TW201601337A - 太陽電池模組及其製造方法以及太陽面板、太陽電池加工線和太陽面板加工線 - Google Patents

太陽電池模組及其製造方法以及太陽面板、太陽電池加工線和太陽面板加工線 Download PDF

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Abstract

一種製造太陽電池模組的方法，太陽電池模組包括基於半導體基板並具有正面及背面之太陽電池，所述方法包括自基板製造太陽電池以及至少在背面上沈積塗層。沈積步驟包括至少在背面上塗覆塗層粉末，藉此在背面上形成黏附粉末層。在沈積步驟之後包括對太陽電池模組執行第一退火製程，以將黏附粉末層轉變成預退火塗層。更包括藉由在太陽電池上之接觸區域之位置移除黏附粉末層而在太陽電池上形成開口接觸區域，移除步驟在第一退火製程之前，或藉由在太陽電池上之接觸區域進行遮罩而在太陽電池上形成開口接觸區域，遮罩步驟在沈積步驟之前。

Description

太陽電池模組及製造該模組的方法
本發明是有關於一種太陽電池模組及製造所述模組的 方法。另外，本發明是有關於一種包含所述太陽電池模組的太陽面板。此外，本發明是有關於一種製造所述太陽電池模組及/或太陽面板模組之加工線及工具。
基於半導體之太陽電池包含半導體基板，所述半導體基 板具有形成p/n接面之p型摻雜層及n型摻雜層之層結構。
為減少太陽電池中材料之量而有使用更薄基板之趨 勢。如此一來，基板變得更加易碎且在組裝至太陽面板中期間更加難以操作。
由太陽電池組成且所有接點(contact)皆位於背側上之 太陽面板中，接點通常連接至背面片材層上之導體圖案。在太陽電池與背面片材層之間定位有封裝層，所述封裝層具有與太陽電池之接點的位置以及導體圖案上之對應接觸區域的位置相對應之開口。在封裝層之開口中塗覆連接材料，以在太陽電池接點與導 體圖案之間提供電性接觸。所述連接材料通常包含黏著劑及基於導體之填充劑。所述填充劑通常為基於銀或銀合金之粉末。為減少基於導體之填充劑之量，封裝層應在保持其封裝及應力消除特性條件下盡可能地薄。
穿孔背面片材(perforated back-sheet)使用在太陽面板 中。對於大面板，由於例如受限於在封裝片材中形成孔的穿孔設備的精確度以及由於受限於封裝材料之尺寸穩定性，故難以使封裝片材之孔與導電圖案化箔之接觸區域相匹配。
在太陽面板中，導電黏著劑是用於所有電池之接點之模 版(stencil)印刷。對於大面板，印刷的精確度變得不足，而此可導致印刷未對準。
對於模組製造機器，可使用在導電圖案化背面片材上執 行封裝穿孔及導電黏著劑印刷。此通常對具有固定預定尺寸之模組進行，且所述機器因工具定位精確度之限制而不適用於生產具有不同的可變尺寸及形狀之模組。
本發明之目的是克服先前技術中之缺陷。所述目的為藉 由一種製造太陽電池模組之方法達成，所述太陽電池模組包含基於半導體基板之太陽電池，所述太陽電池具有用於捕捉輻射的正面及背面，所述方法包括：自所述半導體基板製造太陽電池；在所述太陽電池之至少一個表面上沈積塗層，所述沈積步驟包括： 在至少所述背面上塗覆塗層粉末，藉此在所述表面上形成黏附粉末層；且所述方法在所述沈積步驟之後包括：對所述太陽電池執行第一退火製程，以將所述黏附粉末層轉變成預退火塗層，進而形成經塗層太陽電池，且其中所述方法更包括：藉由在所述太陽電池上之接觸區域之位置移除所述黏附粉末層而在所述太陽電池上形成開口接觸區域，其中所述移除步驟在所述第一退火製程之前，或藉由對所述太陽電池上之接觸區域進行遮罩以防止被所述黏附粉末層覆蓋並在所述太陽電池上形成開口接觸區域而在所述太陽電池上形成開口接觸區域，其中所述遮罩步驟在所述一或多個沈積步驟之前。
藉由所述方法，為太陽電池基板提供預退火塗層作為基 板之至少一個表面上之塗層。藉由第一退火製程中之預退火步驟，塗層粉末顆粒黏附至基板表面並形成具有多孔性或緻密層之滲漏網絡(percolated network)。預退火塗層之多孔或緻密狀態是由第一退火製程之條件(例如，持續時間及溫度)控制。
所述塗層會增加基板之厚度，從而為基板提供強化，尤 其是對於「薄基板」而言，降低後續太陽面板製造步驟期間基板破裂之風險。
另外，所述方法提出在太陽面板生產期間，若塗層材料 為適用於封裝之材料，則預退火塗層為太陽面板積層(lamination)製程提供前驅體封裝層。
在將粉末黏附至基板之階段期間，選擇性移除粉末或在 太陽電池上之接觸區域之位置處進行選擇性遮罩會使太陽電池之接觸區域不含粉末。選擇性移除可例如藉由用於局部移除粉末之真空噴嘴。真空噴嘴可由定位裝置定位及控制。
作為另一選擇，亦可藉由在粉末塗層步驟之前的遮罩步驟使接觸區域保持不含粉末。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其中所述沈積步驟另外包括在所述正面上塗覆所述塗層粉末，藉此在所述表面上形成黏附粉末層。
所述方法可用於提供基板之單面或雙面塗層。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，所述方法更包括在所述太陽電池上之接觸區域之位置移除所述黏附粉末層以在所述太陽電池上形成開口接觸區域。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其中藉由將所述太陽電池定位於支撐工具上，使得所述太陽電池之每一接觸區域被所述支撐工具之突出部覆蓋來執行所述遮罩步驟。
在本實施例中，所述遮罩步驟是由所述支撐工具在支撐工具接觸太陽電池表面之位置處執行。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其中所述支撐工具之至少一個突出部包括用於固持所述接觸區域之表面的真空噴嘴。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其 中所述第一退火製程經調節以形成多孔層做為預退火塗層。
預退火塗層之多孔性可因在第一退火製程期間為粉末之釋氣(outgassing)提供通道而為有利的。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其中所述第一退火製程經調節以形成緻密層做為預退火塗層。
緻密層有利於以最低量之導電黏著劑進行模版印刷。較厚且多孔之層可具有一定粗糙度，因在粗糙且厚之多孔層上模版不夠平坦，故所述粗糙度會妨礙模版製程。結果，模版中之開口距接觸區域之距離可能會過大。導電黏著劑點(dot)將變得相對大而容納多於所需之材料。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其中所述第一退火製程是在真空中執行。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，所述方法包括在所述第一退火製程之前，將所述太陽電池模組設置於支撐層之間，並在所述太陽電池模組位於所述支撐層之間的同時執行所述第一退火製程。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，所述方法包括將所述支撐層壓靠於所述太陽電池模組。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其中所述支撐層設有肋圖案。如此一來，為預退火塗層提供通道結構，所述通道結構使得能夠在真空條件下在稍後的太陽面板積層製程期間移除氣體。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，所 述方法更包括藉由分配、噴射或網版印刷技術在所述太陽電池之所述開口接觸區域中塗覆接觸材料。
需要被塗覆於預退火塗層之開口中的接觸材料的量隨 著預退火塗層之厚度的減小而成比例地降低，此可節省所需接觸材料之量及其成本。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，所 述方法更包括藉由以下方式形成太陽面板堆疊：提供面板模組透明覆蓋層；將至少一個太陽電池設置於所述面板模組透明覆蓋層上，使得所述太陽電池之接觸表面背對所述面板模組透明覆蓋層；將背面片材層設置於所述至少一個經塗層太陽電池上，所述背面片材層設置有導電層圖案，所述導電層圖案具有對應於所述太陽電池之所述接觸區域的接觸區域；在第二退火製程中將所述太陽面板堆疊暴露於高溫及高壓，使得在所述太陽電池與所述背面片材層之間，所述塗層在所述第一退火製程中之預退火時熔化。
塗層在所述第一退火製程中之預退火時，在太陽面板積 層製程期間被提供做為封裝層。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，所 述方法更包括藉由以下方式形成太陽面板堆疊：提供面板模組透明覆蓋層；將至少一個太陽電池設置於所述面板模組透明覆蓋層上，使得所述太陽電池之接觸表面背對所述面板模組透明覆蓋層；提供背面片材層，所述背面片材層設置有導電層圖案，所述 導電層圖案具有對應於所述太陽電池之所述接觸區域的導電層接觸區域；將接觸材料設置於所述導電層圖案接觸區域上；將所述背面片材層設置於所述至少一個經塗層太陽電池上，使得所述導電層圖案接觸區域對應於所述太陽電池之所述接觸區域；在第二退火製程中將所述太陽面板堆疊暴露於高溫及高壓，使得在所述太陽電池與所述背面片材層之間，所述塗層在所述第一退火製程中之預退火熔化。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其 中所述經塗層太陽電池包括面朝所述面板模組透明覆蓋層之第二預退火塗層，所述第二預退火塗層在暴露於所述高溫及高壓期間熔化。
若所述太陽電池之背面及正面上均已經粉末塗層，則所 述第二預退火塗層被提供做為所述基板與所述面板模組透明覆蓋層之間的封裝層。
此外，在製造其中設有一或多個多孔預退火塗層之太陽 電池積層於一起之太陽面板堆疊期間，預退火塗層之多孔性可為有利的。在所述積層製程期間，多孔性可在所述預退火塗層中為氣體提供流動路徑，所述流動路徑能夠改善位於所述太陽電池與所述背面片材層及/或相鄰覆蓋層之間的氣體釋氣。如此一來，除氣或釋氣所需的時間可減少。此外，可防止太陽面板堆疊中包含氣體。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，所 述方法包括：在所述面板模組透明覆蓋層之表面上，利用粉末塗層技術在所述表面上形成黏附粉末層，將所述面板模組透明覆蓋層暴露於面板模組透明覆蓋退火製程以在所述面板模組透明覆蓋層上形成預退火塗層，且其中將所述面板模組透明覆蓋層設置於所述至少一個經塗層太陽電池之上包括：在所述太陽電池表面與所述面板模組透明覆蓋層之間設置所述面板模組透明覆蓋之所述預退火塗層；所述面板模組透明覆蓋之所述預退火塗層在暴露於所述高溫及高壓期間熔化。
所述面板模組透明覆蓋層可設有經粉末塗層做為在所述基板與所述面板模組透明覆蓋層之間用於封裝層之前驅體。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其中藉由靜電噴塗來塗覆所述塗層粉末。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其中藉由靜電印刷製程或雷射印刷製程來塗覆所述塗層粉末。
藉由將所述粉末印刷於所述基板上，所述預退火塗層可被轉移至在所述太陽電池之所述接觸區域上方包含開口圖案之基板。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其中至少位於所述至少一個太陽電池與所述背面片材層之間的所述預退火塗層具有約100微米或小於100微米的厚度。
有利地，所述粉末塗層方法使得能夠形成相對薄之塗層，從而降低欲生產的所述太陽面板之總重量。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，在 所述暴露於高溫及高壓後，所述接觸區域中的所述接觸材料具有約100微米或小於100微米的厚度。
另外，需要被塗覆於所述預退火塗層之所述開口中的接 觸材料的量隨著所述預退火塗層之厚度的減小而成比例地降低，此可節省所需接觸材料之量及其成本。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其 中所述一或多個支撐層由鐵氟龍(Teflon)或鐵氟龍化合物材料組成。
此種材料有利於自所述支撐層輕易地釋放所述預退火 塗層。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之方法，其 中利用所述粉末與所述太陽電池之間的電位來執行所述沈積步驟，且所述電位是藉由所述粉末之靜電放電而形成。
有利地，所述電位使得所述粉末帶電，從而使得所述粉 末能夠分佈於所述基板之所述表面上方並黏附至所述基板之所述表面。
可例如藉由靜電噴塗噴嘴來執行所述靜電放電。
本發明亦是有關於一種太陽電池模組，所述太陽電池模 組包含基於半導體基板之太陽電池及至少一個塗層，所述太陽電池具有正面及背面，其中所述至少一個塗層是預退火塗層，並覆蓋所述背面與所述正面中的至少一者。
本發明提供一種太陽電池半成品，所述太陽電池半成品 是藉由所述塗層在後續形成太陽面板的加工步驟期間強化其耐破裂性。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之太陽電池 模組，其中所述塗層由熱塑性材料組成。
所述熱塑性材料使得能夠在後續太陽面板積層製程期 間使用所述塗層做為封裝層。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之太陽電池 模組，其中所述塗層覆蓋所述背面及所述正面。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之太陽電池 模組，其中所述塗層包括圍繞所述太陽電池基板之周邊之獨立(free-standing)延伸部，所述獨立延伸部垂直於所述背面及所述正面延伸。
如此一來，熱塑性材料之邊緣被設於所述太陽電池基板 之周圍，此有利於操作所述太陽電池模組。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之太陽電池 模組，其中所述至少一個塗層具有100微米或小於100微米的厚度。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之太陽電池 模組，其中所述至少一個塗層包括開口，所述開口在位置上對應於所述太陽電池上之接觸區域之位置。
此外，本發明是有關於一種太陽面板，所述太陽面板包 括面板模組透明覆蓋層、至少一個太陽電池及背面片材層，其中第一封裝層設置於所述背面片材層與所述至少一個太陽電池之間，且第二封裝層設置於所述面板模組透明覆蓋層與所述至少一個太陽電池之間；所述第一封裝層設置有開口，所述開口在位置上對應於所述太陽電池上之接觸區域之位置；接觸材料在所述至少一個太陽電池之每一接觸區域與所述背面片材層上之對應接觸區域之間設置於所述開口中，其中至少所述第一封裝層及所述接觸材料具有100微米或小於100微米的厚度。
此外，本發明是有關於一種太陽電池或太陽面板加工線(processing line)，所述太陽電池或太陽面板加工線包括第一站(station)及第二站，所述第一站用於對太陽電池進行粉末塗層，所述第二站用於對所述經粉末塗層太陽電池進行退火以形成在所述太陽電池之至少一個表面上具有預退火塗層之經塗層太陽電池。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之加工線，所述加工線更包括用於自所述經粉末塗層太陽電池選擇性地移除塗層粉末之第三站，其中所述第三站設置於所述第一站與所述第二站中間，使得在使用中，所述太陽電池在到達所述第二站之前經過所述第三站。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之加工線，其中所述第一站包括支撐工具，所述支撐工具包括多個柱及載體，所述柱自所述載體延伸並被定位於在將所述粉末塗層沈積於 所述太陽電池上期間欲被遮罩之所述太陽電池的區域之所對應的位置處。
根據一態樣，本發明是有關於一種如上所述之加工線， 更包括其中所述第二站包括帶式爐(belt furnace)、連續支撐帶及用於所述支撐帶之驅動機構；所述支撐帶設置於在經過所述帶式爐期間用於夾持太陽電池模組的相對位置內。
由附屬項進一步限定有利的實施例。
10、11‧‧‧太陽電池模組
12‧‧‧太陽電池
14‧‧‧接觸區域
16、17、18‧‧‧支撐層
20、24‧‧‧黏附粉末塗層
20a、24a、25a‧‧‧預退火塗層
21‧‧‧黏附塗層
22‧‧‧噴嘴
26‧‧‧接觸材料
28‧‧‧粉末塗層部分
28a‧‧‧預退火延伸部
30‧‧‧遮罩元件
50‧‧‧太陽面板模組
52‧‧‧背面片材層
54‧‧‧圖案化導電層
56‧‧‧面板模組透明覆蓋層
58‧‧‧封裝體
100‧‧‧支撐工具
105‧‧‧柱
110‧‧‧載體
200‧‧‧製造工具
210‧‧‧帶式爐
220、230‧‧‧支撐帶
240‧‧‧驅動機構
F‧‧‧正面
R‧‧‧背面
以下將參照本發明所示之實例性實施例之附圖更詳細地解釋本發明。
圖1顯示根據本發明之實施例，根據一製造步驟之太陽電池模組之剖視圖。
圖2a及圖2b顯示在後續製造步驟期間太陽電池模組之剖視圖。
圖3顯示根據本發明之實施例，在又一製造步驟期間太陽電池模組之剖視圖。
圖4顯示在下一製造步驟之後太陽電池模組之剖視圖。
圖5顯示根據本發明之實施例，太陽面板模組之剖視圖。
圖6顯示根據本發明之實施例太陽電池模組之製造步驟。
圖7顯示在圖6中所示步驟之後太陽電池模組之剖視圖。
圖8顯示圖7所示太陽電池模組之俯視圖。
圖9顯示圖8所示太陽電池模組之排列之俯視圖。
圖10顯示根據本發明之實施例，太陽電池模組及面板模組透明覆蓋層之剖視圖。
圖11顯示根據本發明之實施例，在製造步驟期間太陽電池模組之剖視圖。
圖12顯示根據本發明之實施例，製造步驟之示意性剖視圖。
本發明是有關於一種用於製造基於半導體基板的太陽 電池模組之方法，例如由矽基板製成之太陽電池。太陽電池通常為背面接觸式太陽電池，例如金屬捲繞穿孔式(metal wrap through，MWT)、射極捲繞穿孔式(emitter wrap through，EWT)、具有薄本質層之異質接面式(Heterojunction with thin intrinsic layer，HIT)以及交指背面接觸式(interdigitated back contact，IBC)。然而，可以理解的是在某些實施例中，本發明亦包含具有正面接點及背面接點之其他太陽電池類型。
圖1顯示根據本發明之實施例，根據一製造步驟之太陽 電池模組10之剖視圖。
太陽電池模組10包含如上所述基於半導體基板之太陽 電池12。太陽電池12具有正面F及背面R。在本實施例中，太陽電池之接觸區域14設置於背面R處。
在此製造步驟期間，太陽電池12定位於支撐層16上。
背面R及接觸區域14被黏附粉末塗層20覆蓋。黏附粉末塗層20已藉由在粉末顆粒與背面之間的電位下將背面R(及接觸區域)暴露於粉末顆粒而沈積。
在一實施例中，電位是藉由粉末之靜電放電而形成。
在一替代實施例中，藉由靜電噴塗來塗覆塗層粉末。在又一替代實施例中，藉由靜電印刷製程(例如基於調色劑(toner)及滾筒(drum)之雷射印刷製程)來塗覆塗層粉末。
在一較佳實施例中，粉末塗層由適用於太陽面板堆疊做為封裝材料之熱塑性材料組成。
圖2a及圖2b顯示在後續製造步驟期間太陽電池模組之剖視圖。
在圖2a中，顯示太陽電池模組在距黏附粉末塗層20一定距離處具有噴嘴22。噴嘴設置成在預定位置(例如接觸區域14)以選擇性地自黏附粉末塗層20移除塗層粉末。如此一來，形成實質上不含塗層粉末之開口接觸區域14。
在替代實施例中，由遮罩步驟取代移除步驟，所述遮罩步驟防止塗層粉末聚積於背面上被遮罩之位置處。遮罩是在沈積步驟之前進行。
在又一實施例中，遮罩的進行是藉由將太陽電池定位於支撐工具(圖中未示出)上，使得太陽電池之各接觸區域(或選擇性地開口區域)被支撐工具之柱(pillar)覆蓋。
圖2b顯示在移除步驟之後具有開口接觸區域14之太陽 電池模組之剖視圖。在具有遮罩步驟之實施例中，圖2b顯示在移除遮罩工具之後的太陽電池模組。
圖3顯示根據本發明之實施例，在又一製造步驟期間太 陽電池模組之剖視圖。
背面R上之黏附粉末塗層被第二支撐層17覆蓋，且此 時正面F暴露於粉末顆粒以與背面R上之粉末塗層20類似之方式在正面F上形成黏附粉末塗層24。然後，黏附粉末塗層24被支撐層18覆蓋。
在隨後的步驟中，使堆疊於黏附粉末塗層20與黏附粉 末塗層24之間的太陽電池12暴露於高溫，以將黏附粉末塗層轉變成預退火塗層20a及預退火塗層24a(固化(solidification)步驟)。
所述退火可在真空條件下執行。
退火條件及視需要可選的真空條件用於部分地或完全地熔化粉末塗層，以分別形成處於多孔預退火塗層(在預定位(pre-tacking)步驟中)至緻密預退火塗層(在預積層步驟中)範圍中的預退火塗層。
根據實施例，預退火塗層20a及預退火塗層24a之厚度為100微米或小於100微米。所述厚度可由粉末塗層製程之參數及粉末參數(例如平均粒徑及粒徑分佈)控制。
固化步驟之結果，粉末塗層變得較不易碎並獲得與太陽電池12之背面及正面的相對改良的黏附性。
在固化步驟期間，支撐層17及支撐層18保持定位成夾 持並支撐太陽電池模組10(即，太陽電池12以及粉末塗層20及粉末塗層24)。
在實施例中，支撐層由鐵氟龍(PTFE)或鐵氟龍化合物 組成，所述鐵氟龍(PTFE)或鐵氟龍化合物對大多數熱塑性材料具有優異之剝離(lift-off)特性，因此可被重複利用。
在實施例中，支撐層中的一或二者之表面設有肋圖案 (rib pattern)，所述肋圖案分別被轉移至一或二個預退火塗層以在 所述預退火塗層上形成圖案化表面輪廓。
熟習此項技術者將理解，固化步驟是在防止熔化的粉末 塗層20覆蓋接觸區域處之開口的條件下執行。在固化步驟之後，接觸區域處之開口保持開放。
圖4顯示在下一製造步驟之後太陽電池模組之剖視圖。
在固化步驟之後，支撐層17及支撐層18已被移除。然後，將接觸材料26塗覆於接觸區域14。
在預退火塗層20a及預退火塗層24a為多孔(即藉由預定位步驟形成)之情形中，接觸材料26可分配於接觸區域14之位置處。若已在預積層步驟中形成預退火塗層，則亦可網版印刷、模版印刷或噴射所述接觸材料。
將接觸材料26施用於太陽電池模組之接觸區域上相較於將接觸材料應用於背面片材層上之有利之處在於：施用在相對小的面積上執行，此可被更精確地執行而無需在實質上背面片材 層之尺寸上方使用精確之工具。此外，若在太陽電池模組上出現未對準印刷，則僅需更換太陽電池模組，而若在背面片材上出現未對準印刷，則將需要移除整個背面片材。
圖5顯示根據本發明實施例之太陽面板模組50。
太陽面板模組50包含以下結構之堆疊：背面片材層52、圖案化導電層54、多個太陽電池模組10以及面板模組透明覆蓋層56。
圖案化導電層54設置於背面片材層上並面朝太陽電池模組10。太陽電池12之背面R上之接觸區域14朝向圖案化導電層54。在太陽電池之頂上設置有面板模組透明覆蓋層(其為玻璃層或透明箔層)56。
藉由提供背面片材層及圖案化導電層，然後將多個太陽電池模組10設置於圖案化導電層上以使太陽電池模組上之接觸材料之位置被定位於圖案化導電層上之相關聯位置處而自下至上地製造太陽面板模組。在太陽電池模組10之頂上設置有面板模組透明覆蓋層。
根據本發明，因太陽電池模組包含用於提供封裝材料之預退火塗層，故所述堆疊不含有單獨之封裝層。因此，本發明簡化了堆疊順序，此乃因不需要在太陽面板堆疊中設置封裝層，否則，根據先前技術之製程，將需要使封裝層之位置與圖案化導電層精確匹配。因該步驟被省略，故堆疊所需之時間減少。
在形成堆疊之後，藉由在第二退火製程中使預退火塗層 20a及預退火塗層24a之材料熔化來執行積層製程，以使堆疊熔合。在所述積層製程之後，使太陽面板模組冷卻。太陽電池模組之預退火塗層20a及預退火塗層24a已在面板模組透明覆蓋層與太陽電池之間、太陽電池與背面片材層之間以及相鄰太陽電池之間熔合並形成封裝體58。
若預退火塗層20a及預退火塗層24a中的一或二者處於 多孔狀態，則由於經由多孔層進行釋氣會在積層製程期間改良除氣步驟，故多孔性能夠使積層製程期間真空之施加增強。預退火塗層中之多孔性包含互聯空隙(void)之通道，所述通道為氣體分子穿過預退火塗層提供流動路徑。
應注意，另一選擇地或附加地，若預退火塗層20a及預 退火塗層24a中的一或二者設有肋圖案，則所述肋圖案會藉由為太陽面板堆疊之除氣提供通道而有利於在積層製程期間施加真空。
在太陽電池上使用預退火塗層之結果，封裝體58之厚 度由預退火塗層之初始厚度決定。太陽電池與面板模組透明覆蓋層之間或太陽電池與背面片材層之間的封裝體之厚度可為100微米或小於100微米，其相較於先前技術中太陽面板中之封裝體而言相對薄。
相較於先前技術，相對薄的封裝體使得太陽電池接點與 圖案化導電層之接點之間所需的接觸材料量大幅下降。
熟習此項技術者將理解，可以相反之次序形成太陽面板 堆疊，即，藉由提供面板模組透明覆蓋層；將太陽電池模組設置於面板模組透明覆蓋層上，使得太陽電池之背面背對面板模組透明覆蓋層；隨後將圖案化導電層及背面片材設置於太陽電池模組上方而自上而下地形成所述太陽面板堆疊。
應理解，在太陽面板堆疊中設置太陽電池模組之步驟期 間或之後，可在相鄰太陽電池模組之間添加額外的塗層粉末。視需要，額外的塗層粉末將提供額外的封裝材料以填充相鄰太陽電池模組之間的間隙。
圖6顯示根據本發明之實施例，太陽電池模組11之製 造步驟。在此實施例中，在背面R上形成粉末塗層20以及在背面處之接觸區域中形成開口之後，太陽電池模組11被定位於支撐層17上，使得背面朝向支撐層，而仍不含有粉末塗層之正面F則背向支撐層。
在太陽電池模組11周圍定位有遮罩元件30，遮罩元件 30在太陽電池模組10周圍形成周邊邊緣。
隨後，執行粉末塗層沈積步驟，以粉末塗層24覆蓋正 面F。此外，形成延伸圍繞太陽電池12之周邊之經粉末塗層部分28。
圖7顯示固化步驟之後圖5所示太陽電池模組11之剖 視圖。在固化步驟期間，延伸的粉末塗層部分28已被轉變為預退火延伸部28a。
圖8顯示圖6所示太陽電池模組11之俯視圖，其中太 陽電池模組11具有中心部分以及由預退火塗層材料28a組成之周緣部分，在中心部分中，太陽電池12被預退火塗層20a及預退火塗層24a覆蓋。
圖9顯示在太陽面板的構造期間，圖7所示太陽電池模組11之排列之俯視圖。
具有延伸的預退火塗層28a之多個太陽電池模組11彼此鄰近地排列，使得其各自的延伸的預退火塗層28a彼此交疊。
在實施例中，太陽電池模組11如屋頂瓦片(roof-tile)般堆疊。
由於用於太陽面板封裝體58的延伸的預退火塗層延伸部28a額外材料可用作封裝材料之額外饋給源且可消除在形成太陽面板堆疊期間添加單獨封裝材料之需要，故在太陽面板中使用具有延伸的預退火塗層延伸部28a之太陽電池模組11具有有利之處。
圖10顯示根據本發明之實施例，太陽電池模組及面板模組透明覆蓋層之剖視圖。
在替代實施例中，太陽電池模組僅於太陽電池12之背面R上設有預退火塗層20a，而正面實質上不含粉末塗層。根據本發明，面板模組透明覆蓋層56以與太陽電池模組類似之方式設有預退火塗層25a，預退火塗層25a是藉由粉末塗層沈積製程及隨後的退火步驟(預定位或預積層步驟)形成的。
所述太陽面板堆疊是藉由以下方式形成：將太陽電池模 組之正面設置於面板模組透明覆蓋層之預退火塗層25a上，隨後將圖案化導電層及背面片材層設置於太陽電池模組上方，然後對太陽面板堆疊執行積層製程。
預退火塗層25a可被設置成具有多餘之厚度，所述多餘之厚度在面板模組積層步驟期間可提供饋給材料，以封裝材料填充相鄰太陽電池模組之間的間隙。
另一選擇，可於面板模組透明覆蓋層與太陽電池模組之間設置封裝層以替代經粉末塗層之預退火塗層25a。
此外，作為另一選擇，太陽電池模組之正面被預退火塗層覆蓋，而在背面側，在太陽電池之背面與背面片材層上之導電層圖案之間提供圖案化封裝層。
圖11顯示根據本發明之實施例，在一製造步驟期間太陽電池模組之剖視圖。
在本實施例中，太陽電池安裝於支撐工具100上，支撐工具100包含多個柱105及載體110。柱105自載體110延伸並被定位於將粉末塗層沈積於太陽電池上期間被遮罩之與太陽電池的區域對應之位置處。
在沈積製程之前，將太陽電池12安裝於支撐工具100上，且使被遮罩之區域與柱105之位置對準。一或多個柱可實施做為真空噴嘴，以在支撐工具100上夾持太陽電池。
柱105自載體110延伸，以在太陽電池12與支撐工具之間具有空間。
然後，執行沈積製程以在太陽電池上沈積塗層粉末以形 成黏附塗層。因太陽電池僅在被遮罩之位置處被覆蓋，故沈積製程可在單次沈積製程中提供塗層粉末之全面(all-sided)沈積。
在實施例中，柱105(視情況，以及載體110)由鐵氟 龍或鐵氟龍系化合物組成。
在沈積製程之後，將具有黏附塗層21之太陽電池12設 置於支撐層上，並進一步如上所述對其進行加工。
圖12顯示根據本發明之實施例，製造工具200之示意 性剖視圖。
製造工具200是有關於一種用於形成具有預退火塗層 20a及預退火塗層24a之太陽電池模組之預定位或預積層爐。
製造工具200包含帶式爐210、連續支撐帶220及連續 支撐帶230以及用於所述支撐帶之驅動機構240。
支撐帶設置於相對之位置中，以用於在其之間夾持太陽 電池模組。
支撐帶穿過帶式爐，以使得黏附塗層20、黏附塗層24 以及延伸的塗層28(若存在)以預定位模式或預積層模式轉變為預退火塗層。
製造工具可在支撐帶之路徑內配備有粉末塗層站(圖中 未示出)。
在實施例中，製造工具200為太陽電池或太陽面板加工 線之一部分，所述太陽電池或太陽面板加工線具有第一站及第二 站，所述第一站用於太陽電池的粉末塗層，所述第二站用於退火經粉末塗層太陽電池以形成在所述太陽電池之至少一個表面上具有預退火塗層之經塗層太陽電池。
根據實施例，太陽電池或太陽面板加工線配備有用於自 所述經粉末塗層之太陽電池選擇性地移除塗層粉末之第三站。所述第三站設置於所述第一站與所述第二站中間，使得在使用中，所述太陽電池在到達所述第二站之前經過所述第三站。
在實施例中，如圖11中所示之支撐工具可為太陽電池或太陽面板加工線之第一站之一部分。
上文已參照某些實施例闡述了本發明。熟習此項技術者在閱讀並理解前述詳細說明後可想到明顯之潤飾及更改。本發明旨在被解釋為包含所有此等潤飾及更改，本發明之範圍僅受隨附申請專利範圍限制。
11‧‧‧太陽電池模組
12‧‧‧太陽電池
14‧‧‧接觸區域
20a、24a‧‧‧預退火塗層
28a‧‧‧預退火延伸部

Claims (33)

  1. 一種製造太陽電池模組的方法，所述太陽電池模組包含基於半導體基板之太陽電池，所述太陽電池具有正面及背面，所述正面用於捕捉輻射，所述方法包括：自所述半導體基板製造太陽電池；在所述太陽電池之至少一個表面上沈積塗層，所述沈積步驟包括：在至少所述背面上塗覆塗層粉末，藉此在所述表面上形成黏附粉末層；且所述方法在所述沈積步驟之後包括：對所述太陽電池執行第一退火製程，以將所述黏附粉末層轉變成預退火塗層，進而形成經塗層太陽電池，且其中所述方法更包括：藉由在所述太陽電池上之接觸區域之位置移除所述黏附粉末層而在所述太陽電池上形成開口接觸區域，其中所述移除步驟在所述第一退火製程之前，或藉由對所述太陽電池上之接觸區域進行遮罩以防止被所述黏附粉末層覆蓋並在所述太陽電池上形成開口接觸區域而在所述太陽電池上形成開口接觸區域，其中所述遮罩步驟在所述一或多個沈積步驟之前。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的製造太陽電池模組的方法，其中所述太陽電池上之所述開口接觸區域不含塗層粉末。
  3. 如前述申請專利範圍中任一項所述的製造太陽電池模組的 方法，其中所述沈積步驟另外包括在所述正面上塗覆所述塗層粉末，藉此在所述表面上形成黏附粉末層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的製造太陽電池模組的方法，其中藉由將所述太陽電池定位於夾持工具上，使得所述太陽電池之每一接觸區域被所述夾持工具之突出部覆蓋來執行所述遮罩步驟。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的製造太陽電池模組的方法，其中所述夾持工具之至少一個突出部包括用於固持所述接觸區域之所述表面的真空噴嘴。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的製造太陽電池模組的方法，其中所述第一退火製程經調節以形成多孔層做為預退火塗層。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的製造太陽電池模組的方法，其中所述第一退火製程經調節以形成緻密層做為預退火塗層。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項所述的製造太陽電池模組的方法，其中所述第一退火製程是在真空中執行。
  9. 如前述申請專利範圍第6項至第8項中任一項所述的製造太陽電池模組的方法，包括在所述第一退火製程之前將所述太陽電池模組設置於支撐層之間，並在所述太陽電池模組位於所述支撐層之間的同時執行所述第一退火製程。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的製造太陽電池模組的方法，包括將所述支撐層壓靠於所述太陽電池模組。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的製造太陽電池模組的方 法，其中所述支撐層設有肋圖案。
  12. 如申請專利範圍第6項至第11項中任一項所述的製造太陽電池模組的方法，包括藉由分配、噴射或網版印刷技術在所述太陽電池之所述開口接觸區域中塗覆接觸材料。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的製造太陽電池模組的方法，更包括藉由以下方式形成太陽面板堆疊：提供面板模組透明覆蓋層：將至少一個太陽電池設置於所述面板模組透明覆蓋層上，使得所述太陽電池之所述接觸表面背對所述面板模組透明覆蓋層；將背面片材層設置於所述至少一個經塗層太陽電池上，所述背面片材層設置有導電層圖案，所述導電層圖案具有在位置上對應於所述太陽電池之所述接觸區域的導電層圖案接觸區域；在第二退火製程中將所述太陽面板堆疊暴露於高溫及高壓，使得在所述太陽電池與所述背面片材層之間，所述塗層在所述第一退火製程中之預退火時熔化。
  14. 如申請專利範圍第6項至第12項中任一項所述的製造太陽電池模組的方法，更包括藉由以下方式形成太陽面板堆疊：提供面板模組透明覆蓋層：將至少一個太陽電池設置於所述面板模組透明覆蓋層上，使得所述太陽電池之所述接觸表面背對所述面板模組透明覆蓋層；提供背面片材層，所述背面片材層設置有導電層圖案，所述導電層圖案具有在位置上對應於所述太陽電池之所述接觸區域的 導電層接觸區域；將接觸材料設置於所述導電層圖案接觸區域上；將所述背面片材層設置於所述至少一個經塗層太陽電池上，使得所述導電層圖案接觸區域對應於所述太陽電池之所述接觸區域；在第二退火製程中將所述太陽面板堆疊暴露於高溫及高壓，使得在所述太陽電池與所述背面片材層之間，所述塗層在所述第一退火製程中之預退火時熔化。
  15. 如申請專利範圍第13項或第14項所述的製造太陽電池模組的方法，其中所述經塗層太陽電池包括面朝所述面板模組透明覆蓋層之第二預退火塗層，所述第二預退火塗層在所述第二退火製程中暴露於所述高溫及高壓期間熔化。
  16. 如申請專利範圍第13項或第14項所述的製造太陽電池模組的方法，包括：在所述面板模組透明覆蓋層之表面上，藉由利用粉末塗層技術在所述表面上形成黏附粉末層，將所述面板模組透明覆蓋層暴露於面板模組透明覆蓋退火製程，以在所述面板模組透明覆蓋層上形成覆蓋預退火塗層，且其中將所述面板模組透明覆蓋層設置於所述至少一個經塗層太陽電池上包括在所述太陽電池表面與所述面板模組透明覆蓋層之間設置所述預退火塗層；所述預退火塗層在所述第二退火製程中暴露於所述高溫及高 壓期間熔化。
  17. 如前述申請專利範圍中任一項所述的製造太陽電池模組的方法，其中藉由靜電噴塗來塗覆所述塗層粉末。
  18. 如前述申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述的製造太陽電池模組的方法，其中藉由靜電印刷製程或雷射印刷製程來塗覆所述塗層粉末。
  19. 如申請專利範圍第1項至第18項所述的製造太陽電池模組的方法，其中至少位於所述至少一個太陽電池與所述背面片材層之間的所述預退火塗層具有約100微米或小於100微米的厚度。
  20. 如前述申請專利範圍第13項至第19項中任一項所述的製造太陽電池模組的方法，其中在所述暴露於高溫及高壓後，所述接觸區域中的所述接觸材料具有約100微米或小於100微米的厚度。
  21. 如前述申請專利範圍第9項至第20項中任一項所述的製造太陽電池模組的方法，其中所述一或多個支撐層由鐵氟龍或鐵氟龍化合物材料組成。
  22. 如申請專利範圍第1項所述的製造太陽電池模組的方法，其中利用所述粉末與所述太陽電池之間的電位來執行所述沈積步驟，且所述電位是藉由所述粉末之靜電放電而形成。
  23. 一種太陽電池模組，所述太陽電池模組由如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述的製造太陽電池模組的方法而製造，所述太陽電池模組包含基於半導體基板之太陽電池及至少一 個塗層，所述太陽電池具有正面及背面，其中所述至少一個塗層是已在第一退火製程中預退火之預退火粉末塗層，並覆蓋所述背面與所述正面中的至少一者。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的太陽電池模組，其中所述塗層由熱塑性材料組成。
  25. 如申請專利範圍第23項或第24項所述的太陽電池模組，其中所述塗層覆蓋所述背面及所述正面。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的太陽電池模組，所述塗層包括圍繞所述太陽電池基板之周邊之獨立延伸部，所述獨立延伸部實質上平行於所述背面及所述正面延伸。
  27. 如申請專利範圍第23項至第26項中任一項所述的太陽電池模組，其中所述至少一個塗層具有100微米或小於100微米的厚度。
  28. 如申請專利範圍第23項至第27項中任一項所述的太陽電池模組，其中所述至少一個塗層包括開口，所述開口在位置上對應於所述太陽電池上之接觸區域之位置。
  29. 如申請專利範圍第23項至第28項中任一項所述的太陽電池模組，其中所述塗層為多孔狀態或緻密狀態。
  30. 一種太陽面板，包括面板模組透明覆蓋層、至少一個太陽電池及背面片材層，其中所述太陽電池是由如申請專利範圍第1項至第22項中任一項所述的製造太陽電池模組的方法而製造的經塗層太陽電池或如申請專利範圍第23項至第29項中任一項的太 陽電池模組；第一封裝層設置於所述背面片材層與所述至少一個太陽電池之間，且第二封裝層設置於所述面板模組透明覆蓋層與所述至少一個太陽電池之間；所述第一封裝層設置有開口，所述開口在位置上對應於所述太陽電池上之接觸區域之位置；接觸墊設置於所述至少一個太陽電池之每一接觸區域與所述背面片材層上之對應接觸區域之間的所述開口中，其中至少所述第一封裝層及所述接觸墊具有100微米或小於100微米的厚度。
  31. 一種太陽電池或太陽面板加工線包括第一站及第二站，所述第一站用於對太陽電池進行粉末塗層，所述第二站用於退火所述經粉末塗層太陽電池以形成在所述太陽電池之至少一個表面上具有預退火塗層之經塗層太陽電池，且所述太陽電池或太陽面板加工線包括用於自所述經粉末塗層太陽電池選擇性地移除塗層粉末之第三站，其中所述第三站設置於所述第一站與所述第二站中間，使得在使用中，所述太陽電池在到達所述第二站之前經過所述第三站。
  32. 如申請專利範圍第31項所述的太陽電池或太陽面板加工線，其中所述第一站包括支撐工具，所述支撐工具包括多個柱及載體，其中所述柱自所述載體延伸，且設置用於支撐太陽電池並定位於與所述太陽電池的在將粉末塗層沈積於所述太陽電池上期 間被遮罩之區域對應之位置處。
  33. 如申請專利範圍第31項至第32項中任一項所述的太陽電池或太陽面板加工線，其中所述第二站包括帶式爐、連續支撐帶及用於所述支撐帶之驅動機構；所述支撐帶設置於相對之位置中以用於在所述太陽電池經過所述帶式爐期間夾持太陽電池模組。
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