TWI492397B - 太陽能電池與太陽能電池模組 - Google Patents

Description

太陽能電池與太陽能電池模組

本發明是有關於一種光電裝置，且特別是有關於一種太陽能電池與太陽能電池模組。

在太陽能電池之電極的結構設計中，電極通常包含有匯流電極(bus bar)與指狀電極(finger bar)。指狀電極與匯流電極相接而自匯流電極延伸散布在太陽能電池之表面上，以將來自電池內的電流傳遞至匯流電極，而匯流電極主要可再將所收集的電流進一步的傳導出去。

通常，若欲提昇電池的效率，有時會試圖降低電極對受光面的光遮蔽率例如減少指狀電極的寬度，以增加電池整體的受光面積，但如此會有電阻升高的問題，故通常會搭配增加指狀電極的高度以降低電阻的方式。然而，就一般網版印刷的方式而言，電極漿料於印刷後，常會因漿料屬於流體狀態而向兩側坍塌，故無法以一次性印刷來形成高度較高的指狀電極，亦即高寬比不佳。通常解決的辦法是至少在指狀電極的部份採用兩次重疊性的印刷，以使指狀電極的高度能夠疊加上去。當然，於每次印刷後皆會進行溫度約一~兩百多度左右的烘乾，以使所印刷的電極漿料能穩固塑形下來，進而再做更高溫度的統一性的燒結(firing)，以完成太陽能電池的製作。

於上述的兩次性網版印刷中，為了使後續印刷之材料層可準確疊合在已印刷之圖案層上，一種對準技術係以電 池本身之匯流電極與指狀電極之交界等處作為對準標記，並利用至少三個電荷耦合元件(CCD)相機等光學元件來抓取位在不同位置處的對準標記，藉以判斷已印刷之圖案層的位置，並利用此位置資訊來調整下一道材料層之印刷位置。

然而，當以同一對位設備來執行上述兩次印刷間的對位校準工作時，會有一些問題產生，即當進行具有不同數量之匯流電極印刷，例如分別具有兩個匯流電極(2 Bus Bar)與三個匯流電極(3 Bus Bar)之不同太陽電池產品的產線更換時。其中，於第二道印刷前，兩者的對位校準點皆是以較靠近側邊的兩個匯流電極為主，並以該兩個匯流電極與所連接的指狀電極的交界等處做對準標記，其中，僅配置兩個匯流電極之電池，其兩個匯流電極之間的間距寬度係較配置三個匯流電極之間距寬度為小(此處所舉的是以同尺寸的太陽能電池為例)，如此即代表於不同產品上就會存在兩種位於不同位置處的對準標記。又因機台上的CCD相機等光學元件皆為固定設置之情況，所以每一次需要更換上述情況之產品線時，均需一一移動這些CCD相機調整其位置，並於CCD相機移動後重新校正CCD相機之鏡頭，同時進行各鏡頭之參數的設定與調整。

由於每做一次CCD相機的校正程序，需要約4小時不等的時間來做硬體設定，且約需4小時~6小時的時間來做軟體設定與印刷調整，相當耗費工時。因而使得多重印刷程序之停工期大增，而造成產線上極大的產能損失。此外，產品線的更換也會產生對位問題，而導致產品缺陷增加， 造成產品良率下降。

因此，本發明之一態樣就是在提供一種太陽能電池與太陽能電池模組，其在供印刷太陽能電池電極的網版上，額外設有至少二個對位標記的電極漿料入墨孔，藉此於印刷後在太陽能電池之基板上額外形成至少二個標記。由於這些標記的位置會對應於另一產品線的匯流電極的位置，因此更換產品線時，不需要移動對位用之光學模組的鏡頭，而可省略鏡頭校正的動作，進而可省掉鏡頭校正所耗費的工時，達到提升產能的效果。

本發明之另一態樣是在提供一種太陽能電池與太陽能電池模組，模組中的太陽能電池在製作上，可直接更換產品線，而不需移動對位用之光學模組的鏡頭，因此可避免習知因更換產線之產品而衍生之印刷對位缺陷等問題，進而可提升產品良率。

根據本發明之上述目的，提出一種太陽能電池，其包含一個基板、三個匯流電極、複數個指狀電極以及二個標記。這三個匯流電極排列配置於基板上，而將基板區分為一個第一區與一個第二區。第一區與第二區位於這些匯流電極之間，且由中間之匯流電極將第一區與第二區分隔開。複數個指狀電極配置於基板上並個別與這三個匯流電極連接，且這些指狀電極分別位於第一區及第二區中。二個標記分別配置於第一區與第二區中。

依據本發明之一實施例，上述指狀電極中之至少一個的高度與寬度的比值為0.3~0.5。

依據本發明之另一實施例，上述標記中之至少一個與指狀電極中之至少一個連接。

依據本發明之又一實施例，上述之二個標記中之至少一個標記包括兩條線段。

根據本發明之上述目的，另提出一種太陽能電池模組，其包含一個上板、一個下板、一個如上述之太陽能電池以及至少一個封裝材料層。太陽能電池設於上板與下板之間。至少一個封裝材料層位於上板與下板之間，將太陽能電池與上板和下板結合。

依據本發明之一實施例，上述指狀電極中之至少一個的高度與寬度的比值為0.3~0.5。

依據本發明之另一實施例，上述標記中之至少一個與指狀電極中之至少一個連接。

根據本發明之上述目的，另提出一種太陽能電池，其包含一個基板、二個匯流電極、複數個指狀電極以及二個標記。此二個匯流電極排列配置於基板上，而將基板依序區分為一個第一區、一個第二區與一個第三區。其中，第二區位於二個匯流電極之間，且第一區與第三區分別位於此二個匯流電極之外側。複數個指狀電極配置於基板上並個別與此二個匯流電極連接，且這些指狀電極分別位於第一區、第二區與第三區中。二個標記分別配置於第一區與第三區中。其中，此二個標記中之至少一個標記的高度小於上述之指狀電極中之至少一個之高度。

依據本發明之一實施例，上述之二個標記中之至少一個與該複數個指狀電極中之至少一個連接。

依據本發明之另一實施例，上述之二個標記中之至少一個標記包括兩條線段。

根據本發明之上述目的，又提出一種太陽能電池模組，其包含一個上板、一個下板、一個如上述之太陽能電池以及至少一個封裝材料層。太陽能電池設於上板與下板之間。至少一個封裝材料層將太陽能電池與上板和下板結合。

依據本發明之一實施例，上述指狀電極之高度與寬度的比值為0.3~0.5。

依據本發明之另一實施例，上述之二個標記中之至少一個與指狀電極中之至少一個連接。

請參照第1圖與第2圖，其係分別繪示依照本發明之一實施方式的一種太陽能電池之上視示意圖、以及沿著第1圖之A-A’剖面線所獲得之剖面圖。在此實施方式中，太陽能電池100a主要包含一個基板102、三個匯流電極104、106與108、複數個指狀電極114、以及二個標記120與122。基板102之材料可為半導體材料，例如矽。三個匯流電極104、106與108排列且配置在該基板102上，而將該基板102至少區分成一個第一區110與一個第二區112。因此，該太陽能電池100a係一個具有三個匯流電極(3 Bus Bar)架構之太陽能電池。當然，太陽能電池之形狀可為矩形、方形、圓形或其他形狀，並不限於第1圖之形狀。

如第1圖所示，該三個匯流電極104、106與108更可在該基板102上定義出一個第三區116與一個第四區118。 該第一區110與該第二區112位於這三個匯流電極104、106與108之間，其中該第一區110介於該兩個匯流電極104與106之間，而該第二區112介於該兩個匯流電極106與108之間。亦即位於該三個匯流電極104、106與108之中間的該匯流電極106將該第一區110與該第二區112分隔開。此外，該第三區116與該第四區118分別位於這三個匯流電極104、106與108之外側，其中該第三區116位於該匯流電極104旁，而該第四區118位於該匯流電極108旁。

該複數個指狀電極114配置在該基板102上，其中這些指狀電極114個別與這三個匯流電極104、106與108連接。該複數個指狀電極114可分別位在該基板102之該第一區110與該第二區112中。如第1圖所示，該複數個指狀電極114亦可同時位在該基板102之該第三區116與該第四區118中。這些指狀電極114分別自該三個匯流電極104、106與108延伸散布在該基板102之表面上，以將電流傳遞至該三個匯流電極104、106與108。

如第2圖所示，且如本案先前技術所述，為了增加電池之受光面積而減少指狀電極的寬度126後，能降低指狀電極114之電阻，可採用增加指狀電極114高度124之方式。在一實施例中，每個指狀電極114之高度124與寬度126之比值可為0.3~0.5，其中較佳值為0.4，此時指狀電極114的高度為28微米(um)、寬度為70微米(um)。

該二個標記120與122則分別配置在該基板102之該第一區110與該第二區112中。在本實施方式中，此二個 標記120與122之位置分別對應於具有二個匯流電極(2 Bus Bar)架構之太陽能電池的對準標記，其中具有二個匯流電極(2 Bus Bar)架構之太陽能電池的對準標記為此二個匯流電極側邊以及與指狀電極之交界等處，例如第3圖之匯流電極130側邊以及與132與指狀電極134之交界等處。在一實施例中，如第1圖所示，此二個標記120與122之至少一個與指狀電極114中之至少一個連接，亦可二個標記120與122均與指狀電極114連接。此外，如第2圖所示，此二個標記120與122之至少一個或二者的高度128小於指狀電極114之高度124，當然，此是於該二個標記120與122處採用單次印刷時才會產生此高度之差異。若該二個標記120與122與指狀電極114皆同樣為兩次印刷時，則高度與指狀電極114的會相同或約莫等高。在一實施例中，二個標記120與122中之至少一個標記包含兩條線段，例如第1圖之該二個標記120與122均包含兩條線段。其中，該兩條線段之間可為鏤空、填滿之實心或夾著其他之設計於其中。當然，上述之二個標記120與122於實施上不限於線段之形式，亦可為其他種類的圖案設計。

請參照第3圖與第4圖，其係分別繪示依照本發明之另一實施方式的一種太陽能電池之上視示意圖、以及沿著第3圖之B-B’剖面線所獲得之剖面圖。在此實施方式中，太陽能電池100b主要包含一個基板102、二個匯流電極130與132、複數個指狀電極134、以及二個標記142與144。此二個匯流電極130與132排列且配置在基板102上，而將該基板102依序區分成一個第一區136、一個第二區138 與一個第三區140。因此，該太陽能電池100b係一個具有二個匯流電極(2 Bus Bar)架構之太陽能電池。當然，太陽能電池之形狀可為矩形、方形、圓形或其他形狀，並不限於第3圖之形狀。

如第3圖所示，該第二區138位於該匯流電極130與132之間，而該第一區136與該第三區140分別位於此二個匯流電極130與132之外側。其中，該第一區136位於該匯流電極130旁，而該第三區140位於匯流電極132旁。

該複數個指狀電極134配置在該基板102上，其中這些指狀電極134個別與這兩個匯流電極130與132連接。其中指狀電極134可分別位在該基板102之該第一區136、該第二區138與該第三區140中。這些指狀電極134分別自該兩個匯流電極130與132延伸散布在該基板102之表面上，以將電流傳遞至該兩個匯流電極130與132。如第4圖所示，為了在減少指狀電極的寬度148後降低這些指狀電極134之電阻，可增加指狀電極134之高度146。在一實施例中，每個指狀電極134之高度146與寬度148之比值可為0.3~0.5，其中較佳值為0.4，此時指狀電極134的高度為28微米(um)、寬度為70微米(um)。

二個標記142與144則分別配置在基板102之第一區136與第三區140中。在本實施方式中，此二個標記142與144之位置分別對應於具有三個匯流電極(3 Bus Bar)架構之太陽能電池的對準標記，其中具有三個匯流電極架構之太陽能電池的對準標記，為這三個匯流電極中較靠兩側之兩個匯流電極側邊以及與指狀電極之交界等處，例如第 1圖之匯流電極104及108側邊以及與指狀電極114之交界等處。在一實施例中，如第3圖所示，此二個標記142與144之至少一個與指狀電極134中之至少一個連接，亦可二個標記142與144均與指狀電極134連接。此外，如第4圖所示，此二個標記142與144之至少一個或二者的高度150小於指狀電極134之高度146。在一實施例中，二個標記142與144中之至少一個標記包含兩條線段，例如第3圖之該二個標記142與144均包含兩條線段。其中，該兩條線段之間可為鏤空、填滿之實心或夾著其他之設計於其中。當然，上述之二個標記142與144於實施上不限於線段之形式，亦可為其他種類的圖案設計。

在本發明中，上述之太陽能電池100a與100b均可應用在太陽能電池模組中。請參照第5圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種太陽能電池模組之剖面示意圖。在本實施方式中，太陽能電池模組152主要包含一個上板158、一個下板154、一個如上述實施方式之太陽能電池100a、以及一個或多個封裝材料層，例如封裝材料層156與160。在另一實施方式中，太陽能電池模組152中之太陽能電池100a亦可以上述另一實施方式之太陽能電池100b予以取代。

如第5圖所示，在太陽能電池模組152中，太陽能電池100a設於下板154上，且上板158設於太陽能電池100a上。亦即，上板158設於下板154之上，且太陽能電池100a設於下板154與上板158之間。兩層封裝材料層160與156分別設置在上板158和下板154與太陽能電池100a之間。 藉由高溫壓合的程序，封裝材料層156和160於熔融態時可將太陽能電池100a與下板154和上板158結合。此高溫壓合程序之溫度可例如控制在100℃至200℃。

由於在製作太陽能電池100a或100b時，其網版上設有額外之至少二個對位標記而可在太陽能電池100a或100b之基板102上額外形成至少二個標記120與122、或至少二個標記142與144。由於，這些標記120與122、或標記142與144對應於另一產品線，即具有二個匯流電極架構之太陽能電池、或具有三個匯流電極架構之太陽能電池在網印時的對位標記。因此，在更換產品線例如從印刷兩個匯流電極改成印刷三個匯流電極的太陽能電池時，於對位設備上不需要移動對位用之光學模組的鏡頭，僅需於前一道印刷時將對準標記同步印刷上去，以供下一道印刷前對位之用，故可省略鏡頭校正的動作，進而可省掉鏡頭校正所耗費的工時，達到提升產能的效果。

由於，這樣的太陽能電池100a與100b的設計，其在製作上可直接進行不同產品線的更換，而不需移動對位用之光學模組的鏡頭。因此，可避免習知因更換產線之產品而衍生之印刷對位缺陷等問題，進而可提升產品良率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，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。

100a‧‧‧太陽能電池

100b‧‧‧太陽能電池

102‧‧‧基板

104‧‧‧匯流電極

106‧‧‧匯流電極

108‧‧‧匯流電極

110‧‧‧第一區

112‧‧‧第二區

114‧‧‧指狀電極

116‧‧‧第三區

118‧‧‧第四區

120‧‧‧標記

122‧‧‧標記

124‧‧‧高度

126‧‧‧寬度

128‧‧‧高度

130‧‧‧匯流電極

132‧‧‧匯流電極

134‧‧‧指狀電極

136‧‧‧第一區

138‧‧‧第二區

140‧‧‧第三區

142‧‧‧標記

144‧‧‧標記

146‧‧‧高度

148‧‧‧寬度

150‧‧‧高度

152‧‧‧太陽能電池模組

154‧‧‧下板

156‧‧‧封裝材料層

158‧‧‧上板

160‧‧‧封裝材料層

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，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種太陽能電池之上視示意圖。

第2圖係繪示沿著第1圖之A-A’剖面線所獲得之剖面圖。

第3圖係繪示依照本發明之另一實施方式的一種太陽能電池之上視示意圖。

第4圖係繪示沿著第3圖之B-B’剖面線所獲得之剖面圖。

第5圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種太陽能電池模組之剖面示意圖。

100a‧‧‧太陽能電池

102‧‧‧基板

104‧‧‧匯流電極

106‧‧‧匯流電極

108‧‧‧匯流電極

110‧‧‧第一區

112‧‧‧第二區

114‧‧‧指狀電極

116‧‧‧第三區

118‧‧‧第四區

120‧‧‧標記

122‧‧‧標記

Claims (10)

1. 一種太陽能電池，包含：一個基板；三個匯流電極，排列配置於該基板上，而將該基板區分為一個第一區與一個第二區，其中該第一區與該第二區位於該三個匯流電極之間，且由中間之該匯流電極將該第一區與該第二區分隔開；複數個指狀電極，配置於該基板上並個別與該三個匯流電極中的至少一個連接，且該複數個指狀電極分別位於該第一區及該第二區中；以及二個標記，分別配置於該第一區與該第二區中。
2. 如請求項1所述之太陽能電池，其中該複數個指狀電極中之至少一個的高度與寬度的比值為0.3~0.5。
3. 如請求項1所述之太陽能電池，其中該二個標記中之至少一個與該複數個指狀電極中之至少一個連接。
4. 如請求項1所述之太陽能電池，其中該二個標記中之至少一個標記包括兩條線段。
5. 一種太陽能電池，包含：一個基板；二個匯流電極，排列配置於該基板上，而將該基板依序區分為一個第一區、一個第二區與一個第三區，其中該第二區位於該二個匯流電極之間，且該第一區與該第三區分別位於該二個匯流電極之外側；複數個指狀電極，配置於該基板上並個別與該二個匯 流電極中的至少一個連接，且該複數個指狀電極分別位於該第一區、該第二區與該第三區中；以及二個標記，分別配置於該第一區與該第三區中，其中，該二個標記中之至少一個標記的高度小於該複數個指狀電極中之至少一個的高度。
6. 如請求項5所述之太陽能電池，其中該二個標記中之至少一個與該複數個指狀電極中之至少一個連接。
7. 如請求項5所述之太陽能電池，其中該二個標記中之至少一個標記包括兩條線段。
8. 一種太陽能電池模組，包含：一個上板；一個下板；一個如請求項1或請求項5之太陽能電池，設於該上板與該下板之間；以及至少一個封裝材料層，位於該上板與該下板之間，將該太陽能電池與該上板和該下板結合。
9. 如請求項8所述之太陽能電池模組，其中該複數個指狀電極中之至少一個的高度與寬度的比值為0.3~0.5。
10. 如請求項8所述之太陽能電池模組，其中該二個標記中之至少一個與該複數個指狀電極中之至少一個連接。