TWI726562B - 太陽能電池模組 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供一種太陽能電池模組，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板對向設置；一電池單元，設置於該第一基板與該第二基板之間；一第一熱固性樹脂層，設置於該電池單元與該第一基板之間；一第一熱塑性樹脂層，設置於該電池單元與該第一熱固性樹脂層之間；一第二熱固性樹脂層，設置於該電池單元與該第二基板之間；以及一第二熱塑性樹脂層，設置於該電池單元與該第二熱固性樹脂層之間。
Description
本揭露係有關於一種太陽能電池模組，特別是有關於一種可拆解回收的太陽能電池模組。
近來隨著太陽能電池模組大量安裝，產生越來越多的廢棄太陽能電池模組，其回收與資源再利用的處理問題慢慢浮現，為了進行太陽能電池模組各材料的回收，必須將太陽能模組分解。
以傳統矽晶太陽能模組結構為例，為延長其使用壽命，一般使用熱固型高分子當封裝材料，例如乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate，EVA)或聚烯烴(polyolefin，PO)來封裝固定多晶或單晶之太陽能電池片。熱固型高分子聚合物一旦分子間產生網狀交聯後，無法藉由將封裝膜加熱熔融使玻璃或太陽能晶片各自分離，達到完整玻璃或完整晶片的回收再利用。因此現行傳統做法為直接將模組粉碎拆解後進行燃燒使封裝膜高溫裂解從而分離出玻璃與晶片。因此在分解傳統矽晶太陽能電池模組時所遭遇到的一個困難是如何移除熱固型塑膠材料使玻璃與晶片能不破損取出回收再利用。
目前移除熱固型塑膠的方法有二，一是以酸液或有機溶劑中來分解EVA，另一方法為在300℃~550℃的溫度下加熱矽晶太陽能電池模組以分離玻璃板與太陽能電池片，不論以哪種方法都耗時耗力，而且會產生二次污染。因此，亟需提出一種可解決上述問題的太陽能電池模組，具有易拆解同時又能通過IEC61215電性驗證規範，以解決產業界廢棄模組高價值回收的課題。
因此，開發一種可拆解回收並兼顧效能的太陽能電池模組是眾所期待的。
根據本揭露的一實施例，提供一種太陽能電池模組。該太陽能電池模組包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板對向設置；一電池單元，設置於該第一基板與該第二基板之間；一第一熱固性樹脂層，設置於該電池單元與該第一基板之間；一第一熱塑性樹脂層，設置於該電池單元與該第一熱固性樹脂層之間；一第二熱固性樹脂層，設置於該電池單元與該第二基板之間；以及一第二熱塑性樹脂層，設置於該電池單元與該第二熱固性樹脂層之間。
請參閱第1圖，根據本揭露的一實施例，提供一種太陽能電池模組(solar cell module) 10。第1圖為太陽能電池模組10的剖面示意圖。
在第1圖中，太陽能電池模組10包括第一基板12、第二基板14、電池單元16、第一熱固性樹脂層18、第一熱塑性樹脂層20、第二熱固性樹脂層22、以及第二熱塑性樹脂層24。第二基板14與第一基板12對向設置。電池單元16設置於第一基板12與第二基板14之間。第一熱固性樹脂層18設置於電池單元16與第一基板12之間。第一熱塑性樹脂層20設置於電池單元16與第一熱固性樹脂層18之間。第二熱固性樹脂層22設置於電池單元16與第二基板14之間。第二熱塑性樹脂層24設置於電池單元16與第二熱固性樹脂層22之間。也就是，在本揭露的太陽能電池模組10中，電池單元16的兩側分別與第一熱塑性樹脂層20與第二熱塑性樹脂層24接觸。第一熱固性樹脂層18的一側與第一熱塑性樹脂層20接觸，第一熱固性樹脂層18的另一側與第一基板12接觸。第二熱固性樹脂層22的一側與第二熱塑性樹脂層24接觸，第二熱固性樹脂層22的另一側與第二基板14接觸。
在部分實施例中，第一基板12與第二基板14可為玻璃或聚烯類樹脂或聚酯類樹脂，例如，聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
在部分實施例中，第一熱固性樹脂層18與第二熱固性樹脂層22可包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(ethylene vinyl acetate，EVA)或聚烯烴(polyolefin，PO)。在部分實施例中，當第一熱固性樹脂層18與第二熱固性樹脂層22為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)時，乙酸乙烯酯(VA)於乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)中的重量比大約介於25wt%至35wt%。在部分實施例中，第一熱固性樹脂層18與第二熱固性樹脂層22的厚度(T1b、T2b)介於300-2,000μm。在部分實施例中，於第一熱固性樹脂層18與第二熱固性樹脂層22中，更包括添加劑，例如，硬化起始劑、抗氧化劑、架橋劑、或安定劑等。在部分實施例中，上述添加劑於第一熱固性樹脂層18與第二熱固性樹脂層22中的重量比大約介於1wt%至5wt%。
在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20與第二熱塑性樹脂層24可包括二嵌段(di-block)或三嵌段(tri-block)氫化苯乙烯系樹脂。在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20與第二熱塑性樹脂層24可包括但不限定於下列共聚物，例如，氫化(苯乙烯-異戊二烯)二嵌段共聚物、氫化(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物、氫化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物、氫化(苯乙烯-異戊二烯/丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物、氫化(苯乙烯-乙烯支化異戊二烯)二嵌段共聚物、或上述之組合。在部分實施例中，苯乙烯嵌段於二嵌段或三嵌段氫化苯乙烯系樹脂中的重量比大約介於10wt%至35wt%。
在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20與第二熱塑性樹脂層24可包括二嵌段(di-block)或三嵌段(tri-block)壓克力系樹脂。在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20與第二熱塑性樹脂層24可包括但不限定於下列共聚物，例如，聚(甲基丙烯酸甲酯-異戊二烯)(poly(methylmethacrylate-b-isoprene))、聚(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯)(poly(methylmethacrylate-b-butadiene))、聚(甲基丙烯酸甲酯-異戊二烯-甲基丙烯酸甲酯)(poly(methylmethacrylate-b-isoprene-b- methylmethacrylate))、聚(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯)(poly(methylmethacrylate -b-butadiene-b-methylmethacrylate))、聚(甲基丙烯酸甲酯-異戊二烯/丁二烯-甲基丙烯酸甲酯)(poly(methylmethacrylate-b-isoprene/butadiene-b-methylmethacrylate))、聚(甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸酯/甲基丙烯酸甲酯)Poly(Methyl-methacrylate/Acrylate/ Methyl-methacrylate)或上述之組合。在部分實施例中，甲基丙烯酸甲酯嵌段(PMMA)於二嵌段或三嵌段壓克力系樹脂中的重量比大約介於20wt%至60wt%。在部分實施例中，甲基丙烯酸甲酯嵌段(PMMA)於二嵌段或三嵌段壓克力系樹脂中的重量比大約介於30wt%至50wt%。
在部分實施例中，第一熱固性樹脂層18與第一熱塑性樹脂層20的總厚度T1大約介於0.3mm至2.0mm。在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20的厚度T1a與第一熱固性樹脂層18的厚度T1b的比例大約介於1:0.59至1:10。在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20的厚度T1a與第一熱固性樹脂層18的厚度T1b的比例大約介於1:1至1:2。在部分實施例中，第二熱固性樹脂層22與第二熱塑性樹脂層24的總厚度T2大約介於0.3mm至2.0mm。在部分實施例中，第二熱塑性樹脂層24的厚度T2a與第二熱固性樹脂層22的厚度T2b的比例大約介於1:0.59至1:10。在部分實施例中，第二熱塑性樹脂層24的厚度T2a與第二熱固性樹脂層22的厚度T2b的比例大約介於1:1至1:2。
在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20與第二熱塑性樹脂層24的玻璃轉移溫度大約介於15℃至-20℃。在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20與第二熱塑性樹脂層24的玻璃轉移溫度大約介於10℃至-50℃。在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20與第二熱塑性樹脂層24的溶融流動性大約介於1.0至31.0。在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20與第二熱塑性樹脂層24的硬度(type A)大約介於30至90。在部分實施例中，第一熱塑性樹脂層20與第二熱塑性樹脂層24的硬度(type A)大約介於35至80。
值得注意的是，本揭露太陽能電池模組10經耐候性檢測後，可進一步藉由例如熱解離法或化學解離法對太陽能電池模組10進行拆解。在部分實施例中，熱解離法是在溫度450℃的條件，對太陽能電池模組10進行烘烤，以拆解太陽能電池模組10。在部分實施例中，化學解離法是在溫度低於40℃的條件，以溶劑浸泡太陽能電池模組10，以拆解太陽能電池模組10。在部分實施例中，化學解離法所使用的溶劑可包括烴類溶劑，例如，甲苯、2-甲苯、己烷、或環己烷。
本揭露太陽能電池模組在電池單元與傳統熱固性封裝材料層之間增加設置熱塑性樹脂層，其材料可包括二嵌段或三嵌段氫化苯乙烯系樹脂或二嵌段或三嵌段壓克力系樹脂，此結構設計將使電池模組具備高透光度、低吸水性、高絕緣耐候性、及可對抗PID、濕熱、UV的特性，符合電池模組的需求，且可藉由簡易的熱解離法或化學解離法輕易進行拆解回收。
實施例1
太陽能電池模組的物性測試
(
熱塑性樹脂層為氫化苯乙烯系樹脂，厚度
200μm)
在本實施例中，以如第1圖所示的太陽能電池模組10進行物性測試。模組結構中，相關元件的材料及尺寸說明如下：第一基板(背板) 12為太陽能背板，厚度大約為0.31mm。第二基板(前板) 14為透明玻璃，厚度大約為3.2mm。電池單元16的厚度大約為180μm。第一熱固性樹脂層18為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(SKC、EF2N)，厚度大約為400μm。第一熱塑性樹脂層20為氫化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)(購自Asahi chemical Co. Ltd. S.O.E.™ S1611、玻璃轉移溫度9℃、熔融流動性4 g/10min (190℃，2.16kgf))，厚度大約為292μm。第二熱固性樹脂層22為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(SKC、EF2N)，厚度大約為400μm。第二熱塑性樹脂層24為氫化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)(購自Asahi chemical Co. Ltd. S.O.E.™ S1611、玻璃轉移溫度9℃、熔融流動性4 g/10min (190℃，2.16kgf))，厚度大約為292μm。第一熱固性樹脂層18與第一熱塑性樹脂層20的總厚度T1大約為692±3μm。第二熱固性樹脂層22與第二熱塑性樹脂層24的總厚度T2大約為692±3μm。對太陽能電池模組10進行以下各項物性測試，包括全光穿透率(total light transmittance)(%)、霧度(haze)(%)、黃變指數(yellowness index，YI)、透水率(water vapor transmission rate，WVTR)(g/m
2-day)、斷裂點強度(tensile strength at break)(MPa)、接著強度(peeling strength)(N)、及體積電阻(volume resistance，VR)(Ω．cm)。測試結果載於下表1。
實施例2
太陽能電池模組的物性測試
(
熱塑性樹脂層為氫化苯乙烯系樹脂，厚度
400μm)
在本實施例中，以如第1圖所示的太陽能電池模組10進行物性測試。模組結構中，相關元件的材料及尺寸說明如下：第一基板(背板) 12為太陽能背板，厚度大約為0.31mm。第二基板(前板) 14為透明玻璃，厚度大約為3.2mm。電池單元16的厚度大約為180μm。第一熱固性樹脂層18為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(SKC、EF2N)，厚度大約為400μm。第一熱塑性樹脂層20為氫化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)(購自Asahi chemical Co. Ltd. S.O.E.™ S1611、玻璃轉移溫度9℃、熔融流動性4 g/10min (190℃，2.16kgf))，厚度大約為511μm。第二熱固性樹脂層22為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(SKC、EF2N)，厚度大約為400μm。第二熱塑性樹脂層24為氫化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)(購自Asahi chemical Co. Ltd. S.O.E.™ S1611、玻璃轉移溫度9℃、熔融流動性4 g/10min (190℃，2.16kgf))，厚度大約為511μm。第一熱固性樹脂層18與第一熱塑性樹脂層20的總厚度T1大約為911±3μm。第二熱固性樹脂層22與第二熱塑性樹脂層24的總厚度T2大約為911±3μm。對太陽能電池模組10進行以下各項物性測試，包括全光穿透率(%)、霧度(%)、黃變指數、透水率(g/m
2-day)、斷裂點強度(MPa)、接著強度(N)、及體積電阻(Ω．cm)。測試結果載於下表1。
實施例3
太陽能電池模組的物性測試
(
熱塑性樹脂層為
壓克力系樹脂
)
在本實施例中，以如第1圖所示的太陽能電池模組10進行物性測試。模組結構中，相關元件的材料及尺寸說明如下：第一基板(背板) 12為太陽能背板，厚度大約為0.31mm。第二基板(前板) 14為透明玻璃，厚度大約為3.2mm。電池單元16的厚度大約為180μm。第一熱固性樹脂層18為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(SKC、EF2N)，厚度大約為400μm。第一熱塑性樹脂層20為三嵌段壓克力系樹脂(KURARAY，LA2140、熔融流動性31g/10min (190℃，2.16kgf))，厚度大約為320μm。第二熱固性樹脂層22為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(SKC、EF2N)，厚度大約為400μm。第二熱塑性樹脂層24為三嵌段壓克力系樹脂(KURARAY，LA2140、熔融流動性31 g/10min (190℃，2.16kgf))，厚度大約為320μm。第一熱固性樹脂層18與第一熱塑性樹脂層20的總厚度T1大約為720μm。第二熱固性樹脂層22與第二熱塑性樹脂層24的總厚度T2大約為720μm。對太陽能電池模組10進行以下各項物性測試，包括全光穿透率(%)、霧度(%)、黃變指數、透水率(g/m
2-day)、斷裂點強度(MPa)、接著強度(N)、及體積電阻(Ω．cm)。測試結果載於下表1。
比較例1
太陽能電池模組的物性測試
(
僅使用
EVA
封裝
)
在本比較例中，以特定太陽能電池模組(熱固性樹脂層同時接觸電池單元與基板)進行物性測試。模組結構中，相關元件的材料及尺寸說明如下：第一基板(背板)為太陽能背板，厚度大約為0.31mm。第二基板(前板)為透明玻璃，厚度大約為3.2mm。電池單元的厚度大約為180μm。第一熱固性樹脂層為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(SKC、EF2N)，厚度大約為400μm。第二熱固性樹脂層為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(SKC、EF2N)，厚度大約為400μm。對上述太陽能電池模組進行以下各項物性測試，包括全光穿透率(%)、霧度(%)、黃變指數、透水率(g/m
2-day)、斷裂點強度(MPa)、接著強度(N)、及體積電阻(Ω．cm)。測試結果載於下表1。
比較例2
太陽能電池模組的物性測試
(
僅使用
PO
封裝
)
在本比較例中，以特定太陽能電池模組(熱固性樹脂層同時接觸電池單元與基板)進行物性測試。模組結構中，相關元件的材料及尺寸說明如下：第一基板(背板)為太陽能背板，厚度大約為0.31mm。第二基板(前板)為透明玻璃，厚度大約為3.2mm。電池單元的厚度大約為180μm。第一熱固性樹脂層為聚烯烴(polyolefin，PO)(杭州福斯特、TF4)，厚度大約為400μm。第二熱固性樹脂層為聚烯烴(polyolefin，PO)(杭州福斯特、TF4)，厚度大約為400μm。對上述太陽能電池模組進行以下各項物性測試，包括全光穿透率(%)、霧度(%)、黃變指數、透水率(g/m
2-day)、斷裂點強度(MPa)、接著強度(N)、及體積電阻(Ω．cm)。測試結果載於下表1。
比較例3
太陽能電池模組的物性測試
(
僅使用
SEBS
封裝
)
在本比較例中，以特定太陽能電池模組(熱塑性樹脂層同時接觸電池單元與基板)進行物性測試。模組結構中，相關元件的材料及尺寸說明如下：第一基板(背板) 12為太陽能背板，厚度大約為0.31mm。第二基板(前板) 14為透明玻璃，厚度大約為3.2mm。電池單元16的厚度大約為180μm。第一熱塑性樹脂層為氫化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)(購自Asahi chemical Co. Ltd. S.O.E.™ S1611、玻璃轉移溫度9℃、熔融流動性4 g/10min (190℃，2.16kgf))，厚度大約為424μm。第二熱塑性樹脂層為氫化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)(購自Asahi chemical Co. Ltd. S.O.E.™ S1611、玻璃轉移溫度9℃、熔融流動性4 g/10min (190℃，2.16kgf))，厚度大約為424μm。對上述太陽能電池模組進行以下各項物性測試，包括全光穿透率(%)、霧度(%)、黃變指數、透水率(g/m
2-day)、斷裂點強度(MPa)、接著強度(N)、及體積電阻(Ω．cm)。測試結果載於下表1。
比較例4
太陽能電池模組的物性測試
(
使用
EVA
與
SEBS
混合封裝
)
在本比較例中，以特定太陽能電池模組(EVA與SEBS混合樹脂層同時接觸電池單元與基板)進行物性測試。模組結構中，相關元件的材料及尺寸說明如下：第一基板(背板) 12為太陽能背板，厚度大約為0.31mm。第二基板(前板) 14為透明玻璃，厚度大約為3.2mm。電池單元16的厚度大約為180μm。第一樹脂層為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)(The Polyolefin Company、KA40)與氫化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)(購自Asahi chemical Co. Ltd. S.O.E.™ S1611、玻璃轉移溫度9℃、熔融流動性4 g/10min (190℃，2.16kgf))的混合層，厚度大約為400μm。第二樹脂層為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA) (The Polyolefin Company、KA40)與氫化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(SEBS)(購自Asahi chemical Co. Ltd. S.O.E.™ S1611、玻璃轉移溫度9℃、熔融流動性4 g/10min (190℃，2.16kgf))的混合層，厚度大約為400μm。對上述太陽能電池模組進行以下各項物性測試，包括全光穿透率(%)、霧度(%)、黃變指數、透水率(g/m
2-day)、斷裂點強度(MPa)、接著強度(N)、及體積電阻(Ω．cm)。測試結果載於下表1。
表1
| 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | |
| 封裝材料 | EVA/ SEBS | EVA/ SEBS | EVA/壓克力系樹脂 | 熱固EVA | 熱固PO | 熱塑 SEBS | EVA和SEBS混合 |
| T 1厚度(μm) | 692±3 | 911±3 | 720 | 400 | 400 | 424 | 400 |
| 全光 穿透率(%) | 87.6 | 87.4 | 87.84 | 88.4 | 88.9 | 88.3 | 54.97 |
| 霧度(%) | 3.89 | 4.32 | 2.68 | 0.929 | 5.39 | 1.85 | 99.5 |
| 黃變指數 | -0.01 | 0.1 | 0.02 | 0.11 | 0.14 | 0.32 | 14.65 |
| 透水率(g/m 2-day) | 5.01 | 3.61 | 2.60 | 34.00 | 3.30 | 1.55 | 10.12 |
| 斷裂點 強度(MPa) | 13.59 | 18.63 | 10.44 | 19 | 4.96 | 20.21 | 11.4 |
| 接著強度(N) | 97.22 | 97.90 | 118.7 | 124.9 | 101 | 7.01 | 10.52 |
| 體積電阻(Ω．cm) | 5.63E+14 | 1.12E+15 | 4.99E+13 | 1.72E+14 | 8.65E+15 | 8.90E+15 | 2.29E+15 |
| 模組450℃熱裂解晶片完整情況 | 不破片 | 不破片 | 不破片 | 破片 | 破片 | 不破片 | 不破片 |
由表1的測試結果可看出，本揭露太陽能電池模組(實施例1-3)其複合封裝材料中不論熱塑性樹脂層的材料為氫化苯乙烯系樹脂(例如SEBS)或壓克力嵌段共聚物樹脂(例如Acrylic Block Copolymer)，根據所測得霧度、透水率、體積電阻等數據，均符合模組結構須具備高透光度、低吸水性及高絕緣耐候性的要求。
此外，當熱塑性樹脂層與熱固性樹脂層的厚度比為1:0.59-1:10時，加熱裂解晶片不產生破片(實施例1-3)。比較例1-2顯示單純熱固封裝膜模組進行450℃熱裂解，所提供的太陽能電池模組在測試後均造成破片。比較例3單純由熱塑SEBS封裝，由於與玻璃黏著性差，因此後續模組電性PID測試無法通過功率衰減小於5%標準，比較例4更顯示單純由兩種混練樹脂製膜，穿透度只有54.97%不符合封裝膜穿透度大於85%標準，顯然無法製成封裝膜與實施例比較。然而，本揭露太陽能電池模組(實施例1-3)其複合封裝材料中不論熱塑性樹脂層的材料為氫化苯乙烯系樹脂(例如SEBS)或壓克力嵌段共聚物樹脂(例如Acrylic Block Copolymer)，在以熱解離法進行拆解的過程中，均可順利拆解未造成破片，以此證明本揭露模組結構具備易拆解的優勢。
實施例4
太陽能電池模組的
PID
測試
由於比較例4將兩種材料直接混練製膜後穿透度如表1中只有54.97%，不足以符合太陽能封裝膜穿透度大於85%的要求，因此不需如實施例1-3以及比較例1-3所提供的太陽能電池模組進行電勢誘發衰減(potential induced degradation，PID)測試，即是在溫度85℃、相對濕度85%、通入電壓1,000V的條件下，測試各電池模組的功率衰減(power loss)程度。測試結果載於下表2。
表2
| 封裝材料 | 測試時間 | I SC | V OC | FF | Impp | Vmpp | Pmpp | 功率衰減(%) | |
| 實施例1 | EVA/ SEBS | 封裝後 | 9.842 | 2.665 | 75.27 | 9.213 | 2.143 | 19.741 | |
| 96hr | 9.736 | 2.666 | 75.47 | 9.102 | 2.152 | 19.591 | 0.76% | ||
| 288hr | 9.683 | 2.665 | 75.44 | 9.038 | 2.154 | 19.465 | 1.40% | ||
| 實施例2 | EVA/ SEBS | 封裝後 | 9.816 | 2.660 | 75.25 | 9.198 | 2.136 | 19.648 | |
| 96hr | 9.677 | 2.662 | 75.36 | 9.068 | 2.141 | 19.410 | 1.21% | ||
| 288hr | 9.640 | 2.664 | 75.60 | 9.021 | 2.152 | 19.413 | 1.20% | ||
| 實施例3 | 封裝後 | 2.66 | 9.64 | 2.16 | 9.16 | 77.04 | 19.756 | ||
| 96hr | 2.67 | 9.57 | 2.16 | 9.07 | 77.01 | 19.555 | 1.02% | ||
| 288hr | 2.66 | 9.53 | 2.15 | 9.01 | 76.37 | 19.359 | 2.01% | ||
| 比較例1 | 封裝後 | 9.814 | 2.652 | 74.66 | 9.137 | 2.127 | 19.431 | ||
| 96hr | 9.700 | 2.653 | 74.28 | 9.001 | 2.123 | 19.113 | 1.64% | ||
| 288hr | 9.695 | 2.655 | 73.99 | 8.962 | 2.125 | 19.047 | 1.98% | ||
| 比較例2 | 封裝後 | 8.977 | 2.544 | 71.089 | 8.274 | 1.962 | 16.232 | ||
| 96hr | 8.961 | 2.539 | 70.852 | 8.287 | 1.946 | 16.123 | 0.672% | ||
| 288hr | 8.961 | 2.539 | 70.135 | 8.421 | 1.895 | 15.956 | 1.700% | ||
| 比較例3 | 封裝後 | 8.892 | 2.528 | 70.727 | 8.217 | 1.935 | 15.897 | ||
| 96hr | 8.857 | 2.525 | 69.715 | 8.286 | 1.881 | 15.590 | 1.933 | ||
| 288hr | 8.838 | 2.522 | 60.417 | 7.866 | 1.712 | 13.469 | 15.271 | ||
| 比較例4 | 封裝後 | - | - | - | - | - | - | - | |
| 96hr | - | - | - | - | - | - | - | ||
| 288hr | - | - | - | - | - | - | - |
由表2的測試結果可看出，本揭露太陽能電池模組(實施例1-3)其複合封裝材料中不論熱塑性樹脂層的材料為氫化苯乙烯系樹脂(例如SEBS)或壓克力嵌段共聚物樹脂(例如Acrylic Block Copolymer)，根據所測得功率衰減(歷經96hr或288hr)的數據，均證明增加熱塑性樹脂層，並不會降低太陽能模組的效能。
實施例5
太陽能電池模組的濕熱老化測試
對實施例1所提供的太陽能電池模組進行濕熱老化測試，即是在溫度85℃、相對濕度85%、歷經1,000hr的條件下，測試上述電池模組的功率衰減(power loss)程度。測試結果載於下表3。
表3
| 濕熱老化測試 | 封裝材料 | 測試 時間 | Voc _K (V) | Isc _K (A) | Vmp _K (V) | Imp _K (A) | Pmax_K (W) | FF (%) | △Pmax (W) | 功率衰減 (%) |
| EVA/ SEBS | 封裝後 | 0.633 | 9.098 | 0.505 | 8.607 | 4.345 | 75.425 | -0.082 | 1.882 | |
| 1,000hr | 0.631 | 8.956 | 0.504 | 8.455 | 4.263 | 75.461 |
由表3的測試結果可看出，本揭露太陽能電池模組(實施例1)其複合封裝材料中熱塑性樹脂層的材料為氫化苯乙烯系樹脂(例如SEBS)時，根據所測得功率衰減(歷經1,000hr)的數據，已證明模組結構具備對抗濕熱老化的優勢。
實施例6
太陽能電池模組的
UV
老化測試
對實施例1所提供的太陽能電池模組進行UV老化測試，即是在UV累積照度15kWh/m
2的條件下，測試上述電池模組的功率衰減(power loss)程度。測試結果載於下表4。
表4
| UV老化測試 | 封裝材料 | 測試 時間 | Voc _K (V) | Isc _K (A) | Vmp _K (V) | Imp _K (A) | Pmax_K (W) | FF (%) | △Pmax (W) | 功率衰減 (%) |
| EVA/ SEBS | 封裝後 | 0.635 | 9.050 | 0.510 | 8.483 | 4.328 | 75.341 | -0.036 | 0.833 | |
| UV15kWh/m 2照射後 | 0.634 | 8.982 | 0.509 | 8.424 | 4.292 | 75.320 |
由表4的測試結果可看出，本揭露太陽能電池模組(實施例1)其複合封裝材料中熱塑性樹脂層的材料為氫化苯乙烯系樹脂(例如SEBS)時，根據所測得功率衰減(歷經UV15kWh/m
2照射後)的數據，已證明模組結構具備對抗UV老化的優勢。
實施例7
太陽能電池模組的拆解測試
在本實施例中，利用熱解離法對具有不同熱塑與熱固樹脂層厚度的太陽能電池模組進行熱解後太陽能電池破片情況的測試。在溫度450℃的條件下，對太陽能電池模組進行烘烤，觀察太陽能電池模組是否可順利拆解或是造成破片。以下列11組太陽能電池模組進行測試，測試結果如第2A-2K圖所示。11組太陽能電池模組的封裝膜組成材料及膜厚如下：
第1組：熱塑SEBS厚度為220μm，熱固EVA厚度為1,040μm，熱塑SEBS與熱固EVA的厚度比為1:4.73，總厚度為1,260μm。
第2組：熱塑SEBS厚度為440μm，熱固EVA厚度為1,040μm，熱塑SEBS與熱固EVA的厚度比為1:2.36，總厚度為1,480μm。
第3組：熱塑SEBS厚度為220μm，熱固EVA厚度為1,560μm，熱塑SEBS與熱固EVA的厚度比為1:7.09，總厚度為1,780μm。
第4組：熱塑SEBS厚度為440μm，熱固EVA厚度為1,560μm，熱塑SEBS與熱固EVA的厚度比為1:3.55，總厚度為2,000μm。
第5組：熱塑SEBS厚度為880μm，熱固EVA厚度為520μm，熱塑SEBS與熱固EVA的厚度比為1:0.59，總厚度為1,400μm。
第6組：熱塑SEBS厚度為880μm，熱固EVA厚度為1,040μm，熱塑SEBS與熱固EVA的厚度比為1:1.18，總厚度為1,920μm。
第7組：熱塑SEBS厚度為40μm，熱固EVA厚度為400μm，熱塑SEBS與熱固EVA的厚度比為1:10，總厚度為440μm。
第8組：熱塑三嵌段壓克力厚度為250μm，熱固EVA厚度為400μm，熱塑三嵌段壓克力與熱固EVA的厚度比為1:1.6，總厚度為650μm。
第9組：熱塑SEBS厚度為30μm，熱固EVA厚度為400μm，熱塑SEBS與熱固EVA的厚度比為1:13.33，總厚度為430μm。
第10組：熱塑SEBS厚度為10μm，熱固EVA厚度為400μm，熱塑SEBS與熱固EVA的厚度比為1:40，總厚度為410μm。
第11組：熱固EVA厚度為400μm，總厚度為400μm。
根據測試結果，當熱塑性樹脂層與熱固性樹脂層的厚度比為1:0.59-1:10時，加熱裂解晶片不產生破片(如第2A-2H圖所示)。然而，單純熱固封裝膜模組或熱塑性樹脂層與熱固性樹脂層的厚度比大於1:10時均會造成破片(如第2I-2K圖所示)。
上述實施例之特徵有利於本技術領域中具有通常知識者理解本發明。本技術領域中具有通常知識者應理解可採用本發明作基礎，設計並變化其他製程與結構以完成上述實施例之相同目的及/或相同優點。本技術領域中具有通常知識者亦應理解，這些等效置換並未脫離本發明精神與範疇，並可在未脫離本發明之精神與範疇的前提下進行改變、替換、或更動。
10:太陽能電池模組
12:第一基板
14:第二基板
16:電池單元
18:第一熱固性樹脂層
20:第一熱塑性樹脂層
22:第二熱固性樹脂層
24:第二熱塑性樹脂層
T1:第一熱固性樹脂層與第一熱塑性樹脂層的總厚度
T1a:第一熱塑性樹脂層的厚度
T1b:第一熱固性樹脂層的厚度
T2:第二熱固性樹脂層與第二熱塑性樹脂層的總厚度
T2a:第二熱塑性樹脂層的厚度
T2b:第二熱固性樹脂層的厚度
第1圖係根據本揭露的一實施例，一種太陽能電池模組的剖面示意圖；以及
第2A-2K圖係根據本揭露的一實施例，太陽能電池模組的拆解測試結果。
10:太陽能電池模組
12:第一基板
14:第二基板
16:電池單元
18:第一熱固性樹脂層
20:第一熱塑性樹脂層
22:第二熱固性樹脂層
24:第二熱塑性樹脂層
T1:第一熱固性樹脂層與第一熱塑性樹脂層的總厚度
T1a:第一熱塑性樹脂層的厚度
T1b:第一熱固性樹脂層的厚度
T2:第二熱固性樹脂層與第二熱塑性樹脂層的總厚度
T2a:第二熱塑性樹脂層的厚度
T2b:第二熱固性樹脂層的厚度
Claims (11)
- 一種太陽能電池模組，包括： 一第一基板； 一第二基板，與該第一基板對向設置； 一電池單元，設置於該第一基板與該第二基板之間； 一第一熱固性樹脂層，設置於該電池單元與該第一基板之間； 一第一熱塑性樹脂層，設置於該電池單元與該第一熱固性樹脂層之間； 一第二熱固性樹脂層，設置於該電池單元與該第二基板之間；以及 一第二熱塑性樹脂層，設置於該電池單元與該第二熱固性樹脂層之間。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池模組，其中該第一基板與該第二基板為玻璃、聚烯類樹脂、或聚酯類樹脂。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池模組，其中該第一熱塑性樹脂層與該第二熱塑性樹脂層為二嵌段氫化苯乙烯系樹脂、三嵌段氫化苯乙烯系樹脂、二嵌段壓克力系樹脂、或三嵌段壓克力系樹脂。
- 如申請專利範圍第3項所述的太陽能電池模組，其中該第一熱塑性樹脂層與該第二熱塑性樹脂層包括氫化(苯乙烯-異戊二烯)二嵌段共聚物、氫化(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物、氫化(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物、氫化(苯乙烯-異戊二烯/丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物、氫化(苯乙烯-乙烯支化異戊二烯)二嵌段共聚物、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第4項所述的太陽能電池模組，其中苯乙烯嵌段於二嵌段或三嵌段氫化苯乙烯系樹脂中的重量比介於10wt%至35wt%。
- 如申請專利範圍第3項所述的太陽能電池模組，其中該第一熱塑性樹脂層與該第二熱塑性樹脂層包括聚(甲基丙烯酸甲酯-異戊二烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯-異戊二烯-甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯-異戊二烯/丁二烯-甲基丙烯酸甲酯)、或上述之組合。
- 如申請專利範圍第6項所述的太陽能電池模組，其中甲基丙烯酸甲酯嵌段於二嵌段或三嵌段壓克力系樹脂中的重量比介於20wt%至60wt%。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池模組，其中該第一熱塑性樹脂層與該第一熱固性樹脂層的厚度比介於1:0.59至1:10。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池模組，其中該第二熱塑性樹脂層與該第二熱固性樹脂層的厚度比介於1:1至1:10。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池模組，其中該第一熱塑性樹脂層與該第二熱塑性樹脂層的玻璃轉移溫度介於15℃至-50℃。
- 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電池模組，其中該第一熱塑性樹脂層與該第二熱塑性樹脂層的熔融流動性介於1.0至31.0。
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