CN106531819A - 太阳能电池用封装膜及制法、太阳能电池模块封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池用封装膜及其制造方法、以及具有所述太阳能电池用封装膜的太阳能电池模块封装结构。所述太阳能电池用封装膜包括基材以及一具有导线结构的黏着层，该具有导线结构的黏着层位于该基材上，且该导线结构与该基材接触。通过具有上述构造的太阳能电池用封装膜，可以在对太阳能电池进行封装压合的同时，利用太阳能电池用封装膜的导线结构而将彼此没有电性连接的多个太阳能电池单元进行电性连接。

Description

太阳能电池用封装膜及制法、太阳能电池模块封装结构
技术领域
本发明是有关于一种太阳能电池模块封装技术及其制造方法，且特别是有关于一种太阳能电池用封装膜及其制造方法、与太阳能电池模块封装结构。
背景技术
太阳能是一种无污染且取之不尽的能源，因此在遭遇石化能源所面临的污染与短缺的问题时，如何有效利用太阳能源已经成为最受瞩目的焦点。其中，因太阳能电池(solar cell)可直接将太阳能转换为电能，而成为目前运用太阳能源的发展重点。
为节省太阳光电模块的封装成本与增加其多功能性，除了封装材料外(Encapsulant)，前板(Front Sheet)与背膜(Back Sheet)已广泛使用可挠性的塑料(Polymer)基材。为进一步减少太阳能电池模块封装的制程步骤，以降低封装制程成本，有许多不同的具导线结构的封装迭层结构被陆续提出，希望以一次压合制程完成太阳能电池模块的电性连接与封装的功能。此外，更希望能有一种在模块结构设计上能够以单面处理方式即可完成电池电性连接的技术，使得封装制程更加简化，容易达到模块封装自动化整合的效果。在传统的一种太阳光电模块中，太阳能电池单元的第一电极及第二电极位于电池的正、背面，而导线或导线层必须透过正、背面交互连接才能达到多个太阳能电池单元电性连接的效果。
在传统的另一种太阳光电模块中，虽通过黏着层来连接导线或导线层与基材以电性连接多个太阳能电池单元，但由于热塑性(Thermoplastic)或未聚合的热固性(Thermoset)黏着层加温时会软化，甚至融化，造成导线层产生滑动，导致不易控制电性接合位置、并且导线或导线层镀膜时或是对导线层的干蚀刻制程中产生 的表面局部高温或其他等离子(plasma)反应作用亦会使下方的黏着层产生聚合作用而失去封装作用。
此外，在传统的再一种太阳光电模块中，包括基材、由另一基材与导电层所构成的软性导线基材、以及在该基材与该软性导线基材之间设置黏着层，多个太阳能电池单元则通过软性导线基材上的导电层而电性连接。在这种封装迭层结构中，虽然软性导线基材可达到电性连接太阳能电池单元的功能，但由于其不具模块封装的黏合功能，因此需要额外加封装另一黏着层来与基材来达成封装的功能。另外软性导线基材与太阳能单元电池间可能并无实质黏合，导致容易受水气、温度等因素而产生膜层分离的问题。而且软性导线的金属层多利用溅镀(Sputtering)后蚀刻(Etching)方式制作，因此金属层的厚度有限，阻值较大，无法满足太阳能电池在大电流下操作的要求。然而为维持黏着层功能与模块强度，单一软性导线基材的面积不能太大，每一条软性导线基材之间需保留足够的黏着层与太阳能单元电池间黏合空间，因而造成制程软性导线基材没有可以一次热压合制程的效果。
另外，在传统的太阳光电模块中，由于图案化导电层与基材之间通常存在黏着层等膜层，因此在某些特殊应用时难以通过封装迭层结构的基材侧打孔来拉出引线。
有鉴于上述的技术问题，目前业界亟待寻求能以一次压合制程即可完成太阳能电池模块电性连接与封装的解决方案。
因此，目前业界大多着重于模块结构与制作技术的开发：如太阳能电池单元如何降低阻值、降低正背面交互导线带(Ribbon)应力作用、避免导线带焊接位置偏移等电性连接技术、太阳能电池封装模块的封装技术等，但仍缺乏能够有效兼顾电性电性连接效能、模块强度以及单面制程便利性的太阳能电池的封装结构。
发明内容
本发明提供一种太阳能电池用封装膜及其制造方法，以此能以一次压合制程即可完成太阳能电池模块的电性连接与封装。此 外，在封装与电性电性连接的压合制程中，导线结构不易移动，从而使电性连接的位置达到精确控制的效果。
本发明又提供一种太阳能电池模块封装结构及其制造方法，能以一次压合制程即可完成太阳能电池模块的电性连接与封装。并且，可易于对完成压合的太阳光电模块进行打孔及引线以进行电性输出，从而有效简化太阳电池模块制程而降低成本并提升太阳能电池的效率。
本发明的太阳能电池用封装膜包括基材以及一具有导线结构的黏着层。具有导线结构的黏着层配置于基材上，且导线结构与基材接触。以此，利用本发明的太阳能电池用封装膜，能够实现以下的技术效果：即，利用电池电性连接设计与模块封装迭层结构设计，应用金属导线带(Ribbon)或金属导线(Wire)，并配合相关黏合料的组合，使导线封装膜同时具有电性与机械性黏合功能，并通过单面电性导线处理方式，能够达成以一次热真空压合制程(Lamination)即可完成太阳能电池模块电性连接与封装的效果。
在本发明的一实施例中，上述的导线带或导电线结构贯通黏着层的厚度方向。
在本发明的一实施例中，上述的太阳能电池用封装膜电性连接太阳能电池，而与太阳能电池构成一太阳能电池模块封装结构。具体而言，导线结构连接基材与太阳能电池的电极，且导线结构在基材上的布局可以是涵盖于太阳能电池的电极的范围，例如导线结构可以与电极的范围完全一致，当然也可以是以被电极部分涵盖的方式而使得导线结构的面积小于电极的面积，本发明并不以此为限。
本发明的太阳能电池模块封装结构，其包括太阳能电池用封装膜以及太阳能电池。太阳能电池用封装膜包括基材与一具有导线结构的黏着层，其中具有导线结构的黏着层配置于基材上，且导线结构与基材接触。太阳能电池包括多个太阳能电池单元，黏着层介于基材与太阳能电池单元之间，且导线结构接触于多个太阳能电池单元与基材。
在本发明的一实施例中，上述的太阳能电池包括多个太阳能电池单元，导线结构包括多条连接导线，各连接导线连接相邻的太阳能电池单元的电极。具体而言，在一实施例中，上述的各太阳能电池单元包括第一电极及第二电极，各连接导线覆盖并连接其中之一太阳能电池单元的第一电极以及与该太阳能电池单元相邻的另一太阳能电池单元的第二电极。
在本发明的一实施例中，上述的各太阳能电池单元中，第一电极与第二电极为沿着Y方向平行设置的条状电极，其中第一电极位于各太阳能电池单元沿X方向的一侧，而第二电极位于各太阳能电池单元沿X方向的中央。
在本发明的另一实施例中，上述的各太阳能电池单元中，第一电极例如是包括沿Y方向平行设置的多个第一块状电极，第二电极为沿着Y方向平行设置的条状电极，且第一电极与第二电极分设于各太阳能电池单元的两侧。
在本发明的再一实施例中，上述的各太阳能电池单元中，上述的第一电极可以为沿着Y方向平行设置的条状电极，且设置于各太阳能电池单元沿X方向的第一侧；第二电极包括沿Y方向平行设置的两个第二块状电极，两个第二块状电极彼此分离并分设于各太阳能电池单元的第二侧的头尾两端，该两个第二块状电极之间具有一分离空间。第一电极在Y方向的投影位于分离空间在Y方向上的投影范围内，且第一电极沿Y方向的长度与两个第二块状电极沿Y方向的总长度的总和小于等于各太阳能电池单元沿Y方向的长度。在此实施例中，上述的太阳能电池单元包括沿X方向相邻的第一太阳能电池单元与第二太阳能电池单元；各连接导线在Y方向上交替连接第一太阳能电池单元的两个第二块状电极之一、第二太阳能电池单元的第一电极、以及该第一太阳能电池单元的两个第二块状电极的另一，而在基材上构成一蜿蜒图案。
在本发明的一实施例中，上述的导线结构更包括多条位于最外侧的外接导线，且基材对应各条外接导线处具有至少一开口。
在本发明的一实施例中，上述的太阳能电池模块封装结构更包括背膜(Back film)，其相对太阳能电池用封装膜配置，多个太阳能电池单元介于太阳能电池用封装膜与背膜之间。
本发明的太阳能电池用封装膜的制造方法，其包括以下步骤。提供一基材；以及于基材上形成一具有导线结构的黏着层，且导线结构与基材接触。
在本发明的一实施例中，上述的于基材上形成具有导线结构的黏着层的步骤包括以下步骤。于基材上形成导线结构；以及于基材上的导线结构以外的区域形成图案化黏着层，使图案化黏着层与导线结构构成黏着层。
在本发明的一实施例中，上述的于基材上形成具有导线结构的黏着层的步骤包括于基材上形成图案化黏着层；以及于基材上的图案化黏着层以外的区域形成导线结构，图案化黏着层与导线结构构成黏着层。
在本发明的一实施例中，上述的基材上形成具有导线结构的黏着层的步骤包括以下步骤。于基材上形成一黏着材料层；以及于黏着材料层中嵌入导线结构，使导线结构与基材接触。更具体而言，在本发明的一实施例中，上述的于黏着材料层中嵌入导线结构的步骤包括加热使黏着材料层软化后，再于经软化的黏着材料层中嵌入导线结构。在另一实施例中，上述的黏着材料层包括将黏着层材料溶于有机溶剂中，然后于基材上形成一黏着材料层，并于黏着材料层中嵌入导线结构后，对黏着材料层进行加热。
在本发明的一实施例中，上述的导线结构包括一个或多个与基材接触的突起，各突起为以其平顶面与基材接触的岛状图案。或者，上述的导线结构的各突起也可以是以其圆顶面与基材接触的岛状图案。
本发明的太阳能电池模块封装结构的制造方法，其包括以下步骤。提供一如上述的太阳能电池用封装膜；将一具有多个太阳能电池单元的太阳能电池设置于太阳能电池用封装膜的具有导线结构的黏着层上；以及压合步骤，使太阳能电池用封装膜的导 线结构对应于太阳能电池的电极，对太阳能电池用封装膜以及太阳能电池单元进行压合。
在本发明的一实施例中，在上述的压合步骤中更包括提供一背膜(back sheet)。以太阳能电池单元介于太阳能电池用封装膜与背膜之间的方式进行压合。
基于上述，本发明的太阳能电池用封装膜中通过导线结构与基材接触。以此，利用其接触力量可以使得黏着层在后续如加温熔融等制程中不会因为压合而使得导线结构与太阳能电池之间产生横向位移，从而达到维持电性连接精确位置的需求。并且，本发明的太阳能电池用封装膜的制造方法，可以先将电性连接(例如电性连接或并联)的导线结构、封装用黏着层、基材材料等先整合在一起，通过一次加温压合的制程即可完成太阳光电模块的封装与电性连接(如电性连接)制程，无需额外铺设黏着层，而且由于是单面电性连接结构，因此制程有效简化，且能使太阳光电模块的整体薄化具有大面积化的卷对卷(Roll-to-Roll)批量制作与低成本等优势。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明的第一实施例的一种太阳能电池用封装膜的结构示意图，而图1B是沿图1A的BB’剖面线的太阳能电池用封装膜的剖面示意图。
图2是依照本发明的太阳能电池用封装膜的制造方法中第一实施例的制造方法示意图。
图3是依照本发明的太阳能电池用封装膜的制造方法中第二实施例的制造方法示意图。
图4A至图4D是依照本发明的太阳能电池用封装膜的制造方法中第三实施例的制造方法流程图。
图5A与图5B是依照本发明的太阳能电池模块封装结构中第一实施例的示意图。
图6A与图6B绘示本发明的太阳能电池模块封装结构中第二实施例的示意图。
图7A与图7B绘示本发明的太阳能电池模块封装结构中第三实施例的示意图。
图8A与图8B是依照本发明的太阳能电池模块封装结构的制造方法流程图。
图9是依照本发明使用太阳能电池用封装膜的制造方法中第三实施例的太阳能电池模块封装结构的制造方法中一实施例的流程图。
符号说明：
200：太阳能电池用封装膜
210：基材
220：黏着层
220C：渠道
222：导线结构
222A：连接导线
222B：外接导线
220M：黏着材料层
222P：突起
224：图案化黏着层
240：阻障层
300、600、800、920：太阳能电池
310、610、810、910：太阳能电池单元
310A、610A：第一太阳能电池单元
310B、610B：第二太阳能电池单元
312A、612A、812A：第一电极
312B、612B、812B：第二电极
400：背膜
500、700、900：太阳能电池模块封装结构
614：第一块状电极
812B1、812B2：第二块状电极
812BS：分离空间
810L：太阳能电池单元沿Y方向的长度
H1：第一开口
H2：第二开口
L1：第一电极沿Y方向的长度
L2A、L2B：第二块状电极的长度
SA：第一侧
SB：第二侧
S1-S9：步骤
具体实施方式
文中参照随附图式来描述本发明，图式中显示的是实施例，但是本发明还可以有多种形式来实践，且不应将其解释为限于本文所述的实施例。在图式中，为明确起见可能将各层以及区域的尺寸以及相对尺寸作夸张的描绘。
在下文中，当称一元件或层是「位于另一元件或层上」或「位于另一元件左侧或右侧」时，其可直接位于另一元件或层上或可存在中间元件或层。此外，当称一元件「与另一元件或层接触」时，两者间不存在中间元件或层。文中所用的诸如「在...下(或上、或左、或右)」及其类似用语的空间相对用语，来描述图中所说明的元件或层与另一元件或层的关系。这样的空间相对用语应包括使用中或操作中的元件，且包括除图中所描绘的方位以外的不同方位。举例来说，若将图式中的元件翻转，则被描述为位于其他元件或层「上」的元件，接着将定向成位在其他元件或层「下」。
太阳能电池用封装膜
图1A是依照本发明的第一实施例的一种太阳能电池用封装膜的结构示意图，而图1B是沿图1A的BB’剖面线的太阳能电池用封装膜的剖面示意图。请参照图1A与图1B，太阳能电池用封装膜200包括基材210以及一具有导线结构222的黏着层220，而具有导线结构222的黏着层220配置于基材210上。基材210可以是密封基板(sealing substrate)，如玻璃或可挠性聚合物薄膜，例如例如是聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene naphthalate，PEN)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、乙烯-共-四氟乙烯(poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene)，ETFE)、聚醚醚酮(Polyetheretherketone，PEEK)、聚(四氟乙烯-共-六氟丙烯)(poly(tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene)，FEP)、聚氟乙烯(polyvinylfluoride，PVF)、聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride，PVDF)、全氟烷(Perfluoroalkoxy，PFA)、聚氯三氟乙烷(Polychlorotrifluoroethane，PCTFE)、聚酰亚胺(polyimide，PI)等具有可挠性的聚合物膜(polymer film)或氟化塑料(Fluoropolymers)或玻璃(Glass)。黏着层220的材料例如为乙烯乙酸乙烯酯(Ethylene vinyl acetate，EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(Poly vinyl butyral，PVB)、热塑性聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes，TPU)、有机硅胶(Silicones)、硅凝胶(Silicone gels)、聚二甲基硅氧烷(Polydimethyl siloxane，PDMS)、热聚合烯烃(Thermal polymer olefin，TPO)、丙烯酸酯(Acrylates)、离聚物(Ionomers)、酸改质聚烯烃(Acid modified polyolefins)、酸酐改质聚烯烃(Anhydride modified polyolefins)、聚酰胺(Polyamides)、酸酐改质聚丙烯(Anhydride modified polypropylene)等可交互连结(Cross-linkable)的热塑性(thermoplastic)或热固性(thermoset)材料。当然基材210与黏着层220亦可以是其他材质，本发明并不以此为限。黏着层220的材料可利用适当的有机溶剂加以溶解成液态，例如乙烯乙酸乙烯酯(Ethylene vinyl acetate，EVA)即可用二甲苯(Xylene)、对 二甲苯(P-xylene)、甲苯(Toluene)、四氢呋喃(Tetrahydrofuran，THF)、丁酮(Butanone)等有机溶剂形成液态，再利用涂布与干燥方式即可形成黏着层。此外，基材210亦可依产品需求，选用具有上述材质作为保护膜的单层结构，亦可以视需求选用具有水气阻隔(Moisture barrier)、紫外光吸收(UV absorb)、耐候(Weather-ability)、防刮(scratching)等处理的上述材质作为保护膜以及支撑层的迭合层结构，基材210的材质与结构并不以此为限。
太阳能电池用封装膜200在后续制程中经由黏着层220而与太阳能电池电性连接(以下称为电极连接侧200S)。值得一提的是，在本发明的太阳能电池用封装膜200中，导线结构222是直接与基材210接触的构造。通过黏着层220中的导线结构222与基材210的全部或局部相接触，利用导线结构222与基材210之间的接触力，能够使得黏着层220材料在后续如加温熔融等制程中，黏着层220不会因为压合等制程而导致导线结构222与太阳能电池之间产生横向位移，从而能确保电性连接的位置能够精确。
更具体而言，导线结构222贯通黏着层220的厚度方向，即导线结构222嵌于黏着层220中。并且在本实施例中，导线结构222与黏着层220的表面切齐，当然在其他实施例中，导线结构222亦可自黏着层220的表面突出，本发明并不以此为限。
本发明的太阳能电池用封装膜200是整合了作为电性连接太阳能电池单元的导线结构222、作为封装太阳能电池的封装保护基材210、以及作为封装太阳能电池时黏合太阳能电池与基材210的图案化黏着材料。以此，当使用本发明的太阳能电池用封装膜200对太阳能电池进行后续程序时，能够仅由后续的一次热压合制程即可完成太阳光电模块的电性连接与封装。
关于本发明的太阳能电池用封装膜200的制造方法，可列举如以下图2所示的网印电极接触法、图3所示的导线带(Ribbon)渠道法、图4A至图4D所示的导线带压入法等。然，本发明并不以此为限。
太阳能电池用封装膜的制造方法
图2是依照本发明的太阳能电池用封装膜的制造方法中第一实施例的制造方法示意图。如图2所示，在本实施例中，提供一基材210，并于基材210上先形成与其接触的导线结构222。于基材210的电极连接侧200S上直接形成导线结构222的方法例如于聚合物膜的基材210上网印导电银胶(Conductive silver paste)、铜胶或银铜胶电路，并于电池侧涂布或贴附一层低温焊料(如In/Sn合金、Sn/Bi合金等)，并使导电胶固化。接着，于基材210上的导线结构222以外的区域形成图案化黏着层224，而于基材210上的导线结构222以外的区域形成图案化黏着层224的方法可以是以乙烯乙酸乙烯酯(Ethylene vinyl acetate，EVA)膜作为黏着层220材料，以贴合/转印的方式、或以黏着层220切割及撕离等方式、或是以浆料涂布感旋光性黏着层220并经曝光显影等方法来形成图案化黏着层224。以此，可在基材210上获得使图案化黏着层224与导线结构222整合为一体的黏着层220。
图3是依照本发明的太阳能电池用封装膜的制造方法中第二实施例的制造方法示意图。如图3所示，在本实施例中，提供一基材210，并于基材210先形成图案化黏着层224。于基材210形成图案化黏着层224的方法例如以热固性的乙烯乙酸乙烯酯(Ethylene vinyl acetate，EVA)膜作为黏着层220材料而以贴合/转印的方式、或以黏着层220切割及撕离的方式、或以黏着层220浆料涂布感旋光性黏着层并经曝光显影等方法而于基材210上形成具有渠道220C的图案化黏着层224，该渠道220C对应于导线结构222的预定形成区，其深度例如可为50至450μm。接着，于基材210上的图案化黏着层224以外的区域(即前述的渠道220C中)形成导线结构222，以此形成由图案化黏着层224与导线结构222所构成的黏着层220。于上述渠道220C中形成导线结构222的方式可列举以导电胶体注入的方式、或是网版印刷(Screen Printing)与紫外线(UV)/加温固化成形的方式、或是金属薄片(Metal foil)压合与微影/蚀刻/电镀增铜制程等方式。 以此所形成的导线结构222是直接并稳固地形成于基材210上，成为导线结构222与基材210直接接触的结构。以此方法所形成的导线结构222与基材210在结构上亦为全部接触的方式。
图4A至图4D是依照本发明的太阳能电池用封装膜的制造方法中第三实施例的制造方法流程图，其中图4A至图4D的左侧与右侧分别为太阳能电池用封装膜的制造方法的侧视图与剖面图。如图4A左侧的侧视图所示，提供一基材210，并于基材210上形成一黏着材料层220M。接着，如图4A至图4D右侧的剖面图所示，于黏着材料层220M中嵌入导线结构222，使导线结构222与基材210接触。
具体而言，图4A至图4D左侧的侧视图的其中一种实施方式例如为：先于如聚合物膜等基材210上涂布一层厚度例如为50至450μm的黏着材料层220M。接着，提供一厚度大于或等于黏着材料层220M的导电金属带(Ribbon)或金属线(Wire)，并于该导电金属带或金属线的与电极预定连接侧涂布/贴附/预焊一层低温焊料(如In/Sn合金、Sn/Bi合金等)，从而使得含有低温焊料的导电金属带或金属线构成导线结构222。然后，加热使黏着材料层220M软化但还不会发生交联聚合(Cross-link)变质的熔融态例如热固性的EVA为60～80℃。接着，将含低温焊料的金属导电带或线加压嵌入黏着层220中，使得含低温焊料的上述导线结构222与基材210全部或局部接触。
在图4A至图4D左侧的侧视图的另一种实施方式中，也可以是先于如聚合物膜等基材210上涂布一层溶于有机溶剂中厚度例如为50至450μm的黏着材料层220M。在本实施例中，接着于上述的黏着材料层220M中嵌入导线结构222后，对黏着材料层220M进行例如10分钟/50℃的加热干燥，去除其中有机溶剂，形成整合导线结构222为一体的黏着层。
通过前述图4A至图4D的第三实施例的制造方法所制造出来的太阳能电池用封装膜中，导线结构222与基材210接触的方式可如图4A至图4D右侧的剖面图所示的形态。导线结构222 包括多个与基材210接触的突起222P，各突起222P与基材210接触的方式可以是以其平顶面与基材210接触的平面岛状图案，如图4A右侧所示般，在此实施例中的导电金属线例如是使用一般平面太阳能电池(Photovoltaic，PV)导电金属带，使得成形后的导电金属带与基材210成为全部相接触的状态。
当然，导线结构222的各突起222P也可以是以其圆顶面与基材210接触，如图4B至图4D右侧所示般，在此实施例中的导电金属线例如是使用中央凸起形状的圆导线、或是使用冲压或是其他方式制造的中央为凸起形状的导电金属带、或是中央局部为凸起形状的导电金属带，使得中央凸起导电金属带或中央局部凸起导电金属带借助圆顶面的曲面的推挤作用，而将黏着材料层向两侧推开，使得成形后的导电金属线与基材210成为全部或局部相接触的状态。
通过本案前述的整合了新型导线、黏着层及基材的太阳能电池用封装膜，能够解决习知技术中无法兼顾封装、电性电性连接以及制程简化等问题。并且，本发明的太阳能电池用封装膜容易利用卷对卷(Roll-to-Roll)自动化方式先将导线结构与图案化黏着层及基材整合成一体。以此，在后续的太阳光电模块的制程中将太阳能电池用封装膜、太阳能电池进行对位贴合后，再经由一次热压合制程即可完成模块的电性连接与封装。
太阳能电池模块封装结构
利用本发明的前述太阳能电池用封装膜来对太阳能电池进行封装与电性连接时，能在太阳光电模块的一次加温压合的制程中同时达成封装与电性电性连接的效果。并且，相较于先前技术，本发明的太阳能电池模块封装结构无需额外添设黏着层来进行铺膜制程，并且由于本发明的太阳能电池用封装膜是单面电性连接结构，制程能够因而有效地简化。
此外，本发明的太阳能电池用封装膜中的导线结构已可取代先前技术中用于封装与焊接的导线带的功能，以此可以减少先前技术中用于电性连接导线带与太阳能电池的总线的银胶使用量， 并能降低导线带的应力作用。并且，利用本发明的太阳能电池用封装膜能够在太阳光电模块进行封装的制程中避免再度于黏着层上进行金属镀膜或电镀加厚制程，而且不需要整面金属镀膜与蚀刻，因此可以避免太阳能电池用封装膜中的黏着层在后续金属镀膜等高温制程中失去黏着的作用，避免膜层分离的问题，并且能够节省导线材料。为清楚说明利用本发明的太阳能电池模块封装结构及其制造方法，以下对太阳能电池模块封装结构及其制造方法进行说明。
图5A与图5B是依照本发明的太阳能电池模块封装结构中第一实施例的示意图，其中图5A绘示第一实施例的太阳能电池模块封装结构中太阳能电池用封装膜与基材的上视图，而图5B绘示第一实施例的太阳能电池模块封装结构的迭层结构示意图。值得注意的是，本实施例的太阳能电池模块封装结构500中，前述太阳能电池用封装膜200中导线结构222连接基材210与太阳能电池300的电极312A、312B，且导线结构222在基材210上可以是涵盖于太阳能电池的电极312A、312B的范围。换句话说，导线结构222在基材210上的布局可以小于(部分涵盖)或等于(完全涵盖)电极312A、312B的范围。在本实施例中，是以完全涵盖的态样为例来进行说明，然而本发明并不以此为限。导线结构只要与电极至少部分重叠，能够电性连接各太阳能电池的电极即可。
如图5A与图5B所示，太阳能电池300包括多个太阳能电池单元310，导线结构222包括多条连接导线222A，各连接导线222A连接相邻的太阳能电池单元310的电极。更具体而言，太阳能电池单元310包括沿X方向相邻的第一太阳能电池单元310A与第二太阳能电池单元310B，各太阳能电池单元310例如包括第一电极312A及第二电极312B，其中第一电极312A与第二电极312B例如分别为正极与负极。在本实施例的各太阳能电池单元310中，第一电极312A与第二电极312B例如为沿着Y方向平行设置的条状电极，其中第一电极312A位于各太阳能电 池单元310沿X方向的一侧，而第二电极312B位于各太阳能电池单元310沿X方向的中央。如此一来，如图5A与图5B所示，各连接导线222A覆盖并连接第一太阳能电池单元310A的第一电极312A以及第二太阳能电池单元310B的第二电极312B，使得在本实施例中各连接导线222A形成一U字图案。
此外，在本实施例中，导线结构222更包括多条位于最外侧的外接导线222B，且基材210对应外接导线222B处具有至少一开口。例如在本实施例中，导线结构222可包括两条外接导线222B，并且可通过引线打孔的方式而使基材210对应此两条外接导线222B处分别具有第一开口H1及第二开口H2，藉以利用后续的引线焊接即可将太阳光电模块输出并引导出来。然后再于导线焊接施以适当的黏着密封材料(例如树脂(Epoxy)、光固化材料..)，即可使模块整体达到防护的效果。并且，两端引线打孔的数量不限，可依需求增加为各有复数个孔洞。
值得注意的是，相较于习知一般太阳能电池的封装结构，本发明的太阳能电池用封装膜200中用于封装黏着的图案化黏着层224与电性连接的导线结构222是设置在同一层，导线结构222是直接接触于基材210的，在导线结构222与基材210之间不存在其他膜层，故自基材210外侧打孔以形成将电性输出的开口时，仅需移除基材210厚度的部分材质即可容易地搭接到基材210底下的导线结构222。相对于此，在先前技术的封装结构中，则需移除至少基材210与黏着层220厚度的部分材质，并且，因黏着层220本身具有的黏着特性，因此不易打孔且黏着层220容易黏着残留于导线结构222上，容易导致电性连接不良、制程繁琐等问题。此处用以电性连接并不限定于电性连接的情形、也可以视需求而调整为并联2个以上元件的情形，本发明并不以此为限。
此外，如图5B所示，在本实施例中，太阳能电池模块封装结构亦可于相对太阳能电池用封装膜200的一侧进一步设置背膜400，多个太阳能电池单元310介于太阳能电池用封装膜200与背膜400之间。其中背膜400与封装膜200类似，可以是已包含 一黏着层但无导线结构222或是一般太阳能电池模块封装用的无导线结构且不包含黏着层的背膜(Back sheet)，在此情形下，可以在压合背膜时直接外加一黏着层来黏合背膜与太阳能电池的背面(图中未标示)亦可达到相同效果。
图6A与图6B绘示本发明的太阳能电池模块封装结构中第二实施例的示意图，其中图6A绘示第二实施例的太阳能电池模块封装结构中太阳能电池用封装膜与基材的上视图，而图6B绘示第二实施例的太阳能电池模块封装结构的迭层结构示意图。本实施例的太阳能电池模块封装结构700与第一实施例的太阳能电池模块封装结构500类似。惟，本实施例的太阳能电池600中的各太阳能电池单元610中电极的配置态样与第一实施例的太阳能电池300中各太阳能电池单元310中电极的配置态样不同。
详言之，如图6A与图6B所示，各太阳能电池单元610包括沿X方向设置于左侧的第一电极612A以及设置于右侧的第二电极612B，其中第一电极612A包括沿Y方向平行设置的多个彼此分离的第一块状电极614，第二电极612B为沿着Y方向平行设置的条状电极。在本实施例中，各连接导线222A覆盖并连接第一太阳能电池单元610A的第一电极612A以及第二太阳能电池单元610B的第二电极612B，使得各连接导线222A在本实施例中形成一梳状图案。除此之外，本实施例的太阳能电池模块封装结构与第一实施例的太阳能电池模块封装结构的其他构件相同。
图7A与图7B绘示本发明的太阳能电池模块封装结构中第三实施例的示意图。本实施例的太阳能电池模块封装结构900与前述实施例的太阳能电池模块封装结构500、700类似。惟，本实施例的太阳能电池800中的各太阳能电池单元810中电极的配置态样与前述实施例的太阳能电池300、600中各太阳能电池单元310、610中电极的配置态样不同。
详言之，如图7A与图7B所示，在本实施例的各太阳能电池单元810中，第一电极812A位于各太阳能电池单元810沿X方向的第一侧SA(如左侧)，并且第一电极812A为沿着Y方向平 行设置的条状电极。第二电极812B则位于各太阳能电池单元810沿X方向的第二侧SB(如右侧)，并且第二电极812B包括沿Y方向平行设置的两个第二块状电极812B1、812B2，且两个第二块状电极812B1、812B2彼此分离并分设于各太阳能电池单元810的第二侧SB的头尾两端，两个第二块状电极812B1、812B2之间具有一分离空间812BS。
如图7A与图7B所示，第一电极812A在Y方向的投影位于分离空间812BS在Y方向上的投影范围内，且第一电极812A沿Y方向的长度L1与两个第二块状电极812B1、812B2沿Y方向的总长度L2A、L2B的总和小于等于各太阳能电池单元810沿Y方向的长度810L。在本实施例中，各连接导线222A在Y方向上依序交替连接第一太阳能电池单元810A的第二块状电极812B1、第二太阳能电池单元810B的第一电极812A、以及第一太阳能电池单元810A的第二块状电极812B2，而在基材210上构成一蜿蜒图案。除此之外，本实施例的太阳能电池模块封装结构900与前述实施例的太阳能电池模块封装结构500、700的其他构件相同。
在本实施例中，太阳能电池单元810的正、负电极可用线段的形式进行布局，以节省总线(bus bar)的导电胶的使用量。至于两端引线打孔数量则没有限制，虽然图7B中两端各画有四个孔洞，但可依需求两端各有复数个(例如各有一个)孔洞。
太阳能电池模块封装结构的制造方法
图8A与图8B是依照本发明的太阳能电池模块封装结构的制造方法流程图。如图8A所示，太阳能电池模块封装结构的制造方法包括以下步骤。首先，提供一具备前述构成的太阳能电池用封装膜200、以及将一具有多个太阳能电池单元910(可以是前述的太阳能电池单元310、610、810)的太阳能电池920设置于前述太阳能电池用封装膜200的具有导线结构222的黏着层220上。在本实施例的太阳能电池模块封装结构的制造方法中，进一步于太阳能电池910的背面提供一背膜400，以太阳能电池单元 920介于太阳能电池用封装膜200与背膜400之间。接着，对太阳能电池用封装膜200、太阳能电池920、背膜400进行压合步骤，使太阳能电池用封装膜200的导线结构222与太阳能电池920的电极对位后贴合。以此，获得如图8B所示的太阳能电池模块封装结构900。值得一提的是，在实际的应用层面上，更可视需求而于基材210上形成具有其他功能的其他膜层，例如图8B所示的水气阻隔层240(Moisture barrier)、或是阻气层(Gas barrier)、紫外光吸收层(UV absorb)、耐候层(Weather-ability)、抗磨耗层(Anti-scratching)等迭合层。
请参照图8B，总而言之，本发明的太阳能电池模块封装结构包括太阳能电池用封装膜200以及太阳能电池920。太阳能电池用封装膜200包括基材210与一具有导线结构222的黏着层220，其中具有导线结构222的黏着层220配置于基材210上，且导线结构222与基材210接触。太阳能电池920包括多个太阳能电池单元910，黏着层220介于基材210与多个太阳能电池单元920之间，且导线结构222接触于多个太阳能电池单元910与基材210。
图9是依照本发明使用太阳能电池用封装膜的制造方法中第三实施例的太阳能电池模块封装结构的制造方法中一实施例的流程图。如图9所示，在步骤S1中，进行基材的制作，其中基材可视需求为单一的基材或者更于外侧加入具有阻气、阻水或其他功能的其他膜层的迭层。接着，在步骤S2中，于基材的电极连接侧形成黏着层，在本实施例中形成黏着层的方法是以前述图4A-4D的形态举例说明。另外，在步骤S3中，进行导线结构的制作，例如提供一金属导线并于其上涂布低温焊料等合金与其连接。然后，在步骤S4中，将导线结构压入黏着层中，以此形成前述的太阳能电池用封装膜。接着，在步骤S5中，视需求可提供一背膜，并于背膜上形成黏着层。然后，在步骤S6中，将步骤S4所获得的太阳能电池用封装膜、太阳能电池及步骤S5的背膜进行对位与迭合。接着，在步骤S7中，对前述迭合层进行热 真空压合。然后，在步骤S8中，可进行基材的引线打孔制程，引线打孔方式可用非接触性的雷射钻孔(Drilling)，或者直接使用机械式打孔。当然，此步骤亦可提前至基材制作流程中的步骤S2后即进行，本发明并不以此为限。接着，在步骤S9中，进行模块引线焊接的制程。
综上所述，本发明的太阳能电池用封装膜中通过导线结构与基材接触。以此，利用其接触力量可以使得黏着层在后续如加温熔融等制程中不会因为压合而使得导线结构与太阳能电池之间产生横向位移，从而达到维持电性连接精确位置的需求。并且，本发明的太阳能电池用封装膜的制造方法，可以先将电性连接(不限于电性连接或并联)的导线结构、封装用黏着层、基材材料等先整合在一起，通过一次加温压合的制程即可完成太阳光电模块的封装与电性连接(例如电性连接或并联)制程，无需额外铺设黏着层，而且由于是单面电性连接结构，因此制程有效简化，且能使太阳光电模块的整体薄化、并可避免水气等侵入影响电池效率。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以的本发明的权利要求书围所界定的范围为准。

Claims (21)

1.一种太阳能电池用封装膜，包括：
基材；以及
一具有导线结构的黏着层，配置于该基材上，且该导线结构与该基材接触。
2.如权利要求1所述的太阳能电池用封装膜，其中该导线结构贯通该黏着层的厚度方向。
3.如权利要求1所述的太阳能电池用封装膜，其电性连接太阳能电池，而与该太阳能电池构成一太阳能电池模块封装结构。
4.如权利要求3所述的太阳能电池用封装膜，其中该导线结构连接该基材与该太阳能电池的电极，且该导线结构在该基材上涵盖该太阳能电池的电极的范围。
5.一种太阳能电池模块封装结构，包括：
太阳能电池用封装膜，包括基材与一具有导线结构的黏着层，其中该具有导线结构的黏着层配置于该基材上，且该导线结构与该基材接触；以及
太阳能电池，包括多个太阳能电池单元，该黏着层介于该基材与该些太阳能电池单元之间，且该导线结构接触于该些太阳能电池单元与该基材。
6.如权利要求5所述的太阳能电池模块封装结构，其中该太阳能电池包括多个太阳能电池单元，该导线结构包括多条连接导线，各该连接导线连接相邻的太阳能电池单元的电极。
7.如权利要求6所述的太阳能电池模块封装结构，其中各该太阳能电池单元包括第一电极及第二电极，各该连接导线覆盖并连接其中之一太阳能电池单元的第一电极以及与该太阳能电池单元相邻的另一太阳能电池单元的第二电极。
8.如权利要求7所述的太阳能电池模块封装结构，其中各该太阳能电池单元中，该第一电极与该第二电极为沿着Y方向平行设置的条状电极，其中该第一电极位于各该太阳能电池单元沿X方向之一侧，而该第二电极位于各该太阳能电池单元沿X方向的中央。
9.如权利要求7所述的太阳能电池模块封装结构，其中各该太阳能电池单元中，该第一电极包括沿Y方向平行设置的多个第一块状电极，该第二电极为沿着Y方向平行设置的条状电极，且该第一电极与该第二电极分设于各该太阳能电池单元的两侧。
10.如权利要求7所述的太阳能电池模块封装结构，其中各该太阳能电池单元中，
该第一电极为沿着Y方向平行设置的条状电极，且设置于各该太阳能电池单元沿X方向的第一侧；
该第二电极包括沿Y方向平行设置的两个第二块状电极，该两个第二块状电极彼此分离并分设于各该太阳能电池单元的第二侧的头尾两端，该两个第二块状电极之间具有一分离空间；
该第一电极在Y方向的投影位于该分离空间在Y方向上的投影范围内，且该第一电极沿Y方向的长度与该两个第二块状电极沿Y方向的总长度的总和小于等于各该太阳能电池单元沿Y方向的长度。
11.如权利要求10所述的太阳能电池模块封装结构，其中该些太阳能电池单元包括沿X方向相邻的第一太阳能电池单元与第二太阳能电池单元；各该连接导线在Y方向上交替连接该第一太阳能电池单元的该两个第二块状电极之一、该第二太阳能电池单元的该第一电极、以及该第一太阳能电池单元的该两个第二块状电极的另一，而在基材上构成一蜿蜒图案。
12.如权利要求5所述的太阳能电池模块封装结构，其中该导线结构更包括多条位于最外侧的外接导线，且该基材对应该些外接导线处具有至少一开口。
13.如权利要求5所述的太阳能电池模块封装结构，更包括背膜，相对该太阳能电池用封装膜配置，该多个太阳能电池单元，介于该太阳能电池用封装膜与该背膜之间。
14.一种太阳能电池用封装膜的制造方法，包括：
提供一基材；以及
于该基材上形成一具有导线结构的黏着层，其中该导线结构与该基材接触。
15.如权利要求14所述太阳能电池用封装膜的制造方法，其中于该基材上形成该具有导线结构的黏着层的步骤包括：
于该基材上形成该导线结构；以及
于该基材上的该导线结构以外的区域形成图案化黏着层，使该图案化黏着层与该导线结构构成该黏着层。
16.如权利要求14所述太阳能电池用封装膜的制造方法，其中于该基材上形成该具有导线结构的黏着层的步骤包括：
于该基材上形成图案化黏着层；以及
于该基材上的该图案化黏着层以外的区域形成该导线结构，该图案化黏着层与该导线结构构成该黏着层。
17.如权利要求14所述太阳能电池用封装膜的制造方法，其中于该基材上形成该具有导线结构的黏着层的步骤包括：
于该基材上形成一黏着材料层；以及
于该黏着材料层中嵌入该导线结构，使该导线结构与该基材接触。
18.如权利要求17所述太阳能电池用封装膜的制造方法，其中于该黏着材料层中嵌入该导线结构的步骤包括：
加热使黏着材料层软化后，再于经软化的该黏着材料层中嵌入该导线结构。
19.如权利要求17所述太阳能电池用封装膜的制造方法，其中该黏着材料层包括将黏着层材料溶于有机溶剂中，并于该黏着材料层中嵌入该导线结构后，对该黏着材料层进行加热。
20.如权利要求17所述太阳能电池用封装膜的制造方法，其中该导线结构包括一个或多个与该基材接触的突起，各该突起为以其平顶面与该基材接触的岛状图案。
21.如权利要求17所述太阳能电池用封装膜的制造方法，其中该导线结构包括一个或多个与该基材接触的突起，各该突起为以其圆顶面与该基材接触的岛状图案。
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