本發(fā)明關于太陽能板模塊及其制造方法。

背景技術：

太陽能電池的研究正如火如荼地進行。如何提高光電轉換層的轉換效率以及太陽能板模塊的發(fā)電效率一直是熱門的題目，由此可知，業(yè)界需要一種改良式的高效率太陽能板模塊。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高效率太陽能板模塊的制造方法，其包括下列步驟。提供多片太陽能板。于每一片該太陽能板的正面的相對兩側形成正面正極配線與正面負極配線并將該正面正極配線與該正面負極配線反折至每一片該太陽能板的背面成為背面正極配線與背面負極配線。將該多片太陽能板平放至一背板與一蓋板之間并層壓貼合該多片太陽能板、該背板與該蓋板，其中相鄰的兩片該太陽能板的毗鄰正面電極配線皆為正面正極配線或皆為正面負極配線。

本發(fā)明亦提供一種高效率太陽能板模塊，其包括彼此相鄰設置的多片太陽能板，每一片該太陽能板的一側設有一正極配線而相對的另一側設有一負極配線。相鄰的兩片該太陽能板的毗鄰電極配線皆為正極配線或皆為負極配線。

本發(fā)明亦提供一種太陽能板模塊，其包括一蓋板、一背板、至少一太陽能板、第一封裝材、第二封裝材及第一防水膠材。第一封裝材位于該太陽能板與該背板之間。該第二封裝材位于該太陽能板與該蓋板之間。該第一防水膠材位于該蓋板與該背板延伸突出該太陽能板的外環(huán)區(qū)域中，位于該蓋板與該背板之間接觸該太陽能板的側邊。

為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點更能明顯易懂，下文將以實施例并配合所附圖式，作詳細說明如下。需注意的是，所附圖式中的各組件僅是示意，并未按照各組件的實際比例進行繪示。

附圖說明

圖1-5顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的太陽能板模塊的制造方法。

圖6顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的太陽能板模塊。

圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能板模塊的概略橫剖面圖。

圖8顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能板模塊的封裝材與防水膠材的概略橫剖面放大圖。

具體實施方式

下面將詳細地說明本發(fā)明的較佳實施例，舉凡本中所述的組件、組件子部、結構、材料、配置等皆可不依說明的順序或所屬的實施例而任意搭配成新的實施例，此些實施例當屬本發(fā)明之范疇。

本發(fā)明的實施例及圖示眾多，為了避免混淆，類似的組件是以相同或相似的標號示之；為避免畫面過度復雜及混亂，重復的組件僅標示一處，他處則以此類推。

現(xiàn)參考圖1-5及7-8，圖1-5顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的太陽能板模塊的制造方法，圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能板模塊的概略橫剖面圖，圖8顯示根據(jù)本發(fā)明的太陽能板模塊的封裝材與防水膠材的概略橫剖面放大圖。首先，準備多片如圖1所示的太陽能板100。每一片太陽能板100具有一正面101與一背面102并包括多個以串聯(lián)方式彼此連接的太陽能單元(solar cell unit)10a、10b及10，其中10a與10b代表位于太陽能板100兩端的單元而10代表位于其間的單元。接著參考圖2，太陽能板100較佳地呈矩形故具有長邊與短邊，在太陽能板100的正面101的兩側長邊處設置正面正極配線121b與正面負極配線111a，并將正面正極配線121b與正面負極配線111a反折至太陽能板100的背面102成為背面正極配線122b與背面負極配線112a。在本發(fā)明之大部分圖示中，背面正極配線122b與背面負極配線112a以虛線呈現(xiàn)， 以與正面配線有所區(qū)別。正面正極配線121b作為太陽能板100的正極，正面負極配線111a作為太陽能板100的負極。配線例如可由銅箔(Copper foil)或銅帶(Copper ribbon)構成，亦可由其它金屬或合金線材構成。

如圖7所示，每一片太陽能板100由下至上具有由背玻璃103、圖案化的下電極層2、圖案化之光電轉換層1、選擇性的圖案化緩沖層5及圖案化的透明上電極層4所構成的圖案化迭層結構。圖7的重點在于表達太陽能板100的細部結構以及其與背板130、蓋板140之間的相對關系，故圖7省略了膠材如封裝材與防水膠材等，上述膠材的說明請參考圖8。下電極層與透明上電極層用于傳輸由光電轉換層所產(chǎn)生的電流。光電轉換層用于吸收穿透過透明上電極層與選擇性之緩沖層的光并將其轉換為電流，光電轉換層可包括由銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)與硒(Se)所構成的半導體材料，或可包括由Ib族元素如銅(Cu)或銀(Ag)、IIIb族元素如鋁(Al)、鎵(Ga)或銦(In)與VIb元素如硫(S)、硒(Se)或碲(Te)所構成的化合物半導體材料。透明上電極層例如是氧化銦錫(ITO)及/或氧化鋅層(ZnO)，下電極層例如是鉬(Mo)。

背玻璃103為整塊未圖案化的絕緣結構，圖案化之下電極2系形成于其上。圖案化之下電極2彼此之間具有分隔間隙3，分隔間隙3中可填有樹脂或其它絕緣材料以電隔絕不同的下電極2。圖案化之下電極2上形成有相同圖案之圖案化的光電轉換層1與選擇性的圖案化緩沖層5，一圖案化之下電極2系用于串聯(lián)電連接相鄰的兩太陽能單元(solar cell unit)10與10或10與10a或10與10b。一圖案化之下電極2亦用于電連接一太陽能單元10a(10b)與一電極配線111a(121b)。在一太陽能單元10(10a/10b)中，相鄰之圖案化的光電轉換層1與選擇性的圖案化緩沖層5之間具有一間隙(不具標號)被形成于上的圖案化上電極4填滿，使上電極4與下電極2電連接(在此例中為實體接觸)；在相鄰的兩太陽能單元(solar cell unit)10與10或10與10a或10與10b之間，為相鄰的圖案化的上電極4、圖案化的光電轉換層1與選擇性的圖案化緩沖層5之間的分隔間隙6，分隔間隙6在后續(xù)制程中會被樹脂或其它絕緣材料填滿。在每一太陽能單元10(10a與10b)中，當光穿透圖案化的上電極層4與選擇性緩沖層5而到達圖案化的光電轉換層1時，在圖案化的光電轉換層1中產(chǎn)生電動勢，造成例如自圖案化的上電極層4流向圖案化的下電極2的電 流(如圖7的虛線箭頭所示)；在整個太陽能板100中，電流自正面負極配線111a經(jīng)由圖案化的下電極2、圖案化的上電極4、圖案化之光電轉換層1.....流至正面正極配線121b。電子的方向與電流方向相反。應注意，在圖7及本案的其它圖標中組件并未依比例繪制。又，在實際的一橫剖面中應無法同時見到正極配線121b、正面負極配線111a與背面正極配線122b、背面負極配線112a實體相連，但圖7為了表達上述者的電連接關系，特以實體相連方式呈現(xiàn)。

接著參考圖3與圖8，將多片太陽能板100(100’)平放至一背板130上，背板130例如是如圖8所示的軟質背板或硬質背板且背板130的尺寸應足夠大以致于其長度能延伸超過末端兩太陽能板100(100’)且其寬度略大于一太陽能板100(100’)的寬度。軟質背板可以是高張力的塑料薄片例如聚乙烯(Polyethylene，PE)薄片、聚醯胺(Polyamide，PA)薄片、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)薄片、或上述者的組合；硬質背板可以是物理強化玻璃(Tempered glass)、化學強化玻璃(Chemically strengthened glass)或高分子樹脂。背板亦可為上述的組合附加鋁箔的薄板。圖3中僅顯示3片太陽能板，但應了解，本發(fā)明可應用至更多片太陽能板的情況，較佳地，本發(fā)明將大于3片的太陽能板100(100’)平放至一背板130上。太陽能板100’與100的結構相同(太陽能單元相同，但為了簡化版面并未標示；配線相同，故標號方式類似)，其相異之處在于配置的位向左右相反，因此細節(jié)不再贅述。根據(jù)本發(fā)明的太陽能板模塊的制造方法，在配置多片太陽能板100(100’)的相對位置時應注意，相鄰之兩太陽能板100與100’的毗鄰電極必須為電性相同的電極，即一太陽能板100的正極與其一側的另一太陽能100’的正極毗鄰而該太陽能板100的負極與其另一側之另一太陽能板100’的負極毗鄰。當極性相異且距離過近時容易產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，然而，本發(fā)明的相鄰的兩太陽能板100與100’的毗鄰電極為電性相同的電極(皆為正極或皆為負極)，故可將相鄰的兩太陽能板的毗鄰正面配線之間的距離d縮短至2mm或更短，較佳地，相鄰的兩太陽能板的毗鄰正面配線之間的距離d不大于5mm且不小于1mm。因此，本發(fā)明的太陽能板模塊在相同的面積下可配置較多的太陽能板，從而單位面積能產(chǎn)出較高的電力。在確認多片太陽能板100(100’)在背板130上的配置位 置與彼此的相對位置后，如圖8所示將第一封裝材135設置于多片太陽能板100(100’)與背板130之間。背板130在對應至每一片太陽能板100(100’)之中央?yún)^(qū)域處(或其它區(qū)域處)有至少一個孔洞(未圖示)，使每一片太陽能板100(100’)的背面的背面正極配線122b(122b’)與背面負極配線112a(112a’)自第一封裝材135與此至少一個孔洞(未圖示)穿出以向外連接并彼此連接。該第一封裝材例如是熱封裝膠材(thermal encapsulant)如乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)、聚烯烴(polyolefin，PO)、聚乙烯醇縮丁醛(polyvinyl butyral，PVB)等、或UV固化膠材(UV curable encapsulant)、或上述者的組合。

接著參考圖4與圖8。將一蓋板140覆于該多片太陽能板100(100’)上，并如圖8所示于該多片太陽能板100(100’)與該蓋板140之間設置第二封裝材145。蓋板140例如是不可撓的玻璃板且蓋板140的尺寸應等于或略小于背板130的尺寸。該第二封裝材145的材質類似于第一封裝材135，兩者的材質可相同或相異。以上述的狀態(tài)，利用真空層壓(laminate)法將蓋板140、第二封裝材145、太陽能板100(100’)、第一封裝材135與背板130貼合固著。由于蓋板140與背板130的尺寸足夠大以致于兩者的長度能延伸超過末端兩太陽能板100(100’)且其寬度略大于一太陽能板100(100’)的長度，因此在蓋板140與背板130延伸突出太陽能板100(100’)的外環(huán)區(qū)域(如后續(xù)將述之外框的形狀)中及/或蓋板140與背板130之間無太陽能板100/100’的間隙區(qū)域中，可在蓋板140與背板130之間設置第一防水膠材165如熱塑性聚烯烴(thermalplastic polyolefin，TPO)或丁基膠(butyl rubber)接觸太陽能板100(100’)的側邊，以保護太陽能板100’(100)以及其配線不受水氣、機械力的影響。亦即，太陽能板100/100’四面八方皆可受到封裝材(第一封裝材135與第二封裝材145)與第一防水膠材165的包覆，避免太陽能板100或100’中的光電換轉層1受到水氣影響而質變退化。

然后，如圖5所示并參考圖7與圖8，在背板130的背面安裝至少一接線盒150。接線盒150可設置在背板130的背側中央?yún)^(qū)域中即其中一片太陽能板100/100’的背側，亦可設置在背板130的背側其它區(qū)域如圖7所示的最末端之太陽能板100/100’的背側?；蛘撸泳€盒150可設置在背板130的背側任何區(qū)域。如圖7所示，使太陽能板100(100’)自背板130之至少一孔洞(未 圖示)穿出的背面正極配線122b(122b’)與接線盒150的正極電連接，使太陽能板100(100’)自背板130的孔洞(未圖示)穿出的背面負極配線112a(112a’)與接線盒150的負極電連接，并利用配線如每一片太陽能板100(100’)的背面正極與負極配線或額外的配線并聯(lián)連接所有的太陽能板100及100’。最后，取決于蓋板140與背板130的尺寸(在圖5的例示中蓋板140的尺寸略小于背板130的尺寸，但在圖7的例示中蓋板140的尺寸等于背板130的尺寸)，如圖7與圖8所示在蓋板140或蓋板140與背板130的外圍設置外框160并在外框160與蓋板140或蓋板140與背板130之間設置具有防水性的第三封裝材161。以上步驟大致上完成本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊1000的制造。第三封裝材161例如是壓克力膠帶。接線盒150更可包括一對外的正極配線與一對外的負極配線(未圖示)以使太陽能板模塊1000對外電連接。在背板130的背面處可選擇性地設置另一層防水膠材如熱塑性聚烯烴等，以保護接線盒150與背板130背面的配線不受水氣、機械力的影響。

應了解，各個圖示中的強調重點不同，因此各個部件并未依比例繪制。例如，圖8強調在使用可撓式背板130的情況下第一封裝材135、第二封裝材145及第一防水膠材165的分布，是以，太陽能板100/100’縮小繪制而封裝材、膠材、太陽能板之間的間隙及背板與蓋板之間的距離差異夸大繪制。由于真空層壓時的真空吸附作用，背板130如為軟質背板在無太陽能板100/100’的區(qū)域處(如被邊框夾持的外環(huán)區(qū)域處及太陽能板之間的間隙區(qū)域處)會較靠近蓋板140但在有太陽能板100/100’的區(qū)域處會較遠離蓋板140。然而，背板130亦可以是硬質背板(圖8未示)，在此情況中背板130與蓋板140之間的距離會大致上維持固定。

現(xiàn)參考圖6，其顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的太陽能板模塊1100。太陽能板模塊1100的結構類似于太陽能板模塊1000的結構，兩者的差異在于背面正極配線122b(122b’)與背面負極配線112a(112a’)的配置以及背板130背面的正極配線與負極配線。在太陽能板模塊1000中，背面正極配線122b(122b’)與背面負極配線112a(112a’)皆由太陽能板100(100’)的長邊的同一端拉出；但太陽能板模塊1100中，背面正極配線122b(122b’)與背面負極配線112a(112a’)分別由太陽能板100(100’)的長邊的相對兩端 拉出。在太陽能板模塊1100中，背板130的背面設有橫跨所有太陽能板100(100’)的正極配線125與負極配線115，正極配線125與接線盒150的正極以及所有太陽能板100(100’)的背面正極配線122b(122b’)連接，負極配線115與接線盒的負極以及所有太陽能100(100’)的背面負極配線112a(112a’)連接。

圖1-5的實施例皆以太陽能板100與太陽能板100’交錯配置為例說明，但應了解，本發(fā)明的毗鄰電極為相同電性的電極的概念可應用至其它情境如圖6所示的情境或者所有太陽能板皆為相同位向之太陽能板100的情境。又，圖1-6的實施例皆以太陽能板并聯(lián)連接的模塊為例說明，但應了解，本發(fā)明的毗鄰電極為相同電性的電極的概念可應用至太陽能板串聯(lián)連接的模塊的情境。本發(fā)明之相鄰的兩太陽能板的毗鄰電極為電性相同的電極，故可將相鄰的兩太陽能板之間的電極距離縮短至2mm或更短，以在相同的面積下配置較多的太陽能板，從而提高單位面積產(chǎn)出的電力。圖7的太陽能板的細部結構及圖8的封裝材與膠材配置可適用于圖1-5的實施例及圖1-6的實施例，除此之外，圖8的封裝材與膠材配置亦適用于僅具有單片太陽能板100或100’的太陽能板模塊。

上述實施例僅是為了方便說明而舉例，雖遭所屬技術領域的技術人員任意進行修改，均不會脫離如權利要求書中所欲保護的范圍。