雙組分電連接器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明一般地涉及包括電連接器節段（electricalconnectorsegment)及形成 用于改善電池表面和鄰接層之間的電接觸的相關導電材料和涂層的光伏電池。
[0002] 發明背景
[0003] 光伏電池通常通過使第一電池的前側與相鄰電池的背側接觸的電連接器襯底串 聯地連接。這種構造通常用于柔性光伏電池如銅硫屬化物型電池（例如，銅銦鎵硒化物、銅 銦硒化物、銅銦鎵硫化物、銅銦硫化物、銅銦鎵硒化物硫化物等）、非晶硅電池、晶體硅電池、 薄膜III-V電池、薄膜II-VI電池、有機光伏器件、納米顆粒光伏器件、染料敏化太陽能電池 及這些的組合。不幸的是，某些環境應力引起減少電連接器與電池表面之間的電接觸的腐 蝕。但是，腐蝕的特性和來源根據電池表面的組成和電連接器的組成而不同。這可能有特 別的考慮，因為通常具有一致組成的單一電連接器（即，Sn涂覆的Cu帶或電連接器）用于 橋接一個電池的頂部觸點與后續電池的底部觸點。因此，通過選擇用于連接器的特定材料 防止電池頂側的腐蝕的嘗試可以導致對相鄰電池背側的腐蝕效應。換句話說，由一種一致 的材料及其整體形成的電連接器不太可能具有與一個電池的頂側和相鄰電池的背側的無 腐蝕的連接。
[0004] US2005/0264174描述了具有穩定的中間連接器的0LED，該中間連接器包括一層 高功函金屬和一層金屬化合物。這一參考文獻表明高功函金屬層的使用提供了改善的操作 穩定性和改善的功率效率。
[0005] W0 2009/097161教導了電池串，其通過在相鄰電池的前部和背部上用導電粘合劑 粘附的導電接片或帶電接合。這一參考文獻表明，選擇與襯底材料匹配的帶或接片的熱膨 脹系數使得機械應用最小化，從而降低了粘合故障的可能性。
[0006] 仍然需要的是用于光伏電池中的電連接器，其通過避免由于環境應力導致的腐蝕 而幫助隨時間維持電池內的電接觸。進一步需要包括沿連接器的可變材料組成的電連接器 以使得沿電連接器的任何點處的材料組成經選擇和調整以獲得與將接觸的電池表面的改 善的連接性。進一步需要電連接器形成為使得接觸第一電池的頂側的連接器表面由與接觸 相鄰電池的背側的連接器表面的材料不相同的材料形成。
【發明內容】
[0007] 本發明通過提供包括多個電連接器節段的電連接器而滿足前述需要，各節段包含 與相鄰節段的材料不相同的至少一種材料。各電連接器節段優選包含當通過電連接器節段 所連接的特定電池表面接觸時將促進導電性和最小化腐蝕的材料。更具體地，第一電連接 器節段包括由選擇用于與第一光伏電池的頂側的改善的連接性的材料形成的表面，和第二 電連接器節段包括由選擇用于與相鄰光伏電池的背側的改善的連接性的材料形成的表面。 此外，選擇用于各自的材料優選是不相同的材料。改善的連接性可以是頂側和/或背側電 池表面上降低的腐蝕反應的結果。這樣的腐蝕是光伏電池器件隨時間經歷的環境應力（例 如，暴露于熱、氧和/或濕汽）的結果，且表現為引起電池內性能的降低。發生于電池的頂 側或背側上的特定腐蝕機制可以是電池上的材料以及電連接器節段上的材料之間不利的 相互作用的結果。通過提供具有特別地選擇以改善與頂側和背側觸點兩者的連接性的材料 的電連接器節段，腐蝕反應最小化且在光伏電池組件的使用壽命內電池-電連接器節段界 面之間的電連接性得到改善。
[0008] 舉例來說，可能的是接觸電池頂表面的電連接器節段的任何表面可以調整以對抗 氧化，而接觸電池底表面的電連接器節段的任何表面可以調整以在電池的背表面上存在腐 蝕性物質（例如，硒、硫、氧）的情況下對抗腐蝕。各電連接器節段可以與一個或多個相鄰 的節段連接或電連通。對于各電連接器節段選擇具有適當低的硬度值、高導電率或與各節 段接觸的電池表面的電極電勢相似的電極電勢的材料可以提供額外的益處，以試圖改善電 連接器節段、電池表面和任何相關粘結層之間的粘附和電連接。
[0009] 因此，根據一個方面，本文的教導提供一種制品，其包含⑴一個或多個光伏電 池，其具有第一表面和相反的第二表面；（ii)第一電連接器節段，其具有接觸第一電池的 第一表面和與之電連通的部分；（iii)第二電連接器節段，其具有接觸相鄰電池的第二表 面和與之電連通并與所述第一電連接器電連通的部分；其中第二電連接器節段的接觸所述 相鄰電池的第二表面的部分包含與構成第一電連接器節段的接觸所述第一電池的第一表 面的部分的材料不相同的材料。
[0010] 優選地，所述制品是至少兩個這樣的光伏電池的串，其中電連接器節段的第一節 段與第一光伏電池的頂側電極（第一表面）接觸并延伸超出該電池的邊緣和連接于與相鄰 電池的背側電極（第二表面）接觸的第二電連接器節段。更優選地，制品具有三個或更多 個這樣的電池，各具有與一個電池的背側電極接觸和也與相鄰電池的前側電極接觸的多個 電連接器節段。第一和第二電連接器節段可以排列以使得盡管它們可以包含一種或多種相 似的材料，但第一電連接器節段的接觸電池表面的材料與第二電連接器節段的接觸電池表 面的材料不相同。更優選地，第一和第二電連接器節段的材料可以以分層的形式排列以使 得第一層接觸第一電池的表面和第二層接觸第二電池的表面（例如，不相同材料的豎直排 列）。第一和第二電連接器節段可以形成以使得它們不包含共同的材料，從而第一電連接器 節段包含一種或多種第一材料和第二電連接器節段包含一種或多種第二材料（例如，不相 同材料的橫向排列）。第一電連接器節段因此可以僅沿第一電連接器節段的一個邊緣與第 二電連接器節段直接接觸。
[0011] 在另一實施方式中，本發明涉及用于形成制品的方法，包括：（i)使具有第一表面 和相反的第二表面的一個或多個光伏電池與第一電連接器節段接觸，其中第一電連接器節 段的一部分接觸一個或多個電池的第一表面并與之電連通；（ii)使所述一個或多個電池 的第二表面與第二電連接器節段接觸以使得第二電連接器節段的一部分與一個或多個電 池的第二表面電連通；其中第一電連接器節段的接觸一個或多個電池的第一表面的部分包 含與第二電連接器節段的接觸一個或多個電池的第二表面的部分不相同的材料。
[0012] 本教導通過提供形成為最小化光伏電池的頂側和背側兩者上的腐蝕的電連接器 而滿足前述需要。電連接器通過提供第一和第二電連接器節段從而接觸電池的第一節段的 表面的材料與接觸電池的第二節段的表面的材料不相同而實現這一點。本文的教導的優勢 反映在光伏電池暴露于環境應力時的穩定性。選擇具有不相似的冶金學性質的用于形成電 連接器節段的材料導致電池表面上改善的對腐蝕作用的抗性，其導致改善的電池功能，特 別是在延長的時間段內。
[0013]附圖簡要說明
[0014]圖1是顯示連接一個電池與相鄰電池的代表性的第一電連接器節段和相鄰的第 二電連接器節段的橫截面圖。
[0015] 圖2是顯示連接一個電池與相鄰電池的代表性的與第二電連接器節段直接平面 接觸的第一電連接器節段的橫截面圖。
[0016] 圖3是顯示連接一個電池與相鄰電池的代表性的具有第一涂層的第一電連接器 節段和具有第二涂層的第二電連接器節段的橫截面圖。
[0017] 圖4是顯示連接一個電池與相鄰電池的代表性的在一個表面上具有第一涂層和 在相反表面上具有第二涂層的第一電連接器節段及在一個表面上具有第一涂層和在相反 表面上具有第二涂層的第二電連接器節段的橫截面圖。
[0018] 圖5是顯示連接一個電池與相鄰電池的代表性的在一個表面上具有第一涂層的 第一電連接器節段及在一個表面上具有第一涂層和在相反表面上具有第二涂層的第二電 連接器節段的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0019] 本教導涉及包括多個電連接器節段的電連接器，各節段包含與相鄰節段的材料不 相同