TWI628807B - 背接式太陽能面板以及製造該太陽能面板的方法 - Google Patents
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Abstract
太陽能面板包含至少一個背接太陽能電池、第一封裝層及背板接觸層之堆疊。太陽能電池有背側電接點。背接觸板層具有圖案化的導體線路。導體線路在對應於至少一個太陽能電池電接點位置有接觸區域，封裝層在對應於至少一個太陽能電池電接點的位置有開口圖案。太陽能電池配置在背板接觸層上的第一封裝層上，且至少一個太陽能電池背表面面對圖案化的導體線路表面。每個至少一個太陽能電池電接點穿過第一封裝層上對應之開口，藉互連體而連接各自對應的導體線路接觸區域，且互連體在垂直於太陽能電池與第一封裝層界面方向，處於壓縮應力下。
Description
本發明是有關於一種太陽能面板以及製造該太陽能面板的方法。
背接式太陽能面板或光伏模組在此領域中被廣泛所知。在太陽能面板中配置有背接式太陽能電池陣列。背接式電池通常利用附於電池背面邊緣之短接合線(tab)來互連或是利用導電背板箔片(foil)來互連。
前者使用短接合線之方法，涉及焊接接合線至電池接觸點上。此方法在電池之一邊造成局部殘留壓力，在電池中可見曲折(bowing)及在一些情況下可見破裂。在層壓中，電池被扁平化所以增加損害及功率耗損之機會。在模組操作時，破裂也將增大，進一步減少功率輸出。
後者使用導電背板箔片之方法，對於此類型之電池涉及以圖案化的導電背板箔片為主之模組科技。箔片上之圖案相配於
電池上的接點，在模組中產生串聯連接的電池。電池與箔片之互連可用焊接或其他類型的導電糊劑(paste)來達成。焊接模組通常是利用之層疊內焊接(in-laminate soldering)製造，層疊內焊接包含使用雷射局部加熱焊點凸塊(solder bumps)。此類型模組通常在濕熱(damp-heat)中有良好表現，但在溫度循環中有較差的表現，表示焊料、電池與箔片間之黏著力量不足。
2004年6月7-11日巴黎舉辦之19屆歐洲光伏太陽能會議，德容等人在2145-2148頁中所著「利用背接式多晶矽電池及導電黏著劑製造的單一步驟層壓之全尺寸PV模組」(“Single-step laminated full-size PV modules made with back-contacted MC-Si cells and conductive adhesives”by P.C.de Jong et al.,19th European Photovoltaic Solar Energy Conference,Paris 7-11 June 2004,pp.2145-2148)，此著作揭露一種具有背接式PV電池之太陽能面板模組製造方法，其利用導電黏著劑及利用修飾至互連箔片之背板箔片。此方法安排使得黏著劑之機械強度大至足以處理在溫度循環中互連接合上可見之機械剪應力，以及抵擋由於剪應力造成之黏著劑撕裂。可觀察到的是“不良”連接的形成是由於封裝層硬化太快。
2008年9月1-5日西班牙瓦倫西亞舉辦之23屆歐洲光伏太陽能會議，史貝特等人在2917-2921頁中所著「第一次實驗於使用背接式太陽電池之模組組裝線」(“First experiments on module assembly line using back-contact solar cells”by M.Späth
et al.,23rd European Photovoltaic Solar Energy Conference,1-5 September 2008,Valencia,Spain,pp.2917-2921)，此著作揭露一種具有「超薄(130μm)」PV電池之太陽能面板模組製造方法，其利用互連黏著劑取代焊接接點，以克服在太陽能電池與互連體交界及/或在背板與互連體交界之大剪應力。
本發明之目的是提供一種太陽能面板，其克服先前技術中之缺點。此外，本發明之目的是提供一種太陽能面板之製造方法。
為了達成上述目的，提供了具備堆疊之太陽能面板，此堆疊包含至少一個太陽能電池、第一封裝層及背板接觸層；至少一個太陽能電池配置為背接式太陽能電池，具有前表面吸收輻射及後表面提供電接點；背接觸板層具有圖案化的導體線路的表面，導體線路配置有接觸區域，接觸區域之位置對應於至少一個太陽能電池上之電接點的位置；第一封裝層在對應於至少一個太陽能電池之電接點的位置上具有開口圖案；至少一個太陽能電池配置在第一封裝層頂部；第一封裝層配置在背板接觸層頂部，且至少一個太陽能電池之背表面面對於圖案化的導體線路表面，使得第一封裝層界於至少一個太陽能電池與背板接觸層之間；電接點、第一封裝層的開口及接觸區域之位置彼此對齊；至少一個太陽能電池之每個電接點透過第一封裝層中的對應的開口，藉互連體連接各自對應的導體線路的接觸區域，互連體配置在第一封裝
層之開口中；其中，處於固化狀態之互連體以垂直於太陽能電池與第一封裝層界面之方向被壓縮在接觸區域和對應的電接點間，互連體處於壓縮應力之預加壓狀態。
有利地，(熱)收縮差異提供互連體在低溫(約室溫或更低溫，如夜晚或陰天)被壓縮在導體線路之接觸區域與太陽能電池之電接點間。此導致預加壓狀態之互連體在溫度循環之加熱步驟(例如白天暴露於太陽下)之膨脹被抵銷。以此方式，加強了背板接觸層與太陽能電池間之互連。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中在層壓中上升之層壓溫度到約室溫之溫度區間中，互連體的材料之熱收縮小於第一封裝層的材料之熱收縮，如果互連體表現出較第一封裝層的材料小之熱收縮，第一封裝層將壓縮第一封裝層開口中之互連體。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中在層壓製程中，互連體的材料之總收縮小於第一封裝層的材料之總收縮。如果互連體表現出較第一封裝層的材料小之總收縮，第一封裝層將壓縮第一封裝層開口中之互連體。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中在上述溫度區間中，互連體的材料之有效熱膨脹係數小於第一封裝層的材料之有效熱膨脹係數。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中在該溫度區間中，互連體的材料之熱收縮小於背板接觸
層的材料之熱收縮。因此，背板接觸層可在互連體上提供額外的壓縮。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中熱收縮基本上決定於垂直第一封裝層與太陽能電池之界面。如果壓縮應力主要指向垂直於界面，將提高導體線路接觸區域與對應的太陽能電池之互連。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中互連體的材料為導電黏著劑。有利地，此互連體的材料可容易地塗於接觸導體區域之區域。並且，可將此類型材料調整至適當的固化性質及機械屬性以得到在層壓製程後表現出壓縮應力之互連體。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中導電黏著劑是組成物並包含導電成分，組成物包含以聚合物為主之基質材料，聚合物選自由環氧樹脂、丙烯酸酯及聚矽氧烷所組成的組群。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中導電黏著劑包含作為導電成分的金屬粒子，其形成導電通道。導電黏著劑可與金屬粒子混合，其形成通過互連體的導電通道。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中導電黏著劑包含作為導電成分的低溫焊料，其構成導電通道。導電黏著劑可與低溫焊料混合，其流動並形成通過互連體
的導電通道。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中太陽能面板進一步包含第二封裝層及玻璃板；第二封裝層配置在至少一個太陽能電池前表面頂部，且玻璃層配置在第二封裝層頂部，因此第二封裝層在至少一個太陽能電池與玻璃層之間。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中第一封裝層及/或第二封裝層包含聚合物，聚合物選自由乙烯、醋酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、(聚)矽氧烷、熱塑性胺甲酸酯及聚乙烯縮丁醛所組成的組群。在層壓製程中，該聚合物表現出良好流動及收縮性質。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中，至少一個太陽能電池為矽基背接式太陽能電池。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之太陽能面板，其中，背板接觸層之凸起可在其對應於太陽能面板中的互連體之位置觀察到。
此外，本發明提供一種製造如上所述之太陽能面板之方法，此方法包含下列步驟：提供一個或多個背接式太陽能電池，其利用前表面接收輻射，後表面提供電接點，作為至少一個太陽能電池；提供背板接觸層，其表面上有圖案化的導體線路，圖案化的導體線路上配置有接觸區域，接觸區域之位置對應於至少一個太
陽能電池之電接點的位置；在每個接觸區域上提供互連體；提供第一封裝層，其在對應於至少一個太陽能電池之電接點的位置上具有開口圖案；配置圖案化的第一封裝層在背板接觸層頂部，以每個互連體位在第一封裝層的對應之開口中之方式，將開口圖案對齊電接點的位置；配置至少一個太陽能電池在圖案化的第一封裝層頂部，至少一個太陽能電池背表面面對圖案化的導體線路表面，且透過第一封裝層將至少一個太陽能電池之每個電接點面對對應之互連體；藉由在第一封裝層的各自對應的開口中之對應的互連體，連接至少一個太陽能電池之每個電接點與各自對應之導體線路接觸區域；在層壓步驟中在互連體產生垂直於至少一個太陽能電池與第一封裝層界面方向的壓縮應力，其中在堆疊的層壓製程後，互連體在垂直於太陽能電池及第一封裝層界面方向，處於壓縮應力之預加壓狀態下。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之方法，其中在層壓製程中，互連體的材料之總收縮小於第一封裝層的材料之總收縮。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之方法，其中在層壓中上升之層壓溫度到約室溫之溫度區間中，上互連體的材
料之熱收縮小於第一封裝層的材料之熱收縮。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之方法，其中在配置圖案化的第一封裝層於背板接觸層頂部之步驟前，每個互連體形成為點，點藉由模板打印在對應的導體線路之接觸區域上。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之方法，其中點之形成包含使形成的點高度實質上大於圖案化的第一封裝層之厚度。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之方法，其中在導體線路之接觸區域上形成互連體點後，將至少一個太陽能電池配置在圖案化的第一封裝層上。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之方法，其中互連體的材料為導電黏著劑，以及連接每個至少一個太陽能電池之電接點與各自對應的導體線路之接觸區域的步驟，包含互連體點之熱固化(curing heat)處理以形成互連體。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之方法，更包含：提供第二封裝層，其在至少一個太陽能電池前表面上；提供玻璃層，其在第二封裝層上；藉由將堆疊暴露於增加的溫度與增加的壓力中層壓堆疊以形成太陽能面板，堆疊包含背板接觸層、第一封裝層、至少一個太陽能電池、第二封裝層及玻璃層。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之方法，其中
互連體點之熱固化處理發生在該層壓步驟中。
根據本發明之一態樣，提供一種如上所述之方法，其中在該層壓步驟前，第一封裝層之厚度較互連體高度小。
本發明現在將參照附圖所示之一些示範性實施例，以下予以更詳細說明。圖式僅用以解釋之目的，非用以界定保護範圍。保護範圍是由後附之申請專利範圍內容來界定。
10‧‧‧太陽能電池
11‧‧‧背表面
12、13‧‧‧電接點
20‧‧‧背板接觸層
21‧‧‧聚合物層
22、23、24‧‧‧導電區域
25‧‧‧互連體
30‧‧‧第一封裝層
30a‧‧‧第一封裝層之頂層
31‧‧‧開口
35‧‧‧第二封裝層
40‧‧‧玻璃板
圖1a繪示應用於背接式太陽能面板的背接式太陽能電池背表面之佈局(layout)示意圖。
圖1b繪示對應於圖1a之背接式太陽能電池電接點之佈局的導體線路於背板接觸層之佈局(layout)示意圖。
圖2繪示在第一製造步驟中的一個背接式太陽能面板之橫剖面圖。
圖3繪示在接下來之製造步驟中的背接式太陽能面板之橫剖面圖。
圖4繪示在下一製造步驟中的背接式太陽能面板之橫剖面圖。
圖5繪示在進一步製造步驟中的背接式太陽能面板之橫剖面圖。
圖6繪示根據本發明之一實施例之背接式太陽能面板橫剖面
圖。
圖7繪示根據本發明之太陽能面板橫剖面圖之細節。
圖1a繪示應用於背接式太陽能面板的背接式太陽能電池背表面之佈局(layout)示意圖。
太陽能電池通常有一導體線路圖案，以攜帶產生於太陽能電池中光伏效應之電荷。根據各種半導體材料(例如多晶矽或單矽晶)之基材，可得到各種形式之固態太陽能電池。
在背接式太陽能電池中，導體圖案之接點被配置在太陽能電池之背表面，以最小化在使用中面對輻射源(如太陽)的太陽能電池前表面的陰影損失。
在圖1a中，表示相鄰的兩個背接式太陽能電池陣列之佈局。在每個太陽能電池10上，兩極性之多個接點12、13(例如，正接點12與負接點13)配置於太陽能電池之背表面11上。
太陽能電池可為金屬穿透式(metal-wrap-through，MWT)、射極穿透式(emmiter wrap-through，EWT)、交指背接式或其他背接式矽基材型，將所有接點包含於電池背面，藉由導電通路(vias)穿過矽基材以連結前表面區域與背表面太陽能電池電接點，或在太陽能電池背面，兼具有p型接面與n型接面及電接點。
圖1b繪示對應於圖1a之背接式太陽能電池電接點之佈局的導體線路於背板接觸層之佈局(layout)示意圖。
背板接觸層20通常是聚合物層21，聚合物層21具有圖案化的導電層，亦即包括一個或多個圖案化的導電區域22、23、24之導體線路。例如，導電區域可是交指的，但也可是本領域中有通常知識者可理解的其他圖案形狀及圖案排列。
導體線路之佈局大致相配於在背接式太陽能電池10背表面11之電接點12、13之佈局以及相鄰的太陽能電池10之配置。
在圖1b中，導體線路與至少一個背接式太陽能電池10中電接點12、13電接觸的地方以十字表示。
圖2繪示在第一製造步驟中的一個背接式太陽能面板之橫剖面圖。
圖2之橫剖面對應於圖1b中的線II-II。
在背板接觸層20的聚合物層21上配置著圖案化的導電區域23、24。在此例子中，具有符號24的導電區域是互連的，且應與至少一個背接式太陽能電池10中之一極的電接點相連。因此，將互連體25放在導電區域24上，以提供(下一階段製程)導體線路中的導電區域24與背接式太陽能電池10中的電接點13之間的電連結。
互連體25可以如下方式來實施：用一導電黏著劑之點(dots)、一導電聚合物之點或一含有焊料及聚合物混成材料之點，用一導電聚合物之預形體或一含有焊料及聚合物混成材料之預形體，或用由導電膠帶切割或打印之零件。
在實施例中，互連體的材料是藉由在一個或多個太陽能
電池之電接點的各個對應位置放置一材料之點，而模板打印在背板接觸層上。點之形狀與大小可由模板之厚度及將形成之互連體大小預先決定。點之高度通常至少是所使用的封裝層(見下文)厚度之125%。
以同樣方式，互連體25將被放在其他導電區域23上，其位置對應於背接式太陽能電池背表面11上的相反極的電接點12。
在一實施例中，互連體的材料是導電黏著劑。
在進一步的實施例中，導電黏著劑是組成物並包含一導電成分，組成物包含以聚合物為主之基質材料，聚合物選自由環氧樹脂、聚矽氧烷、丙烯酸酯及混成聚合物所組成的組群。
在一實施例中，導電黏著劑包含作為導電成分的金屬粒子，其形成導電通道。
或者，導電黏著劑包含作為導電成分的低溫焊料，其形成通過連結體的導電通道。
圖3繪示在接下來之製造步驟中的背接式太陽能面板之橫剖面圖。
在接下來之製造步驟中，第一封裝層30將配置在背板接觸層20及位於其上之互連體25配置之上方。第一封裝層將作為導體線路與太陽能電池背表面間之絕緣層。而且，第一封裝層將作為密封層，保護太陽能電池免受潮溼等影響。
第一封裝層提供多個開口31，這些開口31對應於背接式
太陽能電池背表面上的互連體25之位置與電接點之位置。
第一封裝層具有使互連體25凸出第一封裝層30之頂層30a的厚度。
在一實施例中，第一封裝層包含一聚合物，聚合物較佳是熱可塑性聚合物。在一實施例中，第一封裝層包含一聚合物，此聚合物選自由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、聚矽氧烷(silicone)為主之封裝材料、TPU(熱塑性胺甲酸酯)及PVB(聚乙烯縮丁醛)所組成的組群。
圖4繪示在下一製造步驟中的背接式太陽能面板之橫剖面圖。
在此製造步驟中，將背接式太陽能電池放置在互連體之頂部以及第一封裝層頂部表面。每一個太陽能電池10背表面之電接點12、13放置在對應於凸出互連體25之位置上。
圖5繪示在進一步製造步驟中的背接式太陽能面板之橫剖面圖。
在此製造步驟中，將第二封裝層35放置在太陽能電池10前表面上方。第二封裝層的目的是電絕緣太陽能電池、提供在玻璃板上(見下文)容納太陽能電池之彈性層及密封太陽能電池，使太陽能電池遠離有害物質(如溼氣)。
在一實施例中，第二封裝層包含一熱可塑性聚合物，在一實施例中，第二封裝層包含一聚合物，聚合物選自由乙烯、醋酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、(聚)矽氧烷為主之封裝材料、
TPU(熱塑性胺甲酸酯)及PVB(聚乙烯縮丁醛)所組成的組群。
在放置第二封裝層後，將玻璃板40配置在第二封裝層35之頂部。
在此些步驟後，太陽能面板構成一堆疊結構，堆疊結構包含具有導體線路的背板接觸層20、在第一封裝層的開口中具有連結本體25的第一封裝層30、太陽能電池10、第二封裝層35及玻璃板40。
可倒置此堆疊結構，因此在面板製程中，玻璃板位於堆疊之最底層。
接下來，在層壓製程中，將堆疊結構暴露於增加的溫度與增加的壓力下。此層壓製程發生在層壓機設備中(未表示)，固化了封裝層及互連體的材料以形成連續的層疊。
在使用具有導電背板及互連糊劑之背接式電池的模組之製程中結合層壓及互連之步驟中，各種材料(即封裝材料及互連材料)之交互作用須獲得壓縮應力以增強互連。
在結合層壓及互連之步驟的溫度剖面圖分為三個階段。第一階段，在約5分鐘內加熱層疊由室溫上升到約150℃。在此階段之第一部分，將層疊上方之雙層真空室抽真空。當溫度超過約80℃時，藉由使層壓機頂層之室回復至大氣壓力以施加壓力於層疊上。第二階段，將層疊保持在150℃，並維持較下層之室約15分鐘真空，最終階段包含打破真空、從層壓機中移出層疊及使層壓冷卻至室溫等步驟。
在第一階段中，互連點(或糊劑)必須開始固化或是能維持依打印步驟決定之高度。
較佳，在封裝材料流動或收縮發生之前，互連材料已經固化或開始固化。在一實施例中，互連材料固化的開始溫度較封裝材料流動的開始溫度低。以此方式，當封裝材料的流動發生時，互連材料已經開始完全固化或大程度固化，從而在封裝材料流動之期間，提供互連材料機械性強度。
在第二階段中，封裝材料會熔化及流動以填補任何模組中的孔洞。在此階段建立背板箔片與封裝材料之黏著及玻璃與封裝材料之黏著。背板及封裝材料之黏著將把背板拉向其他組成層疊之材料。當互連材料在此階段可維持它的高度時，互連材料將不隨背板移動，而是抵抗背板的移動，產生在互連上的壓縮應力。互連體的材料將在第二階段達到完全固化或將沒有任何變形，但同時互連體的材料將可形成黏著鍵結，並形成在電池電接點及導電背板導電區域間之電接觸。在此階段結束時，層疊將達到在所有相應表面間具有良好黏著之穩定狀態，並達到在電池與導電背板間具有穩定的電接觸。
在包含之後冷卻步驟之層壓中，封裝層30(及背板接觸層)以垂直於各自封裝層與太陽能電池表面之界面方向收縮至某程度。
在層壓的最後階段，層疊將冷卻至室溫。
根據發明之一態樣，第一封裝材料之熱膨脹係數通常高
於導電黏著劑4到5倍。此意味著，封裝材料之高度改變(垂直於與太陽能電池交界)將大於導電黏著劑相同方向之高度改變。此高度改變差異將產生額外的壓縮應力，壓縮應力由已於封裝製程中附著於封裝材料上之導電背板施加在導電黏著劑上。
因此，根據本發明選擇互連材料及封裝材料之組合，在層壓製程後產生並冷卻互連材料之壓縮應力。
在太陽能面板中，太陽能電池與第一封裝層交界處垂直方向，互連體處於壓縮應力之下。此壓縮應力可是因層壓製程中，各自層發生體積差異而產生，在層壓製程後，封裝材料體積比互連材料體積相對小。
體積差異可導因於各自層中之化學或物理效應(例如，化學反應或密度改變)。
在一實施例中，不考慮熱效應下，選擇體積較封裝層大之互連體：使模板打印的點突出於封裝層之開口，即互連體相對尺寸過大且高度較封裝層厚度大。在層壓製程中，因體積差異使背板層及封裝層壓於互連體之上，而於互連體中產生壓縮應力。
可附加的或可替代的，選擇互連材料及封裝材料之組合，使得在層壓製程中，互連材料之收縮較封裝材料相對較少，使互連體有被壓在太陽能電池表面與封裝層間及處於壓縮應力狀態之效果。此方法可只應用收縮效應，但也可結合收縮效應與尺寸過大產生之效應。
可附加的或可替代的，選擇互連材料及封裝材料之組
合，使得互連體的材料較封裝材料有相對小的熱膨脹係數。此具效果是由於層壓製程，互連材料表現出之熱收縮較封裝材料相對較少。又，此具有使互連體被壓在太陽能電池表面與封裝層間及使互連體處於壓縮應力狀態之效果。此方法可只應用熱收縮效應，但也可結合此熱收縮效應與由收縮效應、尺寸過大效應或它們的結合產生之效應。
如果在結合層壓及互連之步驟中，互連體的材料25沒有收縮或收縮至小於封裝層的材料，因周圍之封裝層的材料使互連體暴露於壓縮力中。如果互連體的材料夠強，可抵擋背板與封裝層施加其上之壓縮力，互連體將可在背接式模組中形成良好及穩當的互連。
因玻璃板抵擋封裝層之收縮，導致封裝層及背板接觸層施加壓縮力在位於背板接觸層上之導體線路與太陽能電池背表面之間的互連體上。
在此製程中，電池接觸墊與導電背板之互連不僅是依靠連結材料之黏著力量，也藉封裝材料及背板施加之壓縮力加強。因此，依據本發明提供具有堆疊結構的太陽能面板，包含至少一個太陽能電池、第一封裝層及背板接觸層；至少一個太陽能電池配置為背接式太陽能電池，具有前表面吸收輻射及後表面提供電接點；背接觸板層具有圖案化的導體線路表面，導體線路配置有接觸區域，接觸區域位於至少一個太陽能電池上之電接點對應位置上；第一封裝層在對應於至少一個太陽能電池之電接點的位置
上具有開口圖案；至少一個太陽能電池配置在第一封裝層頂部；第一封裝層配置在背板接觸層頂部，且將至少一個太陽能電池之背表面面向圖案化的導體線路表面，使得第一封裝層界於至少一個太陽能電池與背板接觸層中間；電接點、第一封裝層的開口及接觸區域之位置彼此對齊；至少一個太陽能電池之每個電接點透過第一封裝層對應的開口，藉由互連體連接各自對應的導體線路的接觸區域；其中在垂直太陽能電池和第一封裝層交界之方向，互連體處於壓縮應力之下。
根據發明圖6繪示太陽能面板橫剖面圖，其中互連體之壓縮可由背板接觸層上對應於太陽能面板中互連體位置之凸起觀察到。
根據發明圖7繪示太陽能面板橫剖面圖之細節。在此詳細的橫剖面圖中，由於封裝層的材料相對收縮產生之施加在互連體25上的壓縮力以箭頭S表示。壓縮力表示事實上互連體是各自被壓在電接點12、13與導體線路接觸區域交界間。交界處上之壓力確保了良好接觸的維持。
互連體上之壓縮力可被收縮的封裝層上之拉力平衡。
封裝層的材料之收縮及互連體的材料之收縮可屬於化學或物理性質，例如組成改變、密度、熱膨脹差異、或各自材料間之流動。因此，收縮在此被定義為各自材料體積的有效改變。
在一實施例中，在層壓製程中，互連體的材料之總收縮小於第一封裝層的材料之總收縮。
可附加的或可替代的，收縮是由熱膨脹現象控制，在層壓溫度到約室溫之溫度區間中，互連體的材料之熱收縮小於第一封裝層的材料之總收縮。
層壓溫度可在範圍約150℃到100℃之間。
在一實施例中，製造步驟可被定義為太陽能面板製造方法，太陽能面板包含至少一個太陽能電池、背板接觸層及第一封裝層之堆疊，其製造步驟包含：--提供至少一個背接太陽能電池，其利用前表面接收輻射，後表面提供電接點；--提供背板接觸層，其表面上有圖案化的導體線路，導體線路上配置有接觸區域，接觸區域之位置對應於至少一個太陽能電池電接點之位置；--在每個接觸區域上提供互連體；--提供第一封裝層，其在對應於至少一個太陽能電池之電接點位置上有開口圖案；--在背板接觸層頂部配置圖案化的第一封裝層，將開口圖案對齊電接點之對應位置，以此方式使每個互連體位在第一封裝層上對應之開口中；--在圖案化的第一封裝層頂部配置至少一個太陽能電池，將至少一個太陽能電池背表面面對圖案化的導體線路表面，且透過第一封裝層，將至少一個太陽能電池之每個電接點面對對應之互連體；--藉由對應之互連體連接至少一個太陽能電池之每個電接點與各
自對應之導體線路之接觸區域；其中在堆疊的層壓製程後，互連體在垂直於太陽能電池及第一封裝層界面方向處於壓縮應力下。
這是明顯的，對於本領域中有通常知識者而言，在不脫離本發明之精神下，可構想與付諸實施本發明之其他實施例，本發明之保護範圍最終當視後附之申請專利範圍來界定。以上所描述之實施例並非用以限定本發明。
Claims (24)
- 一種具備堆疊之太陽能面板，上述堆疊包括：至少一個太陽能電池、第一封裝層及背板接觸層；上述至少一個太陽能電池配置為背接式太陽能電池，具有前表面吸收輻射及後表面提供電接點；上述背板接觸層具有圖案化的導體線路的表面，上述圖案化的導體線路配置有接觸區域，上述接觸區域之位置對應於上述至少一個太陽能電池上之上述電接點的位置；上述第一封裝層在對應於上述至少一個太陽能電池之上述電接點的位置上具有開口圖案；上述至少一個太陽能電池配置在上述第一封裝層頂部；上述第一封裝層配置在上述背板接觸層頂部，且上述至少一個太陽能電池之上述背表面面對於上述圖案化的導體線路表面，使得上述第一封裝層界於上述至少一個太陽能電池與上述背板接觸層之間；上述電接點、上述第一封裝層的開口及上述接觸區域之位置彼此對齊；上述至少一個太陽能電池之每個電接點透過上述第一封裝層中的對應的開口，藉互連體連接各自對應的上述圖案化的導體線路的上述接觸區域，上述互連體配置在上述第一封裝層之開口中；其中，處於固化狀態之上述互連體以垂直於上述至少一個太陽能電池與上述第一封裝層界面方向之方式被壓縮在上述接觸區域和對應的上述電接點間，上述互連體處於壓縮應力之預加壓狀態。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能面板，其中在層壓中上升之層壓溫度到約室溫之溫度區間中，上述互連體的材料之熱收縮小於上述第一封裝層的材料之熱收縮。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能面板，其中在上述層壓製程中，上述互連體的材料之總收縮小於上述第一封裝層的材料之總收縮。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能面板，其中在上述溫度區間中，上述互連體的材料之有效熱膨脹係數小於上述第一封裝層的材料之有效熱膨脹係數。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能面板，其中在上述溫度區間中，上述互連體的材料之熱收縮小於上述背板接觸層的材料之熱收縮。
- 如申請專利範圍第2項所述的太陽能面板，其中熱收縮基本上決定於垂直上述第一封裝層與上述至少一個太陽能電池之界面。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的太陽能面板，其中上述互連體的材料為導電黏著劑。
- 如申請專利範圍第7項所述的太陽能面板，其中上述導電黏著劑是組成物並包含導電成分，上述組成物包含以聚合物為主之基質材料，聚合物選自由環氧樹脂、丙烯酸酯及聚矽氧烷所組成的組群。
- 如申請專利範圍第7項所述的太陽能面板，其中上述導電黏著劑包含作為導電成分的金屬粒子，其形成導電通道。
- 如申請專利範圍第7項所述的太陽能面板，其中上述導電黏著劑包含作為導電成分的低溫焊料，其構成導電通道。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的太陽能面板，其中上述太陽能面板進一步包含第二封裝層及玻璃板；上述第二封裝層配置在上述至少一個太陽能電池前表面頂部，且上述玻璃板配置在上述第二封裝層頂部，因此上述第二封裝層在上述至少一個太陽能電池與上述玻璃板之間。
- 如申請專利範圍第11項所述的太陽能面板，其中上述第一封裝層及/或上述第二封裝層包含選自由乙烯、醋酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、(聚)矽氧烷、熱塑性胺甲酸酯及聚乙烯縮丁醛所組成的組群的聚合物。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的太陽能面板，其中上述至少一個太陽能電池為矽基背接式太陽能電池。
- 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的太陽能面板，其中，上述背板接觸層之凸起可在其對應於上述太陽能面板中的上述互連體之位置觀察到。
- 一種具備堆疊之太陽能面板之製造方法，上述堆疊包括至少一個太陽能電池、第一封裝層及背板接觸層，上述太陽能面板之製造方法包括下述步驟：提供一個或多個背接式太陽能電池，其利用前表面接收輻射，後表面提供電接點，作為上述至少一個太陽能電池；提供上述背板接觸層，其表面上具有圖案化的導體線路，上述圖案化的導體線路上配置有接觸區域，上述接觸區域之位置對應於上述至少一個太陽能電池之上述電接點的位置；在每個接觸區域上提供互連體；提供上述第一封裝層，其在對應於上述至少一個太陽能電池之上述電接點的位置上具有開口圖案；配置圖案化的上述第一封裝層在上述背板接觸層頂部，以每個互連體位在上述第一封裝層的對應之開口中之方式，將上述開口圖案對齊上述電接點的位置；配置上述至少一個太陽能電池在圖案化的上述第一封裝層頂部，上述至少一個太陽能電池之上述背表面面對上述圖案化的導體線路表面，且透過上述第一封裝層將上述至少一個太陽能電池之每個電接點面對對應的互連體；藉由在上述第一封裝層的上述各自對應的開口中之上述對應的互連體，連接上述至少一個太陽能電池之每個電接點與各自對應的上述圖案化的導體線路的上述接觸區域；在層壓步驟中在上述互連體產生垂直於上述至少一個太陽能電池與上述第一封裝層界面方向的壓縮應力，其中在上述堆疊的層壓製程後，上述互連體在垂直於上述至少一個太陽能電池及上述第一封裝層界面方向，處於壓縮應力之預加壓狀態下。
- 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中在該層壓製程中，上述互連體的材料之總收縮小於上述第一封裝層的材料之總收縮。
- 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中在層壓中上升之層壓溫度到約室溫之溫度區間中，上述互連體的材料之熱收縮小於上述第一封裝層的材料之熱收縮。
- 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中在配置圖案化的上述第一封裝層於上述背板接觸層頂部之步驟前，每個互連體形成為點，上述點藉由模板打印在對應的上述圖案化的導體線路之上述接觸區域上。
- 如申請專利範圍第18項所述的方法，其中上述點之形成包含使形成的上述點之高度實質上大於圖案化的上述第一封裝層之厚度。
- 如申請專利範圍第18項所述的方法，其中在上述圖案化的導體線路之上述接觸區域上形成上述點後，將上述至少一個太陽能電池配置在圖案化的上述第一封裝層上。
- 如申請專利範圍第18項至第20項中任一項所述的方法，其中上述互連體的材料為導電黏著劑，以及連接每個上述至少一個太陽能電池之電接點與各自對應的上述圖案化的導體線路之上述接觸區域的步驟，包含上述點之熱固化處理以形成上述互連體。
- 如申請專利範圍第15項至第20項中任一項所述的方法，更包括：提供第二封裝層，其在上述至少一個太陽能電池前表面上；提供玻璃層，其在上述第二封裝層上；藉由將上述堆疊暴露於增加的溫度與增加的壓力中層壓上述堆疊以形成上述太陽能面板，上述堆疊包含上述背板接觸層、上述第一封裝層、上述至少一個太陽能電池、上述第二封裝層及該玻璃層。
- 如申請專利範圍第21項中所述的方法，其中上述點之上述熱固化處理發生在上述層壓步驟中。
- 如申請專利範圍第22項中所述的方法，其中在上述層壓步驟前，上述第一封裝層之厚度小於上述互連體之高度。
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