專利名稱：太陽能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種電池模塊，特別關(guān)于一種太陽能電池模塊。
背景技術(shù)：
近年來，由于環(huán)保意識的抬頭和石化能源(例如石油、煤)的逐漸枯竭，讓世界各國察覺到新型能源開發(fā)的重要性。由于太陽光是取之不盡、用之不竭的天然能源，除了沒有能源耗盡的疑慮外，也可以避免能源被壟斷的問題。因此，世界各國也積極地發(fā)展太陽能源的應用科技，期望由增加太陽能源的利用來減低對石化能源的依賴。例如太陽能電池，其直接將光能轉(zhuǎn)換成電能。請參照圖IA所示，公知的一種太陽能電池單元1具有多個太陽能電池組件11及多個導電組件12。通過導電組件12將太陽能電池組件11正面的兩主電極111分別與相鄰的另一太陽能電池組件11的背面電極連接，而使得所述相鄰的太陽能電池組件11電性串聯(lián)，以增加輸出的電力。另外，請參照圖IB所示，為了保護太陽能電池單元1，公知技術(shù)使用層壓工藝將上述多個太陽能電池單元1夾設(shè)在二層壓層(lamination layer) 21間，并在層壓層21的外側(cè)分別覆蓋一保護層22(例如玻璃)，以組成一太陽能電池模塊2。借此，太陽能電池單元 1可免受灰塵、或水氣、或異物等污染，進而能確保太陽能電池模塊2的光電轉(zhuǎn)換效率。然而，由于公知技術(shù)需使用層壓工藝以保護太陽電池單元1免受灰塵、或水氣、或異物等污染。因此，不僅使太陽能電池模塊2的制作過程相當復雜，而且太陽能電池模塊2 的制作成本也相對較高。因此，如何提供一種太陽能電池模塊，可不需使用復雜的層壓工藝，并可降低制造成本，已成為重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可不需使用復雜的層壓工藝，并可降低制造成本的太陽能電池模塊。本發(fā)明可采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明的一種太陽能電池模塊包括一管體、一太陽能電池單元以及一導電單元。 管體至少部分透光。太陽能電池單元設(shè)置在管體內(nèi)，并具有沿管體的一長軸設(shè)置的一第一太陽能電池組件及一第二太陽能電池組件。導電單元電性連接第一太陽能電池組件的一第一電極及第二太陽能電池組件的一第二電極，且至少一部分設(shè)置在第一電極或第二電極的導電單元實質(zhì)上垂直管體的長軸。在本發(fā)明的一實施例中，第一太陽能電池組件的第一電極位在受光面，第二太陽能電池組件的第二電極位在背光面。在本發(fā)明的一實施例中，第一太陽能電池組件的第一電極及第二太陽能電池組件的第二電極一同位在背光面或一同位在受光面。
在本發(fā)明的一實施例中，第一太陽能電池組件及第二太陽能電池組件通過導電單元串聯(lián)或并聯(lián)。在本發(fā)明的一實施例中，導電單元的至少一部分位在第一太陽能電池組件的一側(cè)面或第一太陽能電池組件的一背光面。在本發(fā)明的一實施例中，導電單元包括至少一焊帶或至少一導線。在本發(fā)明的一實施例中，太陽能電池模塊還包括一絕緣組件，其設(shè)置在導電單元與第一太陽能電池組件的側(cè)面間或?qū)щ妴卧c第二太陽能電池組件的側(cè)面間。在本發(fā)明的一實施例中，太陽能電池單元還具有一支持組件，其設(shè)置在管體內(nèi)，并具有一第一表面及相對的一第二表面，第一太陽能電池組件及第二太陽能電池組件設(shè)置在第一表面，導電單元的一部分設(shè)置在支持組件的第一表面或第二表面。在本發(fā)明的一實施例中，導電單元的一部分設(shè)置在支持組件的第一表面或第二表面的一導電層。在本發(fā)明的一實施例中，管體的兩端密封。承上所述，因依據(jù)本發(fā)明的一種太陽能電池模塊的太陽能電池單元設(shè)置在管體內(nèi)，導電單元電性連接第一太陽能電池組件的第一電極及第二太陽能電池組件的第二電極。借此，并不需使用復雜的層壓工藝來保護太陽電池單元，即可通過管體而使太陽能電池單元免受灰塵、或水氣、或異物等污染。當然，也可降低太陽能電池模塊的制造成本。另外， 至少一部分設(shè)置在第一電極或第二電極的導電單元實質(zhì)上垂直管體的長軸，借此，導電單元的設(shè)置不會增加太陽能電池單元受光面的遮光面積，因而不影響太陽能電池模塊的光電轉(zhuǎn)換效率。


圖IA是公知的一種太陽能電池單元的示意圖；圖IB是公知的一種太陽能電池模塊的示意圖；圖2A是本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種太陽能電池模塊的分解示意圖；圖2B是圖2A的第一太陽能電池組件與導電單元的分解示意圖；圖2C是圖2A的太陽能電池模塊的仰視圖；圖2D是圖2B的第一太陽能電池組件中，沿直線A-A的剖面示意圖；以及圖2E至圖5分別是本發(fā)明不同變化態(tài)樣的示意圖。主要元件符號說明1 太陽能電池單元11、321、322、323 太陽能電池組件111、E1、E2:電極12:導電組件2、3 太陽能電池模塊21 層壓層22 保護層31 管體32、32a 太陽能電池單元
324 支持組件33、331、33a、33b、33c、331a、331b、331c、332、332a、332b、332c、333a、333b、333c 導電單元341、342:絕緣組件35 電連接組件351 燈帽352 電性接頭Sl 受光面S2 背光面S3、S4:表面X:方向
具體實施例方式以下將參照相關(guān)圖式，說明本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種太陽能電池模塊，其中相同的組件將以相同的元件符號加以說明。請參照圖2A至圖2C所示，其中，圖2A是本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種太陽能電池模塊3的分解示意圖，圖2B是圖2A中，第一太陽能電池組件321與導電單元33的分解示意圖，而圖2C是圖2A的太陽能電池模塊3的仰視圖。太陽能電池模塊3包括一管體31、一太陽能電池單元32以及一導電單元33。本發(fā)明的太陽能電池模塊3可應用在例如移動載具、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、或太陽能照明系統(tǒng)等，在此，并不限制其應用范圍。管體31至少部分透光。其中，管體31的截面形狀例如可以是圓形、橢圓形或其它形狀。另外，管體31的材質(zhì)例如可以是玻璃或塑料。在此，管體31以圓形的透明玻璃管為例。太陽能電池單元32設(shè)置在管體31內(nèi)。在此，太陽能電池單元32例如可以嵌合、 卡合、鎖合或黏合等方式設(shè)置在管體31內(nèi)。另外，太陽能電池單元32具有沿管體31的一長軸設(shè)置的一第一太陽能電池組件321及一第二太陽能電池組件322。換言之，太陽能電池單元32可具有多個太陽能電池組件321、322，且太陽能電池組件321、322串聯(lián)連接，并形成一長條形的太陽能電池單元32，且沿著管體31的長軸方向X設(shè)置。在本實施例中，是以三個太陽能電池組件321、322、323串聯(lián)成一長條狀的太陽能電池單元32為例。當然，也可串聯(lián)更多的太陽能電池組件以形成一太陽能電池單元32。本實施例并不限制太陽能電池組件321、322的材質(zhì)，其可例如包括硅、或鍺、或化合物半導體、或有機材料。而太陽能電池組件321、322的材質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)可以是非晶、或微晶、或復晶、或多晶、或單晶。承上，太陽能電池組件321、322、323例如可以是單晶硅、或單晶鍺(Ge)、或多晶硅(multi-crystalline silicon)、或多晶鍺、或復晶硅(poly-silicon)或非晶硅、或非晶鍺、或微晶硅、或化合物半導體(例如III-V族或II-VI族)、或有機染敏電池(Dye-sensitized Solar Cell)等。 另外，本實施例的太陽能電池組件321、322、323可分別由基板(substrate)或晶圓(wafer) 切割而成，使得太陽能電池組件321、322、323的長軸與其主要電極(busbar)實質(zhì)上垂直。導電單元33電性連接第一太陽能電池組件321的一第一電極El及第二太陽能電池組件322的一第二電極E2，且第一太陽能電池組件321及第二太陽能電池組件322通過導電單元33電性串聯(lián)或并聯(lián)，在此，是以串聯(lián)為例。另外，因太陽能電池組件321、322、323 形成一長條形的太陽能電池單元32，且沿著管體31的長軸方向X設(shè)置。第一電極El或第二電極E2是電性連接在太陽能電池的P型或N型半導體的電極， 而極性可以是相同或不相同。本實施例中，第一電極El是指位在受光面Sl且連接太陽能電池組件的N型半導體的主要電極(busbar)，而第二電極E2則是指位在背光面S2且連接太陽能電池組件的P型半導體的主要電極。在本實施例中，第一太陽能電池組件321的第一電極El位在受光面Si，第二太陽能電池組件322的第二電極E2位在背光面S2。在其它的實施例中，第一太陽能電池組件 321的第一電極El及第二太陽能電池組件322的第二電極E2可一同位在背光面S2或一同位在受光面Si。換言之，同一太陽能電池組件的第一電極El與第二電極E2可同時位在背光面S2或同時位在受光面Si。較佳者，第一電極El與第二電極E2 —同位在背光面S2，以避免不透光的第一電極El或第二電極E2遮住太陽光而影響其光電轉(zhuǎn)換效率。如圖2B及圖2C所示，本實施例分別通過導電單元33將第一太陽能電池組件321 及第二太陽能電池組件322的受光面Sl的二個第一電極El并聯(lián)，并分別通過導電單元33 將第一太陽能電池組件321及第二太陽能電池組件322的背光面S2的二個第二電極E2并聯(lián)后，再將位在第一太陽能電池組件321正面(受光面)的導電單元33彎折至第一太陽能電池組件321的背面，再與相鄰的第二太陽能電池組件322的第二電極E2的導電單元33 電性連接，進而形成一太陽能電池單元31。其中，導電單元33例如可包括至少一焊帶(ribbon)或至少一導線。在此以焊帶為例，焊帶可以是鍍錫的銅箔。另外，導電單元33連接第一電極El與第二電極E2之處可涂銀膠，以增加導電性。導電單元33與第一電極Fl及第二電極E2電性連接的方式例如可以是焊接或使用導電膠連接。在此，并不加以限制。另外，導電單元33可以是一體成形或可包括多個導電組件(焊帶)相互連接，在此，亦不加以限制。另外，至少一部分設(shè)置在第一電極El或第二電極E2的導電單元33實質(zhì)上垂直在管體31的長軸。在此，連接在第一電極El及第二電極E2的部分導電單元33實質(zhì)上覆蓋第一電極El及第二電極E2，且垂直在管體31的長軸方向X。此外，導電單元33的至少一部分位在第一太陽能電池組件321的一側(cè)面及/或第一太陽能電池組件321的一背光面S2， 以避免遮光，導電單元33與第一電極El及第二電極E2連接。特別說明的是，在本實施例中，因第一太陽能電池組件321及第二太陽能電池組件322的第一電極El是不透光的電極，導電單元33與第一電極El連接的部分實質(zhì)上垂直在管體31的長軸方向X，因此，導電單元33設(shè)置在受光面Sl并沒有增加第一太陽能電池組件321及第二太陽能電池組件322的遮光面積，因此，也不會影響太陽能電池模塊3的光電轉(zhuǎn)換效率。請再參照圖2C所示，由于太陽能電池組件321、322、323的背光面S2通常均會以鋁漿涂布整面，故使得整個背光面S2均具有導電性。當與受光面Sl的第一電極El電性連接的導電單元33彎折至第一太陽能電池組件321的背光面S2時，為了不與第一太陽能電池組件321背光面S2的第二電極E2連接的導電單元33短路，因此，太陽能電池模塊3還可包括一絕緣組件(inSulatingelement)341，絕緣組件341分別設(shè)置在第一太陽能電池組件321及第二太陽能電池組件322的第一電極El及第二電極E2的間(尤其是太陽能電池組件的側(cè)面)，以避免同一個太陽能電池組件的第一電極El與第二電極E2短路。在此，絕緣組件341設(shè)置在背光面S2的兩導電單元331與332間。其中，導電單元331分別電性連接至太陽能電池組件321、322、323受光面Sl的第一電極E1，導電單元332分別電性連接至太陽能電池組件321、322、323背光面S2的第二電極E2。因此，絕緣組件341可避免同一個太陽能電池組件的第一電極El與第二電極E2間的短路。請參照圖2D所示，其是圖2B的第一太陽能電池組件321中，沿直線A-A的剖面示意圖。太陽能電池模塊3還可包括另一絕緣組件342，其可設(shè)置在導電單元331與太陽能電池組件321、322、323側(cè)面間。絕緣組件342的設(shè)置可避免導電單元331彎折至太陽能電池組件321、322、323的背面時與太陽能電池組件321、322、323的側(cè)面發(fā)生短路。其中，絕緣組件341、342例如可以是絕緣漆或絕緣膠帶，在此，是以絕緣膠帶為例。另外，絕緣組件 341,342可附著在導電單元331、332或太陽能電池組件321、322、323的側(cè)面，在此，并不加以限制。另外，如圖2E所示。亦可將圖2C中間的第二太陽能電池組件322不翻面地平面旋轉(zhuǎn)180度，使上下對調(diào)后，再通過導電單元33與左右相鄰的太陽能電池組件電性連接，如此，可使第二太陽能電池組件322用以連接左右相鄰的太陽能電池組件的導電單元33平行在管體31長軸方向X，而非如圖2C的傾斜態(tài)樣。這樣，可較適用在大量生產(chǎn)的工藝。此外，請再參照圖2A所示，太陽能電池模塊3還可包括二電連接組件35，其設(shè)置在管體31，并密封管體31的兩端，且分別與太陽能電池單元32電性連接。其中，電連接組件35可分別具有一燈帽351及致一電性接頭352，電性接頭352固定在燈帽351并分別電性連接太陽能電池單元32 二端的導電單元33。另外，燈帽352密合在管體31，并例如可以黏合、卡合、螺合或熱熔合密封管體31，在此，并不加以限制。因此，通過電連接組件35使管體31的兩端密封，可使太陽能電池單元32免受灰塵、或水氣、或異物等污染而影響太陽能電池模塊3的光電轉(zhuǎn)換效率。請參照圖3A及圖;3B所示，以說明本發(fā)明另一變化態(tài)樣的太陽能電池單元3 與導電單元33a的連接狀況。其中，圖3A是仰視圖，而圖:3B是立體示意圖。太陽能電池單元3 還可具有一支持組件324，其設(shè)置在管體內(nèi)。支持組件3M具有一第一表面S3及相對的一第二表面S4。另外，導電單元33a的一部分可設(shè)置在支持組件3M的第一表面S3或第二表面S4。在本態(tài)樣中，太陽能電池組件321、322、323分別設(shè)置在支持組件324的第一表面S3上。而分別連接在太陽能電池組件321、322、323的第一電極El的導電單元33a的第一部分331a，是由受光面Sl分別彎折至支持組件324的第二表面S4上；分別連接在太陽能電池組件321、322、323的第二電極E2的導電單元33a的第二部分33加，是由太陽能電池組件321、322、323與支持組件324間反折至支持組件的第二表面S4。而導電單元33a的第三部分333a則將太陽能電池組件321、322、323的第一電極El 與相鄰的第二太陽能電池組件322的第二電極E2電性連接，而形成電性串聯(lián)。特別一提的是，本態(tài)樣也可如圖2C及圖2D —般，設(shè)置絕緣組件341、342，以避免導電單元33a間或太陽能電池組件321、322、323的側(cè)面與導電單元33a間短路。另外，請參照圖4所示，以說明本發(fā)明太陽能電池單元32與另一變化態(tài)樣的導電單元33b的連接狀況。本態(tài)樣的太陽能電池單元32與導電單元3 的連接狀況與圖2E的態(tài)樣主要不同在于，與第一太陽能電池組件321受光面Sl的第一電極El連接的導電單元33b，其至少一部分331b彎折至第一太陽能電池組件321的側(cè)面，而連接第二太陽能電池組件322的背光面S2的第二電極E2的導電單元33b，其一部分332b亦彎折至第二太陽能電池組件322的側(cè)面，且兩者在太陽能電池組件321、322的側(cè)面，通過導電單元33b的另一部分33 電性連接。此外，請參照圖5所示，以說明本發(fā)明太陽能電池單元3 與另一變化態(tài)樣的導電單元33c的連接狀況。導電單元33c的至少一部分可設(shè)置在支持組件324的第一表面S3或第二表面S4 上，或者導電單元33c的至少一部分可以是支持組件3M的第一表面S3或第二表面S4上的一導電層或一電路層，支持組件3M可以是一電路板。在本態(tài)樣中，以導電單元33c的至少一部分331c、332c設(shè)置在支持組件324的第一表面S3上為例。當然，也可以支持組件3M 的第一表面S3的導電層取代設(shè)置在支持組件3M上的導電單元33c的一部分331c、332c， 并使第一太陽能電池組件321的第一電極El與第二太陽能電池組件322的第二電極E2電性連接，并通過導電單元33c的另一部分333c電性連接相鄰的兩個太陽能電池組件，以組成一太陽能電池單元32a。綜上所述，因依據(jù)本發(fā)明的一種太陽能電池模塊的太陽能電池單元設(shè)置在管體內(nèi)，導電單元電性連接第一太陽能電池組件的第一電極及第二太陽能電池組件的第二電極。借此，并不需使用復雜的層壓工藝來保護太陽電池單元，即可通過管體而使太陽能電池單元免受灰塵、或水氣、或異物等污染，當然，也可降低太陽能電池模塊的制造成本。另外， 至少一部分設(shè)置在第一電極或第二電極的導電單元實質(zhì)上垂直管體的長軸，借此，導電單元的設(shè)置不會增加太陽能電池單元受光面的遮光面積，因而不影響太陽能電池模塊的光電轉(zhuǎn)換效率。以上所述僅是舉例性，而非限制性。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包括在權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
8
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池模塊，其特征在于，包括一管體，至少部分透光；一太陽能電池單元，設(shè)置在所述管體內(nèi)，并具有沿所述管體的一長軸設(shè)置的一第一太陽能電池組件及一第二太陽能電池組件；以及一導電單元，電性連接所述第一太陽能電池組件的一第一電極及所述第二太陽能電池組件的一第二電極，且至少一部分設(shè)置在所述第一電極或所述第二電極的所述導電單元， 實質(zhì)上垂直所述管體的所述長軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述第一太陽能電池組件的所述第一電極位在受光面，所述第二太陽能電池組件的所述第二電極位在背光面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述第一太陽能電池組件的所述第一電極及所述第二太陽能電池組件的所述第二電極一同位在背光面或一同位在受光面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述第一太陽能電池組件及所述第二太陽能電池組件通過所述導電單元串聯(lián)或并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述導電單元的至少一部分位在所述第一太陽能電池組件的一側(cè)面或所述第一太陽能電池組件的一背光面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述導電單元包括至少一個焊帶或至少一個導線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，還包括一絕緣組件，設(shè)置在所述導電單元與所述第一太陽能電池組件的側(cè)面間或所述導電單元與所述第二太陽能電池組件的側(cè)面間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述太陽能電池單元還具有一支持組件，設(shè)置在所述管體內(nèi)，并具有一第一表面及相對的一第二表面，所述第一太陽能電池組件及所述第二太陽能電池組件設(shè)置在所述第一表面，所述導電單元的一部分設(shè)置在所述支持組件的所述第一表面或所述第二表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述導電單元的一部分是設(shè)置在所述支持組件的所述第一表面或所述第二表面的一導電層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于，所述管體的兩端密封。
全文摘要
一種太陽能電池模塊包括一管體、一太陽能電池單元以及一導電單元。管體至少部分透光。太陽能電池單元設(shè)置在管體內(nèi)，并具有沿管體的一長軸設(shè)置的一第一太陽能電池組件及一第二太陽能電池組件。導電單元電性連接第一太陽能電池組件的一第一電極及第二太陽能電池組件的一第二電極，且至少一部分設(shè)置在第一電極或第二電極的導電單元，實質(zhì)上垂直管體的長軸。本發(fā)明可不需使用復雜的層壓工藝，并可降低制作成本。
文檔編號H01L31/05GK102376793SQ20101026544
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者林崇智 申請人:宇威光電股份有限公司