CN102655177A - Iii-v族太阳能电池封装件及其制法 - Google Patents

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Abstract

一种III-V族太阳能电池封装件及其制法，包括：提供一具有相对第一侧及第二侧的太阳能电池；在所述太阳能电池的第一侧上形成第一绝缘层，且在所述太阳能电池的第二侧上形成第二绝缘层；在所述第一绝缘层上形成透光层，且在所述第二绝缘层上形成防护层；以及压合所述透光层及防护层，令所述第一绝缘层黏接所述透光层与太阳能电池，且所述第二绝缘层黏接所述防护层与太阳能电池，从而利用所述绝缘层、透光层、及防护层具有的可挠性，形成具有可挠性的太阳能电池封装件。本发明还提供一种太阳能电池封装件。

Description

III-V族太阳能电池封装件及其制法
技术领域
本发明涉及一种电池封装件及其制法，尤指一种太阳能电池封装件及其制法。
背景技术
目前太阳能电池的封装目的主要是保护太阳能电池及连结的焊线，使电池及焊线不受空气中水份、其他化合物的侵蚀及灰尘等的侵害，而可提升转换效率，并延长封装件的使用寿命。太阳能电池的电能产生是利用光线撞击电池作用面，使自由电子脱离而产生电流；其中，具有高透光率的材料易使光通过，因此封装材料的透光率极为重要。
图1是已知太阳能电池封装件1的示意图。其制作方法为首先将太阳能电池10固定在基板11上，且通过焊线100相互电性连接，接着，在所述基板11上形成环氧树脂基封装材料12，再利用紫外线、红外线或真空方式除去气泡及硬化所述封装材料12，即完成封装制程。
但是，已知太阳能电池封装件1因具有基板11而使其重量过重及厚度过厚，且无法弯曲或弯曲率不佳，导致无法满足微小化的需求，且仅能作为平板式产品应用，而无法用于弧线型产品。
再者，环氧树脂基封装材料12经长期使用后，其表面易变黄变暗而影响光的透过率，造成所述太阳能电池10的转换效率不佳。
因此，如何克服前述现有技术的种种问题，实为业界急迫的需求。
发明内容
鉴于上述已知技术的缺陷，本发明目的之一在于提供一种具有可挠性的太阳能电池封装件及其制法。
本发明的另一目的在于提供一种薄化太阳能电池封装件及其制法。
为实现上述及其他目的，本发明揭露一种III-V族太阳能电池封装件的制法，包括：提供一其上设有隔离层的基板；在所述隔离层上形成作用层单元，且所述作用层单元具有结合至所述隔离层上的第一表面及相对的第二表面，并在所述第二表面上形成底层，且形成所述作用层单元的材料为III-V族化合物；移除基板；移除隔离层，露出所述作用层单元的第一表面；在所述作用层单元的第一表面上形成电极，再在所述底层上形成一承载件，以形成具有相对第一侧及第二侧的太阳能电池；在所述太阳能电池的第一侧上形成第一绝缘层，且在所述太阳能电池的第二侧形成第二绝缘层；在所述第一绝缘层上形成透光层，且在所述第二绝缘层上形成防护层，使所述第一及第二绝缘层分别夹在所述太阳能电池与透光层之间、及太阳能电池与防护层之间；以及真空加热且压合所述透光层及防护层，令所述第一绝缘层黏接所述透光层与太阳能电池，且所述第二绝缘层黏接所述防护层与太阳能电池。
所述制法中，可使复数个所述太阳能电池在形成所述绝缘层之前先进行串联或并联。
所述制法还包括在移除所述隔离层之后，先在所述底层上形成承载件，再形成所述电极。
所述制法中，所述透光层是含可挠材料或是不可挠材料，例如：属于可挠材料的四氟乙烯与六氟乙烯共聚物(Fluorinated ethylenepropylene，FEP)或属于不可挠材料的玻璃。
所述制法中，所述第一绝缘层及第二绝缘层可为乙烯-乙酸乙烯酯(ethylene-vinyl acetate，EVA)材料或环氧树脂(Epoxy)材料，也可包含上述材料，但不局限上述材料，凡可接合透光层及太阳能电池的材料皆适用，并通过此绝缘层黏接透光层与太阳能电池。
本发明还揭露一种III-V族太阳能电池封装件，包括：太阳能电池，具有相对的第一侧及第二侧，包括：作用层单元，具有相对的第一表面及第二表面，且形成所述作用层单元的材料为III-V族化合物；电极，设在所述作用层单元的第一表面上；及底层，设在所述作用层单元的第二表面上；第一绝缘层，设在所述太阳能电池的第一侧上；第二绝缘层，设在所述太阳能电池的第二侧上；透光层，设在所述第一绝缘层上，使所述第一绝缘层夹在所述太阳能电池与透光层之间；以及防护层，设在所述第二绝缘层上，使所述第二绝缘层夹在所述太阳能电池与防护层之间。
所述太阳能电池封装件中，所述太阳能电池有复数个，并以串联或并联方式电性连接。
另一实施例中，所述的太阳能电池还包括承载件，设在所述底层上，使所述底层位于所述作用层单元与所述承载件之间。
所述太阳能电池封装件中，所述透光层是含可挠材料或是不可挠材料，例如：属于可挠材料的四氟乙烯与六氟乙烯共聚物或属于不可挠材料的玻璃。
所述太阳能电池封装件中，所述防护层含透光材料或反光材料，例如：聚氟乙烯(Poly Vinyl Flouride，PVF)或玻璃为透光材料、聚氟乙烯复合膜(Tedlar/Polyester/Tedlar，TPT)为反光材料。
由上可知，本发明III-V太阳能电池封装件及其制法，是在所述太阳能电池的两侧上分别压合绝缘层与透光层、及绝缘层与防护层，利用所述绝缘层、透光层和防护层具有的可挠性，达到具有可挠性的目的。
再者，利用所述绝缘层及透光层具有高透明度的特性，使所述绝缘层与透光层经长期使用后均保持正常光透过率，使得所述太阳能电池仍可维持正常转换效率。
而且，本发明通过移除所述基板来降低太阳能电池的厚度，因而无需使用如已知技术中的基板，使本发明有效降低整体结构的重量及厚度，可达到轻薄的目的。
附图说明
图1是已知太阳能电池封装件的剖视示意图；
图2A至图2C是本发明III-V族太阳能电池封装件的制法的剖面示意图；图2A′是图2A的另一实施例；以及
图3A至图3E是本发明所述太阳能电池工艺的剖面示意图。
【主要元件符号说明】
1、2    太阳能电池封装件
10、20、20′  太阳能电池
100、200      焊线
11、30        基板
12            封装材料
20a           第一侧
20b           第二侧
21a           第一绝缘层
21b           第二绝缘层
22            四氟乙烯与六氟乙烯共聚物(FEP)层
23            聚氟乙烯复合膜(TPT)层
31            隔离层
32            作用层单元
32a           第一表面
32b           第二表面
320           作用层
33            底层
34            电极
35            承载件。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，该领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易了解本发明的其他优点及功效。
图2A至图2C是本发明III-V族太阳能电池封装件2的制法。
如图2A所示，首先，提供一具有相对的第一侧20a及第二侧20b的太阳能电池20；另一实施例中，如图2A′所示，可将复数个太阳能电池20′，通过如焊线200的导电元件进行串联，也可进行并联电性连接(图中未表示)。
如图2B所示，接着，在所述太阳能电池20的第一侧20a及第二侧20b上分别形成第一绝缘层21a及第二绝缘层21b，形成所述第一及第二绝缘层21a、21b的材料为乙烯-乙酸乙烯酯(ethylene-vinyl acetate，EVA)；利用EVA材料高透明度的特性，可增加吸收光能的效率，以增加转换电流的流量。
如图2C所示，再在所述第一绝缘层21a上形成四氟乙烯与六氟乙烯共聚物(FEP)层(透光层)22，使所述第一绝缘层21a夹在所述太阳能电池20与FEP层22之间，且所述FEP是一般俗称的特氟龙(Teflon)。在第二绝缘层21b上另外形成聚氟乙烯复合膜(TPT)(防护层)23，使所述第二绝缘层21b夹在所述太阳能电池20与TPT层23之间，且所述TPT是俗称的背膜(Backsheet)。
最后，在真空下进行加压及加热步骤，以压合所述太阳能电池20的第一及第二侧20a、20b上方的FEP层22及TPT层23，使所述第一绝缘层21a黏接所述FEP层22与太阳能电池20，而所述第二绝缘层21b黏接所述TPT层23与太阳能电池20。
本发明在所述太阳能电池20的两侧上压合所述第一绝缘层21a及所述FEP层22和所述第二绝缘层21b及所述TPT层23，利用所述EVA层、FEP层22、及TPT层23具有的可挠性，使所述太阳能电池封装件2具有可挠性，与已知技术相比，本发明不仅能作为平板式产品应用，也能应用于弧线型产品。
再者，利用所述EVA层及FEP层22具有高透明度的特性、及所述EVA层与所述FEP层22两者的结合性质，经长期使用后，所述EVA层与FEP层22均不会变黄或变暗，因此，所述EVA层与FEP层22均可保持光透过率，使所述太阳能电池20的转换效率维持正常状态。
此外，本发明无需使用如已知技术中的基板，有效降低整体结构的重量及厚度，因而达到轻薄的目的。
另外，在所述太阳能电池20的两侧上压合薄膜结构，可降低材料及制作成本。
图3A至图3E是所述太阳能电池20的工艺。
如图3A所示，首先，提供一其上设有隔离层31的基板30，在所述隔离层31上形成作用层单元32，且所述作用层单元32具有结合至所述隔离层31上的第一表面32a及相对的第二表面32b，并在所述第二表面32b上形成底层33，且形成所述底层33的材料为高分子聚合物、金属或聚合物与金属的合成物，其中，所述高分子聚合物(polymer)可例如为Kapton，而所述金属可例如为金(Au)、铜(Cu)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、银(Ag)、钨(W)或其它合金。再者，所述作用层单元32具有至少一作用层320，或可为如图所示的两层，也可由单层或更多层构成作用层单元32，且形成所述作用层单元32的材料为III-V族化合物。
如图3B所示，进行剥离(lift-off)工艺，移除所述基板30。
如图3C所示，移除所述隔离层31，露出所述作用层单元32的第一表面32a。本发明太阳能电池20通过移除所述基板30与隔离层31，有助于降低整体封装件的重量及厚度。
如图3D所示，在所述作用层单元32的第一表面32a上形成电极34。
如图3E所示，可将承载件35接在所述底层33上。
本发明通过剥离工艺将厚度最大的基板30移除，制成薄膜式太阳能电池20，有效降低其厚度，而满足微小化的需求。
本发明还提供一种太阳能电池封装件2，包括：具有相对第一侧20a及第二侧20b的太阳能电池20、分别设在所述太阳能电池20的第一侧20a及第二侧20b上的第一绝缘层21a及第二绝缘层21b、设在所述第一绝缘层21a上的FEP层(透光层)22、以及设在所述第二绝缘层21b上的TPT层(防护层)23。
所述的太阳能电池20的形式为III-V族，包括：由III-V族化合物组成且具有相对的第一表面32a及第二表面32b的作用层单元32、设在所述作用层单元32的第一表面32a上的电极34、以及设在所述作用层单元32的第二表面32b上的底层33。
其中一实施例中，所述太阳能电池20还包括承载件35，设在所述底层33上，使所述底层33位在所述作用层单元32与所述承载件35之间。
另一实施例中，可具有复数个太阳能电池20′，并以串联或并联方式电性连接。
综上所述，本发明III-V族太阳能电池封装件及其制法，在所述太阳能电池的第一侧上压合EVA层及FEP层、及第二侧上压合EVA层及TPT层，利用所述EVA层、FEP层及TPT层具有的可挠性，使封装件具有可挠性，且利用所述EVA层及FEP层具有高透明度的特性，所述EVA层与FEP层经长期使用后均保持正常光透过率，使所述太阳能电池仍可维持正常转换效率。
此外，本发明通过EVA层及FEP层、及EVA层及TPT层压合太阳能电池，以降低整体结构的重量及厚度，有效达到轻薄的目的。
上述实施例用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何该领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如前述权利要求书中所列。

Claims (12)

1.一种III-V族太阳能电池封装件的制法，包括：
提供一其上设有隔离层的基板；
在所述隔离层上形成作用层单元，且所述作用层单元具有结合至所述隔离层上的第一表面及相对的第二表面，并在所述第二表面上形成底层，且形成所述作用层单元的材料为III-V族化合物；
移除所述基板；
移除所述隔离层，露出所述作用层单元的第一表面；
在所述作用层单元的第一表面上形成电极，再在所述底层上形成一承载件，以形成具有相对第一侧及第二侧的太阳能电池；
在所述太阳能电池的第一侧上形成第一绝缘层，且在所述太阳能电池的第二侧上形成第二绝缘层；
在所述第一绝缘层上形成透光层，且在所述第二绝缘层上形成防护层，使所述第一绝缘层夹在所述太阳能电池与透光层之间，且所述第二绝缘层夹在所述太阳能电池与防护层之间；以及
真空加热且压合所述透光层及防护层，令所述第一绝缘层黏接所述透光层与太阳能电池，且所述第二绝缘层黏接所述防护层与太阳能电池。
2.如权利要求1所述的III-V族太阳能电池封装件的制法，其特征在于，所述太阳能电池有复数个，在形成所述第一绝缘层及第二绝缘层之前，先进行串联或并联。
3.如权利要求1所述的III-V族太阳能电池封装件的制法，其特征在于，形成所述透光层的材料为四氟乙烯与六氟乙烯共聚物或玻璃。
4.如权利要求1所述的III-V族太阳能电池封装件的制法，其特征在于，所述透光层是含可挠材料或是不可挠材料。
5.如权利要求1所述的III-V族太阳能电池封装件的制法，其特征在于，形成所述第一绝缘层及第二绝缘层的材料为乙烯-乙酸乙烯酯材料或环氧树脂材料。
6.一种III-V族太阳能电池封装件，包括：
太阳能电池，具有相对的第一侧及第二侧，且包括：
作用层单元，具有相对的第一表面及第二表面，且形成所述作用层单元的材料为III-V族化合物；
电极，设在所述作用层单元的第一表面上；及
底层，设在所述作用层单元的第二表面上；
第一绝缘层，设在所述太阳能电池的第一侧上；
第二绝缘层，设在所述太阳能电池的第二侧上；
透光层，设在所述第一绝缘层上，使所述第一绝缘层夹在所述太阳能电池与透光层之间；以及
防护层，设在所述第二绝缘层上，使所述第二绝缘层夹在所述太阳能电池与防护层之间。
7.如权利要求6所述的III-V族太阳能电池封装件，其特征在于，所述太阳能电池有复数个，并以串联或并联方式电性连接。
8.如权利要求6所述的III-V族太阳能电池封装件，其特征在于，形成所述透光层的材料为四氟乙烯与六氟乙烯共聚物或玻璃。
9.如权利要求6所述的III-V族太阳能电池封装件，其特征在于，所述透光层是含可挠材料或是不可挠材料。
10.如权利要求6所述的III-V族太阳能电池封装件，其特征在于，形成所述第一绝缘层及第二绝缘层的材料为乙烯-乙酸乙烯酯材料或环氧树脂材料。
11.如权利要求6所述的III-V族太阳能电池封装件，其特征在于，形成所述防护层的材料含透光材料或反光材料。
12.如权利要求6所述的III-V族太阳能电池封装件，其特征在于，形成所述防护层的材料为聚氟乙烯、聚氟乙烯复合膜材料或玻璃。
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