CN103258902A

CN103258902A - 处理一光伏组件的方法及光伏组件

Info

Publication number: CN103258902A
Application number: CN2012100396160A
Authority: CN
Inventors: 郭志豪; 王秋富
Original assignee: Du Pont Apollo Ltd
Current assignee: Du Pont Apollo Ltd
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-08-21

Abstract

本发明提供一种处理一光伏组件的方法及光伏组件。根据本发明的方法包含以下步骤：制备光伏组件，其包含依序形成的基板、第一电极层、光电转换结构以及第二电极层；移除光伏组件的区域中的第二电极层及光电转换结构，致使该区域的透光度大于光伏组件的原始透光度，其中该区域界定一图样；以及设置颜料层于第二电极层上，使该图样呈现颜料层的颜色。

Description

处理一光伏组件的方法及光伏组件

技术领域

本发明是关于一种处理光伏组件的方法及其结构。

背景技术

由于石化能源短缺，人们对环保重要性的认知提高。因此，人们近年来不断地积极研发替代能源与再生能源的相关技术，希望可以减少目前人类对于石化能源的依赖程度以及使用石化能源时对环境带来的影响。在众多的替代性能源与再生能源的技术中，由于太阳能本身不会产生公害且取得容易，因此太阳能发电成为替代性能源的首选。

可利用光电转换而发电的光电半导体芯片，称为光伏组件。在接受太阳光照射时，光伏组件能够将光能转换成电能，而输出电压及电流。由于上述的种种优点，此种不会对环境造成污染的能源使用发电方式，将不断被推广至各种装置及建筑上。

然而，欲应用太阳能发电的技术，一或多个不同尺寸或大小而具有光电转换功能的光伏组件通常设置于装置或建筑的表面上，以便接收光线的照射。在装置或建筑表面上的光伏组件典型地将影响其外观。因此，在实务上，需要兼具美观且有效率的太阳能发电装置。

发明内容

因此，本发明的一目的在于提供一种处理一光伏组件的方法，此方法首先制备光伏组件，依序形成基板、第一电极层、光电转换结构以及第二电极层。接着，移除光伏组件的一区域中的第二电极层及光电转换结构，致使所移除的区域的透光度大于光伏组件的原始透光度。其中所移除的区域能够界定一图样。最后，设置颜料层于图样上，使图样呈现颜料层的颜色。

依据本发明的一实施例，该光电转换结构为光伏薄膜。依据本发明的另一实施例，移除光伏组件的区域中的该第二电极层及该光电转换结构的步骤可进一步包含以下步骤：设置遮罩于基板的第一电极层上，并通过遮罩，以能量束移除区域中的第二电极层及光电转换结构。此外，于实际应用中，前述移除步骤可通过化学蚀刻来进行。

依据本发明的一实施例，颜料层可直接涂布于第二电极层上。或者，依据本发明的另一实施例，颜料层可形成于背板上，接着以颜料层朝向第二电极层的方向，结合背板与第二电极层，使該颜料层设置于图样上，使該图样呈现颜料层的颜色。

本发明的另一目的在于提供一种光伏组件。根据本发明的一具体实施例，该光伏组件可包含基板、形成于基板上的第一电极层、形成于第一电极层上的光电转换结构、以及形成于光电转换结构上的第二电极层。光伏组件还包含颜料层，设置于第二电极层上。其中光伏组件的一区域中的第二电极层及光电转换结构被移除，致使被移除的区域的透光度大于光伏组件的原始透光度，且被移除的区域界定一图样，该图样呈现颜料层的颜色。

依据本发明的一具体实施例，该光电转换结构为光伏薄膜。依据本发明的另一具体实施例，该光伏组件可包含一背板，该背板位于颜料层上。

本发明的光伏组件及其处理方法可于光伏组件的部分区域呈现具有颜色的图样，因此具有美化的优点。此外，于图样区域中移除光电转换结构仅轻微影响光伏组件的发电效率。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1A绘示依照本发明一实施例的光伏组件的立体图；

图1B绘示依照本发明一实施例的光伏组件的俯视图；

图1C绘示沿着图1B中的O-O连线的光伏组件的剖面图；

图2绘示依照本发明一实施例的光伏组件的剖面图；

图3绘示依照本发明一实施例的处理光伏组件的方法的流程图；

图4A至图4H是绘示对应图3的各步骤的光伏组件的俯视图及剖面图；

图5绘示依照本发明一实施例的处理光伏组件的方法的流程图；

图6A至图6D是绘示对应图5的各步骤的光伏组件的俯视图及剖面图；

图7A为依照本发明一实施例的光伏组件500的俯视图；

图7B为图7A的虚线框部分的放大示意图；

图7C为图7A的Q-Q剖面示意图；

图7D为图7A的R-R剖面示意图。

【主要组件符号说明】

100、200、400、500光伏组件

101、201、401、501基板

103、203、403、503第一电极层

105、205、405、505光电转换结构

107、207、407、507第二电极层

109、209、409、509颜料层

208、408背板

110、210、410区域

130、430图样

415遮罩

420能量束

450合成乙烯树脂

550P1划线

551P2划线

552P3划线

S301～S313流程步骤

具体实施方式

请参照图1A至图1C，其分别绘示依照本发明一实施例的光伏组件的立体图、俯视图及剖面图，其中图1C是沿着图1B中的O-O连线所绘制。如图1A至图1C所示，本实施例的光伏组件100包含基板101、第一电极层103、光电转换结构105、第二电极层107以及颜料层109。第一电极层103形成于基板101上；光电转换结构105形成于第一电极层103上；第二电极层107形成于光电转换结构105上；所述颜料层109涂布于区域110上，且在本实施例中有部分颜料层109的颜料被涂布于第二电极层107上。

基板101可由各种具有所欲透光度的材料制成，例如玻璃。于实务中，基板101具有可挠性，例如聚酰亚胺膜、铝箔、金属片等。第一电极层103可由透明导电氧化物(Transparent conducting oxide；TCO)制成，并涂覆于基板101上。此外，光电转换结构105为光伏薄膜，该光伏薄膜可为非晶硅薄膜、微晶硅薄膜或其组合而成的堆叠型光伏薄膜，而能够将通过基板101及第一电极层103所接收的光线转换成电能，再将电流由第二电极层107输出。

如图所示，光伏组件100的一区域110界定图样130(于本实施例中，该图样130呈现字母“A”)，且该区域110中的第二电极层107及光电转换结构105被移除，致使该区域110的透光度大于光伏组件100的原始透光度。借此，当使用者由基板101方向观看光伏组件100时，可看见呈现颜料层109的颜色的图样130。

于实际应用中，在保有光电转换功能的情况下，可选择基板101、第一电极层103、光电转换结构105、第二电极层107以及颜料层109等的材料，以调整光伏组件100的透光度。

于实际应用中，区域110可经设计以界定其它图样，不限于本实施例的字母。此外，如图1C所示，颜料层109可依据图样130而仅设置于第二电极层107的区域110内。借此，当使用者由第二电极层107方向观看光伏组件110时，也可看见呈现颜料层109的颜色的图样130。

请再参照图2，其绘示依照本发明另一实施例的光伏组件的剖面图。如图2所示，本实施例的光伏组件200同样包含基板201、第一电极层203、光电转换结构205、第二电极层207以及颜料层209。不同的是，本实施例的光伏组件200进一步包含背板208。其中颜料层209施加于背板208上，背板208再以颜料层209朝向第二电极层207的方向设置于区域210与第二电极层207上。

如前所述，本实施例的光伏组件200的一区域210中的第二电极层207及光电转换结构205同样被移除，致使区域210的透光度大于光伏组件200的原始透光度，且区域210界定一图样(未绘示)，故该图样可呈现出该颜料层209的颜色。

以下将描述本发明的处理光伏组件的方法。

现请一并参照图3及图4A至4H图，图3绘示依照本发明一实施例的处理光伏组件的方法的流程图；图4A至4H图则分别绘示对应图3的各步骤的光伏组件的俯视图及剖面图，其中图4B、图4D、图4F及图4H分别为沿着图4A、图4C、图4E及图4G中的P-P连线所绘制的剖面图。

首先，于步骤S301，制备光伏组件400，其可包含依序形成的基板401、第一电极层403、光电转换结构405以及第二电极层407。接着，于步骤S303，设置遮罩415于基板401上，以界定区域410(如图4A及图4B所示)。在本实施例中，设置遮罩415的方式可包含UV-平版印刷、网版印刷、或喷墨印刷，而将具有金属或塑胶的图样化遮罩415布置于基板401上。

接着于步骤S305，以能量束420移除区域410中的第二电极层407及光电转换结构405，致使区域410的透光度大于光伏组件400的原始透光度，其中区域410界定图样430(如图所4C及图4D示)。在本实施例中，能量束420可为经选择的激光，该激光无法穿透遮罩415，因此不影响被遮罩415覆盖的区域，仅可处理未受到遮罩415覆盖的区域410。此外，可调整激光的焦点，使其穿过而不移除区域410中的基板401及第一电极层403，而直接聚焦于光电转换结构405及第二电极层407，以移除光电转换结构405及第二电极层407，使区域410呈现图样430。

接着于步骤S307，移除基板401上的遮罩415(如图4E及图4F所示)。最后，于步骤S309，设置颜料层409于图样430上，使图样430呈现颜料层409的颜色(如图4G及图4H所示)。于实际应用中，步骤S307及S309的顺序可视情况互换。

在此实施例中，颜料层409是通过UV-平版印刷的方式，而将颜料直接涂布于第二电极层407上。但应了解，亦可使用诸如网版印刷、喷墨印刷、或括墨刀的方式来涂布颜料层409。此外，颜料层409的颜色可任选，且可在第二电极层407的不同区域设置不同颜色的颜料层409。

虽然上述的实施例是以激光来移除第二电极层及光电转换结构，但应了解，亦可使用微影蚀刻(photolithography)的方法，或诸如化学蚀刻或湿式蚀刻的方法，直接移除区域410中的第二电极层407及光电转换结构405。当使用化学蚀刻或湿式蚀刻时，可将蚀刻材料施加于第二电极层407上来进行移除步骤。

请再参照图5及图6A至图6D，图5绘示依照本发明另一实施例的处理光伏组件的方法的流程图；图6A至图6D则分别绘示对应图5的各步骤的光伏组件的俯视图及剖面图，其中图6B及图6D分别为沿着图6A及图6C中的G-G连线所绘制的剖面图。

于步骤S311，当进行前述步骤S301至S307而于光伏组件400中形成如图4E及图4F的区域410之后，可另外准备背板408，其上涂布所欲的颜料层409(如图6A及图6B所示)。于实际应用中，背板408可为玻璃，且可以UV-平版印刷、网版印刷、喷墨印刷、或括墨刀等方式将颜料层409涂布于背板408上。于实务中，步骤S311可在步骤S301之前进行，或与步骤S301至S307同时进行。

接着，于步骤313，将具有颜料层409的背板408以颜料层409朝向第二电极层407的方向，结合至光伏组件400的第二电极层407(如图6C及图6D所示)。在此实施例中，背板408是以合成乙烯树脂(Ethylene-Vinyl Acetate；EVA)450粘合至第二电极层407。然而，应了解亦可使用任何熟知的技术进行结合。此外，如图所示，颜料层409可部分填充至区域410中。

请参阅图7A至图7D，图7A为依照本发明另一实施例的光伏组件500的俯视图；图7B为图7A的虚线框部分的放大示意图；图7C为图7A的Q-Q剖面示意图；图7D为图7A的R-R剖面示意图。图7C及图7D分别示意包含区域510及不包含区域510的光伏组件500的剖面。

如图所示，光伏组件500的基板501上界定有区域510该区域界定如图7A所示的椭圆形图样，通过前述移除区域中的第二电极层507、光电转换结构505及设置颜料层509等步骤，使区域510呈现颜料层509的颜色。因此本实施例的光伏组件500同样包含基板501、第一电极层503、光电转换结构505、第二电极层507以及颜料层509。

比较图7C及7D可以发现到，本发明的光伏组件500的图样区域510内，第二电极层507与光电转换结构505(如堆叠型光伏薄膜)被移除时，会将部分光伏组件500单元间的P1划线550、P2划线551、P3划线552去除。然而，即便如此，本发明的光伏组件500仍能正常工作，无须闪避该些划线，使得图样的设计与制作上更为宽广与容易。

综上所述，由本发明所处理的光伏组件可呈现各种图样或照片，并以各种颜色表现所欲的图样，进而达成美观的效果。此外，由于界定图样的区域中的光电转换结构并未完全被移除，所以界定图样的区域仍可进行光电转换，而达成提高发电的效率。进一步，本发明所述兼具美观且有效率的太阳能发电装置能够应用至任何利用太阳能提供电力的装置及建筑上。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种处理一光伏组件的方法，其特征在于，包含以下步骤：

制备该光伏组件，其包含依序形成的一基板、一第一电极层、一光电转换结构以及一第二电极层；

移除该光伏组件的一区域中的该第二电极层及该光电转换结构，致使该区域的透光度大于该光伏组件的原始透光度，其中该区域界定一图样；以及

设置一颜料层于该图样上，使该图样呈现该颜料层的颜色。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该光电转换结构為光伏薄膜。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该移除步骤是通过能量束来进行。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该移除步骤进一步包含以下步骤：

设置一遮罩于该基板上，以界定该区域；以及

通过该遮罩，以一能量束移除该区域中的该第二电极层及该光电转换结构。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该移除步骤是通过化学蚀刻来进行。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置该颜料层的步骤是将该颜料层直接涂布于该图样上。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置该颜料层的步骤是通過一具有颜料层的背板，以该颜料层朝向该第二电极层的方向，与该第二电极层结合来进行设置。

8.一种光伏组件，其特征在于，包含：

一基板；

一第一电极层，形成于该基板上；

一光电转换结构，形成于该第一电极层上；

一第二电极层，形成于该光电转换结构上，且该第二电极层具有一图样；以及

一颜料层，设置于该图样上；

其中该光伏组件的一区域中的该第二电极层及该光电转换结构被移除，致使该区域的透光度大于该光伏组件的原始透光度，且该区域界定一图样，该图样呈现该颜料层的颜色。

9.根据权利要求8所述的光伏组件，其特征在于，该光电转换结构为光伏薄膜。

10.根据权利要求8所述的光伏组件，其特征在于，进一步包含一背板，该背板位于该颜料层上。