寸的薄膜光伏模块，该预定尺寸可相对较大，例如具有最大4米乘2米的尺寸，其中光伏模块可以是不透明的或部分半透明的(例如部分透光)，本发明不限于此。
在本发明的各实施例中，薄膜光伏模块可包括例如基于以下材料的光伏电池，硫属化物材料，诸如举例来说CdTe(碲化镉)，CIS(铜铟硒化物)，CGS(铜镓硒化物)，CIGS(铜铟镓硒化物，铜铟镓硫化物)、举例来说锌黄锡矿，诸如CZTS(铜锌锡硫化物，铜锌锡硒化物)、非晶硅、微晶硅、多晶硅、有机材料或钙钛矿材料，本发明不限于此。此外，本文描述的方法还可应用于除了薄膜光伏模块之外的其他，例如，基于晶片的光伏模块，诸如举例来说多晶硅或单晶硅光伏模块。
通过根据本发明各实施例的方法和设备来完成上述目标。
在第一方面，本发明涉及一种用于电互连多个薄膜光伏板的方法，其中该方法包括：将多个薄膜光伏板彼此并排定位，多个薄膜光伏板中的每一者是部分半透明或不透明的，并且包括至少一个第一极性的第一板电极以及至少一个与第一极性相反的第二极性的第二板电极，该至少一个第一板电极和该至少一个第二板电极至少部分暴露于薄膜光伏板的同一表面上且在薄膜光伏板的相对边缘处；在多个薄膜光伏板中的每一者的表面上提供至少一个连接元件，该至少一个连接元件包括以网格结构布置的多根导电线缆；将每一连接元件物理分隔成第一连接部件和第二连接部件，第一连接部件包括多根第一电互连传导线缆，第二连接部件包括多根第二电互连传导线缆，以使得在多个薄膜光伏板中的每一者的表面上，多根第一电互连传导线缆与多根第二电互连传导线缆电绝缘；对于多个薄膜光伏板中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆与至少一个第一板电极之间形成第一电连接；对于多个薄膜光伏板中的每一者，在对应的第二电互连传导线缆与至少一个第二板电极之间形成第二电连接；提供第一极性的第一汇流条和第二极性的第二汇流条；以及对于多个薄膜光伏板中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆与第一汇流条之间形成第一电汇流条连接，以及在对应的第二电互连传导线缆与第二汇流条之间形成第二电汇流条连接，藉此使多个薄膜光伏板电互连。
在本发明的各实施例中，对于多个薄膜光伏板中的至少一者，例如对于多个薄膜光伏板中的每一者，在其上提供至少一个连接元件的表面可以是光伏板的前表面。然而，本发明不限于此。在本发明的其他实施例中，对于多个薄膜光伏板中的每一者，在其上提供连接元件的表面可以是光伏板的背表面。在本发明的还有一些实施例中，对于多个薄膜光伏板中的部分薄膜光伏板，例如，对于多个薄膜光伏板中的至少一者，在其上提供连接元件的表面可以是前表面，而对于多个薄膜光伏板中的其余薄膜光伏板，在其上提供连接元件的表面可以是光伏板的背表面。
在本发明的各实施例中，多个薄膜光伏板中的每一者可包括多个薄膜光伏电池，每一电池包括第一电池电极和第二电池电极。根据本发明的各实施例的方法可进一步包括在多个薄膜光伏板中其上提供至少一个连接元件的表面上提供光学透明的电绝缘层，从而使第一电池电极和第二电池电极与该至少一个连接元件电绝缘。
在本发明的各实施例中，可以在提供至少一个连接元件之前提供光学透明的电绝缘层。在本发明的各实施例中，可以同时提供光学透明的电绝缘层和至少一个连接元件。例如，在光伏板的表面上提供至少一个连接元件和光学透明的电绝缘层之前，至少一个连接元件可以与光学透明的电绝缘层集成(例如与其附连)。
在根据本发明的各实施例的方法中，形成第一电连接和形成第二电连接可包括例如导电结构的焊融、焊接、胶合、压制、印刷，导电结构的焊融或导电结构的焊接或其任何组合。
在根据本发明的各实施例的方法中，形成第一汇流条连接和形成第二汇流条连接可包括例如导电结构的焊融、焊接、胶合、压制、印刷，导电结构的焊融或导电结构的焊接或其任何组合。
在本公开的各实施例中，形成第一汇流条连接和形成第二汇流条连接得到彼此电互连的多个光伏板。在本发明的具体实施例中，光伏模块内的多个光伏板并联电互连。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，多个光伏板可以串联电互连，或者可以使用并联和串联互连的组合。
在本发明的各实施例中，至少一个连接元件可具有例如大于90％，优选地大于95％，更有选地大于98％的透光度，本发明不限于此。
在本发明的各实施例中，连接元件可以具有例如低于10欧姆每平方，优选地低于2欧姆每平方，优选地低于0.5欧姆每平方，优选地低于0.1欧姆每平方的片电阻，本发明不限于此。
在第二方面，本发明涉及一种用于制造薄膜光伏模块的方法，其中该方法包括：提供多个薄膜光伏板，该多个薄膜光伏板是部分半透明或不透明的，并且包括至少一个第一极性的第一板电极以及至少一个与第一极性相反的第二极性的第二板电极，该至少一个第一板电极和该至少一个第二板电极至少部分暴露于薄膜光伏板的同一表面上且在薄膜光伏板的相对边缘处；提供第一封装片；通过根据第一方面的实施例的方法来使多个薄膜光伏板电互连，其中提供第一极性的第一汇流条和第二极性的第二汇流条包括在第一封装片上提供第一汇流条和第二汇流条，以及其中将多个薄膜光伏板彼此并排定位包括将多个薄膜光伏板定位在其上提供有第一汇流条和第二汇流条的第一封装片上，从而使得第一汇流条和第二汇流条至少部分暴露。第一封装片可对应于光伏模块的前封装片(前板、盖片、盖板)或背封装片(背板、承载片、承载板)。根据本发明的第二方面的方法进一步包括在多个薄膜光伏板上(在薄膜光伏板中与第一封装片一侧相对的一侧处)提供第二封装片，并且执行层压步骤以将多个薄膜光伏板封装在第一封装片与第二封装片之间，并且从而形成薄膜光伏模块。在其中第一封装片对应于前侧封装片的实施例中，第二封装片对应于光伏模块的背封装片或后封装片，并且相反地，在其中第一板对应于背封装片的实施例中，第二板对应于前封装片。
根据本发明的第二方面的方法可进一步包括提供封装层，该封装层被提供在多个薄膜光伏板、以及第一封装片和第二封装片中的至少一者之间。在本发明的各实施例中，至少一个连接元件可以被单独提供，或者可以例如与封装层集成。在本发明的各实施例中，光学透明的电绝缘层、至少一个连接元件和封装层可以，例如，在它们被提供在多个薄膜光伏板的表面上之前，被集成为单个片。在本发明的各实施例中，连接元件可以与第二封装片集成，例如被提供在第二封装片的表面上。
在本发明的具体实施例中，光伏模块内的多个光伏板并联电互连。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，多个光伏板可以串联电互连，或者可以使用并联和串联互连的组合。
在根据本发明的第二方面的方法的各实施例中，将多个薄膜光伏板彼此并排放置可包括将多个板定位成使得具有相同极性的毗邻薄膜光伏板的板电极彼此相邻并且面向彼此被定位。例如，多个薄膜光伏板可以被定位成使得薄膜光伏板的第一板电极被定位成与相邻薄膜光伏板的第一板电极相邻。例如，多个薄膜光伏板可以被定位成使得薄膜光伏板的第二板电极被定位成与相邻薄膜光伏板的第二板电极相邻。此类实施例的一个优点在于可以在光伏板之间建立相对简单的并联电互连。然而，本发明不限于此并且可使用其他相对的光伏板定位或取向。
在本发明的各实施例中，定位多个薄膜光伏板可包括以线性阵列来布置多个薄膜光伏板。在本发明的各实施例中，定位多个薄膜光伏板可包括以二维阵列来布置多个薄膜光伏板。
在第三方面，本发明涉及一种薄膜光伏模块，包括：彼此相邻且并排定位的多个薄膜光伏板，每一薄膜光伏板是部分半透明或不透明的，并且包括至少一个第一极性的第一板电极以及至少一个与第一极性相反的第二极性的第二板电极，该至少一个第一板电极和该至少一个第二板电极至少部分暴露于薄膜光伏板的同一表面上且在薄膜光伏板的相对边缘处；对于多个薄膜光伏板中的每一者，提供在其表面上的连接元件，该连接元件包括以网格结构布置的多根导电线缆并且物理地分隔成第一连接部件和第二连接部件，第一连接部件包括多根第一电互连传导线缆，第二连接部件包括多根第二电互连传导线缆，该多根第一电互连传导线缆与该多根第二电互连传导线缆电绝缘；对于多个薄膜光伏板中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆与至少一个第一板电极之间的第一电连接，以及在对应的第二电互连传导线缆与至少一个第二板电极之间的第二电连接；第一极性的第一汇流条和第二极性的第二汇流条；以及对于多个薄膜光伏板中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆与第一汇流条之间的第一电汇流条连接，以及在对应的第二电互连传导线缆与第二汇流条之间的第二电汇流条连接。
根据本发明的各实施例的方法和设备的优点在于，电连接和电互连对于裸眼可以是不可见的或几乎不可见的，这被认为是一种美学资产。根据本发明的各实施例的方法和设备的又一优点在于，它们可以得到几乎统一外观的模块，这可以被认为是额外的美学优点。
根据本发明的各实施例的方法和设备的优点在于，可以提供任何尺寸的相对较大的薄膜光伏模块，诸如举例来说最大4米乘2米的尺寸，本发明不限于此。根据本发明的各实施例的方法和设备的优点在于，此类相对较大的薄膜光伏模块可以是部分半透明的，例如部分透光的，本发明不限于此。
根据本发明的各实施例的方法和设备的优点在于，可以提供不同尺寸(例如非标准尺寸)的薄膜光伏模块，其中各个模块具有与其尺寸无关的相同的输出，诸如举例来说相同的输出电压。
根据本发明的各实施例的方法和设备的优点在于，它们允许制造具有预定输出电压的、任何预定尺寸的薄膜光伏模块。例如，在本发明的各实施例中，具有相同输出电压的多个薄膜光伏板可以并联电互连，以形成任何期望尺寸的模块，从而使得该模块的输出电压不依赖于互连薄膜光伏板的数目且因此不依赖于模块尺寸。
根据本发明的各实施例的方法和设备的优点在于，可以将相同或相似的电互连技术用于不透明和部分半透明(例如部分透光)的光伏模块。此外，相同或相似的电互连技术可以被用于薄膜光伏模块和基于晶片的光伏模块。
根据本发明的各实施例的方法和设备的优点在于，具有市场可购得的标准尺寸的光伏板可以被用于形成任何期望尺寸的光伏模块。一个优点在于，其允许使用可用的大规模生产装备来制造板，从而得到成本高效的解决方案。
根据本发明的各实施例的方法和设备的优点在于，制造可以以半自动化或自动化的方式来完成。一个优点在于，可以避免劳动密集且因而昂贵的人工组装，从而得到工业上可行的、相对低成本的制造技术。
根据本发明的各实施例的方法和设备的优点在于，模块封装可以与形成到多个光伏板的电互连，多个光伏板之间的电互连的形成，和/或在多个光伏板与连接元件之间提供绝缘材料的步骤同时完成。因此，可以减少制造步骤的数目，这可导致制造成本的降低。
连接元件与承载件(诸如举例来说封装层或举例来说封装片)集成或附连的实施例的优点在于，这可以使连接元件的处理和处置变得容易，和/或者可以改进其尺寸稳定性和结构完整性。
根据本发明的第三方面的各实施例的光伏模块可以有利地被用于构建集成应用。
根据本发明的第三方面的各实施例的光伏模块的优点在于，模块中存在包括多根导电线缆的连接元件可以例如以与嵌丝玻璃类似的方式在机械上增强光伏模块。
从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述和其他特性、特征和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式解说了本发明的原理。给出本描述仅仅是出于解说的目的，而并不限制本发明的范围。以下引用的参考图涉及附图。
附图说明
图1例示了根据本发明的第一方面的实施例的一种用于使多个薄膜光伏板电互连的方法的过程步骤的示例。
图2例示了根据本发明的第二方面的实施例的一种用于制造薄膜光伏模块的方法的过程步骤的示例。
图3示意性地例示了薄膜光伏板的横截面的示例。
图4(a)示意性地例示了切割初始光伏板从而获得较小尺寸的光伏板的示例(俯视图)。图4(b)示意性地示出了较小尺寸的光伏板的示例的俯视图。
图5(a)示意性地示出了较小尺寸的光伏板的示例的俯视图，其中光伏板是部分半透明的，例如部分透光的。图5(b)示意性地示出了部分半透明(例如部分透光)的光伏板的示例的沿A-A’线的横截面。
图6和图7示意性地示出了具有第一板电极和第二板电极的光伏板的横截面的示例。
图8示意性地示出了根据本发明的实施例的包括以网格结构布置的多根导电线缆的连接元件的示例。
图9示意性地示出了具有第一板电极和第二板电极的光伏板的俯视图的示例。
图10示意性地示出了具有定位于其上的光学透明的电绝缘层的光伏板的示例(俯视图)。
图11示意性地示出了根据本发明的实施例的在薄膜光伏板上提供的连接元件的示例(俯视图)。
图12示意性地示出了根据本发明的实施例的在将连接元件分割成第一连接部件和第二连接部件之后的图11的结构的示例(俯视图)。
图13示意性地示出了根据本发明的实施例的彼此相邻且并排定位的多个光伏板的示例(俯视图)，每一光伏板具有在表面上提供的第一连接元件和第二连接元件。
图14示意性地示出了根据本发明的实施例的彼此相邻且并排定位，且以二维阵列布置的多个光伏板的示例(俯视图)，每一光伏板具有在表面上提供的第一连接元件和第二连接元件。
图15示意性地例示了如可以在根据本发明的各实施例的方法中使用的其上提供有第一汇流条和第二汇流条的第一封装片的示例(俯视图)。
图16示意性地例示了根据本发明的各实施例的彼此相邻且并排定位在具有第一汇流条和第二汇流条的第一封装片上的多个薄膜光伏板的示例(俯视图)。
图17示意性地例示了根据本发明的各实施例的彼此相邻且并排定位在具有第一汇流条和第二汇流条的第一封装片上的多个薄膜光伏板的示例(俯视图)，该多个薄膜光伏板以二维阵列来布置。
在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或相似的元素。
本发明的例示性实施例的详细描述
将就具体实施例并且参考特定附图来描述本发明。所描述的附图仅是示意性且非限制性的。在附图中，出于说明性目的，可将要素中的一些要素的尺寸放大且不按比例绘制。尺寸和相对尺寸不对应于对本发明的实施的实际缩减。
申请文件中的术语第一、第二、第三等等被用于区分相似元件，而不一定用于描述时间上、空间上、等级上或其它方式上的顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的并且本文中所描述的本发明实施例与本文中所描述或图示的相比能够以其他顺序操作。
应注意，申请文件中使用的术语“包括”不应被解释为限定于其后列出的装置；它并不排除其他要素或步骤。因此，该术语应被解释为指定如所提到的所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件、或其群组的存在或添加。因此，表述“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由组件A和B构成的设备。这意味着对于本发明，该设备的仅有的相关组件是A和B。
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，短语在“一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部指代同一实施例，而是可以指代同一实施例。进一步，在一个或多个实施例中，如本领域普通技术人员会从本公开中显而易见的，特定特征、结构或特性可以用任何合适的方式进行组合。
类似地，应当领会，在本发明的示例性实施例的描述中，出于精简本公开和辅助理解各发明性方面中的一个或多个发明性方面的目的，本发明的各个特征有时被一起编组在单个实施例、附图或其描述中。
此外，尽管本文中所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但不包括其他实施例中所包括的其他特征，但是不同实施例的特征的组合旨在落在本发明的范围内，并且形成如将由本领域技术人员所理解的不同实施例。
在本文中所提供的描述中，阐述了众多具体细节。然而应理解，在没有这些具体细节的情况下也可实践本发明的实施例。在其他实例中，公知的方法、结构和技术未被详细示出以免混淆对本描述的理解。
尽管在本文提供的说明中聚焦于薄膜光伏模块，但本发明不限于此，并且相同或相似的方法也可被用于其他类型的光伏模块，诸如举例来说基于晶片的光伏模块，例如多晶硅光伏模块。
提供以下术语仅仅是为了帮助对本发明的理解。
在本发明的上下文中，薄膜是具有厚度范围在10纳米到10微米之间的薄层或薄涂层。薄膜光伏电池是其中形成电池的不同层是薄层的光伏电池，通常通过将薄层堆叠沉积在基板(诸如玻璃基板、塑料基板或金属基板)上来制作，本发明不限于此。对薄膜光伏电池的这一定义并不排除在薄膜光伏电池结构内存在更薄的层，例如具有可小于10纳米厚度，诸如举例来说薄钝化层或遂穿层。
在本发明的上下文中，薄膜光伏堆叠是包括形成薄膜光伏电池的薄层的堆叠，其中该堆叠至少包括用于光吸收和电荷载流子分离的有源层或有源层堆叠、第一极性的第一接触层和与第一极性相反的第二极性的第二接触层。有源层堆叠可包括例如n型半导体层和p型半导体层。然而，可以包括附加层，诸如举例来说本征半导体层、空穴传输层、空穴阻挡层、电子传输层和/或电子阻挡层，本发明不限于此。
在本发明的上下文中，薄膜光伏板是包括其上沉积有薄膜光伏堆叠的基板的结构，该基板诸如举例来说玻璃基板、塑料基板或金属基板。薄膜光伏堆叠可以被图案化以形成单片地集成在基板上且例如串联电互连的多个光伏电池，本发明不限于此。光伏板不包含外部电连接。光伏板不被封装，以使得光伏堆叠在与基板侧相对的一侧处被暴露，即不被诸如封装层或封装片(封装板)之类的另一层覆盖。
在本发明的上下文中，光伏模块是包括嵌入在背封装片(例如，后载体或后基板)和前封装片(例如，前载体、前盖或衬底)之间的多个电互连光伏电池的光伏设备，并且进一步包括模块框架和外部电互连，例如以用于到另一光伏模块或负载的进一步电连接。光伏模块可进一步包括附加元件，诸如举例来说接线箱、最大功率点追踪器和恰适的接线和电连接。这些附加元件可以例如集成在模块框架内。多个电互连光伏电池可以被单片地集成在一个或多个基板(诸如举例来说在薄膜光伏电池/模块的情形中)上，或者它们可以各自被提供有其自己的基板(诸如举例来说在基于晶片的电池/模块的情形中)。
在本发明的上下文中，光伏电池、光伏板、或光伏模块的前表面或前侧是适于朝向光源定向并由此用于接收光照的表面或侧面。在双面光伏电池、板或模块的情形中，两个表面都适于接收照射光。在这种情况下，前表面或前侧是被适配成用于接收最大部分的光或光照的表面或侧面。光伏电池、光伏板、或光伏模块的背表面、后表面、背侧或后侧是与前表面或前侧相对的表面或侧面。
在本发明的上下文中，参考包括多根导电线缆的连接元件。在本发明的上下文中，术语“线缆”还包括带，诸如举例来说线、杆、条线或条带，本发明不限于此。如此处所使用的，线缆或带可以以例如织物的形式来提供，例如，编织织物，或者它们可以被例如印刷或电镀到基板上，诸如箔片上，例如绝缘箔片，本发明不限于此。在本发明的上下文中，“线缆”例如还可以指代扩展金属网格结构的元件，本发明不限于此。
本发明涉及不透明、部分半透明的和部分透光的光伏板以及光伏模块。如本领域技术人员所知晓的，半透明性包括透光性，即透光性是半透明性的子集。透光性指的是在不被散射的情况下允许光通过的物理属性。半透明性指的是在光子可以被散射或不被散射的情况下允许光通过的物理属性。在其他描述中，在使用“半透明”或“半透明性”时，要理解其还分别包括“透光”或“透光性”。
现在将通过本发明的若干实施例的详细描述来描述本发明。显然，根据本领域技术人员的知识能够配置本发明的其他实施例而不背离本发明的真正精神和技术教导。
在第一方面，本发明涉及用于使彼此相邻且并排定位的多个薄膜光伏板电互连的方法，该薄膜光伏板中的每一者包括第一极性的第一板电极以及与第一极性相反的第二极性的第二板电极。
根据本发明的第一方面的实施例的方法的过程步骤的示例在图1中示意性地例示。
图1中例示的方法100包括将多个薄膜光伏板彼此相邻且并排地定位(图1，步骤101)。在本发明的各实施例中，薄膜光伏板中的每一者包括第一极性的第一板电极以及与第一极性相反的第二极性的第二板电极。第一板电极和第二板电极至少部分地被暴露，即，第一板电极和第二板电极不被另一层完全覆盖。这允许在方法100的其他过程步骤中提供到第一板电极和第二板电极的电连接。
在根据本发明的方法100的有利实施例中，多个薄膜光伏板可以彼此相邻定位，以使得对于相邻的光伏板，相同极性的电机彼此相邻定位。换言之，多个薄膜光伏板可以彼此相邻来放置，它们的第一板电极与相邻光伏板的第一板电极相邻和/或它们的第二板电极与相邻光伏板的第二板电极相邻，从而促进在稍后过程步骤中的薄膜光伏板的相对容易的并联电互连。
图3示意性地例示了如可以例如在本发明的各实施例中使用的薄膜光伏板10(的一部分)的横截面的示例。图3中示出的薄膜光伏板包括其上提供有多个图案化层的基板11，更具体地，形成多个第一电池电极13的第一图案化层、形成多个电池有源层12的第二图案化层、以及形成多个第二电池电极14的第三图案化层，该多个第二电池电极14具有与该多个第一电池电极13的极性相反的极性。包括第一电池电极13、电池有源层12和第二电池电极14的每一堆栈形成薄膜光伏电池15。
基板11可以是例如玻璃基板、塑料基板(诸如塑料箔片)、半导体基板、合成基板或金属箔片(诸如钢箔片)，本发明不限于此。在其中光伏板用于制造部分半透明(例如部分透光)的光伏模块的实施例中，基板是半透明(例如透光)基板，诸如玻璃基板或半透明(例如透光)塑料基板。
在图3示出的示例中，图案化层12、13、14形成串联电互连的多个薄膜光伏电池15。多个第一电池电极13被提供在基板11上，并且可包括任何合适的导电材料，例如金属，诸如铜、金、银、钼或铂、金属合金、导电氧化物或导电聚合物。有源层12被图案化以形成多个光伏电池15。它可包括不止一个薄膜层，例如，多个堆叠层，即有源层12可以是包括多个薄膜层的堆叠。它至少包括具有吸收器层功能的第一薄膜半导体层，在该层中光可以被吸收并且在该层中电子和空穴可以在光吸收之际被生成。吸收器层可以例如是包括硫属化物半导体材料的层，诸如举例来说CdTe(碲化镉)，CIS(铜铟硒化物)，CGS(铜镓硒化物)，CIGS(铜铟镓硒化物，铜铟镓硫化物)、举例来说锌黄锡矿，诸如CZTS(铜锌锡硫化物，铜锌锡硒化物)、或包括非晶硅、结晶硅、有机材料或钙钛矿材料的层，本发明不限于此。有源层12可进一步包括第二薄膜半导体层，其形成与第一薄膜半导体层的同质结或异质结，从而实现光生成的电荷载流子的分离。有源层可包括单个结，或者它可包括一个以上的结(串联电池)。有源层12可进一步包括电荷传输层(空穴传输层和/或电子传输层)，例如以促进朝向第一电池电极13和/或朝向第二电池电极14的电荷传输。有源层12可进一步包括电荷注入层(空穴注入层和/或电子注入层)，例如以减少有源层12与第一电池电极13之间的接触电阻和/或用于减少有源层12与第二电池电极14之间的接触电阻。多个第二电池电极14可包括任何合适的导电材料，例如金属，诸如铜、金、银、钼或铂、金属合金、导电氧化物或导电聚合物。在本发明的各实施例中，多个第一电池电极13和多个第二电池电极14中的至少一者由基本上透光的导电材料制成，诸如举例来说TCO(透光导电氧化物)，诸如举例来说铟锡氧化物或氧化锌或石墨烯，本发明不限于此。更具体地，至少最靠近光伏板前侧(即光接收侧)的多个电池电极由基本上透光的导电材料制成。光伏板10的前侧可对应于基板侧，或者它可对应于与基板侧相对的那一侧。在图3中示出的示例中，每一第二电池电极14电连接到相邻光伏电池的第一电池电极13，以使得基板11上提供的所有光伏电池15串联电互连。然而，本发明不限于此。
在根据本发明的各实施例的方法中，初始、如制造那样的薄膜光伏板9可以被切割成两个或更多个较小的光伏板10，从而获得预定、较小尺寸的光伏板。这在图4(a)中示意性地例示，图4(a)示出了具有长度L板和初始宽度W板，初始的初始光伏板9的俯视图。然而，本发明不限于此，并且在本发明的各实施例中，代替将初始的、如制造那样的薄膜光伏板9切割成较小光伏板10，可以使用初始的、如制造那样的薄膜光伏板9。
在图4(a)示出的示例中，有源层12被图案化以形成矩形形状的光伏电池15，光伏电池15具有对应于初始板宽度W板，初始的电池宽度。第一电池电极13和第二电池电极14被相应地图案化。图4(a)示意性地示出了切割线1，作为初始光伏板9可以沿着其进行切割以获得较小尺寸的两个光伏板10的线的示例。在所示示例中，切割线1基本上与矩形形状的光伏电池的纵向方向(宽度方向)正交地定向。然而，本发明不限于此。
图4(b)示意性地示出了切割后的光伏板10的俯视图，在所示示例中，光伏板10具有与初始光伏板相同的长度L板且具有较小的宽度W板，切割。在根据本发明的各实施例的方法中，较小的、切割后的光伏板10可以被用于形成预定尺寸和形状的薄膜光伏模块。然而，本发明不限于此，并且在本发明的各实施例中，代替使用较小的光伏板10，也可以使用如制造那样的薄膜光伏板9来形成预定尺寸和形状的薄膜光伏模块。商业上制造的薄膜光伏板9(诸如举例来说CIGS光伏板)的典型初始尺寸可以是例如在150厘米(长度L板)乘以60厘米(宽度W板，初始)的数量级上，但可以在市场上购得具有其他初始尺寸的薄膜光伏板。
在本发明的各实施例中，可以例如通过在预定位置处移除多个光伏电池的第一电池电极13、有源层12和第二电池电极14来将光伏板9、10制造成部分半透明的，例如部分透光的。图5(a)示意性地示出了部分半透明(例如部分透光)的光伏板10的俯视图，其中对于光伏电池中的每一者，每一光伏电池15的一部分中的第一电池电极13、有源层12和第二电池电极14已经被移除。在所示示例中，这些层已经根据包括矩形形状区域的图案被局部地移除，该矩形形状区域被定向为具有与光伏电池的纵向方向基本上正交的纵向方向。然而，这仅仅是一个示例，并且第一电池电极13、有源层12和第二电池电极14的局部移除可以根据任何其他规则或不规则图案来完成。图5(b)示意性地示出了根据图5(a)中示出的线A-A’的部分半透明(例如部分透光)的光伏板10的横截面。第一电池电极13、有源层12和第二电池电极14已经被局部移除，以使得光伏板10在局部仅包括基板11，例如半透明基板11，举例来说透光基板11。局部移除第一电池电极13、有源层12和第二电池电极14可以例如通过激光烧蚀或通过机械划线来完成，本发明不限于此。在其中光伏板被制造成部分半透明(例如部分透光)的本发明的各实施例中，光伏板10的至少10％，优选地至少20％可以是半透明的，例如透光的。例如，在本发明的各实施例中，光伏板10的10％到70％，例如20％到60％可以是半透明的，例如透光的，本发明不限于此。然而，如前文所提及的，本发明不限于部分半透明(例如部分透光)的光伏板，还可使用不透明的光伏板。光伏板沿图5(a)中示出的线B-B’的横截面可以例如对应于图6或图7中示出的横截面，本发明不限于此。
在其中第一电池电极13是光学半透明或透光的本发明的各实施例中，在将光伏板制造成部分半透明(例如部分透光)时，可能不需要局部移除第一电池电极13。在此类实施例中，可能仅局部移除第二电池电极14和有源层12，以使得光伏板在局部(例如，在图5(a)中的横截面中)仅包括半透明(例如透光)基板以及半透明(例如透光)第一电极的堆叠。
图6和图7示意性地示出了具有第一板电极131和第二板电极132的光伏板10的横截面的示例。在所示示例中，第一板电极131对应于光伏电池中位于光伏板的第一边缘处的第一电极13，并且第二板电极132对应于光伏电池中位于光伏板10的第二相对边缘处的第一电极13。在根据本发明的各实施例的方法中，第一板电极131和第二板电极132被用于制造到光伏板10的电连接以及用于使光伏板10彼此电互连。第一电极13和第二电极14被用于使单片地集成在基板11上的光伏电池电互连，即，用于使光伏板10内的光伏电池15电互连。用于使光伏电池电互连的此类电极还进一步被称为电池电极(第一电池电极13和第二电池电极14)。第一板电极131和第二板电极132对应于位于光伏板10的相对外边缘处的第一电极13，并且被用于提供光伏板10与另一元件(诸如举例来说另一光伏板10)之间的电互连。
在图6中例示的横截面中，所有光伏电池串联电互连。位于光伏板的第一边缘处的第一电极13(第一板电极131)以及位于光伏板的第二相对边缘处的第一电极13(第二板电极132)横向延伸超过光伏电池的有源层12。这些第一电极13(第一板电极131和第二板电极132)因此能够电接触，从而形成第一电连接和第二电连接。
在一些实施例中，光伏板的第一边缘和/或第二边缘处的第一电极13可能未足够地暴露以实现第一电连接和/或第二电连接。在此类情形中，可能存在局部移除覆盖第一电极13的材料层(有源层12、第二电极14)从而至少部分地暴露第一板电极131和/或第二板电极132来实现电连接的需要。为了避免光伏电池之间的电流失配，更具体地，为了避免光伏电池在边缘处与光伏板10的其他(串联互联的)电池之间的电流失配，位于光伏板的第一边缘处的光伏电池可以被制造成无源的，如例如在图7中示意性地例示的。在该实施例中，位于光伏板的第一边缘处的光伏电池的第一电极13(第一板电极131)延伸到相邻光伏电池的第一电极13，并且在其之间没有干扰，即位于第一边缘处的光伏电池的第一电极13电连接到相邻光伏电池的第一电极13。关于光伏板的第二边缘处的第二板电极132，可以使用相似的办法。
图9示意性地示出了具有第一板电极131和第二板电极132、第一电池电极13和第二电池电极14的光伏板10的俯视图的示例。
在本发明的各实施例中，方法100进一步包括提供(图1，步骤102)连接元件，该连接元件包括以网格结构布置在多个薄膜光伏板中的每一者的表面上的多根导电线缆(例如带)，其中该连接元件与多个光伏电池15的第一电池电极13以及与第二电池电极14电绝缘。在其他实施例中，可以在彼此相邻且并排定位的两个或更多个薄膜光伏板上提供单个连接元件，该单个连接元件包括以网格结构布置的多根导电线缆，即，单个连接元件可以基本上覆盖两个或更多个薄膜光伏板。例如，可以在彼此相邻且并排定位的所有薄膜光伏板上提供单个连接元件。
图8示意性地示出了根据本发明的实施例的包括以网格结构布置的多根导电线缆30的连接元件20的示例。连接元件20具有宽度W连接和长度L连接。在各实施例中，宽度W连接和/或长度L连接可以例如分别与对应的薄膜光伏板10的宽度W板，切割和/或长度L板基本上相同。在各实施例中，宽度W连接和/或长度L连接可以分别不同于，例如略微不同于(例如在尺寸上具有几毫米或更小的差异，本发明不限于此)对应的薄膜光伏板10的宽度W板，切割和/或长度L板。连接元件20可以是例如编织织物或扩展金属网格，本发明不限于此。在对包括多根导电线缆的连接元件进行参考的其他描述中，要理解，这还可包括例如包括多根导电带的连接元件，诸如举例来说扩展金属网格。在具体实施例中，导电线缆(例如带)30由可焊接材料制成，或者至少部分地涂覆有可焊接材料。
在图8示出的示例中，多根导电线缆30以规则网格结构来布置，其包括多根基本上笔直的导电线缆，导电线缆中的一部分按照对应于连接元件的宽度方向的方向来定向，并且彼此基本上平行地、且以彼此相距基本上相等的距离来提供，而导电线缆中的另一部分按照对应于连接元件的长度方向的方向来定向，并且彼此基本上平行地、且以彼此相距基本上相等的距离来提供。然而，这仅仅是一个示例，并且可以使用其他网格布置。例如，导电线缆可以沿不同取向来提供，例如，并非彼此平行，它们可以以彼此不相等的距离来提供，和/或它们不是笔直的，诸如曲线的或起伏的，本发明不限于此。多根导电线缆可以按照规则图案或不规则图案来布置。
在本发明的有利实施例中，多根导电线缆30可具有足够小的尺寸以使得它们对裸眼“不可见”或“几乎不可见”，但又足够大以获得具有合适的、足够低的电阻的连接元件。在本发明的有利实施例中，多根导电线缆30可以被提供有与相邻线缆之间的距离，该距离允许实现连接元件20的良好透光度，诸如举例来说大于90％、举例来说大于95％、举例来说大于98％的透光度。“几乎不可见”的导电线缆可以指代例如具有宽度在250微米或更小数量级上的线缆(即，对应于其在与连接元件20的表面基本上平行的表面上的投影宽度的尺寸)，例如在50微米到250微米之间的范围，例如在80微米到120微米之间的范围，本发明不限于此。在本发明的方法的有利实施例中，连接元件20的外线缆(即，要连接到第一板电极131和/或第二板电极132的导电线缆)可以具有比其他导电线缆更大的宽度，本发明不限于此。相邻导电线缆之间的距离可以在例如0.3厘米到3厘米之间的范围，例如在0.5厘米到2厘米的范围，诸如举例来说1厘米到1.5厘米之间的范围，本发明不限于此。连接元件的合适的电阻可以例如指代具有低于10欧姆每平方，优选地低于2欧姆每平方，优选地低于0.5欧姆每平方，优选地低于0.1欧姆每平方的片电阻的连接元件，本发明不限于此。
图9示意性地示出了如可以在根据本发明的一实施例的方法100中使用的具有第一板电极131和第二板电极132的光伏板10的俯视图的示例。图11示意性地例示了根据本发明的一实施例的在图9中示出的薄膜光伏板10的表面上提供的连接元件20的示例(俯视图)。在本发明的各实施例中，在薄膜光伏板10上提供连接元件20(图1，步骤102)之前，首先可以在光伏板10上提供光学透明的电绝缘层40以避免连接元件20与多个光伏电池15的第一电池电极13和第二电池电极14之间的电短路，即，在连接元件20与底层薄膜光伏板10的多个第一电池电极13和第二电池电极14之间确立电绝缘。这在图10中示意性地例示，图10示出了具有定位在其上的电绝缘层40的光伏板10的示例(俯视图)，从而使得第一板电极131和第二板电极132至少部分地暴露，即未被覆盖，以实现在进一步的过程步骤中的电接触。电绝缘层40优选地由足够软的材料制成以避免对底层光伏板10的损坏，诸如机械损坏，并且优选地是光学半透明的(例如光学透光的)。可用于电绝缘层40的材料的示例是EVA(乙烯醋酸乙烯酯)、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、聚烯烃材料、硅树脂材料、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。本申请不限于此。
图11示意性地例示了在其前表面上具有电绝缘层40的光伏板10的俯视图，其中连接元件20被提供在电绝缘层40上。在所示示例中，连接元件20具有略微大于底层电绝缘层40的尺寸(在宽度和长度方向上)，从而能够在进一步的过程步骤中一方面在连接元件20的第一连接部件与另一方面第一板电极和第一汇流条(如下所述)之间形成第一电连接，以及在稍后的过程步骤中一方面在连接元件20的第二连接部件与另一方面第二板电极和第二汇流条(如下所述)之间形成第一电连接，如下进一步描述的。
在图11中例示的示例中，连接元件11被提供在光伏板10的预定位置中，以使得导电线缆被提供在第一板电极131上，即与第一板电极131对齐，并且另一导电线缆被提供在第二板电极132上，即与第二板电极132对齐。然而，这仅是一示例，并且本发明不限于此。
在根据本发明的第一方面的方法的下一步骤(图1，步骤103)中，每一连接元件20被物理地分割成第一连接部件21和第二连接部件22，第一连接部件21包括多个第一电互连传导线缆31，第二连接部件22包括多个第二电互连传导线缆32。将连接元件20物理地分割成第一连接部件21和第二连接部件22导致第一连接部件21和多个第一电互连传导线缆31与第二连接部件22和多个第二电互连传导线缆32电绝缘。物理地分割连接元件20可包括，例如通过切割、通过激光烧蚀、或通过任何其他合适的方法，沿预定线提供导电线缆的中断。
在本发明的各实施例中，在将导电连接元件20划分成第一连接部件21和第二连接部件22之前，可以在电绝缘层40上提供导电连接元件20。连接元件20可以具有与底层绝缘层40的尺寸基本上相同的尺寸，或者它可以具有略微不同的尺寸。在将连接元件20定位在电绝缘层40上之后，优选地在与电绝缘层40对齐之后，连接元件可以被物理地分割成第一连接部件21和第二连接部件22。在各实施例中，在物理分割之后，第一连接部件21和第二连接部件可以被移动(移位)一合适的距离，诸如举例来说几毫米的距离，例如在宽度方向和长度方向上，以使得它们彼此分开。
在本发明的各实施例中，在将导电连接元件20提供在电绝缘层40上之前，可以将导电连接元件20物理地分割成第一连接部件21和第二连接部件22。
在本发明的各实施例中，在使第一连接部件21和第二连接部件22移位和分离之后，并且在将它们定位在光伏板10的表面上之后，至少一个第一电互连传导线缆31可以被定位在对应的第一板电极131上(与其对齐)和/或至少一个第二电互连传导线缆32可以被定位在对应的第二板电极132上(与其对齐)，例如以允许通过直接焊接、焊融、胶合或压制来形成第一电连接和/或第二电连接。在本发明的方法的其他实施例中，在第一连接部件21和第二连接部件22分离之后，第一连接部件21可以被定位成不与第一板电极131对齐和/或第二连接部件22可以被定位成不与第二板电极132对齐。在此类实施例中，形成第一电连接和/或形成第二电连接可包括例如在它们之间提供导电结构，诸如导电条带或导电网格，本发明不限于此。在本发明的各实施例中，这可包括例如通过焊接、焊融、胶合或压制来附连导电结构，本发明不限于此。在本发明的各实施例中，这可包括例如沉积导电结构，诸如举例来说通过印刷包括导电墨水的图案化层，诸如举例来说通过喷墨打印或丝网打印，本发明不限于此。在本发明的各实施例中，导电结构可以被提供以用于形成至少一个第一导电线缆与第一板电极之间的第一电连接和/或用于形成至少一个第二电互连传导线缆与第二板电极之间的第二电连接。
在本发明的各实施例中，提供光学透光的电绝缘层40以及提供连接元件20的步骤可以被组合成单个步骤，即，可以同时提供电绝缘层40和连接元件20。例如，其上提供有、附连有、或集成了连接元件20(例如，已经被分成第一连接元件21和第二连接元件22)的包括电绝缘层40的结构可以被提供在多个薄膜光伏板的表面上。在此类实施例中，连接元件20可包括例如导电线网格，其例如可以被印刷或电镀到光学透光的电绝缘层40上，本发明不限于此。为了提供连接元件20与底层光伏板10的第一电池电极13和第二电池电极14之间的电绝缘，在光伏板上提供此类结构是以如下方式完成的，以使得连接元件20不与第一电池电极13或第二电池电极14电接触，例如，以如下方式完成以使得在一方面第一电池电极12和第二电池电极14与另一方面连接元件20之间存在电绝缘材料。
图13示意性地例示了根据本发明的一实施例的多个光伏板10(在所示示例中是三个光伏板10)以及被分别提供在多个光伏板中的每一者的表面上的连接元件(被物理地分割成第一连接元件21和第二连接元件22)的示例(俯视图)。在该示例中，对于多个薄膜光伏板10中的每一者，提供分开的连接元件20(每一连接元件20被物理地分割成第一连接部件21和第二连接部件22)。然而，本发明不限于此。并且在其他实施例中，单个连接元件20可以延伸超过一个以上的光伏板10。在此类实施例中，单个第一连接元件21可以延伸超过两个或更多个相邻光伏板，和/或单个第二连接元件22可以延伸超过两个或更多个相邻光伏板。
如图13中所例示的，多个光伏板10彼此相邻且并排地放置。在图13中示出的示例中，多个光伏板10被定位成使得光伏板10的第一板电极131被定位成与相邻光伏板的第一板电极131相邻，和/或使得光伏板10的第二板电极132被定位成与相邻光伏板的第二板电极132相邻。然而，本发明不限于此，并且可以使用相对于彼此来定位或定向多个光伏板的其他方式。
在所示示例中，进一步在多个光伏板10旁边定位哑元件60。在本发明的各实施例中，可以可任选地提供哑元件60以例如获得光伏模块的预定总尺寸。哑元件60可具有与光伏板10基本上相同的外观，例如，它可以是一片光伏板(不与多个光伏板10电互连)，或者它可以具有与多个光伏板不同的外观。虽然在图13中(以及类似地在图14、图16和图17中)，多个板10被示意性地示出为间隔开，但是它们可以被定位成彼此更靠近，例如，在它们之间基本上不存在间隔，以例如获得更统一的全局外观。在其中在多个光伏板之间存在间隔的本发明的各实施例中，可以在相邻光伏板之间的空间中提供填充材料，诸如举例来说如用于电绝缘层40的材料，或例如硅材料，优选地具有与电绝缘层40的视觉外观具有相似视觉外观或基本上相同的视觉外观的材料。
图14示意性地例示了根据本发明的一实施例的多个光伏板(在所示示例中是六个光伏板10)的另一示例(俯视图)，每一光伏板具有在第一表面上提供的第一连接元件21和第二连接元件22。在图14所示的示例中，第一连接元件21和第二连接元件22延伸超过两个相邻光伏板10，本发明不限于此。在图14所示的示例中，多个光伏板10并排、以二维阵列来布置。这仅仅是一个示例，并且可以使用多个光伏板的其他布置，以例如获得要被制造的薄膜光伏模块的预定尺寸和/或预定形状。
在具体实施例中，多个光伏板10并联电互连，本发明不限于此。例如，在其他实施例中，多个光伏板10可以串联电互连，或者可以使用串联和并联互连的组合。
在其中多个光伏板10以二维阵列来不布置的各实施例中(如举例来说图14中示意性地例示的那样)，可以使用不同的办法来建立多个光伏板10的并联电互连。例如，布置在单“行”板(对应于图14中指示的X方向)中的光伏板10可具有相同取向，即，它们的第一板电极131可以在彼此的延长线上彼此相邻定位，并且它们的第二板电极132可以在彼此的延长线上彼此相邻定位。在此类办法中，单个连接元件20可以被用于布置在同一“行”板10中的光伏板10，连接元件20延伸超过该行中至少两个(例如全部)光伏板10。在将此类连接元件20物理地分割成第一连接部件21和第二连接部件22之后，可以在第一连接部件21与布置在该行中的光伏板的第一板电极131之间形成第一电连接，并且可以在第二连接部件22与布置在该行中的光伏板的第二板电极132之间形成第二电连接。这在图14中被示意性地例示出。然而，这仅是一示例，并且本发明不限于此。
在步骤104(图1)，对于每一薄膜光伏板10，在其第一板电极131与对应的第一电互连传导线缆31之间(或者换言之：在第一板电极131与对应的第一连接部件21之间)形成第一电连接，即在第一板电极与薄膜光伏板上提供的第一连接部件的第一电互连传导线缆之间形成第一电连接。此外，在步骤105(图1)，对于每一薄膜光伏板10，在其第二电极132与对应的第二电互连传导线缆32之间(或者换言之：在第二电极132与对应的第二连接部件22之间)形成第二电连接，即在第二电极与薄膜光伏板上提供的第二连接部件的第二电互连传导线缆之间形成第二电连接。建立第一电连接和/或第二电连接可包括焊接、焊融、胶合、压制和/或印刷，本发明不限于此。
根据本发明的一实施例的方法100的步骤106(图1)包括提供第一极性的第一导电汇流条和第二极性的第二导电汇流条。这之后是：对于多个薄膜光伏板10中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆21与第一汇流条之间形成(图1，步骤107)第一电汇流条连接，以及对于多个薄膜光伏板10中的每一者，在对应的第二电互连传导线缆22与第二汇流条之间形成(图1，步骤107)第二电汇流条连接。
在本发明的各实施例中，提供第一汇流条和第二汇流条可包括例如提供第一封装片，诸如举例来说玻璃片，其具有形成在其表面上的预定位置处的第一汇流条和第二汇流条。图15示意性地例示了如可以在根据本发明的各实施例的方法中使用的其上提供有第一汇流条61和第二汇流条62的第一封装片50的示例(俯视图)。为了实现一方面在第一电互连传导线缆21与第一汇流条61之间形成第一电汇流条连接以及另一方面在第二电互连传导线缆22与第二汇流条62之间形成第二电汇流条连接，多个光伏板10可以被定位在第一封装片50上，如举例来说图16中针对对应于图13中示出的光伏板布置的配置示意性地例示的那样。图17示意性地例示了其中多个光伏板根据图14中示出的配置来布置并且定位在包含第一汇流条61和第二汇流条62的第一封装片50上的实施例。
在本发明的各实施例中，在使第一连接部件21和第二连接部件22移位和分离之后，并且在将它们定位在光伏板10上之后，并且在提供第一汇流条61和第二汇流条62之后，至少一个第一导电线缆31可以被定位在对应的第一汇流条61上(与其对齐)和/或至少一个第二导电线缆32可以被定位在对应的第二汇流条62上(与其对齐)，例如以允许通过直接焊接、焊融、胶合或压制来形成第一电汇流条连接和/或第二电汇流条连接。在本发明的方法的其他实施例中，在第一连接元件21和第二连接元件22分离之后，第一连接元件21可以被定位成不与第一汇流条61对齐和/或第二连接元件22可以被定位成不与第二汇流条62对齐。在此类实施例中，形成第一电汇流条连接和/或形成第二电汇流条连接可包括例如在它们之间提供导电结构，诸如导电条带或导电网格，本发明不限于此。在本发明的各实施例中，这可包括例如通过焊接、焊融、胶合或压制来附连导电结构，本发明不限于此。在本发明的各实施例中，这可包括例如沉积导电结构，诸如举例来说通过印刷包括导电墨水的图案化层，诸如举例来说通过喷墨打印或丝网打印，本发明不限于此。在本发明的各实施例中，导电结构可以被提供以用于形成至少一个第一导电线缆31与第一汇流条61之间的第一电汇流条连接和/或用于形成至少一个第二导电线缆32与第二汇流条62之间的第二电汇流条连接。
第一汇流条61和第二汇流条62可包括或包含例如导电杆，例如全实心杆或空心杆、导电条带或导电线缆，本发明不限于此。第一汇流条61和第二汇流条62包括导电材料，优选地是金属，诸如举例来说Al或Cu，本发明不限于此，优选地涂覆有可焊接材料或可焊融材料。根据本发明的第三方面的一实施例，提供第一汇流条61和第二汇流条62以进一步实现包括多个光伏板10的光伏模块到另一元件(诸如举例来说另一光伏模块)的外部电连接。在其中第一汇流条61和/或第二汇流条包括或包含导电杆的本发明的各实施例中，第一和/或第二汇流条可进一步具有机械功能，例如，它们可以增强光伏模块。
根据第二方面，本发明涉及一种用于制造薄膜光伏模块的方法。根据本发明的第二方面的一实施例的方法200的示例在图2中示意性地例示。方法200包括：提供(图2，步骤201)多个薄膜光伏板，其包括第一极性的第一板电极以及与第一极性相反的第二极性的第二板电极；提供(图2，步骤202)第一封装片，例如，第一玻璃片；通过根据本发明的第一方面的一实施例的方法100使多个薄膜光伏板电互连(图2，步骤203)，其中提供(图1，步骤106)第一极性的第一汇流条和第二极性的第二汇流条包括在第一封装片上提供第一汇流条和第二汇流条，并且其中将多个薄膜光伏板彼此相邻且并排地定位(图1，步骤101)包括将多个薄膜光伏板定位在第一封装片上，从而使得第一汇流条和第二汇流条暴露；在多个薄膜光伏板上与第一封装片一侧相对的那侧上提供(图2，步骤204)第二封装片，例如，第二玻璃片；以及执行层压步骤(图2，步骤205)从而将多个薄膜光伏板封装在第一封装片与第二封装片之间，以保护该多个薄膜光伏板免于机械损坏和/或不期望的环境影响，并且形成薄膜光伏模块。
在本发明的各实施例中，第一封装片可对应于光伏模块的背封装片，并且第二封装片可对应于光伏模块的前封装片，或者相反，第一封装片可对应于光伏模块的前封装片，并且第二封装片可对应于光伏模块的后封装片。
在根据本发明的第二方面的方法200的各实施例中，使多个薄膜光伏板电互连(图2，步骤203)是根据依据本发明的第一方面的方法100来执行的，其中提供(图1，步骤106)第一极性的第一汇流条和第二极性的第二汇流条包括在第一封装片上提供(图2，步骤106)第一汇流条和第二汇流条，如上所述且如举例来说在图16和图17中例示的那样，并且其中将多个薄膜光伏板彼此相邻且并排地定位(图1，步骤101)包括将多个薄膜光伏板定位(图2，步骤101)在其上提供有第一汇流条和第二汇流条的第一封装片上，从而使得第一汇流条和第二汇流条暴露，如上所述且如举例来说在图16和图17中例示的那样。
根据本发明的第二方面的各实施例的方法可进一步包括提供封装层，该封装层在多个薄膜光伏板、以及第一封装片和第二封装片中的至少一者之间包括封装材料(封装剂)。
在根据本发明的第二方面的各实施例中，代替提供专用第一封装片或代替提供专用第二封装片，可以忽略此类封装板，并且光伏板10的基板11可具有第一或第二封装片的功能。在此类实施例中，第一汇流条61和第二汇流条62可以例如被提供在支撑基板上，诸如举例来说在电绝缘箔片上。此类实施例可导致更便宜、更薄和/或更轻的光伏模块以及成本更低的模块。
在本发明的各实施例中，光伏模块内的多个光伏板10优选地并联电互连，本发明不限于此。
在根据本发明的第二方面的方法的各实施例中，在多个薄膜光伏板上提供第二封装片(例如第二玻璃片)之前，并且在形成第一电汇流条连接和第二电汇流条连接之后，封装剂(封装层，诸如举例来说包括EVA、PVB、聚烯烃或硅的层)可以被提供在多个薄膜光伏板上，优选地完全覆盖多个薄膜光伏板的表面。这之后可以是层压步骤，从而将第二封装片附连到多个光伏板，其间具有封装材料。
层压步骤通常包括加热以引导封装材料的流动。在本发明的有利实施例中，这一加热步骤可以例如通过焊接同时导致第一电连接和/或第二电连接和/或第一电汇流条连接和/或第二电汇流条连接的形成。在此类实施例中，执行加热过程可包括在第一温度下执行第一加热步骤，并随后在第二温度下执行第二加热步骤，第二温度高于第一温度。第一温度可以被选择为实现焊接，从而形成第一电连接和/或第二电连接和/或第一电汇流条连接和/或第二电汇流条连接。第二温度可被选择为实现封装材料的熔化。例如，第一温度可以在120℃到240℃之间的范围内，而第二温度可以比第一温度高10℃到50℃，本发明不限于此。
在根据本发明的第二方面的各实施例中，提供连接元件20、提供电绝缘层40、以及提供封装层的三个步骤可以被组合成两个步骤或单个步骤。
例如，在根据本发明的第二方面的各实施例中，首先可以在多个光伏板10上提供电绝缘层40。接着，可以在电绝缘层40上提供附连有或集成了连接元件20的封装层。在此类实施例中，可以在将连接元件20附连或集成到封装层之前，将连接元件20分割成第一连接部件21和第二连接部件22。在其他实施例中，可以在将连接元件20附连或集成到封装层之后，将连接元件20分割成第一连接部件21和第二连接部件22。连接元件20与承载件(诸如封装层或举例来说封装片)集成或附连的实施例的优点在于，这可以使连接元件20的处理和处置变得容易，和/或者这可以改进其尺寸稳定性。
在根据本发明的第二方面的其他实施例中，电绝缘层40和连接元件20可以被组合，即，可以在连接元件20和电绝缘层40定位在多个光伏板上之前，将连接元件20附连或集成到电绝缘层40，如上关于根据本发明的第一方面的一实施例所描述的。
在本发明的第二方面的其他实施例中，电绝缘层40、连接元件20以及封装材料层可以在它们被定位在多个光伏板10上之前被组合成单个结构(例如，单个片)。在此类实施例中，电绝缘层40和封装材料可以是不同的层，或者它们可以由单个层来形成，即，电绝缘层40也可被用作封装剂。
在本发明的第二方面的其他实施例中，连接元件20可以被提供第二封装片上。
在本发明的方法的各实施例中，连接元件20可以被提供在多个光伏板10中对应于光伏电池15一侧的一侧(即，与基板11一侧相对的那侧)处的表面上。然而，本发明不限于此。并且在其他实施例中，连接元件20可以被提供在多个光伏板中对应于基板11一侧的表面上。在此类实施例中，可能不需要提供电绝缘层40；在此类实施例中，连接元件与电池电极之间的电绝缘可以通过位于其间的光伏板基板11来确立。在此类实施例中，需要在位于光伏板10一侧(与基板11一侧相对的那侧)处的第一板电极131与位于光伏板的相对侧(基板11一侧)处的第一连接部件21的至少一个第一导电线缆31之间提供第一导电路径，以及在位于光伏板的一侧(与基板侧相对的那侧)处第二板电极132与位于光伏板的相对侧(基板一侧)处的第二连接部件22的至少一个第二导电线缆32之间提供第二导电路径。此类导电路径可以例如通过在基板11的横向边缘上提供导电条带或网格，或者通过在基板11的横向边缘上印刷或沉积包括导电材料的图案化层来形成。
在本发明的各实施例中，多个光伏板10中的一部分可具有提供在前表面上的连接元件20，并且多个光伏板10中的另一部分可具有提供在后表面上的连接元件20。
在第三方面，本发明涉及一种薄膜光伏模块。根据本发明的第三方面的各实施例的一种薄膜光伏模块，包括：彼此相邻且并排定位的多个薄膜光伏板，该薄膜光伏板中的每一者包括第一极性的第一板电极以及与第一极性相反的第二极性的第二板电极；对于多个薄膜光伏板中的每一者，包括以网格结构布置的多根导电线缆并且物理地分割成第一连接部件和第二连接部件的连接元件，第一连接部件包括多根第一电互连传导线缆，第二连接部件包括多根第二电互连传导线缆，该多根第一电互连传导线缆与该多根第二电互连传导线缆电绝缘；对于多个薄膜光伏板中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆与第一板电极之间的第一电连接，以及在对应的第二电互连传导线缆与第二板电极之间的第二电连接；第一极性的第一汇流条和第二极性的第二汇流条；以及对于多个薄膜光伏板中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆与第一汇流条之间的第一电汇流条连接，以及在对应的第二电互连传导线缆与第二汇流条之间的第二电汇流条连接。
根据本发明的各实施例的一种薄膜光伏模块可以被封装，即，它可以进一步包括前片、背片、前侧封装层和/或后侧封装层。该薄膜光伏模块可进一步包括密封层以及沿模块边缘的合适框架。
前面的描述具体说明了本发明的某些实施例。然而，应当理解，不管前述内容在文本中显得如何详细，本发明都能以许多方式实现。应当注意的是，在描述本发明的某些特征或方面时，特定术语的使用不应当用来暗示术语在本文中被重定义以受限于包括与所述术语相关联的本发明的特征或方面的任何特定特性。
可以理解，尽管本文针对根据本发明的设备讨论了特定实施例、具体结构和配置以及材料，但是可做出形式和细节上的各种改变或修改而不背离本发明的范围。在本发明范围内可对所述方法增删步骤。

Claims (20)

1.一种用于使多个薄膜光伏板(10)电互连的方法(100)，其中所述方法包括：
将多个薄膜光伏板(10)并排定位，所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者是部分半透明或不透明的，并且包括至少一个第一极性的第一板电极(131)以及至少一个与第一极性相反的第二极性的第二板电极(132)，所述至少一个第一板电极(131)和所述至少一个第二板电极(132)至少部分暴露于所述薄膜光伏板(10)的同一表面上且在所述薄膜光伏板(10)的相对边缘处；
在所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者的表面上提供至少一个连接元件(20)，所述至少一个连接元件(20)包括以网格结构布置的多根导电线缆(30)；
将每一连接元件(20)物理分割成第一连接部件(21)和第二连接部件(22)，所述第一连接部件(21)包括多个第一电互连传导线缆(31)，所述第二连接部件(22)包括多个第二电互连传导线缆(32)，以使得在所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者的表面上，所述多个第一电互连传导线缆(31)与所述多个第二电互连传导线缆(32)电绝缘；
对于所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆(31)与所述至少一个第一板电极(131)之间形成第一电连接；
对于所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者，在对应的第二电互连传导线缆(32)与所述至少一个第二板电极(132)之间形成第二电连接；
提供第一极性的第一汇流条(61)和第二极性的第二汇流条(62)；以及
对于所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆(31)与所述第一汇流条(61)之间形成第一电汇流条连接，以及在对应的第二电互连传导线缆(32)与所述第二汇流条(62)之间形成第二电汇流条连接，藉此使所述多个薄膜光伏板(10)电互连。
2.根据权利要求1的方法(100)，其特征在于，对于所述多个薄膜光伏板(10)中的至少一者，其上提供有所述至少一个连接元件(20)的表面是前表面。
3.根据权利要求1的方法(100)，其特征在于，所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者包括多个薄膜光伏电池(15)，每一电池包括第一电池电极(13)和第二电池电极(14)，其中所述方法进一步包括在所述多个薄膜光伏板(10)中提供有所述至少一个连接元件(20)的表面上提供光学透光的电绝缘层(40)，从而使所述第一电池电极(13)和所述第二电池电极(14)与所述至少一个连接元件(20)电绝缘。
4.根据权利要求3的方法(100)，其特征在于，所述光学透光的电绝缘层(40)在提供所述至少一个连接元件(20)之前被提供。
5.根据权利要求3的方法(100)，其特征在于，所述光学透光的电绝缘层(40)和所述至少一个连接元件(20)被同时提供，其中所述至少一个连接元件(20)与所述光学透光的电绝缘层(40)集成。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法(100)，其特征在于，形成所述第一电连接以及形成所述第二电连接包括导电结构的焊接、胶合、压制、印刷，或其任何组合。
7.根据权利要求1-5中任一项的方法(100)，其特征在于，形成所述第一电汇流条连接以及形成所述第二电汇流条连接包括导电结构的焊接、胶合、压制、印刷，或其任何组合。
8.根据权利要求1-5中任一项的方法(100)，其特征在于，所述至少一个连接元件(20)具有大于90％的透光度。
9.根据权利要求1-5中任一项的方法(100)，其特征在于，所述至少一个连接元件(20)具有大于95％的透光度。
10.根据权利要求1-5中任一项的方法(100)，其特征在于，所述至少一个连接元件(20)具有大于98％的透光度。
11.根据权利要求1-5中任一项的方法(100)，其特征在于，所述至少一个连接元件(20)具有低于10每平方欧姆的片电阻。
12.根据权利要求1-5中任一项的方法(100)，其特征在于，所述至少一个连接元件(20)具有低于2每平方欧姆的片电阻。
13.根据权利要求1-5中任一项的方法(100)，其特征在于，所述至少一个连接元件(20)具有低于0.5每平方欧姆的片电阻。
14.根据权利要求1-5中任一项的方法(100)，其特征在于，所述至少一个连接元件(20)具有低于0.1每平方欧姆的片电阻。
15.一种用于制造薄膜光伏模块的方法(200)，其中所述方法包括：
提供多个薄膜光伏板(10)，所述多个薄膜光伏板(10)是部分半透明或不透明的，并且包括至少一个第一极性的第一板电极(131)以及至少一个与第一极性相反的第二极性的第二板电极(132)，所述至少一个第一板电极(131)和所述至少一个第二板电极(132)至少部分地暴露于所述薄膜光伏板(10)的同一表面上且在所述薄膜光伏板(10)的相对边缘处；
提供第一封装片(50)；
通过根据权利要求1至14中任一项的方法(100)使所述多个薄膜光伏板(10)电互连，其中：
提供第一极性的第一汇流条(61)和第二极性的第二汇流条(62)包括在所述第一封装片(50)上提供所述第一汇流条(61)和所述第二汇流条(62)；
将所述多个薄膜光伏板(10)并排定位包括将所述多个薄膜光伏板(10)定位在其上提供有所述第一汇流条(61)和所述第二汇流条(62)的所述第一封装片(50)上，从而使得所述第一汇流条(61)和所述第二汇流条(62)至少部分暴露；
在所述多个薄膜光伏板(10)上、在所述薄膜光伏板中与所述第一封装片一侧相对的一侧处提供第二封装片；以及
执行(205)层压步骤从而将所述多个薄膜光伏板(10)封装在所述第一封装片与所述第二封装片之间并且从而形成薄膜光伏模块。
16.根据权利要求15所述的方法(200)，其特征在于，进一步包括在所述多个薄膜光伏板(10)、与所述第一封装片和所述第二封装片中的至少一者之间提供封装层。
17.根据权利要求16的方法(200)，其特征在于，在引述权利要求1至4或6至14中任一项时，所述至少一个连接元件(20)与所述封装层集成。
18.根据权利要求16或17的方法(200)，其特征在于，当引述权利要求3时，所述光学透光的电绝缘层(40)、所述至少一个连接元件(20)、以及所述封装层被集成为单个片。
19.根据权利要求16或17的方法(200)，其特征在于，将所述多个薄膜光伏板(10)并排定位包括将所述多个薄膜光伏板(10)定位成使得具有相同极性的毗邻薄膜光伏板(10)的板电极彼此相邻被定位。
20.一种薄膜光伏模块，包括：
并排定位的多个薄膜光伏板(10)，所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者是部分半透明或不透明的，并且包括至少一个第一极性的第一板电极(131)以及至少一个与第一极性相反的第二极性的第二板电极(132)，所述至少一个第一板电极(131)和所述至少一个第二板电极(132)至少部分暴露于所述薄膜光伏板(10)的同一表面上且在所述薄膜光伏板(10)的相对边缘处；
对于所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者，提供在其表面上的连接元件(20)，所述连接元件(20)包括以网格结构布置的多根导电线缆(30)并且被物理地分割成第一连接部件(21)和第二连接部件(22)，所述第一连接部件(21)包括多个第一电互连传导线缆(31)，所述第二连接部件(22)包括多个第二电互连传导线缆(32)，所述多个第一电互连传导线缆(31)与所述多个第二电互连传导线缆(32)电绝缘；
对于所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆(31)与所述至少一个第一板电极(131)之间的第一电连接，以及在对应的第二电互连传导线缆(32)与所述至少一个第二板电极(132)之间的第二电连接；
第一极性的第一汇流条(61)和第二极性的第二汇流条(62)；以及
对于所述多个薄膜光伏板(10)中的每一者，在对应的第一电互连传导线缆(31)与所述第一汇流条(61)之间的第一电汇流条连接，以及在对应的第二电互连传导线缆(32)与所述第二汇流条(62)之间的第二电汇流条连接。
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