CN103258886A - 太阳能电池软板模块结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能电池软板模块结构及其制造方法，其中该太阳能电池软板模块结构包括一基板、一第一导电层、一第二导电层、一太阳能电池芯片、至少一第一导电线及至少一第二导电线，其中该太阳能电池芯片的面积小于第一导电层的面积，其下层电极与该第一导电层连接，而上层电极与该第二导电层连接，此结构能平整贴合于该基板上，因此能改善太阳能电池芯片在封装过程中因承受局部应力而破裂的问题，有效提高产品封装的优良率；模块化的软板结构可依使用需求做串并联结，在应用上具有弹性，可适合具有曲度的载具。

Description

太阳能电池软板模块结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池模块结构及其制造方法，尤指一种能弹性应用于具有曲度的载具，且具有较佳封装优良率的太阳能电池软板结构模块结构及其制造方法。
背景技术
图1A为传统太阳能电池模块结构连接封装方式的剖面示意图，包含一太阳能电池11，两条焊带(ribbon)12，两片EVA(乙烯-醋酸乙烯脂)膜13，以及一聚氟乙烯(Tedlar)背板14；其中该太阳能电池11的上层电极与下层电极分别电性连接于焊带12以便与外界连接，再将该太阳能电池11上下以EVA膜13及聚氟乙烯背板14组合后进行压合封装；图1B为以此传统连接方式串接的太阳能电池封装时的剖面示意图，因为太阳能电池11的下层电极与下方EVA膜13及聚氟乙烯背板14的底板中夹着焊带12，使得下层电极与EVA膜13及聚氟乙烯背板14的底板不能平整贴合，在封装压合时，太阳能电池11与焊带12之间会产生极大的局部应力，容易造成成品破裂；尤其是薄芯片太阳能电池，或材质较脆的三五族太阳能电池，更易受局部应力影响而破裂；因此成为太阳能电池生产制造优良率提升的瓶颈。
为此，为改善上述缺点，并结合具有曲度载具的封装应用，本发明的发明人提出一种太阳能电池软板模块结构及其制造方法。此模块结构与方法能使太阳能电池芯片与下方软板平整贴合，能有效提高产品封装的优良率；软板结构可适合具有曲度的载具；模块化的结构可依使用需求做串并联结，在应用上具有弹性，因此能简化制造生产的程序，进而降低生产成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种太阳能电池软板模块结构及其制造方法，使太阳能电池芯片能与下方软板平整贴合，解决太阳能电池芯片在封装过程中因承受局部应力而破裂的问题，因此能有效提高封装后的产品优良率；模块化的软板结构可依使用需求做串并联结，在应用上具有弹性，能适合各种曲度的表面，且能简化制造生产的程序，进而降低生产成本。
为达上述目的，本发明提供一种太阳能电池软板模组结构及其制造方法，包括一基板、第一导电层、一太阳能电池晶片、一第二导电层、至少一第一导电线、以及至少一第二导电线；其中该第一导电层及第二导电层皆贴合于该软板上且其之间无电性接触；该太阳能电池晶片贴合于该第一导电层上且其面积小于第一导电层的面积；该第一导电线的一端电性连接于该第一导电层上；而该第二导电线的一端电性连接于该太阳能电池上，另一端电性连接于该第二导电层。
于实施时，前述的基板由软性耐热材质组成；前述的太阳能电池晶片可为硅太阳能电池、三五族太阳能电池、二六族太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池或其他种类太阳能电池；而构成前述的第一导电层、第二导电层、第一导电线及第二导电线的材料可为金、银、铜或锡中的任一种或几种的合金、高分子导电材料或其他具有延展性的导电性材料，其中以成本较低的铜为较佳。
本发明采用上述技术方案，具有以下优点：
本发明能使太阳能电池芯片与下方软板平整贴合，能有效提高产品封装的优良率；软板结构可适合具有曲度的载具；模块化的结构可依使用需求做串并联结，在应用上具有弹性，因此能简化制造生产的程序，进而降低生产成本。
附图说明
图1A是一传统太阳能电池模块连接方式的剖面示意图；
图1B是一传统太阳能电池模块串接封装时的剖面示意图；
图2A及2B是本发明的太阳能电池软板模块结构的剖面与俯视示意图；
图3A至3E是本发明的太阳能电池软板模块制造步骤示意图；
图4A及4B是本发明的太阳能电池软板模块串联及并联接合示意图；
图5A及5B是本发明的太阳能电池软板模块串接折曲示意图；
图6A至6E是本发明的太阳能电池软板模组另一制造步骤示意图。
附图标记说明：
11-太阳能电池芯片；12-焊带；13-EVA膜；14-聚氟乙烯背板；21-基板；22-第一导电层；23-第二导电层；24-太阳能电池芯片；25-第一导电线；26-第二导电线；37-焊接材料；38-加热器；61-基板；62-第一导电层；64-太阳能电池芯片；65-第一导电线；67-焊接材料；68-加热器。
具体实施方式
本发明的太阳能电池软板模块结构中的太阳能电池芯片的下层电极与一导电层连接，再通过焊接于该导电层上的导电线对外连接，取代传统上直接以导电线与太阳能电池芯片的下层电极连接的方式，因此本发明的太阳能电池软板模块结构能平整贴合于下方基板，不会在封装过程中产生局部应力。
图2A即为本发明的太阳能电池软板模块结构剖面示意图，其包含一基板21，一第一导电层22，一第二导电层23，一太阳能电池24，至少一第一导电线25，以及至少一第二导电线26；其中该基板21由软性耐热材质组成，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalat，PET)等聚酯类或如聚酰亚胺(Polyimide，PI)等聚合物，该类聚合物是耐热度达150度以上的材质；该第一导电层22及第二导电层23由金、银、铜或锡中任一种或几种材料的合金、高分子导电材料(如聚乙炔类、聚苯硫醚类、聚苯胺类、聚噻吩类、聚吡咯类、聚噻唑类等)或其它具有延展性的导电性材料构成，其中以成本较低的铜为较佳，平整贴合于该基板21上且使第一导电层22及第二导电层23之间无电性连接；该太阳能电池芯片24的面积小于第一导电层22的面积，其下层电极平整贴合于该第一导电层22上与该第一导电层22电性连接；该太阳能电池芯片24可为硅太阳能电池、三五族太阳能电池、二六族太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池或其它种类太阳能电池；该第一导电线25的一端电性连接于该第一导电层22上；该第二导电线26的一端电性连接于该太阳能电池芯片24的上层电极，而另一端则是电性连接于该第二导电层23上；该第一导电线25及该第二导电线26由金、银、铜、或锡中的任一种或几种材料的合金、高分子导电材料(如聚乙炔类、聚苯硫醚类、聚苯胺类、聚噻吩类、聚吡咯类、聚噻唑类等)或其它具有延展性的导电性材料构成，其中以成本较低的铜为较佳。
图3A～3E为本发明的太阳能电池软板模块结构制造步骤示意图，其制造步骤如下：如图3A所示，于一基板21上，形成一第一导电层22及第二导电层23；如图3B及3C所示，于该第一导电层22上涂上焊接材料37如锡膏或银胶等，再将一面积小于该第一导电层22的太阳能电池芯片24以加热器38或用加热炉方式加热贴合于该第一导电层22上；如图3D所示，于该第一导电层22上未被该太阳能电池芯片24覆盖处涂上焊接材料，再将一第一导电线25的一端焊接于该第一导电层22上；同时于该第二导电层23上及该太阳能电池芯片24上涂上焊接材料，再将一第二导电线26的一端焊接于该太阳能电池芯片24上，另一端焊接该第二导电层上，依此步骤制造完成的太阳能电池软板模块结构如图3E所示。
上述制造步骤为太阳能电池软板模块的制造步骤，所制造的太阳能电池软板模块可进一步做串并联使用。将图3E的太阳能电池软板模块视为一个单元，图4A及4B为本发明的太阳能电池软板模块串联及并联接合示意图。串联时将一导电线的一端焊接于一太阳能电池软板模块的第一导电层，而另一端焊接于另一太阳能电池软板模块的第二导电层，重复此方式串接所需数量的太阳能电池软板模块；而并联时将一导电线的两端焊接于两个太阳能电池软板模块的第一导电层，另一导电线的两端焊接于此两个太阳能电池软板模块的第二导电层，重复此方式并接所需数量的太阳能电池软板模块。模块化的设计使太阳能电池芯片的串并联接可简化为软板的串并联接。此模块化设计可应用于各种曲度的表面，且软板尺寸可依需求弹性设计或裁切。如图5A和5B是软板模块串接折曲示意图所示，经过适当设计，此软板模块也可应用于曲折度极大的表面。
在已知应用例的情况下，也可根据本发明的精神，将复数个太阳能电池直接于一软板上做串并联组装，其制造方法包括以下步骤：于一基板上，形成复数个第一导电层，其中该复数个第一导电层之间无电性接触；于每一第一导电层上涂上焊接材料，再于每一第一导电层上加热贴合一太阳能电池晶片，其中该太阳能电池晶片的面积小于其下方第一导电层的面积；于每一太阳能电池晶片上与其下方的第一导电层上涂上焊接材料，并以至少一导电线将任两个太阳能电池晶片相互电性连接；其中将一导电线一端焊接于一太阳能电池晶片上，另一端焊接于另一太阳能电池晶片下方的第一导电层上，则形成电池串联；将一导电线两端分别焊接于两个太阳能电池晶片上，并将另一导电线的两端分别焊接于两个太阳能电池晶片下方的第一导电层上，则形成电池并联。
图6A至6E为本发明的在一个实施例中含有数个太阳能电池软板模块的制造步骤示意图。如图6A所示，于一基板61上，形成复数个第一导电层62，其中该复数个第一导电层62之间无电性接触；如图6B及6C所示，于每一片第一导电层62上涂上焊接材料，再于其上以加热器68或用加热炉方式加热贴合一太阳能电池芯片64，其中该太阳能电池芯片64的面积小于其下方的第一导电层62的面积；如图6D所示，于该太阳能电池芯片64上涂上焊接材料67如锡膏或银胶，将一导电线65的一端焊接于该太阳能电池芯片64的上层电极，再将该导电线65的另一端焊接于另一片与该太阳能电池芯片无电性接触的第一导电层62。此方法直接将基板及导电层依照使用需求设计制造，再将太阳能电池芯片贴合于其上，之后再依串并联需求焊接导电线，相当于将前述制造方法中通过导电线26与太阳能电池芯片24的上层电极连接的第二导电层23省略，直接以导电线连接太阳能电池芯片的上层电极与另一太阳能电池芯片下的第一导电层。依此步骤制造完成的软板太阳能电池串接如图6E所示。此含有复数个太阳能电池软板的模块可单独使用，亦可依照应用需求组装使用。
以上这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
综上所述，本发明提供了一种太阳能电池软板模块结构及其制造方法，确实可达到预期的目的，使太阳能电池芯片能与下方软板平整贴合，解决太阳能电池芯片在封装过程中可能承受局部应力而破裂的问题，因此能有效提高封装后的产品优良率；模块化的软板结构可依使用需求做串并联结，在应用上具有弹性，能适合各种曲度的表面，且能简化制造生产的程序，进而降低生产成本，具有产业利用的价值。

Claims (16)

1.一种太阳能电池软板模块结构，其特征在于，包括：
一基板；
一第一导电层，位于所述基板上；
一太阳能电池芯片，位于所述第一导电层上，所述太阳能电池芯片的下层电极与所述第一导电层电性连接，且所述太阳能电池芯片的面积小于所述第一导电层的面积；
一第二导电层，位于所述基板上，且与所述第一导电层无电性接触；
一第一导电线，所述第一导电线一端电性连接于所述第一导电层上；以及
一第二导电线，所述第二导电线一端电性连接于所述太阳能电池芯片的上层电极，另一端则电性连接于所述第二导电层上。
2.如权利要求1所述的太阳能电池软板模块结构，其特征在于，构成所述基板的材料为软性耐热材质。
3.如权利要求1所述的太阳能电池软板模块结构，其特征在于，构成所述第一导电层、所述第二导电层、所述第一导电线及所述第二导电线的材料为具有延展性的导电性材料。
4.如权利要求3所述的太阳能电池软板模块结构，其特征在于，所述具有延展性的导电性材料为铜、金、银或锡中任一种或几种材料的合金或高分子导电材料。
5.一种太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
于一基板上，形成第一导电层及第二导电层；
于所述第一导电层上涂上焊接材料，再将一太阳能电池芯片加热贴合于所述第一导电层上，且该太阳能电池芯片的面积小于该第一导电层的面积；
于所述第一导电层上未被所述太阳能电池芯片覆盖处涂上焊接材料，再将第一导电线的一端焊接于所述第一导电层上；以及
分别于所述第二导电层上方及所述太阳能电池芯片上方涂上所述焊接材料，再将第二导电线的一端焊接于所述太阳能电池芯片上，另一端焊接于所述第二导电层上。
6.如权利要求5所述的太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，构成所述基板的材料为软性耐热材质。
7.如权利要求5所述的太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，构成所述第一导电层、所述第二导电层、所述第一导电线及所述第二导电线的材料为具有延展性的导电性材料。
8.如权利要求7所述的太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，所述具有延展性的导电性材料为铜、金、银或锡中任一种或几种材料的合金或高分子导电材料。
9.如权利要求5所述的太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，所述焊接材料为银胶或锡膏。
10.一种含复数个太阳能电池的软板模块制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
于一基板上，形成复数个第一导电层，其中所述复数个第一导电层之间无电性接触；
于每一第一导电层上涂上焊接材料，再于每一第一导电层上加热贴合一太阳能电池晶片，其中所述太阳能电池晶片的面积小于下方第一导电层的面积；
于每一太阳能电池晶片上与下方的第一导电层上涂上焊接材料，并以至少一导电线将任两个太阳能电池晶片相互电性连接。
11.如权利要求10所述的太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，构成所述基板的材料为软性耐热材质。
12.如权利要求10所述的太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，其中以至少一导电线将任两个太阳能电池晶片相互电性连接，指将一导电线一端焊接于一太阳能电池晶片上，而导电线另一端焊接于另一太阳能电池晶片下方的第一导电层上，形成电池串联。
13.如权利要求10所述的太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，其中以至少一导电线将任两个太阳能电池晶片相互电性连接，指将一导电线两端分别焊接于两个太阳能电池晶片上，并将另一导电线的两端分别焊接于两个太阳能电池晶片下方的第一导电层上，形成电池并联。
14.如权利要求10所述的太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，构成所述导电层及所述导电线的材料为具有延展性的导电性材料。
15.如权利要求14所述的太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，所述具有延展性的导电性材料为铜、金、银或锡中任一种或几种材料的合金或高分子导电材料。
16.如权利要求10所述的太阳能电池软板模块制造方法，其特征在于，所述焊接材料为银胶或锡膏。
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