技术领域
[0001] 本
发明涉及一种根据
权利要求1的前序部分所述的用于制造光伏电池以及新型光伏模
块的方法，该光伏电池以及新型光伏模块具有光电活性的表面元件和至少一个在该表面元件的至少一个表面侧上的导体线路装置。
[0002] 本发明还涉及一种根据权利要求15的前序部分所述的光伏电池，该光伏电池具有至少一个光电活性的表面元件和至少一个在该表面元件的至少一个表面侧上的导体线路装置。
背景技术
[0003] 长久以来就公知各种各样的结构型式的
太阳能电池、尤其是所谓的厚层或薄层
太阳能电池。太阳能电池具有光电活性的表面元件，该表面元件通常在使用一种或多种
半导体材料、尤其是
硅的情况下构成。击中到表面元件上的光在层状构造的表面元件内产生自由载流子。通过这样产生的自由载流子的相应的偏转，可以产生如下
电压，该电压可被用于产生
电流。
[0004] 在多种类型的太阳能电池的情况下，为了产生电流而需要：直接在如下光电活性的表面侧上施加、尤其是印上（aufdrucken）电导体线路装置，其中光击中在所述光电活性的表面侧上。随着导体线路装置的尺寸增大，所谓的遮暗（Abschattung）也增加，这导致光电活性的表面的减小并且因此导致太阳能电池的功率输出的降低。
[0005] 存在对具有经改善的功率输出、即具有被提高的效率的太阳能电池的巨大需求。此外，在市场上需要成本越来越低的太阳能电池，以便使这些太阳能电池可以得到尽可能广泛的应用。
[0006] 公知的是、在
薄膜上构造、比如印上导体线路装置，而且接着将该导体线路装置作为能导电的衬底施加到光伏表面元件上。
[0007] 从EP 2 790 196 A1中得知用于光
电子设备的能导电的衬底，其中通过交织金属的或
金属化的
纤维来制造导体线路装置。在此，给织物这样配备部分面的或整个面的覆层，使得织物的部分区域裸露并且可以被用于与
光电子设备的
接触。
[0008] 用于光电子设备的类似的衬底也从DE 10 2008 055 969 A1中公知。在这种衬底上可以施加光电活性的表面元件，用于形成光伏电池。然而，在此还必须与光电活性的表面元件的表面建立良好的电接触。这与附加的耗费相关联而且可能导致效率降低。
[0009] 这种方法从WO 2016/156 276 A1得知。使用具有能
熔化的
聚合物线的被编织的导体线路装置。这些导体线路装置通
过热处理来
液化，以便形成壳层（Hüllschicht）。
[0010] 从EP 2 660 878 A1和US 3255047 A公知：借助于由
焊膏制成的
电触点来固定具有电导体线路装置的织物。
[0011] JP 2006 165 149 A1教导了借助于附加的附着层来对被编织的导体线路装置的固定。
发明内容
[0012] 本发明所基于的任务在于：说明一种光伏电池和一种用于制造该光伏电池的方法，利用该光伏电池和该方法，实现了具有特别好的效率的光伏电池以及用于有效地制造这种光伏电池和新型光伏模块的方法。
[0013] 根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求14的特征的光伏电池以及具有权利要求15的特征的用于光伏电池的织物而得以解决。本发明的优选的实施方式在
从属权利要求中说明。
[0014] 按照本发明的方法的特点在于：为了构成导体线路装置，将开放的（offen）织物施加到光电活性的表面元件的至少一个表面侧上，该开放的织物由导电线和透明的不导电线来编织，其中该开放的织物没有面覆层（flächige Beschichtung）。
[0015] 本发明的基本思想在于：为了在光电活性的表面元件的表面侧上构成导体线路装置，使用开放的织物、即未经覆层的织物。在此，该织物直接被施加到光电活性的表面元件的表面侧上。由此，可以省去如从
现有技术中公知的那样的制造具有连续覆层的衬底的工作步骤。该织物非常简单地来构造，这由于开放的结构以及透明的不导电线的使用而导致光电活性的表面元件的良好的透光性并且借此导致光电活性的表面元件的良好的
能量输出。优选地，织物可以布置在暴露于光的前侧或者两个表面侧上。在更新型的IBC SHJ太阳能电池的情况下，该织物也可以只安置在表面元件的背面。
[0016] 本发明的一个优选的实施方式在于：开放的织物至少部分用能熔化的线来形成；而且在施加该开放的织物之后，进行
热处理，其中使这些能熔化的线至少部分熔化，其中该开放的织物以被熔化的线与表面元件牢固连接。在施加织物之后，该织物可以因此简单地固定在表面元件的表面侧上。在此，在织物中使用的线的至少一部分可至少在它们的表面区域处熔化。在此，被熔化的材料在此构成与表面元件的表面的紧密（innig）连接，其中该织物至少逐区域地可靠地附着（anhaften）在表面元件的表面侧处。
[0017] 根据本发明的一个扩展方案，特别优选的是：不导电线用热塑性聚合物材料、尤其是热塑性烯
烃构成，这些不导电线至少部分熔化。热塑性聚合物材料尤其可以包括PP、POE、PA、PET、PEN或其它。不导电线的直径优选地可以在10μm与200μm之间的范围内或者更大。优选地，聚合物线是透明的。
[0018] 原则上只有不导电线可以被熔化。然而，本发明的一个优选的扩展方案在于：导电线由具有低的熔化或
软化温度、尤其是低于200℃的熔化或软化温度的金属或金属
合金形成并且至少部分熔化。因此，即只有导电线可以在热处理时熔化，或者不仅导电线而且不导电线都可以在热处理时熔化。这导致与表面元件的表面的特别紧密的连接。金属的导电线的熔化也导致光伏电池的经改善的接触并且因此导致光伏电池的内部
电阻的减小。金属线可具有实心材料或者配备有能熔化的金属覆层。能熔化的材料可以是由Cu/InSn、Cu/Sn、CU/SBA制成的合金或者其它合金。优选地，
锡合金（Sn合金）可以通过热
镀锡来施加。
[0019] 根据本发明的一个扩展方案，特别有利的是：线直接与表面元件的表面发生接触并且在熔化时增大了这些线与表面元件的表面的接触面积。尤其是在使用能熔化的导电线的情况下，这样可以增大并且以特别紧密的方式来实施与表面元件的接触面积。这允许电阻特别低的电压或电流分接头。
[0020] 热处理可以以适当的温度来执行。根据本发明的一个扩展方案，特别优选的是：在热处理时，温度不超过250℃，尤其是不超过200℃。优选地，热处理的温度在140℃与200℃之间。在这种相对低的温度下，避免了对由半导体材料构成的敏感的表面元件的热损害。因此，按照本发明的方法尤其是特别适合用于由特别热敏的材料来制造更新型的太阳能电池、尤其是硅
异质结构太阳能电池。
[0021] 通过热处理，可以使开放的织物充分地（hinreichend）
定位并且固定在表面元件上。为了稳定的固定，根据本发明的一个实施变型方案而规定：在施加开放的织物之后，将接合料（Verbindugnsmasse）
层压到表面元件上。在此，该接合料是透明的，使得还存在良好的透光性。该接合料尤其可以是热聚合物或者能UV
固化的聚合物或者聚合物混合物，诸如为了使用这些不导电线而设置氟化聚合物或者硅
树脂。
[0022] 根据本发明，通过如下方式来实现进一步的改善：在施加该开放的织物之后，将透明的
覆盖层、尤其是玻璃施加到表面元件上。透明的覆盖层可以在有接合料的情况下设置或者可以在没有接合料的情况下设置。然而，优选地，具有接合料的透明的覆盖层被施加到具有开放的织物的表面元件的表面侧上。由此，实现光伏电池的特别良好的保护和特别鲁棒性的表面。
[0023] 根据本发明，还优选的是：开放的织物具有接触侧，导电线的主要部分沿着该接触侧延伸。该织物尤其可以配备有斜纹编织（Körperbindung），尤其是利用5:1或3:1的斜纹编织来编织。直至11:1或者更高的斜纹编织也是可能的，其中这些导电线在该开放的织物的接触侧溢出（überlaufen）多个邻接的线并且这样形成了特别大的接触区。
[0024] 原则上，也可以设置其它适合的织物和编织系统（Bindesystem）。根据本发明的一个扩展方案，特别有利的是：在开放的织物中，使导电线沿纬向和/或经向交织。在只沿纬向或经向交织时，获得电导体线路，这些电导体线路基本上并行地延伸。通过沿纬向和经向交织导电线，可以在该开放的织物中获得网格或栅格状的导体线路装置。这可能对于特定的太阳能电池装置来说是有利的。
[0025] 原则上，光电活性的表面元件可以是如下每种光电或光电子元件，该光电或光电子元件优选地将光能转换成
电能。在此，对于太阳能电池来说可以设置每种常见的结构，尤其是所谓的AI-BSF、PERC/PERT/PERL电池或者其它太阳能电池。按照本发明的方法的一个特别有利的扩展方案在于：设置硅
异质结构太阳能电池、也称作SHJ太阳能电池，作为光电活性的表面元件。这种太阳能电池是更新一代的太阳能电池而且具有被提高的效率。这样的太阳能电池是特别热敏的。
[0026] 根据本发明的一个扩展方案规定：具有开放的织物的导体线路装置一侧地或者两侧地施加到表面元件上。尤其是在单侧施加的情况下，导体线路装置可以设置在表面元件的暴露于光的表面侧。也可以以相同的方式在表面元件的下侧布置第二导体线路装置，尤其是在所谓的双面电池的情况下在表面元件的下侧布置第二导体线路装置。优选地，在更新型的IBC SHJ太阳能电池的情况下，具有导体线路装置的织物也可以只被安置在与光背离的下面或背面。
[0027] 根据一个按照本发明的方法变型方案，对于与光伏模块的特别适宜的连接来说，优选的是：多个表面元件通过一个或多个织物来连接成光伏模块。在此，开放的织物可以是单一光伏电池的几倍大。在此，导电线可以只在织物的一侧上延伸或者优选地以交替的方式先在织物的一侧上然后才在织物的另一侧上延伸（图3）。特别对于在模块中的电池的Z形接线，具有交替传导的接触侧的这种织物是非常受青睐的。开放的织物可以接触多个彼此邻接的光电池并且使这些光电池彼此连接。这可以是在一个表面侧上的或者在邻接的电池的
正面与背面之间交替。在此，该开放的织物不仅构成在彼此邻接的太阳能电池之间的导电连接，而且将这些太阳能电池也以机械方式连接。
[0028] 鉴于光伏电池，开头提到的任务还通过如下方式来解决：为了构成导体线路装置，将开放的织物直接施加在表面元件的至少一个表面侧上，该开放的织物由导电线和透明的不导电线来编织。光伏电池尤其根据之前所描述的方法之一来制造，其中也得到相应的优点。
[0029] 此外，根据本发明，同样设置一种织物，该织物的特点在于，该织物是开放的织物，该开放的织物由导电线和透明的不导电线编织，而且在低于200℃的温度下，这些线的至少一部分能熔化。该织物根据本发明尤其能用于之前所描述的光伏电池或者能用于之前所描述的方法。
[0030] 优选地，为了构成该织物，设置由导电金属构成的或者具有导电金属覆层的线材（Draht），所述线材具有在70μm与300μm之间的直径。不导电线优选地具有在20μm与200μm之间、尤其是在30μm与70μm之间的直径。该不导电线由透明的聚合物材料制成，尤其是由具有95%以及更大、尤其是大于99%的透明度的PEN、PP、POE和PA或PET制成。线数目沿经向优选为每cm有40至60个线，并且沿纬向同样为每cm有40至60个线。在此，织物决定性地由透明的不导电线构成，其中导电线以在0.5mm与15mm之间、优选地在1mm与8mm之间的间距来设置。作为编织，尤其设置斜纹编织、优选地5/1至11/1或3/3的斜纹编织。
[0031] 在此，根据本发明的一个扩展方案，特别有利的是：这些导电线相对于不导电线而言以经限定的量（Betrag）而向外突出，其中所述量优选为：在10至20μm之间。由此，可以实现导电线与表面元件的表面侧的经改善的接触。织物的厚度优选为：在100μm至400μm之间。
附图说明
[0032] 随后，进一步依据优选的
实施例来描述本发明，这些优选的实施例在附图中示意性地示出。在附图中：图1示出了按照本发明来制造的光伏电池的结构；
图2示出了用于按照本发明的光伏电池的织物的视图；
图3示出了用于本发明的织物的被放大的横截面图；
图4示出了用于构造用于本发明的织物的示意性横截面图；
图5示出了用于将多个光伏电池与织物连接的第一连接装置；和
图6示出了用于连接光伏电池的第二连接装置。
具体实施方式
[0033] 在图1中示出了按照本发明的光伏电池。该光伏电池具有光电活性的表面元件12，作为主要部分。以已知的方式，表面元件12由半导体材料、尤其是硅材料而在层结构中形成，其中在光能量击中时使载流子移位。表面元件12尤其可以是硅异质结构太阳能电池。
[0034] 为了在表面元件12的两个表面侧来量取电载流子或电压，按照本发明，分别施加开放的织物20。按照图2，织物20具有不导电线24和导电线22，其构成导体线路装置。
[0035] 在施加或放上开放的织物20之后，在优选地在140℃与180℃之间的温度范围内进行热处理。在这种情况下，不仅织物20的导电线22熔化而且织物20的不导电线24也熔化，而且形成经增大的接触面积和与表面元件12的表面的牢固连接。
[0036] 紧接着，使接合料14、尤其是由塑料或粘合材料构成的接合料14在被熔化的状态或能流动的状态下层压。最后，将覆盖层18或UV稳定的聚合物、如聚四氟乙烯或硅树脂、尤其是玻璃在表面元件12的两侧施加到接合料14上。利用接合料14的硬化，覆盖层18、尤其是透明的玻璃材料被牢固连接，使得由此存在用于光伏电池10的鲁棒性的外部保护层。
[0037] 按照本发明的开放的织物20由导电线22和不导电线24来编织，这些不导电线由聚合物材料构成。在按照本发明的开放的织物20的情况下，不设置连续的覆层或者其它层状覆层（Schichtauflage），使得还存在穿过织物结构的通道（Durchgang）和自由空间。在所示出的织物20中，导电线22作为金属线材以彼此间1mm至1.8mm的间距来交织。设置由透明和热塑性烯烃构成的不导电线24，作为经线以及在它们之间的
纬线。沿经向和纬向，每cm总共交织60个线22、24。
[0038] 在图3中示出了具有5:1的斜纹的可能的斜纹编织。在此，在构造线环（Fadenumschligung）之前，导电线22沿纬向分别跨过五个不导电的经线24。在这种情况下，在织物20的接触侧26得到导电线22的细长的并且因此大面积的接触区。在此，按照图3的织物20具有如下特点：两侧都构造为接触侧26，其中斜纹编织在预先给定的
位置处从一个接触侧26变换到另一接触侧26。在该织物20中的该交替的布局尤其是对于具有多个表面元件12的光伏模块30来说是有利的，如在图5中示出的那样。在此，彼此邻接的表面元件12的前面和背面分别交替地被连续的织物20缠绕，使得分别需要交替的接触区。
[0039] 然而，按照本发明的织物20也可以构造得只具有一个接触侧26，其中导电线22基本上沿着其中一个接触侧26延伸。这种织物构造方案尤其适合于按照图6的光伏模块30，其中分别将一个织物20安置在由多个表面元件12构成的装置的各一侧上。在通过所述一个或多个织物20来接触之后，可以施加接合料14和覆盖层18。
[0040] 在按照本发明的织物20的构造方案中，尤其是在接触侧26处有意义并且有利的是：导电线22相对于相邻的不导电线24而言以经限定的量 而向外突出，如在图4中直观地示出的那样。导电线22的突出部的所述量尤其是为：在10μm与50μm之间。
