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TW201724540A - 聚合物導體板，太陽能電池及其製造方法 - Google Patents

聚合物導體板，太陽能電池及其製造方法 Download PDF

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TW201724540A
TW201724540A TW105135487A TW105135487A TW201724540A TW 201724540 A TW201724540 A TW 201724540A TW 105135487 A TW105135487 A TW 105135487A TW 105135487 A TW105135487 A TW 105135487A TW 201724540 A TW201724540 A TW 201724540A
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conductor
solar cell
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瑪麗亞 桂格
湯瑪士 梭德史多
萊諾 奎斯克
姚宇
李恒宇
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梅爾伯格股份有限公司
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Abstract

本發明係關於包含在同一聚合物板內具有不同聚合及/或交聯度之區之聚合物導體板，其中該等區例如在機械穩定性、延展性及/或(熱)黏附性上有所不同。本發明亦教示包含此等分區聚合物導體板之裝置，諸如太陽能電池串、矩陣及模組；其用途以及用於製造此等者之方法。

Description

聚合物導體板，太陽能電池及其製造方法
本發明係關於包含在同一聚合物板內具有不同聚合及/或交聯度之區之聚合物導體板，其中該等區例如在機械穩定性、延展性及/或(熱)黏附性上有所不同。本發明亦教示包含此等分區聚合物導體板之裝置，諸如太陽能電池串、矩陣及模組；其用途以及用於製造此等者之方法。
通常藉由將個別電導體或電導體之柵格焊接至太陽能電池之電流產生元件上而達成太陽能電池陣列中太陽能電池內或太陽能電池之間的導電連接。在太陽能電池之上下文中，電流產生元件包括p-n元件、有機電流產生元件，諸如Grätzel電池。聚合材料通常用於太陽能電池之製造中以囊封及保護太陽能電池免受各種外部影響。
US 6,586,271 B1描述藉由輻射誘發之聚合所製造之具有高抗熱蠕變性之均勻聚合材料。在太陽能電池中之各種位置中使用該等聚合物且該等聚合物可與置於太陽能電池之後表皮層上之金屬互連圖案組合。在將該圖案定位至後表皮材料上之後將此金屬互連圖案焊接或藉由導電環氧樹脂接合至太陽能電池。
WO 2011/089473描述用於層壓太陽能電池與薄膜或黏附性 箔片以便將太陽能電池之多個層按壓在一起之系統及方法。WO 2004/021455係針對將導電電線附接至黏著層，該黏著層又附接至單獨、光學透明且電絕緣的膜。黏著層及絕緣膜由化學上不同材料組成。具有所附接電線之黏附性箔片接著與p-n元件之表面接觸。
本發明之目標為提供用於高效及經濟地製造太陽能電池之新及經改良方法。
藉由聚合物導體板解決此目標，該聚合物導體板包含(i)聚合物板，其包含在同一聚合物板內之至少兩個相鄰區，該等區在該聚合物板之縱向方向上延行，其中(1)第一區為充分延性及/或黏附性的以將細長導體之位置固定在面向該聚合物板外部之該第一區之表面上，以及(2)第二區與該第一區相鄰，其相較於該第一區具有不同聚合及/或交聯度，以及(ii)至少一個細長導體，其定位於面向該聚合物板外部之該第一區之該表面上。
1‧‧‧具有2個區之聚合物導體板
2‧‧‧第二區
3‧‧‧第一區
4‧‧‧導體
5‧‧‧具有3個區之聚合物導體板
6‧‧‧第三區
7‧‧‧y軸(聚合及/或交聯度)
8‧‧‧x軸
9‧‧‧聚合物導體板
10‧‧‧電流產生元件
11‧‧‧太陽能模組之佈置
12‧‧‧玻璃板
13‧‧‧後罩板
14‧‧‧囊封劑層
15‧‧‧板之平坦側
圖1展示具有兩個區及導體之聚合物導體板
圖2展示具有兩個區及導體之聚合物導體板
圖3展示具有三個區及導體之聚合物導體板
圖4為展示隨區而變的聚合及/或交聯度之圖
圖5展示具有連接件之兩個聚合物導體板
圖6展示藉由兩個聚合物導體板之導體互連之兩個太陽能電池
圖7展示具有囊封劑層之太陽能模組之佈置
圖8展示不具有囊封劑層之太陽能模組之佈置
圖9展示包含兩個玻璃板之太陽能電池模組之佈置
根據本發明之包含至少兩個相鄰區且供使用之聚合物板由一或多個單體製造。用於本發明中之聚合物板相對於其原始單體組成為化學上均勻材料。區分在同一聚合物板內之相鄰區的聚合度及/或交聯度的差異為在位置上經限制(亦即，區特定)的聚合及/或交聯之結果。換言之，至少兩個相鄰區為同一起始材料之不同聚合及/或交聯度之結果。此起始材料亦被稱為可聚合板。舉例而言，不同區可為對例如藉由區特定的輻射、區特定的溫度控制及/或區特定的化學處理經(進一步)聚合及/或(進一步)交聯之單體或聚合物之區特定的處理之結果。與單獨地製造之具有不同化學組成之單獨層之裝配件相反，本發明之聚合物板為一個板中之相同均勻起始材料的在聚合及/或交聯方面在位置上不同地處理之結果。由於該等區形成同一聚合物板之部分，因此該等區直接彼此相鄰且緊密地彼此接觸，從而形成經聚合過渡區。在自一個區至另一區之聚合及/或交聯度在聚合物板內可突然或不斷改變之意義上，自一個區至相鄰區之過渡可為連續的、漸進的或急劇的。用於本發明中之聚合物板之各區並非不同及/或單獨層之逐步裝配之結果，而是涵蓋在同一聚合物基質板內之個別區，該等區在其聚合度及或交聯度上有所不同。
如通常所理解，聚合物為相同或不同單體之間的反應之結果。聚合物中單體單元之數目通常被稱為聚合度。交聯指代產生將一個聚合物部分鍵聯(例如藉由共價或離子鍵)至另一聚合物部分(有可能相同或不同聚合物之部分)之一或多個鍵。
具有相同組成但不同聚合及/或交聯度之聚合物通常呈現不同物理及/或化學性質。一般而言，提高聚合及/或交聯度與聚合物之較高熔融溫度及較高機械強度相關。
聚合物導體板內之各區在聚合物板之縱向方向上(亦即，平行於該板之平坦側)延行。並且，在縱向方向上，聚合物導體板之各區一個區位於另一區上方。較佳地，該等區可重疊。
根據本發明，相較於經較少聚合及/或交聯之其他區，一個區可歸因於其較高聚合及/或交聯度而為整個板提供提高之穩定性。一個區相較於其他區可較為延性、較低剛性及有可能甚至黏附性或熱黏附性，因此允許例如層壓聚合物導體板與電流產生元件或層壓聚合物導體板與玻璃表面。第一區適合於接納、固定及有可能甚至在一定程度上符合電流產生元件及/或導體(諸如，電線或電線網)之形狀。
導體為能夠傳導電流之任何構件。舉例而言，其可呈電線、桿體、電極或電線裝配件(例如，電線網、桿體或電極)形式。通常，導體為金屬結構，其可並非自撐式且其可例如藉由電鍍或電漿噴射而應用。導體可包含其表面上之合金，該合金可形成焊料連接或形成具有待連接至導體(例如用於製造太陽能電池之電流產生元件)之表面的共晶系統。出於光學及/或審美原因，其亦可塗佈有材料。
兩個或多於兩個聚合物導體板可藉由其導體，較佳地藉由其導體網互連。換言之，兩個或多於兩個聚合物板可定位於同一導體，較佳地導體網上，定位在該導體之不同位點處，因此形成藉由同一導體或導體網互連之聚合物導體板。
根據本發明使用之術語電流產生元件意欲涵蓋p-n接面元件、有機電流產生元件或染料敏化太陽能電池，諸如Grätzel電池。通常，p-n接面元件為可形成太陽能電池之部分之半導體之單個晶體內部的兩個類型之半導體材料(p型及n型)之間的邊界元件或界面。有機電流產生元件通常由導電有機聚合物或導電有機小分子製造。染料敏化太陽能電池係基於形成於光敏化陽極與形成光電化學系統之電解質之間的半導體。
定位於聚合物板之第一區上之導體可歸因於聚合物板之延性及/或(熱)黏附性性質而穩定在聚合物板上之其位置中，因此允許導體在聚合物導體板例如至用於製造太陽能電池之電流產生元件之裝配、輸送及/或最終應用期間在聚合物板上之空間固定。
如本文中所使用之術語黏附性意謂黏附性區接納且在位置上固定至少一個導體以及包含術語熱黏附性。熱黏附性意謂區之黏附性性質為其溫度之函數，例如該區將在經加熱時更具黏附性。接納及固定至少一個導體可為黏附力之結果及/或延性性質之結果及/或使該區適應於至少一個導體之形狀之結果，因此防止在板上之側向移動及/或導體與第一區之分離。術語黏附性不限於黏性表面，但較佳地表徵導體至第一區之任何黏附。如本文中所使用之延性意謂可使該區在三維上適應於至少一個導體之形狀。
聚合物板之第一區可僅使導體之部分嵌入以使得導體之突出部分仍可接觸所關注的裝置，例如用於製造太陽能電池之電流產生元件。
在一較佳具體實例中，本發明之聚合物導體板進一步包含在同一聚合物板內之相較於第二區具有不同聚合及/或交聯度的第三區，其中第三區與第二區相鄰定位。
在另一較佳具體實例中，本發明之聚合物板之第三區相較於第二區具有較低聚合及/或交聯度，較佳地亦低於第一區。
舉例而言，本發明之聚合物導體板可具有包含三個區的以下結構：第一區接納至少一個導體，其相較於相鄰第二區經較少聚合及/或交聯。較為聚合之第二區歸因於其相較於第一區之較高聚合及/或交聯度而為聚合物導體板提供穩定性。第三區與第二區相鄰定位，該第三區相較於第一區與第二區較少地聚合及/或交聯。第三區之低聚合度促進聚合物導體板(經由其第三區)至外表面(例如，玻璃板)之黏附。為了說明本發明之可能的區具體實例，在下文中亦參看圖1至圖8。
本發明之聚合物導體板較佳地為20至400μm，更佳地40至300μm，最佳地60至200μm厚。聚合物導體板之每一區之厚度可個別地改變且較佳地為聚合物導體板之總厚度之20%至80%、更佳地20%至60%、最佳地30%至50%。亦較佳地，第一區之厚度為至少一個導體之厚度或直徑之30%至80%；更佳地為至少一個導體之厚度之40%至60%。
第一區及第二區之聚合及/或交聯度之相對差異較佳地為至少5%、10%或20%，較佳為至少40%或50%。
較佳地，聚合物導體板之至少一個區經固化至至少5%，更 佳地至少15%且最佳地至少25%。根據由ISO 10147：2011或EN ISO 10147：2012替代之DIN EN 579：1993-09量測聚合度。
較佳地，貫穿該區，尤其在垂直於該板之平坦側之方向上，至少一個區之聚合及/或交聯並不恆定。
在相同或不同輻射類型或相同或不同輻射強度之情況下可藉由自該板之一側或兩側之輻射實現同一板內之一個區之聚合及/或交聯，因此導致變化的區程(zone course)，有可能歸因於部分及/或重疊輻射。舉例而言，被自兩側輻射之聚合物板有可能可在該板之中心產生重疊圖案，亦即形成經聚合及/或交聯區之重疊區域。取決於聚合物板材料之吸收能力，輻射強度可為輻射之穿透深度之函數。換言之，可藉由穿透深度吸收輻射能量，從而導致逐漸改變之聚合及/或交聯度。舉例而言，在該板之面向輻射源之側上聚合物導體板之聚合/交聯度可較高。
聚合物導體板之區在輻射期間可較佳地歸因於聚合物板之部分遮蔽為不規則的或經結構化。舉例而言，若在輻射之前將導體應用於第一接納區，則導體可部分地遮蔽或反射輻射，從而導致經遮蔽區中之較少聚合及相鄰未遮蔽區中之較多聚合及/或交聯。此部分遮蔽區在經遮蔽導體接觸位點處可例如較為延性及/或黏附性，且較為穩定，亦即在相鄰區域中較為聚合及/或較為交聯，因此有利於導體之固定及同時該板之穩定性。並且，區或其部分(例如，在輻射期間並不由導體遮蔽之部分)之較高聚合度可改良該板之透光率(較佳地對於電流產生元件所使用之波長)。
在另一較佳具體實例中，本發明之聚合物導體板之第一區相較於第二區具有較低聚合及/或交聯度且同一聚合物板之第三區相較於第一 區具有較低聚合及/或交聯度。
在又一較佳具體實例中，本發明之聚合物導體板之第一區、第二區及/或第三區中聚合及/或交聯度之差異為在同一聚合物板內以下各者中之一或多者之結果：1.區特定的輻射，較佳地電子、離子、原子、熱或電磁輻射，2.區特定的溫度處理，3.區特定的化學處理。
可在將至少一個導體定位於該板上之前、期間或之後進行區特定的處理。區特定的處理可以受控方式誘發、促進或抑制聚合材料中之聚合及/或交聯，且經處理材料較佳地保持適合於層壓至其他表面。所施加之輻射能量之量、強度及/或輪廓，溫度及/或溫度輪廓，誘發、促進或抑制聚合/交聯的化學物質之濃度及/或處理之持續時間導致經控制聚合及/或交聯度。熟習此項技術者應理解，不同材料將需要不同處理能量、不同處理方法/濃度及/或不同處理輪廓。
較佳地藉由高能量電子光束執行區特定的輻射。取決於聚合導體板之材料及取決於所需聚合及/或交聯度，輻射劑量可在40至200kV，較佳地80至120kV或10至200kGy範圍內。
並且，較佳地，藉由熱進行區特定輻射。通常，取決於聚合導體板之材料及取決於所需聚合及/或交聯度，應用於熱輻射之溫度在20℃與175℃之間。
可例如藉由產生電漿而實現離子輻射。
此外，較佳地，藉由電磁能，較佳地藉由在IR至UV光範 圍內之光照射來進行區特定輻射。
藉由原子輻射修改聚合物之性質為公共常識且已經公開，例如在教科書「原子輻射及聚合物(Atomic Radiation and Polymers)」，A Charlesby，培格曼出版社，NY，1960中。
區特定的溫度處理較佳地包括區特定地加熱或冷卻以誘發、促進或抑制聚合及/或交聯。
並且，區特定的化學處理可用於影響聚合及/或交聯度。化學處理較佳地包括應用已知化學聚合及交聯誘導劑、增強劑或抑制劑，諸如自由基或自由基源(例如，AIBN、ABCN)、過氧化物或氧化劑(例如，第三丁基過氧基-2-乙基己基碳酸酯(TBPEHC或TBEC)、過氧化苯甲醯、過氧化氫、二第三丁基過氧化物、過氧化甲基乙基酮、過氧化丙酮、過氧化二硫酸鹽)、強親核性鹼(例如，丁基鋰、KNH2)、質子酸(例如，磷酸、硫酸、氟酸及三氟甲磺酸)、路易斯酸(例如，SnCl4、AlCl3、BF3、TiCl4)、金屬催化劑(例如，齊格勒-納塔催化劑、二茂鋯、Phillipps催化劑、鎳或鈀與氮之錯合物)、自由基淬滅劑(例如，氫醌、氫醌之單甲醚)、TAIC(三烯丙基異氰酸酯)。
在另一較佳具體實例中，本發明之聚合物導體板之第一區及/或第三區在較佳地大於50℃，更佳地大於65℃，最佳地大於89℃之溫度下為黏附性的，較佳地為熱黏附性的；較佳地，第一區為延性的，較佳地為可變形的；以及第三區為黏附性的。
本發明之聚合物導體板可較佳至少部分為透明的。
部分透明意謂光至少部分地經由該板透射。較佳地，至少部 分透明板完全透明，較佳地在對於太陽能電池相關之大部分頻率範圍內具有大於80%之透射率或為半透明的。
本發明之聚合物導體板之至少一個細長導體較佳地選自由電線、條帶、帶組成之群，較佳地具有與網狀物、網或柵格相似之結構。
在又一較佳具體實例中，本發明之聚合物導體板之聚合物選自由以下各者組成的群組：熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體及熱塑性彈性體，較佳地聚烯烴、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚丙烯酸酯、離聚物、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚矽氧及聚胺甲酸酯(PU)，更佳地熱塑性聚烯烴(TPO)、聚烯烴彈性體(POE)、熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)、乙酸乙烯乙酯(EVA)、(乙烯/四氟乙烯)共聚物(ETFE)、聚氯乙烯(PVC)、離聚物、聚乙烯甲基丙烯酸(EMA)及聚乙烯丙烯酸(EAA)、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)及耐綸、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸酯(PMA)、聚乙烯基矽烷或其任何組合。
聚合物導體板可由各種聚合材料以及各種其共同衍生物構成。舉例而言，此類材料可為乙烯之共聚物或乙酸乙烯酯與乙烯之共聚物。
並且，聚合物板材料可為離聚物。離聚物可自具有通式R-CH=CH2之α烯烴，其中R為選自由氫基及芳香基組成之群的自由基(較佳地具有1至8個碳原子)，與α、β烯系不飽和羧酸(較佳地具有3至8個碳原子或更長)之任何直接或經接枝乙烯共聚物獲得。酸部分隨機或非隨機地分佈在聚合物鏈中。基於α烯烴-酸共聚物，共聚物之α烯烴含量較佳地在50%至92%範圍內，而共聚物之不飽和羧酸含量較佳地在約2至25mol-%範圍內；以及該酸共聚物之羧酸基團之10%至90%較佳地藉由與來 自族I、II或III類型金屬中之任一者之金屬離子中和而經電離。在一更佳具體實例中，離聚物可為包含甲基丙烯酸之鈉離聚物或Zn及Na離聚物。並且，聚合物可包含包含乙烯與己烯、辛烯與丁烯以及較高α-烯烴之共聚物(或共聚單體)之茂金屬聚乙烯。在一較佳具體實例中，茂金屬聚乙烯為包含辛烯之共聚單體之乙烯α-烯烴。並且，聚合物可為離聚物-茂金屬-聚乙烯-離聚物(IMI)之共擠出。
此外，聚合物可較佳地包含聚烯烴，更佳地包含具有或不具有無機填料之聚乙烯或聚丙烯。
在第二態樣中，本發明係針對包含本發明之聚合物導體板之裝置。
在一較佳具體實例中，本發明之裝置為標籤式(tabbed)太陽能電池，太陽能電池串、矩陣或模組。在本發明之上下文中，標籤式太陽能電池為以傳導方式連接至單個電流產生元件之聚合物導體板，其中聚合物導體板之導體可連接至另外的電流產生元件。
根據本發明之太陽能電池串為藉由聚合物導體板以傳導方式互連之至少兩個太陽能電池之二維配置。太陽能電池矩陣意謂藉由聚合物導體板以傳導方式互連之太陽能電池之三維配置。太陽能電池模組指代經層壓在一起且可包含另外的元件(諸如，玻璃板)之太陽能電池串或矩陣。
在另一較佳具體實例中，本發明之太陽能電池模組為(I)具有頂側及底側之太陽能電池模組，其包含：(a)至少兩個電流產生元件， (b)至少兩個聚合物導體板，(c)視情況存在之至少兩個囊封劑層，以及(d)至少兩個玻璃板，其中(i)至少兩個電流產生元件(a)以傳導方式藉由該等至少兩個聚合物導體板(b)之導體互連以形成太陽能電池串，以及(iia)該等玻璃板(d)連接至該太陽能模組之頂側及底側上之該等聚合物導體板(b)，該等玻璃板形成該太陽能電池模組之外部表面，或(iib)該等視情況存在之囊封劑層(c)將該等玻璃板(d)連接至該太陽能模組之頂側及/或底側上之該等聚合物導體板(b)，該等玻璃板形成該太陽能模組之外部表面；或(II)具有面向光源側及背向光源側之太陽能電池模組，其包含：(a)至少兩個電流產生元件，(b)至少兩個聚合物導體板，(b2)視情況存在之至少兩個囊封劑層，(c)後罩板，較佳地不透明後罩板，以及(d)玻璃板，其中(i)至少兩個電流產生元件(a)藉由該等至少兩個聚合物導體板(b)之導體以傳導方式互連，(ii)該後罩板(c)連接至該太陽能模組之背向光源側上之聚合物導 體板(b)，(iii)該玻璃板(d)連接至該太陽能模組之面向光源側上之聚合物導體板(b)，以及(iv)該等視情況存在之囊封劑層(b2)將該玻璃板(d)及/或該後罩板(c)分別連接至該太陽能模組之頂側及底側上之該等聚合物導體板(b)，該等玻璃板及後罩板形成該太陽能模組之外部表面；或(III)根據上述(I)或(II)之太陽能電池模組，其進一步包含由包含在同一聚合物板內之至少兩個相鄰區之聚合物板組成之至少一個囊封劑層，該等區在該聚合物板之縱向方向上延行，其中(i)該囊封劑層之第一區為充分延性及/或黏附性的以黏附至該太陽能模組之外層，其中該第一區之表面面向該聚合物板外部，以及(ii)相較於該第一區具有不同聚合及/或交聯度的與該囊封劑層之該第一區相鄰之第二區。
較佳地，上述元件(a)至(d)藉由層壓而連接。更佳地，以下元件(聚合物導體板之區、囊封劑層或後罩板)中之至少一者為充分延性以在層壓期間填充電流產生元件(a)與聚合物導體板之導體之間所得之任何空腔。
圖7及圖8說明上述太陽能電池模組(I)及(II)之特定具體實例。太陽能電池模組之面向光源側為模組之接收光(例如，陽光)以用於產生電流之側。太陽能電池模組之背向光源側為模組之背對光源(例如，太陽)之側。光源為能夠發射能量之任何源，電流產生元件可將該能 量轉化成電流。
包含電流產生元件之太陽能電池串、矩陣或模組較佳地藉由本發明之一或多個聚合物導體板互連。
在第三態樣中，本發明係針對將本發明之聚合物導體板用於互連太陽能電池串、矩陣或模組中之電流產生元件。
在第四態樣中，本發明係針對用於製造標籤式太陽能電池，太陽能電池串、矩陣或模組之方法，包含以下步驟：(i)提供根據本發明之聚合物導體板，以及(ii)將步驟(i)之該聚合物導體板與至少一個電流產生元件對準且接觸，以及(iii)視情況在壓力及/或熱下，將該聚合物導體板以傳導方式連接至該至少一個電流產生元件。
較佳地藉由附接(例如，將聚合物導體板之第一區層壓至電流產生元件)，較佳地同時施加熱及/或壓力，較佳地於真空下實現聚合物導體板之導體組件與電流產生元件之間的導電連接。在層壓程序期間，第一區使導體固持在適當位置且較佳地其彈性及/或黏附性及/或熱黏附性性質較佳地亦有助於層壓製程。然而，在本發明之上述方法之步驟(ii)中以傳導方式連接聚合物導體板亦可在不以機械方式將至少一個導體與電流產生元件連接之情況下實現，只要實現電流自電流產生元件至導體之傳導便可。在一較佳具體實例中，聚合物導體板之第一區可在層壓期間填充至少一個導體與電流產生元件之間的空腔。
較佳地，本發明之聚合物導體板藉由連續導體元件(例如， 連續電線)及板預先製造，且較佳地以捲形式儲存。在層壓之前，捲經伸開且較佳地經切割至與待互連之太陽能電池一致之大小。一個、兩個或許多電流產生元件適當地位於聚合物導體板上且聚合物導體板經附接以製造太陽能電池。
在一較佳具體實例中，在根據本發明之方法中，本發明之至少一個聚合物導體板與至少一個電流產生元件之各側對準、接觸及連接。
在另一較佳具體實例中，根據本發明之方法，本發明之至少一個聚合物導體板與至少兩個電流產生元件之至少一側對準、接觸及連接，因此將該等元件以機械方式互連且電互連。
在進一步層壓之前(例如藉由感應或雷射焊接)或在太陽能模組之層壓期間可將導體元件以傳導方式連接至電流產生元件。
在層壓機中，聚合物導體板較佳地連接至電流產生元件。
在第五態樣中，本發明係針對用於形成根據本發明之聚合物導體板之方法，包含以下步驟：a)提供可至少部分地經聚合及/或交聯之可聚合板；b)在同一聚合物板內藉由選自由以下各者組成之群之一或多個處理而區特定地聚合及/或交聯可聚合板以在同一聚合物板內產生第一區、第二區及/或第三區：- 區特定的輻射，較佳地電子、離子、原子、中子、熱或電磁輻射，- 區特定的溫度處理，以及- 區特定的化學處理；c)提供細長導體；以及 d)將該細長導體定位，較佳地暫時附接在面向該聚合物板外部之該第一區之表面上。
步驟d)可在步驟b)之後或在步驟b)之前進行。
在下文中，本發明將進一步藉助於圖式說明，該等圖式表示本發明之特定及非限制性具體實例，其中無一者被視為限制本發明超出所附申請專利範圍之範圍。在圖式中，藉由同一元件符號展示相同、功能上相同或類似部分。
圖1展示包含在同一聚合物板(1)內之兩個相鄰區(2)及(3)之聚合物板(1)之側視圖，第一區(3)在第二區(2)與該板之平坦側15之間延伸。第二區(2)相較於第一區(3)具有較高聚合及/或交聯度且歸因於聚合及/或交聯而具有較高穩定性，及第一區(3)相較於第二區(2)較為延性及/或黏附性且歸因於無聚合及/或交聯或相較於第二區(2)之較少聚合及/或交聯而具有較低聚合及/或交聯度。細長導體(4)(在垂直於圖式之平面之方向上延伸)定位於經較少聚合及/或交聯之第一區(3)上且藉由該第一區(3)固持。在圖1至3之左側，將聚合及/或交聯度描繪為隨聚合物板(1)中之位置而變化。
圖2展示包含在同一聚合物板(1)內之兩個相鄰區(2)及(3)之聚合物板(1)之側視圖。第一區(3)相較於第二區(2)具有較高聚合及/或交聯度且歸因於聚合及/或交聯而具有較高穩定性，及第二區(2)相較於第一區(3)較為延性及/或黏附性且歸因於無聚合及/或交聯或相較於第一區(3)之較少聚合及/或交聯而具有較低聚合及/或交聯度。細長導體(4)(在垂直於圖式之平面之方向上延伸)定位於經較多聚合及/或交聯 之第一區(3)上且藉由該第一區(3)固持。
圖3展示包含在同一聚合物板(5)內之三個相鄰區(2)、(3)及(6)之聚合物板(5)之側視圖。第二區(2)相較於第一區(3)具有較高聚合及/或交聯度且歸因於聚合及/或交聯而具有較高穩定性，第一區(3)相較於第二區(2)較為延性及/或黏附性且歸因於無聚合及/或交聯或相較於第二區(2)之較少聚合及/或交聯而具有較低聚合及/或交聯度。細長導體(4)定位於經較少聚合及/或交聯之第一區(3)上。與第二區(2)相鄰定位之第三區(6)相較於第二區(2)較為延性及/或黏附性且歸因於無聚合及/或交聯或相較於第二區(2)之較少聚合及/或交聯而具有較低聚合及/或交聯度以及相較於第一區(3)具有較低聚合及/或交聯度。
圖4為展示隨x軸(8)上之聚合物導體板(1)之第一區、第二區及第三區(3、2及6)而變的y軸(7)上之聚合及/或交聯度之圖(與圖1至3中左側之彼等者相當)。
圖5展示藉由細長導體(4)互連之兩個聚合物導體板(9)。該等板經定位使得左側聚合物板(9)之第一區(3)面朝上，因此使得導體(4)可見；且右側板(9)之第一區(3)面朝下，從而覆蓋導體。
圖6展示藉由兩個聚合物導體板(9)之導體(4)互連之兩個電流產生元件(10)。
圖7展示包含藉由兩個聚合物導體板(9)之細長導體(4)互連之兩個電流產生元件(10)之太陽能模組(11)之佈置。各別聚合物導體板(9)之細長導體(4)延伸至太陽能模組(11)之外。囊封劑層(14)以機械方式將兩個玻璃板(12)連接至聚合物導體板(9)，該等玻璃板(12) 在層壓之後形成太陽能模組之外部殼。
圖8展示在無囊封劑層之情況下的佈置。此處，聚合物導體板(9)足夠大以填充電流產生元件(10)、導體(4)與玻璃板(12)/後罩板(13)之間的空腔。太陽能模組之不面向陽光之側由可為不透明之後罩板(13)覆蓋。
圖9展示包含藉由細長導體(4)互連之兩個電流產生元件(10)之太陽能模組(11)之佈置。細長導體(4)延伸至太陽能模組(11)之外。囊封劑層(14)以機械方式將兩個玻璃板(12)連接至藉由細長導體(4)互連之兩個電流產生元件(10)，該等玻璃板(12)在層壓之後形成太陽能模組之外部殼。囊封劑層(14)各自由包含至少兩個相鄰區之聚合物板(14')構成，第一區形成頂面(15)且為充分延性及/或黏附性以黏附至形成模組之外層之上部玻璃板(12)，且與第一區相鄰之第二區相較於第一區具有不同聚合及/或交聯度。
實施例
提供製造根據本發明之聚合物導體板及太陽能電池模組之非限制性實例。
使用EBlab電子束裝置(電子束技術，COMET AG，Flamatt，瑞士)在200kV加速電壓下輻射400μm厚度之PV-FS CVF板(dnpSolar，Karlslunde，丹麥)。此輻射步驟在85℃下聚合及/或交聯聚合物板之面向輻射源之第一區，使之具有約4×104Pas之複數黏度，該板之其餘部分形成具有較少聚合及/或交聯之第二區。
隨後，將導體之柵格置於聚合物板之第一區上，因此獲得聚 合物導體板。藉由加熱導體，第一區局部經熔融，因此使其具有足夠黏附性以固持導體。
將電流產生元件在170℃之最大溫度下與上述聚合物導體板、對置兩側上之400μm厚度之PV-FS CVF板(dnpSolar，Karlslunde，丹麥)之兩個層以及對置兩側上之兩個3.2mm厚的玻璃板(太陽能級玻璃，f|太陽能有限公司，Suelzetal，德國)層壓20分鐘，從而獲得具有如圖7中所示之構造之太陽能電池模組。
1‧‧‧具有2個區之聚合物導體板
2‧‧‧第二區
3‧‧‧第一區
4‧‧‧導體
15‧‧‧板之平坦側

Claims (15)

  1. 一種聚合物導體板，其包含(i)聚合物板，其包含在同一聚合物板內之至少兩個相鄰區，該等區在該聚合物板之縱向方向上延行，其中(1)第一區為充分延性及/或黏附性的以將細長導體之位置固定在面向該聚合物板外部的該第一區之表面上，以及(2)第二區與該第一區相鄰，其相較於該第一區具有不同聚合及/或交聯度，以及(ii)至少一個細長導體，其定位於面向該聚合物板外部的該第一區之該表面上。
  2. 如申請專利範圍第1項之聚合物導體板，其進一步包含相較於該第二區具有不同聚合及/或交聯度的在同一聚合物板內之第三區，其中該第三區與該第二區相鄰定位。
  3. 如申請專利範圍第2項之聚合物導體板，其中在同一聚合物板內之該第三區相較於該第二區具有較低聚合及/或交聯度，較佳地亦低於該第一區。
  4. 如申請專利範圍第2項及第3項中任一項之聚合物導體板，其中在同一聚合物板內之該第一區相較於該第二區具有較低聚合及/或交聯度，且在同一聚合物板內之該第三區相較於該第一區具有較低聚合及/或交聯度。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之聚合物導體板，其中該第一區、第二區及/或第三區中之該聚合及/或交聯度之差異為在同一聚合 物板內以下各者中之一或多者之結果：1.區特定的輻射，較佳地電子、離子、原子、中子、熱或電磁輻射，2.區特定的溫度處理，3.區特定的化學處理。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之聚合物導體板，其中該第一區及/或第三區為熱黏附性的，較佳地其中該第一區為延性且該第三區為熱黏附性的。
  7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之聚合物導體板，其中該聚合物選自由以下各者組成的群組：熱塑性塑料、熱固性塑料(duroplasts)、彈性體及熱塑性彈性體；較佳地聚烯烴、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚丙烯酸酯、離聚物、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚矽氧及聚胺甲酸酯(PU)；更佳地熱塑性聚烯烴(TPO)、聚烯烴彈性體(POE)、熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)、乙酸乙烯乙酯(EVAs)、(乙烯/四氟乙烯)共聚物(ETFE)、聚氯乙烯(PVC)、離聚物、聚乙烯甲基丙烯酸(EMA)及聚乙烯丙烯酸(EAA)、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)及耐綸、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸酯(PMA)、聚乙烯基矽烷或其任何組合。
  8. 一種裝置，其包含如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之聚合物導體板。
  9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中該裝置為標籤式(tabbed)太陽能電池、太陽能電池串、矩陣或模組；較佳地包含藉由如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之聚合物導體板互連之電流產生元件。
  10. 如申請專利範圍第9項之裝置，其中該太陽能電池模組為(I)具有頂側及底側之太陽能電池模組，其包含：(a)至少兩個電流產生元件，(b)至少兩個聚合物導體板，(c)視情況存在之至少兩個囊封劑層，以及(d)至少兩個玻璃板，其中(i)至少兩個電流產生元件(a)以傳導方式藉由該等至少兩個聚合物導體板(b)之該等導體互連以形成太陽能電池串，以及(iia)該等玻璃板(d)連接至該太陽能模組之該等頂側及底側上之該等聚合物導體板(b)，該等玻璃板形成該太陽能電池模組之該外部表面，或(iib)該等視情況存在之囊封劑層(c)將該等玻璃板(d)連接至該太陽能模組之該頂側及/或底側上之該等聚合物導體板(b)，該等玻璃板形成該太陽能模組之該外部表面；或(II)具有面向光源側及背向光源側之太陽能電池模組，其包含：(a)至少兩個電流產生元件，(b)至少兩個聚合物導體板，(b2)視情況存在之至少兩個囊封劑層，(c)後罩板，較佳地不透明後罩板，以及(d)玻璃板， 其中(i)至少兩個電流產生元件(a)藉由該等至少兩個聚合物導體板(b)之該等導體以傳導方式互連，(ii)該後罩板(c)連接至該太陽能模組之該背向光源側上之該聚合物導體板(b)，(iii)該玻璃板(d)連接至該太陽能模組之該面向光源側上之該聚合物導體板(b)，以及(iv)該等視情況存在之囊封劑層(b2)將該玻璃板(d)及/或該後罩板(c)分別連接至該太陽能模組之該頂側及底側上之該等聚合物導體板(b)，該玻璃板及該後罩板形成該太陽能模組之該外部表面；或(III)根據上述(I)或(II)之太陽能電池模組，其進一步包含由包含在同一聚合物板內之至少兩個相鄰區之聚合物板組成之至少一個囊封劑層，該等區在該聚合物板之縱向方向上延行，其中(i)該囊封劑層之第一區為充分延性及/或黏附性的以黏附至該太陽能模組之外層，其中該第一區之表面面向該聚合物板外部，以及(ii)相較於該第一區具有不同聚合及/或交聯度的與該囊封劑層之該第一區相鄰之第二區。
  11. 一種如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之聚合物導體板之用途，該聚合物導體板用於互連太陽能電池串、矩陣或模組中之電流產生元件。
  12. 一種用於製造標籤式太陽能電池，太陽能電池串、矩陣或模組之方法， 其包含以下步驟：(i)提供如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之聚合物導體板，以及(ii)將步驟(i)之該聚合物導體板與至少一個電流產生元件對準且接觸，以及(iii)視情況在壓力及/或熱下，將該聚合物導體板以傳導方式連接至該至少一個電流產生元件。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中使如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之至少一個聚合物導體板與至少一個電流產生元件之各側對準、接觸及連接。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項之方法，其中使如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之至少一個聚合物導體板與至少兩個電流產生元件之至少一側對準、接觸及連接，因此將該等元件以機械方式互連且電互連。
  15. 一種用於形成如申請專利範圍第1項之聚合物導體板之方法，其包含以下步驟：a)提供可至少部分地經聚合及/或經交聯之可聚合及/或可交聯板；b)在同一聚合物板內藉由選自由以下各者組成之群的一或多個處理而區特定地聚合及/或交聯該可聚合及/或可交聯板以在同一聚合物板內產生第一區、第二區及/或第三區：區特定的輻射，較佳地電子、離子、原子、中子、熱或電磁輻射，區特定的溫度處理，以及 區特定的化學處理；c)提供細長導體；以及d)將該細長導體定位，較佳地暫時附接在面向該聚合物板外部之該第一區之該表面上。
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