專利名稱：光電模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電模塊。這樣的光電模塊稱為“串”，并且由多個(gè)彼此隔開一定距 離并且相互排成直線的板形電池、即所謂的太陽能電池組成。每一個(gè)太陽能電池在第一主 表面上具有構(gòu)成第一電極的線路結(jié)構(gòu)，以及第二主表面分別構(gòu)成為帶有相反極性的第二電 極。所有電池關(guān)于它們的主表面相同定向，也就是說在由多個(gè)電池組成的該光電模塊中形 成各電池主表面的直線狀排列。相鄰的電池各通過至少 一個(gè)扁平帶電氣連接，該扁平帶的 第一段與電池的第一電極焊接，第二段與相鄰的電池的第二電極焊接。
背景技術(shù)：
這樣的一種光電模塊例如在DE 10 2006 058 892 Al中給出。其中描述了把帶有 在其表面和底面上設(shè)置的線路的太陽能電池在輸送帶上有節(jié)拍地(taktweise)連續(xù)傳送 到焊接沖頭下，以便在扁平帶和電極之間建立相應(yīng)的焊接連接。此外在按照DE 10 2006 058 892 Al的建議中提出，在焊接沖頭和要連接的電池 之間設(shè)置薄的保護(hù)層。由此應(yīng)該把焊接過程所需要的熱量?jī)x有目的地帶到應(yīng)該進(jìn)行焊接的 位置。換句話說僅在要在各電池上焊接的區(qū)域內(nèi)加熱焊接帶(扁平帶)。由此只要焊接 帶(扁平帶)在相鄰的電池之間的間隔區(qū)域內(nèi)具有不同的幾何結(jié)構(gòu)，就會(huì)在電池的邊緣區(qū) 域內(nèi)產(chǎn)生不均勻性，因?yàn)樵谠撻g隔區(qū)域內(nèi)不進(jìn)行熱處理。這些不連續(xù)位置也構(gòu)成相鄰的電 池的連接中的機(jī)械薄弱位置。由于焊接過程中不同的熱負(fù)荷(超過200°C )，通常具有不到200μπι厚度的電池 容易變形。此外，由于在有節(jié)拍地運(yùn)動(dòng)的輸送帶上運(yùn)送電池還存在電池破裂的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種不具有上述缺點(diǎn)的所述類型的光電模塊。此外該光 電模塊應(yīng)該以一種簡(jiǎn)化的方法制造。本發(fā)明的基本想法在于，所述焊接并非成對(duì)地進(jìn)行，相應(yīng)地并非有節(jié)拍地進(jìn)行，而 是在一個(gè)公共的加工過程中制造由多個(gè)電池組成的光電模塊，亦即把多個(gè)電池在一個(gè)唯一 的加工過程中與相應(yīng)的焊接帶相互連接。接著為了連接相鄰的電池在這些相鄰的電池的整個(gè)長(zhǎng)度上加熱扁平帶，由此也在 相鄰的電池之間的區(qū)域內(nèi)加熱該扁平帶。由此產(chǎn)生相鄰的電池的電氣連接的均勻結(jié)構(gòu)和優(yōu) 化的電流流動(dòng)。在本發(fā)明最一般的實(shí)施形式中，本發(fā)明涉及一種具有下述特征的光電模塊-多個(gè)彼此相隔一定距離并且相互成直線設(shè)置的板形電池，-每一個(gè)電池在第一主表面上具有構(gòu)成第一電極的線路結(jié)構(gòu)；以及第二主表面分 別構(gòu)成為帶有相反極性的第二電極，-所有電池關(guān)于它的主表面相同定向，_相鄰的電池分別通過至少一個(gè)扁平帶電氣連接，
-該扁平帶在基體上具有可焊接涂層，-該扁平帶的第一段與電池的第一電極焊接，第二段與相鄰的電池的第二電極焊 接，其中，-所述涂層在相鄰的電池之間的段內(nèi)的至少兩個(gè)位置處具有相對(duì)于(垂直于)扁平帶的基體彼此偏離至少30%的材料厚度。如果認(rèn)為該扁平帶的基體理想的是帶有兩個(gè)彼此平行的主表面的薄金屬板條 (Blech-streifen)，由此導(dǎo)致所述可焊接涂層基本上設(shè)置在扁平帶的主表面上。這里該涂 層在扁平帶的原始狀態(tài)下在兩側(cè)都具有或多或少相同的材料厚度。所述基體例如可以主要 由銅組成，并且具有l(wèi)_3mm、特別是1. 5-2. 5mm的寬度和0. 1-0. 3mm、特別是0. 1-0. 2mm的厚 度，而基于Zn的所述涂層在兩個(gè)主表面上例如各為10-30 μ m、特別是10-20 μ m厚。本發(fā)明的光電模塊與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，所述涂層在相鄰的電池之間的段內(nèi)具 有變化的材料厚度。該變化相對(duì)于未處理過的扁平帶如下產(chǎn)生，扁平帶的該段在制造過程 中也是通過焊接沖頭/焊接燈加熱的，并且涂層材料在焊接過程中從固態(tài)向粘稠的/液體 的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，使得該涂層材料在所述區(qū)域內(nèi)至少已部分變形。之所以會(huì)這樣，特別是因?yàn)楸?平帶在相鄰的電池之間的過渡區(qū)域內(nèi)不像在電池的主表面上那樣是直線延伸，而是S形， 因?yàn)樵摫馄綆囊粋€(gè)電池的主表面到相鄰的電池的相對(duì)的主表面上彎曲延伸。盡管電池的 材料厚度相對(duì)較小，但是通過加熱和重力影響導(dǎo)致涂層材料沿上述彎曲段“流下”，從而導(dǎo) 致在相鄰的電池之間的扁平帶的不同的位置/段處形成不同的涂層厚度。以這種方式實(shí)現(xiàn) 涂層材料的無級(jí)的和無突發(fā)橫截面變化的分布。下面的實(shí)施例示意性示出所描述的效果。材料厚度在所述區(qū)域內(nèi)的偏離在所述區(qū)域內(nèi)可超過40 %、60 %、也可超過80 %。 從而例如在完成了的串上所述涂層在一個(gè)位置處可以具有8μπι的材料厚度，而在另一個(gè) 位置處具有25 μ m的材料厚度。通常該差別十分明顯，例如在一個(gè)位置處為2 μ m,而在另一 個(gè)位置處為35 μ m。太陽能電池的線路結(jié)構(gòu)例如可以具有兩個(gè)平行的、并且彼此相隔一定距離延伸的 母線條(Busbar)，這里每一母線條都與一個(gè)扁平帶焊接。給該母線條分配另外的電氣線路， 該另外的電氣線路通常垂直于母線條地相隔一定距離地延伸。用于制造所描述的光電模塊的方法包括下述步驟-在載體上敷設(shè)第一電池，-在第一電池的顯露出的第一電極上敷設(shè)至少一個(gè)扁平帶的一段，-在該扁平帶的第二段上敷設(shè)第二電池，使得該第二電池與第一電池相隔一定距 離，并且使該第二電池的第二電極接觸所述扁平帶的第二段，-接著重復(fù)上述步驟，直到模塊包括η個(gè)電池，-在接著的方法步驟中把具有η個(gè)電池的模塊從至少一側(cè)加熱，使得在扁平帶和 電池的對(duì)應(yīng)的電極之間產(chǎn)生焊接連接，-然后把所述載體連同位于該載體上的模塊供給其它處理步驟。屬于該其它處理步驟的有把多個(gè)光電模塊組裝為更大的單元，然后該單元例如 可以安裝在屋頂上來獲取電流。當(dāng)把電池敷設(shè)在載體的對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)時(shí)可以簡(jiǎn)化電池在載體上的定位。這些凹槽保證電池彼此精確的取向。也可以同時(shí)焊接多個(gè)串的電池，更確切說不僅在一個(gè)串的內(nèi)部， 而且也在相鄰的串相互之間。熱的施加，亦即電池的焊接，可以使用鹵素?zé)暨M(jìn)行。在此通常需要150和250°C之 間的溫度，以便能夠建立焊接連接。原則上在串的一側(cè)設(shè)置熱源(包括多個(gè))即已足夠，因?yàn)樵摕崮茏阋砸舶言谙鄬?duì) 的主表面上延伸的扁平帶加以焊接。然而根據(jù)一種實(shí)施形式，提供多個(gè)熱源，它們?cè)陔姵氐?兩個(gè)主表面前與該主表面隔開一定距離地設(shè)置。由此能夠在串的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)均勻的熱能。本發(fā)明的另外的特征從從屬權(quán)利要求以及其他的申請(qǐng)材料中產(chǎn)生。


下面借助實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。在此在附圖中圖1以示意圖表示由五個(gè)太陽能電池組成的光電模塊的俯視圖，圖2以示意圖表示兩個(gè)相鄰的太陽能電池的側(cè)視圖。附圖中相同的或者相同作用的部件用相同的標(biāo)記表示。
具體實(shí)施例方式圖1的光電模塊由五個(gè)太陽能電池10、12、14、16、18組成。該視圖示出電池10、 12、14、16、18的η摻雜的主表面，這些電池彼此相隔距離a地設(shè)置，并且分別在它們的表面 上具有這樣一個(gè)線路結(jié)構(gòu)，該線路結(jié)構(gòu)由多個(gè)彼此相隔一定距離設(shè)置的觸點(diǎn)20組成，這些 觸點(diǎn)交互電分配給兩個(gè)所謂的母線條22，并且與這些母線條電氣連接(儀針對(duì)電池10顯示 出)。母線條22位于下面要描述的扁平帶24之下。在電池10的圖示的表面上，在兩個(gè)母線條22上焊接兩個(gè)扁平帶24，其中扁平帶 24通過電池10向右延伸并且延伸到相鄰的電池12下面，在那里與設(shè)置在電池12的底面上 的電極焊接。類似地這點(diǎn)也適用于每?jī)蓚€(gè)相鄰的電池的連接，其中扁平帶24伸出圖1中右 邊顯示的電池18的末端并且形成電氣連接。類似地這點(diǎn)適用于電池10。圖2以側(cè)視圖放大顯示電池12、14，包括該電池上設(shè)置的扁平帶24。在電池12的底面上焊上來自電池10的第一扁平帶241。在電池12的表面上另一 扁平帶24. 2延伸，該另一扁平帶與對(duì)應(yīng)的母線條焊接。扁平帶24. 2在朝向相鄰的電池14 的方向上以S形曲線延伸到電池14的底面，在那里它類似于扁平帶241地焊接。在電池14 的表面上可以看到扁平帶24. 3，它朝向電池16延伸。為說明起見，在電池12和14之間的過渡區(qū)域內(nèi)以夸張的圖顯示在扁平帶24. 2的 基體上的涂層26的材料厚度。可以看出，涂層26不是以均勻的材料厚度在該基體的主表 面上延伸，而是具有較厚的段和較薄的段。這是所顯示的串的制造結(jié)果，所述串作為由五個(gè) 電池10、12、14、16、18組成的單元在一個(gè)公共的焊接過程中制造。這里熱源設(shè)置在整個(gè)串 的上方和/或下方，并且作用于該串的整個(gè)表面。通過在相鄰的電池(這里是12、14)之間 的過渡區(qū)域內(nèi)的熱作用，涂層材料移動(dòng)，并且形成了圖示的幾何結(jié)構(gòu)。在用象征性表示的段 位置1處，涂層26在基體的表面上的厚度為8 μ m,在底面上的厚度為15 μ m,而在段區(qū)域2 內(nèi)的涂層厚度在表面上為4 μ m，在底面上為30 μ m。具有特別意義的是，在電池12上從扁平帶24. 2的敷設(shè)面到自由區(qū)域的過渡區(qū)域內(nèi)不構(gòu)成涂層厚度的任何階梯形的變化，而形成弱的均勻的過渡，該過渡主要是為了與現(xiàn) 有技術(shù)相比扁平帶24. 2不容易破裂。
此外所描述的制造方法具有下面的優(yōu)點(diǎn)通過在整個(gè)串上的均勻的熱量圖還為電 池極大地減小了破裂的可能性，并且總的來說極大地加快了焊接過程，因?yàn)楝F(xiàn)在所有電池 同時(shí)焊接。
權(quán)利要求
一種光電模塊，具有下述特征-多個(gè)彼此相隔一定距離并且相互成直線設(shè)置的板形電池(10、12、14、16、18)，-每一個(gè)電池(10、12、14、16、18)在第一主表面上具有構(gòu)成第一電極的線路結(jié)構(gòu)(22、24)；以及第二主表面分別構(gòu)成為帶有相反極性的第二電極，-所有電池(10、12、14、16、18)關(guān)于它們的主表面相同定向，-相鄰的電池(10、12；12、14；14、16；16、18；18、20)分別通過至少一個(gè)扁平帶(24)電氣連接，-該扁平帶(24)在基體上具有可焊接涂層(26)，-該扁平帶(24)的第一段與電池(10、12、14、16、18)的第一電極焊接，第二段與相鄰的電池(12、14、16、18)的第二電極焊接，其中，-所述涂層(26)在相鄰的電池(10、12；12、14；14、16；16、18；18、20)之間的段內(nèi)的至少兩個(gè)位置(1、2)處具有相對(duì)于扁平帶(24)的基體彼此偏離至少30％的材料厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其中，所述涂層(26)在相鄰的電池(10、12;12、 14 ；14,16 ；16,18 ；18,20)之間的段內(nèi)的至少兩個(gè)位置(1、2)處具有彼此偏離至少40 %的 材料厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其中，所述涂層(26)有相鄰的電池(10、12；12、 14 ；14,16 ；16,18 ；18,20)之間的段內(nèi)的至少兩個(gè)位置(1、2)處具有彼此偏離至少60 %的材料厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊，其中，所述涂層(26)在相鄰的電池(10、12;12、 14 ；14,16 ；16,18 ；18,20)之間的段內(nèi)的至少兩個(gè)位置(1、2)處具有彼此偏離至少80 %的材料厚度。
5.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電模塊的方法，具有下述特征 -在載體上敷設(shè)第一電池，-在第一電池的顯露出的第一電極上敷設(shè)至少一個(gè)扁平帶的一段， -在該扁平帶的第二段上敷設(shè)第二電池，使得該第二電池與第一電池相隔一定距離，并 且使該第二電池的第二電極接觸該扁平帶的第二段，-接著重復(fù)步驟5. 2和5. 3，直到所述模塊包括η個(gè)電池，-在接著的方法步驟中把具有η個(gè)電池的模塊從至少一側(cè)加熱，使得在扁平帶和電池 的對(duì)應(yīng)的電極之間產(chǎn)生焊接連接，-然后把載體連同位于該載體上的模塊供給其它處理步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述電池敷設(shè)在載體的對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述電池借助鹵素?zé)舯患訜帷?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，使用多個(gè)熱源，這些熱源在電池的兩個(gè)主表面前 與該主表面隔開一定距離地設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及光電模塊。這樣的光電模塊也稱為“串”，并且由多個(gè)彼此隔開一定距離并且排成直線的板形電池、即所謂的太陽能電池組成。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101840945SQ20101014856
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月21日
發(fā)明者G·納佩特施尼格, I·尤希, R·弗蘭克 申請(qǐng)人:基奧托光電有限責(zé)任公司