光伏模塊和用于制造光伏模塊的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光伏模塊、用于制造光伏模塊的方法以及用于制造光伏模塊的設備。
【背景技術】
[0002]能量轉換器的集成目前是在電子封裝領域的趨勢。除了熱電轉換器之外將專門的太陽能電池用于獲取電能，例如用于運行傳感器模塊。
[0003]此外，近年來在構造以及連接技術中已設立了薄的硅襯底的使用。這些硅襯底尤其提供熱機械特性方面的優點并且以非常精細的線距配備貫通接觸部和印制導線。此夕卜，通過改進模制技術，用于大面積封裝半導體器件的方法是可用的。在“Compress1nMolding (壓縮模制)”中可以無問題地以聚合物封裝材料覆蓋300 mm直徑的面積。
[0004]原則上太陽能電池的兩種類型的接觸是可能的。當前最經常制造的電池必須從前側和后側被接觸，以便建立電接觸(能夠在前側上的銀導體結構處看出)。也存在用于純后側接觸的方案，這些方案目前仍相對少地擴展。
[0005]US 2011/0169554 Al公開了集成的太陽能運行的設備。
【發明內容】
[0006]在此背景下利用本發明介紹根據獨立權利要求的光伏模塊、此外用于制造光伏模塊的方法以及用于制造光伏模塊的設備。有利的構型從相應從屬權利要求和隨后的描述中得出。
[0007]在此介紹的方案提供具有下列特征的光伏模塊:
-至少一個太陽能電池，其具有用于接收光的輻照主面(135)，所述光被設置用于提供電壓；
-載體單元，其相對于太陽能電池側向移位地至少布置在第一側上，其中載體單元的第一表面在預定義的容差范圍內與太陽能電池的輻照面齊平地對齊；以及
-至少一個電導體，其將載體單元的與第一表面相對的第二表面處的載體接觸端子與太陽能電池處的或太陽能電池的電子器件的電池接觸端子導電接觸，其中電池接觸端子布置在太陽能電池的與輻照面相對的接觸側上。
[0008]在此介紹的方案還提供用于制造光伏模塊的方法，其中光伏模塊具有至少一個太陽能電池，該太陽能電池具有用于接收光的輻照主面(135)，所述光被設置用于提供電壓，其中該光伏模塊具有載體單元，所述載體單元相對于太陽能電池側向移位地至少布置在第一側上，其中載體單元的第一表面在預定義的容差范圍內與太陽能電池的輻照面齊平地對齊以及其中該光伏模塊具有至少一個電導體，該電導體將在載體單元的與第一表面相對的第二表面處的載體接觸端子與太陽能電池處的或太陽能電池的電子器件的電池接觸端子導電接觸，其中電池接觸端子布置在太陽能電池的與輻照面相對的接觸側上，其中所述方法具有下列步驟:
-提供載體單元和太陽能電池； -相對于載體單元布置太陽能電池，使得載體單元相對于太陽能電池側向移位地至少布置在第一側上，以及其中載體單元的第一表面在預定義的容差范圍內與太陽能電池的輻照面齊平地對齊；以及
-將電池接觸端子與載體接觸端子導電連接，以便制造光伏模塊。
[0009]在此介紹的方案也提供用于制造光伏模塊的設備，其中所述設備具有以下單元，所述單元被構造用于執行根據在此介紹的變型方案的方法的步驟。
[0010]因此本發明提供以下設備，該設備被構造用于在相應裝置中執行或實現在此介紹的方法的變型方案的步驟。通過本發明的設備形式的所述實施變型方案也可以快速并且有效地解決本發明所基于的任務。
[0011]設備當前可以理解為處理傳感器信號并且根據傳感器信號來輸出控制和/或數據信號的電設備。該設備可以具有接口，所述接口可以以硬件和/或軟件方式來構造。在以硬件方式構造的情況下接口例如可以是包含該設備的不同功能的所謂的系統ASIC的一部分。但是也可能的是，接口是特有的、集成的電路或者至少部分地由分立器件組成。在以軟件方式構造的情況下接口可以是軟件模塊，所述軟件模塊例如在微控制器上在其它軟件模塊之外存在。
[0012]太陽能電池或者光伏電池當前應理解為以下電子器件，該電子器件可以將光、尤其是例如在200至1200 nm的波長范圍中的太陽光轉換成電能。輻照主面(135)應理解為太陽能電池的主表面，在該主表面之上所述光入射到太陽能電池中，以便在轉換器層處被轉換成電能。載體單元例如應理解為板或剛性元件，該剛性元件具有電印制導線，所述印制導線被構造用于電接觸在太陽能電池上或處的結構或電子器件。載體單元例如可以是被構造用于接納太陽能電池的印刷電路板。載體單元在此可以關于光輻照方向相對于太陽能電池側向移位地布置到輻照主面(135)上，使得太陽能電池的側向邊緣與載體單元的邊緣相鄰或相對地布置。載體單元的第一表面在預定義的容差范圍內與太陽能電池的輻照面齊平地對齊。載體單元的第一表面在預定義的容差范圍內相對于輻照面齊平的對齊可以理解為以下對齊，在該對齊的情況下以有利的方式在從輻照面過渡到第一表面時階梯不存在，但是最大限度上存在載體單元的第一表面和輻照面之間的以下階梯，該階梯的高度不大于例如載體單元的厚度和/或太陽能電池的厚度的百分之十。電導體可以理解為諸如接合線的導電連接，以便將從光得到的電能傳送到載體接觸端子或將物理參量的測量儀信號或從中導出的信號傳送到載體接觸端子。
[0013]在此介紹的方案基于以下認識:如果將太陽能電池與載體單元對齊并且連接，使得載體單元的第一表面在預定義的容差范圍內與太陽能電池的輻照面齊平地對齊，則可以技術上非常簡單以及成本低地制造光伏模塊。由此得出以下可能性:作為單獨的電子器件制造的各個或多個太陽能電池與載體單元直接相鄰地對齊以及固定。太陽能電池例如可以置入到載體單元、例如印刷電路板的凹槽或開口中并且借助于簡單以及成本低的布線過程。以這種方式可以技術上非常簡單地以及成本低地制造所述光伏模塊，該光伏模塊除了作為電子(半導體)器件的太陽能電池之外包括用于保持以及用于電接觸太陽能電池的載體單元。
[0014]本發明的以下實施方式是特別有利的，在該實施方式中載體單元在至少兩側側向地圍繞太陽能電池，特別是其中載體單元環形地包圍太陽能電池。本發明的這種實施方式提供特別可靠地保持太陽能電池的優點，其中同時通過將太陽能電池嵌入到載體單元中可以實現對太陽能電池的特別高的保護。
[0015]根據本發明的另一實施方式可以設置包封材料，該包封材料至少包圍導體和/或掩蓋或蓋住載體單元的第二表面和/或太陽能電池的接觸側。包封材料可以理解為以下材料，該材料相對于環境影響屏蔽導體的至少一部分、載體單元的第二表面和/或太陽能電池的接觸側。包封材料例如可以在澆注的制造步驟中用澆注材料來制造。同時可以通過包封材料的成形來實現期望的表面形狀或結構，以便至少部分地提供用于光伏模塊的殼體。
[0016]本發明的以下實施方式是特別有利的，在該實施方式中包封材料布置在太陽能電池和載體單元之間的至少一個區域中并且由此將太陽能電池與載體單元分離，特別是其中太陽能電池被包封材料側向地完全地圍繞。本發明的這種實施方式提供將太陽能電池與載體單元特別可靠地固定的優點。
[0017]為了在進一步建造光伏模塊時盡可能少地引起損害，根據本發明的一種有利的實施方式包封材料可以構造包封材料面，該包封材料面與輻照面和第一表面齊平地對齊。以這種方式可以在光伏模塊的一側上實現平坦的面，該平坦的面從載體單元的第一表面經過包封材料面延伸到輻照面。
[0018]為了確保光伏模塊的部件的腐蝕或另外的損害，根據本發明的一種特別有利的實施方式包封材料可以形成載體單元的第二表面、導體和接觸面之間的區域的液密密封。
[0019]根據本發明的另一實施方式可以通過印刷電路