CN105553417A - 具固态电池的太阳能电池模块 - Google Patents

Abstract

一种具固态电池的太阳能电池模块，包括一太阳光发电模块、一透光保护层、一电路板及一固态电池组，该太阳光发电模块呈平板状，在太阳光发电模块的两端分别形成一正电极及一负电极；该电路板的项面贴附在太阳光发电模块的底面，电路板上的电路布局能与该正电极及负电极相电气连接，电路板上的电路布局是在邻近其周缘的位置形成至少一组接点；该固态电池组设于该电路板的底面，该固态电池组的正负极则分别与该正极接点及该负极接点相电气连接，如此，该固态电池组即能通过该电路板的电路，接收该太阳光发电模块传来的电能，并予以储存，且能将其内所储存的电能，稳定地输出至一负载或一电力网络。据此，即能有效提升供应电量的稳定性，且大幅提升有效提升安装效率及其所能应用的层面。

Description

具固态电池的太阳能电池模块

技术领域

本发明是关于太阳能电池模块，尤指具固态电池的太阳能电池模块，以提升供应电量的稳定性，增加用电的安全性，且尚能大幅提升在移动与架设该太阳能电池模块的方便性及弹性，进而有效提升安装效率及其所能应用的层面。

背景技术

近年来，全球气候的恶劣变迁，导致各地天灾不断地发生，使得各国政府无不积极投入再生能源的开发，以期减少传统能源(如：石化、核能)在二氧化碳上的排放量，并降低温室效应对地球环境的影响。在各种再生能源中，太阳能是各国竞相发展，且最具潜力的再生能源之一，故自从公元1945年第一个用于太阳能发电的太阳能硅晶圆(Solarcell)被制造出来后，随着各种相关技术的愈益进步，太阳能发电的相关模块的成本也随着降低，加上近年来人们对干净又安全无虞的能源愈加渴望，使得各国政府得以有计划地将太阳能发电设备广泛地应用在人们的生活周遭中，如：太阳能供电的LED路灯、交通指示号志…等，甚至，各国政府尚计划将太阳能发电设备推广至家庭用电上，如：中国台湾“再生能源发展条例”第9条规定，对于民众所生产的再生能源电力，以优惠固定价格、长期保障收购，故如果民众在家中设置能与市电并联的一太阳能发电系统(grid-connectedphotovoltaicsystem，即把太阳能硅晶圆的发电设备与传统的电力网络相连结)的话，即可将剩余的电力，以优惠价格回售给电力公司，除节省电费外，还可以额外赚取电费，贴补设置太阳能发电系统的费用。

查，太阳能硅晶圆是一种能量转换的光电元件，其能经由被太阳光照射后，把光的能量转换成电能，故常被制作成一太阳能板，以供一负载使用，或并联至一电力网络，惟，由于该太阳能板需通过太阳光的照射，才能致使太阳能板发电，故其发电量必然会受到设置地点及当下天气状况的影响，而有显著的变化，如：白天与晚上、晴天与阴天之间，阳光照射量的差别，即会显著地影响太阳能板当下发电量的大小，因此，此种发电方式，并无法长时间提供稳定的输出，而是间歇性地供给电力，故不仅会对所连接的负载，甚至，对后续所并联的电力网络，造成供电不足或不稳定，而容易因负载无法正常稳定运作，而危及到人们生命及财产的安全，使得人们在使用太阳能发电系统时，备受困扰。

对于上述缺点，相关厂商的解决方式，是于太阳能板与所连接的负载或电力网络之间，额外增设一储电池组，请参阅图1所示的已知太阳能发电系统1，一太阳光发电模块11是能相互并排且电气连接在一起，以形成一预订大小的太阳能板12，该太阳能板12是能供一负载或一电力网络连接，以将该太阳光发电模块11所产生的电能，输出至该负载或该电网，其中，该储电池组13是设于该太阳能板12与该负载或电力网络之间，以利用该储电池组13，先储存该太阳光发电模块11所产生的电能，再将储存的电能稳定地输出至该负载或该电力网络，如此，即可减少对该负载或该电力网络的冲击，并大幅增加用电的稳定性及安全性，惟，一般言，该储电池组13均是采用多个体积大又笨重的水性电解质电池131组成，如：铅酸电池(lead-acid)，故，整体体积及重量不仅极为庞大，亦相对提高了相关厂商在移动与架设该太阳能发电系统1时的困难度，除导致安装效率极为低落外，亦大大地限制了已知太阳能发电系统1所能被应用的层面。

故，如何针对前述缺点，设计出一种轻薄短小的太阳能电池模块，以有效提升安装效率及其所能应用的层面，即成为相关业者的重要课题，亦为本发明在此亟欲解决的重要问题。

发明内容

有鉴于已知太阳能发电系统在移动及架设时，所发生的前述问题，发明人乃凭借着多年来的实务经验，并经过多次的实验及测试后，终于设计出本发明的一种具固态电池的太阳能电池模块，期能有效改善前述的诸多缺点。

本发明的一目的，是提供一种具固态电池的太阳能电池模块，该太阳能电池模块是能相互并排且电气连接在一起，以形成一预订大小的太阳能电池板，该太阳能电池板是能供一负载或一电力网络连接，以将该太阳能电池模块所产生的电能，输出至该负载或该电力网络；该太阳能电池模块包括一太阳光发电模块、一透光保护层、一电路板及一固态电池组，该太阳光发电模块是由多个光电元件所组成，相邻的所述光电元件的正负极间是以相互串联方式，依序电气连接，以形成平板状的该太阳光发电模块，且在该太阳光发电模块的两端分别形成一正电极及一负电极；该透光保护层是披覆在该太阳光发电模块的顶面，以保护所述光电元件，且确保太阳光能照射至所述光电元件的顶面，以令所述光电元件能将照射于其顶面的太阳光，转换成电能，且通过该正电极及负电极，传送出去；该电路板的构形是对应于该太阳光发电模块及透光保护层的构形，该电路板的顶面是贴附在该太阳光发电模块的底面，能用以支撑该太阳光发电模块的结构，该电路板自上而下依序是由一上层电路、一树脂基板及一下层电路组合而成，其中，该上层电路是与该下层电路相电气连接，且其上的电路布局能与该正电极及负电极相电气连接，进而使所述光电元件能通过该上层电路，与该下层电路的电路布局形成电气连接，该下层电路的电路布局是在邻近其周缘的位置形成至少一组接点，各组接点包括一正极接点及一负极接点的组合；该固态电池组是由多个固态电池所组成，所述固态电池是设于该电路板的底面，且相邻的所述固态电池的正负极间是以相互串联方式，依序电气连接，该固态电池组的正负极则分别与该正极接点及该负极接点相电气连接，如此，该固态电池组即能通过该下层电路，接收该上层电路传来的电能，并予以储存，且能将其内所储存的电能，稳定地输出至该负载或该电网。

如此，业者仅需通过在该太阳光发电模块上增设所述固态电池，即能有效避免该太阳光发电模块因为天气的阴晴不定，而将起伏不定的电量，直接输出至该负载或该电力网络，故，能有效提升供应电量的稳定性，以减少对该负载及该电网的冲击，并且能增加用电的安全性；再者，由于，所述固态电池远较传统太阳能发电系统上所连接的铅酸电池，具有更小的体积及更轻的重量，故尚能大幅提升相关厂商在移动与架设该太阳能电池模块的方便性及弹性，进而有效提升安装效率及其所能应用的层面。

附图附图说明

为使审查员能对本发明目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，以下结合实施例配合附图，详细说明如下，其中：

图1是已知太阳能发电系统的示意图；

图2是本发明的太阳能电池模块剖面示意图；及

图3是利用四片本发明的太阳能电池模块所组装完成的一太阳能电池板的背面示意图。

具体实施方式

本发明是一种具固态电池的太阳能电池模块，请参阅图2及图3所示，在本发明的一较佳实施例中，该太阳能电池模块2是能相互并排且电气连接在一起，以形成一预订大小的太阳能电池板P，该太阳能电池板P是能供一负载或一电力网络连接，以将该太阳能电池模块2所产生的电能，输出至该负载或该电力网络，该太阳能电池模块2包括一太阳光发电模块21、一透光保护层22、一电路板23及一固态电池组24，该太阳光发电模块21是由多个光电元件211(solarcell，太阳能硅晶圆)所组成，相邻的所述光电元件211的正负极间是以相互串联方式，依序电气连接，以形成平板状的该太阳光发电模块21，且在该太阳光发电模块21的两端分别形成一正电极212及一负电极213。

请参阅图2及图3所示，该透光保护层22是由PET(polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯)的塑化材料或EVA(ethylene-vinylacetatecopolymer，乙烯/醋酸乙烯酯共聚物)的高分子材料等制成，且披覆在该太阳光发电模块21的顶面，以保护所述光电元件211，且确保太阳光能照射至所述光电元件211的顶面，以令所述光电元件211能将照射于其顶面的太阳光，转换成电能，且通过该正电极212及负电极213，传送出去；该电路板23，其构形是对应于该太阳光发电模块21及透光保护层22的构形，其顶面是贴附在该太阳光发电模块21的底面，能用以支撑该太阳光发电模块21的结构，该电路板23自上而下依序是由一上层电路231、一树脂基板232及一下层电路233组合而成，其中，该上层电路231是与该下层电路233相电气连接，且其上的电路布局能与该正电极212及负电极213相电气连接，进而使所述光电元件211能通过该上层电路231，与该下层电路233的电路布局形成电气连接，该下层电路233的电路布局是在邻近其周缘的位置形成至少一组接点，各组接点包括一正极接点25及一负极接点26的组合。

请参阅图2及图3所示，该固态电池组24是由多个固态电池241(Solid-statebattery)所组成，所述固态电池241是设于该电路板23的底面，其是呈一芯片形式，并以焊接方式(如：表面黏着技术Surface-mounttechnology或回流焊接)，固设于该电路板23的底面，并且以阵列的排列方式，布设于该电路板23的底面，此外，相邻的所述固态电池241的正负极间是通过该电路板23底面的电路布局(如图2所示的多个串接电路234)，以相互串联方式，依序电气连接，该固态电池组24的正负极则通过该电路板23底面的电路布局(如图2所示的多个接点电路235)，分别与该正极接点25及该负极接点26相电气连接，如此，该固态电池组24即能通过该下层电路233，接收该上层电路231传来的电能，并予以储存，且能将其内所储存的电能，稳定地输出至该负载或该电网。

在本发明的另一较佳实施例中，请参阅图2及图3所示，该电路板23是呈多边形(如图3所示的正方形)的板体，其中，该下层电路233的电路布局，是在邻近其周缘的每边分别形成至少一组接点，各组接点包括包括一正极接点25及一负极接点26的组合、二正极接点25的组合或二负极接点26的组合，如此，该太阳能电池模块2的电路板23能与另一太阳光发电模块21的电路板23相拼接成一体，且该太阳能电池模块2的电路板23的下层电路233在邻近其周缘的各组接点(即，二正极接点25或二负极接点26的组合)，能与相邻的另一太阳能电池模块2的电路板23的下层电路233上对应的各组接点(即，二负极接点26或二正极接点25的组合)相互串联或并联。

以上所述，仅是本发明的一具体实施例，惟，本发明在实际施作时，并不局限于此，该太阳能电池模块2及其上的电路板23，亦能依实际需要，被制作成其它多边形的板体，如：三角形、长方形或梯形等的板体，以增加其在排列组装上的弹性，并能轻易被排列组装，复请参阅图3所示，再以特制的连接器27分别连接对应的接点25、26，即能形成所需的不同形状及大小的该太阳能电池板P。

在此特别说明，本发明的固态电池241，是以一固态电解质，来取代传统水性电解质电池中的电解液，因此其体积及重量可以被大幅缩小，且该固态电池241是利用电磁效应迟滞的原理，使得该固态电池241除具备快速放电的特性外，相较于传统的铅酸电池，其更能在小空间内，储存相对较大的充电电量，举例而言，一颗固态电池241的面积大小为5毫米(mm)×4毫米(mm)，且其能储存10瓦(W)的电量，因此，假设该太阳光发电模块21具有每小时4瓦(W)发电量，且该电路板23的面积大小为156毫米(mm)×156毫米(mm)，则业者能在该电路板23上至少设置90颗的固态电池241，以使该太阳能电池模块2总共具有900瓦(W)的储电能力，亦即，在该太阳能电池模块2满载的发电状态下，可以储存225小时的发电量，故，请参阅图2及图3所示，业者仅需通过于该太阳光发电模块21下，直接增设所述固态电池241，以取代传统需额外连接水性电解质电池的储电方式，即可大幅增加该太阳能电池模块2的可移植性，并有效地扩大其可被运送安装的范围。

综上所述可知，业者仅需通过在该太阳光发电模块21上增设所述固态电池241，即能有效避免该太阳光发电模块21因为天气的阴晴不定，而将起伏不定的电量，直接输出至该负载或该电力网络，故，能有效提升供应电量的稳定性，以减少对该负载及该电网的冲击，并且能增加用电的安全性；再者，由于，所述固态电池241远较传统太阳发电系统上所连接的铅酸电池，具有更小的体积及更轻的重量，故尚能大幅提升相关厂商在移动与架设该太阳能电池模块2的方便性及弹性，进而有效提升安装效率及其所能应用的层面。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，惟，本发明所主张的权利范围，并不局限于此，按凡熟悉该项技术人士，依据本发明所揭露的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应属不脱离本发明的保护范畴。

Claims (5)

1.一种具固态电池的太阳能电池模块，包括：

一太阳光发电模块，由多个光电元件所组成，相邻的所述光电元件的正负极间以相互串联方式，依序电气连接，且在该太阳光发电模块的两端分别形成一正电极及一负电极；

一透光保护层，披覆在该太阳光发电模块的顶面；

一电路板，其构形对应于该太阳光发电模块及透光保护层的构形，其顶面贴附在该太阳光发电模块的底面，该电路板自上而下依序由一上层电路、一树脂基板及一下层电路组合而成，其中，该上层电路与该下层电路相电气连接，且其上的电路布局能与该正电极及负电极相电气连接，该下层电路的电路布局在邻近其周缘的位置形成至少一组接点，各组接点包括一正极接点及一负极接点的组合；及

一固态电池组，由多个固态电池所组成，所述固态电池设于该电路板的底面，且相邻的所述固态电池的正负极间以相互串联方式，依序电气连接，该固态电池组的正负极则分别与该正极接点及该负极接点相电气连接。

2.如权利要求1所述的具固态电池的太阳能电池模块，其中，该固态电池呈一芯片形式，并以焊接方式，固设于该电路板的底面。

3.如权利要求2所述的具固态电池的太阳能电池模块，其中，所述固态电池以阵列的方式，布设于该电路板的底面。

4.如权利要求1、2或3所述的具固态电池的太阳能电池模块，其中，该电路板呈多边形的板体。

5.如权利要求4所述的具固态电池的太阳能电池模块，其中，该太阳能电池模块的电路板能与另一太阳光发电模块的电路板相拼接成一体，且该太阳能电池模块的电路板的下层电路在邻近其周缘的各组接点，能与相邻的另一太阳光发电模块的电路板的下层电路上对应的各组接点相互串联或并联。