專利名稱：太陽能電池封裝結構及電路設計的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電池封裝結構及電路設計，特別是涉及一種太陽能電池封裝結構及電路設計。
背景技術：
太陽能本身并無公害問題且取得容易，永不竭盡，故太陽能成為重要替代性能源之一。較常應用太陽能的太陽能電池是ー種光電轉換元件，其經由太陽光照射后，把光能轉換成電能。太陽能電池的種類繁多，諸如娃基(silicon-based)太陽能電池元件、半導體化合物(compound semiconductor)太陽能電池元件或有機(organic)太陽能電池元件、或染料敏化太陽能電池元件(dye sensitized solar cell,DSSC)。而影響太陽能電池的光電轉換效能的因素除了材料本身之外，封裝結構的可靠性也是相當重要的因素。若太陽能電池封裝結構不密閉，水氣、灰塵可能會侵入而降低太陽能電池元件得使用效能與壽命。再者，染料敏化太陽能電池的封裝結構內存有電解質，若封裝結構的可靠性不佳，則電解質可能流出而造成太陽能電池元件損壞以及生產的產率下降。圖1為ー種現有染料敏化電池封裝結構I的示意圖，其包含兩導電基板101、102相對設置。導電基板101上設有ー染料層103 ;導電基板102上設有ー催化層104。另外，導電基板101上設有ー導電層105 ;導電基板102上設有另一導電層106。染料敏化電池封裝結構I還包含ー框膠107，連結于基板101、102之間并與基板101、102形成封閉結構。框膠107還覆蓋部分 導電層105、106。在框膠107、兩導電基板101、102之間設有電解質108。為將發電的信號導出，染料敏化電池封裝結構I更包含兩導線109、110，分別與導電層105、106連接。在現有染料敏化電池封裝結構I中，導線109、110雖可將電カ導出，但由于框膠107只有局部覆蓋導線109、110，使得框膠107的結構強度減弱，甚至可能伴隨溢膠的現象。在長久使用下，染料敏化電池封裝結構I的密閉性會出現問題，如在框膠107覆蓋導線109、110之處出現裂痕，若再加上太陽照射所產生的黃化脆裂，更是雪上加霜，以致染料敏化電池封裝結構I的可靠度及使用壽命大幅降低。因此，如何提供一種太陽能電池封裝結構及電路設計，能夠解決上述問題，進而提升產品的可靠度及使用壽命，實為當前重要課題之一。
發明內容
有鑒于上述課題，本發明的目的在于提供一種能夠提升產品的可靠度及使用壽命的太陽能電池封裝結構及電路設計。為達上述目的，依據本發明的一種太陽能電池封裝結構及電路設計包含一第一導
電基板、一第二導電基板、一第一導線以及一第二導線。第二導電基板與第一導電基板相對設置。第一導線經由一第一導電通孔與第一導電基板電性連結。第二導線經由一第二導電通孔與第二導電基板電性連結。在一實施例中,第一導電通孔及第ニ導電通孔均位于第一導電基板或第二導電基板。在一實施例中，第一導電通孔位于第一導電基板，第二導電通孔位于第二導電基板。在一實施例中，第一導電基板或第二導電基板具有一透明基板。在一實施例中，太陽能電池封裝結構及電路設計更包含ー框膠，其連結第一導電基板與第二導電基板，框膠、第一導電基板及第ニ導電基板形成ー密閉空間。在一實施例中，太陽能電池封裝結構及電路設計，其中封裝結構為硅基太陽能電池元件、半導體化合物太陽能電池元件、有機太陽能電池元件或染料敏化太陽能電池元件。在一實施例中，太陽能電池封裝結構及電路設計還包含一第一導電層，其設置于第一導電基板，第一導電通孔通過第一導電層與第一導電基板電連接。在一實施例中，太陽能電池封裝結構及電路設計還包含一第二導電層，其設置于第二導電基板，第二導電通孔通過第二導電層與第二導電基板電連接。在一實施例中，第一導線或第二導線為一印刷導線或ー實體導線。承上所述， 本發明的太陽能電池封裝結構及電路設計是通過第一導電通孔及第ニ導電通孔將第一導電基板與第二導電基板的信號導出，其中第一導電通孔與第二導電通孔可位于同一基板或是分別位于兩基板。由于本發明的太陽能電池封裝結構及電路設計不需要設置導線穿過框膠來將電カ導出，進而提升框膠的結構強度并可因此提升產品的可靠度及使用壽命。
圖1為ー種現有染料敏化電池封裝結構的示意圖；圖2為本發明第一實施例的一種太陽能電池封裝結構的剖面示意圖；圖3為本發明第二實施例的一種太陽能電池封裝結構的立體示意圖。主要元件符號說明1:染料敏化電池封裝結構101、IO2:導電基板103 :染料層104 :催化層105:導電層106:導電層107 :框膠108 電解質109、110:導線2、3 :太陽能電池封裝結構201、301 :第一導電基板202、302 :第二導電基板203、303 :染料層
204、304 :催化層205>305 :第一導電層206、306 :第二導電層207 :框膠208 電解質209、309:第一導線210、310 :第二導線211、311 :第一導電通孔212、312 :第二導電通孔213 :連結膠314 :絕緣層C1、C2:集電部
具體實施例方式
以下將參照相關附圖，說明依本發明較佳實施例的一種太陽能電池封裝結構及電路設計，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。圖2為本發明第一實施例的一種太陽能電池封裝結構及電路設計的剖面示意圖。本發明不限制太陽能電池封裝結構2的種類，可例如為硅基太陽能電池元件、半導體化合物太陽能電池元件、有機太陽能電池元件或染料敏化太陽能電池元件。于此，太陽能電池封裝結構2是以ー染料敏化太陽能電池的封裝結構為例。太陽能電池封裝結構2包含一第一導電基板201、一第二導電基板202、一第一導線209、一第二導線210、一第一導電通孔211以及一第二導電通孔212。其中，第一導電基板201與第二導電基板202相對設置,第一導電通孔211位于第一導電基板201,第二導電通孔212位于第二導電基板202，且第一導電通孔211與第二導電通孔212位于太陽能電池封裝結構2的相對ニ側，第一導線209經由第一導電通孔211與第一導電基板201電性連結，第二導線210經由第二導電通孔212與第二導電基板202電性連結。本發明不特別限制第一導電基板201與第二導電基板202的基板材質，其可例如為硅基板、陶瓷基板、金屬基板、玻璃基板或塑膠基板等。于此，太陽光線是由第一導電基板201入射,故第一導電基板201的基板為可透光,而第二導電基板202的基板則可為透光或不透光。第一導電基板201與第二導電基板202分別具有一導電層，導電層可為透光導電層或不透光導電層，其中透光導電層的材質例如可為透光導電氧化物(TCO)，例如氧化銦錫、氧化錫、或氧化鋅；或是摻雜氟的ニ氧化錫(Sn:F)，而此種具有摻雜氟的ニ氧化錫為導電層20基板又稱可為FTO基板。第一導線209或第二導線210可為ー印刷導線或ー實體導線，于此以實體的導線為例，且于第一導電通孔211與第二導電通孔212內具有導電物質(例如電鍍)或是填設導電焊料、導電柱，井分別焊接使得第一導電通孔211與第二導電通孔212，能與第一導線209或第二導線210電性連結。本實施例中，太陽能電池封裝結構2還可包含一染料層203設置于第一導電基板201上。形成染料層203前，可先將ー染料吸附層(例如ニ氧化鈦)涂布于第一導電基板201上，再設置染料，以讓ニ氧化鈦吸附染料。當吸收光時，染料層203會產生電子，而電子會傳遞至導電基板201、202上的導電層。于此，染料層203中的染料可例如包含釕(Ru)等金屬錯合物色素、或是甲基、酞菁等有機色素。另外，太陽能電池封裝結構2還可包含一第一導電層205設置于第一導電基板201上。其中，第一導電通孔211通過第一導電層205與第一導電基板201電連接。第一導電層205的一部分直接與第一導電通孔211相連結，其另一部分分別于染料層203周圍形成框部。形成第一導電層205的方式可為印刷、涂布或點膠，通過第一導電層205的設置，能夠協助電流的傳遞。于此，染料層203所產生的電流，會先傳遞至第一導電基板201上的導電層，再由導電層傳遞至第一導電層205。于此,第一導電層205以銀膠為例,其可為其他材質的導電膠，例如鋁膠或銅膠。需補充的是，在第一導電層205構成框部的部分，還可以設置玻璃膠(glass paste)于其上以形成絕緣保護，其材質可例如為含鉍氧化物，用以減少第一導電層205的框部部分的氧化，并形成電性的絕緣。另外，在第一導電層205最外圍的ー側，通常有一集電部Cl (于此以大致呈長條狀為例)，用以匯集太陽電池封裝結構2的電流，并作為電池的正極或負極，以與相鄰的太陽能電池封裝結構2或外部的控制電路電性串連或并聯。太陽能電池封裝結構2還可包含一催化層204設置于第二導電基板202上，催化層204例如鉬(Pt)或碳(C)，可促進電解質208的氧化還原。
另外，太陽能電池封裝結構2還可包含第二導電層206設置于第二導電基板202上。第二導電通孔212通過第二導電層206與第二導電基板202電連接。第二導電層206的一部分直接與第二導電通孔212相連，其另一部分分別于催化層204周圍形成框部。第ニ導電層206能夠協助電流的傳遞,并與第一導電層205 —同形成電性回路。其中，在第二導電層206最外圍的ー側，通常有一集電部C2 (于此以大致呈長條狀為例，且實質上與第一導電層205的集電部Cl平行)，用以匯集太陽電池封裝結構2的電流，并作為太陽電池封裝結構2的正極或負極，以與相鄰的太陽能電池封裝結構2或外部的控制電路電性串連或并聯。于此，第二導電層206以銀膠為例，其可為其他材質的導電膠，例如鋁膠或銅膠。需補充的是，在第二導電層206構成框部的部分，還可以設置玻璃膠于其上以形成保護層，其材質可例如為含鉍氧化物，用以減少第二導電層206的框部部分的氧化，并避免和第一導電基板201上的第一導電層205電性短路。太陽能電池封裝結構2可還包含ー框膠207，其連結第一導電基板201與第二導電基板202。第一導電基板201、第二導電基板202以及框膠207形成ー密閉空間。其中，框膠207可包含具有防水性、耐熱性的樹脂材料以延長產品的使用壽命。另外，為增加第一導電基板201與第二導電基板202的連結強度,第一導電基板201與第二導電基板202之間還設有一連結膠213。于此，以連結膠213設置于第一導電層206與第二導電層206之間，以連結第一導電基板201與第二導電基板202。另外,框膠207與連結膠213的材質可為相同，例如均為熱熔膠或是UV膠或環氧樹脂。另外，太陽能電池封裝結構2可還包含一電解質208，其充填于密閉空間內。經照光后，染料層203中的染料分子形成激發態,并迅速向第一導電基板201或第一導電層205注入電子，同時自身轉化為染料氧化態，處于氧化態的染料分子則由電解質208溶液取得電子而回到基態，而使得染料分子再生。另外，電解質溶液中的電解質208提供電子以后，則擴散到第二導電基板202或第二導電層206，重新得到電子而還原。從而，完成ー個光電化學反應循環。圖3為本發明第二實施例的一種太陽能電池封裝結構及電路設計3的立體示意圖。請參照圖3所示，以說明本發明第二實施例的太陽能電池封裝結構3。太陽能電池封裝結構3包含一第一導電基板301、一第二導電基板302、一第一導線309、一第二導線310、ー框膠(圖未顯示)、一電解質(圖未顯示)、一第一導電通孔311、一第二導電通孔
312、一第一導電層305、一第二導電層306、一染料層303及一催化層304。由于第一導電基板301、第二導電基板302、第一導線309、第二導線310、框膠、電解質、染料層303以及催化層304與第一實施例的對應元件類同，故于此不再贅述。與上述實施例主要不同在于，太陽能電池封裝結構3的第一導電通孔311與第二導電通孔312皆位于同一基板，且均在同一側邊上，于此以第一導電通孔311與第二導電通孔312位于第二導電基板302為例，且第一導電通孔311與第二導電通孔312之間有ー距離。第一導電層305第一導電通孔311連接，使得第一導線309經由第一導電通孔311與第一導電層305而與第一導電基板301電連接，以將電カ導出。第二導電層306第二導電通孔312連接，使得第二導線310經由第二導電通孔312與第二導電層306而與第二導電基板302電連接，以將電カ導出。此外，太陽能電池封裝結構3還包含一絕緣層314，由于第一導電層305與第一導電層306于投影方向有部分重疊，利用絕緣層314位于第一導電層305的集電部Cl與第二導電層306的集電部C2(附圖中部分集中部C2以繪示于第一導電基板301上為例，但其實際上可位于第二導電基板302)之間，以將二者電性隔離。綜上所述，本發明的太陽能電池封裝結構及電路設計通過第一導電通孔及第ニ導電通孔將第一導電基板與第二導電基板的信號導出，其中第一導電通孔與第二導電通孔可位于同一基板或是分別位于兩基板。由于本發明的太陽能電池封裝結構及電路設計不需要設置導線穿過框膠來將電カ導出，進而提升框膠的結構強度并可因此提升產品的可靠度及使用壽命。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明的精神與范疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含于所附的權利要求中。
權利要求
1.一種太陽能電池封裝結構及電路設計，包含第一導電基板；第二導電基板，與該第一導電基板相對設置；第一導線，經由一第一導電通孔與該第一導電基板電性連結；以及第二導線，經由一第二導電通孔與該第二導電基板電性連結。
2.如權利要求1所述的太陽能電池封裝結構及電路設計，其中該第一導電通孔及該第二導電通孔均位于該第一導電基板或該第二導電基板。
3.如權利要求1所述的太陽能電池封裝結構及電路設計，其中該第一導電通孔位于該第一導電基板，該第二導電通孔位于該第二導電基板。
4.如權利要求1所述的太陽能電池封裝結構及電路設計，其中該第一導電基板或該第二導電基板具有一透明基板。
5.如權利要求1所述的太陽能電池封裝結構及電路設計，還包含框膠，連結該第一導電基板與該第二導電基板，該框膠、該第一導電基板及該第二導電基板形成一密閉空間。
6.如權利要求1所述的太陽能電池封裝結構及電路設計，其中該封裝結構為硅基太陽能電池元件、半導體化合物太陽能電池元件或有機太陽能電池元件。
7.如權利要求1所述的太陽能電池封裝結構及電路設計，其中該封裝結構為染料敏化太陽能電池元件。
8.如權利要求1所述的太陽能電池封裝結構及電路設計，還包含第一導電層，設置于該第一導電基板，該第一導電通孔通過該第一導電層與該第一導電基板電連接。
9.如權利要求1所述的太陽能電池封裝結構及電路設計，還包含第二導電層，設置于該第二導電基板，該第二導電通孔通過該第二導電層與該第二導電基板電連接。
10.如權利要求1所述的太陽能電池封裝結構及電路設計，其中該第一導線或該第二導線為一印刷導線或一實體導線。
全文摘要
本發明公開一種太陽能電池封裝結構及電路設計，其包含一第一導電基板、一第二導電基板、一第一導線以及一第二導線。第二導電基板與第一導電基板相對設置。第一導線經由一第一導電通孔與第一導電基板電性連結。第二導線經由一第二導電通孔與第二導電基板電性連結。
文檔編號H01G9/20GK103035408SQ20111029764
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者鄧建東, 鐘光峰 申請人:造能科技有限公司