專利名稱：可撓式太陽能電池模塊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池模塊，特別是有關(guān)可撓式太陽能電池模塊及其制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的可撓式太陽能電池模塊包括由金屬薄板作為基板的多個太陽能電池，所述太陽能電池將其上電極層延伸形成至相鄰太陽能電池的金屬基板，以將所述多個太陽能電池相互搭接以進行串聯(lián)，此種串聯(lián)方式的缺點為所述太陽能電池的上電極層及吸收層容易因無法承受金屬基板彎曲時所產(chǎn)生的壓力而破碎斷裂，這樣一來將嚴重影響可撓式太陽能電池模塊的光電轉(zhuǎn)換效能，并且這種串接方式將造成可撓式太陽能電池模塊的開口率過低，無法提供優(yōu)選的光電轉(zhuǎn)換效率，如美國專利US 2010/0282288所公開的技術(shù)特征。美國專利US7932124及專利公開號US2007/0079866公開利用絕緣膠及導(dǎo)電層以串接多個太陽能電池。美國專利公開號US 2008/0196756進一步公開一種可撓式太陽能電池模塊，將多個太陽能電池間隔設(shè)置在可撓式絕緣板上，并在相鄰太陽能電池間形成隔絕層以避免短路，并且進一步將導(dǎo)電電極的兩端分別形成在兩個相鄰太陽能電池的上電極層與背電極層，以串聯(lián)多個太陽能電池。美國專利公開號US 2008/0196756的缺點為工藝繁瑣，需進行多項切割工藝來隔絕相鄰太陽能電池以避免短路，故不適于產(chǎn)品量產(chǎn)。因此，如何設(shè)計出一種工藝簡易快速的可撓式太陽能電池模塊，即為現(xiàn)今太陽能產(chǎn)業(yè)亟需努力發(fā)展的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種工藝簡易快速的可撓式太陽能電池模塊及其制造方法，以解決上述的問題?；谏鲜瞿康?，本發(fā)明公開一種可撓式太陽能電池模塊，包括可撓式絕緣板與多個太陽能電池，所述多個太陽能電池間隔設(shè)置在可撓式絕緣板上。所述太陽能電池包括基板，設(shè)置在可撓式絕緣板上，第一電極層，形成在基板上，光電轉(zhuǎn)換層，形成在第一電極層的表面并且露出部分第一電極層，以及第二電極層，形成在光電轉(zhuǎn)換層上?？蓳鲜教柲茈姵啬K進一步包括絕緣層，形成在所述太陽能電池所露出的部分第一電極層及相鄰太陽能電池間所露出的部分可撓式絕緣板上，以及輔助電極，形成在所述太陽能電池的第二電極層及相鄰太陽能電池所露出的部分第一電極層上，以串聯(lián)多個太陽能電池。基于上述目的，本發(fā)明還公開一種用來串聯(lián)多個太陽能電池以形成可撓串行的方法，所述多個太陽能電池分別具有基板、第一電極層、光電轉(zhuǎn)換層與第二電極層，其特征在于，所述方法包括:對所述多個太陽能電池分別執(zhí)行切邊工藝，以在所述太陽能電池的一個端邊移除部分所述第二電極層與部分所述光電轉(zhuǎn)換層，并且露出部分所述第一電極層；將所述多個太陽能電池間隔設(shè)置在可撓性絕緣板上以露出部分所述可撓性絕緣板；形成絕緣層在兩個相鄰太陽能電池之間與所述部分可撓性絕緣板上；以及形成輔助電極在所述太陽能電池的所述第二電極層及所述相鄰太陽能電池所露出的所述部分第一電極層上，以串聯(lián)所述多個太陽能電池。根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明將多個太陽能電池間隔設(shè)置在可撓式絕緣板上，并在相鄰太陽能電池間進一步形成絕緣層以防止短路，并且進一步設(shè)置輔助電極來串接相鄰太陽能電池，而形成可撓式太陽能電池模塊。此外，本發(fā)明的工藝簡單，可快速制作出質(zhì)量穩(wěn)定、光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)選的可撓式太陽能電池模塊，故可大幅提升產(chǎn)品的市場競爭力。


圖1為本發(fā)明實施例的可撓式太陽能電池模塊的外觀剖視圖。圖2為本發(fā)明實施例的可撓式太陽能電池模塊的上視圖。圖3為本發(fā)明實施例用來制造可撓式太陽能電池模塊的流程示意圖。圖4至圖7分別為本發(fā)明實施例的可撓式太陽能電池模塊在所述工藝階段的剖視圖。圖8為本發(fā)明另一個實施例用來制造可撓式太陽能電池模塊的流程示意圖。圖9至圖11分別為本發(fā)明另一個實施例的可撓式太陽能電池模塊在所述工藝階段的剖視圖。其中，附圖標記說明如下:10、10’可撓式太陽能電池101、101’太陽能電池模塊12 可撓式絕緣板14基板16 第一電極層18光電轉(zhuǎn)換層20 第二電極層22緩沖層24 絕緣層26輔助電極261 第一區(qū)段262第二區(qū)段W寬度X間距Wl 線寬W2線寬步驟100、102、104、106、108、110步驟800、802、804、806、808、810
具體實施例方式請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實施例的可撓式太陽能電池模塊10的外觀剖視圖?？蓳鲜教柲茈姵啬K10包括有一個可撓式絕緣板12以及多個太陽能電池101?？蓳鲜浇^緣板12為可撓曲的薄板，多個太陽能電池101間隔設(shè)置在可撓式絕緣板12上，其中，可撓式絕緣板12可為乙烯醋酸乙烯 共聚物(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)或聚酰亞胺(Polyimide,PD等絕緣化合物。太陽能電池101可為一般公知的簡易型太陽能電池，所述太陽能電池101包括有一個基板14，設(shè)置在可撓式絕緣板12上；一個第一電極層16，形成在基板14上；一個光電轉(zhuǎn)換層18，形成在第一電極層16的表面并且在兩個端邊露出部分的第一電極層
16,意即光電轉(zhuǎn)換層18的寬度小于第一電極層16的寬度；以及一個第二電極層20,形成在光電轉(zhuǎn)換層18上，并且具有與光電轉(zhuǎn)換層18相同的寬度。所述太陽能電池101還可包括一個緩沖層22,形成在光電轉(zhuǎn)換層18與第二電極層20之間?？蓳鲜教柲茈姵啬K10還包括多個絕緣層24，形成在所述太陽能電池101所露出的部分第一電極層16、及相鄰太陽能電池101間所露出的部分可撓式絕緣板12上。所述絕緣層24可用來隔絕相對應(yīng)太陽能電池101的第二電極層20及第一電極層16與相鄰太陽能電池101的第一電極層16，以防止兩個太陽能電池101短路。可撓式太陽能電池模塊10還包括多個輔助電極26，形成在所述太陽能電池101的第二電極層20、及相鄰太陽能電池101所露出的部分第一電極層16上。所述輔助電極26跨設(shè)在相對應(yīng)絕緣層24上，以使輔助電極26的兩端可分別接觸相對應(yīng)太陽能電池101的第二電極層20與相鄰太陽能電池101的第一電極層16，以將設(shè)置在可撓式絕緣板12上的多個太陽能電池101相互串聯(lián)起來。請參閱圖2，圖2為本發(fā)明實施例的可撓式太陽能電池模塊10的上視圖。所述輔助電極26可包括多個第一區(qū)段261與一個第二區(qū)段262，所述第一區(qū)段261的一端連接第二區(qū)段262，并且所述第一區(qū)段261的另一端反向延伸在第二電極層20上，意即輔助電極26可形成為匯流(busbar)結(jié)構(gòu)。如圖2所示，多個第一區(qū)段261可分別形成在絕緣層26與相對應(yīng)太陽能電池101的第二電極層20上，第二區(qū)段262可設(shè)置在相鄰太陽能電池101所露出的部分第一電極層16上，因此輔助電極26可用來串聯(lián)兩個相鄰的太陽能電池101以形成可撓式太陽能電池模塊10。如圖1與圖2所示，所述太陽能電池101所露出的部分第一電極層16的寬度可為W，兩個相鄰太陽能電池101間隔設(shè)置在可撓式絕緣板12上所露出的部分可撓式絕緣板12的間距可為X，輔助電極26的第一區(qū)段261的線寬可為W1，并且輔助電極26的第二區(qū)段262的線寬可為W2。線寬W2可小于寬度W，以確保相鄰的太陽能電池101可維持成斷路狀態(tài)。一般來說，基板14可為不銹鋼箔片(Stainless steel foil)或招箔片(Aluminumfoil)等金屬箔片，第一電極層16可由鑰、鉭、鈦、釩或鋯等金屬電極所組成，光電轉(zhuǎn)換層18可由具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的化合物所組成，例如銅銦硒(CIS)、銅銦硫(CIS)、銅銦鎵硒(CIGS)或銅銦鎵硒硫(CIGSS)等，第二電極層20可由氧化鋁鋅或銦錫氧化物所組成，輔助電極26可為導(dǎo)電銀膠或?qū)щ婁X膠，緩沖層22可由硫化鋅、硫化鎘或硫化銦化合物以及本質(zhì)氧化鋅所組成。由于絕緣層24與輔助電極26需精準地控制其涂布范圍，故可利用噴射打印技術(shù)將絕緣層24與輔助電極26形成至特定區(qū)域，并且制作出特定形狀及尺寸，以有效串聯(lián)多個太陽能電池101?；?4、第一電極層16、光電轉(zhuǎn)換層18、第二電極層20、以及緩沖層22的組成材質(zhì)可不限于上述實施例所述，端視設(shè)計需求而定。請參閱圖3至圖7，圖3為本發(fā)明實施例用來制造可撓式太陽能電池模塊10的流程示意圖，圖4至圖7分別為本發(fā)明實施例的可撓式太陽能電池模塊10在所述工藝階段的剖視圖。方法包括下列步驟:步驟100:制作多個太陽能電池101。步驟102:進行切邊工藝，以移除所述太陽能電池101的兩個端邊的部分第二電極層20與部分光電轉(zhuǎn)換層18,并露出寬度W的部分第一電極層16。步驟104:將進行過切邊工藝的多個太陽能電池101間隔設(shè)置在可撓式絕緣板12上，并且兩個相鄰太陽能電池101的間隙為X。
步驟106:使用噴射打印技術(shù)將所述絕緣層24形成在相鄰太陽能電池101之間，并完整覆蓋第一電極層16上寬度W的區(qū)域及可撓式絕緣板12上間距X的區(qū)域。步驟108:使用噴射打印技術(shù)以將所述輔助電極26的多個第一區(qū)段261分別形成在絕緣層24與相對應(yīng)太陽能電池101的第二電極層20上，并且將所述輔助電極26的第二區(qū)段262形成在相鄰太陽能電池101的第一電極層16上，藉以串聯(lián)相鄰的太陽能電池101。步驟110:結(jié)束。在此針對上述步驟進行詳細說明，步驟100至步驟108分別對應(yīng)至圖4至圖7。首先以公知方式制作多個太陽能電池101，并將所述太陽能電池101執(zhí)行切邊工藝以移除兩個端邊的部分第二電極層20與光電轉(zhuǎn)換層18，如圖4所示。其中，因移除部分第二電極層20與光電轉(zhuǎn)換層18而露出的部分第一電極層16的寬度為W。接著如圖5所示，將進行過切邊工藝的多個太陽能電池10平放設(shè)置在可撓式絕緣板12的表面，并且兩個相鄰太陽能電池10的基板14的間隙為X。為了精準涂布絕緣涂料及導(dǎo)電涂料，使用者可利用噴射打印技術(shù)將所述絕緣層24形成至兩個相鄰太陽能電池101的一個端邊所露出的部分第一電極層16、及相鄰所述端邊所露出間距X的部分可撓式絕緣板12上，如圖6所示。絕緣層24可用來隔絕相鄰太陽能電池101的第一電極層16與第二電極層20，以避免可撓式太陽能電池模塊10短路。最后，如圖2與圖7所示,使用者可進一步利用噴射打印技術(shù)將所述輔助電極26跨設(shè)絕緣層24上，以使輔助電極26的兩端可分別連接至相對應(yīng)太陽能電池101的第二電極層20與相鄰太陽能電池101的第一電極層16。輔助電極26的多個第一區(qū)段261可分別延伸形成在相對應(yīng)太陽能電池101的第二電極層20上，并且輔助電極26的第二區(qū)段262可跨越絕緣層24以連接至相鄰太陽能電池101所露出的第一電極層16上，故可達到串聯(lián)多個太陽能電池101的功用。值得一提的是，輔助電極26的第二區(qū)段262的寬度W2可小于太陽能電池101所露出的第一電極層16的寬度W，第二區(qū)段262不會接觸到相鄰太陽能電池101的第二電極層20，因此可確保相鄰太陽能電池101為斷路狀態(tài)。請參閱圖8至圖11，圖8為本發(fā)明另一個實施例用來制造可撓式太陽能電池模塊10’的流程示意圖，圖9至圖11分別為本發(fā)明另一個實施例的可撓式太陽能電池模塊10’在所述工藝階段的剖視圖。方法包括下列步驟:步驟800:制作多個太陽能電池101’。步驟802:進行切邊工藝，以移除所述太陽能電池101’的兩端。其中，一個端邊是移除部分第二電極層20與部分光電轉(zhuǎn)換層18,并且露出寬度W的部分第一電極層16。步驟804:將進行過切邊工藝的多個太陽能電池101’間隔設(shè)置在可撓式絕緣板12上，并且兩個相鄰太陽能電池101’的間隙為X。步驟806:使用噴射打印技術(shù)將所述絕緣層24形成在相鄰太陽能電池101’之間，并覆蓋第一電極層16上寬度W的區(qū)域及可撓式絕緣板12上間距X的區(qū)域(或可進一步部分覆蓋在相鄰的裸露第一電極層16上)。步驟808:使用噴射打印技術(shù)以將所述輔助電極26的多個第一區(qū)段261分別形成在絕緣層24與相對應(yīng)太陽能電池101的第二電極層20上，并且將所述輔助電極26的第二區(qū)段262形成在相鄰太陽能電池101’的第一電極層16上，藉以串聯(lián)相鄰的太陽能電池101，。
步驟810:結(jié)束。在此對上述步驟進行詳細說明。如圖9所示(步驟800與步驟802)，使用者以公知方式制作多個太陽能電池101’，并對所述太陽能電池101’執(zhí)行單邊切除工藝，以移除部分的第二電極層20與光電轉(zhuǎn)換層18。如圖10所示(步驟804與步驟806)，將進行過切邊工藝的多個太陽能電池101’間隔設(shè)置在可撓式絕緣板12，并且兩個相鄰太陽能電池101’的間隙為X。接著，可利用噴射打印技術(shù)將所述絕緣層24涂布在相鄰太陽能電池101’之間所露出的間距X的部分可撓式絕緣板12上(或進一步可選擇有部分覆蓋在相鄰太陽能電池101’所露出的第一電極層16上)。最后如圖11所示(步驟808)，利用噴射打印技術(shù)將所述輔助電極26的兩端分別形成在相對應(yīng)太陽能電池101’的第二電極層20與相鄰太陽能電池101’的第一電極層16，以串聯(lián)多個太陽能電池101’。此實施例(可撓式太陽能電池模塊10’ )與前述實施例的差異在于，所述太陽能電池101’只需執(zhí)行單邊的切邊工藝，如步驟802，因此當執(zhí)行步驟806以涂布絕緣層24在兩個相鄰太陽能電池101’之間時，絕緣層24可選擇形成在可撓式絕緣板12上間距X的區(qū)域，或進一步可形成在可撓式絕緣板12上間距X的區(qū)域及相鄰的裸露第一電極層16上，以有效防止兩個相鄰太陽能電池101’短路。此實施例中，在前述實施例具有相同編號的組件具有相同結(jié)構(gòu)與功能，故在此不再詳述。綜上所述，本發(fā)明的可撓式太陽能電池模塊將多個所述自獨立的太陽能電池設(shè)置在可撓式絕緣板上，并且所述太陽能電池經(jīng)由切邊工藝處理以露出電極端供后續(xù)串聯(lián)工藝連接。接著，多個太陽能電池可間隔形成至可撓式絕緣板上，并可使用噴射打印技術(shù)將絕緣層形成在相鄰太陽能電池之間以避免造成短路。最后可再使用噴射打印技術(shù)將輔助電極的兩端分別連接在相鄰太陽能電池的第一電極層及第二電極層(意即兩個相鄰太陽能電池的正極端與負極端)，而完成多個太陽能電池的串聯(lián)工藝。相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將多個太陽能電池間隔設(shè)置在可撓式絕緣板上，并在相鄰太陽能電池之間進一步形成絕緣層以防止短路，并且進一步設(shè)置輔助電極來串接相鄰太陽能電池，而形成可撓式太陽能電池模塊。此外，本發(fā)明的工藝簡單，可快速制作出質(zhì)量穩(wěn)定、光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)選的可撓式太陽能電池模塊，故可大幅提升產(chǎn)品的市場競爭力。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用來串聯(lián)多個太陽能電池以形成可撓串行的方法，所述多個太陽能電池分別具有基板、第一電極層、光電轉(zhuǎn)換層與第二電極層，其特征在于，所述方法包括: 對所述多個太陽能電池分別執(zhí)行切邊工藝，以在所述太陽能電池的一個端邊移除部分所述第二電極層與部分所述光電轉(zhuǎn)換層，并且露出部分所述第一電極層； 將所述多個太陽能電池間隔設(shè)置在可撓性絕緣板上以露出部分所述可撓性絕緣板；形成絕緣層在兩個相鄰太陽能電池之間與所述部分可撓性絕緣板上；以及形成輔助電極在所述太陽能電池的所述第二電極層及所述相鄰太陽能電池所露出的所述部分第一電極層上，以串聯(lián)所述多個太陽能電池。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在所述太陽能電池的二端邊移除部分所述第二電極層與部分所述光電轉(zhuǎn)換層，并且露出部分所述第一電極層。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 形成所述絕緣層在所述太陽能電池的所述端邊所露出的所述部分第一電極層及所述相鄰太陽能電池間的所述部分可撓性絕緣板上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 分別形成所述輔助電極的多個第一區(qū)段在所述絕緣層與所述太陽能電池的所述第二電極層上；以及 形成所述輔助電極的第二區(qū)段在所述相鄰太陽能電池的所述第一電極層上，其中，所述第一區(qū)段的一端連接所述 第二區(qū)段以形成匯流結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述輔助電極的所述第二區(qū)段的寬度小于所述太陽能電池所露出的所述部分第一電極層的寬度。
6.—種可撓式太陽能電池模塊,其特征在于,包括: 可撓式絕緣板； 多個太陽能電池，間隔設(shè)置在所述可撓式絕緣板上，所述太陽能電池包括有: 基板，設(shè)置在所述可撓式絕緣板上； 第一電極層，形成在所述基板上； 光電轉(zhuǎn)換層，形成在所述第一電極層的表面并且露出部分的所述第一電極層，其中，所述光電轉(zhuǎn)換層的寬度小于所述第一電極層的寬度；以及第二電極層，形成在所述光電轉(zhuǎn)換層上； 絕緣層，形成在所述太陽能電池所露出的所述部分第一電極層及所述相鄰太陽能電池之間所露出的部分所述可撓式絕緣板上；以及 輔助電極，形成在所述太陽能電池的所述第二電極層及所述相鄰太陽能電池所露出的所述部分第一電極層上，以串聯(lián)所述多個太陽能電池。
7.如權(quán)利要求6所述的可撓式太陽能電池模塊，其特征在于，所述輔助電極包括有多個第一區(qū)段與第二區(qū)段，所述第一區(qū)段的一端連接所述第二區(qū)段以形成匯流結(jié)構(gòu)，所述多個第一區(qū)段分別設(shè)置在所述絕緣層與所述太陽能電池的所述第二電極層上，并且所述第二區(qū)段設(shè)置在所述相鄰太陽能電池的所述第一電極層上。
8.如權(quán)利要求7所述的可撓式太陽能電池模塊，其特征在于，所述輔助電極的所述第二區(qū)段的寬度小在所述太陽能電池所露出的所述部分第一電極層的寬度。
9.如權(quán)利要求6所述的可撓式太陽能電池模塊,其特征在于,所述第一電極層為金屬電極。
10.如權(quán)利要求6所述的可撓式太陽能電池模塊,其特征在于,所述光電轉(zhuǎn)換層為一黃銅礦結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求6所述的可撓式太陽能電池模塊，其特征在于，所述第二電極層由氧化鋁鋅或銦錫氧化物所組成。
12.如權(quán)利要求6所述 的可撓式太陽能電池模塊，其特征在于，所述基板為金屬箔片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可撓式太陽能電池模塊，包括可撓式絕緣板與多個太陽能電池，間隔設(shè)置在可撓式絕緣板上。所述太陽能電池包括基板，設(shè)置在可撓式絕緣板上，第一電極層，形成在基板上，光電轉(zhuǎn)換層，形成在第一電極層的表面并且露出部分第一電極層，以及第二電極層，形成在光電轉(zhuǎn)換層上?？蓳鲜教柲茈姵啬K進一步包括絕緣層，形成在所述太陽能電池所露出的部分第一電極層及相鄰太陽能電池間所露出的部分可撓式絕緣板上，以及輔助電極，形成在所述太陽能電池的第二電極層及相鄰太陽能電池所露出的部分第一電極層上，以串聯(lián)多個太陽能電池而快速制作出質(zhì)量穩(wěn)定、光電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)選的可撓式太陽能電池模塊。
文檔編號H01L31/18GK103078000SQ20121003239
公開日2013年5月1日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者李適維, 蔡耀倉, 林明弘 申請人:綠陽光電股份有限公司