TWI505481B - 太陽能電池軟板模組其製造方法 - Google Patents

Description

太陽能電池軟板模組製造方法

本發明係有關一種太陽能電池模組及其製造方法，尤指一種能彈性應用於具曲度之載具，且具有較佳封裝良率之太陽能電池軟板結構模組及其製造方法。

第1A圖為傳統太陽能電池模組連接封裝方式之剖面示意圖，包含一太陽能電池11，兩條焊帶(ribbon) 12，兩片EVA(乙烯-醋酸乙烯脂)膜13，以及一聚氟乙烯(Tedlar)背板14；其中該太陽能電池11之上層電極與下層電極分別電性連接於焊帶12以便與外界連接，再将該太陽能電池11上下以EVA膜13及聚氟乙烯背板14組合後進行壓合封裝；第1B圖為以此傳統連接方式串接之太陽能電池封裝時之剖面示意圖，因為太陽能電池11之下層電極與下方EVA膜13及聚氟乙烯背板14之底板中夾著焊帶12，使得下層電極與EVA膜13及聚氟乙烯背板14之底板不能平整貼合，在封裝壓合時，太陽能電池11與焊帶12之間會產生極大的局部應力，容易造成成品破裂；尤其是薄晶片太陽能電池，或材質較脆的三五族太陽能電池，更易受局部應力應力影響而破裂；因此成為太陽能電池生產製造良率提升之瓶頸。

有鑑於此，為改善上述之缺點，並結合具曲度載具之封裝應用，本發明之發明人提出一種太陽能電池軟板模組結構及其製造方法。此結構與方法能使太陽能電池晶片與下方軟板平整貼合，能有效提高產品封裝的良率；軟板結構可適合具曲度之載具；模組化的結構可依使用需求做串並聯結，在應用上具有彈性，因此能簡化製造生產的程序，進而降低生產成本。

本發明之主要目的在於提供一種太陽能電池軟板模組結構及其製造方法，使太陽能電池晶片能與下方軟板平整貼合，解決太陽能電池晶片在封裝過程中因承受局部應力而破裂的問題，因此能有效提高封裝後的產品良率；模組化的軟板結構可依使用需求做串並聯結，在應用上具有彈性，能適合各種曲度的表面，且能簡化製造生產的程序，進而降低生產成本。

為達上述目的，本發明係提供一種太陽能電池軟板模組結構及其製造方法，包括一基板、第一導電層、一太陽能電池晶片、一第二導電層、至少一第一導電線、以及至少一第二導電線；其中該第一導電層及第二導電層皆係貼合於該軟板上且其之間無電性接觸；該太陽能電池晶片係貼合於該第一導電層上且其面積小於第一導電層之面積；該第一導電線之一端係電性連接於該第一導電層上；而該第二導電線之一端電性連接於該太陽能電池上，另一端電性連接於該第二導電層。

於實施時，前述之基板係由軟性耐熱材質組成；前述之太陽能電池晶片可為矽太陽能電池、三五族太陽能電池、二六族太陽能電池、有機太陽能電池、染料敏化太陽能電池或其他種類太陽能電池；而構成前述之第一導電層、第二導電層、第一導電線及第二導電線之材料可為金、銀、銅、錫、前述材料之合金、高分子導電材料或其他具延展性之導電性材料，其中以成本較低的銅為較佳。

為對於本發明之特點與作用能有更深入之瞭解，茲藉實施例配合圖式詳述於後。

本發明之太陽能電池軟板模組結構之太陽能電池晶片之下層電極與一導電層連接，再透過焊接於該導電層上之導電線對外連接，取代傳統上直接以導電線與太陽能電池晶片之下層電極連接的方式，因此本發明之太陽能電池軟板模組結構能平整貼合於下方基板，不會在封裝過程中產生局部應力。

第2A圖即為本發明之太陽能電池軟板模組結構剖面示意圖，其包含一基板21，一第一導電層22，一第二導電層23，一太陽能電池24，至少一第一導電線25，以及至少一第二導電線26；其中該基板21係由軟性耐熱材質組成；該第一導電層22及第二導電層23係由金、銀、銅、錫、前述材料之合金、高分子導電材料或其他具延展性之導電性材料構成，其中以成本較低的銅為較佳，平整貼合於該基板21上且使第一導電層22及第二導電層23之間無電性連接；該太陽能電池晶片24之面積小於第一導電層22之面積，其下層電極平整貼合於該第一導電層22上與該第一導電層22電性連接；該太陽能電池晶片24可為矽太陽能電池、三五族太陽能電池、二六族太陽能電池、有機太陽能電池、染料敏化太陽能電池或其他種類太陽能電池；該第一導電線25之一端係電性連接於該第一導電層22上；該第二導電線26之一端係電性連接於該太陽能電池晶片24之上層電極，而另一端則是電性連接於該第二導電層23上；該第一導電線25及該第二導電線26係由金、銀、銅、錫、前述材料之合金、高分子導電材料或其他具延展性之導電性材料構成，其中以成本較低的銅為較佳。

第3A~3E圖係為本發明之太陽能電池軟板模組製造步驟示意圖，其製造步驟如下：如第3A圖所示，於一基板21上，形成一第一導電層22及第二導電層23；如第3B及3C圖所示，於該第一導電層22上塗上焊接材料37如錫膏等，再將一面積係小於該第一導電層22之太陽能電池晶片24以加熱器38或用加熱爐方式加熱貼合於該第一導電層22上；如第3D圖所示，於該第一導電層22上未被該太陽能電池晶片24覆蓋處塗上焊接材料，再將一第一導電線25之一端焊接於該第一導電層22上；同時於該第二導電層23上及該太陽能電池晶片24上塗上焊接材料，再將一第二導電線26之一端焊接於該太陽能電池晶片24上，另一端焊接該第二導電層上，依此步驟製造完成之太陽能電池軟板模組如第3E圖所示。

上述製造步驟係為太陽能電池軟板模組之製造步驟，所製造的太陽能電池軟板模組可進一步做串並聯使用。將第3E圖之太陽能電池軟板模組視為一個單元，第4A及4B圖係為本發明之太陽能電池軟板模組串聯及並聯接合示意圖。串聯時係将一導電線之一端焊接於一太陽能電池軟板模組之第一導電層，而另一端焊接於另一太陽能電池軟板模組之第二導電層，重複此方式串接所需數量之太陽能電池軟板模組；而並聯時係将一導電線之兩端焊接於兩個太陽能電池軟板模組之第一導電層，另一導電線之兩端焊接於此二太陽能電池軟板模組之第二導電層，重複此方式並接所需數量之太陽能電池軟板模組。模組化的設計使太陽能電池晶片之串並聯接可簡化為軟板的串並聯接。此模組化設計並可應用於各種具曲度的表面，且軟板尺寸可依需求彈性設計或裁切。如第5圖軟板模組串接摺曲示意圖所示，經過適當設計，此軟板模組亦可應用於曲折度極大的表面。

在已知應用例的情況下，亦可根據本發明之精神，將複數個太陽能電池直接於一軟板上做串並聯組裝。第6A至6E圖係為本發明之複數個太陽能電池軟板模組製造步驟示意圖。如第6A圖所示，於一基板61上，形成複數個第一導電層62，其中該複數個第一導電層62之間無電性接觸；如第6B及6C圖所示，於每一片第一導電層62上塗上焊接材料，再於其上以加熱器68或用加熱爐方式加熱貼合一太陽能電池晶片64，其中該太陽能電池晶片64之面積係小於其下方之第一導電層62之面積；如第6D圖所示，於該太陽能電池晶片64上塗上焊接材料67，將一導電線65之一端焊接於該太陽能電池晶片64之上層電極，再將該導電線65之另一端焊接於另一片與該太陽能電池晶片無電性接觸之第一導電層62。此方法係直接將基板及導電層依使用需求設計製造，再將太陽能電池晶片貼合於其上，之後再依串並聯需求焊接導電線，相當於將前述製造方法中透過導電線26與太陽能電池晶片24之上層電極連接之第二導電層23省略，直接以導電線連接太陽能電池晶片之上層電極與另一太陽能電池晶片下之第一導電層連接。依此步驟製造完成之軟板太陽能電池串接如第6E圖所示。此複數個太陽能電池軟版模組可單獨使用，亦可依應用需求組裝使用。

綜上所述，本發明確實可達到預期之目的，而提供一種太陽能電池軟板模組結構及其製造方法，使太陽能電池晶片能與下方軟板平整貼合，解決太陽能電池晶片在封裝過程中可能承受局部應力而破裂的問題，因此能有效提高封裝後的產品良率；模組化的軟板結構可依使用需求做串並聯結，在應用上具有彈性，能適合各種曲度的表面，且能簡化製造生產的程序，進而降低生產成本。其確具產業利用之價值，爰依法提出專利申請。

又上述說明與圖式僅是用以說明本發明之實施例，凡熟於此業技藝之人士，仍可做等效的局部變化與修飾，其並未脫離本發明之技術與精神。

11．．．太陽能電池晶片

12．．．焊帶

13．．．EVA膜

14．．．聚氟乙烯背板

21．．．基板

22．．．第一導電層

23．．．第二導電層

24．．．太陽能電池晶片

25．．．第一導電線

26．．．第二導電線

37．．．焊接材料

61．．．基板

62．．．第一導電層

64．．．太陽能電池晶片

65．．．第一導電線

67．．．焊接材料

第1A圖　係為一傳統太陽能電池模組連方式之剖面示意圖。

第1B圖　係為一傳統太陽能電池模組串接封裝時之剖面示意圖

第2A及2B圖　係為本發明之太陽能電池軟板模組結構之剖面與俯視示意圖。

第3A至3E圖　係為本發明之太陽能電池軟板模組製造步驟示意圖。

第4A及4B圖　係為本發明之太陽能電池軟板模組串聯及並聯接合示意圖。

第5A及5B圖　係為本發明之太陽能電池軟板模組串接摺曲示意圖。

第6A至6E圖　係為本發明之太陽能電池軟板模組另一製造步驟示意圖。

21‧‧‧基板

22‧‧‧第一導電層

23‧‧‧第二導電層

24‧‧‧太陽能電池晶片

25‧‧‧第一導電線

26‧‧‧第二導電線

Claims (12)

1. 一種太陽能電池軟板模組製造方法，包括以下步驟：於一基板上，形成一第一導電層及一第二導電層；於該第一導電層上塗上焊接材料，再將一太陽能電池晶片加熱貼合於該第一導電層上，且該太陽能電池晶片之面積係小於該第一導電層之面積；於該第一導電層上未被該太陽能電池晶片覆蓋處塗上焊接材料，再將一第一導電線之一端焊接於該第一導電層上；以及於該第二導電層上及該太陽能電池晶片上塗上焊接材料，再將一第二導電線之一端焊接於該太陽能電池晶片上，另一端焊接於該第二導電層上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池軟板模組結構，其中構成該基板之材料係為軟性耐熱材質。
3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池軟板模組製造方法，其中構成該第一導電層、該第二導電層、該第一導電線及該第二導電線之材料係為具延展性之導電性材料。
4. 如申請專利範圍第3項所述之太陽能電池軟板模組製造方法，其中該具延展性之導電性材料係為銅、金、銀、錫、前述材料之合金或高分子導電材料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池軟板模組製造方法，其中該焊接材料係為銀膠或錫膏。
6. 一種含複數個太陽能電池之軟板模組製造方法，包括以下步驟：於一基板上，形成複數個第一導電層，其中該複數個第一導 電層之間無電性接觸；於每一第一導電層上塗上焊接材料，再於每一第一導電層上加熱貼合一太陽能電池晶片，其中該太陽能電池晶片之面積係小於其下方第一導電層之面積；於每一太陽能電池晶片上與其下方之第一導電層上塗上焊接材料，並以至少一導電線將任兩個太陽能電池晶片相互電性連接。
7. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能電池軟板模組結構，其中構成該基板之材料係為軟性耐熱材質。
8. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能電池軟板模組製造方法，其中以至少一導電線將任兩個太陽能電池晶片相互電性連接，係指將一導電線一端焊接於一太陽能電池晶片上，而導電線另一端焊接於另一太陽能電池晶片下方之第一導電層上，形成電池串聯。
9. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能電池軟板模組製造方法，其中以至少一導電線將任兩個太陽能電池晶片相互電性連接，係指將一導電線兩端分別焊接於兩個太陽能電池晶片上，並將另一導電線之兩端分別焊接於兩個太陽能電池晶片下方之第一導電層上，形成電池並聯。
10. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能電池軟板模組製造方法，其中構成該導電層及該導電線之材料係為具延展性之導電性材料。
11. 如申請專利範圍第10項所述之太陽能電池軟板模組製造方法， 其中該具延展性之導電性材料係為銅、金、銀、錫、前述材料之合金或高分子導電材料。
12. 如申請專利範圍第6項所述之太陽能電池軟板模組製造方法，其中該焊接材料係為銀膠或錫膏。