TWI827509B - 光電面板封裝結構及其方法 - Google Patents

Abstract

一種光電面板封裝結構及其方法，包括框體與太陽能光電板；框體具有第一框面和第二框面，並在內部設有容置空間和複數溝槽。太陽能光電板安裝在容置空間內，並疊置在第一止擋部上。太陽能光電板具有第一膠合層和第二膠合層，第一膠合層沿著邊緣延伸複數卡合條，這些卡合條分別嵌入框體的溝槽，以固定太陽能光電板在框體內。同時，第三膠合層延伸並連接在第二框面。藉此，達成減輕重量和厚度，進一步減少多次封裝程並簡化組裝流程的光電面板封裝結構及其方法。

Description

光電面板封裝結構及其方法

本發明係有關於一種光電面板封裝技術，特別是指一種不使用玻璃面板能減輕重量與厚度，同時，簡化組裝流程的光電面板封裝結構及其方法。

隨著環保意識抬頭、其他能源逐漸枯竭及政府機關大力推動綠色能源，太陽能電池模組未來將被大量使用，但太陽能電池模組中其實含有大量的重金屬，因此，拆解並回收廢棄的太陽能電池模組以避免造成環境嚴重汙染是重要的技術。

以傳統矽晶太陽能模組結構為例，其構造組成包含多晶或單晶之太陽能電池（Solar Cell）、串接太陽能電池的銅箔銲線（Ribbon）、封裝固定太陽能電池及銅箔銲線的膠合層（Encapsulant）、背板（Back sheet）、玻璃板（Glass Substrate）、包覆太陽能模組周邊固定並連接到設置場所的金屬框體（Frame）、以及，將電能整合並對外傳輸的接線盒，其中，金屬框體與接線盒可輕易的拆除回收，剩餘的結構被膠合層穩固的包覆，必須要使用特殊處理才能進一步分解。

許多太陽能電池模組使用了玻璃面板，因玻璃面板具有一定程度的厚度，使進入太陽能電池模組的光線，在多次反射後進入太陽能電池的路徑連續增加，導致光捕捉效率下降。雖然有業者開發出在太陽能電池模組中增加光捕捉效率的結構，例如中華民國專利公開第201526269號「太陽電池模組用背面保護片及其製造方法」、中華民國專利公告第I707773號「用於太陽能電池的背板及其製法」、中華民國專利公告第M490116號「太陽能電池模組」、與中華民國專利公告第I612684號「太陽能板模組及其製造方法」等專利案；但，詳細閱讀其專利說明書之後可以得知，這些專利案的製造與組裝過程更為複雜，導致生產成本增加，也不利於回收處理。

再如申請人已核准並公告在案的中華民國專利公告第I769951號「太陽光電板封裝結構」，該專利特徵在於：太陽光電陣列的太陽能電池收容在反光片的收容槽，收容槽間具有反光肋；可透光的第一膠合層包覆太陽光電陣列，並分別黏合透明片與反光片，第二膠合層分別黏合支撐板與反光片，藉此，照射到反光片的光線，經反光肋反射到周邊鄰的太陽能電池、第一膠合層、與透明片，並再次經第一膠合層、與透明片將光線反射到等太陽能電池，達成不使用玻璃面板，減輕重量與厚度，縮短光反射路徑並增加入射光擴散能力，進而增加光陷阱捕捉效果，使發電量增加的太陽光電板封裝結構。然，該專利的製造與組裝過程中，需要進行兩次封裝加工。因此，有鑑於習用有上述缺點，以及為了更精進並優化申請人已核准專利案的技術，申請人乃針對前述缺點研究再改進之道，終於有本發明產生。

本發明主要目的在於，提供一種不使用玻璃板材，能減輕重量與厚度的光電面板封裝結構及其方法。

本發明次要目的在於，提供一種簡化組裝流程的光電面板封裝結構及其方法。

本發明再依目的在於，提供一種改良後的邊框結構，能讓光電板於回收拆解時，能以加熱後加壓方式，迅速讓光電板本體與外框脫離，快速、簡化拆解流程。

為達成上述目的及功效，本發明所採行技術手段的結構包括：一框體與一太陽能光電板，其中：

該框體具有一第一框面、與一第二框面，內部具有一容置空間，該框體內壁面設有複數溝槽，且鄰近該第一框面處延伸一第一止擋部；該太陽能光電板連接在該容置空間內並抵靠在該第一止擋部上，該太陽能光電板具有一第一膠合層與一第二膠合層，該第一膠合層沿著太陽能光電板邊緣延伸複數卡合條，該等卡合條分別嵌入該等溝槽，將該太陽能光電板固定在該框體內，以及，該第三膠合層延伸並連接在該第二框面。

藉此，達成減輕重量和厚度，進一步減少多次封裝程並快速、簡化組裝流程的光電面板封裝結構及其方法。

為達成上述目的及功效，本發明所採行技術手段的方法包括：提供一載板治具以及一框體，該框體具有第一框面和第二框面，並且內部具有一個容置空間。然後，將該框體放置在該載板治具上。

接著，提供一太陽能光電板的材料，包括：一透光板、一第一膠合膜、一太陽能電池板、一第二膠合膜、一反光板、一第三膠合膜、一支撐板、一第四膠合膜，以及，一背板；將該太陽能光電板的每一層結構依序組設入該容置空間。

然後，提供真空負壓環境加熱軟化該等膠合膜，該第一膠合膜和該第二膠合膜在軟化的情況下溢出並相連，並填滿該框體內壁的該等溝槽，形成一第一膠合層；同時，在該第一膠合層邊緣形成嵌入該等溝槽的該等卡合條。之後，該第四膠合膜軟化溢出並延伸填滿該背板與該第二框面之間的空隙，同時填滿該等溝槽，形成一第三膠合層與該等卡合條。最後，該第三膠合膜軟化溢出並填滿該框體內壁的該等溝槽、該支撐板、與該反光板之間的間隙，形成一第二膠合層與該等卡合條。

依上述結構，其中該太陽能光電板包括：一透光板、一第一膠合膜、一太陽能電池板、一第二膠合膜、一反光板、一第三膠合膜、一支撐板、一第四膠合膜、與一背板；其中，該太陽能光電板經真空加壓並軟化該等膠合膜後，令該第一膠合膜、與該第二膠合膜相連組成該第一膠合層；令該第三膠合膜黏合該反光板、與該支撐板，並延伸填充該太陽能光電板與該框體間的空隙，形成該第二膠合層；以及，令該第四膠合膜延伸至該第二框面形成該第三膠合層。

依上述結構，其中該反光板是具可撓性的高分子塑膠所構成的板狀、片狀、或薄膜。

依上述結構，其中該透光板是可透光的高分子塑膠所構成的板狀、片狀、或薄膜。

依上述結構，其中該第一膠合膜、該第二膠合膜是可透光的EVA膠。

依上述結構，其中該第三膠合膜、該第四膠合膜是透明或不透明的的熱融膠、熱固化膠或矽膠，且預先製成的板狀、片狀、或薄膜。

為使本發明的上述目的、功效及特徵可獲得更具體的瞭解，依各附圖說明如下：

請參閱圖1、圖2與圖4，可知本發明的結構主要包括：框體1、太陽能光電板2，與載板治具3，其中：

所述框體1具有第一框面11、與第二框面12構成的框形架構，內部形成容置空間10，框體1內壁面設有該等溝槽13；框體1鄰近第一框面11處延伸呈第一止擋部111。

應說明的是，在一個較佳實施例中，框體1具有第一框體14與第二框體15，其中：第一框體14兩端分別設有通道141，通道141內壁設有第一齒面（參圖2，圖中未標示），而第二框體15兩端分別設有連接柱151，連接柱151表面設有第二齒面152；第一框體14連接第二框體15，連接柱151套入通道141，使通道141的第一齒面與第二齒面152相對應齧合，令第一框體114、與第二框體115組合為框體1。其中，第一框體14與第二框體15之間可以是C-C型、L-L型或C-I型的組合。

所述太陽能光電板2套設入容置空間10內並抵靠設置在第一止擋部111上，太陽能光電板2具有第一膠合層21、第二膠合層22、與第三膠合層23。第一膠合層21沿著太陽能光電板2邊緣延伸複數卡合條211，該等卡合條211分別嵌入相對應的該等溝槽13，將太陽能光電板2固定在框體1內；第二膠合層22填充太陽能光電板2內的空隙，以及，第三膠合層23延伸並連接在第二框面12。

太陽能光電板2由透光板24、第一膠合膜212、太陽能電池板25、第二膠合膜213、反光板26、第三膠合膜221、支撐板27、第四膠合膜231、與背板28所構成。其中：

反光板26是具可撓性的高分子塑膠所構成的板狀、片狀、或薄膜；

透光板24是可透光的高分子塑膠所構成的板狀、片狀、或薄膜；

第一膠合膜212、與第二膠合膜213是可透光的EVA膠，以及，第三膠合膜221、與第四膠合膜231是熱融膠、熱固化膠或矽膠，且預先製成的板狀、片狀、或薄膜。

所述載板治具3表面設有凸面31；應說明的是，載板治具3是供框體1組合太陽能光電板2的組裝工具，完成組合後，本發明實際組合在場地時，並不需要載板治具3；即載板治具3僅是供生產製造使用。

再附參圖4至圖7所示，上述結構組合時，框體1的第一表面抵靠在載板治具3上，令凸面13套入框體1的第一止擋部111，使框體1與載板治具3之間形成密合，將框體1定位在載板治具3上。

接著，將太陽能光電板2的每一層結構依序放入容置空間10，依序是：透光板24、第一膠合膜212、太陽能電池板25、第二膠合膜213、反光板26、第三膠合膜221、支撐板27、第四膠合膜231、與背板28。最底層（應說明的是，本說明書中的”最底層”，是依照圖中的堆疊順序來敘述，即第一個放到容置空間10的結構，即透光板24）透光板24會抵靠在框體1的第一止擋部111，同時，透光板24、第一膠合膜212、第二膠合膜213、與反光板26的邊緣會鄰近框體1的該等溝槽13。

然後，在真空負壓環境下，加熱軟化該等膠合膜212、213、221、231；則第一膠合膜212與第二膠合膜213軟化溢出後相連，形成第一膠合層21，同時，第一膠合層21繼續延伸填滿框體1內壁的該等溝槽13，在第一膠合層21邊緣形成嵌入該等溝槽13的該等卡合條211。第二膠合膜221軟化溢出填滿框體1內壁、支撐板27與反光板26之間的間隙，形成第二膠合層22。以及，第四膠合膜231軟化溢出，而延伸填滿背板28與第二框面12之間，形成第三膠合層23。

待第一膠合層21（膠合膜212、213）、第三膠合膜221、第二膠合層22（第四膠合膜231）固化後，即可卸除載板治具3，完成本發明結構的組裝。

請參閱圖4至圖7，部分元件請輔助參考圖3流程圖說明，本發明光電面板封裝方法，步驟包括：

（100）提供載板治具；

（101）提供具有第一框面、與第二框面，內部具有容置空間的一框體；

（102）框體放置在載板治具上；

上述步驟進行時，框體1的第一框面11抵靠在載板治具3上，令前述載板治具3的凸面31對應套入第一止擋部111，使框體1與載板治具3之間與形成密合，將框體1定位在載板治具3上。

（103）提供透光板、第一膠合膜、太陽能電池板、第二膠合膜、反光板、第三膠合膜、支撐板、第四膠合膜、與背板，並依序放入容置空間；

上述步驟進行時，最先放入的透光板24會抵靠在框體1的第一止擋部111，同時，透光板24、第一膠合膜212、第二膠合膜213、與反光板26的邊緣係與鄰近框體1的該等溝槽13相應組設。

（104）提供真空負壓環境加熱軟化該等膠合膜；

上述步驟進行時，真空加熱設備的腔體內加熱軟化該等膠合膜包括：第一膠合膜212、第二膠合膜213、第三膠合膜221、第四膠合膜231；較佳的加熱溫度約介於攝氏120度～160之間；前述該等膠合膜212、213、221、231受熱軟化後，腔體內進行抽真空作業。利用腔體內抽真空，使腔體內是負壓，而腔體外是正壓，因此，隨著負壓自然產生貼合所有前述材料，同時進行加壓與固定的步驟。應說明的是，本實施例中的真空加熱設備，例如真空層壓機等設備，並非本案技術特徵，且為業界公開且行之有年的技術，在此僅概略說明本發明方法的步驟中，有關加熱、加壓與固定同時進行時的較佳實施樣態與運用，並非限定步驟（104）使用的設備種類。

（105）第一膠合膜與第二膠合膜軟化溢出後相連，且填滿框體內壁的該等溝槽；

（106）形成第一膠合層，並在第一膠合層邊緣形成該等卡合條；

（107）第三膠合膜軟化溢出填滿框體內壁的該等溝槽、支撐板與反光板之間的間隙，形成第二膠合層與該等卡合條；

（108）第四膠合膜軟化溢出並延伸填滿背板與第二框面之間，形成第三膠合層與該等卡合條。

上述步驟進行時，第一膠合膜212與第二膠合膜213軟化溢出後呈類似液態狀相連，形成第一膠合層21，同時，該第一膠合層21繼續延伸填滿框體1內壁的該等溝槽13，在第一膠合層21邊緣形成嵌入該等溝槽13的該等卡合條21。而第三膠合膜221軟化溢出後填滿框體1內壁、支撐板27與反光板26之間的間隙，形成第二膠合層22。以及，第四膠合膜231軟化溢出，並延伸填滿背板28與第二框面12之間，形成第三膠合層23，依據所述步驟及構造，形成本發明此一光電面板封裝結構及其方法者。

綜合以上所述，本發明的光電面板封裝結構及其方法，不僅不使用玻璃板材，且除了減輕重量與厚度之外，還能夠簡化組裝流程；同時，本發明於回收拆解時，能經加熱後加壓方式，迅速讓光電板本體與外框脫離，簡化拆解流程；實為一具新穎性及進步性的發明，爰依法提出申請發明專利；惟上述說明的內容，僅為本發明的較佳實施例說明，舉凡依本發明的技術手段與範疇所延伸的變化、修飾、改變或等效置換者，亦皆應落入本發明的專利申請範圍內。

1:框體

10:容置空間

11:第一框面

111:第一止擋部

12:第二框面

13:溝槽

14:第一框體

141:通道

15:第二框體

151:連接柱

152:第二齒面

2:太陽能光電板

21:第一膠合層

211:卡合條

212:第一膠合膜

213:第二膠合膜

22:第二膠合層

221:第三膠合膜

23:第三膠合層

231:第四膠合膜

24:透光板

25:太陽能電池板

26:反光板

27:支撐板

28:背板

3:載板治具

31:凸面

［圖1］是本發明較佳實施例的剖視圖。 ［圖2］是本發明較佳實施例的部分元件分解立體圖。 ［圖3］是本發明較佳實施例的流程圖。 ［圖4］是本發明較佳實施例的組合示意圖一。 ［圖5］是本發明較佳實施例的組合示意圖二。 ［圖6］是本發明較佳實施例的組合示意圖三。 ［圖7］是本發明較佳實施例的組合示意圖四。

1:框體

10:容置空間

11:第一框面

12:第二框面

13:溝槽

2:太陽能光電板

21:第一膠合層

211:卡合條

212:第一膠合膜

213:第二膠合膜

22:第二膠合層

221:第三膠合膜

23:第三膠合層

231:第四膠合膜

24:透光板

25:太陽能電池板

26:反光板

27:支撐板

28:背板

Claims (12)

1. 一種光電面板封裝結構，其至少包括：一框體，具有一第一框面、與一第二框面，內部具有一容置空間，該框體內壁面設有複數溝槽，且鄰近該第一框面處延伸一第一止擋部；一太陽能光電板，連接在該容置空間內並抵靠在該第一止擋部上，該太陽能光電板具有一第一膠合層、一第二膠合層、與一第三膠合層；該第一膠合層沿著太陽能光電板邊緣延伸複數卡合條，該等卡合條分別嵌入該等溝槽，將該太陽能光電板固定在該框體內，該第二膠合層填充該太陽能光電板與該框體間的空隙，以及，該第三膠合層延伸並連接在該第二框面。
2. 如請求項1所述之光電面板封裝結構，其中該太陽能光電板包括：一透光板、一第一膠合膜、一太陽能電池板、一第二膠合膜、一反光板、一第三膠合膜、一支撐板、一第四膠合膜、與一背板；其中，該太陽能光電板經真空加壓並軟化該等膠合膜；令該第一膠合膜、與該第二膠合膜相連組成該第一膠合層；令該第三膠合膜黏合該反光板、與該支撐板，並延伸填充該太陽能光電板與該框體間的空隙，形成該第二膠合層；以及，令該第四膠合膜延伸至該第二框面形成該第三膠合層。
3. 如請求項2所述之光電面板封裝結構，其中該反光板是具可撓性的高分子塑膠所構成的板狀、片狀、或薄膜。
4. 如請求項2所述之光電面板封裝結構，其中該透光板是可透光的高分子塑膠所構成的板狀、片狀、或薄膜。
5. 如請求項2所述之光電面板封裝結構，其中該第一膠合膜、該第二膠合膜是可透光的EVA膠。
6. 如請求項2所述之光電面板封裝結構，其中該第三膠合膜、該第四膠合膜是透明或不透明的熱融膠、熱固化膠或矽膠，且預先製成的板狀、片狀、或薄膜。
7. 一種光電面板封裝方法，步驟包括：提供一載板治具；提供具有一第一框面、與一第二框面，內部具有一容置空間的一框體；該框體放置在該載板治具上；提供一透光板、一第一膠合膜、一太陽能電池板、一第二膠合膜、一反光板、一第三膠合膜、一支撐板、一第四膠合膜、與一背板，並依序放入該容置空間；提供一真空負壓環境加熱軟化該等膠合膜；該第一膠合膜與第二膠合膜軟化溢出後相連，且填滿該框體內壁的複數溝槽；形成一第一膠合層，並在該第一膠合層邊緣形成複數卡合條；該第三膠合膜軟化溢出填滿該框體內壁的該等溝槽、該支撐板與該反光板之間的間隙，形成一第二膠合層與該等卡合條；該第四膠合膜軟化溢出並延伸填滿該背板與該第二框面之間，形成一第三膠合層與該等卡合條。
8. 如請求項7所述之光電面板封裝方法，其中該透光板、該第一膠合膜、該太陽能電池板、該第二膠合膜、該反光板、該第三膠合膜、該支撐板、該第四膠合膜、與該背板組成一太陽能光電板；其中，該太陽能光電板經加壓並軟化該等膠合膜後，令該第一膠合膜、與該第二膠合膜相連組成該第一膠合層；並令該第四膠合膜延伸至該第二框面形成該第二膠合層。
9. 如請求項7所述之光電面板封裝方法，其中該反光板是具可撓性的高分子塑膠所構成的板狀、片狀、或薄膜。
10. 如請求項7所述之光電面板封裝方法，其中該透光板是可透光的高分子塑膠所構成的板狀、片狀、或薄膜。
11. 如請求項7所述之光電面板封裝方法，其中該第一膠合膜、該第二膠合膜是可透光的EVA膠。
12. 如請求項7所述之光電面板封裝方法，其中該第三膠合膜、該第四膠合膜是透明或不透明的熱融膠、熱固化膠或矽膠，且預先製成的板狀、片狀、或薄膜。

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