光电模块及其制造方法技术

技术编号:3194093 阅读:182 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种光电模块,其包括前板(2)和背板(3)。另外,有机密封件(4)设置在板之间且定义内部密封容积(5),其维持在低于大气压的压强且其含有光电池(1)。前述密封件(4)是有机部件,例如热塑性塑料或聚丁烯。根据本发明专利技术方法,借助于抽气产生低气压压强。该方法可包括惰性气体吹洗、低气压压强确立和压密封(P1)。所述方法还可包括:模块的局部密封,从而在密封件(4)中留下两个开口;内部容积借助于该两个开口的惰性气体吹洗;低气压压强的确立;以及,随后,阻塞所述开口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电模块及其制造方法专利
本专利技术涉及光电模块,其包括并排布置在前板和背板之间的光电池的组件、以及布置在所述板之间且限定保持在比大气压低的压强下的密闭内部容积(tight internal volume)的密封件,所述光电池布置在该密闭内部容积中。
技术介绍
传统上,为了制造光电模块,光电池被覆盖有电极网络并通过焊接的金属条彼此连接。这样形成的组件然后被置于它们本身保持在两个玻璃基板之间的两个聚合物板之间。然后该组件被加热到约120℃从而极大地软化该聚合物,以便使其透明且不透气并确保模块的机械结合(mechanicalconsistency)。然而,通常不能长期实现密闭性,特别是防止湿气的渗透。该类型的制造方法消耗大量的非常昂贵的锡基的、铅基的和锌基的焊剂。焊接本身是一种昂贵的、机械复杂的操作,需要旋转电池且包含不可忽视的损坏电池的风险。为了实现模块的密闭性,可以在所有电池的周围沉积非无机物(non-mineral)密封件或者用有机树脂填充残留在玻璃基板之间的空间。文献WO03/038911描述了一种用于光电模块的制造的方法,所述光电模块包括并排布置在前板和背板之间的光电池的组件。布置在板之间的无机物(mineral)密封件限定全部电池布置在其中的密闭内部容积。密封操作在380℃和480℃之间的温度下持续少于30分钟的时间来进行。密封期间,密封材料极大地软化且产生相对于外面紧密密闭的内部容积,其在模块的整个使用期间防止任何水分进入模块。内部容积的压强在密封温度下约为一个大气压。冷却到室温后,最终压强较低,在400毫巴的范围。因此相对于外部的负压自动形成在组件内部,并导致力通过前板和背板施加到电池上。该力确保电池和沉积在前板和背板上的连接导体之间的接触而没有在电池和连接导体之间必须实施焊接。然而,施加约400℃的温度容易损害当前可在市场上获得的光电池的质量。光电池可以形成在被切割成具有数百微米的厚度的晶片的块硅基板上。-->基板可以由沉积在玻璃或陶瓷基板上的半导体层、单晶硅或者多晶硅形成。其在其表面具有窄电极的网络,通常由银或铝制成,被构造来使电流流至一个或更多主电极,该主电极具有1至数毫米的宽度,也由银或铝制成。在已知光电模块中,与第一电池相关联的背连接导体被连接到与相邻的第二电池相关联的前连接导体。如果模块包括多于两个电池,则第二电池的背连接导体然后被连接到下一个电池的前连接导体,这样所有电池串联电连接。实际上,一电池的背连接导体和与相邻电池相关联的前连接导体可以通过一个相同的互连导体形成。末端电池的连接导体充当外连接器。矩阵形式的光电池的组件可包括并联电连接电池的横向连接导体。通常,由铜芯和表面沉积的锡铅合金形成的横向连接导体利用锡铅合金被焊接到电池的连接区上。连接导体还可以通过根据所需图案在模块的支撑板上沉积银糊(silver paste),接着在高温下退火来得到。在文献DE-A-4128766中,前和背连接导体形成在前和背玻璃基板的内面,面对每个电池的位置。连接导体然后被焊接到电池上和被构造来串联连接电池的互连元件上。残留在玻璃基板之间的空间然后被填充有机树脂。此外,在某些公知电池(US专利6384317)中,电池的正极和负极设置在其一个面上,具体地在其背面上。由于焊接连接导体和组装电池是长时间且昂贵的操作,其会损伤电池并导致高制造成本,因此,焊接连接导体和组装电池成为一个障碍。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服这些缺点,并且,具体地,实现呈现良好的长期密闭性的模块,并简化光电模块的制造方法,从而其制造可以优选在室温下进行,同时降低制造成本。根据本专利技术,该目的通过所附权利要求,并且具体地,通过密封件是柔性(flexible)有机密封件来实现。附图说明根据以下仅作为非限制性示例且结合附图给出的本专利技术特定体实施例的描述,其它优点和特征将变得更加明显,其中:图1和2示出了根据本专利技术的用于光电模块的制造的方法的特定实施例-->的组装步骤。图3和4以沿A-A线的横截面示出根据图2的用于光电模块的制造的方法的抽气步骤的特定实施例。图5和6示出根据本专利技术的光电模块的两个特定实施例。图7和8示出根据本专利技术的用于光电模块的制造的方法的两个特定实施例。图9和10分别以沿B-B线的横截面和以底视图示出根据本专利技术的光电模块的特定实施例。图11和12示出根据本专利技术的光电模块的互连导体的各种特定实施例。具体实施方式图l示出并排布置在前板2和背板3之间的光电池1和有机密封件4的组装。为了组装,板2和3以及光电池1保持彼此平行。为了在组装期间保护光电池1,如相应的电互连导体可以的那样,电池可以在板2和3的组装之前被预先固定在其中一个板上,例如在背板3上。例如它们可以借助无溶剂的有机胶(solvent-free organic glue)被预先粘住,例如通过聚乙烯族的衍生物。该胶可以由与有机密封件4相同的材料构成,例如由聚丁烯衍生物构成。然后有机密封件4可以被沉积在板2和3之一上,例如在前板2上,在该组光电池1周围。然后前板2和背板3借助有机密封件4被密封,有机密封件4可以是热塑性的,例如是聚丁烯族的。有机密封件4可以由能够提供对湿气和气体,特别是氧气的有效阻挡的任何有机材料制成。密闭内部容积5被填充有惰性气体。惰性气体可以由与布置在密闭容积内的元件的材料相容的任何纯的或混合的气体构成,例如氩气。气体浓度,特别地氩气浓度,可以通过谱分析来确定,其使密闭内部容积5内的气压和气体成分能够被控制。在组装期间,如图2所示,模块组件优选地通过施加压力P1在板2和3上而被压。这样,有机密封件4限定出全部光电池1布置在其中的密闭内部容积5。有机密封件4的材料优选为聚丁烯族的,不含溶剂,例如聚异丁烯。其被装配并被压之后,聚丁烯密封件保持柔性,并且在与板2和3的界面处,它的颜色,最初为暗淡的黑色,变为有光泽的黑色,其使如果需要的话密闭性能够被检查。虽然密封件保持一定的柔性,但密封件的机械特性保-->持不变。由此压模块步骤使模块的厚度能够被控制。根据本专利技术,通过抽气形成负压以确保足够的接触压力,从而实现模块的良好运行所必需的电传导,不需要电池之间互连接触的焊接。在图3和4所示的制造方法的第一特定实施例中,抽气在模块的密封之后进行。抽气能够在密闭内部容积5中产生高达0.5巴的负压。抽气(虚线箭头示意性示出)例如借助穿孔工具进行,例如借助于穿过有机密封件4并连接到外部抽气装置(未示出)的注射器(syringe)6。穿孔工具形成所需尺寸,以便当它移走时,不削弱密封性。图3中,注射器6插入到靠近模块拐角的有机密封件4中。有机密封件的残余柔性意味着当注射器被移开时,注射器经其进入的小开口会自动闭合。如图4所示,当注射器6被移开时,施加压力P2在注射器经其进入的开口的每侧的密封件的两个垂直面7a和7b上能够使该开口闭合并确保密封件的密闭性。在产生负压之前,该方法优选地包括通过惰性气体的吹洗步骤,其可以借助两个注射器进行,第一注射器进行抽气且第二注射器同时提供惰性气体。在实施有机密封件4之后,密闭内部容积5保持在显著低于大气压的压强下,其导致力通过前板2和背板3施加到光电池1上。该力确保电池和实施电池间电连接的连接导体之间的接触,没有必须沉积任何焊料在本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种光电模块,包括:并排布置在前板(2)和背板(3)之间的光电池(1)的组件;以及密封件(4),其布置在板(2和3)之间并限定保持在比大气压强低的压强下的密闭内部容积(5),该光电池(1)布置在该密闭内部容积中,该模块的特征在于密封件(4)是柔性有机密封件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2003-4-16 03/04729;FR 2003-11-18 03/134891.一种光电模块,包括:并排布置在前板(2)和背板(3)之间的光电池(1)的组件;以及密封件(4),其布置在板(2和3)之间并限定保持在比大气压强低的压强下的密闭内部容积(5),该光电池(1)布置在该密闭内部容积中,该模块的特征在于密封件(4)是柔性有机密封件。2.根据权利要求1的模块,其特征在于该密封件(4)是热塑性的。3.根据权利要求2的模块,其特征在于该密封件(4)是聚丁烯族的一种。4.根据权利要求1至3的任一项的模块,其特征在于它包括布置在该密封件(4)周围的加强系统(8)。5.根据权利要求1至4的任一项的模块,其特征在于,该前板(2)由玻璃制成,该背板(3)由玻璃制成或者由塑料或表面处理过的金属的板制成。6.根据权利要求1至5的任一项的模块,其特征在于该模块包括物质(10),其吸收红外和紫外辐射并发射在与光电池(1)的吸收带的最大值基本对应的可见光谱带中的辐射。7.根据权利要求6的模块,其特征在于该物质(10)包括选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、金属盐、主要包含稀土的、碱金属的或属于碱土金属的金属的混合氧化物的混合物中的至少一种材料。8.根据权利要求1至7的任一项的模块,其特征在于它包括互连导体(15),其由刚性材料形成,将该光电池(1)彼此连接并具有一剖面形状,使得在该光电池(1)和相应的所述板(2和3)之间获得弹簧效应。9.根据权利要求8的模块,其特征在于:一互连导体(15)连接第一电池(1a)的前面和相邻第二电池(1b)的背面,该互连导体(15)的第一末端(16a)布置在该第一电池(1a)的前面和该前板(2)的内面之间且该互连导体(15)的第二末端(16b)布置在该第二电池(1b)的背面和该背板(3)的内面之间,该末端的至少一个是波状的。10.一种制造根据权利要求1至9的任一项的光电模块的方法,该方法的特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:盖伊巴雷特休伯特劳夫雷罗兰艾因豪斯克劳斯班伯格
申请(专利权)人:阿波朗索拉尔公司
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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