CN101997049A

CN101997049A - 太阳能电池模块

Info

Publication number: CN101997049A
Application number: CN2009101665529A
Authority: CN
Inventors: 白维铭; 胡顺源
Original assignee: GIO Optoelectronics Corp
Current assignee: GIO Optoelectronics Corp
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2011-03-30

Abstract

一种太阳能电池模块，包括一电路板、至少一个太阳能电池芯片及一散热单元。电路板具有相对的一第一表面及一第二表面，太阳能电池芯片设置在电路板的第一表面。散热单元连接在电路板的第二表面。本发明的太阳能电池模块可通过散热单元来提高散热效果。

Description

太阳能电池模块

技术领域

本发明关于一种太阳能电池模块。

背景技术

随着消耗性能源的耗竭危机以及全球环保意识的高涨，有效利用各种再生能源已成为现今极为重要的课题。由于太阳能是生活中最显而易见的再生能源之一，因此，太阳能电池技术也成为现今业者发展重点之一。

请参照图1所示，一种公知的太阳能电池模块1包括一电路板11及多个太阳能电池芯片12，所述太阳能电池芯片12设置在电路板11。因此，外部光线可照射太阳能电池芯片12，并与太阳能电池芯片12产生光电转换效应，借此太阳能电池模块1即可产生电能输出。

然而，当以太阳光是外部光线而射至太阳能电池芯片12时，除了光线之外也会带来热能。长时间的太阳光照射，再加上无适当的散热手段，可能会影响太阳能电池芯片12的光电转换效率。

因此，如何提供一种能够改善散热效果的太阳能电池模块，已成为重要课题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够改善散热效果的太阳能电池模块。

本发明可采用以下技术方案来实现的。

依据本发明的一种太阳能电池模块包括一电路板、至少一个太阳能电池芯片及一散热单元。电路板具有相对的一第一表面及一第二表面，太阳能电池芯片设置在电路板的第一表面。散热单元连接在电路板的第二表面。

在本发明中，上述散热单元锁合、或焊接、或黏合连接在上述电路板的第二表面。

在本发明中，上述散热单元通过焊料或导热材连接在上述电路板。

在本发明中，上述太阳能电池芯片通过焊料或导热材表面连接在上述电路板，上述电路板对应于上述太阳能电池芯片至少具有一开孔，焊料或导热材充填在开孔，焊料或导热材直接与太阳能电池芯片接触。

依据本发明的一种太阳能电池模块包括一电路板、至少一个太阳能电池芯片及一散热单元。电路板具有一开孔以及相对的一第一表面及一第二表面，太阳能电池芯片设置在电路板的第一表面，并对应于开孔，散热单元经由开孔内的一导热材或一焊料连接在太阳能电池芯片。

借由上述技术方案，本发明的太阳能电池模块至少具有下列优点：

承上所述，依据本发明的太阳能电池模块连接散热单元在电路板上，相对在太阳能电池芯片的另一个表面。因此，通过散热单元可提高太阳能电池模块的散热效果。且散热单元可利用锁合、或焊接、或黏合等方式连接在电路板上，借此也可提高太阳能电池模块的制作效率。再者，若散热单元利用焊接或黏合等方式连接在电路板，则当太阳能电池芯片经由焊料或导热材连接在电路板第一表面时，通过电路板上对应于太阳能电池芯片具有的开孔，焊料或导热材可充填开孔并流至电路板第二表面。借此，即可同时将散热单元焊接或黏合在电路板的第二表面，进而可更进一步提高太阳能电池模块的制作效率。

附图说明

图1是一种公知的太阳能电池模块示意图；

图2是本发明优选实施例的太阳能电池模块的剖面示意图；

图3及图4是本发明优选实施例的太阳能电池模块的不同态样剖面示意图；以及

图5是本发明优选实施例的太阳能电池模块的另一种态样示意图。

主要元件符号说明：

1、2、2a～2c：太阳能电池模块

11、21、21a～21c：电路板

12、22：太阳能电池芯片

211：第一表面

212：第二表面

213、213c：开孔

23：散热单元

24、24c：聚光元件

25：金属层

M：导热材

S：焊料

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明优选实施例的一种太阳能电池模块，其中相同的元件将以相同的符号加以说明。

请参照图2所示，本发明优选实施例的太阳能电池模块2的剖面示意图。太阳能电池模块2也可称为光伏打电池(photovoltaic cell)模块，其包括一电路板21、至少一个太阳能电池芯片22及一散热单元23。

电路板21例如可以是一玻璃电路板、或一树脂电路板、或一陶瓷电路板、或一金属核心电路板、或一玻璃纤维电路板，在此不予以限制。电路板21并具有相对的一第一表面211及一第二表面212。其中，相对的第一表面211与第二表面212可以是实质上平行的两个表面。

太阳能电池芯片22设置在电路板21的第一表面211。太阳能电池芯片22的材料包括硅、或锗、或化合物半导体、或有机材料。太阳能电池芯片22的材质结构可以是非晶、或微晶、或复晶、或多晶、或单晶。承上，太阳能电池芯片22可例如是单晶硅、或单晶锗(Ge)、或多晶硅(multi-crystalline silicon)、或多晶锗、或复晶硅(poly-silicon)或非晶硅、或非晶锗、或微晶硅、或化合物半导体(例如III-V族或II-VI族)、或有机染敏电池(Dye-sensitized Solar Cell)等。

太阳能电池芯片22可通过焊料S或导热材表面连接(SMT)在电路板21，且焊料S或导热材直接与太阳能电池芯片22接触。在此，以太阳能电池芯片22通过焊料S表面连接在电路板21作说明，其非限制性。其中，焊料S例如可包括锡、或锡合金(例如锡镍合金)或其组合，导热材例如可以是导热膏、硅胶、或是奈米金属粒子掺杂在树脂。而通过焊料S则将原本熔融状的焊料S，经回焊(reflow)冷却后，即可固化以连结太阳能电池芯片22与电路板21。

再者，若电路板21的表面未具有金属材质，为使太阳能电池芯片22能经由焊料S与电路板21紧密连接，电路板21还可具有金属层(图中未显示)设置在第一表面211，金属层的材质可包括铜、镍、银或锡。借此，以使太阳能电池芯片22能经由焊料S确实地连接在非金属材质的电路板21的第一表面211。

散热单元23连接在电路板21的第二表面212。散热单元23例如可包括一散热鳍片、或一散热板、或一散热片、或一热管(heat pipe)或其组合。在此，散热单元23以包括散热鳍片作说明，其非限制性，散热鳍片可利用挤型制程来制作，而是一挤型散热鳍片。散热单元23可锁合、或焊接、或黏合等方式连接在电路板21，因此，散热单元23可通过螺丝锁合在电路板21，或者通过焊料S焊接在电路板21，或者通过导热材黏合在电路板21。在此，以散热单元23通过焊料S焊接在电路板21作说明，其非限制性。

同样地，若电路板21的表面未具有金属材质，为使散热单元23可经由焊料S与电路板21紧密连接，电路板21的第二表面212也可具有金属层(图中未显示)。需注意的是，金属层也可设置在散热单元23面对电路板21的表面，其中金属层可以电镀形成。换言之，散热单元23上也可设置金属层(电路板21的第二表面212与散热单元23设置金属层的地方可择一即可)，以使散热单元23能确实地连接在电路板21第二表面212。

借此，太阳能电池模块2通过连接散热单元23在电路板21上相对在太阳能电池芯片22的第二表面212。因此，通过散热单元23可提高太阳能电池模块2的散热效果，且散热单元23可利用锁合、或焊接、或黏合等方式连接在电路板21上，借此也可提高太阳能电池模块2的制作效率。

请参照图3所示，本发明优选实施例的太阳能电池模块2a的另一种态样剖面示意图。太阳能电池模块2a还可包括至少一个聚光元件24与太阳能电池芯片22对应设置。

聚光元件24例如可以是凸透镜或菲涅尔透镜(Fresnel lens)，而菲涅尔透镜可以是周期性排列的直线型菲涅尔透镜或者同心圆型菲涅尔透镜。或者，菲涅尔透镜可以是光穿透型或光反射型。在本实施例中，聚光元件24以光穿透型的菲涅尔透镜为例。

另外，电路板21a以非金属材质为例，太阳能电池芯片22通过导热材M表面连接在电路板21a，而散热单元23则通过焊料S焊接在电路板21a，且电路板21a的第二表面212可具有金属层25，以增加焊料S的附着力，使散热单元23能确实地连接在电路板21a第二表面212。当然，金属层25也可设置在散热单元23面对电路板21a的表面。

因此，通过设置太阳能电池芯片22在聚光元件24的焦点附近，则可将至少一部分外部光线聚集在太阳能电池芯片22，以降低外部光线未与太阳能电池芯片22反应即直接穿出太阳能电池模块2a的情况，从而可提高太阳能电池模块2a的光线利用率。

请参照图4所示，本发明优选实施例的太阳能电池模块2b的另一种态样剖面示意图。太阳能电池模块2b的电路板21b对应于太阳能电池芯片22还可具有至少一个开孔213，而焊料S或导热材充填在开孔213。在此，以焊料S充填在开孔213作说明，因此开孔213的孔壁上也可具有金属层25，以使焊料S能确实地连接在电路板21b。当然，电路板21b对应于太阳能电池芯片22也可以是具有多个开孔213。

因此，当太阳能电池芯片22经由焊料S连接在电路板21b第一表面211时，焊料S也会充填所述开孔213并流至电路板21b第二表面212。借此，即可同时将散热单元23焊接在电路板21b的第二表面212，进而可更进一步提高太阳能电池模块2b的制作效率。需注意者，焊料S也可不用布满整个电路板21b的第二表面212。

值得一提的是，太阳能电池模块2b也可具有多个太阳能电池芯片22及聚光元件(图中未显示)，且电路板21b对应于所述太阳能电池芯片22设置多个开孔213。借此，可提高太阳能电池模块2b的光电转换效率，以产生更高的电能输出，来增加其应用范围。

请参照图5所示，本发明优选实施例的太阳能电池模块2c的另一种态样示意图。太阳能电池模块2c包括多个聚光元件24c，且电路板21c具有多个开孔213c，太阳能电池芯片22设置在电路板21c的第一表面211，并对应于开孔213c。需注意的是，各太阳能电池芯片22对应的开孔213c数量并不限制，可以是一个或多个，在此以各太阳能电池芯片22对应多个开孔213c设置，其非限制性。

再者，所述聚光元件24c可在同一基板上滚压或射出形成，或者在不同基板上形成后，再通过拼接方式来形成，在此不予以限制。

另外，散热单元23经由开孔213c内的焊料或导热材M直接连接在太阳能电池芯片22的背侧。换言之，散热单元23位在电路板21c的第二表面212，但未与电路板21c接触。需注意的是，与散热单元23连接的焊料或导热材M可能因表面张力，而略为突出在开孔213c外的范围。

借此，除可在连接太阳能电池芯片22时，同时将散热单元23连接(利用焊接或黏合)在电路板21c的第二表面212外，更可减少焊料或导热材M的使用量，以进一步降低成本。

综上所述，依据本发明的太阳能电池模块连接散热单元在电路板上，相对在太阳能电池芯片的另一个表面。因此，通过散热单元可提高太阳能电池模块的散热效果，且散热单元可利用锁合、或焊接、或黏合等方式连接在电路板上，借此也可提高太阳能电池模块的制作效率。再者，若散热单元利用焊接或黏合等方式连接在电路板，则当太阳能电池芯片经由焊料或导热材连接在电路板第一表面时，通过电路板上对应于太阳能电池芯片设置的开孔，焊料或导热材可充填开孔并流至电路板第二表面。借此，即可同时将散热单元焊接或黏合在电路板的第二表面，进而可更进一步提高太阳能电池模块的制作效率。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在后附的权利要求中。

Claims

1.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括：

一电路板，具有相对的一第一表面及一第二表面；

至少一个太阳能电池芯片，设置在所述电路板的所述第一表面；以及

一散热单元，连接在所述电路板的所述第二表面。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述散热单元锁合、或焊接、或黏合连接在所述电路板的所述第二表面。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述散热单元通过一焊料或一导热材连接在所述电路板。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述焊料包括锡、或锡合金或其组合。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述太阳能电池芯片通过一焊料或一导热材表面连接在所述电路板。

6.根据权利要求5所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述电路板对应于所述太阳能电池芯片至少具有一开孔。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述焊料或所述导热材充填在所述开孔。

8.根据权利要求5所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述焊料或所述导热材直接与所述太阳能电池芯片接触。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述电路板还具有一金属层设置在所述第二表面。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述金属层的材质包括铜、镍、银或锡。

11.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述散热单元与所述电路板接触的表面还具有一金属层。

12.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括：

至少一个聚光元件，与所述太阳能电池芯片对应设置。

13.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括：

一电路板，具有一开孔以及相对的一第一表面及一第二表面；

至少一个太阳能电池芯片，设置在所述电路板的所述第一表面，并对应于所述开孔；以及

一散热单元，经由所述开孔内的一导热材或一焊料连接在所述太阳能电池芯片。