CN103426953A - 太阳光电模块、太阳光电膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳光电模块、其制造方法以及一种太阳光电膜，所述太阳光电模块包括：背板；设置于背板上方且邻近背板的至少一侧的多个太阳能电池；设置于背板上的第一封装材料层；设置于第一封装材料层上的第二封装材料层，第一封装材料层和第二封装材料层的界面间包括凹凸结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳光电模块，特别是涉及一种将太阳能电池设置于周边的太阳光电模块。
背景技术
太阳能电池成为能源领域的研究重点，其可被安装于房屋等建筑构件上、汽车等行动装置上、室内、甚至各种便携式电子装置上，用于将太阳光能转化为电能。
参照图1，传统的太阳光电模块的结构包括背板102、第一黏胶层104、太阳能电池106、第二黏胶层108和玻璃110。然而，此种太阳光电模块中的太阳能电池位于整个模块中央，电池本身的存在会阻碍光线的穿透，而限制了某些应用。另外，此种太阳光电模块的封装结构也存在许多封装损失，如空气与玻璃间的反射损失、太阳电池表面与黏胶的反射损失及背板反射光损失，而降低发电功率。
因此，需要一种新颖的太阳光电模块，具有良好的捕捉导光设计，以提升发电效率，并増加产品的应用性。
发明内容
根据所述，本发明提供一种太阳光电模块，包括：背板；多个太阳能电池，设置于背板上方且邻近背板的至少一侧；第一封装材料层，设置于背板上；第二封装材料层，设置于第一封装材料层上，其中第一封装材料层和第二封装材料层的界面间包括凹凸结构(texture)。
本发明提供一种太阳光电模块的制造方法，包括：提供背板；设置多个太阳能电池于背板上方，且邻近背板的至少一侧；于背板上形成第一封装材料层；以一模具对第一封装材料层进行层压，在一光波导区中形成凹凸结构；于第一封装材料层上形成第二封装材料层；及提供光学板，贴合第二封装材料层。
本发明提供一种太阳光电膜，包括：背板；多个太阳能电池，设置于背板上方且邻近背板的第一侧；第一封装材料层，设置于背板上；及第二封装材料层，设置于第一封装材料层上，其中，所述太阳能电池之间定义出一光波导区，在光波导区中，第一封装材料层和第二封装材料层的界面间包括凹凸结构。
附图说明
为了使本发明的特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，详细说明如下：
图1显示传统太阳光电模块的剖面图。
图2A显示本发明一个实施例的太阳光电模块的平面图。
图2B显示沿图2AI-I’剖面线的剖面图。
图3显示本发明一个实施例的太阳光电模块的剖面图。
图4显示本发明一个实施例的太阳光电模块的剖面图。
图5A显示本发明一个实施例的太阳光电模块的平面图。
图5B显示本发明一个实施例的太阳光电模块的平面图。
图5C显示本发明一个实施例的太阳光电模块的平面图。
图6显示本发明一个实施例的太阳光电模块600的平面图。
图7显示本发明一个实施例的太阳光电模块700的平面图。
图8A显示本发明一个实施例的太阳光电膜的平面图。
图8B显示沿图8AI-I’剖面线的剖面图。
图9显示本发明一个实施例的太阳光电膜的剖面图。
具体实施方式
以下详细讨论实施本发明的实施例。可以理解的是，实施例提供许多可应用的发明概念，其可以较广的变化实施。所讨论的特定实施例仅用来揭示使用实施例的特定方法，而不用来限定揭示的范畴。
以下内文中的“一实施例”是指与本发明至少一个实施例相关的特定图样、结构或特征。因此，以下“在一实施例中”的叙述并不是必然指同一实施例。另外，在一或多个实施例中的特定图样、结构或特征可以适当的方式结合。值得注意的是，本说明书的附图并未按照比例绘示，其仅用来揭示本发明。
图2A示出本发明一个实施例的太阳光电模块的平面图。图2B示出沿图2A的I-I’剖面线的剖面图。以下根据图2A和图2B描述本实施例的太阳光电模块的制造方法。参照图2A和图2B，提供一背板202，背板202可以为玻璃、金属、半导体或塑料基板，其中半导体可以是硅、锑化镉、铜铟硒化物、铜铟镓硒化物或砷化镓。于背板202上形成第一封装材料层204，在本发明一实施例中，第一封装材料层204可以为聚乙烯醋酸乙烯酯(简称EVA)。后续，提供一模具(未绘示)，其中模具上包括一离型膜(未绘示)，利用所述模具对第一封装材料层204进行层压工艺，并以加热装置对第一封装材料层204加热，形成凹凸结构(texture)208。于第一封装材料层204上贴附多个太阳能电池206，且各太阳能电池206邻近太阳光电模块200的第一侧212、第二侧214、第三侧216和第四侧218，构成一框形结构。因此，如图2B所示，第一封装材料层204位于太阳能电池206和背板202间。其后，于第一封装材料层204和太阳能电池206上形成第二封装材料层210，在本发明一实施例中，第二封装材料层210与第一封装材料层204为相同的材料。后续，于第二封装材料层210上贴附一诸如玻璃的光学板220。
太阳光电模块200内部被多个太阳能电池206围绕区隔出一光波导区222，本实施例是在光波导区222中包括设置于第一封装材料层204和第二封装材料层210间的凹凸结构208。通过此光波导区222的凹凸结构208，提高光线反射的角度，可利用零深度效应(zero depth effect)的高反射角，使光线水平传导至位于太阳光电膜组外围的太阳能电池206，增加光捕捉，提高发电效率。
图3示出本发明另一实施例的太阳光电模块300的剖面图。本实施例与图2B太阳光电模块200的差异仅在于凹凸结构302位于封装材料层的位置。不同于图2B太阳光电模块的凹凸结构208位于太阳能电池206的下方，本实施例的凹凸结构302位于太阳能电池206的上方，且第一封装材料层204具有一部分，位于太阳能电池206上方。如图3所示，本实施例的凹凸结构302可提高光线折射的角度，使光线水平传导至位于太阳光电膜外围的太阳能电池，增加发电效率。
图4示出本发明另一实施例的太阳光电模块的剖面图。本实施例与图2B太阳光电模块的差异仅在于凹凸结构的数量和位置。参照图4，本实施例的太阳光电模块的制造方法包括：提供一背板402，背板402可以为玻璃、金属、半导体或塑料基板，其中半导体可以是硅、锑化镉、铜铟硒化物、铜铟镓硒化物或砷化镓。于背板402上形成第一封装材料层404，在本发明一实施例中，第一封装材料层404可以为聚乙烯醋酸乙烯酯(简称EVA)。后续，提供一模具(未绘示)，其中模具上包括一离型膜(未绘示)，利用所述模具对第一封装材料层404进行层压工艺，并以加热装置对第一封装材料层404加热，于光波导区420形成第一凹凸结构410。于第一封装材料层404上贴附多个太阳能电池408，且各太阳能电池408邻近太阳光电模块的第一侧、第二侧、第三侧和第四侧，构成一框形结构。其后，于第一封装材料层404和太阳能电池408上形成第二封装材料层412，在本发明一实施例中，第二封装材料层412与第一封装材料层404为相同的材料。利用所述模具对第二封装材料层412进行层压工艺，并以加热装置对第二封装材料层412加热，形成第二凹凸结构414。于第二封装材料层412上形成第三封装材料层416。后续，于第三封装材料层416上贴附一诸如玻璃的光学板418。如图4所示，本实施例的第一凹凸结构410和第二凹凸结构414可提高光线422折射的角度，使光线422水平传导至位于太阳光电膜组外围的太阳能电池408，增加发电效率。值得注意的是，本发明不限定太阳光电模块的凹凸结构的数量和位置，本发明可包括更多的凹凸结构(例如可包括1～99个或更多个凹凸结构)，位于封装材料层中。
图5A示出本发明另一实施例的太阳光电模块的平面图。本实施例与图2A太阳光电模块的差异仅在于太阳能电池500的位置。不同于图2A太阳光电模块的太阳能电池206邻近于太阳光电模块的第一侧、第二侧、第三侧和第四侧，本实施例的太阳能电池500邻邻近于太阳光电模块的第三侧504。
图5B示出本发明另一实施例的太阳光电模块的平面图。本实施例与图2A太阳光电模块的差异仅在于太阳能电池500的位置，本实施例的太阳能电池500邻近于太阳光电模块的第一侧502和第三侧504。图5C示出本发明又另一实施例的太阳光电模块的平面图，本实施例的太阳能电池500邻近于太阳光电模块的第一侧502、第三侧504和第四侧506。
为进一步了解太阳能电池500的分布和集光效率的关系，经发明人实验得到以下数据：图5A太阳光电模块的功率增益为22.22%，图5B太阳光电模块的功率增益为16.17%，图5C太阳光电模块的功率增益为17.36%，图2A太阳光电模块的功率增益为16.52%。
图6示出本发明另一实施例的太阳光电模块600的平面图。参照图6，本实施例框架分布的太阳能电池602围绕的区域内，除了光波导区604(包括凹凸结构)外，还包括光波导区604包围的矩型的无光波导区606(无包括凹凸结构)，以提高光穿透率，和增加可视面积。为进一步了解太阳能电池602光波导区604的面积和全太阳光电模块面积比与功率增益的关系，经发明人实验得到以下数据：定义光波导区604的面积为B，全太阳光电模块面积为A，当B/A为0时，功率增益为0；当B/A为0.02时，功率增益为1.38%；当B/A为0.08时，功率增益为2.77%；当B/A为0.18时，功率增益为5.55%；当B/A为0.32时，功率增益为8.33%。
图7示出本发明另一实施例的太阳光电模块700的平面图。参照图7，本实施例框架分布的太阳能电池706围绕的区域内，包括条状间隔分布的光波导区702和无光波导区704，其中本实施例可将条状的光波导区702的宽度设置于125μm～62.5μm，低于人眼辨识的极限，使整体太阳光电模块700中太阳能电池706围绕的区域为可透视的。为进一步了解光波导区702的面积和无光波导区704面积比与功率增益的关系，经发明人实验得到以下数据：定义光波导区702的面积为B，无光波导区704面积为C，当C/B为0时，功率增益为16%；当B：C为1：1时，功率增益为8%；当B：C为2：1时，功率增益为5%；当B：C为2：3时，功率增益为7%；当B：C为3：2时，功率增益为7%。
图8A示出本发明一实施例的太阳光电膜800的平面图。图8B示出沿图8AI-I’剖面线的剖面图。以下根据图8A和图8B描述本实施例的太阳光电膜800的制造方法，提供一背板802，背板802可以为玻璃、金属、半导体或塑料基板，其中半导体可以是硅、锑化镉、铜铟硒化物、铜铟镓硒化物或砷化镓。于背板802上形成第一封装材料层804，在本发明一实施例中，第一封装材料层804可以为聚乙烯醋酸乙烯酯(简称EVA)。后续，提供一模具(未绘示)，其中模具上包括一离型膜(未绘示)，利用所述模具对第一封装材料层804进行层压工艺，并以加热装置对第一封装材料层804加热，于光波导区820形成凹凸结构806。于第一封装材料层804上贴附多个太阳能电池808，且各太阳能电池808邻近太阳光电膜800的第一侧812、第二侧814、第三侧816和第四层818，构成一框形结构。其后，于第一封装材料层804和太阳能电池808上形成第二封装材料层810，在本发明一实施例中，第二封装材料层810与第一封装材料804为相同的材料。
通过光波导区820的凹凸结构806，提高光线反射的角度，可利用零深度效应的高反射角，使光线水平传导至位于太阳光电膜800外围的太阳能电池808，增加光捕捉，提高发电效率。值得注意的是，本实施例太阳光电膜800可通过透明胶黏贴于建筑物的窗户玻璃上，使一般的窗户可达到发电的效果。
图9示出本发明另一实施例的太阳光电膜900的剖面图。本实施例与第8A和8B图太阳光电膜800的差异仅在于凹凸结构806的数量和位置。参照图9，本实施例的太阳光电模膜900的制造方法包括：提供一背板902，背板902可以为玻璃、金属、半导体或塑料基板，其中半导体可以是硅、锑化镉、铜铟硒化物、铜铟镓硒化物或砷化镓。于背板902上形成第一封装材料层904，在本发明一实施例中，第一封装材料层904可以为聚乙烯醋酸乙烯酯(简称EVA)。后续，提供一模具(未绘示)，其中模具上包括一离型膜(未绘示)，利用所述模具对第一封装材料层904进行层压工艺，并以加热装置对第一封装材料层904加热，于光波导区905形成第一凹凸结构908。于第一封装材料层904上贴附多个太阳能电池，且各太阳能电池906邻近太阳光电膜900的第一侧、第二侧、第三侧和第四侧，构成一框形结构。其后，于第一封装材料层904和太阳能电池906上形成第二封装材料层910，在本发明一实施例中，第二封装材料层910与第一封装材料层904为相同的材料。利用所述模具对第二封装材料层910进行层压工艺，并以加热装置对第二封装材料层910加热，形成第二凹凸结构912。于第二封装材料层910上形成第三封装材料层914。同样的，本实施例太阳光电膜900可通过透明胶黏贴于建筑物的窗户玻璃上，使一般的窗户可达到发电的效果。
为了简洁，本说明书仅描述包括一个凹凸结构和两个凹凸结构的太阳光电模块和太阳光电膜的制造方法，包括更多个凹凸结构的太阳光电模块和太阳光电膜的制作方法可由以上方法类推，举例来说，本发明图9实施例的太阳光电模块的制造方法可还包括：以一模具对该第三封装材料层进行层压，形成凹凸结构；于第三封装材料层上形成第四封装材料层；以一模具对第四封装材料层进行层压，形成凹凸结构；于第四封装材料层上形成第五封装材料层。包括更多个凹凸结构的太阳光电模块和太阳光电膜的制作方法在此不详细描述。
虽然本发明已以较佳实施例发明如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许修改与改变，因此本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (20)
1.一种太阳光电模块，包括：
背板；
多个太阳能电池，设置于该背板上方，且邻近该背板的至少一侧；
第一封装材料层，设置于该背板上；及
第二封装材料层，设置于该第一封装材料层上，该第一封装材料层和该第二封装材料层的界面间包括第一凹凸结构，
其中该太阳光电模块包括一区域，该区域邻近上述太阳能电池，或该区域被上述太阳能电池包围，且该区域中的光波导区包括该第一凹凸结构。
2.根据权利要求1所述的太阳光电模块，还包括光学板，设置于该第二封装材料层上。
3.根据权利要求1所述的太阳光电模块，其中所述太阳能电池设置于该背板上方，且邻近该背板的第一侧与第二侧。
4.根据权利要求3所述的太阳光电模块，还包括多个太阳能电池，设置于该背板上方，且邻近该背板的第三侧。
5.根据权利要求4所述的太阳光电模块，还包括多个太阳能电池，设置于该背板上方，且邻近该背板的第四侧，该些太阳能电池构成一框形结构。
6.根据权利要求1所述的太阳光电模块，其中该第一封装材料层和该第二封装材料层包括相同的材料。
7.根据权利要求6所述的太阳光电模块，其中该第一封装材料层和该第二封装材料层包括聚乙烯醋酸乙烯酯。
8.根据权利要求1所述的太阳光电模块，其中该第一封装材料层位于上述太阳能电池和该背板间。
9.根据权利要求1所述的太阳光电模块，其中第一封装材料层具有一部分，位于上述太阳能电池上方。
10.根据权利要求1所述的太阳光电模块，还包括多个封装材料层，设置于该第二封装材料层与该光学板间，其中该些封装材料层的界面间包括凹凸结构。
11.根据权利要求1所述的太阳光电模块，其中该光波导区进一步包围一无光波导区，该无光波导区中不包括该凹凸结构。
12.根据权利要求1所述的太阳光电模块，其中该区域还包括一无光波导区，该无光波导区不包括该第一凹凸结构。
13.根据权利要求1所述的太阳光电模块，其中该光波导区和该无光波导区是条状，且该光波导区和该无光波导区是条状是间隔排列。
14.根据权利要求13所述的太阳光电模块，其中该光波导区的条状宽度介于125μm至62.5μm之间。
15.一种太阳光电模块的制造方法，包括：
提供背板；
形成第一封装材料层于该背板上；
设置多个太阳能电池于该背板上方，且邻近该背板的至少一侧；
以一模具对该第一封装材料层进行层压，形成第一凹凸结构；
于该第一封装材料层上形成第二封装材料层；及
提供一光学板，贴合该第二封装材料层。
16.根据权利要求15所述的太阳光电模块的制造方法，还包括：
以一模具对该第二封装材料层进行层压，在该光波导区中形成凹凸结构；及
于该第二封装材料层上形成第三封装材料层。
17.根据权利要求15所述的太阳光电模块的制造方法，其中该第一封装材料层和该第二封装材料层包括相同的材料。
18.根据权利要求17所述的太阳光电模块的制造方法，其中该第一封装材料层和该第二封装材料层包括聚乙烯醋酸乙烯酯。
19.根据权利要求15所述的太阳光电模块的制造方法，其中该模具上包括离型膜。
20.根据权利要求15所述的太阳光电模块的制造方法，还包括设置多个太阳能电池于邻近该背板的第二侧、第三侧和第四侧的位置，该些太阳能电池构成一框形结构。
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