TWM448799U - 太陽能電池及其模組 - Google Patents

Description

太陽能電池及其模組

本新型是有關於一種電池及其模組，特別是指一種太陽能電池及其模組。

一般太陽能電池通常包含一將光能轉換成電能的基板、至少一縱向延伸地配置於該基板之一受光面上的匯流電極(bus bar electrode)，以及數個配置於該受光面上且橫向連接該匯流電極的指狀電極(finger electrode)。其中，該匯流電極與該等指狀電極在製造上，可透過網版印刷方式將導電漿料塗佈於該受光面上，並經過烘烤處理而製成。

當太陽能電池製作完成後，便會將數個太陽能電池與其它構件封裝成為太陽能電池模組，並且太陽能電池之間必須藉由焊帶(ribbon)焊接在該匯流電極上，藉此使相鄰的太陽能電池之間形成電連接。

然而，在焊接作業中容易因為一些因素影響焊帶與匯流電極之間的焊接結合力。例如透過網版印刷成型的匯流電極的橫截面，通常會形成一個中央厚度較薄而兩側厚度較厚的中央下凹結構，前述中央下凹結構在與焊帶焊接時便會發生接觸不良的問題。焊接後的焊帶主要是先與匯流電極厚度較高的兩側接觸結合，再與匯流電極厚度較低的中央部位結合，如此容易導致匯流電極與焊帶焊接結合力不穩定。此外，在焊接過程中，通常在匯流電極的頭尾兩端上(即匯流電極之長度方向的相反兩端)，焊帶的焊接結 合力較差。以上種種的問題，造成封裝模組時焊帶焊接力不足，進而降低製造良率與使用可靠性。

因此，本新型之目的，即在提供一種焊接結合力佳而可提升焊接時的製造良率與使用可靠性的太陽能電池及其模組。

於是，本新型太陽能電池，包含：一基板、一第一匯流電極，以及數個指狀電極。

該基板具有一受光面。該第一匯流電極配置在該受光面上，並包括一沿一第一方向長向延伸的第一匯流部，以及兩個分別連接該第一匯流部的相反兩端的第一端部。每一個第一端部沿一垂直該第一方向的第二方向的長度大於該第一匯流部沿該第二方向的長度，每一個第一端部沿該第二方向的長度大於2.1mm。該等指狀電極配置於該受光面上並連接該第一匯流電極。

本新型還提供另一種太陽能電池，包含：一基板、一第一匯流電極，以及數個指狀電極。

該基板具有一受光面。該第一匯流電極沿一第一方向長向延伸地配置在該受光面上，並包括數個沿一垂直該第一方向的第二方向間隔地配置的第一連接體，每一個第一連接體沿該第二方向的長度小於0.5mm。該等指狀電極配置於該受光面上並連接該第一匯流電極。

本新型太陽能電池模組包含：上下間隔的一第一板材與一第二板材、數個如前述且陣列式排列於該第一板材與 該第二板材之間的太陽能電池，以及一位於該第一板材與該第二板材之間且包覆在該等太陽能電池的周圍的封裝材。其中，該等太陽能電池可以是前述第一種電池，也可為前述第二種電池。

本新型之有益功效在於：透過改良該第一匯流電極的結構，藉此增加該第一匯流電極與焊帶的接觸面積，因而有助於提升兩者之間的焊接結合力與支撐力，並在封裝模組時焊帶能穩固地結合而不易脫落，故可提升焊接作業時的製造良率與使用可靠性。

有關本新型之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之四個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本新型被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2、3、4，本新型太陽能電池模組1之第一較佳實施例，包含一位於下方的第一板材11、一間隔地位於該第一板材11上方的第二板材12、數個陣列式排列於該第一板材11與該第二板材12之間且彼此電連接的太陽能電池13，以及一位於該第一板材11與該第二板材12間且包覆在該等太陽能電池13的周圍的封裝材14。

在本實施例中，該第一板材11又稱為背板(back sheet)，該第二板材12位於光線入射的一側，其可由透光材料製成，例如玻璃等。而該封裝材14的材料為乙烯-醋酸乙烯 共聚物(EVA)，但不限於此。由於該太陽能電池模組1的結構非本新型改良的重點，不再說明。

每一個太陽能電池13包含一用於將光能轉換成電能的基板2，以及配置於該基板2上的一第一匯流電極3、兩個第二匯流電極4、數個指狀電極5、一第三匯流電極6與兩個第四匯流電極7。

本實施例的基板2包括相反的一受光面21與一背面22。該受光面21鄰近該第二板材12，並供該第一匯流電極3、該等第二匯流電極4與該等指狀電極5配置。該背面22鄰近該第一板材11，並供該第三匯流電極6與該等第四匯流電極7配置。

實際上，該基板2包括一基板本體、一形成於該基板本體的表面處並與該基板本體形成p-n接面的射極層，以及一抗反射層(例如SiNx)等膜層。但由於該基板2的具體結構，以及該基板2如何將光能轉換成電能皆非本新型的改良重點，所以不再說明，圖中也僅以單一層體簡單示意。

本實施例的第一匯流電極3包括一沿一第一方向91長向延伸的第一匯流部31，以及兩個分別連接該第一匯流部31的相反兩端且呈矩形的第一端部32。每一個第一端部32沿一垂直該第一方向91的第二方向92的長度d1大於該第一匯流部31沿該第二方向92的長度d2。具體而言，在該第二方向92上，每一個第一端部32的長度d1大於2.1mm，而該第一匯流部31的長度d2為0.5~2.0mm。此外，每一 個第一端部32沿該第一方向91的長度d3為0.1~20mm。

本實施例的第二匯流電極4沿該第一方向91長向延伸，並且分別沿該第二方向92間隔且對稱地位於該第一匯流電極3的左右兩側。在本實施例中，該等第二匯流電極4呈矩形長條狀，每一個第二匯流電極4沿該第二方向92的長度d4為0.5~2.0mm。當然，在實施上該等第二匯流電極4也可與該第一匯流電極3具有相同的結構，故不以本實施例所揭露的形式為限。

本實施例的指狀電極5沿該第二方向92長向延伸並沿該第一方向91而彼此間隔排列，且該等指狀電極5與該第一匯流電極3及該等第二匯流電極4連接。在本實施例中，每一個指狀電極5沿該第一方向91的長度d5為0.01~0.2mm。

本實施例的第三匯流電極6配置在該背面22上，且其外形輪廓與該第一匯流電極3的外形輪廓近似，因此該第三匯流電極6包括一沿該第一方向91長向延伸的第三匯流部61，以及兩個分別連接該等第三匯流部61的相反兩端的第三端部62。其中，每一個第三端部62沿該第二方向92的長度大於該第三匯流部61沿該第二方向92的長度。而該等第四匯流電極7沿該第一方向91長向延伸，並且分別沿該第二方向92間隔且對稱地位於該第三匯流電極6的左右兩側。該等第四匯流電極7的結構相同於該等第二匯流電極4的結構。然而在實施上，不限於本實施例之舉例。

本實施例藉由增加該第一匯流電極3的該等第一端部 32的長度d1，同時也在該第三匯流電極6設置長度加長的該等第三端部62。前述創新的結構設計，能夠增加焊接作業時焊帶與該第一匯流電極3及該第三匯流電極6的頭尾兩端的接觸面積，因而有助於提升焊帶與該第一匯流電極3或者與該第三匯流電極6之間的焊接結合力與支撐力，因此在封裝模組時焊帶能穩固地結合而不易脫落，故可提升焊接作業時的製造良率與使用可靠性。

需要說明的是，本新型也可以僅改良該受光面21上的第一匯流電極3結構，如此即可達到提升焊接穩固性的目的，至於該背面22上的第三匯流電極6，其頭尾兩端不一定要作加長設計，該第三匯流電極6也可以與該等第四匯流電極7的結構相同。

參閱圖5、6，本新型太陽能電池模組之第二較佳實施例大致與該第一較佳實施例相同，兩者的差別在於：該第一匯流電極3的第一匯流部31具有數個沿該第二方向92間隔地配置的第一連接體311，以及數個分別位於該等第一連接體311之間的第一間隔空間312。

在本實施例中，該等第一連接體311的數量為偶數，而該等第一間隔空間312的數量為奇數，並且該基板2之一沿該第一方向91延伸的對稱中心軸93通過位於中央的該第一間隔空間312。而該等第一連接體311、該等指狀電極5與該等第二匯流電極4分別鏡像對稱地配置於該對稱中心軸93的左右兩側。

當然，該第一匯流部31也可以具有奇數個沿該第二方 向92間隔地配置的第一連接體311，同樣能達成本新型改良之目的，故在實施上該等第一連接體311的數量不以偶數個為必要。

該第一匯流電極3的每一個第一端部32具有兩個位於相反側且平行間隔地沿該第一方向91延伸的第一側緣321。在該第二方向92上，每一個第一連接體311的長度d6小於0.5mm，而相鄰的第一連接體311的距離d7大於0.01mm，每一個第一側緣321與最鄰近的第一連接體311之間的距離d8大於0.01mm。

需要說明的是，由於最外側的兩個第一連接體311之間的距離，可依據後續進行焊接作業時所使用的焊帶的寬度進行調整。若焊帶的寬度較寬，則最外側的兩個第一連接體311之間的距離可較大，反之亦然，故不需在此特別限制。另外，位於最外側的第一連接體311分別可與該等第一側緣321齊平，即每一個第一側緣321與最鄰近的第一連接體311之間不一定要有前述距離d8。

除此之外，在本實施例中，該等指狀電極5連接位於最外側的第一連接體311。然而在實施上，該等指狀電極5也可以同時連接位於外側與位於內側的第一連接體311，所以該等指狀電極5與該等第一連接體311連接的方式，不限於本實施例所揭露的形式。

因此，相較於該第一較佳實施例，本實施例將該第一匯流部31分割成間隔配置的該等第一連接體311與該等第一間隔空間312，透過前述將該第一匯流部31鏤空的結構 設計，進而可節省電極之網印漿料的耗費以降低生產成本。

而且一般而言，由於網印製程與漿料流動特性所致，網印形成的匯流電極在該第二方向92上會有中央厚度相對於左右兩側的厚度較薄的問題，導致焊接接觸面積不足。但本實施例藉由該等第一連接體311分隔配置，使每一第一連接體311本身的中央厚度與兩側厚度的差異變小，因此每一第一連接體311的厚度較均勻，而且所有的第一連接體311彼此之間的厚度也較為一致，藉此使該第一匯流部31整體的厚度均勻，進而增加在後續焊接時焊帶與該第一匯流電極3的焊接面積以提供更強的焊接支撐力，故可克服一般匯流電極在網板印刷成型後所產生的中央下凹結構導致焊帶架空而接觸不良、容易剝落的問題。

參閱圖7，本新型太陽能電池模組之第三較佳實施例大致與該第二較佳實施例相同，兩者的差別在於：該等第二匯流電極4分別都與該第一匯流電極3具有相同的結構。即每一個第二匯流電極4包括一沿該第一方向91長向延伸的第二匯流部41，以及兩個分別連接該第二匯流部41的相反兩端的第二端部42(圖中僅示其一)。每一個第二端部42沿該第二方向92的長度大於該第二匯流部41沿該第二方向92的長度，而每一個第二匯流部41具有數個沿該第二方向92間隔地配置的第二連接體411。

因此，相較於該第一、二較佳實施例，本實施例的第一匯流電極3與第二匯流電極4的結構相同，故該等第二 匯流電極4同時也具有焊接結合力較佳與漿料消耗量較少的優點，進而提升每一個太陽能電池13的匯流電極與焊帶的焊接結合力。

參閱圖8、9，本新型太陽能電池模組之第四較佳實施例大致與該第二較佳實施例相同，兩者的差別在於：該第一匯流電極3沿著該第一方向91長向延伸地配置於該受光面21上，並包括數個沿該第二方向92間隔地配置的第一連接體311。在本實施例中，每一個第一連接體311沿該第二方向92的長度d9小於0.5mm，而相鄰的第一連接體311沿該第二方向92的距離d10大於0.05mm。而該第三匯流電極6沿著該第一方向91長向延伸地配置於該背面22上，並包括數個沿該第二方向92間隔地配置的第三連接體611。

因此，本實施例透過將該第一匯流電極3分割成間隔配置的該等第一連接體311，同時將該第三匯流電極6分割成間隔配置的該等第三連接體611，前述創新的結構設計，能提升該第一匯流電極3本身與該第三匯流電極6本身的厚度均勻性，增加在後續焊接時焊帶與該第一匯流電極3及該第三匯流電極6的焊接結合力，並提升焊接作業時的製造良率與使用可靠性。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧太陽能電池模組

11‧‧‧第一板材

12‧‧‧第二板材

13‧‧‧太陽能電池

14‧‧‧封裝材

2‧‧‧基板

21‧‧‧受光面

22‧‧‧背面

3‧‧‧第一匯流電極

31‧‧‧第一匯流部

311‧‧‧第一連接體

312‧‧‧第一間隔空間

32‧‧‧第一端部

321‧‧‧第一側緣

4‧‧‧第二匯流電極

41‧‧‧第二匯流部

411‧‧‧第二連接體

42‧‧‧第二端部

5‧‧‧指狀電極

6‧‧‧第三匯流電極

61‧‧‧第三匯流部

611‧‧‧第三連接體

62‧‧‧第三端部

7‧‧‧第四匯流電極

91‧‧‧第一方向

92‧‧‧第二方向

93‧‧‧對稱中心軸

d1~d6‧‧‧長度

d7、d8‧‧‧距離

d9‧‧‧長度

d10‧‧‧距離

圖1是本新型太陽能電池模組之一第一較佳實施例之一局部剖視示意圖；圖2是一俯視示意圖，主要顯示該第一較佳實施例之一太陽能電池之一受光面；圖3是圖2的局部放大圖；圖4是一仰視示意圖，主要顯示該第一較佳實施例之太陽能電池之一背面；圖5是一俯視示意圖，顯示本新型太陽能電池模組之一第二較佳實施例之一太陽能電池；圖6是圖5的局部放大圖；圖7是一局部俯視放大圖，顯示本新型太陽能電池模組之一第三較佳實施例之一太陽能電池；圖8是一局部俯視放大圖，顯示本新型太陽能電池模組之一第四較佳實施例之一太陽能電池之一受光面；及圖9是一局部仰視放大圖，顯示該第四較佳實施例之太陽能電池之一背面。

13‧‧‧太陽能電池

2‧‧‧基板

21‧‧‧受光面

3‧‧‧第一匯流電極

31‧‧‧第一匯流部

32‧‧‧第一端部

4‧‧‧第二匯流電極

5‧‧‧指狀電極

91‧‧‧第一方向

92‧‧‧第二方向

Claims (17)

1. 一種太陽能電池，包含：一基板，具有一受光面；一第一匯流電極，配置在該受光面上，並包括一沿一第一方向長向延伸的第一匯流部，以及兩個分別連接該第一匯流部的相反兩端的第一端部，每一個第一端部沿一垂直該第一方向的第二方向的長度大於該第一匯流部沿該第二方向的長度，每一個第一端部沿該第二方向的長度大於2.1mm；及數個指狀電極，配置於該受光面上並連接該第一匯流電極。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，該第一匯流部沿該第二方向的長度為0.5~2.0mm。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，該第一匯流部具有數個沿該第二方向間隔地配置的第一連接體。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之太陽能電池，其中，每一個第一連接體沿該第二方向的長度小於0.5mm，相鄰的第一連接體之間沿該第二方向的距離大於0.01mm。
5. 依據申請專利範圍第3項所述之太陽能電池，其中，每一個第一端部具有兩個位於左右兩側且平行間隔地沿該第一方向延伸的第一側緣，每一個第一側緣與最鄰近的第一連接體之間沿該第二方向的距離大於0.01mm。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，該 第一匯流部具有偶數個沿該第二方向間隔地配置的第一連接體，以及奇數個分別位於該等第一連接體之間的第一間隔空間，該基板之一沿該第一方向延伸的對稱中心軸通過位於中央的第一間隔空間，而該等第一連接體與該等指狀電極分別鏡像對稱地配置於前述對稱中心軸的左右兩側。
7. 依據申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之太陽能電池，還包含兩個配置在該基板之受光面上且分別沿該第二方向間隔地位於該第一匯流電極的相反兩側的第二匯流電極，而該等第二匯流電極連接該等指狀電極。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之太陽能電池，其中，每一個第二匯流電極沿該第二方向的長度為0.5~2.0mm。
9. 依據申請專利範圍第7項所述之太陽能電池，其中，每一個第二匯流電極包括一沿該第一方向長向延伸的第二匯流部，以及兩個分別連接該第二匯流部的相反兩端的第二端部，每一個第二端部沿該第二方向的長度大於該第二匯流部沿該第二方向的長度。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之太陽能電池，其中，每一個第二匯流部具有數個沿該第二方向間隔地配置的第二連接體。
11. 依據申請專利範圍第1項所述之太陽能電池，其中，該基板還具有一個與該受光面相反的背面，而該太陽能電池還包含一配置在該背面上的第三匯流電極，該第三匯流電極包括一沿該第一方向長向延伸的第三匯流部，以 及兩個分別連接該第三匯流部的相反兩端的第三端部，每一個第三端部沿該第二方向的長度大於該第三匯流部沿該第二方向的長度。
12. 一種太陽能電池模組，包含：上下間隔的一第一板材與一第二板材；數個如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之太陽能電池，陣列式排列於該第一板材與該第二板材之間；及一封裝材，位於該第一板材與該第二板材之間，並包覆在該等太陽能電池的周圍。
13. 一種太陽能電池，包含：一基板，具有一受光面；一第一匯流電極，沿一第一方向長向延伸地配置在該受光面上，並包括數個沿一垂直該第一方向的第二方向間隔地配置的第一連接體，每一個第一連接體沿該第二方向的長度小於0.5mm；及數個指狀電極，配置於該受光面上並連接該第一匯流電極。
14. 依據申請專利範圍第13項所述之太陽能電池，其中，相鄰的第一連接體之間沿該第二方向的距離大於0.05mm。
15. 依據申請專利範圍第13項或第14項所述之太陽能電池，還包含兩個配置在該基板之受光面上且分別沿該第二方向間隔地位於該第一匯流電極的左右兩側的第二匯流電極，而該等第二匯流電極連接該等指狀電極。
16. 依據申請專利範圍第13項所述之太陽能電池，其中，該基板還具有一個與該受光面相反的背面，而該太陽能電池還包含一沿該第一方向長向延伸地配置在該背面上的第三匯流電極，該第三匯流電極包括數個沿該第二方向間隔地配置的第三連接體。
17. 一種太陽能電池模組，包含：上下間隔的一第一板材與一第二板材；數個如申請專利範圍第13項或第14項所述之太陽能電池，陣列式排列於該第一板材與該第二板材之間；及一封裝材，位於該第一板材與該第二板材之間，並包覆在該等太陽能電池的周圍。