高功率高可靠度太陽模塊的制作方法
【專利摘要】本申請案有關(guān)一種高功率高可靠度太陽模塊，特別是一種輕薄高效率長壽命的太陽模塊。為了解決傳統(tǒng)之背板結(jié)構(gòu)的老化問題，和壓花玻璃過薄或過厚造成太陽模塊之效率偏低的問題，本發(fā)明之一目的為提供一種太陽能模塊，其包含：一下層鋼化玻璃；一下層黏著層；一太陽能電池；一上層黏著層；一玻璃球?qū)?；一上層鋼化玻璃。本發(fā)明之另一目的為提供一種太陽能模塊，其包含：一下層鋼化玻璃；一下層黏著層；一太陽能電池；一上層黏著層；一上層鋼化玻璃，其中所述上層黏著層、下層黏著層或兩黏著層中摻混折射顆粒。本發(fā)明中的太陽能模塊可有效增加太陽能模塊之效率。
【專利說明】高功率高可靠度太陽模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請案有關(guān)一種高功率高可靠度太陽模塊，特別是一種輕薄高效率長壽命的太 陽模塊。

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能為目前最受歡迎的環(huán)保能源。一般而言，太陽能電池的光伏效應(yīng)將太陽能 轉(zhuǎn)換為電能。
[0003] 太陽能電池組件通常為厚度約3. 2毫米之壓花玻璃/黏著層/光電組件/黏著層 /太陽能背板所組成之多層結(jié)構(gòu)，再加上由鉛、鍛鋒鋼板、木材或合成材料(例如聚己帰、聚 丙帰、己帰丙帰橡膠等）制得的外框、接線盒、導(dǎo)線、蓄電池等周邊構(gòu)件組合而成。
[0004] 其中所述太陽能電池組件所采用之玻璃需要鋼化，來增加強度和耐用性，而玻璃 壓花可使入射之太陽光產(chǎn)生光散射，W用來增加太陽光在模塊走的路徑，進(jìn)而增加整體太 陽模塊之效率。而太陽能背板多為聚氣己帰（例如美國杜邦公司的Tedlar蚊）之結(jié)構(gòu)。在 陽光照射下，太陽能電池組件會藉由光電效應(yīng)輸出一定之工作電壓及工作電流。
[0005] 然而，傳統(tǒng)之背板結(jié)構(gòu)有老化問題，造成太陽模塊難W達(dá)成使用壽命20年之基本 要求；若改用厚度約3. 2毫米之壓花玻璃取代原先之傳統(tǒng)之背板結(jié)構(gòu)，則又可能造成太陽 模塊過厚；然若單純采用2毫米之鋼化玻璃，則又因玻璃厚度過薄，現(xiàn)行并無制造對應(yīng)該等 薄玻璃之壓花技術(shù)，則又會造成太陽模塊之效率偏低。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本申請案即提供一種高效率高可靠度太陽模塊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明之一目的為提供一種太陽能模塊，其包含：
[000引一下層鋼化玻璃；
[0009] -下層黏著層，其位于所述下層鋼化玻璃之上；
[0010] 一太陽能電池，其位于所述下層黏著層之上；
[0011] 一上層黏著層，其位于所述太陽能電池之上；
[0012] 一玻璃球?qū)?，該玻璃球?qū)酉滴挥谒錾蠈羽ぶ鴮印⑾聦羽ぶ鴮踊騼绅ぶ鴮又希?br> [0013] 一上層鋼化玻璃，其中所述鋼化玻璃之厚度介于約0. 5毫米（mm)至約2. 5毫米之 間。
[0014] 本發(fā)明之另一目的為提供一種太陽能模塊，其包含：
[0015] 一下層鋼化玻璃；
[0016] 一下層黏著層，其位于所述下層鋼化玻璃之上；
[0017] 一太陽能電池，其位于所述下層黏著層之上；
[0018] 一上層黏著層，其位于所述太陽能電池之上；
[0019] 一上層鋼化玻璃，其中所述鋼化玻璃之厚度介于0. 5毫米至2. 5毫米之間，其中所 述上層黏著層、下層黏著層或兩黏著層中慘混折射顆粒，其中所述折射顆粒之光學(xué)折射系 數(shù)在1. 3至2. 5之范圍中，且其粒徑大小介于0. 01至60微米（y m)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1A為本發(fā)明一實施態(tài)樣之太陽能模塊之剖面示意圖。
[0021] 圖1B為本發(fā)明一實施態(tài)樣之太陽能模塊之剖面示意圖。
[0022] 圖1C為本發(fā)明一實施態(tài)樣之太陽能模塊之剖面示意圖。
[0023] 圖1D為本發(fā)明一實施態(tài)樣之太陽能模塊之剖面示意圖。
[0024] 圖2A為本發(fā)明另一實施態(tài)樣之太陽能模塊之剖面示意圖。
[00巧]圖2B為本發(fā)明另一實施態(tài)樣之太陽能模塊之剖面示意圖。
[0026] 圖2C為本發(fā)明另一實施態(tài)樣之太陽能模塊之剖面示意圖。
[0027] 圖2D為本發(fā)明另一實施態(tài)樣之太陽能模塊之剖面示意圖。

【具體實施方式】
[0028] 于本文中，除非特別限定，單數(shù)形之用語(例如「一」）亦包括其復(fù)數(shù)形。本文中任 何及所有實施例及例示性用語（如「例如」）目的僅為了更加突顯本發(fā)明，并非針對本發(fā)明 的范圍構(gòu)成限制，本案說明書中的用語不應(yīng)被視為暗示任何未請求的組件可構(gòu)成實施本發(fā) 明時的必要組件。
[0029] 本發(fā)明之一目的為提供一種太陽能模塊，其包含：
[0030] 一下層鋼化玻璃；
[0031] 一下層黏著層，其位于所述下層鋼化玻璃之上；
[0032] 一太陽能電池，其位于所述下層黏著層之上；
[0033] -上層黏著層，其位于所述太陽能電池之上；
[0034] -玻璃球?qū)?，該玻璃球?qū)酉滴挥谒錾蠈羽ぶ鴮?、下層黏著層或兩黏著層之上?[00巧]一上層鋼化玻璃，其中所述鋼化玻璃之厚度介于約0. 5毫米至約2. 5毫米之間。本 發(fā)明之另一目的為提供一種太陽能模塊，其包含：
[0036] -下層鋼化玻璃；
[0037] -下層黏著層，其位于所述下層鋼化玻璃之上；
[0038] -太陽能電池，其位于所述下層黏著層之上；
[0039] -上層黏著層，其位于所述太陽能電池之上；
[0040] -上層鋼化玻璃，其中所述鋼化玻璃之厚度介于0. 5毫米至2. 5毫米之間，其中所 述上層黏著層、下層黏著層或兩黏著層中慘混折射顆粒，其中所述折射顆粒之光學(xué)折射系 數(shù)在1.3至2. 5之范圍中，且其粒徑大小介于0.01至60微米間。
[0041] W下針對本發(fā)明之太陽能模塊之各部分及技術(shù)特征做進(jìn)一步的說明。
[0042] 本發(fā)明的太陽能電池模塊所使用的黏著層材料主要是用W固定太陽能電池的光 電組件并對其提供物理上的保護，例如抗沖擊及防止水氣進(jìn)入等。本發(fā)明之太陽能電池組 件中的黏著層可使用任何公知的材料，包括聚己帰醋酸己帰醋（Et的lene Vin^ Acetate ; EVA)、聚己帰醇縮了酵（Polyvin5d Butyral ;PVB)、娃膠，及薄膜離子型聚合物，如Dupont PV5400,其中目前聚己帰醋酸己帰醋（Eth^ene Vin^ Acetate ;EVA)為使用最為廣泛的 太陽能電池板黏著層材料。EVA為一種熱固性樹脂，其固化后具有高透光、耐熱、耐低溫、抗 濕、耐候等特性，且其與金屬、玻璃及塑料均有良好的接著性，又具有一定的彈性、耐沖擊性 及熱傳導(dǎo)性，因此為理想的太陽能電池黏著層材料。
[0043] 本發(fā)明的太陽能電池模塊中的太陽能電池并無特別限制，可為各種形式的太陽能 電池，例如娃晶太陽能電池、薄膜太陽能電池、染料光敏化太陽能電池等。
[0044] 本發(fā)明中的鋼化玻璃可使用一種新型式的物理鋼化玻璃，其可藉由氣動加熱及冷 卻之處理程序制得。詳言之，此種物理鋼化玻璃可在約60(TC至約75CTC，較佳為63(TC至約 70(TC的氣動加熱鋼化爐(例如李賽克公司（Li沈C)生產(chǎn)的平板鋼化爐（f la化ed tempering 化rnace)中加熱，再經(jīng)由例如空氣噴嘴使其急速冷卻而制得。本文中，術(shù)語「氣動加熱」是 指物體與空氣或其它氣體作高速相對運動時所產(chǎn)生的高溫氣體對物體的傳熱過程。由于W 氣動加熱方式鋼化玻璃時，玻璃與鋼化爐不直接接觸，因此不會造成玻璃的變形，而能適用 較薄的玻璃。更詳細(xì)的物理鋼化玻璃的制法可參考中國專利第201110198526. 1號申請案 的內(nèi)容。適用于本發(fā)明之鋼化玻璃為透明超薄鋼化玻璃，其厚度介于0. 5毫米至2. 5毫米。 適用于本發(fā)明之物理鋼化玻璃其具有約120Mpa至約300Mpa、優(yōu)選約150M化至約250M化的 抗壓強度，約120Mpa至約300Mpa、優(yōu)選約150MPa至約250MPa的抗彎強度及約90Mpa至約 ISOMpa、優(yōu)選約lOOMPa至約150MPa的抗拉強度。
[0045] 適用于本發(fā)明之玻璃球?qū)又胁Ａ蛑椒植挤秶鸀?. 01微米至20微米之間。 其中所述玻璃球在黏著層中之含量為0. 01%至0. 1%之間，若所述玻璃球在黏著層中含量低 于0. 01%，難W提升光散射率，若含量高于0. 1%，則亦可能造成散射過度，光散射率不升反 降之情況產(chǎn)生。
[0046] 適用于本發(fā)明之折射顆粒為具有光學(xué)折射系數(shù)在1. 3至2. 5范圍中，具有粒徑大 小為0. 01至60微米之間的顆粒。所述折射顆粒之材質(zhì)為選自M化、Si〇2、Ti〇2、化0、及其 組合。
[0047] 如圖1A所示，在本發(fā)明的一個具體實施例中，箭頭為照明光射出方向，101為上層 鋼化玻璃、102為上層黏著層、103為太陽能電池、104為下層黏著層、105為下層鋼化玻璃、 106為玻璃球?qū)樱渲兴鲣摶Ａе穸冉橛诩s0. 5毫米至約2. 5毫米之間。
[0048] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述黏著層為選自聚己帰醋酸己帰醋（Ethylene Vin5d Acetate;EVA)、聚己帰醇縮了酵（Polyvin5d Butyral ;PVB)、娃膠及薄膜離子型聚合 物，如Dupont PV5400之一的材料。
[0049] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述鋼化玻璃具有約120Mpa至約300Mpa、優(yōu)選約 150MPa至約250MPa的抗壓強度，約120Mpa至約300Mpa、優(yōu)選約150MPa至約250MPa的抗 彎強度及約90Mpa至約ISOMpa、優(yōu)選約lOOMPa至約150MPa的抗拉強度。
[0050] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述玻璃球?qū)又胁Ａ蛑椒植挤秶鸀?.01 微米至20微米之間。
[0051] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述玻璃球在黏著層中之含量為0. 01%至0. 1%之 間。
[005引如圖1B及1D所示，在本發(fā)明的一個具體實施例中，太陽能電池組件中的光電組件 可為雙面的光電組件，例如日本SANYO公司的HIT Double⑧，W充分利用由集光腔室反射 向回光電組件的光學(xué)能，如圖2所示，于下層黏著層104上可另覆有一玻璃球?qū)?06,。
[0053] 如圖1C及1D所示，在本發(fā)明的一個具體實施例中，當(dāng)所述玻璃球?qū)酉滴挥谒錾?層黏著層之上時，所述太陽能電池模塊更進(jìn)一步包含一頂黏著層107,其系介于所述玻璃球 層和所述上層鋼化玻璃之間，其中所述頂黏著層107為選自聚己帰醋酸己帰醋（Ethylene Vin5d Acetate;EVA)、聚己帰醇縮下酵（Polyvin5d Butyral ;PVB)、娃膠及薄膜離子型聚合 物，如Dupont PV5400之一的材料。
[0054] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述玻璃球?qū)討K混于所述黏著層中。
[0055] 如圖2A所示，在本發(fā)明的另一個具體實施例中，箭頭為照明光射出方向，201為上 層鋼化玻璃、202為上層黏著層、203為太陽能電池、204為下層黏著層、205為下層鋼化玻 璃、206為折射顆粒，其中所述鋼化玻璃之厚度介于約0. 5毫米至約2. 5毫米之間。
[0056] 在本發(fā)明的另一個具體實施例中，所述黏著層為選自聚己帰醋酸己帰醋 (Eth}dene Vin}d Acetate ;EVA)、聚己帰醇縮下酵（Polyvin}d Butyral;PVB)、娃膠及薄膜 離子型聚合物，如Dupont PV5400之一的材料。
[0057] 在本發(fā)明的另一個具體實施例中，所述鋼化玻璃具有約120Mpa至約300Mpa、優(yōu)選 約150MPa至約250MPa的抗壓強度，約120Mpa至約300Mpa、優(yōu)選約150MPa至約250MPa的 抗彎強度及約90Mpa至約ISOMpa、優(yōu)選約lOOMPa至約150MPa的抗拉強度。
[0058] 在本發(fā)明的另一個具體實施例中，所述折射顆粒為具有光學(xué)折射系數(shù)在1.3至 2. 5范圍中。
[0059] 在本發(fā)明的另一個具體實施例中，所述折射顆粒粒徑大小為0. 01至60微米之間。
[0060] 在本發(fā)明的另一個具體實施例中，所述折射顆粒在黏著層中之含量為0.01%至 0. 1%之間。
[0061] 在本發(fā)明的另一個具體實施例中，所述折射顆粒之材質(zhì)為選自MgFa、Si化、Ti化、 化0、及其組合。
[0062] 如圖2B及2D所示，在本發(fā)明的一個具體實施例中，太陽能電池組件中的光電組件 可為雙面的光電組件，例如日本SANYO公司的HIT Double⑥，W充分利用由集光腔室反射 向回光電組件的光學(xué)能，于下層黏著層204上可另覆有一折射顆粒層206。
[0063] 如圖2C及2D所示，在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述太陽能電池模塊更進(jìn) 一步包含一頂黏著層107,其系介于所述玻璃球?qū)雍退錾蠈愉摶Ａеg，其中所述頂 黏著層107為選自聚己帰醋酸己帰醋（Eth^ene Vin^ Acetate ;EVA)、聚己帰醇縮了酵 (Polyvin}d Butyral;PVB)、娃膠及薄膜離子型聚合物，如Dupont PV5400之一的材料。
[0064] 連施例
[0065] W下實施例將對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，并非用W限制本發(fā)明的范圍，任何所屬 領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不違背本發(fā)明的精神下所獲得的改變和變化，均屬于本發(fā)明的范圍。
[0066] 實例1;太陽能模塊A1
[0067] 其架構(gòu)為；2毫米之鋼化玻璃/玻璃球?qū)?0. 2毫米之聚己帰醋酸己帰醋/0. 2毫 米之60 -系列太陽能電池（60個聯(lián)景17. 4%效率的太陽能電池）/0. 2毫米之聚己帰醋酸 己帰醋/2毫米之鋼化玻璃
[0068] 實例2;太陽能模塊A2
[0069] 其架構(gòu)為；2毫米之鋼化玻璃/0. 4毫米之聚己帰醋酸己帰醋及玻璃球/0. 2毫米 之60 -系列太陽能電池（60個聯(lián)景17. 4%效率的太陽能電池）/0. 2毫米之聚己帰醋酸己 帰醋/2毫米之鋼化玻璃
[0070] 參考實例1 ;太陽能模塊A3
[0071] 其架構(gòu)為；2毫米之鋼化玻璃/0. 2毫米之聚己帰醋酸己帰醋/0. 2毫米之60 -系 列太陽能電池（60個聯(lián)景17. 4%效率的太陽能電池）/0. 2毫米之聚己帰醋酸己帰醋/2毫 米之鋼化玻璃
[0072] 其中太陽能模塊A1和A2中的玻璃球的材料為Si〇2,形狀接近圓形，粒徑在 0. 01?60um之間，所述玻璃球跟聚己帰醋酸己帰醋的重量比濃度為0. 2wt%
[007引經(jīng)模塊效率量測后利用化san sum simulator3C的太陽光仿真器量測功率，沒有 加玻璃球的參考實例1之太陽能模塊A3效率為235W，而加入玻璃球?qū)拥奶柲苣KA1效 率為240W，太陽能模塊A2效率為239. 5W。
[0074] 從實驗結(jié)果得知，添加玻璃球?qū)又柲苣K，可有效增加太陽能模塊之效率。
【權(quán)利要求】
1. 一種太陽能模塊，其包含： 一下層鋼化玻璃； 一下層黏著層，其位于所述下層鋼化玻璃之上； 一太陽能電池，其位于所述下層黏著層之上； 一上層黏著層，其位于所述太陽能電池之上； 一玻璃球?qū)?，該玻璃球?qū)酉滴挥谒錾蠈羽ぶ鴮印⑾聦羽ぶ鴮踊騼绅ぶ鴮又希? 一上層鋼化玻璃， 其中所述鋼化玻璃之厚度介于約0. 5毫米至約2. 5毫米之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能模塊，其中所述黏著層為選自聚己帰醋酸己帰醋 (ethパeneVinパAcetate,EVA)、聚己帰醇縮了酵（PolyvinパButyral;PVB)、娃膠，及薄 膜離子型聚合物，如Dupont PV5400之一的材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能模塊，其中所述鋼化玻璃具有約120MPa至約SOOMPa 的抗壓強度、約120MPa至約300MPa的抗彎強度及約90MPa至約ISOMPa的抗拉強度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能模塊，其中所述玻璃球?qū)又胁Ａ蛑椒植挤秶鸀?0.01微米至60微米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能模塊，其中所述玻璃球?qū)又胁Ａ蚝縒黏著層之重 量計為為0.01%至0. 1%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能模塊，其中所述玻璃球?qū)討K混于所述黏著層中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的太陽能模塊，其中當(dāng)所述玻璃球?qū)酉滴挥谒?上層黏著層之上時，其更進(jìn)一步包含一頂粘著層，所述頂粘著層介于所述玻璃球?qū)雍退?上層鋼化玻璃間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能模塊，其中所述頂粘著層為選自聚己帰醋酸己帰醋 (eth}dene Vin}d Acetate,EVA)、聚己帰醇縮下酵（Polyvinyl Butyral;PVB)、娃膠，及薄 膜離子型聚合物，如Dupont PV5400之一的材料。
9. 一種太陽能模塊，其包含： 一下層鋼化玻璃； 一下層黏著層，其位于所述下層鋼化玻璃之上； 一太陽能電池，其位于所述下層黏著層之上； 一上層黏著層，其位于所述太陽能電池之上； 一上層鋼化玻璃，其中所述鋼化玻璃之厚度介于0. 5毫米至約2. 5毫米之間， 其中所述上層黏著層、下層黏著層或兩黏著層中慘混折射顆粒，其中所述折射顆粒之 光學(xué)折射系數(shù)在1. 3至2. 5之范圍中，且其粒徑大小介于0. 01微米至60微米間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能模塊，其中所述黏著層為選自聚己帰醋酸己帰醋 (ethパeneVinパAcetate,EVA)、、聚己帰醇縮下酵（PolyvinパButyral;PVB)、娃膠，及薄 膜離子型聚合物，如Dupont PV5400之一的材料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能模塊，其中所述物理鋼化玻璃具有約120MPa至約 SOOMPa的抗壓強度、約120MPa至約300MPa的抗彎強度及約90MPa至約ISOMPa的抗拉強 度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的太陽能模塊，其中所述折射顆粒之材質(zhì)為選 自 M評2、Si〇2、SiNx、Ti〇2、ZnO 及其組合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的太陽能模塊，其更進(jìn)一步包含一頂粘著層，所 述頂粘著層介于所述折射顆粒和所述上層鋼化玻璃間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的太陽能模塊，其中所述下層粘著層和所述下 層鋼化玻璃間慘混折射顆粒，其中所述折射顆粒之光學(xué)折射系數(shù)在1. 3至2. 5之范圍中， 且其粒徑大小介于0. 01微米至60微米間，且其中所述折射顆粒之材質(zhì)為選自MgFs、Si化、 SiNx、Ti〇2、ZnO 及其組合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的太陽能模塊，其中所述折射顆粒之含量W黏 著層之重量計為0. 01%至0. 1%。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的太陽能模塊，其中所述折射顆粒之含量W黏著層之重量計 為 0. 01% 至 0. 1〇/〇。
【文檔編號】H01L31/054GK104465826SQ201310430896
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】林金錫, 林金漢, 林于庭, 林俊良 申請人:常州亞瑪頓股份有限公司