使用直线带状连接条制造背接触太阳能电池的太阳能模块的方法及相应的太阳能模块的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及制造背接触太阳能电池的太阳能模块的方法，尤其涉及金属穿孔卷绕(metal wrap-through, MWT)太阳能电池及相应的太阳能模块。
【背景技术】
[0002]太阳能电池用于利用光伏效应将太阳光转换为电力。通常目的是实现高转换效率与低生产成本要求的平衡。
[0003]在太阳能电池中，发射极区和基极区包含在半导体基板中，并且这些相反掺杂区之间的结合处用于分离光生电荷对。其中，发射极区包括η型和P型掺杂中的一种，而基极区包括相反的掺杂类型。
[0004]在传统太阳能电池中，发射极区通常配置在朝向入射光的顶表面，并且基极区配置在半导体基板的相反的背表面。因此，接触发射极区的发射极触点配置在前侧，并且接触基极区的基极触点配置在半导体基板的背侧。
[0005]已经开发出新颖的电池设计，其中这两种类型的触点配置在半导体基板的背表面。这种太阳能电池通常被称为背接触太阳能电池。
[0006]在此主要讨论的一种类型的背接触太阳能电池是金属穿孔卷绕(MWT)太阳能电池设计，其中发射极区形成在半导体基板的前侧，并且在该前侧配置有小的金属指，以形成发射极触点。然而，与传统太阳能电池相比，这些小的金属指不通向与该小的指垂直配置的并且通常称为母线(busbar)的较大的指。而是这些小的指通向在半导体基板的整个区域产生的通孔。这些通孔填充有金属，从而将小的前侧指与配置在半导体基板的背表面的发射极接触区相连。因此，MWT电池在背表面可以具有两种类型触点，使得在前侧不需要遮光的母线。
[0007]在背侧表面的每个发射极触点和基极触点可以应用焊垫结构。这些焊垫结构可以包括由可焊接材料例如银制成的一个或多个焊垫。在这种焊垫的顶部可以焊接用于将相邻的太阳能电池相互连接的互连结构，从而形成互连的太阳能电池串，然后这些太阳能电池串可被用于最终形成太阳能模块。
[0008]已经开发出用于将多个背接触太阳能电池电互连的若干个概念和互连方案。这种方法和方案需要满足的一般要求是在发射极区和基极区之间不会发生经由所应用的互连结构而短路。此外，该互连结构容易应用于焊垫结构而没有互连过程损坏太阳能电池的重大风险。此外，用于将太阳能电池互连成串的工艺步骤和材料应当尽可能简单和廉价。
【发明内容】
[0009]本发明的实施方式能够以有利的方式满足上述要求。
[0010]根据本发明的第一方面，提出一种制造太阳能模块的方法。该方法首先准备多个背接触太阳能电池，所述背接触太阳能电池具有在半导体基板的背表面的发射极触点和基极触点以及形成在发射极触点和基极触点上的焊垫结构。每个焊垫结构包括直线地配置的一个或多个焊垫。该焊垫结构相对于半导体基板的纵轴线非对称地配置在半导体基板的背表面。焊垫结构的这种非对称配置可被视为本发明构思的重要思想，这一点将在下文中变得更清楚。半导体基板的该纵轴线可以是穿过半导体基板的中心延伸的并且可以优选与焊垫结构的直线延伸平行或者至少不交叉的轴线。
[0011]在制备或准备了这种特殊设计的背接触太阳能电池之后，沿着垂直于半导体基板的纵轴线的线将每个太阳能电池分割为第一和第二电池部分。
[0012]之后，沿着线交替配置多个背接触太阳能电池的第一和第二电池部分，使得第二电池部分相对于第一电池部分以180°方位配置，并且使得第一电池部分的发射极触点和基极触点的焊垫结构分别与第二电池部分的基极触点和发射极触点的焊垫结构对准。换言之，在将每个太阳能电池分割为两部分之后，每个第二电池部分转动180°，然后沿着线配置这些电池部分。
[0013]由于半导体基板的背表面的焊垫结构的非对称配置，第一电池部分和转动后的第二电池部分可以配置为使得在第一电池部分的发射极触点的顶部形成的每个焊垫结构与在相邻的第二电池部分的基极触点上形成的相关焊垫结构直线地对准。类似地，在第一电池部分的基极触点上形成的每个焊垫结构可以与在另一侧相邻的第二电池部分的发射极触点上形成的相关焊垫结构直线地对准。
[0014]最后，将所述多个第一和第二电池部分串联地电连接。为此目的，在每个第一电池部分的发射极触点的直线焊垫结构的顶部和在一侧与对应的第一电池部分相邻的第二电池部分的对准的基极触点的直线焊垫结构的顶部配置直线带状连接条。此外，在对应的第一电池部分的基极触点的直线焊垫结构的顶部和在相反侧与对应的第一电池部分相邻的第二电池部分的对准的发射极触点的直线焊垫结构的顶部配置直线带状连接条。
[0015]最后，将该连接条电连接到在下面的焊垫结构。
[0016]根据本发明的第二方面，提出一种太阳能模块。可以通过上述方法来制造该太阳能模块。该太阳能模块包括沿着纵轴线配置的背接触太阳能电池的多个第一和第二电池部分。每个第一和第二电池部分包括在每个发射极触点和基极触点的顶部的焊垫结构，每个焊垫结构包括直线地配置的一个或多个焊垫。该焊垫结构相对于半导体基板的纵轴线非对称地配置在半导体基板的背侧。多个背接触太阳能电池的第一和第二电池部分沿着线交替配置，使得第二电池部分相对于第一电池部分以180°方位配置，并且使得第一电池部分的发射极触点和基极触点的焊垫结构分别与第二电池部分的基极触点和发射极触点的焊垫结构对准。多个背接触太阳能电池的第一和第二电池部分通过每个配置在每个第一电池部分的发射极触点的直线焊垫结构的顶部和在一侧与对应的第一电池部分相邻的第二电池部分的对准的基极触点的直线焊垫结构的顶部的直线带状连接条以及每个配置在对应的第一电池部分的基极触点的直线焊垫结构的顶部和在相反侧与对应的第一电池部分相邻的第二电池部分的对准的发射极触点的直线焊垫结构的顶部的直线带状连接条串联连接。
[0017]通过下面更详细的说明将会清楚，可以根据以下思想和评论来理解本发明的上述方面:
[0018]在用于将背接触太阳能电池互连以制造太阳能模块的现有方法和方案中，已经通过各种方式满足了避免短路和容易且廉价的互连技术要求。
[0019]例如，已经通过将金属浆料印刷到诸如柔性箔的附加基板上，然后将这些附加基板应用到半导体基板的顶部，以适当的方式将相邻的太阳能电池的发射极触点和基极触点互连，来设置复杂的金属互连结构。然而，这种方法需要设置用于承载印刷的金属结构的附加基板，并且还需要用于将金属结构印刷到这种基板的相当大的工作量和成本。
[0020]在另一种方法中，使用带状连接条将相邻的太阳能电池互连。然而，在这种方法中，必须使用具有复杂形状的连接条，而不是使用简单的直线带状连接条，或者在每个连接条与在下面的发射极触点和基极触点之间必须插入附加绝缘层来防止局部短路。
[0021]另外，特别是在大的太阳能电池的情况下，将带状连接条焊接到半导体基板上的焊垫结构会因连接条的材料和半导体基板的材料的不同热膨胀系数而导致半导体基板的显著弯曲。这种弯曲可导致该制造工艺的合格率降低。
[0022]根据本发明的各方面，可以提供大尺寸的背接触太阳能电池。制备大尺度的太阳能电池比制备较小尺寸的这种太阳能电池更有效。例如，目前典型地制备156X156mm2尺寸的基于晶片的太阳能电池。这种大尺寸的背接触太阳能电池设置有特殊的焊垫结构，其中每个焊垫结构包括一个或多个焊垫，并且具有直线形状。该焊垫结构设置在半导体基板的背侧，相对于半导体基板的纵轴线非对称。具体来说，以如下方式设置该焊垫结构:当以180。方位挨着第二太阳能电池配置第一太阳能电池时，第一电池的一种类型的直线焊垫结构，即，接触发射极触点或者基极触点，与第二电池上的另一类型的相关焊垫结构直线对准。由于焊垫结构的这种特殊设计，随后可以通过例如沿着垂直于半导体基板的纵轴线的线切割，将每个太阳能电池分割为第一和第二电池部分，然后可以沿着线交替配置这些第一和第二电池部分，每个第二电池部分相对于第一电池部分以180°方位配置。最后，可以使用在第一电池部分的第一类型的直线焊垫结构和相邻的第二电池部分相反的第二类型的对