用于制造包括柔性薄膜太阳能电池的太阳能电池模组的方法和设备以及包括柔性薄膜太阳能电池的太阳能电池模组

摘要

本发明涉及用于制造薄膜太阳能电池模组的方法，包括以下步骤：在容器中或卷绕到卷的网上提供为分离段的柔性薄膜太阳能电池，柔性薄膜太阳能电池采用第一侧支撑该网，其中设计每个柔性薄膜太阳能电池具有第一电极和第二电极；将柔性薄膜太阳能电池从网转移到第一薄膜，这样安放第一柔性薄膜太阳能电池的第一极紧邻第二柔性薄膜太阳能电池的第二极；在相对第一薄膜网的输送方向的纵向和/或横向方向上将导电接触条应用到柔性薄膜太阳能电池的第一和第二极，以为了以串联和/或并联方式电连接柔性薄膜太阳能电池；层压透明的柔性第二热塑薄膜网到第一薄膜网和柔性薄膜太阳能电池上，以为了形成通过第一和第二薄膜网以及位于两者之间的柔性薄膜太阳能电池形成的太阳能电池模组链；从形成的太阳能模组链分离多个薄膜太阳能电池模组；以及供应这些分离的薄膜太阳能电池模组至交联站。

说明书

技术领域

本说明书描述了一种用于制造具有柔性（flexible）太阳能电池的太阳能电 池模组（module）的方法和装置，以及采用该装置并依据该方法制造的太阳能 电池模组。

背景技术

太阳能电池模组或光伏模组将太阳光直接转换成电能。它包含最重要的部 件，多个太阳能电池。太阳能电池模组以其额定电功率（electrical power ratings） （尤其是开路电压和短路电流）为特征。这些与该单个电池的性质以及模组内 的太阳能电池的互联有关。

通常，太阳能电池模组除了电互连的太阳能电池之外还具有嵌入材料和背 部结构。顶层用于防护机械影响和气候影响。嵌入材料和顶层必须是透明的， 以使350nm到1150nm的光谱范围内的吸收损失尽可能保持最少，由此使得通 常负责发光的硅太阳能电池的效率损失尽可能保持最少。嵌入材料（例如乙烯 -醋酸乙烯共聚物（ethyl vinyl acetate，EVA）薄膜）用于键合模组复合物。EVA 必须在约150℃下熔化。在该温度下交联处理开始，该交联处理持续约15分 钟到30分钟。由于这个长的处理时间，迄今只能在真空层合机（laminator） 中处理EVA。针对EVA的处理参数（与时间有关的压力曲线和温度曲线）非 常有限。另外，在UV光的作用下EVA变黄。熔化的EVA还流入与导电胶电 接触或连接的、并处于热交联处理的太阳能电池的间隙中。通过真空下和/或 机械压力下的层压防止导致额定功率（由太阳能电池模组产生的功率）减少的 空气气泡的形成。背部结构保护太阳能电池和嵌入材料避免受潮和氧化。另外， 它还用作安装太阳能电池模组期间的机械保护，以及用作电绝缘。背部结构可 由玻璃或复合薄膜制成。

在这一点上，普通的变形由具有晶体太阳能电池的太阳能电池模组构成， 该晶体太阳能电池配置成尺寸大约为10cm×10cm到为15cm×15cm以及厚度 大约为0.3mm的硅太阳能电池，而且该晶体太阳能电池非常易碎。将6到100 个太阳能电池组和形成太阳能电池模组。然而，由晶体太阳能电池组成的这种 类型的太阳能电池模组在制造中是非常材料密集的，在安装期间要求特别小心 的操作。替换方案可由具有薄膜太阳能电池的太阳能电池模组构成，该薄膜太 阳能电池应用在载体材料上的不同材料的多个层中。通过载体材料，也称之为 衬底，通常利用玻璃、金属箔或塑料薄膜。玻璃嵌板（pane）和片网（sheet web） 宽度通过各个制作过程决定。玻璃衬底的常规尺寸是60cm×100cm或60cm× 120cm。薄膜太阳能电池（与载体材料有关）可以是柔性的，但是它们需要防 护腐蚀。

现有技术陈述

2008年末，百超玻璃技术中心（www.bystronic-glass.com）投入运行卷（roll） 层合机以用于按压-成形（press-moulding）薄膜模组。相比于真空层合机，卷 层合机能获得更短的生产时间。通过衬底清洗、高精度定位单个玻璃，以及自 动制备聚乙烯醇缩丁醛（PVB）薄膜。从卷直接解开该PVB薄膜的卷绕。在 衬底上的薄膜以及覆盖嵌板的精确重叠之后、以及在保护薄膜的最后截断之 后，模组进入卷层合机进行热处理。在卷层合机中，模组穿过预热区、三个主 要的加热区以及两个滚动压力机（rolling presses）。加热区中的温度主要在130 ℃到240℃之间。通过中间波长的石英散热器产生薄膜上的热效应。模组在卷 层合机中大约呆1分钟。玻璃和薄膜最后进入在热空气高压釜中位于13巴 （bar）处的约140℃下持续约3-4小时的最终组合。

罗伯特贝高（Robert Bürkle）股份有限公司出售用于层压光伏模组(称为 )。它们是在多个等级（level）上层压光伏模组的多级系统。为了使光 伏模块防水，安全玻璃、封装薄膜以及晶体太阳能电池层压到一起形成“太阳 能三明治”。在第一步骤中预层压模组。在该处理中，在真空中从三明治去除 水分和气泡，从而制得真空封闭的复合物。最后中断处理，在第二步骤中，在 随后的压力下层压真空封闭的复合物以备使用。在第三步骤中，将太阳能电池 模组从150℃冷却到手温（hand heat）。

WO 03/059570涉及用于成排的太阳能电池的自动装配的机器。该机器具 有基于计算机的控制系统、操作者界面、用于容纳准备安装的多个太阳能电池 的电池容纳站、用于为进一步的安装检查以及通过/拒绝单个电池的预安装电 池检查站。另外，该机器具有用于为了制造条的目的而容纳和供应连续长度的 条材的条材（strip-material）供应站、用于将条材切割和折叠成条的条切割和 折叠站、用于成排安装电池和条的排列安装站。另外，机器具有传送机构，该 传送机构具有用于电池提取和移动的工具头，从而提取电池并将它们移动通过 预安装电池检查站以及在排安装站中按照它们的顺序放置电池。另外，该机器 具有条转移工具，用于将成对的条按照它们的顺序转移进入电池安装站。具有 容纳设备的水平可移动的板夹紧单个电池以沿终止于后安装排操作站的处理 路径从排安装站移动该排。焊接站具有预热区、焊接区以及冷却区。用于接收 的排的容纳区域集成到后安装排操作站、已在直的轨道上构建的具有步进电机 控制设备的板，以在后处理排操作站内接收处于预定电池阵列阶段的该排，该 预定电池阵列沿处理路径从排安装站通过焊接站到达后安装排容纳区域。后处 理排操作站已构建具有垂直的、水平的以及旋转的可移动排操作工具，以夹紧 单个排以及将它们从后安装容纳区域移动到后安装排检查站以及再从那里移 动到用于好的排以及拒绝了的排的容纳区域中的一个。

DE 102008018360Al涉及用于粘附太阳能电池到连接载体上的方法。太 阳能电池与连接载体连接，连接载体已设有显出接触点的导体引线（conductor  track），在该接触点处形成用于接触对应的太阳能电池的接触点的焊接接头。 利用已经在它的接触点处设有焊膏形式的焊料的连接载体，太阳能电池设置连 接载体上，局部加热焊料以将其熔化并在连接载体与太阳能电池之间形成焊接 接头。

将焊料应用到连接载体上。用于加热焊料的热量供应到太阳能电池的背朝 连接载体的一侧上，使得热量通过太阳能电池供应给焊料。在热源与由连接载 体和太阳能电池组成的装置之间设置在接触点的区域中显出开口的焊料掩模。 采用具有激光或红外光的热风鼓风机产生热量。

模组安放站用于将太阳能电池设置在连接载体上，焊接站用于局部加热焊 料，使得在连接载体与太阳能电池之间形成焊接接头。输送路径用于输送带状 连接载体。在输送方向上在焊接站的下游设置切割站，以为了从带状连接载体 分离太阳能电池模组。通过该方式制得的太阳能电池模组具有多层连接载体， 以及在连接载体上的不同平面内形成导体引线。连接载体为刚性板，还可用作 太阳能电池模组的机械衬底。

DE 102008026294A1涉及用于嵌板载体的装载/卸载装置，该嵌板载体 具有能够移动穿过嵌板载体中的接收口的提升设备、以及设置在提升设备的头 部上的嵌板传送设备，以相对接收口定位嵌板。

DE 102008046327A1涉及通过工厂（plant）的多个制造装置的设置以处 理太阳能电池来形成模组。该工厂从以下步骤显出制造装置：供应载体、通过 粘附接触导线预加工太阳能电池、在载体上设置横向接触导线、将预加工太阳 能电池安放到载体上、在接触导线上纵向互连预加工的太阳能电池、在横向接 触导线上横向互连预加工的太阳能电池、以及为了生产模组的目的将位于载体 上的太阳能电池集合到载体玻璃上。

WO 94/22172涉及使用卷层合机取代以往采用的真空板层合机。

所使用的塑料薄膜只适用于有限范围的太阳能电池模组的封装。该薄膜既 不足以抗撞击也不能相对风化稳固，而且粘胶层不够软因而不能为易碎的太阳 能电池提供有效的机械保护。

WO 99/52153和WO 99/52154涉及使用符合薄膜和复合体（由聚碳酸酯 和含氟聚合物层组成）以用于太阳能电池模组的封装。为了粘接键合的目的， 使用EVA热熔粘接胶，其只能慢处理。

JP 10065194A涉及用于制造太阳能电池模组的方法，其中，低摩擦并稳 定地转移密封薄膜和载体薄膜。为了该目的，卡在柔性基板薄膜上的太阳能电 池插入导热粘接胶和形成太阳能电池的电连接的导线的两个绝缘密封薄膜之 间。密封薄膜和支持薄膜胶合在一起成为基板薄膜，并通过卷密封。

依据拜尔（Bayer）材料科学AG（www.presse.bayerbms.de），借助耐光热 塑聚氨酯（TPU）简化了太阳能电池模组的制造。还允许连续制造 而不是通常的分批生产。以往从硅片制得的太阳能电池通过嵌入薄膜（例如， EVA薄膜）被定位在嵌板玻璃和载体之间，并且在真空层合机中，在温度约 145℃下进行周期为12分钟到20分钟的热交联。由于更高的熔化点， 薄膜没有必要热交联。在真空层合机中循环时间的减少实现了太阳 能电池组件的连续生产。EP 1302988A2涉及具有热塑粘胶层的光伏模组以及 它们的制造。

从JP-A-2-244772已知一种方法，其中带状太阳能电池卷绕在柱体上，在 该柱体上应用粘接胶，在该方式中相邻的太阳能电池重叠。该重叠使得一个太 阳能电池的背电极与相邻的其它太阳能电池的顶电极接触。单个的太阳能电池 相对于水平方向倾斜压入到粘接胶中。另外，绝缘薄膜设置在粘接胶与柱体之 间。为了制造模组的目的，穿透切割已卷绕到柱上的该体以及还有绝缘薄膜， 并将它们从柱上去除，从而获得矩形的、具有串联互连的太阳能电池的薄膜组 模组。

从US-A 5,273,608已知用于嵌入光伏电池的方法。

US-A 5,232,519中描述了一种光伏模组，其中，每个链状太阳能电池的顶 部电极的上侧（upper side）设置放电条，也称之为放电栅格，以用于放出产 生的电压。为了避免放电条遮挡顶部电极，从而也遮挡位于它下方的吸收层， 在该文件中提出在每个放电带上重叠整个模组的覆盖层模组中设置V形凹陷。 结果是，在该方式中入射的太阳光线尽可能偏离，这些光线没有影响各个放电 带。

从DE-C2-19634580已知一种用于基于涂覆在铜铟联硒化物（copper  indium diselenide，CIS）以及它的同系物上的铜带制造带型太阳能电池的方法， 以及用于该方法的适合装置。

德国专利申请DE-A 19921514和DE-A 19921515中描述了基于 Ib/IIIa/VIa化合物半导体的薄膜太阳能电池、以及用于制造该类型的薄膜太阳 能电池的方法。

从US-A 5,457,057已知光伏模组。在该模组中，多个单个板彼此电连接， 通过该方式可以使用针对具体应用的所需电压以及必需的电流。串联互连板， 以增加产生的电压。另外，该文件中提及通常在一些情况中串联互连的板组可 以彼此并联，以在预定电压处实现所要求的性能。还在该情况中，所谓的放电 导线位于每个板的最顶层中或最顶层上。

从DE-A 10020784已知一种光伏模组，其中，为了并联多个串联互连的 太阳能电池组的目的，一方面，每个组的第一个太阳能电池的导电背部电极彼 此电连接，另一方面，每个组的最后一个太阳能电池的导电背部电极彼此电连 接。

在该方面，每个组形成一串彼此相对连续设置的多个带状太阳能电池。以 相互重叠的方式设置彼此重叠的太阳能电池，通过这种方式，一个太阳能电池 的背部电极接触相邻的其它太阳能电池的顶部电极，太阳能电池为扁平结构， 并相对水平倾斜设置。每个组的各个第一个太阳能电池的背部电极与每个组的 各个最后一个太阳能电池的背部电极通过放电带分别连接彼此，设置放电带与 已通过重叠方式串联互连的每个组的太阳能电池垂直。每个放电带穿过每个组 的背部电极，设置一个放电带接近背部电极的一端，设置另一个放电带接近背 部电极相对的另一端，以及在每种情况下，电绝缘层设置在一个放电带与每个 组的背部电极之间（除了各个第一个太阳能电池的背部电极），以及还设置在 另一个放电带与每个组的背部电极之间（除了各个最后一个太阳能电池的背部 电极）。除了在放电带与各个第一个和最后一个电池的接触的区域中，在放电 带与太阳能电池的背部电极之间设有热熔化层。多个组到处嵌入到能够被热激 活的塑料中。

DE-A 10101770提出了一种太阳能电池模组，其中前侧由透明聚氨酯组 成。

DE 20220444U1提出了在光伏模组的层中用作太阳能电池的嵌入材料 的热塑脂肪族聚氨酯。

DE-A 102008046327提出了通过生产线的多个制造装置的设置以用于处 理和制造太阳能电池来形成模组。规定制造装置通过粘附接触导线或层压到太 阳能电池的前侧或背侧上来预制造太阳能电池。规定制造装置应用预制造的太 阳能电池到载体上。设有制造装置以使得单个载体或多个载体可用。设有制造 装置以粘附横向接触导线到载体上。设有制造装置以在横向接触处承担预制造 的太阳能电池的横向互连。设有制造装置以实施太阳能电池的纵向互连。在每 种情况中通过连接接触导线到相邻的太阳能电池来实施。制造装置用于将位于 载体上的太阳能电池应用到载体玻璃上。制造装置沿线设置。

DE-A 102008020458提出了一种用于制造太阳能电池链（strand）的方法 和装置，其中至少两个太阳能电池设有电池连接器。每个电池连接器沿第一太 阳能电池的上侧运行，并沿相邻太阳能电池的下侧运行。且每个电池连接器电 连接两个相邻的太阳能电池。电池连接器连续应用到太阳能电池上。电池最后 也连续地焊接到一起。在这方面，由“应用电池连接器”和“焊接电池”构成 的两个顺序的速度彼此匹配，这样整体上实现了太阳能电池链的连续制造。

从US-A2007/0065962已知一种用于制造由多个太阳能电池组成的太阳能 电池模组的方法。太阳能电池的一侧配置在第一边缘上以作为第一极（pole）， 配置在第二边缘上以作为第二极。这些电池重新设置第一薄膜网上，定位第一 个太阳能电池以使得它的形成第一极的第一边缘在第二边缘的紧邻中形成太 阳能电池的第二极。导电接触条从纵向和横向方式上粘附到太阳能电池的第一 和第二极上，以电串联和/或电并联互连太阳能电池。

从EP-A 0111394已知一种大面积太阳能电池的多层条以及用于产生该 多层条的方法。

以上所提及的技术以及其它技术的问题是，尤其，它们要求或构成精密机 器，采用它们制造的太阳能电池模组不会总具有所要求的稳定性和操作可靠 性，以及它们的电连接没有足够可靠。相应地，一些安装技术在焊接太阳能电 池器件引入了过剩热应力。由于热的焊接接头于冷却器环境之间形成的温差， 太阳能电池有破裂的趋势。在其它模组中可能发生的是，形成导体引线或发射 器的金属膏无法提供凝固力。日常或季节性作用在太阳能电池上的风负载和雪 负载则可断裂发射器。这将许多太阳能电池从太阳能电池的复合物中分离开， 减少它们的电功率输出。在薄膜模组的实例中，内部的电池的电互连可易于变 成缺陷；例如，模组可连接到采用没有完全固化的导电粘接胶进行粘附的铜条 上。因此，太阳能电池模组的线电阻大幅增加，由此它们的效率降低。

发明内容

基本目的

当前可实现的目的包括用于层压的成本低且快速的方法，以及用于制造柔 性太阳能电池的有效方法，以能够成本效益好地产生太阳能功率，其中相比于 以前的方案，制造成本降低；相比于以前的方案，太阳能电池模组的耐用性得 到了改善。

提出的方案

通过具有独立装置权利要求的特征的设置以及通过具有独立方法权利要 求的特征的方法实现了上述目的。优势以及优选配置为从属权利要求的主题， 并在以下进行了更加详细的阐述。通过明确引用，描述的内容形成了权利要求 的措辞。许多以下的特征仅提及用于设置或用于方法。然而，其也能够独立地 应用于设置和方法。

此处提出的用于制造薄膜太阳能电池模组的方法可具有以下步骤：在容器 中或在卷绕成卷（roll）的网上获得以分离段形式的柔性薄膜太阳能电池，柔 性薄膜太阳能电池的第一侧停靠在网上，每个柔性薄膜太阳能电池配置具有第 一电极和具有第二电极，将柔性薄膜太阳能电池从网再定位到第一薄膜网上， 这样安放第一柔性薄膜太阳能电池以使它的第一极接近第二柔性薄膜太阳能 电池的第二极，并且在相对第一薄膜网的输送方向的纵向和/或横向方向上将 导电接触条应用到柔性薄膜太阳能电池的第一和第二极上，进而以串联和/或 并联方式电互连柔性薄膜太阳能电池；层压透明的、柔性的、第二热塑薄膜网 到第一薄膜网上以及柔性薄膜太阳能电池上，以形成从第一和第二薄膜网以及 位于两者之间的柔性薄膜太阳能电池形成的太阳能电池链；从太阳能电池模组 链隔离多个薄膜太阳能电池；以及将这些隔离的太阳能电池模组引入到交联站 内。

第二薄膜网（以及，当适合时，还有第二薄膜网必须被应用到其上的薄膜 网）能够引入到范围在约60℃到110℃的温度下，以及当适合时，能够通过卷 层合机按压而层压到第一薄膜网上和柔性薄膜太阳能电池上。该温度范围稍微 在第一和/或第二薄膜网的交联温度以下。在从约60℃到约110℃的该温度范 围中，薄膜网仅仅彼此贴附，从而不能相对彼此滑动，即它们不需要交联而彼 此相对固定。

具有至少一个由反向旋转的、可加热的卷轴（roller）组成的卷对用于该 目的。由具有柔性薄膜太阳能电池的第一薄膜网和第二薄膜网组成的层叠物在 卷轴之间输送通过。反向旋转的卷轴以预定的速度在预定的压力下旋转，并将 由第二薄膜网、第一薄膜网以及柔性薄膜太阳能电池组成的复合物在预定温度 下按压到一起。在该实例中，预热区（例如具有红外加热器或类似物）还可在 上游侧分配到上述/每个卷层合机，采用该预热区，将被层压的薄膜网被带入 到所需的温度级别。如果也加热预热区后面的卷层合机的卷，则预热区可只引 入第一加热步骤。

通过第一和/或第二薄膜网，可使用热塑聚氨酯薄膜。然而，也能够采用 同样比EVA熔点高和/或不需要交联的其它薄膜网。EVA（醋酸乙烯共聚物） 薄膜还用于将整个模组复合物键合到一起。例如，EVA在加热到150℃以上后 熔化，还流入电连接的太阳能电池的间隙中，并进行化学交联。

柔性薄膜太阳能电池优选嵌入到由例如EVA（仅在温度接近约150℃ （=EVA的固化温度）下熔化）组成的薄膜网中，该EVA仅在温度接近约150 ℃（=EVA的固化温度）下熔化，变得晶莹剔透，随后进行三维交联。只有从 交联温度冷却下来，例如冷却到室温，持久（lasting）的复合物出现，其中已 保护电池不受环境影响。借助采用具有预定接触压力的卷轴以及在适合时在减 压下的层压避免薄膜网之间气泡的形成（将导致太阳光的反射，并因此导致电 功率损耗）。

将柔性薄膜太阳能电池再定位到第一薄膜网期间，可在相对第一薄膜网的 输送方向的纵向和/或横向方向上设置多个柔性太阳能电池。在该方式中，能 够以非常灵活的方式建立为形成用于形成太阳能电池模组的电池阵列的单个 柔性薄膜太阳能电池的串联和/或并联的互连的所需配置。

采用导电接触条的卷或具有导电胶的分配器，可从相对第一薄膜网的输送 方向的大致纵向方向上设置的一个或多个相互相邻的分配器，在相对第一薄膜 网的输送方向的纵向上将导电接触条应用到柔性薄膜太阳能电池上。替代地或 额外地，采用导电接触条的卷或采用具有导电胶的分配器，可从相对第一薄膜 网的输送方向的横向方向上设置的至少一个分配器，在相对第一薄膜网的输送 方向的横向上将导电接触条应用到柔性薄膜太阳能电池上。因此有可能多样地 且有效地以串联和/或并联方式电互连柔性薄膜太阳能电池。

能够采用卷层合机将第二薄膜网层压到第一薄膜网上以及柔性薄膜太阳 能电池上。卷层合机具有至少两个反向旋转的卷，该卷以预定速度旋转，并采 用预定压力将由第二薄膜网、第一薄膜网以及柔性薄膜太阳能电池组成的复合 物在预定温度（优选在交联温度以下）下按压在一起。这使得可以制造任意尺 寸的太阳能板以及在完成的模组中不会出现气泡，从而负面影响模组的质量和 电学性能。通过卷层合机处理薄膜的供给速率以形成复合物量，例如处理为约 0.5m/min to约5m/min。

柔性薄膜太阳能电池还可在它们的光电惰性侧（下侧）上不支持粘接层。 然而，为了确保在第一薄膜网上安全安放柔性薄膜太阳能电池，在变形方案中， 采用一个或多个额外的粘接胶分配设备（可以模块化方式集成整个设置中）， 在柔性薄膜太阳能电池应用到第一薄膜网之前，将优选的绝缘粘接层或粘接膜 应用到第一薄膜网上（至少在柔性薄膜太阳能电池实质放下的位置处）。通过 第二薄膜网，可应用具有粘接层的阻挡膜。适合采用的边缘绝缘材料是电绝缘 带、胶，诸如聚酰亚胺，对应长期的稳定性和耐温性。

太阳能电池模组链分开（in pieces）引入交联站。为了该目的，在引入之 前，将太阳能电池模组链分割成分段，每个分段对应一个或多个太阳能电池模 组或其部分。

优势、其它配置以及性能

已经提出了上述方法的基本方面，即模组化卷到层叠（roll-to-stack）制造 方案或层叠到层叠（stack-to-stack）制造方案实现了大幅成本节约，还实现了 针对完成的柔性薄膜太阳能电池的制造和灵活性的改善。

此处将与材料有关的可快速层压处理与有效连接联合，以有效适应于太阳 能电池的规格。只在处理环节的末端，才在交联站中采用升高到交联温度的温 度分布进行薄膜网的交联。这许可关于单个太阳能电池的长度和宽度以及关于 完成的太阳能电池模组的长度和宽度的用户导向的、快速适应的现成生成。另 一个基本方面是，执行上述方法的装置与已知设置相比许可更加紧凑的形成系 数（form factor）。因此有可能在单位面积内设置更多的生成线。这种更加紧凑 的形成系数还与太阳能电池大幅缩短的生产量时间有关，以及还与单个太阳能 电池以及完成的太阳能电池模组的低机械和热应力有关。

第二网薄膜在约350nm到约1150nm的光波范围内具有高透明度，以及在 柔性薄膜太阳能电池上、太阳能电池的背部接触上、前部接触上以及太阳能电 池的任何抗反射层上具有良好的粘接性。第二网薄膜可以从一个或多个薄膜形 成。

第二网薄膜还用于均衡由于塑料和硅的以及其它光电活性涂层（例如， CIS、CIGS等）的膨胀的不同热系数而出现的张力。第二网薄膜的熔化点应当 在太阳能电池的电机械连接或接触粘接胶的熔化温度以下，通常在约150℃以 下。粘接膜应当另外显出高电阻、小的水吸收、高的抗UV辐射和热辐射，以 及应当易于处理。CIGS代表的Cu(In,Ga)(S,Se)2，是所使用的元素铜、铟、镓 以及硫的缩写。最重要的示例是Cu(In,Ga)Se2（铜铟镓二硒）或CuInS2（二 硫化铜铟）。

只有在处理步骤中，通过温度（明显低于交联温度，但是大幅高于室温） 和压力作用于薄膜复合物，采用卷层合机将薄膜复合物在层中引入到一起并固 定到一起。在交联站，薄膜网的交联温度的区域中的热能（温度）作用在薄膜 复合物上，但是不再有任何与环境压力不同的压力。

附图说明

结合相关的附图，从以下实施例的描述，其它目的、特征、优势以及应用 项变得清楚，应当理解是非限制的。在该连接中，文本中或附图中公开的全部 特征通过它们自身或以任意的组合构成了公开的主题，不管它们在权利要求中 的分组或其从属关系如何。对于本领域的技术人员，包含在图中和说明书中的、 包含在细节和变形中的整个公开示出了用于制造具有柔性薄膜太阳能电池的 太阳能电池模组的方法和装置。

图1示出了用于在一个或多个已卷绕形成卷的网上获得隔离的柔性薄膜 太阳能电池的装置以及相关的方法的示意图；

图2a示出了用于将太阳能电池从输出带加工成太阳能电池模组的装置的 示意图；

图2b示出了位于所述装置的入口区域以提取和再定位单个柔性薄膜太阳 能电池的提取和放下单元的示意图；

图3a示意地描述了单个柔性薄膜电池如何再定位到第一薄膜网F1上，这 样具有它的第一侧的边缘区域的第二薄膜太阳能电池开始与第一柔性薄膜太 阳能电池的第二侧的配置为第二极的边缘进行电接触；

图3b示意地描述了单个柔性薄膜电池如何再定位到第一薄膜网F1上， 这样通过接触条接触第二柔性薄膜太阳能电池；

图4示意地描述了一个变形方案，其中的柔性薄膜太阳能电池中正极和负 极同时分别设置在柔性薄膜太阳能电池的上侧相对边缘上；

图5示意地描述了如何采用卷层合机将第二薄膜网层按压到第一薄膜网 上以及柔性薄膜太阳能电池上；

图6示意地描述了用于制备互连的太阳能电池模组的正端和负端到连接 箱的连接的方案变形；

图7示意地描述了用于在第二卷上对从柔性薄膜太阳能电池形成的太阳 能电池模组链进行接线的站；

图8示意地描述了一种变形方案，其中太阳能电池模组从多个层（例如四 个层）、具有柔性薄膜太阳能电池的薄膜网结构形成；

图9示意地描述了一种变形方案，其中绝缘材料将太阳能电池的边缘区域 相对接触条进行绝缘；

图10描述了在每种情况中第一薄膜网的纵向边缘的区域中的分配器设置 的分配器如何应用密封材料到第一薄膜网上；

图11描述了交联站的示意图结构；

图12描述了太阳能电板的示意图结构；

图13描述了穿过具有从基底层安装的连接箱的太阳能板的界面示意图；

图14描述了穿过具有从阻挡层安装的连接箱的太阳能板的界面示意图。

具体实施方式

图1中图示了一种用于在卷绕形成卷（roll）的网（web）上制造柔性 （flexible）薄膜太阳能电池的方法，其中，该柔性薄膜太阳能电池附着在具有 第一侧的网上。详细而言，其步骤标记为S1…S11并在以下进行阐述。

在S1实现了吸收体材料（absorber material）从卷供给到处理/加工桌。在 S2实现了单个电池通过该单个电池的边缘的裂缝以及接触结构从吸收体材料 释放。在S3实现了采用光固化或热固化导电胶按压电池接触体。在S4通过 UV光和/或借助炉子实现了固化电池接触。在S5将转移粘接带供应至吸收体 材料的下侧，并在S6中将该转移粘接带层压到吸收体材料的下侧上。在S7 实现了通过冲压或切割分离电池。在S8实现了光测试每个独立的电池，其中， 采用电极接触体建立了连接数据（开路电压，短路电流等），并在测试/建档计 算机中保存该连接数据，此处不再详细描述。在S9薄膜再次卷绕到卷上，其 中事先进行连接分离的排序/再定位、附着电池到输出网上。该太阳能电池的 再定位使得卷状网B1,B2,…Bn的单个输出网上的它们的分组（区域划分 （binning））与它们建立的连接数据有关。在S10供应这些卷状网B1,B2，...Bn 的输出网，并在S11再次卷绕这些卷状网B1,B2，...Bn的输出网。以下将阐 述进一步的处理，例如与图8ff有关。

图2a示出了用于将柔性薄膜太阳能电池从输出带加工成太阳能电池模组 的装置10，该太阳能电池模组已嵌入到太阳能电池模组链中。每个柔性薄膜 太阳能电池SZ的第一侧（此处，操作中该侧背向能量分配光源，即下侧）至 少断断续续地具有金属层。该金属层配置为正极。柔性薄膜太阳能电池的指向 远离第一薄膜的第二侧（操作中该侧面向能量分配光源，即上侧）具有配置为 负极的边缘。在装置10的能量区域12，在提取和放下单元14中提取和再定 位单个柔性薄膜太阳能电池SZ，见图2b。采用能够放置在X、Y和Z方向上 的滚装（roll off）提取和放下单元头14a来完成这个。该提取和放下单元头14a 在它的面向柔性薄膜太阳能电池SZ的曲面14b上具有多个与减压（真空）源 流体连通的小的开口。如果具有横向边缘的提取和放下单元头14a（图2b中 的左边）下降到柔性薄膜太阳能电池SZ上，则在柔性薄膜太阳能电池SZ上 沿其滚动，能够从输出网上提取后者，并采用减压以平面的且温和的方式保留。 随后升高和放置该头14a，将单个柔性薄膜太阳能电池SZ再定位（安放的、 降低的且减少的压力关闭）到来自卷的第一薄膜网F1上，使得具有它的第一 侧的至少一个边缘区域的第二薄膜太阳能电池开始与第一柔性薄膜太阳能电 池的第二侧的配置为第二极的边缘接触。在图3a更加详细地阐述了该程序。 头14a还通过以下方式进行配置，在提取柔性薄膜太阳能电池之后，它能够绕 它自己的垂直轴（Z轴）旋转。相应地，当被放下后，柔性薄膜太阳能电池还 能相对彼此具有不同朝向，例如以为了按照串联设置将它们彼此连接。在装置 10的另一个变形方案中，在装置10的入口区域12，采用提取和放下单元14 将单个柔性薄膜太阳能电池SZ从输出网再定位到来自卷的第一薄膜网F1上， 这样它们采用相匹配的朝向互相并排紧密安放。如图3b所示，就这一点而言， 首先放下第一柔性薄膜太阳能电池SZ1。随后，从分配器16（以下将更为详 细阐述）将导电接触条KL1应用到第一柔性薄膜太阳能电池SZ1的负极上， 从而接触条KL1突出超出第一柔性薄膜太阳能电池SZ1的电接触体（负极）， 并延伸进入第一薄膜网F1。导电接触条KL1在那里的延伸深度使得第二柔性 薄膜太阳能电池SZ2在由提取和放下单元14放下后开始与配置为第二极（正 极）的它的下侧接触。在图3b中对该程序用于其它薄膜太阳能电池SZ3、SZ4 以及导电接触条KL2和KL3进行了更加详细的阐述。

在装置10的另一个变形方案中，该处理过程作为它的起点柔性薄膜太阳 能电池，其中正极（＋）和负极（-）同时分别设置在柔性薄膜太阳能电池的 上侧的相对边缘上。在该实例中，将柔性薄膜太阳能电池从输出带中的一个再 定位到第一薄膜网F1上，这样采用至少它的第一边缘安放第一柔性薄膜太阳 能电池，形成第二柔性薄膜太阳能电池的第一极，在第二边缘的紧邻中，形成 第二极。在图4中更加详细地描述了该程序。

在装置10的接触区域14，采用导电接触条的卷，可从相对第一薄膜网F1 的输送方向的大致纵向方向上设置的一个或多个相互相邻的分配器16，在相 对第一薄膜网的输送方向的纵向上将导电接触条KL应用到柔性薄膜太阳能电 池上 。另外，采用导电接触条KQ的卷，可从相对第一薄膜网F1的输送方向的大 致横向方向上设置的分配器16，在相对第一薄膜网的输送方向的横向上将导 电接触条KQ应用到柔性薄膜太阳能电池上。因此柔性薄膜太阳能电池串联和 /或并联电互连。替代用于导电接触条KL、KQ的卷的分配器16、18，分配器 或分配设备还可设有导电胶，采用该导电胶，柔性薄膜太阳能电池串联和/或 并联电互连。在顺序加热站HZ中，从接触条形成的、沿纵向和/或横向运行 的接线网烘制在一起，使得出现柔性薄膜的热和机械可承载的接线。

图4中同样描述了柔性薄膜电池的串联的和/或并联的电互连的结果。

在层压站20中，实现了将第二薄膜网F2层压到第一薄膜网F1上以及柔 性薄膜太阳能电池SZ上。该第二薄膜网F2是热塑的、透明的、柔性的且高 度抗紫外光。

采用卷层合机RL将第二薄膜网F2层压到第一薄膜网F1上以及柔性薄膜 太阳能电池SZ上。卷层合机RL具有至少一个卷轴对，该卷轴对由两个反向 旋转的卷轴W1、W2组成，在卷轴W1、W2之间输送由具有柔性薄膜太阳能 电池的第一薄膜网F1以及第二薄膜网F2组成的叠层物。反向旋转的卷轴W1、 W2以预定的速度旋转，采用预定压力在预定的温度下和由第一薄膜网、第一 薄膜网以及柔性薄膜太阳能电池组成的复合物压在一起。相应地，复合物的单 个模组彼此完整、紧密连接，这样尽可能没有气泡，两个相互附着的薄膜网无 法相对彼此移动和滑动。图5中描述了示例方式。图5中描述的卷层合机RL 具有一个或多个从卷轴形成的卷轴对W1,W2;W1',W2'，以将自粘接顶部薄膜 DF层压到薄膜网F1上。作为替代，没有粘接层的薄膜FA能够输送通过粘接 应用站KAS，则以为了将它层压到薄膜网F1上。图5中描述的卷层合机RL 适用于执行此处描述的所有处理步骤，其中薄膜网或材料网必需被应用到另一 个薄膜上或已由多个层形成的薄膜复合物上。在变形方案中，为所述/每个卷 层合机分配加热区，采用上述加热区，在被层压之间，将被层压的薄膜网被带 入到所需的温度等级，例如交联温度以下。如果以下卷层合机的滚动已被加热， 加热区可只在软化温度或交联温度的方向上带来第一加热步骤。

在接触站22中，互连的太阳能电池的正端和负端PM能够从远离将被辐 照一侧进行接触（通过背部薄膜的开口），见图6，以及在随后的测试站24中， 采用类似太阳光照射执行当前所完成的设置的第一功能测试，预层压。

图8中描述了方法的以及对应的装置的以及对应所得到的太阳能电池模 组设置的另一个变形。如果柔性薄膜太阳能电池没有配置是自粘接的，即它们 在它们的光电惰性侧（下侧）没有支撑粘接层，图8中对应该变形方案，则能 够通过卷层合机将TPU（TPU为热塑性聚氨酯弹性体）粘接膜或EVA粘接膜 应用到第一薄膜网F1（衬底膜）上。随后应用并互连（串联和/或并联）柔性 薄膜太阳能电池。随后通过卷层合机应用的层压膜2可以是具有粘接层的阻挡 膜或像层压膜1的单纯粘接膜。在该实例中，然而，还额外通过卷层压应用阻 挡膜（＝层压膜3）。剩余的步骤（测试、放下完成的太阳能电池模组等）预 以上描述的变形方案没有不同。在图8中示出的变形的实例中，将还没有进行 交联的太阳能电池模组以逐步（stepwise）的方式放下到交联站的入口区域中， 并引入到交联站中。此处示出的交联站以逐步的方式进行操作，并通过处理控 制设备进行调节（没有示出任何细节），以在每种情况下将供应给它的太阳能 电池暴露到预定温度分布，其中首次将薄膜网引入到交联温度的区域中进行所 要求的周期。进一步的细节将结合图11进行说明。

为了避免互连的太阳能电池的电短路，在上述方法/装置的一些变形中， 相对接触条绝缘太阳能电池的边缘区域。一个或多个额外的绝缘材料分配器 （可以模组形式集成在整个设置中）用于该目的，以为了将带材或膏体材料形 式或者液体形式的绝缘材料引入附着到太阳能电池的各个地方。针对设置和互 连太阳能电池SZ的变形的这个在图9中就行了描述，但是它还可用在其变化 中，以为了通过将它们的边缘区域相对接触条绝缘来避免互连的太阳能电池的 短路。

在第二薄膜网应用到柔性薄膜太阳能电池上以及第一薄膜网上之前，从另 一个分配器设置（见图10）将密封材料应用到第一薄膜网上（例如通过卷层 压机），该另一个分配器设置具有至少一个或具有多个能够相对薄膜网的输送 方向纵向或横向安放或放置的分配器。该分配器设置应用密封材料（以一个或 多个链或条SP1、SP2的形式，相对将形成的单个太阳能电池位于边际上）到 第一薄膜网上，围住太阳能电池模组的柔性薄膜太阳能电池。适用于该边缘密 封的材料是丁基橡胶或类似的防水和防蒸汽塑料材料。图10中能够看出，在 每种情况下，薄膜网的纵向边缘的区域中的分配器设置中的分频器应用密封材 料到第一薄膜网上。分配器设置的另一个分配器相对第一薄膜网的纵向边缘是 横向可放置的。就这点而言，用于密封材料的该分配器在相对第一薄膜网的输 送方向的锐角处是可放置的，移动期间，应用密封材料（以彼此间隔开并连接 两个边际链SP1和SP2的两个链SP3、SP4的形式）到第一薄膜网上。因此， 分配器设置在相对将形成的单个太阳能电池位于边际上应用密封材料（以一个 或多个链或条的形式）到第一薄膜网上。随后密封材料通过卷层合机贴附到薄 膜网或薄膜网中的一个上，优选地采用薄膜网或薄膜网中的一个或密封材料的 交联温度以下的温度的影响。

柔性薄膜太阳能电池还可以是所谓的串接（tandem）太阳能电池或三重 （triple）太阳能电池。这些是多光谱太阳能电池，其中吸收光谱的不同区域 的两层太阳能分立（solar-respective）材料重叠，因此获得更高的效率。就这 点而言，位于顶部的部分透明太阳能电池几乎不受妨碍地发射特定波长的光 束，使得该光束能够由较低的太阳能电池获取。使用薄膜技术在单片模块 （monolithic block）中制造串接太阳能电池，例如，串接太阳能电池能够与菲 涅尔透镜组合。以为了在单个层中最佳地捕获不同波长的光子，通常采用不同 的半导体材料制造这些层。在串接太阳能电池中，上层可以是砷化镓，下层可 以是锗。砷化镓吸收较高能量的辐射，但是发射关于锗层所吸收的较低能量辐 射的大部分。但是还可能是不同等级的硅的组合，例如上层由非晶硅组成，下 层由微晶硅组成。在三重太阳能电池中，上层可以是锗，中间层可以是砷化铟， 下层可以是磷化镓铟。附带地，该方法和它的变形以及装置和它的变形与以上 所讨论的采用单层太阳能电池的方法/装置没有区别。

在以上所描述的装置中，采用它不同的变形方案以及采用以上描述的方法 和它不同的变形方案制造了具有以下特征的太阳能电池模组。用作衬底的第一 薄膜网支撑设置在第一薄膜网上的多个柔性薄膜太阳能电池，其在第一薄膜网 具有第一侧卧（side lie）。每个柔性薄膜太阳能电池具有电的第一极和电的第 二极。设置第一柔性太阳能电池在第二柔性太阳能电池的第二极的邻近中至少 具有它的第一极。导电接触条将柔性薄膜太阳能电池的第一和第二极在相对第 一薄膜网的边缘的纵向和/或横向方向上以串联和/或并联方式彼此电连接。透 明的、柔性第二热塑薄膜网已被层压到第一薄膜网上以及柔性薄膜太阳能电池 上。相应地，从第一和第二薄膜网以及从位于上述两者之间的柔性薄膜太阳能 电池形成太阳能电池模组。第二薄膜网为热塑薄膜网。柔性薄膜太阳能电池可 以在它的光电惰性侧（下侧）上不具有粘接层，优选地，粘接膜可已设置在第 一薄膜网和柔性薄膜太阳能电池之间，以及可已通过第二薄膜网应用具有粘接 层的阻挡层。绝缘材料可已设置在柔性薄膜太阳能电池的边缘区域与导电接触 条之间，以一个或多个链或条形式的密封材料可已在相对将形成的单个太阳能 面板的边际上设置在第一薄膜网与第二薄膜网之间，围住柔性薄膜太阳能电 池。

图11中描述的交联站的透视结构示出了用于柔性薄膜太阳能电池的入口 区域和输出区域。此处所描述的变形方案中的问题是，以逐步方式操作的交联 站必须通过适合的处理控制设备进行调节，以在每种情况中将尚未进行交联的 太阳能电池复合物暴露到预定温度分布，其中首次将薄膜网引入到交联温度中 进行所要求的周期。为了该目的，向上输送到此处的太阳能电池模组复合物（预 层压物）在托盘上被引入到交联站内，并以逐步的方式向上输运到那里。一叠 托盘位于交联站中，当他们到达交联站的叠层的最顶端位置时，经由交联站的 属于区域对已经交联的太阳能电池模组射出上述托盘。在交联站的外部，再定 位这些托盘到相对叠层的最低层的背部，以及取出太阳能电池模组。因此，以 交联站以念珠（paternoster）方式操作并运输太阳能电池模组，例如在整个交 联程序具有15个步骤的情况下，每一分钟一个步骤。

图12描述了具有它的不同层的太阳能电池的透视示意结构。

图13中描述了穿过具有从基底层安装的连接箱的太阳能电池模组的示意 截面图。图14示出了穿过太阳能电池模组的示意截面图，该太阳能电池模组 否则对应图13并具有从阻挡层安装的连接箱。

在文本中提出了以上阐述的装置细节和方法细节以及它们的变形。应当指 出的是，然而，这些细节和单个特征彼此相互独立，并能够彼此自由组合。图 中示出的单个部分以及其分段相对彼此的速率、以及它们的尺寸和比例不应理 解为是对其进行限制。相反地，单个尺寸和比例可以与那些示出的不同。