CN211507687U - 一种光伏电池封装结构 - Google Patents

Abstract

一种光伏电池封装结构，包括，一透明导电基板、一光伏层、一上导电层、多条蚀刻槽、多个绝缘层及多个串接导电层。该透明导电基板包含有一透明基板及一下导电层，在光伏层结构上设有多个蚀刻槽与贯通孔，其中该些蚀刻槽以阻隔构成光伏单元，该些蚀刻槽填设有该些绝缘层。另外，该些串接导电层及该些贯通孔提供串接上导电层与该下导电层电性连结，以构成光伏元件。此结构有利光伏元件的量产便利性及良率的提升及增加光电转换有效区域的利用，可以缩小蚀刻槽的间隙设计，并且增加上导电层的作业裕度，提升量率及光电转换有效区域的利用。

Description

一种光伏电池封装结构

技术领域

本实用新型有关一种光伏电池，尤指一种关于电极结构改良的光伏电池封装结构。

背景技术

太阳能电池的研究是再生能源中受众人期待的一个方向。虽然现今已商业化的多数产品是以硅为其主要材料，不过使用高分子材料所开发的有机太阳能电池因其工艺简单、造价便宜、材质轻盈、可挠曲等特性而受到业界与学术界的瞩目。

目前在制备有机太阳能电池时，其都是透过涂布(Coating)为制备太阳能电池薄膜的技术手段，其优点在于能够使得该薄膜具有较佳的平整性与均匀性。而进一步可以R2R工艺即是一种具有潜力用以大面积制备有机太阳能电池的技术，其在产业界已有配合，R2R工艺即可良好地配合其运作，得以在较低成本之下生产这些具有可塑性、重量轻、耐冲击等优点。

太阳能电池的光电转换装置在结构上有很多种，其中一种称为光伏电池的光电转换装置，如有机光伏电池或者是钙钛矿太阳能电池，其中该光伏电池由多个光伏单元串、并联而成，而各该光伏单元包含电子传递层、主动层(在OPV中吸光层称为BHJ layer(bulk-heterojunction layer)，在Perovskite solar cell中就称为Perovskite layer)、空穴传递层，进一步再由上下层的电极导线线性连接达成光电转换及电子传递的效果。

本发明人先前有提申一件中国台湾专利第M573898号新型专利的光伏电池改良结构，在光伏元件结构上结合多个蚀刻槽，以阻隔构成光伏单元，以该些蚀刻槽的其一上各铺设有多个绝缘层。而其他多个蚀刻槽作为导通孔串接上导电层与下导电层电性连结。该等结构提供在光伏元件制作加工可以在同一侧面上，增加了量产性，并且改善了避免导电层与各该结构层短路所引起的不良，不过该等结构是以干式蚀刻(激光蚀刻进行)，因此该些蚀刻槽的两壁蚀刻后易有毛边产生，为避免相邻蚀刻槽两壁的毛边发生邻接短路，因此该蚀刻槽在设计上必须增加宽度以避免相邻两侧毛边短路的现象，而且在工艺上也可以增加在上导电层制作导电填料作业时的工作裕度，不过如此蚀刻槽的宽度在作业上会降低或浪费了有效区域的利用，使光电转换有效区域利用率会减少，面对相关电子产品在尺寸设计复杂度高或者面积作业小者，更难满足未来产品的需求。

实用新型内容

因此，为解决前述问题，有利光伏元件的量产便利性及良率的提升及增加光电转换有效区域的利用，本实用新型提供一种改良的光伏电池结构，在光伏层的结构上结合多个蚀刻槽与多个贯通孔，其中该些蚀刻槽以阻隔构成光伏单元，并在该些蚀刻槽填满铺设有多个绝缘层。另外该些贯通孔提供串接上导电层与该下导电层电性连结，以构成光伏元件的制作，可以缩小蚀刻槽的间隙设计，并且增加上导电层的作业裕度，提升量率及光电转换有效区域的利用。

为了达到上述之目的，本实用新型提供一种光伏电池改良结构，包含有一透明导电基板、一光伏层、一上导电层、多条第一蚀刻槽、多条第二蚀刻槽、多条第三蚀刻槽、多个绝缘层及多个串接导电层。该透明导电基板包含有一透明基板及一下导电层，该下导电层设于该透明基板的一侧面上。该光伏层设于该下导电层的一侧面上。该上导电层设于该光伏层的一侧面上。该些第一蚀刻槽贯穿该上导电层、该光伏层及该下导电层，以形成多个光伏单元。该些第二蚀刻槽贯穿该上导电层及该光伏层。该些第三蚀刻槽纵向及横向的贯穿该上导电层及该光伏层。该些绝缘层设于该些第一蚀刻槽及该些第三蚀刻槽的内部与该第一蚀刻槽的槽口周边的该上导电层上。该些串接导电层设于该些第一蚀刻槽的槽口周边上的绝缘层、该上导电层及该些第二蚀刻槽中，此该上导电层与该下导电层电性连结。

在本实用新型的一实施例中，该些第一蚀刻槽、该些第二蚀刻槽及该些第三蚀刻槽宽距为10um-100um。

在本实用新型的一实施例中，该下导电层厚度为100nm-10um。

在本实用新型的一实施例中，该上导电层及该下导电层以一引线与外部电性连接，该引线可经印刷制作为一排线接线区而成。

在本实用新型的一实施例中，该光伏层依序包含电子传递层、主动层及空穴传递层，该光伏层设于该透明导电基板上。

在本实用新型的一实施例中，该光伏层依序包含电子传递层、主动层及空穴传递层，该光伏层设于一透明导电层卷材上。

在本实用新型的一实施例中，该光伏层依序包含空穴传递层、主动层及电子传递层，该光伏层设于该透明导电基板上。

在本实用新型的一实施例中，该光伏层依序包含空穴传递层、主动层及电子传递层，该光伏层设于一透明导电层卷材上。

在本实用新型的一实施例中，该透明导电层卷材包含有一透明卷材与一下导电层，该下导电层设于该透明卷材的一侧面上。

在本实用新型的一实施例中，该透明基板或该透明卷材任一侧或两侧设置一缓冲层，以增加该透明基板或该透明卷材的强度或与该下导电层的附着力。

在本实用新型的一实施例中，该透明基板的厚度为10um-500um。

在本实用新型的一实施例中，该光伏电池改良结构的上下贴附阻水阻气材料层进行封装，以构成光伏电池元件。

在本实用新型的一实施例中，阻水阻气材料层包含一透明阻水阻气层与一阻水阻气胶。

在本实用新型的一实施例中，该阻水阻气层的厚度50um-500um。

附图说明

图1a为本实用新型光伏电池封装结构的光伏层示意图；

图1b为图1a俯视示意图﹔

图2a为图1a的光伏层上制作上导电层侧视示意图﹔

图2b为图2a俯视示意图﹔

图3a为图2a的上导电层、光伏层及下导电层进行第一蚀刻槽、第二蚀刻槽及第三蚀刻槽的切割侧视示意图﹔

图3b为图3a的俯视示意图﹔

图4a为图3a的上导电层的第一蚀刻槽的槽口周边的上导电层上、第一蚀刻槽及第三蚀刻槽内部制作绝缘层侧视示意图﹔

图4b为图4a的俯视示意图﹔

图5a为图4a的上导电层上进行串接导电层制作的侧视示意图﹔

图5b为图5a的俯视示意图﹔

图6为图5a的另一光伏电池封装结构实施例示意图。

其中，附图标记：

光伏层10

透明导电基板1

透明基板11

下导电层12

电子传递层2

主动层3

空穴传递层4

上导电层5

绝缘层6

串接导电层7

阻水阻气材料层8

透明阻水阻气层81

阻水阻气胶82

第一蚀刻槽20

第二蚀刻槽30

第三蚀刻槽40

具体实施方式

有关本实用新型的技术内容及详细说明，现配合图式说明如下：

请参阅图1a、1b，本实用新型的光伏电池封装结构的光伏层及图1a的俯视示意图。如图所示：本实用新型一种光伏电池封装结构，依序先将光伏层10，包含一电子传递层2、一主动层3及一空穴传递层4，依序涂布于一透明导电基板(或透明导电层卷材)1上，其中所谓的光伏层10亦可以空穴传递层4、主动层3及电子传递层2的顺序依序涂布于该透明导电基板1上。其中，该透明导电基板1包含有一透明基板11及一设于该透明基板11一侧面的下导电层12。其中该透明基板(或透明卷材)11任一侧或两侧更可设置一缓冲层(图中未示)以增加该透明基板11的强度或与该下导电层12的附着力。该缓冲层为压克力、环氧树脂、二氧化硅或以上两种材料的组合。另，该透明基板11为透光塑料或透光玻璃基板，其中该透光塑料为酚醛树脂(phenol novolac，PN)、聚酰胺(Polyamide，PA)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚氨酯(Polyurethanes，PU)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚乙烯对苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、压克力塑料等。在本图式中，该透明基板11的厚度为10um-500um。又，该下导电层12可经涂布、溅镀或蒸镀制成，该下导电层12为金属或金属氧化物，或是金属氧化物、金属和金属氧化物的多层组合，且该下导电层12透光率可以是70％-95％，该下导电层12的厚度为100nm-10um。又，在本图式中，该下导电层12以利用一引线(图中未示)与外部电性连接，该引线可经印刷制作为一排线接线区(图中未示)而成。

请参阅图2a、2b，为图1a的光伏层上制作上导电层侧视及图2a俯视示意图。如图所示﹕本实用新型接着以涂布、溅镀或蒸镀于光伏层10上涂覆一上导电层5。且该上导电层5以利用一引线(图中未示)与外部电性连接，该引线可经印刷制作为一排线接线区(图中未示)而成。本图式中，该上导电层5为金属或金属氧化物，或是金属氧化物、金属和金属氧化物的多层组合。

请参阅图3a、3b，为图2a的上导点层、光伏层及下导电层进行第一蚀刻槽、第二蚀刻槽及第三蚀刻槽的切割侧视及图3a的俯视示意图。如图所示﹕本实用新型以一特定激光能量不破坏透明基板11方式，进行多条第一蚀刻槽(线)20的激光蚀刻，蚀刻该光伏层10、该上导电层5及下导电层12，以形成各该光伏单元，该些第一蚀刻槽20宽距为10um-100um。

再以，一特定激光能量不破坏该下导电层12方式，进行多条第二蚀刻槽(线)30及多条第三蚀刻槽(线)40的激光蚀刻，蚀刻该光伏层10及该上导电层5，以该第二蚀刻槽30所形成的贯通孔提供将来铺设上导电层5与该下导电层12电性连接，该些第二蚀刻槽30及该第三蚀刻槽40的宽距为10um-100um。在本图式中，该第三蚀刻槽40除了纵向切割外，也同时进行横向切割。

请参阅图4a、4b，为图3a的上导电层的第一蚀刻槽的槽口周边的上导电层上、第一蚀刻槽及第三蚀刻槽内部作绝缘层侧视及图4a的俯视示意图。如图所示﹕本实用新型于该些第一蚀刻槽20与该些第三蚀刻槽40内部各填充有一绝缘层6，同时该绝缘层6也铺设于该些第一蚀刻槽20的槽口的周边的上导电层5上。在本图式中，该些绝缘层6为UV胶、环氧树脂或蓝胶经涂布后覆盖纵向于该些第一蚀刻槽20的一侧。

请参阅图5a、5b，为图4a的上导电层上进行串接导电层制作的侧视及图5a的俯视示意图。如图所示﹕本实用新型接着以印刷或黄光微影工艺于该上导电层5及该绝缘层6上涂覆特定结构的多个串接导电层7，在涂覆该些串接导电层7的导电层导电材料时，同时填充于该第二蚀刻槽30内，以使所形成的该上导电层5与该下导电层12电性导通。在图式中，该串接导电层为导电涂料或银胶。

如此完成串接的光伏单元结构。串接的光伏单元结构可依各该产品元件需求再进一步裁切使用。据此本实用新型可以减少在制作该上导电层5的相关工艺的繁复，于该上导电层5全面涂覆后在以不同激光能量控制即可构成个光伏单元与线路。如此可以缩小蚀刻槽的间隙设计，并且增加上导电层5的作业裕度，提升量率及光电转换有效区域的利用。

请参阅图6，为图5a的另一光伏电池封装结构实施例示意图。如图所示﹕本实用新型于该光电池封装结构的上下贴附有阻水阻气材料层8，该阻水阻气材料层8包含有一透明阻水阻气层81与一阻水阻气胶82，该透明阻水阻气层81有50um-500um进行封装，以构成光伏电池元件。在本图式中，该阻水阻气层81为透明塑料或玻璃基板。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种光伏电池封装结构，其特征在于，包含：

一透明导电基板，包含有一透明基板及一下导电层，该下导电层设于该透明基板一侧面上﹔

一光伏层，设于该下导电层的一侧面上﹔

一上导电层，设于该光伏层的一侧面上﹔

多条第一蚀刻槽，贯穿该上导电层、该光伏层及该下导电层，以形成多个光伏单元﹔

多条第二蚀刻槽，贯穿该上导电层及该光伏层﹔

多条第三蚀刻槽，纵向及横向的贯穿该上导电层及该光伏层；

多个绝缘层，设于该些第一蚀刻槽及该些第三蚀刻槽的内部，与该些第一蚀刻槽的槽口周边的上导电层上﹔

多个串接导电层，设于该些第一蚀刻槽的槽口的绝缘层及该上导电层与该些第二蚀刻槽内部，使该上导电层与该下导电层电性连结。

2.如权利要求1所述的光伏电池封装结构，其中，该些第一蚀刻槽、该些第二蚀刻槽及该些第三蚀刻槽宽距为10um-100um。

3.如权利要求1所述的光伏电池封装结构，其中，该下导电层厚度为100nm-10um。

4.如权利要求1所述的光伏电池封装结构，其中，该上导电层及该下导电层电性连结一引线与外部电性连接，该引线可经印刷制作为一排线接线区而成。

5.如权利要求1所述的光伏电池封装结构，其中，该光伏层依序包含电子传递层、主动层及空穴传递层，该光伏层设于该透明导电基板上。

6.如权利要求1所述的光伏电池封装结构，其中，该光伏层依序包含电子传递层、主动层及空穴传递层，该光伏层设于一透明导电层卷材上。

7.如权利要求6所述的光伏电池封装结构，其中，该透明导电层卷材包含一透明卷材及一下导电层，该下导电层设于该透明卷材的一侧面上。

8.如权利要求1所述的光伏电池封装结构，其中，该光伏层依序包含空穴传递层、主动层及电子传递层，该光伏层设于该透明导电基板上。

9.如权利要求1所述的光伏电池封装结构，其中，该光伏层依序包含空穴传递层、主动层及电子传递层，该光伏层设于一透明导电层卷材上。

10.如权利要求9所述的光伏电池封装结构，其中，该透明导电层卷材包含一透明卷材及一下导电层，该下导电层设于该透明卷材的一侧面上。

11.如权利要求7所述的光伏电池封装结构，其中，该透明基板或该透明卷材任一侧或两侧设置一缓冲层，以增加该透明基板的强度或与该下导电层的附着力。

12.如权利要求1所述的光伏电池封装结构，其中，该透明基板的厚度为10um-500um。

13.如权利要求1所述的光伏电池封装结构，其中，该光伏电池封装结构的上下贴附阻水阻气材料层进行封装，以构成光伏电池元件。

14.如权利要求13所述的光伏电池封装结构，其中，该阻水阻气材料层包含一透明阻水阻气层与一阻水阻气胶。

15.如权利要求14所述的光伏电池封装结构，其中，该阻水阻气层的厚度50um-500um。

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