TWI408827B - 建材一體型太陽光電模組的封裝方法及其結構 - Google Patents

Description

建材一體型太陽光電模組的封裝方法及其結構

本發明是有關於一種太陽光電模組結構的封裝方法及其結構，特別是有關於一種建材一體型太陽光電模組的封裝方法及其結構。

隨著地球能源短缺問題日益迫近，暖化問題日趨嚴重，人類開發替代能源的壓力也就益加殷切。近十餘年來，全球太陽能電池產業蓬勃發展，2009年全球太陽光電系統設置量更達7.3GW，其中德國即佔了52%，其他如義大利、捷克、美國、日本、中國、印度都是快速成長的國家，成長幅度皆超過30%，另根據美國研究機構最新研究報告估計，全球太陽能電池市場規模將由2008年的334億美元成長至2013年的1004億美元，可見太陽能電池產業有可觀的發展趨勢。其中，建材一體型太陽光電模組(Building Integrated Photovoltaic module, BIPV module) 係為使用太陽能光伏材料取代傳統建築材的一種應用方式，因而使建築物本身成為一個大的能量來源，而不必用外加方式加裝太陽能版，緣此，建材一體型太陽光電模組成為目前太陽能電池產業中相當重要的發展方向。

然而，目前在建材一體型太陽光電模組的製程過程中，建材一體型太陽光電模組須至一機台中進行加熱加壓的層壓製程(Lamination)，而建材一體型太陽光電模組經過層壓製程後，因為 焊帶與太陽能電池之間的接觸面無法被封裝材料所填滿。因此，建材一體型太陽光電模組一離開機台中的真空環境時，氣體會侵入焊帶與太陽能電池之間無封裝材料之區域中，造成焊帶的出線端產生氣泡，然而氣泡會隨著時間逐漸長大，將使得建材一體型太陽光電模組的壽命變短、耐久性不佳。

為了解決上述先前技術不盡理想之處，本發明提供一種建材一體型太陽光電模組的封裝方法，包含以下步驟：

a) 提供基板，基板具有上表面；

b) 提供第一封裝材，形成於基板的上表面；

c) 提供至少一個焊帶，焊帶具有第一端與第二端；

d) 將焊帶的第一端置於第一封裝材上，且使第二端伸出第一封裝材之外；

e) 提供第二封裝材，形成於焊帶的第一端上，且使第二封裝材的面積不大於第一封裝材的面積；

f) 提供太陽能電池，置於第一封裝材與第二封裝材之上，使太陽能電池與第一封裝材之間形成有第一間隙、太陽能電池與第二封裝材之間形成有第二間隙；

g) 提供加熱加壓製程，使第一封裝材與第二封裝材軟化而填滿第一間隙與第二間隙、並黏合太陽能電池與基板；以及

h) 固化第一封裝材與第二封裝材。

因此，本發明之首要目的係提供一種建材一體型太陽光電模組的封裝方法，藉由將第二封裝材放置於太陽能電池與焊帶的接觸面，當建材一體型太陽光電模組進行加熱加壓的層壓製程後，太陽能電池與焊帶即可緊密黏合。因此，可避免建材一體型太陽光電模組在離開真空環境時，氣體會侵入焊帶與太陽能電池之間無封裝材料之區域中，是故，藉由本發明之封裝方法所製作之建材一體型太陽光電模組，太陽能電池與焊帶間不會有氣泡產生，進而可提高建材一體型太陽光電模組的壽命及其耐久性。

本發明進一步提供另一種建材一體型太陽光電模組，包含有基板、太陽能電池以及至少一個焊帶。建材一體型太陽光電模組的基板與太陽能電池之間進一步包含有第一封裝材與第二封裝材，焊帶具有第一端與第二端，焊帶的第一端置於第一封裝材與第二封裝材之間，且焊帶的第二端伸出第一封裝材之外，第二封裝材的面積不大於第一封裝材的面積。

因此，本發明之再一目的係提供一種建材一體型太陽光電模組，包含有基板、太陽能電池以及至少一個焊帶。建材一體型太陽光電模組藉由第二封裝材位於太陽能電池與焊帶的接觸面，當建材一體型太陽光電模組進行加熱加壓的層壓製程後，太陽能電池與焊帶即可緊密黏合。因此，可避免建材一體型太陽光電模組 在離開真空環境時，氣體會侵入焊帶與太陽能電池之間無封裝材料之區域中，是故，本發明之 建材一體型太陽光電模組，太陽能電池與焊帶間不會有氣泡產生，進而可提高建材一體型太陽光電模組的壽命及其耐久性。

由於本發明係揭露一種建材一體型太陽光電模組，其中所利用之太陽能電池之電能傳導原理，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構示意，並未亦不需要依據實際尺寸完整繪製，盍先敘明。

首先，請參考第1圖，係根據本發明所提出之第一較佳實施例，為一種建材一體型太陽光電模組1的封裝方法。建材一體型太陽光電模組1的封裝方法，包含以下步驟：

步驟21：先提供基板11，基板11具有上表面111；

步驟22：再提供第一封裝材12，形成於基板11的上表面111，其中以第一封裝材12的面積相同於基板11的上表面111的面積為較佳；

步驟23：接著，提供至少一個焊帶13，焊帶13具有第一端131與第二端132，將焊帶13的第一端131置於第一封裝材12上，且使第二端132伸出第一封裝材12之外；

步驟24：提供第二封裝材14，形成於焊帶13的第一端131上，且使第二封裝材14的面積不大於第一封裝材12的面積；

步驟25：提供太陽能電池15，置於第一封裝材12與第二封裝材14之上，使太陽能電池15與第一封裝材12之間形成有第一間隙16、太陽能電池15與焊帶13之間形成有第二間隙17，第二間隙17的高度H2小於第一間隙16的高度H1。其中以第一封裝材12的面積相同於太陽能電池15的面積為較佳；

步驟26：對建材一體型太陽光電模組1進行加熱加壓的層壓製程後，使第一封裝材12與第二封裝材14軟化而填滿第一間隙16與第二間隙17、並使得太陽能電池15與基板11黏合。以及，固化第一封裝材12與第二封裝材14。

藉由本發明建材一體型太陽光電模組1的封裝方法，可以避免如先前技術般，在進入非真空環境時，氣體會侵入焊帶與太陽能電池之間無封裝材料之區域中，進而造成焊帶的出線端產生氣泡。氣泡會將封裝材與太陽能電池的膜面撐開，造成太陽能電池的膜面無法被封裝材保護的情況。

因此，經由本發明建材一體型太陽光電模組1的封裝方法，所製程之建材一體型太陽光電模組1，可使得太陽能電池15與焊帶13因為第一封裝材12與第二封裝材14軟化而緊密黏合。據此，太陽能電池15與焊帶13之間不會有氣泡產生，進而可提高本發明之建材一體型太陽光電模組1的壽命及其耐久性。

要特別說明的是，焊帶13分別與第一封裝材12及 第二封裝材14黏著的方式，可以視實際需求而定，例如：使用可以耐高熱、耐高壓的雙面膠，或是直接在第一封裝材12及第二封裝材14上塗抹酒精，使第一封裝材12及第二封裝材14產生黏性…等，進而可將焊帶13分別與第一封裝材12及第二封裝材14黏附在一起。此外，上述之雙面膠使得焊帶13分別與第一封裝材12及第二封裝材14黏附時，因為雙面膠僅接觸於焊帶13表面，因此並不會對焊帶13電性連接產生不良影響。

此外，建材一體型太陽光電模組1的封裝方法中，第一封裝材12與第二封裝材14的材質可以為相同或不相同，其中又以相同材質為較佳。又，第一封裝材12與第二封裝材14的材質可以是聚乙烯丁醛樹脂及乙烯(PVB)或是乙酸乙烯酯共聚物(EVA, Ethylene vinyl accetate copolymer)等材質之任一種。

請參考第2A及2B圖， 係本發明提出之第二較佳實施例，為一種建材一體型太陽光電模組 1 。第2B圖為第2A圖中A-A割面線之剖視圖。建材一體型太陽光電模組1，包含有基板11、太陽能電池15、至少一個焊帶13、第一封裝材12與第二封裝材14。其中，以第一封裝材12的厚度T1大於第二封裝14材的厚度T2為較佳。請繼續參考第2C圖，對建材一體型太陽光電模組1進行 加熱加壓的層壓製程後，可使得第一封裝材12與第二封裝材14軟化而填滿第一間隙16與第二間隙17，且第二封裝材14與第一封裝材12的交接處形成有接合結構18。至於建材一體型太陽光電模組1之其他特徵如前述第一較佳實施例所揭露者。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利權利；同時以上的描述，對於熟知本技術領域之專門人士應可明瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請專利範圍中。

1‧‧‧太陽光電模組

11‧‧‧基板

111‧‧‧基板上表面

12‧‧‧第一封裝材

13‧‧‧焊帶

131‧‧‧焊帶第一端

132‧‧‧焊帶第二端

14‧‧‧第二封裝材

15‧‧‧太陽能電池

16‧‧‧第一間隙

17‧‧‧第二間隙

18‧‧‧接合結構

21、22、23、24、25、26‧‧‧步驟

H1、H2‧‧‧高度

T1、T2‧‧‧厚度

第1圖為一流程圖，係根據本發明提出之第一實施例，為一種建材一體型太陽光電模組的封裝方法。

第2A圖為一示意圖，係根據本發明提出之第二實施例，為一種建材一體型太陽光電模組。

第2B圖為一剖視圖，係根據本發明提出之第二實施例，為一種建材一體型太陽光電模組。

第2C圖為一剖視圖，係根據本發明提出之第二實施例，為一種經加熱加壓層壓製程後的建材一體型太陽光電模組。

21、22、23、24、25、26‧‧‧建材一體型太陽光電模組封裝之步驟

Claims (10)

1. 一種建材一體型太陽光電模組的封裝方法，包含以下步驟：
   a) 提供一基板，該基板具有一上表面；
   b) 提供一第一封裝材，形成於該基板的該上表面；
   c) 提供至少一焊帶，該焊帶具有一第一端與一第二端；
   d) 將該焊帶的該第一端置於該第一封裝材上，且使該第二端伸出該第一封裝材之外；
   e) 提供一第二封裝材，形成於該焊帶的該第一端上，且使該第二封裝材的面積不大於該第一封裝材的面積；
   f) 提供一太陽能電池，置於該第一封裝材與該第二封裝材之上，使該太陽能電池與該第一封裝材之間形成有一第一間隙、該太陽能電池與該焊帶之間形成有一第二間隙，該第二間隙的高度小於該第一間隙的高度；
   g) 提供一加熱加壓製程，使該第一封裝材與該第二封裝材軟化而填滿該第一間隙與該第二間隙、並黏合該太陽能電池與該基板；以及
   h) 固化該第一封裝材與該第二封裝材。
2. 依據申請專利範圍第1項的建材一體型太陽光電模組的封裝方法，其中該步驟b)中，該第一封裝材的面積相同於該基板的上表面的面積。
3. 依據申請專利範圍第1項的建材一體型太陽光電模組的封裝方法，其中該第一封裝材與該第二封裝材的材質不同。
4. 依據申請專利範圍第1項的建材一體型太陽光電模組的封裝方法，其中該第一封裝材與該第二封裝材的材質相同。
5. 依據申請專利範圍第4或第5項的建材一體型太陽光電模組的封裝方法，其中該第一封裝材與該第二封裝材係選自於由聚乙烯丁醛樹脂及乙烯/乙酸乙烯酯共聚物所構成之群組。
6. 一種建材一體型太陽光電模組，包含有一基板、一太陽能電池、至少一焊帶、一第一封裝材與一第二封裝材，其中，該第一封裝材與該第二封裝材形成於該基板與該太陽能電池之間，該焊帶具有一第一端與一第二端，該焊帶的該第一端置於該第一封裝材與該第二封裝材之間，且該焊帶的該第二端伸出該第一封裝材之外，該第二封裝材的面積不大於該第一封裝材的面積，且該第二封裝材與該第一封裝材的交接處形成有一接合結構。
7. 依據申請專利範圍第6項的建材一體型太陽光電模組，其中該第一封裝材的面積相同於該太陽能電池的面積。
8. 依據申請專利範圍第6項的建材一體型太陽光電模組，其中該第一封裝材的厚度大於該第二封裝材的厚度。
9. 依據申請專利範圍第6項的建材一體型太陽光電模組，其中該第一封裝材與該第二封裝材的材質不同 。
10. 依據申請專利範圍第6項的建材一體型太陽光電模組，其中該第一封裝材與該第二封裝材的材質相同。