TWI484649B - 太陽能模組與其製造方法 - Google Patents

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TWI484649B TW101124643A TW101124643A TWI484649B TW I484649 B TWI484649 B TW I484649B TW 101124643 A TW101124643 A TW 101124643A TW 101124643 A TW101124643 A TW 101124643A TW I484649 B TWI484649 B TW I484649B
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Imin Chan
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Description

太陽能模組與其製造方法
本發明是有關於一種太陽能模組，且特別是有關於一種具有反射結構之太陽能模組。
近幾年來，由於世界各地的原油存量逐年的減少，能源問題已成為全球注目的焦點。為了解決能源耗竭的危機，各種替代能源的發展與利用實為當務之急。隨著環保意識抬頭，加上太陽能具有零污染、以及取之不盡用之不竭的優點，太陽能已成為相關領域中最受矚目的焦點。因此，在日照充足的位置，例如建築物屋頂、廣場等等，愈來愈常見到太陽能面板的裝設。
參照第1圖，其繪示傳統之太陽能模組的上視圖。太陽能模組10主要包含有背板11以及設置於背板11上之多個太陽能電池單元12。一般而言，太陽能電池單元12之間會預留一些間隙作為組裝時的預度，以防止太陽能電池單元12直接碰撞而受損。然而，此些預留的間隙會減少太陽能模組10的光線利用率，舉例而言，在太陽能電池單元12邊與邊之間的空隙約占背板11面積的3%，在太陽能電池單元12角與角之間的空隙約占背板11面積的2-3%，在太陽能電池單元12外緣(即背板11邊緣處)之間隙約占背板11面積的3-4%。換言之，太陽能模組10中約有10%的面積無法被有效利用。
一般而言，太陽能模組透過使用白色背板，照射在太陽能電池單元外之光線約有30%可以被再次利用。然而，即便如此，照射在太陽能電池單元外之光線仍有70%無法被有效利用，因而影響太陽能模組的發電效率。
因此本發明的目的就是在提供一種具有反射結構之太陽能模組及其製作方法，用以提升太陽能模組之光線使用率。
依照本發明一實施例，提出一種太陽能模組，包含背板、設置於背板上之下封裝材、設置於下封裝材上之多個太陽能電池單元、設置於太陽能電池單元之至少一側的反射結構、設置於太陽能電池單元與反射結構上之上封裝材，以及透光基板。反射結構包含樹脂構件與反射層，樹脂構件包含朝向太陽能電池單元傾斜的斜面，以及連接斜面之連接面。反射層設置於斜面上，以將照射到斜面之光線反射向太陽能電池單元。
本發明之太陽能模組另一態樣包含背板、太陽能電池單元、下封裝材、上封裝材與透光基板。背板包含多個反射結構，每一反射結構具有斜面、連接斜面之連接面，與反射層。太陽能電池單元設置於背板上，位於反射結構之至少一側，斜面分別朝向太陽能電池單元傾斜。反射層設置於斜面上。下封裝材設置於背板與太陽能電池單元間。上封裝材設置於太陽能電池單元上。透光基板設置於上封 裝材上。
本發明之另一態樣為一種太陽能模組的製造方法，包含提供背板；提供下封裝材，放置於背板上；放置反射結構於下封裝材上；放置太陽能電池單元於下封裝材上，該些反射結構設置於該些太陽能電池單元之至少一側；放置上封裝材於太陽能電池單元與反射結構上；放置透光基板於上封裝材上；以及加熱層壓背板、下封裝材、太陽能電池單元、反射結構、上封裝材與透光基板。每一反射結構包含樹脂構件與反射層，樹脂構件包含朝向太陽能電池單元傾斜的斜面，以及連接斜面之連接面，反射層設置於斜面上。
利用設置在太陽能電池單元的一側的反射結構，可以將光線經由反射送至太陽能電池單元。根據實測的結果，約有65%的直接照在原空隙處之光線可以再一次被利用，提升光線的利用率與太陽能電池單元的發電效率。
本揭露特別以下述例子加以描述，在通篇說明書之任何地方之例子，包含在此所討論之任何用詞之例子的使用，僅係用以舉例說明，當然不限制本揭露或任何例示用詞之範圍與意義，因為對於熟習此技藝者而言，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明實施例可能可以達成多個技術效 果，或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的、優點或特點。熟習此技藝者實施申請專利之發明時應當知道本發明實施例及其各元件除說明書敘述的目的、優點或特點，還包含了其他雖未明示但是本發明實施例本質上即具有之目的、優點或特點。因此通篇說明書中對於本發明實施例敘述之目的、優點或特點並非用以限制熟習此技藝者透過通篇說明書。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之申請專利範圍。
在通篇說明書與申請專利範圍中，除有特別註明，否則「一」以及「該」的意義包含這一類敘述包括「一或至少一」該元件或成分。亦即，除非從特定上下文明顯可見將複數排除在外，否則單數冠詞亦包括複數個元件或成分的敘述。而且，在通篇說明書與申請專利範圍中，除有特別註明，否則「在其中」的意思可包含「在其中」與「在其上」；此外「元件A在元件B之上/下」以及「元件A在元件B上/下」或其他類似位置關係表示，除非有特別註明，否則其意義應僅是表示兩元件的位置相對關係，因此應包含兩元件直接或間接的耦接；在通篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供從業人員(practitioner)在有關本揭露之描述上額外的引導。此外，可了解如在此所使用的用詞「包含/包括(comprising)」、「包括(including)」、「具有(having)」、 「含有(containing)」、「包含(involving)」等等，為開放性的(open-ended)，即意指包含但不限於。
在此所使用的用詞「實質上(substantially)」、「大約(around)」、「約(about)」或「近乎(approximately)」應大體上意味在給定值或範圍的20%以內，較佳係在10%以內。在此所提供之數量可為近似的，因此意味著若無特別陳述，可以用詞「大約」、「約」或「近乎」加以表示。
關於數值範圍的揭露，當一數量、濃度或其他數值或參數有指定的範圍、較佳範圍或表列出上下理想值之時，應視為特別揭露由任何上下限之數對或理想值所構成的所有範圍，不論該等範圍是否分別揭露。舉例而言，如揭露某原件之長度H為X公分到Y公分之範圍，應視為揭露該元件的長度為H公分且H可選擇為X到Y之間之任意實數。
以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，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。
參照第2圖，其繪示本發明之太陽能模組一實施例的上視圖。太陽能模組100中除了背板110與設置在背板110上之太陽能電池單元120之外，更包含有設置於太陽能電池單元120至少一側的反射結構130，以將照射到反射結構130上之光線經由一次或多次反射，反射至太陽能電池單元120中，提升光線的使用率。本實施例中之反射結構 130為嵌入背板110的嵌入式結構，而依照設置位置的不同，反射結構130又可以分為設置於背板110之邊緣(位於太陽能電池單元120外緣)的邊緣反射結構130a、設置於太陽能電池單元之邊與邊之間的空隙處的邊與邊反射結構130b，以及設置於太陽能電池單元120之角與角之間的空隙處的角與角反射結構130c。太陽能電池單元120的分布面積至少占太陽能模組100之面積的80%。
參照第3圖，其繪示本發明之太陽能模組沿第2圖之線段A-A之局部剖面圖。太陽能模組100包含有背板110、設置於背板110上之下封裝材140、設置於下封裝材140上之太陽能電池單元120、設置於太陽能電池單元120一側之邊緣反射結構130a、上封裝材142與透光基板150。邊緣反射結構130a包含有樹脂構件132a與反射層138，樹脂構件132a包含有朝向太陽能電池單元120傾斜之複數個斜面134a，以及連接斜面134a的多個連接面136a。反射層138為設置在斜面134a上而位於背板110與斜面134a之間，以將照射到斜面134a上之光線經由一次或多次反射傳送至太陽能電池單元120中利用，舉例而言，斜面134a將照射到斜面134a上之光線經由內部全反射傳送至太陽能電池單元120中利用。連接面136a則可以例如垂直於背板110，以增加單位面積內斜面134a的分布密度。斜面134a與背板110之間的夾角θ1較佳地為介於21度到45度，而連接面136a與背板110之間的夾角可以例如大於斜面134a與背板110之間的夾角θ1或如上述大約垂直於背板110。邊緣反射結構130a之斜面134a與背板110之間的夾 角θ1可以為固定角度，邊緣反射結構130a的分布寬度為10公厘至30公厘。當邊緣反射結構130a的分布寬度w1大於透光基板150之厚度t1的兩倍時，夾角θ1為21-47.6*(r-0.5)度，其中r為透光基板150之厚度t1與空隙的寬度g1之比值。又或者，當邊緣反射結構130a的分布寬度w1小於或等於透光基板150之厚度t1的兩倍時，夾角θ1為21度。
上封裝材142與下封裝材140之材料可以為乙烯醋酸乙烯脂(ethylene vinyl acetate resin，EVA)、低密度聚乙烯(low density polyethylene，LDPE)、高密度聚乙烯(high density polyethylene，HDPE)、矽氧樹脂(Silicone)、環氧樹脂(Epoxy)、聚乙烯丁醛樹脂(Polyvinyl Butyral，PVB)、熱可塑聚胺基甲酸酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)或其組合，更進一步的說，上封裝材142與下封裝材140之材料係選自乙烯醋酸乙烯脂、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、矽氧樹脂、環氧樹脂、聚乙烯丁醛樹脂及熱可塑聚胺基甲酸酯其中之一或其所組成的群組，但不限於此。
樹脂構件132a的材料包含聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate，PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)或聚甲基丙烯酸亞胺(Polymethyl methacrylimide，PMMI)，或者更進一步的說，樹脂構件132a之材料係選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯及聚甲基丙烯酸亞胺其中之一或其所組成的群組。背板之材料包含聚氟乙烯(Polyvinyl Fluoride，PVF)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚 2，6-萘二酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)或上述之組合，或者更進一步的說，背板之材料係選自聚氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯及聚2，6-萘二酸乙二醇酯其中之一或其所組成的群組。其中下封裝材140可以整合於背板110之中。
邊緣反射結構130a不限制必須設置於與太陽能電池單元120位於同一水平面之上，舉例而言，邊緣反射結構130a的面向透光基板150的上表面與背板110的最短距離可以大於、等於或小於太陽能電池單元120面向背板110的下表面與背板110的最短距離。樹脂構件132a可以位於背板110上，如直接放置於背板110表面。或是在背板110上預先加工有容置槽，使得樹脂構件132a部分或全部嵌入背板110之中。舉例來說，若是透光基板150之厚度t1為3.2mm，則邊緣反射結構130a之分布寬度w1約為10-20mm，邊緣反射結構130a之高度h1約為200μm，每一斜面134a之寬度d1約為261μm。根據實驗數據，約有65%之照射到邊緣反射結構130a的光線可以經由內部全反射而反射至太陽能電池單元120，被太陽能電池單元120再利用。
反射層138之材料可以為反射性良好的金屬，例如銀、鋁或其合金。反射層138可以利用表面金屬化的方式形成於斜面134a上，如沉積或是濺鍍等方法。樹脂構件132a可以利用轉印(imprinting)、熱壓(hot embossing)或是模內射出(injection molding)的方式製成。反射層138之厚度約為50奈米至300奈米。
參照第4圖，其繪示本發明之太陽能模組沿第2圖之線段B-B之局部剖面圖。太陽能模組100包含有背板110、設置於背板110上之下封裝材140、設置於下封裝材140上之太陽能電池單元120、設置於太陽能電池單元120邊與邊之間的空隙的邊與邊反射結構130b、上封裝材142與透光基板150。邊與邊反射結構130b包含有樹脂構件132b與反射層138，樹脂構件132b包含有朝向太陽能電池單元120傾斜之複數個斜面134b，以及連接斜面134b的多個連接面136b。邊與邊反射結構130b之連接面136b為面向另一側之太陽能電池單元120的斜面。反射層138為設置在斜面134b與連接面136b上，使照射到斜面134b與連接面136b上之光線可經由一次或多次反射傳送至太陽能電池單元120中利用，舉例而言，斜面134b與連接面136b上之光線經由內部全反射傳送至太陽能電池單元120中利用，以增加光線利用率。斜面134b與背板110之間的夾角θ2較佳地為介於21度到30度。連接面136b與背板110之間的夾角θ2較佳地為介於21度到30度。斜面134b與連接面136b可以為對稱地設置。或者，在其他實施例中，連接面136b可以垂直於背板110。
邊與邊反射結構130b不限制必須設置於與太陽能電池單元120位於同一水平面之上，舉例而言，邊與邊反射結構130b的面向透光基板150的上表面與背板110的最短距離可以大於、等於或小於太陽能電池單元120面向背板110的下表面與背板110的最短距離。樹脂構件132b可以位於背板110上，如直接放置於背板110表面。或是在背板110 上預先加工有容置槽，使得樹脂構件132b部分或全部嵌入背板110之中。邊與邊反射結構130b之分布寬度w2係由兩相鄰之太陽能電池單元120之邊與邊的空隙的寬度g2所決定。邊與邊反射結構130b之分布寬度w2略小於或是等於太陽能電池單元120之邊與邊的空隙的寬度g2。舉例來說，透光基板150之厚度t1為3.2mm，邊與邊反射結構130b之分布寬度w2約為3mm，邊與邊反射結構130b之高度h2約為200μm，每一斜面134b或是連接面136b之寬度d2約為520μm。
背板110、上封裝材142、下封裝材140、樹脂構件132b與反射層138之材料如前所述，在此不再贅述。樹脂構件132b與反射層138之製作方法亦如前所述。
同時參照第5A圖與第5B圖，第5A圖為第2圖之太陽能模組100的局部放大圖，第5B圖為沿第2圖之太陽能模組之線段C-C之局部剖面圖。太陽能模組100包含有背板110、設置於背板110上之下封裝材140、設置於下封裝材140上之太陽能電池單元120、設置於太陽能電池單元120角與角之間的空隙的角與角反射結構130c、上封裝材142與透光基板150。
角與角反射結構130c位於太陽能電池單元120之角與角之間的空隙，但是並不限制必須設置於與太陽能電池單元120位於同一水平面之上，舉例而言，角與角反射結構130c的面向透光基板150的上表面與背板110的最短距離可以大於、等於或小於太陽能電池單元120面向背板110的下表面與背板110的最短距離。更具體地說，四個太陽 能電池單元120之角與角之間會具有空隙，而角與角反射結構130c便是位於此空隙之中。角與角反射結構130c包含有樹脂構件132c與反射層138，樹脂構件132c包含有面向太陽能電池單元120之四組斜面134c，以及連接斜面134c的四組連接面136c。角與角反射結構130c更包含一中間區域135，斜面134c環繞中間區域135，被斜面134c所環繞之中間區域135可以為實體結構，如樹脂構件132c的一部分，或者中間區域135可以是非實體的空腔、開口或凹槽，中間區域135大致上具有平面。斜面134c分別面向挾持角與角反射結構130c之該四個太陽能電池單元120。反射層138為設置在斜面134c上，使照射到斜面134c上之光線經由一次或多次反射傳送至太陽能電池單元120中利用，舉例而言，斜面134c將照射到斜面134c上之光線經由內部全反射傳送至太陽能電池單元120中利用，以增加光線利用率。連接面136c較佳地為垂直於背板110，以增加斜面134c的分布密度。樹脂構件132c可以位於背板110上，如直接放置於背板110表面。或是在背板110上預先加工有容置槽，使得樹脂構件132c部分或全部嵌入背板110之中。
角與角反射結構130c之分布寬度w3(此處是指面向單一太陽能電池單元120的部分)決定於透光基板150之厚度t1與太陽能電池單元120之角與角之間的空隙的寬度g3。舉例來說，當太陽能電池單元120角與角之間空隙的寬度g3小於或等於透光基板150之厚度t1的五倍時，角與角反射結構130c之分布寬度w3為透光基板150之厚度t1的兩 倍或是空隙的寬度g3之一半兩者中取較小者。當太陽能電池單元120角與角之間空隙的寬度g3大於透光基板150之厚度t1的五倍時，角與角反射結構130c之分布寬度w3為1.8(t1+0.15*g3)。舉例而言，若是透光基板150之厚度t1為3.2mm，角與角之間的空隙的寬度g3為22mm，則角與角反射結構130c之分布寬度w3約為6.4mm，角與角反射結構130c之高度h3約為200μm，每一斜面134c之寬度d3約為261μm。
背板110、上封裝材142、下封裝材140、樹脂構件132c與反射層138之材料如前所述，在此不再贅述。樹脂構件132c與反射層138之製作方法亦如前所述。
斜面134c與背板110之間的夾角θ3可以為固定角度，此夾角θ3的大小同樣決定於透光基板150的厚度t1與角與角之間空隙的寬度g3。當太陽能電池單元120角與角之間空隙的寬度g3小於或等於透光基板150之厚度t1的五倍時，夾角θ3較佳約為21度。當太陽能電池單元120角與角之間空隙的寬度g3大於透光基板之厚度t1的五倍時，夾角θ3較佳為21-60*(r-0.2)度，其中r為透光基板150之厚度t1與角與角空隙的寬度g3之比值。
參照第6圖，其為本發明之一種太陽能模組的製造方法一實施例的流程圖。步驟S10為提供一背板110，背板110之材料包含聚氟乙烯(Polyvinyl Fluoride，PVF)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚2，6-萘二酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)或上述之任意組合。背板110可以具有平整表面或是在其上預先 形成容置槽。
步驟S20為將下封裝材140設置於背板110上。下封裝材140之材料可以為或可包含乙烯醋酸乙烯脂(ethylene vinyl acetate resin，EVA)、低密度聚乙烯(low density polyethylene，LDPE)、高密度聚乙烯(high density polyethylene，HDPE)、矽氧樹脂(Silicone)、環氧樹脂(Epoxy)、聚乙烯丁醛樹脂(Polyvinyl Butyral，PVB)、熱可塑聚胺基甲酸酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)或其組合，但不限於此。下封裝材140可以整合於背板110之中。
步驟S30為放置反射結構130於下封裝材140上。
步驟S40為放置太陽能電池單元120於下封裝材140上。反射結構130設置於太陽能電池單元120之至少一側，反射結構130包含有樹脂構件132與反射層138。樹脂構件132包含有面向太陽能電池單元120的斜面134與連接斜面134之連接面136。反射層138至少設置於斜面134上。依照放置位置的不同，反射結構130又可以分為邊緣反射結構、邊與邊反射結構以及角與角反射結構，其具體結構已經說明如前，本圖中所繪示為邊與邊反射結構。此種嵌入式的反射結構130可以直接設置在下封裝材140上，或者，亦可以在背板110上預先加工有對應之容置槽，以容置反射結構130。由於反射結構130之反射層138設置於面向背板110之一側，因此，當在進行太陽能電池單元120之間的電性連接時，不會因反射層138接觸焊帶而造成短路的問題。
步驟S50為放置上封裝材142於太陽能電池單元120 與反射結構130上。上封裝材142之材料可以為或可包含乙烯醋酸乙烯脂(ethylene vinyl acetate resin，EVA)、低密度聚乙烯(low density polyethylene，LDPE)、高密度聚乙烯(high density polyethylene，HDPE)、矽氧樹脂(Silicone)、環氧樹脂(Epoxy)、聚乙烯丁醛樹脂(Polyvinyl Butyral，PVB)、熱可塑聚胺基甲酸酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)或其組合，但不限於此。
步驟S60為放置透光基板150於上封裝材142上。
步驟S70為加熱層壓背板110、下封裝材140、太陽能電池單元120、反射結構130、上封裝材142與透光基板150，使上封裝材142與下封裝材140膠合而固定背板110、太陽能電池單元120、反射結構130與透光基板150。
反射結構130除了可以透過樹脂構件132嵌入式地設置於背板110上以外，亦可以直接形成在背板110上，以下將以實施例具體說明之。
參照第7圖，其繪示本發明之太陽能模組另一實施例之局部剖面圖，其剖面位置與第2圖之線段A-A相同。太陽能模組200包含有背板210、設置於背板210上之下封裝材240、設置於下封裝材240上之太陽能電池單元220、上封裝材242與透光基板250。背板210包含有聚氟乙烯(Polyvinyl Fluoride；PVF)層212、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)層214與乙烯醋酸乙烯脂(ethylene vinyl acetate resin，EVA)層216組成之疊層。下封裝材240設置於乙烯醋酸乙烯脂層216上。
背板210透過轉印(imprinting)、熱壓(hot embossing) 或是模內射出(injection molding)的方式，可在其上形成有反射結構。本圖中之反射結構為設置在背板210邊緣(太陽能電池單元220外緣)之邊緣反射結構230a，邊緣反射結構230a可以形成於聚對苯二甲酸乙二酯層214上邊緣反射結構230a包含有朝向太陽能電池單元220傾斜之斜面234a以及連接斜面234a之連接面236a。邊緣反射結構230a更包含設置於斜面234a上之反射層238，以將照射到斜面234a上之光線經由一次或多次反射傳送至太陽能電池單元220中利用，舉例而言，斜面234a將照射到斜面234a上之光線經由內部全反射傳送至太陽能電池單元220中利用。連接面236a則可垂直於背板210，以增加單位面積內斜面234a的分布密度。斜面234a與背板210之間的夾角較佳地為介於21度到45度，具體的規則可以參照前述實施例。
參照第8圖，其繪示本發明之太陽能模組另一實施例之局部剖面圖，其剖面位置與第2圖之線段B-B相同。太陽能模組200包含有背板210、設置於背板210上之下封裝材240、設置於下封裝材240上之太陽能電池單元220、上封裝材242與透光基板250。背板210在太陽能電池單元220之邊與邊的空隙處，透過轉印(imprinting)、熱壓(hot embossing)或是模內射出(injection molding)的方式形成有邊與邊反射結構230b，邊與邊反射結構230b可以形成於聚對苯二甲酸乙二酯層214上。
邊與邊反射結構230b包含有面向太陽能電池單元220之複數個斜面234b，以及連接斜面234b的多個連接面236b。邊與邊反射結構230b之連接面236b為面向另一側 之太陽能電池單元220的斜面。反射層238為設置在斜面234b與連接面236b上，使照射到斜面234b與連接面236b上之光線經由一次或多次反射傳送至太陽能電池單元220中利用，舉例而言，斜面234b將照射到斜面234b上之光線經由內部全反射傳送至太陽能電池單元220中利用，以增加光線利用率。斜面234b與連接面236b可以為對稱地設置。或者，在其他實施例中，連接面216b可以垂直於背板210。
參照第9圖，其繪示本發明之太陽能模組另一實施例之局部剖面圖，其剖面位置與第2圖之線段C-C相同。太陽能模組200包含有背板210、設置於背板210上之下封裝材240、設置於下封裝材240上之太陽能電池單元220、上封裝材242與透光基板250。背板210在太陽能電池單元220之角與角的空隙處，透過轉印(imprinting)、熱壓(hot embossing)或是模內射出(injection molding)的方式形成有設置有角與角反射結構230c，角與角反射結構230c可以形成於聚對苯二甲酸乙二酯層214上。
角與角反射結構230c包含有面向太陽能電池單元220之四組斜面234c，以及連接斜面234c的四組連接面236c。角與角反射結構230c更包含一中間區域235，斜面234c環繞中間區域235，中間區域235可以例如為開口、平面或凹槽，斜面234c分別面向挾持角與角反射結構230c之該四個太陽能電池單元220。反射層238為設置在斜面234c上，使照射到斜面234c上之光線經由一次或多次反射傳送至太陽能電池單元220中利用，舉例而言，斜面234c將照 射到斜面234c上之光線經由內部全反射傳送至太陽能電池單元220中利用，以增加光線利用率。連接面236c較佳地為垂直於背板210，以增加斜面234c的分布密度。
參照第10圖，其繪示本發明之太陽能模組又一實施例之局部剖面圖。本實施例中，背板210包含有聚氟乙烯(Polyvinyl Fluoride；PVF)層212、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)層214與乙烯醋酸乙烯脂(ethylene vinyl acetate resin，EVA)層216組成之疊層。反射結構230透過轉印(imprinting)、熱壓(hot embossing)或是模內射出(injection molding)的方式形成凹陷部(或突起)於聚氟乙烯層212上，將反射結構230表面金屬化後，再將聚對苯二甲酸乙二酯層214分布於聚氟乙烯層212上。本實施例旨在說明背板210之變化，其中的反射結構230不限於圖中所繪示之邊與邊反射結構，亦可以為邊緣反射結構或是角與角反射結構，具體說明可參見前述實施例。
參照第11圖，其繪示本發明之太陽能模組再一實施例之局部剖面圖。太陽能模組300包含有背板310、設置於背板310上之下封裝材340、設置於下封裝材340上之太陽能電池單元320、上封裝材342與透光基板350。背板310與透光基板均為玻璃基板，背板310上形成有反射結構330。具體而言，背板310上形成具有斜面334的凹陷部(或是突起)，接著，以表面金屬化的方式在斜面334上形成反射層338。本實施例旨在說明背板310之變化，其中的反射結構330不限於圖中所繪示之邊與邊反射結構，亦可以為邊緣反射結構或是角與角反射結構，具體說明可 參見前述實施例。反射結構330面向透光基板350的上表面與背板310的最短距離可以大於、等於或小於太陽能電池單元320面向背板310的下表面與背板310的最短距離。
參照第12圖，其繪示本發明之太陽能模組再一實施例之局部剖面圖。太陽能模組400包含有背板410、設置於背板410上之下封裝材440、設置於下封裝材440上之太陽能電池單元420、上封裝材442與透光基板450。背板410可以為金屬基板，背板410上形成有反射結構430。具體而言，背板410上形成具有斜面434的凹陷部(或是突起)，接著，以表面金屬化的方式在斜面434上形成反射層438。本實施例旨在說明背板410之變化，其中的反射結構430不限於圖中所繪示之邊與邊反射結構，亦可以為邊緣反射結構或是角與角反射結構，具體說明可參見前述實施例。反射結構430面向透光基板450的上表面與背板410的最短距離可以大於、等於或小於太陽能電池單元420面向背板410的下表面與背板410的最短距離。
參照第13圖，其繪示本發明之太陽能模組再一實施例之局部剖面圖。本實施例為採用嵌入式的反射結構530，反射結構530置於背板510上，太陽能電池單元520位於反射結構530一側，並利用下封裝材540與上封裝材542分別與背板510和透光基板550固定。反射結構530不限制必須設置於與太陽能電池單元520位於同一水平面之上，舉例而言，反射結構530的面向透光基板550的上表面與背板510的最短距離可以大於、等於或小於太陽能電池單元520面向背板510的下表面與背板510的最短距離。
本實施例與前述實施例之差別在於反射結構530之斜面534與背板510之夾角為變動角度，變動角度之夾角尤其適用於寬幅寬的反射結構530，如反射結構530之分布寬度介於20公厘至50公厘時。斜面534與背板510之間的夾角從接近太陽能電池單元520的一端向遠離太陽能電池單元520的另一端遞增。其中斜面534與背板510之間的夾角在靠近太陽能電池單元520的一端的角度為21度，反射結構530從鄰近太陽能電池單元520之一端起在兩倍的透光基板550寬度內的夾角的角度較佳地均為21度，其後角度再遞增。變動角度之反射結構530除了可以應用在如本圖中之邊緣反射結構之外，亦可應用於角與角反射結構或是邊與邊反射結構之中。
參照第14圖，其繪示本發明之太陽能模組再一實施例之局部剖面圖。本實施例與前一實施例之差別在於反射結構630直接於形成於背板610上，背板610包含有聚氟乙烯(Polyvinyl Fluoride；PVF)層612、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)層614與乙烯醋酸乙烯脂(ethylene vinyl acetate resin，EVA)層616組成之疊層。反射結構630形成於聚氟乙烯層612上。太陽能電池單元620位於反射結構630一側，並利用下封裝材640與上封裝材642分別與背板610和透光基板650固定。本實施例之反射結構630之斜面634與背板610之間的夾角為變動角度，變動角度之夾角尤其適用於寬幅寬的反射結構630，如反射結構630之分布寬度介於20公厘至50公厘時。
斜面634與背板610之間的夾角從接近太陽能電池單 元620的一端向遠離太陽能電池單元620的另一端遞增。其中斜面634與背板610之間的夾角在靠近太陽能電池單元620的一端的角度為21度，反射結構630從鄰近太陽能電池單元620之一端起在兩倍的透光基板650寬度內的夾角的角度較佳地均為21度，其後角度再遞增。變動角度之反射結構630除了可以應用在如本圖中之邊緣反射結構之外，亦可應用於角與角反射結構或是邊與邊反射結構之中。
由上述本發明較佳實施例可知，應用本發明具有下列優點。利用設置在太陽能電池單元的一側的反射結構，例如設置在太陽能電池單元之間之空隙處(包含太陽能電池單元外緣、太陽能電池單元邊與邊之間與太陽能電池單元角與角之間)的反射結構，可以將光線經由一次或多次的反射送至太陽能電池單元，例如經由內部全反射將光線送至太陽能電池單元。根據實測的結果，約有65%的直接照在原空隙處之光線可以再一次被利用，提升光線的利用率與太陽能電池單元的發電效率。
雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其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。
10、100、200、300、400‧‧‧太陽能模組
11、110、210、310、410、510、610‧‧‧背板
12、120、220、320、420、520、620‧‧‧太陽能電池單元
130、230、330、430、530、630‧‧‧反射結構
130a、230a‧‧‧邊緣反射結構
130b、230b‧‧‧邊與邊反射結構
130c、230c‧‧‧角與角反射結構
132、132a、132b、132c‧‧‧樹脂構件
134、134a、134b、134c、234a、234b、234c、334、434、534、634‧‧‧斜面
135、235‧‧‧中間區域
136、136a、136b、136c、236a、236b、236c‧‧‧連接面
138、238、338、438、538、638‧‧‧反射層
140、240、340、440、540、640‧‧‧下封裝材
142、242、342、442、542、642‧‧‧上封裝材
150、250、350、450、550、650‧‧‧透光基板
212、612‧‧‧聚氟乙烯層
214、614‧‧‧聚對苯二甲酸乙二酯層
216、616‧‧‧乙烯醋酸乙烯脂層
A-A、B-B、C-C‧‧‧線段
t1‧‧‧厚度
w1、w2、w3‧‧‧分布寬度
h1、h2、h3‧‧‧高度
d1、d2、d3‧‧‧寬度
θ1、θ2、θ3‧‧‧夾角
g1、g2、g3‧‧‧空隙的寬度
S10~S70‧‧‧步驟
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圖繪示傳統之太陽能模組的上視圖。
第2圖繪示本發明之太陽能模組一實施例的上視圖。
第3圖繪示本發明之太陽能模組沿第2圖之線段A-A之局部剖面圖。
第4圖繪示本發明之太陽能模組沿第2圖之線段B-B之局部剖面圖。
第5A圖為第2圖之太陽能模組的局部放大圖。
第5B圖為沿第2圖之太陽能模組之線段C-C之局部剖面圖。
第6圖為本發明之一種太陽能模組的製造方法一實施例的流程圖。
第7圖繪示本發明之太陽能模組另一實施例之局部剖面圖，其剖面位置與第2圖之線段A-A相同。
第8圖繪示本發明之太陽能模組另一實施例之局部剖面圖，其剖面位置與第2圖之線段B-B相同。
第9圖繪示本發明之太陽能模組另一實施例之局部剖面圖，其剖面位置與第2圖之線段C-C相同。
第10圖繪示本發明之太陽能模組又一實施例之局部剖面圖。
第11圖繪示本發明之太陽能模組再一實施例之局部剖面圖。
第12圖繪示本發明之太陽能模組再一實施例之局部剖面圖。
第13圖，其繪示本發明之太陽能模組再一實施例之局部剖面圖。
第14圖，其繪示本發明之太陽能模組再一實施例之局部剖面圖。
100‧‧‧太陽能模組
110‧‧‧背板
120‧‧‧太陽能電池單元
130‧‧‧反射結構
130a‧‧‧邊緣反射結構
130b‧‧‧邊與邊反射結構
130c‧‧‧角與角反射結構
A-A、B-B、C-C‧‧‧線段

Claims (19)

  1. 一種太陽能模組，包含：一第一基板；一第一封裝材，設置於該第一基板上；複數個太陽能電池單元，設置於該第一封裝材上；複數個反射結構，設置於該些太陽能電池單元之至少一側，其中每一該些反射結構包含：一樹脂構件，包含朝向該些太陽能電池單元傾斜的複數個斜面，以及連接該些斜面之複數個連接面，其中每一該些樹脂構件部份或全部嵌入該第一基板；以及複數個反射層，設置於該些斜面與該第一基板之間；一第二封裝材，設置於該些太陽能電池單元與該些反射結構上；以及一透光基板，設置於該第二封裝材上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能模組，其中該樹脂構件之材料係選自聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate，PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)及聚甲基丙烯酸亞胺(Polymethyl methacrylimide，PMMI)其中之一或其組合。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能模組，其中該第一基板之材料係選自聚氟乙烯(Polyvinyl Fluoride，PVF)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚2，6-萘二酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)及乙烯醋酸乙烯脂(ethylene vinyl acetate resin，EVA)其中之一或其組合。
  4. 一種太陽能模組，包含：一第一基板，包含複數個反射結構，每一該些反射結構具有複數個斜面與連接該些斜面之複數個連接面；複數個太陽能電池單元，位於該反射結構之至少一側，其中該些斜面分別朝向該些太陽能電池單元傾斜，該些反射結構包含複數第三反射結構，位於該些太陽能電池單元之角與角之間的空隙處，每一該些第三反射結構包含該些斜面、該些連接面與一中間區域，該些斜面分別面向挾持該第三反射結構的四個該些太陽能電池單元，該些斜面環繞該中間區域，該中間區域為一平面、一凹槽或一開口；複數個反射層，設置於該些斜面與該第一基板之間；一第一封裝材，設置於該第一基板與該些太陽能電池單元間；一第二封裝材，設置於該些太陽能電池單元上；以及一透光基板，設置於該第二封裝材上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之太陽能模組，其中該第一基板之材料係選自聚氟乙烯(Polyvinyl Fluoride；PVF)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)、聚2，6-萘二酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate；PEN)、乙烯醋酸乙烯脂(ethylene vinyl acetate resin，EVA)、金屬及玻璃其中之一或其組合。
  6. 如申請專利範圍第1或4項所述之太陽能模組，其中該些反射結構包含：複數個第一反射結構，位於該第一基板之邊緣與該些太陽能電池單元所形成之一空隙，該些第一反射結構之該些斜面朝向該些太陽能電池單元傾斜，該些第一反射結構之該些連接面朝向該第一基板之邊緣。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能模組，該些第一反射結構的分布寬度為10公厘至30公厘，當該些第一反射結構的分布寬度小於或等於該透光基板之厚度的兩倍時，該夾角為大約為21度。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能模組，該些第一反射結構的分布寬度為10公厘至30公厘，當該些第一反射結構的分布寬度大於該透光基板之厚度的兩倍時，該夾角為大約為21-47.6*(r-0.5)度，其中r為該透光基板之厚度與該空隙的寬度之比值。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能模組，其中該些第一反射結構之該些斜面與該第一基板之間的夾角為變動角度，該些第一反射結構之分布寬度為20公厘至50公厘。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之太陽能模組，其中該些第一反射結構之該些斜面與該第一基板之間的夾角從接近該些太陽能電池單元的一端向另一端遞增。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之太陽能模組，其中該些第一反射結構之該些斜面與該第一基板之間的夾角在接近該些太陽能電池單元的角度大約為21度。
  12. 如申請專利範圍第1或4項所述之太陽能模組，其中該些反射結構包含：複數個第二反射結構，位於該些太陽能電池單元邊與邊之間的空隙處，該些第二反射結構之該些斜面面向位於該第二反射結構一側的太陽能電池單元，該些第二反射結構之該些連接面面向位於該第二反射結構另一側的太陽能電池單元，該些反射層更設置在該些連接面上。
  13. 如申請專利範圍第1或4項所述之太陽能模組，其中當該些太陽能電池單元角與角之間空隙的寬度小於或等於該透光基板之厚度的五倍時，該些第三反射結構之分布寬度大約為該透光基板之厚度的兩倍或是該空隙的寬度之一半兩者中取較小者。
  14. 如申請專利範圍第1或4項所述之太陽能模組，其中當該些太陽能電池單元角與角之間空隙的寬度大於該透光基板之厚度的五倍時，該些第三反射結構之分布寬度大約為1.8*(t+0.15*g)，其中t為該透光基板之厚度，g為該空隙的寬度。
  15. 如申請專利範圍第1或4項所述之太陽能模組，其中該些斜面與該第一基板之間的夾角為固定角度，當該些太陽能電池單元角與角之間空隙的寬度小於或等於該透光基板之厚度的五倍時，該夾角大約為21度。
  16. 如申請專利範圍第1或4項所述之太陽能模組，其中該些斜面與該第一基板之間的夾角為固定角度，當該些太陽能電池單元角與角之間空隙的寬度大於該透光基板之厚度的五倍時，該夾角大約為21-60*(r-0.2)度，其中r為該透光基板之厚度與該空隙的寬度之比值。
  17. 如申請專利範圍第4項所述之太陽能模組，其中該第一基板包含聚氟乙烯(Polyvinyl Fluoride；PVF)與聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate；PET)之疊層，該反射結構形成於聚氟乙烯層或該聚對苯二甲酸乙二酯層。
  18. 如申請專利範圍第1或4項所述之太陽能模組，其中該些反射層之材料為銀、鋁或其合金，該些反射層之厚 度約為50奈米至300奈米。
  19. 一種太陽能模組的製造方法，包含：提供一第一基板；提供一第一封裝材，放置於該第一基板上；放置複數個反射結構於該第一封裝材上；放置複數個太陽能電池單元於該第一封裝材上，該些反射結構設置於該些太陽能電池單元之至少一側，每一該些反射結構包含一樹脂構件與複數個反射層，該樹脂構件包含朝該些太陽能電池單元傾斜的複數個斜面，以及連接該些斜面之複數個連接面，該些反射層設置於該些斜面上，該些反射結構包含複數第三反射結構，位於該些太陽能電池單元之角與角之間的空隙處，每一該些第三反射結構包含該些斜面、該些連接面與一中間區域，該些斜面分別面向挾持該第三反射結構的四個該些太陽能電池單元，該些斜面環繞該中間區域，其中該中間區域為一平面、一凹槽或一開口；放置一第二封裝材於該些太陽能電池單元與該些反射結構上；放置一透光基板於該第二封裝材上；以及加熱層壓該第一基板、該第一封裝材、該些太陽能電池單元、該些反射結構、該第二封裝材與該透光基板。
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