CN212010996U - 光伏电池封装结构 - Google Patents

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张裕洋
刘修铭
陈耀宗
黄松建
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Abstract

一种光伏电池封装结构,包括:一光伏电池、一电极导线、一复合封装涂层、一上透明盖板及一下透明盖板。该光伏电池依序具有一基板、一下导电层、一光伏层及一与该下导电层电性连接的上导电层。该电极导线设于基板一侧面上,并与下导电层电性连接。该复合封装涂层以封装该光伏层上。该上透明盖板位于该复合封装涂层的一侧面上。该下透明盖板位于该基板的另一侧面上。其中,该上透明盖板及该下透明盖板封装该光伏电池及该复合封装涂层之后,使该电极导线引出该上透明盖板与该下透明盖板的结构外。

Description

光伏电池封装结构
技术领域
本实用新型涉及一种光伏电池封装结构,且特别涉及一种以二次封装的光伏电池结构。
背景技术
随着能源在节能环保需求上的提高及对太阳能利用技术的不断发展,因此太阳能电池可与民生用品结合,小至3C产品及随身产品的充电需求,大至建物集电之用,即一般的民生、休闲用品等都随时可以看到太阳能电池的搭配,以充分利用太阳能达到绿能节电的目的。
近来,一种新颖的薄膜太阳能电池(如有机太阳能电池、CIGS、或PSC太阳能电池),可通过蒸镀、涂布等技术提供一种轻薄制备太阳能电池的技术手段,其优点在于能够使得该太阳能电池具有较佳的平整性与均匀性,R2R工艺提供了大面积制备薄膜太阳能电池,因此,可以在较低成本之下生产具有可塑性、重量轻、耐冲击的新形态的太阳能电池,而且有别于现有的单晶硅或多晶硅太阳能电池结构,薄膜太阳能电池结构更为轻薄。
相关光伏电池基于寿命的需求,在封装作业多会以阻气膜(Barrier film)通常该膜层厚度进行贴合封装,以增益产品寿命,不过因为使用阻气膜需要占用结构周边无效边的使用,相对会缩小有效区域的利用。此外相关光伏电池也可应用于建物(BIPV)或居家门窗上的发电机构的节能应用,因此在结构强度上也有特别环境要求。
实用新型内容
因此,本实用新型的主要目的,在于提供一种新颖的光伏电池封装结构,于光伏电池结构上结合阻气膜,并且进一步该封装结构上在上下贴附透明盖板,以使光伏电池在结构上可以提高寿命,结构上更具有强化效果,利于应用于多样化的市场需求,尤其如3C电源需求及一体型太阳能电池模板(Building-integrated photovoltaic,BIPV)建材上的结合。
为达上述目的,本实用新型提供一种光伏电池封装结构,其包括:
一光伏电池,其上具有一基板,该基板一侧面具有一下导电层,该下导电层一侧面设有一光伏层,该光伏层的一侧面上具有一与该下导电层电性连接的上导电层﹔
一电极导线,设于该基板一侧面上,并与该下导电层电性连接﹔
一复合封装涂层,以封装于该光伏层上﹔
一上透明盖板,位于该复合封装涂层的一侧面上﹔
一下透明盖板,位于该基板的另一侧面上﹔
其中,该上透明盖板及该下透明盖板封装该光伏电池及该复合封装涂层之后,使该电极导线引出该上透明盖板与该下透明盖板的结构外。
上述的光伏电池封装结构,其中该复合封装涂层为氧化物膜层及填充层重复堆叠组成。
上述的光伏电池封装结构,其中该氧化物膜层为三氧化二铝或二氧化硅。
上述的光伏电池封装结构,其中该填充层为亚克力胶、环氧树脂或紫外光线胶等绝缘型树脂为主成分。
上述的光伏电池封装结构,其中该复合封装涂层膜层的厚度低于100um。
上述的光伏电池封装结构,其中该复合封装涂层厚度为10nm-1um。
上述的光伏电池封装结构,其中该光伏层由多个光伏元件组成。
上述的光伏电池封装结构,其中该些光伏元件各依序具一电子传递层、一主动层、一电洞传递层组成。
上述的光伏电池封装结构,其中该些光伏元件为有机太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、鍗化镉薄膜太阳能电池、硅薄膜太阳能电池、钙钛矿薄膜太阳能电池或染料敏化太阳能电池。
上述的光伏电池封装结构,其中该光伏层厚度为20μm-500μm。
上述的光伏电池封装结构,其中该光伏层厚度为100μm-150μm。
上述的光伏电池封装结构,其中该电极导线为软排线配置于该基板的一侧面上,并与该下导电层电性连接。
上述的光伏电池封装结构,其中该电极导线以铜箔、铜线或银胶配置于该基板的一侧面上,并与该下导电层电性连接。
上述的光伏电池封装结构,其中该上、下透明盖板为玻璃或塑料。
上述的光伏电池封装结构,其中该上、下透明盖板上各具有一上、下夹胶。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述,但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
图1,为本实用新型的光伏电池预成型结构示意图;
图2,为图1在光伏电池上封装有一复合封装涂层的侧剖视示意图;
图3,为图2在光伏电池及复合封装涂层外部封装透明盖板的侧剖视示意图。
其中,附图标记
光伏电池10
基板1
下导电层2
光伏层3
光伏元件31
间隙32
上导电层4
下电极导线5
复合封装涂层20
上透明盖板30
上夹胶301
下透明盖板40
下夹胶401
具体实施方式
兹有关本实用新型的技术内容及详细说明,现配合附图说明如下:
请参阅图1,本实用新型的光伏电池预成型结构示意图。如图所示:本实用新型的光伏电池10,包含有﹕一基板1、一下导电层2、一光伏层3、一上导电层4及一电极导线5。
该基板1,为透光塑料或透光玻璃基板。该透光塑料为聚亚酰胺(Polyimide,PI)、聚亚酰胺与无机混合物(hybrid PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate,PET)、聚醚砜(Polyethers Ulfone,PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalatc,PEN)、环烯烃聚合物(Cyclo olefin polymer,COP)、玻璃纤维增强型塑胶基板(Fiberglass Reinforced Plastic Substrate)。
该下导电层2,设于该基板1的一侧面上,该下导电层2可以经含无机导体材料蚀刻技术形成具有透明多个电极线路(图中未示)。在本图中,该无机导体材料为氧化铟锡、银胶。
该光伏层3,经制作于设于该下导电层2的一侧面上,该光伏层3由多个光伏元件31组成,于该些光伏元件31之间具有一间隙32。该些光伏元件31各依序具一电子传递层、一主动层、一电洞(空穴)传递层结构组成。在本图式中,该光伏元件31为有机太阳能电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池、鍗化镉(CdTe)薄膜太阳能电池、硅(α-Si)薄膜太阳能电池、钙钛矿(perovskite)薄膜太阳能电池或染料敏化太阳能电池(DSSC)。在本图中,该光伏层3厚度为20μm-500μm。该光伏层3厚度为100μm-150μm。
该上导电层4,设于该些光伏元件31的一侧面上并与该下导电层2电性连接,该上导电层4可以经含无机导体材料蚀刻技术形成具有透明多个电极线路(图中未示)。在本图式中,该无机导体材料为氧化铟锡、银胶。
该电极导线5,为软性排线(FPC)或以铜箔、铜线或银胶经印刷配置于该基板1的一侧面上,并与该下导电层2电性连接。
请参阅图2,为图1在光伏电池封装有一复合封装涂层的侧剖视示意图。本实用新型的光伏电池10制作完成后,将光伏电池10与电极导线(FPC)5先经过黏接(bonding)后,接着进行封装的复合封装涂层20制作,首先第一次将光伏电池10以原子层沉积技术(atomiclayer deposition,ALD)进行氧化物膜层涂布,于光伏电池10表面形成三氧化二铝膜层(膜层厚度小于1um),之后再以喷涂或涂布方式涂覆于该氧化物膜层表面涂布UV或热固化成膜的进行第二次的填充层涂覆,涂覆后再以紫外光线(UV)光固化(膜层厚度小于20um),或是将光伏电池10第一次先以喷涂或涂布方式涂覆于该光伏元件表面以UV或热固化成膜的填充物,涂覆后再以原子层沉积技术(atomic layer deposition,ALD)进行第二次氧化物膜层涂布,于填充层表面形成三氧化二铝膜层,如此,重复进行该氧化物膜层与填充层重复涂覆构成复合封装涂层20,膜层依序可以氧化物-填充-氧化物-填充或者反之,复合封装涂层20膜层厚度以低于100um为佳。前述的填充层除了紫外光线胶外,还可以是亚克力胶或环氧树脂等绝缘型树脂为主成分。
请参阅图3,为图2在光伏电池及复合封装涂层外部封装透明盖板的侧剖视示意图。如图所示﹕经过一次封装后的元件,再进行上、下透明盖板30、40贴合的第二次封装,于各该上、下透明盖板30、40的一侧具有一层上、下夹胶301、401,然后该上、下透明盖板30、40以上、下夹胶301、401将前述封装后的光伏电池10以热压封装方式进行贴合,并保持电极导线露出,完成本实用新型二次封装元件结构。在本图中,该上、下透明盖板30、40为玻璃或塑料﹔该上、下夹胶301、401为聚胺酯(PU)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或离子性中间膜(Sentry Glas Plus;SGP)的胶或膜。
综上,本实用新型的光伏电池10经过二次封装可以增加阻水气性,而且以复合封装涂层20设计使得结构厚度仅增加1um,及可以有很好的阻水阻气效果,此外提供电极导线5引出的设计,不会影响该结构封装的气密性,在结构上可以增加有效光电反应区域(面积)的利用,改善过去封装结构需要浪费无效边的使用,在应用上结构强度强化了,更可与建物,提供一个可以无线供电,即可以防水、保温性能和隔声性能的应用;进一步也提升安全可靠性及耐用、耐候性。
当然,本实用新型还可有其它多种实施例,在不背离本实用新型精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种光伏电池封装结构,其特征在于,包括:
一光伏电池,其上具有一基板,该基板一侧面具有一下导电层,该下导电层一侧面设有一光伏层,该光伏层的一侧面上具有一与该下导电层电性连接的上导电层﹔
一电极导线,设于该基板一侧面上,并与该下导电层电性连接﹔
一复合封装涂层,以封装于该光伏层上﹔
一上透明盖板,位于该复合封装涂层的一侧面上﹔
一下透明盖板,位于该基板的另一侧面上﹔
其中,该上透明盖板及该下透明盖板封装该光伏电池及该复合封装涂层之后,使该电极导线引出该上透明盖板与该下透明盖板的结构外。
2.根据权利要求1所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该复合封装涂层为氧化物膜层及填充层重复堆叠组成。
3.根据权利要求2所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该氧化物膜层为三氧化二铝或二氧化硅。
4.根据权利要求2所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该填充层为亚克力胶、环氧树脂或紫外光线胶等绝缘型树脂为主成分。
5.根据权利要求2所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该复合封装涂层膜层的厚度低于100um。
6.根据权利要求5所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该复合封装涂层厚度为10nm-1um。
7.根据权利要求1所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该光伏层由多个光伏元件组成。
8.根据权利要求7所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该些光伏元件各依序具一电子传递层、一主动层、一电洞传递层组成。
9.根据权利要求7所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该些光伏元件为有机太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池、鍗化镉薄膜太阳能电池、硅薄膜太阳能电池、钙钛矿薄膜太阳能电池或染料敏化太阳能电池。
10.根据权利要求1所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该光伏层厚度为20μm-500μm。
11.根据权利要求10所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该光伏层厚度为100μm-150μm。
12.根据权利要求1所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该电极导线为软排线配置于该基板的一侧面上,并与该下导电层电性连接。
13.根据权利要求1所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该电极导线以铜箔、铜线或银胶配置于该基板的一侧面上,并与该下导电层电性连接。
14.根据权利要求1所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该上、下透明盖板为玻璃或塑料。
15.根据权利要求1所述的光伏电池封装结构,其特征在于,该上、下透明盖板上各具有一上、下夹胶。
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