專利名稱：散熱裝置與具有散熱裝置的太陽能模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種能量轉(zhuǎn)換模塊，且特別是有關(guān)于一種散熱裝置與一種具有散熱裝置的太陽能模塊。
背景技術(shù)：
在節(jié)能科技的趨勢中，太陽能得到許多研究的關(guān)注而人類致力于使太陽能成為一種近乎用之不竭的能源。根據(jù)上述的目的，人類發(fā)展了轉(zhuǎn)換光能的太陽能裝置，尤其是將太陽光轉(zhuǎn)換為電能的太陽能裝置。太陽能裝置在能量轉(zhuǎn)換的過程中，不會(huì)有溫室氣體產(chǎn)生。此外，由太陽能裝置產(chǎn)生的電能可以被廣泛地應(yīng)用，例如取代電池或現(xiàn)行發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電?；谶@樣的理由，太陽能裝置于市場上越來越受歡迎，且廣泛地使用于各種電子產(chǎn)品中。泛用型的太陽能裝置通常包含太陽能電池、兩個(gè)平行的基板、密封膠、導(dǎo)線與連接盒。其中，太陽能電池用來轉(zhuǎn)換太陽能?；逵脕肀Ｗo(hù)太陽能電池。密封膠用來密封太陽能裝置的內(nèi)部空間。導(dǎo)線與連接盒用來傳輸太陽能電池產(chǎn)生的電流。一般而言，太陽能裝置暴露于太陽下來接收陽光并將接收到的光線轉(zhuǎn)換成電力。太陽能裝置暴露于陽光下的時(shí)間越長，太陽能裝置的溫度也會(huì)顯著地隨之上升。太陽能裝置內(nèi)的熱不僅會(huì)影響太陽能裝置的效能，更嚴(yán)重的話會(huì)導(dǎo)致太陽能裝置損壞。舉例來說，密封材料會(huì)劣化而使密封膠的密封度降低，因此太陽能電池會(huì)因過熱而大幅地降低其光電轉(zhuǎn)換效率。上述的缺點(diǎn)最終可能會(huì)導(dǎo)致太陽能裝置完全地故障。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述觀點(diǎn)，本發(fā)明提供一種散熱裝置與一種具有散熱裝置的太陽能模塊來解決太陽能裝置的熱破壞問題。本發(fā)明的一技術(shù)方案是在提供一種太陽能模塊。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，一種太陽能模塊包含太陽能裝置、散熱裝置與粘膠層。太陽能裝置包含前基板、后基板與設(shè)置于前基板與后基板之間的太陽能電池。散熱裝置設(shè)置于后基板附近用來對太陽能裝置散熱。散熱裝置包含殼體、管路與散熱材。殼體具有凹陷通道。管路設(shè)置于凹陷通道中，且冷卻劑于管路內(nèi)流動(dòng)而帶走熱。散熱材填滿凹陷通道且完全覆蓋管路。粘膠層設(shè)置于后基板與殼體之間來膠合太陽能裝置與散熱裝置。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，其中上述粘膠層被圖案化來避免覆蓋散熱材，使得散熱材直接接觸后基板。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，其中上述粘膠層的材質(zhì)為硅膠(silicone)、丁基樹脂 (butyl resin)或聚異丁烯(polyisobutylene)。而散熱材為 CRISTOL-TPP 的任何涂料、 Celvaseal的裂縫密封膠、891-7Dow Corning的真空潤滑油或Siir^tsu的KE200的灌注膠。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，其中上述太陽能裝置還包含連接盒。連接盒設(shè)置于后基板上。殼體更具有開口使連接盒暴露于開口。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，其中上述散熱裝置還包含第一傳輸管與第二傳輸管。第一傳輸管與第二傳輸管設(shè)置于殼體外側(cè)而不被太陽能裝置覆蓋。第一傳輸管連通于管路并傳送進(jìn)入管路的冷卻劑。第二傳輸管連通于管路并傳送流出管路的冷卻劑。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，太陽能模塊還包含C形夾。C形夾設(shè)置于太陽能裝置與散熱裝置的邊緣來固定太陽能裝置與散熱裝置。本發(fā)明的另一技術(shù)方案是在提供一種用于太陽能裝置的散熱裝置。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，一種散熱裝置包含殼體、管路、散熱材與粘膠層。殼體具有凹陷通道。凹陷通道設(shè)置于太陽能裝置之后基板附近。管路設(shè)置于凹陷通道中，且冷卻劑于管路內(nèi)流動(dòng)而帶走熱。散熱材用來填滿凹陷通道且完全覆蓋管路。粘膠層設(shè)置于殼體上用來膠合殼體與后基板。在本發(fā)明上述實(shí)施方式中，太陽能裝置與散熱裝置藉由粘膠層膠合在一起，而不會(huì)在太陽能裝置與散熱裝置之間形成任何空氣間隙。因此由太陽能裝置產(chǎn)生的熱可有效率地傳送至散熱裝置。此外，由于散熱材完全覆蓋管路且散熱材直接接觸后基板，因此可增進(jìn)散熱裝置的熱傳導(dǎo)性。應(yīng)了解到，上述概略的說明與以下的詳細(xì)說明僅為示例，以下將進(jìn)一步地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下圖1繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的太陽能模塊的爆炸圖；圖2繪示沿圖1的線段4-4’的剖面圖；圖3繪示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的太陽能模塊。主要組件符號說明
100太陽能模塊110太陽能裝置111前基板112后基板113太陽能電池114密封膠115連接盒120粘膠層130散熱裝置131殼體131a凹陷通道131b幵口132管路133散熱材134第一傳輸管135第二傳輸管300太陽能模塊310太陽能裝置320粘膠層330散熱裝置340C形夾340a容置空間350密封材料4-4'線段
具體實(shí)施例方式以下將以附圖揭露本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式，為明確說明起見，許多實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實(shí)施方式中，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些已知慣用的結(jié)構(gòu)與組件在附圖中將以簡單示意的方式繪示之。圖1繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的太陽能模塊100的爆炸圖。圖2繪示沿圖1 的線段4-4’的剖面圖。一種太陽能模塊100包含太陽能裝置110、散熱裝置130與粘膠層 120。太陽能裝置110用來轉(zhuǎn)換能量。散熱裝置130用來對太陽能裝置110散熱。粘膠層 120用來結(jié)合太陽能裝置110與散熱裝置130。太陽能裝置110包含前基板111、后基板112與設(shè)置于前基板111與后基板112之間的太陽能電池113(未繪示于圖1)。前基板111與后基板112分別為玻璃基板、聚合物薄片或其它合適的基板材料。舉例來說，前基板111與后基板112可以為透明導(dǎo)電氧化物(transparent conductive oxide ;TC0)鍍膜玻璃、聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethylene ；PTFE)薄膜(例如 DuPontTM Teflon 的薄膜)、聚萘二甲酸乙二醇酉旨(polyethylene naphthalate ；PEN)薄膜(例如 DuPontTMTeonex 的聚蔡二甲酸乙二醇酯薄膜)或聚酯薄膜(例如DuPontTM Melinex的ST聚酯薄膜)。在本揭露的領(lǐng)域中，太陽能電池113意指包含任何可將光線轉(zhuǎn)換成電力的物品。一般而言，太陽能電池可以區(qū)分為結(jié)晶硅太陽能電池與薄膜太陽能電池。過去習(xí)慣用于結(jié)晶硅太陽能電池中的太陽能材料可以為單晶硅、多晶硅或微晶硅。薄膜太陽能電池可以藉由鍍一層或多層的太陽能材料于基板上制作而成，且不同的太陽能材料藉由不同的鍍膜方式鍍于不同的基板上。薄膜太陽能電池通常依照使用的太陽能材料來區(qū)分種類，而太陽能材料包含非晶硅(amorphous silicon ；a-Si)與其它薄膜硅、 銦硒化銅(copper indium selenide ；CIS)、碲化鎘(cadmium telluride ;CdTe)、染料敏化 (dye sensitized)太陽能材料與其它有機(jī)太陽能材料，但不以上述材料為限。具體而言，位于前基板111與后基板112之間的太陽能電池113被密封膠114所環(huán)繞。密封膠114位于沿前基板111與后基板112之間的外圍區(qū)域。如此一來，在密封膠 114、前基板111與后基板112之間會(huì)形成封閉空間。太陽能電池113位于此封閉空間中而避免氧化與腐蝕。密封膠114的材質(zhì)可依照實(shí)際產(chǎn)品的需求來選擇。舉例來說，密封膠114 的材質(zhì)可為聚異丁烯(polyisobutylene ;PIB)、丁基橡膠(butyl rubber)、彈性體 VAMAC. RTM.、乙烯丙烯酸彈性體(ethylene acrylic elastomers)、彈性體Hypalon. RTM.或氯磺化聚乙烯(chlorosulfonated polyethylene)，但不以上述材料為限。上述所提及的材料僅為示例，不限制本發(fā)明的范圍。此外，太陽能電池113還被封裝薄片(encapsulant sheet)所環(huán)繞，其中封裝薄片例如乙酸乙烯酯共聚合物(ethylene-vinyl acetate ；EVA) 0實(shí)際上， 封裝薄片設(shè)置于太陽能電池113與后基板112之間。在本實(shí)施方式中，雖然太陽能裝置110包含前基板111、后基板112、太陽能電池 113與密封膠114，但太陽能裝置110的組成組件并不以上述組件為限。舉例來說，太陽能裝置110還可包含連接盒、導(dǎo)線及/或其它組件。其中，連接盒用來控制電子信號，而導(dǎo)線用來傳輸電流。
以下將針對本發(fā)明的太陽能模塊100的散熱裝置130作說明。散熱裝置130通過粘膠層120膠合于太陽能裝置110的后基板112上來對太陽能裝置110散熱。散熱裝置 130包含殼體131、管路132與散熱材133。在本實(shí)施方式中，殼體131的材質(zhì)為鋁，且殼體 131具有多個(gè)相互平行的凹陷通道131a。管路132(例如熱傳導(dǎo)金屬管)平行地設(shè)置于凹陷通道131a中。冷卻劑(例如水)于管路132內(nèi)流動(dòng)而帶走熱。散熱材133的材質(zhì)為熱傳導(dǎo)材料。散熱材133用來填滿凹陷通道131a且完全覆蓋管路132。舉例來說，實(shí)際散熱材 133的應(yīng)用材料包含涂料(例如Krishna制造的CRIST0L-TPP)、密封劑(例如Celvaseal的裂縫密封劑)、潤滑油(例如891-7DOW Corning的真空潤滑油)或灌注膠(例如Siir^tsu KE200)。如圖1所示，粘膠層120被圖案化來避免覆蓋散熱材133。也就是說，散熱材133 不會(huì)被粘膠層120覆蓋，使得散熱材133直接接觸后基板112。在本實(shí)施方式中，因?yàn)樯岵?33完全覆蓋管路132且散熱材133直接接觸后基板112，因此太陽能裝置110的熱可傳送至流動(dòng)于殼體131、散熱材133與管路132的冷卻劑。如此一來，由太陽能裝置110產(chǎn)生的熱可有效率地被帶走，也因此增加了太陽能裝置110的工作穩(wěn)定性與能量轉(zhuǎn)換效率。在本實(shí)施方式中，散熱裝置130與太陽能裝置110通過粘膠層120相互膠合。舉例來說，粘膠層120的材質(zhì)包含硅膠(silicone)、丁基樹脂(butyl resin)或聚異丁烯 (polyisobutylene)0然而，粘膠層120的材質(zhì)并不以上述材料為限。在此技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者也可使用其它適合的已知材料于本實(shí)施方式的太陽能模塊100中。為了詳細(xì)敘述本實(shí)施方式中的散熱裝置130，以下請參閱圖1與圖2。本實(shí)施方式中的散熱裝置130更包含第一傳輸管134與第二傳輸管135，且第一傳輸管134與第二傳輸管135分別連通管路132。第一傳輸管134傳送進(jìn)入管路132的冷卻劑，而第二傳輸管135 傳送流出管路132的冷卻劑。如圖1所示，第一傳輸管134與第二傳輸管135設(shè)置于殼體 131外側(cè)且不會(huì)被太陽能裝置110覆蓋。第一傳輸管134與第二傳輸管135分別具有抗腐蝕涂料形成于第一傳輸管134與第二傳輸管135的外表面上，以增強(qiáng)第一傳輸管134與第二傳輸管135的耐氣候性。由于第一傳輸管134與第二傳輸管135的外部配置方式，使得管路132接觸太陽能裝置110的面積可為最大，進(jìn)而提升散熱裝置130的熱傳效率。更具體的說，第一傳輸管134與第二傳輸管135分別位于殼體131的相對兩側(cè)。第一傳輸管Π4連通于平行管路132的一端，而第二傳輸管135連通于平行管路132的另一端。相對低溫的冷卻劑由第一傳輸管134進(jìn)入管路132進(jìn)行熱交換。之后，已熱交換的、相對高溫的冷卻劑通過第二傳輸管135流出管路132而使冷卻劑傳送出散熱裝置130。由冷卻劑傳送的熱可被收集而進(jìn)一步使用。也就是說，本實(shí)施方式中的太陽能模塊100提供了散熱裝置130產(chǎn)生的熱能與太陽能裝置110的電能，因此增加了太陽能模塊100的總產(chǎn)出能量°散熱裝置130的殼體131還包含開口 131b。其中開口 131b位于相對太陽能裝置 110的連接盒115的位置。連接盒115設(shè)置于后基板112上且暴露于開口 131b。如此一來， 連接盒115不會(huì)被殼體131覆蓋并有充足的通風(fēng)環(huán)境?；谏鲜鲈?，可以避免連接盒115 因過熱而產(chǎn)生問題，且透過開口 131b可以簡便地完成連接盒115的維修保養(yǎng)。圖3繪示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的太陽能模塊300。太陽能模塊300還包含C 形夾340附加于太陽能裝置310、散熱裝置330與粘膠層320。太陽能裝置310、散熱裝置330與粘膠層320的設(shè)置方式與圖1與圖2的太陽能模塊100相似，故不再重復(fù)贅述。C形夾340設(shè)置于太陽能裝置310與散熱裝置330的邊緣來固定太陽能裝置310與散熱裝置 330。在本實(shí)施方式中，太陽能模塊300包含一對C形夾340設(shè)置于太陽能裝置310與散熱裝置330的相對兩側(cè)。為了不干涉第一傳輸管與第二傳輸管(未繪示于圖幻，太陽能模塊 300設(shè)置C形夾340的相對兩側(cè)并不同于設(shè)置第一傳輸管與第二傳輸管的兩側(cè)。此外，在本實(shí)施方式中，太陽能模塊300還包含密封材料350。C形夾340包含容置空間340a來容置部分太陽能裝置310與部分散熱裝置330。密封材料350分別設(shè)置于容置空間340a中而在太陽能裝置310、散熱裝置330與C形夾340間形成緊密的密封區(qū)域。C 形夾340不僅增進(jìn)太陽能裝置310與散熱裝置330的固定性，還提升了太陽能模塊300的水阻值。上述散熱裝置與具有散熱裝置的太陽能模塊中，散熱裝置與太陽能裝置通過粘膠層相互膠合，而管路、殼體與散熱材被緊密地與堅(jiān)固地封裝。如此一來，太陽能模塊消除了組件間的任何空氣間隙，使得熱傳導(dǎo)性增加。根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種薄又緊密的太陽能模塊。另一方面，太陽能模塊同時(shí)輸出電力與熱能，而增加了太陽能模塊輸出的總能量與效率。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能模塊，其特征在于，包含一太陽能裝置，包含一前基板、一后基板與一太陽能電池，其中該太陽能電池位于該前基板與該后基板之間；一散熱裝置，設(shè)置于該后基板附近，用以對該太陽能裝置散熱，該散熱裝置包含 一殼體，具有多個(gè)凹陷通道；多個(gè)管路，設(shè)置于該些通道中，該些管路內(nèi)有一冷卻劑流動(dòng)而帶走熱；以及一散熱材，填滿該些凹陷通道且完全覆蓋該些管路；以及一粘膠層，設(shè)置于該后基板與該殼體之間，用以膠合該太陽能裝置與該散熱裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能模塊，其特征在于，該粘膠層被圖案化來避免覆蓋該散熱材，使得該散熱材直接接觸該后基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能模塊，其特征在于，該粘膠層的材質(zhì)為硅膠、丁基樹脂或聚異丁烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能模塊，其特征在于，該太陽能裝置還包含一連接盒，該連接盒設(shè)置于該后基板上，且該殼體更具有一開口使該連接盒暴露于該開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能模塊，其特征在于，該散熱裝置還包含 一第一傳輸管，連通于該些管路并傳送進(jìn)入該些管路的該冷卻劑；以及一第二傳輸管，連通于該些管路并傳送流出該些管路的該冷卻劑，其中該第一傳輸管與該第二傳輸管設(shè)置于該殼體外側(cè)而不被該太陽能裝置覆蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能模塊，其特征在于，該第一傳輸管與該第二傳輸管分別具有一抗腐蝕涂料形成于該第一傳輸管與該第二傳輸管的外表面上，用以增強(qiáng)該第一傳輸管與該第二傳輸管的耐氣候性。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能模塊，其特征在于，該第一傳輸管與該第二傳輸管分別位于該殼體的相對兩側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能模塊，其特征在于，還包含至少一 C形夾，設(shè)置于該太陽能裝置與該散熱裝置的邊緣來固定該太陽能裝置與該散熱裝置，其中該C形夾包含一容置空間容置部分該太陽能裝置與部分該散熱裝置；以及一密封材料，位于該容置空間中，使得該太陽能裝置、該散熱裝置與該C形夾之間形成一密封區(qū)域。
9.一種用于一太陽能裝置的散熱裝置，其特征在于，包含一殼體，具有多個(gè)凹陷通道，該些凹陷通道設(shè)置于該太陽能裝置的一后基板附近； 多個(gè)管路，設(shè)置于該些凹陷通道中，該些管路內(nèi)有一冷卻劑流動(dòng)而帶走熱； 一散熱材，填滿該些凹陷通道且完全覆蓋該些管路；以及一粘膠層，設(shè)置于該殼體上，用以膠合該殼體與該后基板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的散熱裝置，其特征在于，該粘膠層被圖案化來避免覆蓋該散熱材，使得該散熱材直接接觸該后基板。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種散熱裝置與具有散熱裝置的太陽能模塊。太陽能模塊包含太陽能裝置、散熱裝置與粘膠層。太陽能裝置包含前基板、后基板與設(shè)置于前基板與后基板之間的太陽能電池。散熱裝置設(shè)置于后基板附近用來對太陽能裝置散熱。散熱裝置包含殼體、管路與散熱材。殼體具有凹陷通道。殼體設(shè)置于后基板附近。管路設(shè)置于凹陷通道中，且冷卻劑于管路內(nèi)流動(dòng)而帶走熱。散熱材用來填滿凹陷通道且完全覆蓋管路。粘膠層設(shè)置于殼體上用來膠合殼體與后基板。
文檔編號H01L31/048GK102315307SQ20111018903
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者葉翠玲 申請人:杜邦太陽能有限公司