双组分电连接器制造技术

本发明专利技术涉及包含多个光伏电池的光伏制品，该光伏电池具有与第一电池(10)的顶侧(18)和第二相邻电池(12)的背侧(16)接触的第一电连接器节段(22)和第二电连接器节段(24)。用于形成所述电连接器节段的材料选择为在所述制品的使用寿命内最小化腐蚀、最大化接触面积和降低接触电阻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双组分电连接器
本专利技术一般地涉及包括电连接器节段(electricalconnectorsegment)及形成用于改善电池表面和邻接层之间的电接触的相关导电材料和涂层的光伏电池。专利技术背景光伏电池通常通过使第一电池的前侧与相邻电池的背侧接触的电连接器衬底串联地连接。这种构造通常用于柔性光伏电池如铜硫属化物型电池(例如，铜铟镓硒化物、铜铟硒化物、铜铟镓硫化物、铜铟硫化物、铜铟镓硒化物硫化物等)、非晶硅电池、晶体硅电池、薄膜III-V电池、薄膜II-VI电池、有机光伏器件、纳米颗粒光伏器件、染料敏化太阳能电池及这些的组合。不幸的是，某些环境应力引起减少电连接器与电池表面之间的电接触的腐蚀。但是，腐蚀的特性和来源根据电池表面的组成和电连接器的组成而不同。这可能有特别的考虑，因为通常具有一致组成的单一电连接器(即，Sn涂覆的Cu带或电连接器)用于桥接一个电池的顶部触点与后续电池的底部触点。因此，通过选择用于连接器的特定材料防止电池顶侧的腐蚀的尝试可以导致对相邻电池背侧的腐蚀效应。换句话说，由一种一致的材料及其整体形成的电连接器不太可能具有与一个电池的顶侧和相邻电池的背侧的无腐蚀的连接。US2005/0264174描述了具有稳定的中间连接器的OLED，该中间连接器包括一层高功函金属和一层金属化合物。这一参考文献表明高功函金属层的使用提供了改善的操作稳定性和改善的功率效率。WO2009/097161教导了电池串，其通过在相邻电池的前部和背部上用导电粘合剂粘附的导电接片或带电接合。这一参考文献表明，选择与衬底材料匹配的带或接片的热膨胀系数使得机械应用最小化，从而降低了粘合故障的可能性。仍然需要的是用于光伏电池中的电连接器，其通过避免由于环境应力导致的腐蚀而帮助随时间维持电池内的电接触。进一步需要包括沿连接器的可变材料组成的电连接器以使得沿电连接器的任何点处的材料组成经选择和调整以获得与将接触的电池表面的改善的连接性。进一步需要电连接器形成为使得接触第一电池的顶侧的连接器表面由与接触相邻电池的背侧的连接器表面的材料不相同的材料形成。
技术实现思路
本专利技术通过提供包括多个电连接器节段的电连接器而满足前述需要，各节段包含与相邻节段的材料不相同的至少一种材料。各电连接器节段优选包含当通过电连接器节段所连接的特定电池表面接触时将促进导电性和最小化腐蚀的材料。更具体地，第一电连接器节段包括由选择用于与第一光伏电池的顶侧的改善的连接性的材料形成的表面，和第二电连接器节段包括由选择用于与相邻光伏电池的背侧的改善的连接性的材料形成的表面。此外，选择用于各自的材料优选是不相同的材料。改善的连接性可以是顶侧和/或背侧电池表面上降低的腐蚀反应的结果。这样的腐蚀是光伏电池器件随时间经历的环境应力(例如，暴露于热、氧和/或湿汽)的结果，且表现为引起电池内性能的降低。发生于电池的顶侧或背侧上的特定腐蚀机制可以是电池上的材料以及电连接器节段上的材料之间不利的相互作用的结果。通过提供具有特别地选择以改善与顶侧和背侧触点两者的连接性的材料的电连接器节段，腐蚀反应最小化且在光伏电池组件的使用寿命内电池-电连接器节段界面之间的电连接性得到改善。举例来说，可能的是接触电池顶表面的电连接器节段的任何表面可以调整以对抗氧化，而接触电池底表面的电连接器节段的任何表面可以调整以在电池的背表面上存在腐蚀性物质(例如，硒、硫、氧)的情况下对抗腐蚀。各电连接器节段可以与一个或多个相邻的节段连接或电连通。对于各电连接器节段选择具有适当低的硬度值、高导电率或与各节段接触的电池表面的电极电势相似的电极电势的材料可以提供额外的益处，以试图改善电连接器节段、电池表面和任何相关粘结层之间的粘附和电连接。因此，根据一个方面，本文的教导提供一种制品，其包含(i)一个或多个光伏电池，其具有第一表面和相反的第二表面；(ii)第一电连接器节段，其具有接触第一电池的第一表面和与之电连通的部分；(iii)第二电连接器节段，其具有接触相邻电池的第二表面和与之电连通并与所述第一电连接器电连通的部分；其中第二电连接器节段的接触所述相邻电池的第二表面的部分包含与构成第一电连接器节段的接触所述第一电池的第一表面的部分的材料不相同的材料。优选地，所述制品是至少两个这样的光伏电池的串，其中电连接器节段的第一节段与第一光伏电池的顶侧电极(第一表面)接触并延伸超出该电池的边缘和连接于与相邻电池的背侧电极(第二表面)接触的第二电连接器节段。更优选地，制品具有三个或更多个这样的电池，各具有与一个电池的背侧电极接触和也与相邻电池的前侧电极接触的多个电连接器节段。第一和第二电连接器节段可以排列以使得尽管它们可以包含一种或多种相似的材料，但第一电连接器节段的接触电池表面的材料与第二电连接器节段的接触电池表面的材料不相同。更优选地，第一和第二电连接器节段的材料可以以分层的形式排列以使得第一层接触第一电池的表面和第二层接触第二电池的表面(例如，不相同材料的竖直排列)。第一和第二电连接器节段可以形成以使得它们不包含共同的材料，从而第一电连接器节段包含一种或多种第一材料和第二电连接器节段包含一种或多种第二材料(例如，不相同材料的横向排列)。第一电连接器节段因此可以仅沿第一电连接器节段的一个边缘与第二电连接器节段直接接触。在另一实施方式中，本专利技术涉及用于形成制品的方法，包括：(i)使具有第一表面和相反的第二表面的一个或多个光伏电池与第一电连接器节段接触，其中第一电连接器节段的一部分接触一个或多个电池的第一表面并与之电连通；(ii)使所述一个或多个电池的第二表面与第二电连接器节段接触以使得第二电连接器节段的一部分与一个或多个电池的第二表面电连通；其中第一电连接器节段的接触一个或多个电池的第一表面的部分包含与第二电连接器节段的接触一个或多个电池的第二表面的部分不相同的材料。本教导通过提供形成为最小化光伏电池的顶侧和背侧两者上的腐蚀的电连接器而满足前述需要。电连接器通过提供第一和第二电连接器节段从而接触电池的第一节段的表面的材料与接触电池的第二节段的表面的材料不相同而实现这一点。本文的教导的优势反映在光伏电池暴露于环境应力时的稳定性。选择具有不相似的冶金学性质的用于形成电连接器节段的材料导致电池表面上改善的对腐蚀作用的抗性，其导致改善的电池功能，特别是在延长的时间段内。附图简要说明图1是显示连接一个电池与相邻电池的代表性的第一电连接器节段和相邻的第二电连接器节段的横截面图。图2是显示连接一个电池与相邻电池的代表性的与第二电连接器节段直接平面接触的第一电连接器节段的横截面图。图3是显示连接一个电池与相邻电池的代表性的具有第一涂层的第一电连接器节段和具有第二涂层的第二电连接器节段的横截面图。图4是显示连接一个电池与相邻电池的代表性的在一个表面上具有第一涂层和在相反表面上具有第二涂层的第一电连接器节段及在一个表面上具有第一涂层和在相反表面上具有第二涂层的第二电连接器节段的横截面图。图5是显示连接一个电池与相邻电池的代表性的在一个表面上具有第一涂层的第一电连接器节段及在一个表面上具有第一涂层和在相反表面上具有第二涂层的第二电连接器节段的横截面图。具体实施方式本教导涉及包括多个电连接器节段的电连接器，各节段包含与相邻节段的材料不相同的至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，包含：(i)一个或多个光伏电池，其具有第一表面和相反的第二表面；(ii)第一电连接器节段，其具有接触所述一个或多个电池的第一表面并与之电连通的部分；(iii)第二电连接器节段，其具有接触所述一个或多个电池的第二表面并与之电连通，并与所述第一电连接器电连通的部分；其中接触所述一个或多个电池的第二表面的所述第二电连接器节段的部分包含如下材料，所述材料与构成接触所述一个或多个电池的第一表面的所述第一电连接器的部分的材料不相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.15 US 61/683,4591.一种光伏制品，包含：(i)两个或更多个光伏电池，每个光伏电池具有第一表面和相反的第二表面，其中所述第一表面与所述相反的第二表面具有不同的组成；(ii)电连接器，所述电连接器直接接触所述两个或更多个电池中第一电池的第一表面并且直接接触所述两个或更多个电池中第二电池的相反的第二表面，其中所述电连接器包含第一电连接器节段和第二电连接器节段；其中接触所述两个或更多个电池中第二电池的第二表面的所述第二电连接器节段的部分包含材料，所述材料与构成接触所述两个或更多个电池的第一电池的第一表面的所述第一电连接器节段的部分的材料不相同；其中所述第一电连接器节段包含具有第一电极电势的材料和所述两个或更多个电池的第一表面包含具有第一表面电极电势的材料，以使得所述第一电极电势和第一表面电极电势基于零伏的标准氢电极在25℃下相差0.3V或更小；并且其中所述第二电连接器节段包含具有第二电极电势的材料和所述两个或更多个电池的第二表面包含具有第二表面电极电势的材料，以使得所述第二电极电势和第二表面电极电势基于零伏的标准氢电极在25℃下相差0.3V或更小。2.权利要求1的光伏制品，其中所述第一电连接器节段和第二电连接器节段中的一个或多个包含具有维氏硬度标度上300MPa或更低的硬度的材料。3.权利要求1或2的光伏制品，其中所述第一电连接器节段包含选自锡、铜、银、金、铂、铝、钼、锌、锑、铌、铬、镍、铟、铅、铁、钢、不锈钢、TiN、TaN、SnO2、掺杂的SnO2、ITO、AZO、掺杂的ZnO、石墨烯、导电有机聚合物、导电小分子或其任何组合的材料。4.权利要求1或2的光伏制品，其中所述第二电连接器节段包含选自锡、铜、银、金、铂、铝、钼、锌、锑、铌、铬、镍、铟、铅、铁、钢、不锈钢、TiN、TaN、SnO2、掺杂的SnO2、ITO、AZO、掺杂的ZnO、石墨烯、导电有机聚合物、导电小分子或其任何组合的材料。5.权利要求1或2的光伏制品，其中所述第二电连接器节段包含钼、铜、银或金...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·纳姆乔施，R·K·费斯特，L·C·洛佩斯，M·E·米尔斯，L·A·克拉克，K·P·卡帕尔多，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US