TWI466310B - 太陽能電池模組無縫接合方法 - Google Patents

Description

太陽能電池模組無縫接合方法

本發明係關於一種太陽能電池模組接合方法，特別是一種層壓式的太陽能電池模組接合方法。

建築物自原料生產至啟用、使用之過程，消耗大量能源，若建築物結合太陽能光電模組，即能使建築物成為生產能源之主體，可減少對傳統供電系統之依賴，是以太陽能光電模組於建築物上的應用愈來愈廣泛。然而無論是整合光電系統的建築物(簡稱光電建物，Building Integrated Photovoltaics,BIPV)、玻璃帷幕或建築外窗等，於裝設太陽能光電模組時，皆可能因太陽能光電模組尺寸與裝設空間不符，致使無法達到最高效能及效益，遂發展出將現有或裁切過後之太陽能電池模組，透過拼貼技術接合成太陽能光電模組，以符合需求之尺寸進行利用。

習知技藝之拼貼接合方法，無法完全填充於間隔件與間隔件之間的間隙、太陽能電池模組與太陽能電池模組之間的間隙或太陽能電池模組與間隔件之間的間隙，間隙內若產生氣泡，可能導致黏著層剝離，進而使整個太陽能電池模組封裝體剝離，降低產品可靠度。且習知技藝之拼貼接合方法，於層壓製程時承受層壓設備或高壓釜之壓力，致使間隔件與太陽能電池模組產生位移，間隔件與間隔件之間的間隙寬度、太陽能電池模組與太陽能電池模組之間的間隙寬度或太陽能電池模組與間隔件之間的間隙寬度係隨機產生，而隨機產生的過小的距離，致使太陽能電池模組或間隔件邊緣形成應力集中點，產生變形，甚至破裂。

依據先前技術之太陽能電池模組接合方法製造之太陽能光電模組，氣泡存在於間隙內，可能導致黏著層剝離，進而使整個太陽能電池模組封裝體剝離，降低產品可靠度；且間隔件之間、太陽能電池模組之間或間隔件與太陽能電池之間可能間隙寬度過窄，致使太陽能電池模組或間隔件邊緣，產生變形甚致破裂等問題；因此，本發明之主要目的在於提供太陽能電池模組無縫(seamless)接合方法，其中，充填材料緊密填充於每一個太陽能電池之間的第一間隙、間隔件之間的第二間隙與間隔件與太陽能電池模組間的第三間隙，形成無縫接合，使氣泡無法存在於間隙中，致使黏著層不易剝離，提高產品可靠度。

本發明之另一目的在於提供一種太陽能電池模組無縫接合方法，利用充填材料緊密充填於每一個太陽能電池之間的第一間隙、間隔件之間的第二間隙與間隔件與太陽能電池模組間的第三間隙，使進行層壓製程時即使受層壓設備或高壓釜之壓力，仍可固定第一間隙、第二間隙與第三間隙之寬度為1.5公釐至2公釐，故不會產生過小間隙寬度，能降低太陽能電池模組與間隔件變形或破損的機率。

為達到上述之各項目的，本發明提出一種太陽能電池模組之無縫接合方法，包含：提供一個第一透光層，具有一個第一上表面與相對於第一上表面之一個第一下表面；提供一個第一黏著層於第一透光層之第一上表面上；提供至少一個太陽能電池模組，每一個太陽能電池模組具有一個第一表面與相對於第一表面之一個第二表面，並將每一個第一表面與第一黏著層連接，以形成一個太陽能電池模組區，其中，於每一個太陽能電池模組之間形成第一間隙；提供複數個間隔件，係將間隔件配置於太陽能電池模 組區之周圍，每一個間隔件具有一個第三表面與相對於第三表面之一個第四表面，並將每一個第三表面與第一黏著層連接，其中，於間隔件之間形成第二間隙以及間隔件與太陽能電池模組區之間形成第三間隙；提供一充填材料，充填材料係充填於間隙之中，以形成無縫接合；及提供一個第二透光層，具有一個第二上表面與相對於第二上表面之第二下表面，於第二下表面上配置一個第二黏著層，經由第二黏著層與每一個太陽能電池模組之第二表面、每一個間隔件之第四表面及充填材料連接。

為達到上述之各項目的，本發明提出再一種太陽能電池模組之無縫接合方法，包含：提供一個第一透光層，具有一個第一上表面與相對於第一上表面之一個第一下表面；提供一個第一黏著層於第一透光層之第一上表面上；提供至少一個太陽能電池模組，每一個太陽能電池模組具有一個第一表面與相對於第一表面之一個第二表面，並將每一個第一表面與第一黏著層連接，以形成一個太陽能電池模組區；提供複數個間隔件，係將間隔件配置於每一個太陽能電池模組之間與太陽能電池模組區之周圍，每一個間隔件具有一個第三表面與相對於第三表面之一個第四表面，並將每一個第三表面與第一黏著層連接，其中，於間隔件與太陽能電池模組之間以及間隔件與太陽能電池模組區之間形成第三間隙；提供一充填材料，充填材料係充填於間隙之中，以形成無縫接合；提供一個第二黏著層，及提供一個第二透光層，具有一個第二上表面與相對於第二上表面之第二下表面，於第二下表面上配置一個第二黏著層，經由第二黏著層與每一個太陽能電池模組之第二表面、每一個間隔件之第四表面及充填物連接。

為使本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭露之圖示及圖號。

請參考圖1至圖5A，係本發明之太陽能電池模組無縫接合方法如下：首先，請參考圖1，提供一個第一透光層11，具有一個第一上表面111與相對於第一上表面111之一個第一下表面112。接者，將第一黏著層16係設置在第一透光層11之第一上表面111之上；第一透光層11為一個多邊形立方體，且第一透光層11之第一上表面111與第一下表面112的面積，可隨其承載之太陽能電池模組12以及間隔件13之數量或尺寸變化大小(如圖4所示)。而第一黏著層16之材質係由下列群組選出：聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)與聚對苯二甲二乙酯(PET)。此外，第一黏著層16之材質，並不限定於以上之材質，其亦可進一步包含能將太陽能電池模組12與間隔件13有效黏著於第一透光層11之第一上表面111上之任何材質，故其材質，本發明在此不加以限制。

接著，請參考圖2A，提供至少一個太陽能電池模組12，而每一個太陽能電池模組12均具有一個第一表面121與相對於第一表面121之一個第二表面122；太陽能電池模組12之第一表面121經由一個第一黏著層16與第一透光層11之第一上表面111連接，以形成一個太陽能電池模組區12’，其中，於每一個太陽能電池模組12之間形成第一間隙D1。之後，再於太陽能電池模組區12’之周圍配置複數個間隔件13，而每一個間隔件13具有一個第三表面131與相對於第三表面131之一個第四表面132；同樣地，每一 個間隔件13之第三表面131均經由第一黏著層16與第一透光層11之第一上表面111連接，其中，於每一個間隔件13之間形成第二間隙D2(請參考圖5B所示)，以及每一個間隔件13與每一個太陽能電池模組12之間形成第三間隙D3，如圖3A所示。而間隔件13之材質可以是：平板玻璃、強化玻璃或其他適當之材質，故其材質，本發明在此不加以限制，且間隔件13的高度可等同太陽能電池模組12的高度，亦可略高於或略低於太陽能電池模組12的高度。

在此要強調，在本實施例中之太陽能電池模組12並不限定其種類，可為單晶矽(Monocrystalline silicon)太陽能電池模組、多晶矽(Polycrystalline silicon)太陽能電池模組、非晶矽(Amorpphous silicon)太陽能電池模組、微晶矽(Nanocrystalline Silicon，nc-Si，Microcrystalline Silicon，mc-Si)太陽能電池模組、化合物半導體II-IV族(CdS、CdTe、CuInSe2)太陽能電池模組、色素敏化染料太陽能電池模組(Dye-Sensitized Solar Cell)、有機導電高分子(Organic/polymer solar cells)太陽能電池模組、銅銦二硒/銅銦鎵硒太陽能電池模組(Copper Indium Diselenide,CIS/Copper Indium Gallium Selenide,CIGS)等。

此外，請再參考圖2B，為本發明之另一種實施方式。本實施例與圖2A間的差異在於，先將複數個間隔件13的第三表面131經由第一黏著層16連接於第一透光層11之第一上表面111的周圍；之後，再將至少一個太陽能電池模組12配置於複數個間隔件13之間，如圖3A所示。很明顯地，在本發明中，無論是先將至少一個太陽能電池模組12配置於第一透光層11之第一上表面111後，再於太陽能電池模組12周圍配置複數個間隔件13；還是先將複數個間隔件13配置於第一透光層11之第一上表面111之周圍 後，再將至少一個太陽能電池模組12配置於複數個間隔件13之間，均能形成圖3A之結構；故其先後順序，本發明在此不加以限制。

接著，請參考圖3A，很明顯地，間隔件13與間隔件13之間、間隔件13與太陽能電池模組12之間以及太陽能電池模組12與太陽能電池模組12之間均會形成間隙。在此要強調的是，為了確保本發明於後續形成無縫接合之製造良率，其間隙的大小尺寸可以根據間隔件13與太陽能電池模組12之配置而有不同尺寸大小之設計；例如：於太陽能電池模組12與太陽能電池模組12之間形成第一間隙D1、複數個間隔件13之間形成第二間隙D2(請參考圖5B)，或是於間隔件13與太陽能電池模組12之間形成第三間隙D3；其中第一間隙D1、第二間隙D2與第三間隙D3之寬度可以相同或是不相同；而在本發明之較佳實施例中，第一間隙D1、第二間隙D2與第三間隙D3之寬度較佳值為1.5公釐至2公釐(mm)。

此外，請再參考圖3B，為本發明之另一種實施方式。本實施例與圖3A間的差異在於，複數個間隔件13除配置於太陽能電池模組區12’之周圍，亦配置於太陽能電池模組12之間，且於間隔件13之間形成第二間隙D2(圖未示)，於複數個間隔件13與太陽能電池模組12之間以及間隔件13與太陽能電池模組區12’之間形成第三間隙D3；而第二間隙D2與第三間隙D3之寬度較佳為1.5公釐至2公釐。

再接著，請參考圖4，提供一充填材料14，並將充填材料14充填於每一個第一間隙D1、第二間隙D2與第三間隙D3之中；例如使用壓模(stamping)、注模(molding)或是人工設置等方式均可，使氣泡無法存在於間隙中，以形成無縫接合，可達到黏著層 不易剝離之目的並提高產品可靠度。此外，充填材料14之材質可以是：聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚對苯二甲二乙酯；同時，可以根據充填材料14之材質不同，充填材料14的高度可等同太陽能電池模組12的高度，亦可略高於或略低於太陽能電池模組12的高度。由於充填材料14無縫充填於太陽能電池12之間的第一間隙D1、間隔件13之間的第二間隙D2與間隔件13與太陽能電池模組12間的第三間隙D3，固定第一間隙D1、第二間隙D2與第三間隙D3的寬度，即使進行層壓製程，仍舊保持為1.5至2公釐，降低因間隙寬度過小而造成太陽能電池模組12與太陽能電池模組12或是太陽能電池模組12與間隔件13之間的碰撞的可能性，進而提升太陽能電池模組的良率。

請再參考圖5A，提供一個第二透光層15，具有一個第二上表面151與相對於第二上表面151之第二下表面152；同時，可以將一第二黏著層17形成於第二下表面152上，並經由第二黏著層17與太陽能電池模組12之第二表面122、間隔件13之第四表面132與充填材料14連接。當第二透光層15之第二下表面152上形成一第二黏著層17時，可經由第二黏著層17將第二透光層15之第二下表面152與充填材料14連接，且第二透光層15為一個多邊形立方體，第二上表面151與第二下表面152之面積可隨其壓合之太陽能電池模組12以及間隔件13之數量或尺寸，變化大小。而第二黏著層17之材質可以是與第一黏著層16相同。此外，本發明也可以先將第二黏著層17設置於間隔件13之第四表面132、太陽能電池模組12之第二表面122與充填材料14上之後，再黏著第二透光層15之第二下表面152；或者先第二黏著層17先塗佈於第二透光層15之第二下表面152，再一起將第二黏著層17黏著於間隔件13之第四表面132、太陽能電池模組12之第二表面122 與充填材料14。

請參考圖5B，係為使用本發明太陽能電池模組無縫接合方法所製造之太陽能光電模組，圖5A係為圖5B之AA’連線剖面示意圖，其中第一透光層11為太陽能光電模組之受光面，第二透光層15為太陽能光電模組之室內面，且第一透光層11與第二透光層15的材質可以是：平板玻璃或強化玻璃，其中第一透光層11較佳之實施方式為強化玻璃；第二透光層15則不加以限制，且第一透光層11之透光度大於第二透光層15之透光度。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相似技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧太陽能光電模組

11‧‧‧第一透光層

111‧‧‧第一上表面

112‧‧‧第一下表面

12‧‧‧太陽能電池模組

12’‧‧‧太陽能電池模組區

121‧‧‧第一表面

122‧‧‧第二表面

13‧‧‧間隔件

131‧‧‧第三表面

132‧‧‧第四表面

14‧‧‧充填材料

15‧‧‧第二透光層

151‧‧‧第二上表面

152‧‧‧第二下表面

16‧‧‧第一黏著層

17‧‧‧第二黏著層

D1‧‧‧第一間隙

D2‧‧‧第二間隙

D3‧‧‧第三間隙

圖1係本發明之一種太陽能電池模組無縫接合方法示意圖；圖2A與圖2B係本發明之一種太陽能電池模組無縫接合方法示意圖；圖3A與圖3B係本發明之一種太陽能電池模組無縫接合方法示意圖；圖4係本發明之一種太陽能電池模組無縫接合方法示意圖；圖5A係本發明之一種太陽能電池模組無縫接合方法示意圖；圖5B係本發明之一種太陽能電池模組無縫接合方法製成之太陽能光電模組結構示意圖；圖5A係圖5B之AA’連線剖面示意圖。

11‧‧‧第一透光層

111‧‧‧第一上表面

112‧‧‧第一下表面

12‧‧‧太陽能電池模組

121‧‧‧第一表面

122‧‧‧第二表面

13‧‧‧間隔件

131‧‧‧第三表面

132‧‧‧第四表面

14‧‧‧充填材料

15‧‧‧第二透光層

151‧‧‧第二上表面

152‧‧‧第二下表面

16‧‧‧第一黏著層

17‧‧‧第二黏著層

Claims (12)

1. 一種太陽能電池模組之無縫接合方法，包含：提供一第一透光層，具有一第一上表面與相對於該第一上表面之一第一下表面；提供一第一黏著層於該第一透光層之該第一上表面上；提供至少一太陽能電池模組，每一該太陽能電池模組具有一第一表面與相對於該第一表面之一第二表面，並將每一該太陽能電池模組之每一該第一表面與該第一黏著層連接，以形成一太陽能電池模組區，其中，於每一該太陽能電池模組之間形成第一間隙；提供複數個間隔件，係將該些間隔件分別配置於該太陽能電池模組區之四個周邊，俾每個周邊均配置一該些間隔件，每一該間隔件具有一第三表面與相對於該第三表面之一第四表面，並將每一該第三表面與該第一黏著層連接，其中，任二相鄰之該些間隔件之間形成一第二間隙，以及該太陽能電池模組區之每一該太陽能電池模組與相鄰之至少一該些間隔件之間形成一第三間隙；提供一充填材料，該充填材料係充填於該第一間隙、該第二間隙及該第三間隙之中，以形成無縫接合；及提供一第二透光層，具有一第二上表面與相對於該第二上表面之一第二下表面，於該第二下表面上配置一第二黏著層，經由該第二黏著層與每一該太陽能電池模組之該第二表面、每一該等間隔件之該第四表面及該等充填材料連接。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池模組之無縫接合方法，其中該第一間隙、該第二間隙及該第三間隙之寬度係為1.5公釐至2公釐。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池模組之無縫接合方法，其中該第一透光層與該第二透光層之材質係由下列族群中選出：一強化玻璃與一平板玻璃。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池模組之無縫接合方法，其中該第一透光層之透光度大於該第二透光層之透光度。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池模組之無縫接合方法，其中該第一黏著層與該第二黏著層之材質係由下列族群中選出：聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚對苯二甲二乙酯。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池模組之無縫接合方法，其中該充填材料之材質係由下列族群中選出：聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚對苯二甲二乙酯。
7. 一種太陽能電池模組之無縫接合方法，包含：提供一第一透光層，具有一第一上表面與相對於該第一上表面之一第一下表面；提供一第一黏著層於該第一透光層之該第一上表面上；提供至少一太陽能電池模組，每一該太陽能電池模組具有一第一表面與相對於該第一表面之一第二表面，並將每一該太陽能電池模組之每一該第一表面與該第一黏著層連接，以形成一太陽能電池模組區；提供複數個間隔件，係將該些間隔件配置於每一該太陽能電池模組之間與該太陽能電池模組區之四個周邊，俾每個周邊均配置一該些間隔件，每一該間隔件具有一表面，並將每一該表面與該第一黏著層連接，並於任二相鄰該些間隔件之間 形成一間隙並提供一充填材料，該充填材料係充填於該些間隙之中，以形成無縫接合；及提供一第二透光層，具有一第二上表面與相對於該第二上表面之一第二下表面，於該第二下表面上配置一第二黏著層，經由該第二黏著層與每一該太陽能電池模組之該第二表面、每一該等間隔件之該表面及該等充填材料連接。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之太陽能電池模組之無縫接合方法，其中該間隙之寬度係為1.5公釐至2公釐。
9. 根據申請專利範圍第7項所述之太陽能電池模組之無縫接合方法，其中該第一透光層與該第二透光層之材質係由下列族群中選出：一強化玻璃與一平板玻璃。
10. 根據申請專利範圍第7項所述之太陽能電池模組之無縫接合方法，其中該第一透光層之透光度大於該第二透光層之透光度。
11. 根據申請專利範圍第7項所述之太陽能電池模組之無縫接合方法，其中該第一黏著層與該第二黏著層之材質係由下列族群中選出：聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚對苯二甲二乙酯。
12. 根據申請專利範圍第7項所述之太陽能電池模組之無縫接合方法，其中該充填材料之材質係由下列族群中選出：聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚對苯二甲二乙酯。