CN202307959U - 用于光伏电池的背板装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及封装的或有外壳的半导体器件领域，具体为一种用于光伏电池的背板装置。一种用于光伏电池的背板装置，包括一耐候层(110)，其特征是：还包括一基材层(220)和一第一易接着层(340)，基材层(220)设于耐候层(110)的上部，第一易接着层(340)设于基材层(220)的上部。本实用新型制程简易、成本便宜、整体厚度更薄，可靠度更佳。
Description
技术领域
本实用新型涉及封装的或有外壳的半导体器件领域，具体为一种用于光伏电池的背板装置。
背景技术
随着国际油价的波动，以及人们的预期心理中对于传统燃石油、燃煤甚或核能等发电方式的各种担忧，近年来研发以洁净的再生能源取代燃料/矿物发电，以减轻传统发电方式所产生之污染问题已经变成了一项显学。在目前所知的替代性能源中，无论是太阳能、风能、生质能、地热等，均为各先进国家共同推展的目标。其中，以太阳能的需求，因为应用及来源最成熟与便捷，而最为世界各国所接受。再者，太阳能供电产品之寿命一般可达20年以上，因此，在全球石油价格上涨和温室效应备受关注的压力下，太阳能发电已越来越受到重视。
太阳能模块之组成结构主要包括低铁强化玻璃、聚醋酸乙烯脂（即Ethylene
Vinyl Acetate，简称EVA）、太阳能电池、背板、接线盒以及框架组成。其中，背板通常是由多层次的薄膜所组成，作用主要为保护电子零件使电子产品更为耐用。早期背板的基材为玻璃，由于玻璃有容易破、重量重、架设麻烦、成本高等缺点，目前大多改以塑料基材为发展重点。
背板构造一般昔知系采多层贴合之结构。在多层贴合制程中，每一层的贴合制程需要至少一次的涂胶程序与一次的贴合程序。换言之，多层贴合的制程将需要大量的制程步骤，不仅操作繁琐，也难以快速量产。此外，在贴膜制程中，有些特殊材质的膜层，例如杜邦公司独家生产之氟化乙烯(Tedlar)膜，或是在两性质差异稍大的膜层之间，例如耐水解之PET层与光伏电池之EVA封装层之间，常需另行搭配特殊之接着剂，使背板制程的投资成本提高，而降低了商业上的竞争力。
图1系一现有技术中的背板结构，现有技术中的光伏电池之背板结构100具有一耐候层110、第一黏着层120、耐水解层130、第二黏着层140、以及改性EVA层(modified
EVA)150。其中，耐水解层130可以是一PET薄膜。第一黏着层120系用以结合耐水解层130与耐候层110。常见之耐候层110系采用Tedlar膜。如上所述，当采用Tedlar膜时，耐候层110需使用贴膜制程，且必须搭配使用特殊之接着剂来作为上述之第一黏着层120。另，为了增进光伏电池之背板结构100与光伏电池的EVA (Ethylene Vinyl Acetate；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)封装层之结合性，在耐水解层130上需依序以贴膜制程形成第二黏着层140与改质EVA层150，如图1所示。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种制程简化、厚度更薄、成本较低，且依然保有高可靠度等各项优点的光伏电池背板结构，本实用新型公开了一种用于光伏电池的背板装置。
本实用新型通过如下技术方案达到发明目的：
一种用于光伏电池的背板装置，包括一耐候层，其特征是：还包括一基材层和一第一易接着层，基材层设于耐候层的上部，第一易接着层设于基材层的上部。
所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：耐候层的厚度为10μm～50μm。
所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：基材层的厚度为50μm～250μm。
所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：第一易接着层的厚度为0.1μm～10μm。
所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：第一易接着层选用聚氨酯、聚丙烯酸酯和氨基甲酸酯-丙烯酸酯共聚物中的任意一种制成。
所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：还包括一第二易接着层，第二易接着层设于基材层和耐候层之间。
所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：第二易接着层的厚度为0.05μm～1.0μm。
所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：第二易接着层选用聚氨酯、聚丙烯酸酯、氨基甲酸酯-丙烯酸酯共聚物中的任意一种制成。
所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：耐候层的形成方式选用湿式涂布制程。
所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：第一易接着层和第二易接着层的形成方式选用湿式涂布制程。
本实用新型提供了一种用于光伏电池的背板装置，本实用新型不仅制程简易、成本便宜、整体厚度更薄，更好的是，相较于现有技术中氟化乙烯(Tedlar)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚醋酸乙烯脂(EVA)/热塑性弹性体(TPE)的背板结构，上述光伏电池之背板结构之可靠度更佳，更可有效提升产业竞争力。
本实用新型藉由可使用湿式制程完成之多层结构设计，可大幅简化背板制程内容，使的依据本说明书之光伏电池之背板结构可有效地快速量产。
本实用新型藉由使用湿式制程之易接着层结构，可避开使用被寡占市场之起始材料与相对应之特殊黏着剂，进而可有效保障背板生产与降低制程成本。
本实用新型藉由使用湿式制程之易接着层结构，可有效压缩背板结构之整体厚度。
附图说明
图1是现有技术的TPE背板的结构示意图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是本实用新型另一结构的结构示意图。
图中数字所代表的名称如下所示：
100：TPE背板结构，
110：耐候层，
120：第一黏着层，
130：耐水解层，
140：第二黏着层，
150：改质EVA层，
200：光伏电池之背板结构，
220：基材层，
240：易接着层，
260：耐候层，
300：光伏电池之背板结构，
320：基材层，
340：第一易接着层，
360：第二易接着层，
380：耐候层。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。
实施例1
一种用于光伏电池的背板装置，背板装置200包含一基材层220、一易接着层 (primer) 240、以及一耐候层260，如图2所示，具体结构是：上述易接着层240与耐候层260分别形成于基材层220之相对两侧。上述基材层220可以是一耐水解之高分子薄膜。根据本实施例，上述基材层220之材质可以是选自下列族群之一者或其组合：聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene
terephthalate；PET)、聚丙烯(polypropylene；PP)、聚乙烯(polyolefin；PE)、三醋酸纤维膜(Triacetyl cellulose；TAC)、聚碳酸酯(PolyCarbonate；PC)、聚甲基丙烯酸甲酯 [Poly(methacrylic acid methyl
ester)；PMMA]、聚2,6-萘二甲酸乙二酯 (Poly 2,6- naphthalic acid second grade two ester；PEN)、聚环烯烃酯COC
(cyclic olefin copolymer或COP (cyclic
olefin polymer)。在根据本实施例之一较佳范例中，上述基材层220之厚度约50~250μm。
参见图2，上述易接着层240可以是位于基材层220上。上述易接着层240可直接与光伏电池的EVA封装层(未显示于图2中)结合。在根据本实施例之一较佳范例中，上述易接着层240可以是选自下列族群之一者：聚氨酯 (polyurethane；PU)、聚丙烯酸酯(poly acrylate)、氨基甲酸酯-丙烯酸酯之共聚物。根据本实施例之设计，易接着层240系用以结合基材层220与光伏电池之EVA封装层。上述易接着层240可以卷对卷 (roll to roll) 的湿式涂布制程来形成于上述基材层220上。在根据本实施例之一较佳范例中，上述易接着层240之厚度约0.1~10μm。
如第二图所示，上述基材层220可以是位于上述耐候层260上。耐候层260可以卷对卷的湿式涂布制程来形成于上述基材层220上。在根据本实施例之一较佳范例中，上述耐候层260之厚度约10μm～50μm。根据本实施例之设计，上述基材层220可先经过电晕处理(corona)后，再以湿式涂布制程来形成上述耐候层260。在根据本实施例之一较佳范例中，上述耐候层260可以是一含氟高分子薄膜。
实施例2
一种用于光伏电池的背板装置，背板结构300包含基材层320、第一易接着层(first
primer)340、第二易接着层(second
primer)360和耐候层380，如图3所示，具体结构是：上述基材层320可以是一耐水解之高分子薄膜，基材层320之材质可以是选自下列族群之一者或其组合：聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene
terephthalate；PET)、聚丙烯(polypropylene；PP)、聚乙烯(polyolefin；PE)、三醋酸纤维膜 (TAC)、聚碳酸酯(PolyCarbonate；PC)、光学补偿膜(Arton)、聚甲基丙烯酸甲酯[Poly(methacrylic acid methyl
ester)；PMMA]、聚2,6-萘二甲酸乙二酯(Poly
2,6-naphthalic acid second grade two ester；PEN)、聚环烯烃酯COC (cyclic olefin copolymer或COP(cyclic olefin polymer)。在根据本实施例之一较佳范例中，上述基材层320之厚度约50μm～250μm。
如图3所示，上述第一易接着层340可以是位于基材层320上，上述第一易接着层340可直接与光伏电池的EVA封装层(未显示于图中)结合。在根据本实施例之一较佳范例中，上述第一易接着层340之材质可以是选自下列族群之一者：聚氨酯(polyurethane；PU)、聚丙烯酸酯(poly acrylate)、氨基甲酸酯-丙烯酸酯之共聚物。根据本实施例之设计，第一易接着层340系用以结合基材层320与光伏电池之EVA封装层。上述第一易接着层340可以卷对卷(roll to roll)的湿式涂布制程来形成于上述基材层320上。在根据本实施例之一较佳范例中，上述第一易接着层340之厚度约0.1μm～10μm。
如第三图所示，上述基材层320可以是位于上述耐候层380上。耐候层380可以卷对卷的湿式涂布制程来形成于上述基材层320上。在根据本实施例之一较佳范例中，上述耐候层380之厚度约10μm～50μm。在根据本实施例之一较佳范例中，上述耐候层380可以是一含氟高分子薄膜。
根据本实施例之设计，上述基材层320与耐候层380之间包含一第二易接着层360。上述之第二易接着层360可用以结合上述基材层320与耐候层380。在根据本实施例之一较佳范例中，上述第二易接着层360之材质可以是选自下列族群之一者：聚氨酯(polyurethane；PU)、聚丙烯酸酯(poly acrylate)、氨基甲酸酯-丙烯酸酯之共聚物。上述第二易接着层360可以卷对卷的湿式涂布制程来形成于上述基材层320上。在根据本实施例之一较佳范例中，上述第二易接着层360之厚度约0.1μm～10μm。
以下将叙明数种根据本说明书之光伏电池之背板结构的较佳范例之结构、形成方式、与测试结果。
实验1：光伏电池之背板结构的物性测试：
范例1：耐候层/PET/EVA
比较例1：PVF/PET/EVA
[购自Madico；PVF为杜邦公司生产之Tedlar ®PVF膜]
比较例2：PVF/PET/EVA
[购自台虹；PVF为杜邦公司生产之Tedlar ®PVF膜]
上述范例、比较例、与比较例2之物性测试结果如下表1。
表1
| 主要规格 | 范例1 | 比较例1 | 比较例2 |
| 结构组成 | 耐候层/PET/EVA | PVF/PET/EVA | PVF/PET/EVA |
| 总厚度(μm) | 212 | 285 | 300 |
| 抗张强度(N/mm2) | MD≧55N/mm2 | ≧55N/mm2 | — |
| 尺寸安定性(%) | MD≦1% | ＜1 | ＜1 |
| EVA剥离力(N/mm) | ≧7 | ≧7 | ＞7 |
| 水蒸气渗透率(g/m2•d) | ≦2 | ≦4 | 1.5 |
| 破坏电压(kV) | ≧16 | ≧16 | 17.8 |
| 最大系统电压(V) | ＞1000 | ＞1000 | 1050 |
由上可知，相较于现有技术中常见的TPE(Tedlar/PET/EVA)背板结构，本实施例揭露一种结构更简单、制程更容易的光伏电池的背板结构。现有技术中的TPE背板结构，如图1所示，为了与Tedlar膜(耐候层110)结合，必须使用特殊PU系的黏着剂(第一黏着层120)，并采用贴膜制程，至少依序先上一层胶、贴合第一黏着层于耐水解层、再上一层胶、贴合Tedlar膜于第一黏着层。而且，TPE背板为了与光伏电池紧密结合，需使用一改质EVA膜150来增进TPE背板与光伏电池之EVA封装层的结合效果。而上述改质EVA膜需搭配一相对应之黏着层 (第二黏着层140)。上述改质EVA膜150与第二黏着层140必须使用贴膜制程来形成。相较于本说明书的背板结构，不论是耐候层或是易接着层都可以湿式涂布制程来完成。很明显地，依据本说明书之背板结构，在制程、设备成本、与使用材料等各方面都比现有技术中的TPE背板结构更简单、经济、且可快速量产。
再者，本实施例除了因为本身的多层次结构比现有技术之TPE背板结构层数更少，整体厚度也更薄。现有技术之TPE背板，如图1所示，其总厚度约420μm，其中，耐候层110的厚度约25μm，第一黏着层120的厚度约10μm～25μm，耐水解层130的厚度约50μm～250μm，第二黏着层140的厚度约10μm～20μm，改质EVA层150的厚度约100μm～120μm。然而，由上述实施例可知，根据本说明书之光伏电池之背板结构的厚度约为285μm。所以，本说明书之光伏电池之背板结构更为轻薄，也更可适用于现在电子产品越来越轻、越来越薄的发展方向。
综合上述，本实施例公开了一种用于光伏电池的背板装置。上述光伏电池之背板装置包含一基材层、一第一易接着层、以及一耐候层。上述第一易接着层与耐候层可以是分别位于上述基材层的相对两侧。上述第一易接着层可用以结合上述基材层与光伏电池之EVA封装层。上述耐候层除了可增强光伏电池之背板结构的物理强度，更具有抗紫外线、阻水性、抗污、抗紫外线、耐燃等性能。根据本说明书之设计，上述用于光伏电池的背板装置可更包含一第二易接着层，位于基材层与耐候层之间。上述第二易接着层可用以结合基材层与耐候层。根据本说明书的设计，上述易接着层与耐候层皆可以湿式涂布制程来完成。换言之，本实施例在制程上更简单、所使用的制程设备与材料更经济、且更容易有效的快速量产。更好的是，相较于现有技术中的TPE背板结构，本实施例的整体厚度更薄，可以更适用于现在电子产品越来越轻、越来越薄的发展方向。
Claims (6)
1. 一种用于光伏电池的背板装置，包括一耐候层(110)，其特征是：还包括一基材层(220)和一第一易接着层(340)，基材层(220)设于耐候层(110)的上部，第一易接着层(340)设于基材层(220)的上部。
2. 如权利要求1所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：耐候层(110)的厚度为10μm～50μm。
3. 如权利要求1所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：基材层(220)的厚度为50μm～250μm。
4. 如权利要求1所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：第一易接着层(340)的厚度为0.1μm～10μm。
5. 如权利要求1所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：还包括一第二易接着层(360)，第二易接着层(360)设于基材层(220)和耐候层(110)之间。
6. 如权利要求5所述的用于光伏电池的背板装置，其特征是：第二易接着层(360)的厚度为0.05μm～1.0μm。
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