TWM654707U - 光伏電池封裝結構 - Google Patents
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Abstract
一種光伏電池封裝結構，包含：下蓋板、下導電層、光伏層、上導電層、電極導線、封裝層、上蓋板、填充層及導電元件。下導電層設於下蓋板一側面上。光伏層設於下導電層一側面。上導電層設於光伏層一側面上。電極導線與下導電層或上導電層電性連結。封裝層設於下蓋板周邊及電極導線的線端點周邊。上蓋板設於封裝層上，具有一開孔，開孔位於線端點週邊的封裝層上形成一封裝區及一貫穿孔。該填充層設於封裝區中。
Description
本創作係有關一種光伏電池，尤指一種薄膜式的光伏電池封裝結構。
太陽能電池是一種直接將太陽能轉換為電能的裝置，其在環保節能和再生能源方面具有廣泛的應用前景。其中，薄膜光伏元件是一種較新的太陽能電池技術，具有重量輕、輕薄短小、生產成本低等優點，因此廣泛應用於建築一體化、便攜式電源、太陽能自行車等場景。
但是如果是玻璃元件型態的光伏電池元件，元件兩側都是玻璃基板，電極導線多為元件側面引出，造成產品在外觀結構設計上的限制，電極導線過長會浪費有效面的空間，參考已知的技術如中國大陸公開專利第CN102856413A號可以在玻璃面一表面上直接開孔引出電極導線，玻璃面板開孔的電極導線開口在玻璃面內，直接由面板引出，可以充分有效利用面板結構，可是該等結構僅適用以高分子或塑料封裝的膠合結構，阻水阻氣的效果有限，元件密封性能較差。
因此，本創作之主要目的，在於提供一種光伏(太陽能)電池的封裝結構，可以雷射技術對光伏電池進行真空雷射封裝。
為達上述之目的，本創作提供一種光伏電池封裝結構，包含：一下蓋板、一下導電層、一光伏層、一上導電層、至少一電極導線、一封裝層、一上蓋板、一填充層及至少一導電元件。該下導電層係設於該下蓋板的一側面上，該下導電層由複數的下電極線路組成。該光伏層係由複數個光伏單元組成，該些光伏單元設於該些下電極線路上，使每一個該光伏單元之間形成有一間隙。該上導電層係由複數個上電極線路組成，該些上電極線路設於該些光伏單元的一側面上，並與該些下電極線路電性連結。該電極導線係與該下導電層或該上導電層電性連結。該封裝層係設於該下蓋板周邊及該電極導線的至少一線端點周邊。該上蓋板係設於該封裝層上，其上具有至少一開孔，並以該開孔對準該線端點週邊的封裝層上，以形成有一封裝區及一貫穿孔。該填充層係設於該封裝區中。
在本創作之一實施例中，該光伏電池封裝結構更包含有至少一導電元件，該導電元件係設於該貫穿孔中，以該導電元件的一端與該線端點電性連結，該導電元件的另一端改由該上蓋板的該開孔表面一側輸出。
在本創作之一實施例中，該導電元件為導電柱。
在本創作之一實施例中，該導電柱為銅端子。
在本創作之一實施例中，該導電元件由該上蓋板的該開孔表面一側輸出與外部的電子裝置電性連結。
在本創作之一實施例中，該上蓋板及下蓋板為玻璃基板或塑料。
在本創作之一實施例中，該塑料為聚亞醯胺、聚亞醯胺與無機混合物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚碸、聚萘二甲酸乙二醇酯或環烯烴聚合物。
在本創作之一實施例中，該上導電層及該下導電層為無機導體材料。
在本創作之一實施例中，該上導電層的無機導體材料為鋁或銀。
在本創作之一實施例中，該下導電層的無機導體材料為氧化銦錫或銀膠。
在本創作之一實施例中，該光伏層厚度為0.1μm~500μm。
在本創作之一實施例中，該光伏層厚度為10μm~150μm。
在本創作之一實施例中，該光伏層為有機太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池、鍗化鎘薄膜太陽能電池、矽薄膜太陽能電池、鈣鈦礦薄膜太陽能電池或染料敏化太陽能電池。
在本創作之一實施例中，該些光伏單元依序由一電子傳遞層、一主動層及一電洞傳遞層堆疊而成。
在本創作之一實施例中，該些光伏單元依序由一電洞傳遞層、一主動層及一電子傳遞層堆疊而成。
在本創作之一實施例中，該電極導線為銅箔、銅線或銀膠。
在本創作之一實施例中，該填充層為透明填充料。
在本創作之一實施例中，該透明填充料為聚烯烴彈性體、聚離物、乙烯-乙酸乙烯酯或聚乙烯醇縮丁醛。
在本創作之一實施例中，該封裝層厚度為10μm~1000μm。
在本創作之一實施例中，該封裝層為玻璃膠、聚氨基甲酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛或聚醯亞胺。
茲有關本創作之技術內容及詳細說明，現配合圖式說明如下：
請參閱圖1、2，係本創作之光伏電池封裝結構半成品的側剖視示意圖及圖1的光伏電池封裝結構的局部放大示意圖。如圖所示：本創作之光伏電池封裝結構，至少包括有：一下蓋板10、一下導電層20、一光伏層30、一上導電層40及一電極導線50。
該光伏電池封裝結構在製作時，先備有一下蓋板10，該下蓋板10為玻璃基板或塑料。該塑料為聚亞醯胺(Polyimide，PI)、聚亞醯胺與無機混合物(hybrid PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚醚碸(Polyethers Ulfone，PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalatc，PEN)或環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer，COP)，本創作係選用該下蓋板10為但不限於玻璃基板。
接著，於該下蓋板10的一側面上製作一下導電層20，該下導電層20可以經含無機導體材料蝕刻技術形成具有透明複數個下電極線路21。在本圖式中，該無機導體材料為氧化銦錫(Indium Tin Oxides，ITO)或銀膠。本創作係選用但不限於氧化銦錫ITO。
再接著，將光伏層30，製作於該下導電層20的一側面上，該光伏層30係由複數個光伏單元31組成，於該些光伏單元31設於該些下電極線路21的一側面上，使該些光伏單元31之間具有一間隙32。該些光伏單元31依序由具一電子傳遞層31a、一主動層31b及一電洞傳遞層31c堆疊結構而組成，或者依序由一電洞傳遞層31c、一主動層31b及一電子傳遞層31a堆疊的結構組成。該光伏層30為有機太陽能電池、銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池、鍗化鎘(CdTe)薄膜太陽能電池、矽（α-Si）薄膜太陽能電池、鈣鈦礦(perovskite)薄膜太陽能電池或染料敏化太陽能電池（DSSC）。在本圖式中，該光伏層30厚度為0.1μm~500μm。該光伏層30厚度為10μm~150μm。
又接著，製作一上導電層40設於該些光伏單元31的一側面上，並與該下導電層20電性連結，該上導電層40可以經含無機導體材料以蒸鍍、濺鍍或塗覆再經蝕刻技術形成具有透明複數個上電極線路41。在本圖式中，該無機導體材料為鋁或銀。
最後，製作該電極導線50，該電極導線50係為銅箔、銅線或銀膠經印刷配置於該下蓋板10的一側面上，並與該下導電層20或上導電層40電性連結。如此完成半成品的光伏電池封裝結構，將該半成品光伏電池封裝結構與電極導線50經過電性連結後完成光伏電池封裝結構的製作。
請參閱圖3、4，係為圖1的光伏電池封裝結構的半成品上封接有一封裝層及一上蓋板側剖視及係為圖3的俯視示意圖。如圖所示：接著將上述光伏電池封裝結構半成品元件塗覆封裝層70的聚醯亞胺(PIB)，以點膠機將封裝塗料塗覆於下蓋板10周邊，及電極導線50的二線端點51周邊，然後將具有二開孔61的上蓋板60放置於該封裝層70上，並以該二開孔61對準該線端點51週邊的封裝層70，以形成有一封裝區71及一貫穿孔72。在本圖式中，該封裝層70厚度可以為10μm~1000μm。在本圖式中，該封裝層70為玻璃膠、聚氨基甲酸酯(Polyurethane，PU)、乙烯-乙酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(Polyvinyl Butyral，PVB)或聚醯亞胺(Polyisobutylene，PIB)。
緊接著，於封裝層70內之封裝區71內塗覆填充層80透明材質的聚烯烴彈性體(POE)，該填充層80於電極導線50的線端點51上保持鏤空之貫穿孔72，接著再與上蓋板60，經對位後以夾具進行夾固定後至於真空加熱封裝爐內進行封裝，封裝爐內先進行抽真空使腔內氣壓低於10
-3torr，接著進行加熱，加熱溫度可以控制在100~150℃，不會破壞光伏層30材質，持續約30分鐘進行封合，然後封裝爐回溫至室溫，再破真空後取出成品之封裝光伏電池。在本圖式中，該填充層80為透明填充料，該透明填充料為聚烯烴彈性體(POE)、聚離物(ionomer)、乙烯-乙酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(Polyvinyl Butyral，PVB)。
或者將上述光伏電池封裝結構半成品元件塗覆封裝層70的玻璃膠，以點膠機將封裝塗料塗覆於下蓋板10周邊，及電極導線50的二線端點51周邊，然後將具有二開孔61的上蓋板60放置於該封裝層70上，並以該二開孔61對準該線端點51週邊的封裝層70，將蓋有上蓋板60的半成品，經對位後以夾具進行夾固定後至於真空封裝爐內進行封裝，封裝爐內先進行抽真空使腔內氣壓低於10
-3torr，然後外部以雷射方式對封裝層雷射加熱，使封裝層70固化連接上蓋板60及下蓋板10，並且同時進行抽氣，不會破壞光伏層30材質，封裝後再破真空後取出成品之光伏電池。在本圖式中，該上蓋板60為玻璃基板或塑料。該塑料為聚亞醯胺(Polyimide，PI)、聚亞醯胺與無機混合物(hybrid PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚醚碸(Polyethers Ulfone，PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalatc，PEN)或環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer，COP)。本創作係選用該上蓋板60為但不限於玻璃基板。
請參閱圖5、6，係為圖3的光伏電池封裝結構製作一導電元件貫穿上蓋板的側視及係為圖5的俯視示意圖。如圖所示：進一步本創作之光伏電池封裝結構更可以透過該上蓋板60之開孔61，可以設置一導電元件(導電柱)90，如銅端子與電極導線50的線端點51電性連接焊接，銅端子之另一端可以提供與外部的電源裝置(圖中未示)連接。
綜上，本創作之光伏電池封裝結構，將導電元件90設於該貫穿孔72中，以該導電元件90的一端與該線端點51電性連結後，該導電元件90的另一端改由該上蓋板60的開孔61表面一側輸出，充分利用封裝區71內非光伏區域的空間利用，可以利於對應配合之電路板(圖中未示)的結構配置應用需求。此外封裝區71內設置填充層80可以強化封裝區71內的結構應力，並且也有阻水阻氣的效果，對於封裝膠的選用材料可以更多元化，本創作結構提供結構安全，可靠性、耐用及耐候性佳等諸多效果。
惟以上所述僅為本創作之較佳實施例，非意欲侷限本創作的專利保護範圍，故舉凡運用本創作說明書或圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本創作的權利保護範圍內，合予陳明。
10:下蓋板
20:下導電層
21:下電極線路
30:光伏層
31:光伏單元
31a:電子傳遞層
31b:主動層
31c:電洞傳遞層
32:間隙
40:上導電層
41:上電極線路
50:電極導線
51:線端點
60:上蓋板
61:開孔
70:封裝層
71:封裝區
72:貫穿孔
80:填充層
90:導電元件
圖1，係本創作之光伏電池封裝結構半成品的側剖視示意圖；
圖2，係為圖1的光伏電池封裝結構的局部放大示意圖﹔
圖3，係為圖1的光伏電池封裝結構的半成品上封接有一封裝層及上蓋板側剖視示意圖；
圖4，係為圖3的俯視示意圖；
圖5，係為圖3的光伏電池封裝結構製作一導電元件貫穿該上蓋的側視示意圖﹔
圖6，係為圖5的俯視示意圖。
10:下蓋板
20:下導電層
21:下電極線路
30:光伏層
31:光伏單元
32:間隙
40:上導電層
41:上電極線路
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60:上蓋板
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70:封裝層
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Claims (20)
- 一種光伏電池封裝結構，包含： 一下蓋板； 一下導電層，係設於該下蓋板的一側面上，該下導電層由複數的下電極線路組成； 一光伏層，係由複數個光伏單元組成，該些光伏單元設於該些下電極線路上，使每一個該光伏單元之間形成有一間隙； 一上導電層，係由複數個上電極線路組成，該些上電極線路設於該些光伏單元的一側面上，並與該些下電極線路電性連結； 至少一電極導線，係與該下導電層或該上導電層電性連結； 一封裝層，係設於該下蓋板周邊及該電極導線的至少一線端點周邊； 一上蓋板，係設於該封裝層上，其上具有至少一開孔，並以該開孔對準該線端點週邊的該封裝層上，以形成有一封裝區及一貫穿孔； 一填充層，係設於該封裝區中。
- 如請求項1所述之光伏電池封裝結構，其中，該光伏電池封裝結構更包含有至少一導電元件，該導電元件係設於該貫穿孔中，以該導電元件的一端與該線端點電性連結，該導電元件的另一端改由該上蓋板的該開孔表面一側輸出。
- 如請求項2所述之光伏電池封裝結構，其中，該導電元件為導電柱。
- 如請求項3所述之光伏電池封裝結構，其中，該導電柱為銅端子。
- 如請求項2所述之光伏電池封裝結構，其中，該導電元件由該上蓋板的該開孔表面一側輸出與外部的電子裝置電性連結。
- 如請求項1所述之光伏電池封裝結構，其中，該上蓋板及該下蓋板為玻璃基板或塑料。
- 如請求項6所述之光伏電池封裝結構，其中，該塑料為聚亞醯胺、聚亞醯胺與無機混合物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚碸、聚萘二甲酸乙二醇酯或環烯烴聚合物。
- 如請求項1所述之光伏電池封裝結構，其中，該上導電層及該下導電層為無機導體材料。
- 如請求項8所述之光伏電池封裝結構，其中，該上導電層的無機導體材料為鋁或銀。
- 如請求項8所述之光伏電池封裝結構，其中，該下導電層無機的導體材料為氧化銦錫或銀膠。
- 如請求項1所述之光伏電池封裝結構，其中，該光伏層厚度為0.1μm~500μm。
- 如請求項11所述之光伏電池封裝結構，其中，該光伏層厚度為10μm~150μm。
- 如請求項1所述之光伏電池封裝結構，其中，該光伏層為有機太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池、鍗化鎘薄膜太陽能電池、矽薄膜太陽能電池、鈣鈦礦薄膜太陽能電池或染料敏化太陽能電池。
- 如請求項1所述之光伏電池封裝結構，其中，該些光伏單元依序由一電子傳遞層、一主動層及一電洞傳遞層堆疊而成。
- 如請求項1所述之光伏電池封裝結構，其中，該些光伏單元依序由一電洞傳遞層、一主動層及一電子傳遞層堆疊而成。
- 如請求項1所述之光伏電池封裝結構，其中，該電極導線為銅箔、銅線或銀膠。
- 如請求項1所述之光伏電池封裝結構，其中，該填充層為透明填充料。
- 如請求項17所述之光伏電池封裝結構，其中，該透明填充料為聚烯烴彈性體、聚離物、乙烯-乙酸乙烯酯或聚乙烯醇縮丁醛。
- 如請求項1所述之光伏電池封裝結構，其中，該封裝層厚度為10μm~1000μm。
- 如請求項19所述之光伏電池封裝結構，其中，該封裝層為玻璃膠、聚氨基甲酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛或聚醯亞胺。
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| TWM654707U true TWM654707U (zh) | 2024-04-21 |
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