聚合物导体板、太阳能电池及其生产方法技术

本发明专利技术涉及聚合物导体板，其包含特征在于在相同聚合物板内具有不同聚合和/或交联程度的区域，其中所述区域例如在机械稳定性、延展性和/或(热)附着性方面不同。本发明专利技术还教导了包含这些分区的聚合物导体板的设备，例如太阳能电池串、矩阵和模块，其用途及其生产方法。

Polymer conductor plate, solar cell and production method thereof

The present invention relates to a polymer conductive plate, which comprises regions having different degrees of polymerization and/or crosslinking within the same polymer plate, wherein the regions are different, for example, in terms of mechanical stability, ductility and/or (thermal) adhesion. The invention also teaches equipment including polymer conductor plates for these zones, such as solar cell strings, matrices and modules, their uses and production methods.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物导体板、太阳能电池及其生产方法本专利技术涉及聚合物导体板，其包含特征在于在相同聚合物板内具有不同聚合和/或交联程度的区域，其中所述区域例如在机械稳定性、延展性和/或(热)附着性方面不同。本专利技术还教导包含这些分区的聚合物导体板的设备，例如太阳能电池串、矩阵和模块，其用途及其生产方法。太阳能电池内或太阳能电池阵列中的太阳能电池之间的导电连接通常通过将各单独电导体或电导体的网格焊接到太阳能电池的电流产生元件上来实现。在太阳能电池的情况下，电流产生元件包括p-n元件、有机电流产生元件例如Grätzel电池。聚合物材料通常用于制造太阳能电池以封装和保护太阳能电池免受各种外部影响。US6,586,271B1描述了通过辐照诱导聚合制造的具有高耐热蠕变性的均匀聚合材料。所述聚合物用于太阳能电池的各个位置，并且所述聚合物可以与放置在太阳能电池的背皮(backskin)层上的金属互连图案结合。在将图案定位到背皮材料上之后，通过导电环氧树脂将该金属互连图案焊接或粘结到太阳能电池。WO2011/089473描述了一种用于将太阳能电池与膜或附着箔层压以将多个太阳能电池层压在一起的系统和方法。WO2004/021455涉及将导电导线附接到附着层，所述附着层继而附接到单独的光学透明和电绝缘的膜。附着层和绝缘膜由化学上不同的材料制成。然后使附接有导线的附着箔与p-n元件的表面接触。本专利技术的目的是提供用于高效和经济的太阳能电池生产的新的和改进的手段。该目的通过一种聚合物导体板解决，所述聚合物导体板包含(i)在相同聚合物板内包含至少两个相邻区域的聚合物板，所述区域在所述聚合物板的纵向方向上延伸，其中(1)第一区域具有足够延展性和/或附着性以将伸长导体的位置固定在其面向所述聚合物板外面的表面上，和(2)邻近第一区域的具有与所述第一区域不同的聚合和/或交联程度的第二区域，和(ii)位于面向所述聚合物板外面的第一区域的表面上的至少一个伸长导体。包含至少两个相邻区域并根据本专利技术使用的聚合物板由一种或多种单体产生。用于本专利技术的聚合物板是关于其原始单体组成在化学上均质的材料。区分相同聚合物板内的相邻区域的聚合程度和/或交联程度的差异是由于位置限制的(即区域特定的)聚合和/或交联。换句话说，至少两个相邻区域是相同起始材料的不同聚合和/或交联程度的结果。该起始材料也被称为可聚合板。例如，不同区域可以是(进一步)聚合和/或(进一步)交联的单体或聚合物的区域特定处理的结果，例如通过区域特定的辐照、区域特定的温度控制和/或区域特定的化学处理。与分开生产的具有不同化学组成的单独层的组件相反，本专利技术的聚合物板是在一个板中相同均质起始材料的结果，其关于聚合和/或交联在不同位置处理。由于这些区域形成相同聚合物板的部分，这些区域彼此直接相邻和紧密接触，从而形成聚合过渡区。就从一个区域到另一个区域的聚合和/或交联程度可以在聚合物板内突然或连续改变的意义而言，从一个区域到相邻区域的过渡可以是连续的、逐渐的或尖锐的。用于本专利技术的聚合物板的区域不是不同和/或单独层的逐步组装的结果，而是包含在相同聚合物基体板内的单独区域，所述区域在其聚合和/或交联程度方面不同。如通常理解的，聚合物是相同或不同单体之间反应的结果。聚合程度通常称为聚合物中的单体单元的数量。交联是指产生将一个聚合物部分连接到另一个聚合物部分(可能是相同或不同聚合物的部分)的一个或多个键，例如通过共价键或离子键连接。具有相同组成但不同聚合和/或交联程度的聚合物通常表现出不同的物理和/或化学性质。通常，增加聚合和/或交联程度与聚合物的较高熔化温度和较高机械强度相关。聚合物导体板内的区域在聚合物板的纵向方向上延伸，即平行于板的平面侧。此外，聚合物导体板的所述区域在纵向方向上一个接一个往上布置。优选地，所述区域可以重叠。根据本专利技术，由于与较少聚合和/或交联的一个或多个其它区域相比其较高的聚合和/或交联程度，一个区域可以为整个板提供增加的稳定性。与一个或多个其它区域相比，一个区域可以更具延展性、刚性较小且甚至可能具有附着性或热附着性，因此允许例如将聚合物导体板层压到电流产生元件或玻璃表面。第一区域适合于接收、固定并且甚至可能在某种程度上符合一个或多个电流产生元件和/或一个或多个导体的形状(例如，导线或导线网)。导体是能够传导电流的任何装置。例如，它可以是导线、棒、电极或导线组件，例如导线网、多个棒或多个电极的形式。通常，导体是金属结构，其可以不是自支撑的并且可以例如通过电镀或等离子体喷涂施加。导体可以在其表面上包含合金，所述合金可以形成焊料连接或与将要连接到导体(例如用于太阳能电池生产的电流产生元件)的表面形成共晶体系。出于光学和/或美学原因，它也可以涂覆有材料。两个或更多个聚合物导体板可以通过它们的导体，优选通过它们的导体网互连。换句话说，可以在导体的不同位点将两个或更多个聚合物板放置在相同导体，优选导体网上，由此形成由相同导体或导体网互连的聚合物导体板。根据本专利技术使用的术语电流产生元件表示包括p-n结元件、有机电流产生元件或染料敏化太阳能电池例如Grätzel电池。通常，p-n结元件是可形成太阳能电池的部分的半导体单晶内的两种类型的半导体材料(p型和n型)之间的边界成分或界面。有机电流产生元件通常由导电有机聚合物或导电有机小分子产生。染料敏化太阳能电池基于在形成光电化学系统的光敏化阳极和电解质之间形成的半导体。位于聚合物板的第一区域上的导体由于聚合物板的延展性和/或(热)附着性质而可以在聚合物板上稳定在其位置，因此允许在组装、运输和/或最终施加聚合物导体板例如到用于生产太阳能电池的电流产生元件期间，将一个或多个导体空间固定在聚合物板上。本文使用的术语“附着性”是指附着性区域接收并且定位固定至少一个导体并且涵盖术语热附着性。热附着性表示区域的附着性质是其温度的函数，例如在加热时该区域会更具附着性。接收并固定至少一个导体可以是区域的附着力和/或延展性质和/或与至少一个导体的形状匹配的结果，因此防止板上的横向移动和/或导体与第一区域分离。术语附着性不限于粘性表面，而是优选表征一个或多个导体与第一区域的任何附着。本文使用的延展性表示该区域可以三维地调节到至少一个导体的形状。聚合物板的第一区域可以仅嵌入一个或多个导体的部分，使得导体的突出部分仍然可以接触所关注的设备，例如用于生产太阳能电池的电流产生元件。在一个优选的实施方案中，本专利技术的聚合物导体板进一步包含在相同聚合物板内的第三区域，其具有与第二区域不同的聚合和/或交联程度，其中第三区域位于第二区域附近。在另一个优选的实施方案中，本专利技术的聚合物板的第三区域具有比第二区域更低的聚合和/或交联程度，优选也低于第一区域。例如，本专利技术的聚合物导体板可以具有包括三个区域的以下结构：接收至少一个导体的第一区域，其与相邻的第二区域相比聚合和/或交联较少。较多聚合的第二区域由于与第一区域相比其更高的聚合和/或交联程度而为聚合物导体板提供稳定性。第三区域位于第二区附近，与第一和第二区域相比，该第三区域聚合和/或交联较少。第三区域的低聚合程度有助于聚合物导体板经由其第三区域附着到外表面，例如玻璃板。为了说明本专利技术的可能的区域实施方案，也参考以下图1至8。本专利技术的聚合物导体板为优选2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物导体板，其包含(i)在相同聚合物板内包含至少两个相邻区域的聚合物板，所述区域在所述聚合物板的纵向方向上延伸，其中(1)第一区域具有足够延展性和/或附着性以将伸长导体的位置固定在其面向所述聚合物板外面的表面上，和(2)邻近第一区域的具有与所述第一区域不同的聚合和/或交联程度的第二区域，和(ii)位于面向所述聚合物板外面的第一区域的表面上的至少一个伸长导体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.06 EP 15193339.71.一种聚合物导体板，其包含(i)在相同聚合物板内包含至少两个相邻区域的聚合物板，所述区域在所述聚合物板的纵向方向上延伸，其中(1)第一区域具有足够延展性和/或附着性以将伸长导体的位置固定在其面向所述聚合物板外面的表面上，和(2)邻近第一区域的具有与所述第一区域不同的聚合和/或交联程度的第二区域，和(ii)位于面向所述聚合物板外面的第一区域的表面上的至少一个伸长导体。2.权利要求1的聚合物导体板，还包括在相同聚合物板内的第三区域，其具有与第二区域不同的聚合和/或交联程度，其中所述第三区域位于第二区域附近。3.权利要求2的聚合物导体板，其中所述相同聚合物板内的第三区域具有比所述第二区域更低的聚合和/或交联程度，优选也低于所述第一区域。4.权利要求2和3中任一项的聚合物导体板，其中所述相同聚合物板内的第一区域具有比第二区域更低的聚合和/或交联程度，并且所述相同聚合物板内的第三区域具有比第一区域更低的聚合和/或交联程度。5.权利要求1至4中任一项的聚合物导体板，其中所述第一、第二和/或第三区域中的聚合和/或交联程度的差异是在相同聚合物板内进行以下中的一项或多项的结果：1.区域特定的辐照，优选电子、离子、原子、中子、热或电磁辐照，2.区域特定的温度处理，3.区域特定的化学处理。6.权利要求1至5中任一项的聚合物导体板，其中所述第一和/或第三区域是热附着性的，优选其中所述第一区域是延展性的并且所述第三区域是热附着性的。7.权利要求1-6中任一项的聚合物导体板，其中所述聚合物选自热塑性塑料，硬质塑料，弹性体和热塑性弹性体，优选聚烯烃，聚酯，聚酰胺，聚酰亚胺，聚丙烯酸酯，离聚物，聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，聚硅氧烷和聚氨酯(PU)，更优选热塑性聚烯烃(TPO)，聚烯烃弹性体(POE)，热塑性聚氨酯(TPU)，乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，聚乙烯四氟乙烯(ETFE)，聚氯乙烯(PVC)，离聚物，聚乙烯甲基丙烯酸(EMA)和聚乙烯丙烯酸(EAA)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和尼龙，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚甲基丙烯酸酯(PMA)，聚乙烯基硅烷或其任何组合。8.一种包含权利要求1至7中任一项的聚合物导体板的设备。9.根据权利要求8的设备，其中所述设备是已接线的太阳能电池、太阳能电池串、矩阵或模块，优选包括通过权利要求1至7中任一项的聚合物导体板互连的电流产生元件。10.根据权利要求9的设备，其中所述太阳能电池模块是(I)具有顶侧和底侧的太阳能电池模块，所述太阳能电池模块包括：(a)至少两个电流产生元件，(b)至少两个聚合物导体板，(c)任选至少两个封装层，和(d)至少两个玻璃板，其中(i)至少两个电流产生元件(a)通过所述至少两个聚合物导体板(b)的导体导电互连以形成太阳能电池串，和...

【专利技术属性】
技术研发人员：M格拉格特，T塞德斯特雷姆，R格里施克，姚宇，李恒宇，
申请(专利权)人：梅耶博格瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH