用于光电模块的附加单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于光电模块的附加单元。用于将辐射能特别是阳光转换成电能的太阳能模块，包括：太阳能电池(12)，其将辐射能转换成电能；电导体(24)，其传导所述电能；以及封装(14)，其封装所述太阳能电池(12)以保护所述太阳能电池(12)，其中所述封装(14)包括一个或多个玻璃板(16)、埋置材料层(22)以及本体(26)，所述一个或多个玻璃板(16)保护并稳定太阳能电池(12)，所述太阳能电池(12)被层压或铸造到所述埋置材料层(22)中，所述本体(26)被熔接到所述玻璃板(16)中，用于传导所述电能通过所述玻璃板(16)或者用于使电导体(24)通过所述玻璃板(16)。此外，本发明专利技术涉及一种用于将所述本体(26)熔接到太阳能模块的玻璃板(16)中的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于将辐射能特别是阳光转换成电能的太阳能模块，包括将辐射能转换成电能的太阳能电池、传导电能的电导体以及包住太阳能电池以保护太阳能电池的封装，其中所述封装包括一个或多个玻璃板(pane)和埋置材料层，所述一个或多个玻璃板保护并稳定所述太阳能电池，所述太阳能电池被层压或铸造于所述埋置材料层中。此外，本专利技术涉及一种用于制作相应的太阳能模块的方法。
技术介绍
为了能够尽可能使太阳能电池有效工作，这些太阳能电池必须尽可能长时间地经受阳光照射，因此，它们被安装于室外且不被例如建筑物或树木的阴影遮蔽。然而在那里， 它们被暴露于诸如灰尘颗粒、冰雹、温度波动和腐蚀性介质的多种外来影响。此外，太阳能电池在安装或预防性维护过程中可能会被损坏。因此，对它们进行封装，以保护其不受这些影响并保证电气安全。除了布置在太阳能电池前面的入射射线方向上的玻璃板和埋置材料层以外，封装的必要组件是位于太阳能电池背面的膜，可替选地，该膜也可以用另一玻璃板代替。埋置材料是透明塑料，例如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)或硅橡胶。太阳能电池和封装是太阳能模块的一部分，除此以外，太阳能模块通常还包括附接插孔(jack)以及例如由铝、钢或纤维增强塑料制成的框架，以在运输、操纵和安装过程中保护玻璃板并且固定并支撑太阳能模块。太阳能模块中所使用的玻璃板通常由具有数毫米厚度的泡花碱硅酸盐玻璃制成， 以提供给太阳能模块所需刚度。玻璃板可以携带抗反射涂层，以避免太阳能模块中的阳光反射，这样的阳光反射例如对于飞机会造成刺激。在大多数情况下，硅被用作太阳能电池的原材料，其主要用于两种不同构造一方面使用晶体硅(c-Si)，另一方面使用无定形硅(a-Si)。最具生产效能的是根据CZ(Chchralski)法“提拉(pull)，，的单晶硅，其能实现 12-15%的效率因子。然而，在该方法中要求最高纯度，从而导致高制作成本。但不管怎样， 晶体管、集成电路以及相似使用中需要这种材料。但对于太阳能电池而言，能够以便宜得多的方式制得的多晶硅也是适合的，并且多晶硅可以被铸造成块状体并可以提供10-13%的效率因子。通常，单晶和多晶太阳能电池具有尺寸大约为15cmX15cm的正方形形状。它们是通过使用特殊的锯从提拉的或铸造的硅块锯下来的。可以通过单晶硅太阳能电池的均勻且光滑的表面以及其可以归咎于制作方法的破损边缘来对其进行鉴别。即是说，它们被从圆盘锯出来，而此圆盘的圆形形状又是源自根据CZ法提拉的块体的形状。然而，多晶太阳能电池具有和它们被从上面锯下来的铸造块体一样的正方形形状。它们具有不规则表面，在其上可以清楚地看见直径为几毫米直至几厘米的微晶。通常，这些被锯下或锯出的盘在技术上可能的厚度为大约0. 2mm。即是说，将从辐射能产生的电能量的量的关键点是太阳能电池的面积而不是其厚度，从而制作较薄圆盘的可能性带来了较低成本的优点，因为这样从同一硅块可以制得更多盘。无定形硅不具有晶体结构，而是由气相沉积到玻璃或其他衬底上的随机排列的硅原子构成。无定形硅具有高吸收能力，并因而可以被用于具有特别低的层厚的太阳能电池。在此情况下，通常的层厚是在多晶硅的情况下的百分之一。这对于由其缺陷引起的大约6-8%的低效率因子是一种补偿，并且致使从经济角度看，无定形硅是在太阳能工业中所使用的最受关注的材料。在太阳能模块中，必须安装电导体，以将电线连至太阳能电池并且能够收集太阳能电池所提供的电能。为此，例如从DE 10225140A1获知，在太阳能模块的背面上的特殊位置处在玻璃板中钻孔。在背面由膜形成的情况下，这些孔将不是被钻入而是冲压到膜中的。 电导体可以通过这些孔而从太阳能模块穿出并且可以被连接到外部电路。例如，电导体可以焊料棒的形式提供，所述焊料棒将太阳能电池或整个太阳能模块彼此用电线连接起来。通常，最常见的是将8-12个串联连接的太阳能电池组合成一串。 此外，焊料棒通常以U型布置安装，从而相邻的两串可以组合为一个单元。之后，在正常工作状态下(太阳能电池提供电力)，每个串连接至作为反向偏置极的二极管。如果太阳能电池由于阴影遮蔽或缺陷而未提供电力，则当前反向偏置的二极管将会使由若干串联连接的太阳能电池构成的串不工作。当串联连接的适当地起作用并被照射的太阳能电池的电压超过未被照射的太阳能电池的闭锁电压时，未被照射的太阳能电池甚至会被毁坏。这将通过二极管来防止。因此，在此情况下，即使电力量较小，串也可以提供电力。在DE 761322中，电极系统被布置在站立于模制玻璃的纵槽上的长颈瓶中。在此情况下，两个电导体通过模制玻璃的纵槽。这里，通道位置被玻璃焊剂密封。DE 761322并未涉及太阳能模块。DE 3047399A1涉及一种具有外部附加线路的机械连接和电连接的封装的太阳能电池产生器。在此情况下，重要的部分是，提供通过封装材料的导电连接，使得太阳能电池所提供的电能可以经由附加元件而被传送到线缆中。DE 3047399A1中所公开的专利技术并未涉及穿过玻璃板的导线引入(lead-through)。在太阳能模块的背面由玻璃板形成的情况下，用于使电导体通过的钻孔存在这样的缺点，即，这些钻孔削弱了玻璃板，导致其承载能力和强度降低。包括玻璃板或膜的这种背面设计的另一缺点是，由于这些孔在导体周围未被密封，因而在畜牧养殖场中使用的情况下，这些孔允许诸如灰尘颗粒、湿气和诸如氨的腐蚀性气体的与环境有关的介质进入。这些介质会损坏太阳能电池并且会导致其经济寿命极大缩短。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是要对上述类型的太阳能模块进行开发，从而能够以机械上特定且永久紧密的方式使太阳能电池提供的电能从太阳能模块消散(dissipate)，而无需显著地使所讨论的太阳能模块的生产过程复杂化。熔接到玻璃板中的本体要达到的目的是要传导电能通过玻璃板或者使电导体穿过玻璃板。实际上，电力通常将在太阳能模块的背面上从太阳能模块消散；但其也可以在太阳能模块的正面实现消散。因此，本体可以被熔接至正面的玻璃块中、背面的玻璃板中，或者还可以被熔接至正面和背面的玻璃板中。通过将本体熔接至玻璃板中，保证了玻璃板与本体之间的接触区域被永久密封，从而使得没有介质(特别是液体和腐蚀性气体)可以渗透到太阳能模块中。因此，太阳能电池受到保护而免受这些介质侵害，从而其经济寿命能够得以延长。此外，由于本体被熔接至玻璃板中，所以本体与玻璃板形成互连，从而与钻孔相比，其在机械上不会被削弱。玻璃板的强度和承载能力未被减小，从而太阳能模块整体在机械上不会受到更多应力。此外，根据本专利技术可以对玻璃板回火，用以之后固定本体。根据本专利技术，这种回火后的状态将不会由于将本体熔接至玻璃板中而消失。优选地，所述本体被设计为与电导体导电性连接的导电引脚。这样，本体将成为太阳能模块的电能的消散装置的一部分。该设计就其制造技术而言特别简单，并因此可以廉价的方式实现。电导体只须通过例如焊接而被固定在本体的两个面上。这样，本体必须由例如金属的导电性材料构成，由于导电性材料是普遍采用的用于引脚的材料，所以此限制并不会导致任何技术上的缺点。在优选设计中，引脚被提供为柱状引脚、锥形销钉引脚或具有头部的螺栓。在此设计中，可以使用标准部件，这些标准部件由于大批量制造而价格低廉。此外，锥形销钉引脚或具有头部本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于将辐射能特别是阳光转换成电能的太阳能模块，包括：－太阳能电池（１２），所述太阳能电池（１２）将辐射能转换成电能；－电导体（２４），所述电导体（２４）传导所述电能；以及－封装（１４），所述封装（１４）封装所述太阳能电池（１２）以保护所述太阳能电池（１２），其中所述封装（１４）包括：－一个或多个玻璃板（１６），所述一个或多个玻璃板（１６）保护并稳定所述太阳能电池（１２），以及－埋置材料层（２２），所述太阳能电池（１２）被层压或铸造到所述埋置材料层（２２）中，其特征在于还包括本体（２６），所述本体（２６）被熔接到所述玻璃板（１６）中，用于传导所述电能通过所述玻璃板（１６）或者用于使电导体（２４）穿过所述玻璃板（１６）。

【技术特征摘要】
2010.01.19 DE 102010001016.21.一种用于将辐射能特别是阳光转换成电能的太阳能模块，包括-太阳能电池(12)，所述太阳能电池(1 将辐射能转换成电能；-电导体(M)，所述电导体04)传导所述电能；以及-封装(14)，所述封装(14)封装所述太阳能电池(1 以保护所述太阳能电池(12)，其中所述封装(14)包括-一个或多个玻璃板(16)，所述一个或多个玻璃板(16)保护并稳定所述太阳能电池 (12)，以及-埋置材料层02)，所述太阳能电池(12)被层压或铸造到所述埋置材料层02)中，其特征在于还包括本体( )，所述本体06)被熔接到所述玻璃板(16)中，用于传导所述电能通过所述玻璃板(16)或者用于使电导体04)穿过所述玻璃板(16)。2.根据权利要求1所述的太阳能模块，其特征在于，所述本体06)被设计为与所述电导体04)导电性相连接的导电引脚。3.根据权利要求2所述的太阳能模块，其特征在于，所述引脚被设计为柱状引脚、锥形销钉引脚或具有头部(3 的螺栓。4.根据在前权利要求中任一项所述的太阳能模块，其特征在于，所述本体06)具有贯通孔(34)，所述贯通孔(34)用于使所述电导体 (24)穿过所述本体06)并穿过所述玻璃板(16)。5.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能模块，其特征在于，所述本体06)包括螺纹(38)，能够将螺钉00)拧入到所述螺纹(38)中， 以使所述电导体04)以导电性方式与所述本体06)相连接。6.根据权利要求5所述的太阳能模块，其特征在于，进一步包括另一封装(42)，所述另一封装02)用于保护所述电导体04) 并固定所述螺钉GO)。7.根据权利要求1所述的太阳能模块，其特征在于，所述本体06)由非导体材料构成，并且具有贯通孔(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特·纳特尔曼，迪特尔·弗兰克，英戈·施维尔特里希，
申请(专利权)人：肖特太阳能控股公司，
类型：发明
国别省市：DE