TWI511188B - 一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法及所製造之裝置 - Google Patents

Description

一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法及所製 造之裝置

本發明係為一種金屬電極佈線的方法與裝置，尤其是指一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法及所製造之裝置。

習知技術，網印製程中需使用到高溫火烤程序，來去除金屬膏的有機溶劑，光電轉換材料有可能受到高溫破壞，或是基板受熱變形。

習知技術，金屬導線上塗金屬膏再貼附薄膜元件之製程。此製程亦需高溫火烤來去除金屬膏之有機溶劑促使阻值降低，而在此過程中，光電轉換材料將有可能受到高溫破壞，或是基板受熱變形。

習知技術，網印之金屬膏電極於撓曲過程中容易發生斷線而導致元件失效。此外網印金屬膏材料成本昂貴，且受限於網印金屬膏材料之保存期限。

為對抗全球暖化，世界各國以潔淨能源取代石化能源的需求日益提升。各式能源中，太陽能兼具潔淨與取之不竭的優點，而以太陽能發電的薄膜元件最具未來應用潛力。薄膜元件的發展，逐漸從剛性不可折彎的機械性質，演進到可應用於曲面的可撓曲式薄膜元件結構。可撓式薄膜元件的製作，必須有可撓曲的基板。基板的選擇，通常 是不鏽鋼或是高分子塑膠材(如PET等)，然後將光電轉換材料鍍於其上，最後在可撓式薄膜元件的最上層鋪設指狀電極(finger)。指狀電極與基板(或最靠近基板上的導電材)形成一個電池的正負(或負正)兩極。

然而，於可撓曲式基板上製作的可撓式薄膜元件，由於具低溫化製程的特性，最顯著的缺點是不耐高溫，限制了其以傳統網印方式鋪設指狀電極的可行性。而傳統網印製程須再經過高溫烘烤的手續，以使指狀電極固化，但此高溫在低溫化製作之可撓式薄膜元件是不可接受的。故為實現可撓式薄膜元件的模組化需求，一種在低溫下形成電極的方式將更為重要。

本發明提供一種於可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法具有不需金屬銀膠的使用的目的，達到可避免其高溫烘烤的程序所導致的元件劣化的功效。本發明採壓合方式將金屬導線與可撓式薄膜元件結合，所需之製程溫度適合施作於各式可撓式薄膜元件。本發明可撓式模組層壓過程中，可一併將多餘氣泡排出，並達成金屬導線與可撓式薄膜元件緊密貼合之可能。本發明金屬導線與可撓式薄膜元件之壓合程序亦同時壓合保護可撓式薄膜元件的保護層，具有縮短製程，節省成本的效益。本發明與銀膠網印電極相較，金屬導線於撓曲過程中更不易發生斷線而導致元件失效。

在一實施例中，本發明提供一種於可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法，其步驟包括有：步驟1係將裸狀的一金屬導線貼附於一透明膠帶或一透明導電膠帶中之 一種，成為一導線膠帶組；步驟2係將步驟1之至少一個的該導線膠帶組，貼於一可撓式薄膜元件上的一上電極面上；步驟3係將步驟2之可撓式薄膜元件，覆蓋至少一層封裝的保護層於該至少一個的該導線膠帶組及該可撓式薄膜元件上；以及步驟4係將步驟3之至少一個的該導線膠帶組、該可撓式薄膜元件及覆蓋至少一層封裝的該保護層，送入一層壓機以進行加壓封裝。

在另一實施例中，本發明提供一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的裝置，其中包括：一導線膠帶組，該導線膠帶組包括：一金屬導線，該金屬導線係裸狀；一透明膠帶，並將裸狀該金屬導線貼於該透明膠帶上，以形成該導線膠帶組；一可撓式薄膜元件，其上具有一上電極面，該導線膠帶組接合於該上電極面上；以及至少一層保護層，其係覆蓋在該導線膠帶組及該可撓式薄膜元件上；其中，該至少一層保護層，經由一層壓機以進行加壓封裝，可將多餘的氣泡排出，形成該金屬導線與該可撓式薄膜元件的緊密結合，以構成封裝及指狀的該金屬導線佈線；其中該導線膠帶組更包括一透明導電膠帶，並將裸狀該金屬導線貼於該透明導電膠帶上，以形成該導線膠帶組。

本發明一實施例，係一種於可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法，如圖7所示，其步驟包括有：步驟1，如圖1所示，係將裸狀的一金屬導線10貼附於一透明膠帶13或一透明導電膠帶11中之一種，成為一導線膠帶組12； 步驟2係將步驟1之至少一個的該導線膠帶組12，貼於一可撓式薄膜元件20上的一上電極面上，如圖2所示；步驟3係將步驟2之可撓式薄膜元件20，覆蓋至少一層封裝的保護層31於該至少一個的該導線膠帶組12及該可撓式薄膜元件20上，如圖3所示；以及步驟4係將步驟3之至少一個的該導線膠帶組12、該可撓式薄膜元件20及覆蓋至少一層封裝的該保護層31，送入一層壓機以進行加壓封裝，如圖4所示。

該可撓式薄膜元件20係一種可撓式元件，如圖5所示，該可撓式薄膜元件20包括：一第一基板22、一第一薄膜元件24，其中該第一基板22係位於該可撓式薄膜元件20最下方，該第一基板22係有導電性，電極係負極；一第一薄膜元件24，係接合於該第一基板22上方，該第一薄膜元件24包括：一光電轉換材料層21，係接合於該第一基板22上方；以及一透明導電層23，係接合於該光電轉換材料層21上方，其係該可撓式薄膜元件20的該上電極，該上電極係正極；其中至少一個的該導線膠帶組12的該金屬導線10，係以指狀排列方式，分佈於該透明導電層23上，其中至少一個的該導線膠帶組12中，該金屬導線10的電極係為正極。

該可撓式薄膜元件20係一種可撓式元件，如圖6所示，該可撓式薄膜元件20更包括：一第二基板29、一第二薄膜元件28，其中該第二基板29，位於該可撓式薄膜元件20最下方，該第二基板29係無導電性；一第二薄膜元件28，係接合於該第二基板29上方，該第二薄膜元件28 包括：一第一導電層26，係接合於該第二基板29上方，該第一導電層26的材料係選自透明或不透明材料中之一種，該第一導電層26係該可撓式薄膜元件20的一下電極、該下電極係負極；一光電轉換材料層21，係接合於該第一導電層26上方；以及一第二導電層27，係接合於該光電轉換材料層21上方，該第二導電層27的材料係選自透明或不透明材料中之一種，該第二導電層27係該可撓式薄膜元件20的該上電極，該上電極係正極；其中該至少一個導線膠帶組12的該金屬導線10，係以指狀排列方式，分佈於第二導電層27上，其中該至少一個導線膠帶組12中，該金屬導線10的電極係為正極。

該一層壓機以進行加壓封裝該至少一個導線膠帶組12、如圖4，該可撓式薄膜元件20及覆蓋至少一層封裝的該保護層31，可將多餘的氣泡排出，形成該金屬導線10與該可撓式薄膜元件20的緊密結合，以構成封裝及指狀的該金屬導線10佈線。

其中電極，更可包括第一導電層26及導電性的第一基板22的該下電極係正極，該透明導電層23及第二導電層27的該上電極係負極，以及該至少一個導線膠帶組12中，該金屬導線10的該上電極係為負極。該第一基板22係有導電性，該第一基板22材料係金屬片，更包括不鏽鋼的金屬片。該第二基板29係無導電性，該第二基板29材料係軟性塑膠、以及高分子材料。

本發明另一實施例，係一種可撓式薄膜元件20形成指狀金屬電極佈線的裝置，如圖3所示，其中包括：一導線 膠帶組12、一可撓式薄膜元件20、以及至少一層保護層31；其中該導線膠帶組12包括：一金屬導線10，該金屬導線10係裸狀；一透明膠帶13，如圖1所示，並將裸狀該金屬導線10貼於該透明膠帶13上，以形成該導線膠帶組12；一可撓式薄膜元件20，如圖3所示，其上具有一上電極面，該導線膠帶組12接合於該上電極面上；以及至少一層保護層31，其係覆蓋在該導線膠帶組12及該可撓式薄膜元件20上；其中，該至少一層保護層31，經由一層壓機以進行加壓封裝，可將多餘的氣泡排出，形成該金屬導線10與該可撓式薄膜元件20的緊密結合，以構成封裝及指狀的該金屬導線10佈線，如圖4；其中該導線膠帶組12更可包括一透明導電膠帶11，並將裸狀該金屬導線10貼於該透明導電膠帶11上，以形成該導線膠帶組12。

該可撓式薄膜元件20係一種可撓式元件，如圖5所示，該可撓式薄膜元件20包括：一第一基板22、一第一薄膜元件24；其中一第一基板22，係位於該可撓式薄膜元件20最下方，該第一基板22係有導電性，電極係負極；一第一薄膜元件24，係接合於該第一基板22上方，該第一薄膜元件24包括：一光電轉換材料層21，係接合於該第一基板22上方；以及一透明導電層23，係接合於該光電轉換材料層21上方，其係該可撓式薄膜元件20的上電極，該上電極係正極；其中該至少一個導線膠帶組12的該金屬導線10，係以指狀排列方式，分佈於該透明導電層23上，其中該至少一個導線膠帶組12中，該金屬導線10的電極係為正極。

該可撓式薄膜元件20係一種可撓式元件，如圖6所示，該可撓式薄膜元件20更包括：一第二基板29、一第二薄膜元件28；其中一第二基板29，位於該可撓式薄膜元件20最下方，該第二基板29係無導電性；一第二薄膜元件28，係接合於該第二基板29上方，該第二薄膜元件28包括：一第一導電層26，係接合於該第二基板29上方，該第一導電層26的材料係選自透明或不透明材料中之一種，該第一導電層26係該可撓式薄膜元件20的一下電極、該下電極係負極；一光電轉換材料層21，係接合於該第一導電層26上方；以及一第二導電層27，係接合於該光電轉換材料層21上方，該第二導電層27的材料係選自透明或不透明材料中之一種，該第二導電層27係該可撓式薄膜元件20的上電極，該上電極係正極；其中該至少一個導線膠帶組12的該金屬導線10，係以指狀排列方式，分佈於該第二導電層27上，其中該至少一個導線膠帶組12中，該金屬導線10的電極係為正極。

其中電極電性，更可包括該第一導電層26及第一基板22的下電極係正極，該透明導電層23及第二導電層27的該上電極係負極，以及該至少一個導線膠帶組12中，該金屬導線10的電極係為負極。該第一基板22係有導電性，該第一基板22材料係金屬片，更包括不鏽鋼的金屬片。該第二基板29係無導電性，該第二基板29材料係軟性塑膠、以及高分子材料。

以上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本 發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧金屬導線

11‧‧‧透明導電膠帶

12‧‧‧導線膠帶組

13‧‧‧透明膠帶

20‧‧‧可撓式薄膜元件

21‧‧‧光電轉換材料

22‧‧‧第一基板

23‧‧‧透明導電層

24‧‧‧第一薄膜元件

26‧‧‧第一導電層

27‧‧‧第二導電層

28‧‧‧第二薄膜元件

29‧‧‧第二基板

31‧‧‧保護層

步驟1~步驟4

圖1 導線膠帶組式意圖。

圖2 導線膠帶組貼於可撓式薄膜元件示意圖。

圖3 覆蓋至少一層封裝的保護層於該至少一個的該導線膠帶組及該可撓式薄膜元件上的示意圖。

圖4 層壓該覆蓋至少一層封裝的保護層於該至少一個的導線膠帶組及該可撓式薄膜元件上的示意圖。

圖5 具第一薄膜元件的可撓式薄膜元件示意圖。

圖6 具第二薄膜元件的可撓式薄膜元件示意圖。

圖7 一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法，其步驟的示意圖。

步驟1~步驟4

Claims (13)

1. 一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法，其步驟包括有：步驟1係將裸狀的一金屬導線貼附於一透明膠帶或一透明導電膠帶中之一種，成為一導線膠帶組；步驟2係將步驟1之至少一個的該導線膠帶組，貼於一可撓式薄膜元件上的一上電極面上；步驟3係將步驟2之可撓式薄膜元件，覆蓋至少一層封裝的保護層於該至少一個的該導線膠帶組及該可撓式薄膜元件上；以及步驟4係將步驟3之至少一個的該導線膠帶組、該可撓式薄膜元件及覆蓋至少一層封裝的該保護層，送入一層壓機以進行加壓封裝。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法，其中該可撓式薄膜元件係一種可撓式元件，該可撓式薄膜元件包括：一第一基板，位於該可撓式薄膜元件最下方，該第一基板係有導電性，電極係負極；一第一薄膜元件，係接合於該第一基板上方，該第一薄膜元件包括：一光電轉換材料層，係接合於該第一基板上方；以及一透明導電層，係接合於該光電轉換材料層上方，其係該可撓式薄膜元件的該上電極，該上電極係正極；其中至少一個的該導線膠帶組的該金屬導線，係以指狀排列方式，分佈於該透明導電層上，其中至少一個的該導線膠帶組中，該金屬導線的電極係為正極。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法，其中該可撓式薄膜元件係一種可撓式元件，該可撓式薄膜元件更包括：一第二基板，位於該可撓式薄膜元件最下方，該第二基板係無導電性；一第二薄膜元件，係接合於該第二基板上方，該第二薄膜元件包括：一第一導電層，係接合於該第二基板上方，該第一導電層的材料係選自透明或不透明材料中之一種，該第一導電層係該可撓式薄膜元件的一下電極、該下電極係負極；一光電轉換材料層，係接合於該第一導電層上方；以及一第二導電層，係接合於該光電轉換材料層上方，該第二導電層的材料係選自透明或不透明材料中之一種，該第二導電層係該可撓式薄膜元件的該上電極，該上電極係正極；其中該至少一個導線膠帶組的該金屬導線，係以指狀排列方式，分佈於該第二導電層上，其中該至少一個導線膠帶組中，該金屬導線的電極係為正極。
4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法，其中該一層壓機以進行加壓封裝該至少一個導線膠帶組、該可撓式薄膜元件及覆蓋至少一層封裝的該保護層，可將多餘的氣泡排出，形成該金屬導線與該可撓式薄膜元件的緊密結合，以構成封裝及指狀的該金屬導線佈線。
5. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法，其中電極，更包括第一導電層的該下電極係正極，更包括導電性的第一基板的該下電極為正極，該透明導電層及第二導電層的該上電極係負極，以及該至少一個導線膠帶組中，該金屬導線的該上電極係為負極。
6. 如申請專利範圍第2項所述之可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法，其中該基板係有導電性，該第一基板材料係金屬片，更包括不鏽鋼的金屬片。
7. 如申請專利範圍第3項所述之可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的方法，其中該基板係無導電性，該第二基板材料係軟性塑膠、以及高分子材料。
8. 一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的裝置，其中包括：一導線膠帶組，該導線膠帶組包括：一金屬導線，該金屬導線係裸狀；一透明膠帶，並將裸狀該金屬導線貼於該透明膠帶上，以形成該導線膠帶組；一可撓式薄膜元件，其上具有一上電極面，該導線膠帶組接合於該上電極面上；以及至少一層保護層，其係覆蓋在該導線膠帶組及該可撓式薄膜元件上；其中，該至少一層保護層，經由一層壓機以進行加壓封裝，可將多餘的氣泡排出，形成該金屬導線與該可撓式薄膜元件的緊密結合，以構成封裝及指狀的該金屬導線佈線； 其中該至少一個導線膠帶組更包括一透明導電膠帶，並將裸狀該金屬導線貼於該透明導電膠帶上，以形成該至少一個導線膠帶組。
9. 如申請專利範圍第8項所述之一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的裝置，其中該可撓式薄膜元件係一種可撓式元件，該可撓式薄膜元件包括：一第一基板，位於該可撓式薄膜元件最下方，該第一基板係有導電性，電極係負極；一第一薄膜元件，係接合於該第一基板上方，該第一薄膜元件包括：一光電轉換材料層，係接合於該第一基板上方；以及一透明導電層，係接合於該光電轉換材料層上方，其係該可撓式薄膜元件的該上電極，該上電極係正極；其中該至少一個導線膠帶組的該金屬導線，係以指狀排列方式，分佈於該透明導電層上，其中該至少一個導線膠帶組中，該金屬導線的電極係為正極。
10. 如申請專利範圍第9項所述之一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的裝置，其中該可撓式薄膜元件係一種可撓式元件，該可撓式薄膜元件更包括：一第二基板，位於該可撓式薄膜元件最下方，該第二基板係無導電性；一第二薄膜元件，係接合於該第二基板上方，該第二薄膜元件包括：一第一導電層，係接合於該第二基板上方，該第一導電層的材料係選自透明或不透明材料中之一種，該第一導電層係該可撓式薄膜元件的一下電極、該下 電極係負極；一光電轉換材料層，係接合於該第一導電層上方；以及一第二導電層，係接合於該光電轉換材料層上方，該第二導電層的材料係選自透明或不透明材料中之一種，該第二導電層係該可撓式薄膜元件的該上電極，該上電極係正極；其中該至少一個導線膠帶組的該金屬導線，係以指狀排列方式，分佈於該第二導電層上，其中該至少一個導線膠帶組中，該金屬導線的電極係為正極。
11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述之可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的裝置，其中電極電性，更包括導電性的第一基板的該下電極為正極，該透明導電層的該上電極係負極，更包括該第一導電層的電極係正極，該第二導電層的該上電極為負極，以及該至少一個導線膠帶組中，該金屬導線的電極係為負極。
12. 如申請專利範圍第9項所述之一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的裝置，其中該第一基板係有導電性，該基板材料係金屬片，更包括不鏽鋼的金屬片。
13. 如申請專利範圍第10項所述之一種可撓式薄膜元件形成指狀金屬電極佈線的裝置，其中該第二基板係無導電性，該基板材料係軟性塑膠、以及高分子材料。