TWI423458B - 太陽能電池片的串焊方法 - Google Patents

Description

太陽能電池片的串焊方法

本發明有關於一種太陽能電池片，特別是有關於一種太陽能電池片的串焊方法。

傳統於矽晶型太陽能電池片之間進行串焊時，係利用彈性伸縮之頂針將焊帶固定於太陽能電池片之一面上，以防止焊帶輕易脫離太陽能電池片，接著，再藉由烙鐵將焊帶焊接於電池片上。

然而，由於頂針係以其尖部透過焊帶觸壓太陽能電池片，加上，在目前矽晶型太陽能電池片越作越薄的趨勢下，倘若頂針因故障而失去其可伸縮功能時(原因之一為助焊劑冷凝附著於頂針機構內)，往往將使得頂針於觸壓太陽能電池片時，對太陽能電池片產生極大之局部應力，進而導致太陽能電池片內裂或破片之情況發生。為此，業者需時常檢查及維修頂針之可伸縮功能，相當耗費人力及成本。而且，太陽能電池片發生內裂或破片時，也提高產品不良率。

本發明揭露一種太陽能電池片的串焊方法，用以降低矽晶型太陽能電池片之不良品破片率，提高對矽晶型太陽能電池片進行串焊之成功率。

本發明揭露一種太陽能電池片的串焊方法，藉由排除利用頂針將焊帶壓迫於太陽能電池片之固定方式，降低太陽能電池片被頂針破壞之機率。

依據本發明之一實施方式中，此種太陽能電池片的串焊方法之步驟如下。提供一太陽能電池基板，而且太陽能電池基板之一面具有至少一條狀電極。藉由多個相互間隔之觸壓墊，將一焊帶定位於太陽能電池基板條狀電極上。藉由一雷射裝置之點狀照射，使焊帶部份地接合於條狀電極上。藉由一熱風裝置之出風加熱，使焊帶完全地接合於太陽能電池基板條狀電極上。

此實施方式中，太陽能電池基板為一矽晶型太陽能電池片。

此實施方式之一選項，上述太陽能電池片的串焊方法於熱風裝置出風加熱之步驟前，更包含移除觸壓墊，使其不再壓迫焊帶。

此實施方式之另一選項，上述太陽能電池片的串焊方法於焊帶定位於太陽能電池基板條狀電極上之步驟前，更包含包覆一助焊劑於焊帶上。

此實施方式之又一選項，此些觸壓墊之材料係矽膠、乳膠、凝膠及橡膠或其組合。

此實施方式之又一選項，雷射裝置之點狀照射之波長係位於800奈米～1100奈米。

此實施方式之又一選項，熱風裝置之出風加熱之溫度係攝氏80度～攝氏400度。

此實施方式之一實施例，當此些觸壓墊分別為一吸盤，且藉由觸壓墊將焊帶定位於太陽能電池片條狀電極上之步驟包含，以吸盤吸附焊帶。將焊帶疊放在太陽能電池片條狀電極上。持續以吸盤壓迫條狀電極上之焊帶。

此實施方式之另一實施例，當藉由雷射裝置之點狀照射，使焊帶部份地接合於太陽能電池片條狀電極時，其詳細步驟包含，分別於任二相鄰之吸盤之間隔中輸出一點狀雷射光束至焊帶上，使得焊帶被此些點狀雷射光束照射之位置與條狀電極產生接合。

綜上所述，本發明藉由硬度較頂針小之觸壓墊來進行焊帶定位於太陽能電池片條狀電極上之工作，如此，不但可降低太陽能電池片於觸壓時被破壞之機率，也可降低因頂針局部產生熱應力的問題，也可省去檢查及維修頂針所需之人力及成本，進而降低產品之不良率。

以下將以圖示及詳細說明清楚說明本發明之精神，如熟悉此技術之人員在瞭解本發明之實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

有鑑於傳統利用頂針將焊帶壓迫於太陽能電池片上所可能造成之破壞，本發明排除使用頂針來透過焊帶壓迫太陽能電池片，改由硬度較頂針小之觸壓墊來進行焊帶定位於太陽能電池片條狀電極上之工作，藉以達成焊帶被接合於太陽能電池片上。

請參閱第1圖所示。第1圖繪示太陽能電池片的串焊方法之流程圖。本發明所提供之太陽能電池片的串焊方法，其步驟包含：

步驟(101)提供一太陽能電池基板及一焊帶。

步驟(102)藉由多個觸壓墊，將此焊帶定位於太陽能電池基板之條狀電極上。

步驟(103)藉由一雷射裝置之點狀照射，使焊帶部份地接合(例如焊接或熔接)於太陽能電池條狀電極上。

步驟(104)藉由一熱風裝置之出風加熱，使焊帶完全地接合(例如焊接或熔接)於太陽能電池條狀電極上。

如此，本發明一方面藉由硬度較頂針小之觸壓墊來進行焊帶定位於太陽能電池條狀電極上之工作，另一方面藉由雷射裝置來對焊帶進行初步固定，故，不但可降低太陽能電池片被壓破，也可避免固定焊帶之元件受熱風之影響，進而產生不良之影響。

參閱第2(a)圖至第2(g)圖所示，第2(a)圖至第2(g)圖係分別依序繪示本發明之太陽能電池片的串焊方法，依據一實施例下之操作過程示意圖。

於步驟(101)中，參閱第2(a)圖所示，太陽能電池基板200之表面具有多個條狀電極210(bus bar)。此外，太陽能電池基板200例如為矽晶型太陽能電池(如單結晶矽太陽電池或多結晶矽太陽電池)或非結晶矽太陽電池(如可撓式太陽能電池)。

舉例而言，太陽能電池基板200之厚度位於120奈米(nm)～240奈米(nm)。

另外於步驟(101)中，參閱第2(b)圖所示，此焊帶300(solder ribbon)(例如包錫銅，tinned copper strip)導接此太陽能電池基板200正極(P)之條狀電極210與另一太陽能電池基板201負極(N)之條狀電極211，如此重覆，以完成串接動作。

又，為確保焊接品質，可於焊帶300表面噴灑一助焊劑700(Flux)或將焊帶300浸泡至一助焊劑700溶液中，使得焊帶300之表面被包覆有助焊劑700，在焊接過程以清潔焊帶300表面。

需了解的是，第2(a)圖與第2(b)圖彼此並未具有絕對之先後關係。

於步驟(102)中，上述之觸壓墊可為其硬度不高於金屬(例如鋁)之軟墊，其材料例如可為矽膠(Silicone)、乳膠(Latex)、凝膠(Gel)及橡膠(Rubber)或其組合。

此實施例中，參閱第2(c)圖、第2(d)圖所示，當太陽能電池基板200與另一太陽能電池基板201進行串焊時，且觸壓墊例如為吸盤400，則此實施例於步驟(102)更包含之細部步驟為：

(1)利用此些吸盤400而吸附至焊帶300上，並提起此焊帶300(第2(c)圖)。

(2)將焊帶300疊放在條狀電極210之一面上(第2(c)圖)。

(3)暫時先不離開此焊帶300，反而持續地壓迫焊帶300於條狀電極210之一面上。此時，此些吸盤400係間距地接觸焊帶300，意即任二吸盤400之間於焊帶300上保持一間距D(第2(d)圖)。

(4)使另一太陽能電池基板201放置於此焊帶300相對此太陽能電池基板200之另端，以便使此太陽能電池基板200正極(N)之條狀電極210與另一太陽能電池基板201負極(P)之條狀電極211可進行電性導接(第2(d)圖)。

如此，相較於傳統頂針之尖部及材質硬度，此實施例所使用之吸盤400一方面具有較低之材質硬度，另一方面與焊帶300(即太陽能電池基板200)具有較大之接觸面積，故，此實施例之吸盤400透過焊帶300於壓迫太陽能電池基板200時，可降低對太陽能電池片所產生之局部應力。

於步驟(103)中，參閱第2(e)圖所示，藉由雷射裝置500之點狀照射，更包含之詳細步驟為：

由於此些吸盤400於焊帶300上彼此保持一間距D，故，利用多個雷射裝置500分別於任二相鄰之吸盤400之間隔中輸出一點狀雷射光束510至焊帶300上，使得焊帶300上被此些點狀雷射光束510分別所照射之位置可與條狀電極210產生部份地接合(例如焊接或熔接)。如此，焊帶300便被固定於條狀電極210之一面上，使其不致輕易脫離太陽能電池基板200。

具體來說，雷射裝置500之點狀照射之波長係位於800奈米(nm)～1100奈米(nm)。另外，雷射裝置500例如為YAG雷射，YAG雷射是以釔鋁石榴石晶體為基質的一種固體雷射。

當傳統彈性伸縮之頂針在抵住焊帶於太陽能電池片之一面時，更會產生以下問題：由於焊帶表面噴灑有助焊劑(Fluxes)，故當進行步驟(104)時，將使得助焊劑產生蒸發而黏濁於頂針之彈性元件，進而損壞頂針之伸縮性。如此，將導致下一次抵住焊帶時，壓裂太陽能電池片。故，由於本發明之步驟(103)可達成將焊帶部份地固定於太陽能電池片之一面，進而避免助焊劑受熱發生蒸發而損壞用以固定焊帶之元件(例如移動吸盤400之工具)。

此外，於進行步驟(104)之前，參閱第2(f)圖所示，由於焊帶300已被部份地固定於條狀電極210之一面上，焊帶不致輕易脫離太陽能電池基板200，如此，焊帶300上之吸盤400便可被移除，使得此些吸盤400不再壓迫焊帶300。也因為此些吸盤400移除自焊帶300上，以便後續之出風烘烤可更佳均勻。

此外，於步驟(104)中，參閱第2(g)圖所示，藉由一或多個熱風裝置600(如熱風槍)分別對焊帶300均勻地輸出熱風610以進行出風加熱，使焊帶300接觸此條狀電極210之區域完全地焊接於此條狀電極210上。詳細來說，所述熱風610之溫度可調整為攝氏80度至攝氏400度。

此外，由於熱風裝置600分別對焊帶300均勻地進行出風加熱，使得另一部份之焊帶300也可完全地接合(例如焊接或熔接)於另一太陽能電池基板201之條狀電極211上。

如此，當焊帶300緊密地接合(例如焊接或熔接)於太陽能電池基板200、201之條狀電極210、211之一面時，焊帶300與太陽能電池基板200、201之間的電阻便更為降低，進而提高太陽能電池基板200、201彼此之導電效率。

綜上所述，本發明藉由硬度較頂針小之觸壓墊來進行焊帶定位於條狀電極上之工作，如此，不但可降低太陽能電池片於觸壓時被破壞之機率，也可省去檢查及維修頂針所需之人力及成本，進而降低產品之不良率。

本發明所揭露如上之各實施例中，並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

101-104．．．步驟

200、201．．．太陽能電池基板

210、211．．．條狀電極

300．．．焊帶

400．．．吸盤

500．．．雷射裝置

510．．．點狀雷射光束

600．．．熱風裝置

610．．．熱風

700．．．助焊劑

D．．．間距

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

第1圖繪示太陽能電池片的串焊方法之流程圖。

第2(a)圖至第2(g)圖係分別依序繪示本發明之太陽能電池片的串焊方法依據本發明之一實施例中之操作過程示意圖。

101-104．．．步驟

Claims (8)

1. 一種太陽能電池片的串焊方法，包含：提供一太陽能電池基板，其中該太陽能電池基板之一面具有至少一條狀電極；藉由多個相互間隔之吸盤吸附一焊帶，並將該焊帶疊放於該條狀電極上，且持續以該些吸盤壓迫在該條狀電極上之該焊帶；藉由一雷射裝置之點狀照射，使該焊帶部份地接合於該條狀電極上；以及藉由一熱風裝置之出風加熱，使該焊帶完全地接合於該條狀電極上。
2. 如請求項1所述之太陽能電池片的串焊方法，其中藉由該雷射裝置之點狀照射，使該焊帶部份地接合於該條狀電極上之步驟，包含：分別於任二相鄰之該些吸盤之間隔中輸出一點狀雷射光束至該焊帶上，使得該焊帶被該些點狀雷射光束照射之位置與該條狀電極相互接合。
3. 如請求項1所述之太陽能電池片的串焊方法，更包含：該熱風裝置之出風加熱之步驟前，移除該些吸盤，使其不再壓迫該焊帶。
4. 如請求項1所述之太陽能電池片的串焊方法，更包 含：將該焊帶定位於該條狀電極上之步驟前，包覆一助焊劑於該焊帶上。
5. 如請求項1所述之太陽能電池片的串焊方法，其中該太陽能電池基板為一矽晶型太陽能電池。
6. 如請求項1所述之太陽能電池片的串焊方法，其中該些吸盤之材料係選自由矽膠、乳膠、凝膠及橡膠所組成群組。
7. 如請求項1所述之太陽能電池片的串焊方法，其中該雷射裝置之點狀照射之波長係位於800奈米(nm)-1000奈米(nm)。
8. 如請求項1所述之太陽能電池片的串焊方法，其中該熱風裝置之出風加熱之溫度係攝氏80度~攝氏400度。