太陽能電池模塊的制作方法

本發明關于一種太陽能電池模塊，尤指一種基板側邊具有缺口的太陽能電池模塊。

背景技術：

太陽能是人類可以利用的最豐富的能源，而太陽能電池模塊的制造更是業界發展的重點項目之一。傳統太陽能電池模塊是將太陽能電池夾設于前玻璃基板與背玻璃基板之間，為確保太陽能電池模塊可將太陽能電池經由照光所產生之電能輸出至外界，目前業界多于太陽能電池模塊的背玻璃基板設計開孔，使連接器(Connector)或接線盒(Junction box)可通過開孔與連接至太陽能電池的連接線連接，進而將太陽能電池所產生的電流導引至電纜，以輸出電流。然而，由于玻璃基板具有一定硬度與脆性，因此加工不易，舉例而言，在玻璃基板中鑿孔容易使玻璃基板產生裂痕，進而影響太陽能電池模塊的壽命，甚至造成破片。此外，傳統太陽能電池通過多條連接線連接連接器或接線盒，由于傳統連接器或接線盒是通過同一開孔與連接線連接，因此連接線需設計為彼此相鄰。然而，連接線必須承受太陽能電池所產生的高電流，并需彼此絕緣，因此連接線之間需設置多個具有一定厚度的絕緣層。如此，造成太陽能電池模塊設置有絕緣層之處具有較厚的厚度，在太陽能電池模塊進行壓合工藝時，容易因太陽能電池模塊的厚度不均導致玻璃基板的開孔損壞，故如何制造出一種可解決上述問題的太陽能電池模塊是目前業界的首要之務。

技術實現要素：

本發明的目的之一在于提供一種太陽能電池模塊，以解決上述問題。

為達上述目的，本發明提供一種太陽能電池模塊，包括第一基板、多個太陽能電池元件組、第一端連接線、第二端連接線以及第二基板。第一 基板包括第一側邊、第二側邊、第三側邊與第四側邊，其中第一側邊與第二側邊彼此相對設置，第三側邊與第四側邊彼此相對設置，且第三側邊與第四側邊分別連接于第一側邊與第二側邊之間。太陽能電池元件組設置于第一基板上，且太陽能電池元件組以串聯方式電性連接。第一端連接線與第二端連接線設置于太陽能電池元件組與第一側邊之間的第一基板上，且第一端連接線與第二端連接線分別電性連接至串聯的太陽能電池元件組的兩端。第二基板設置于第一基板、太陽能電池元件組、第一端連接線與第二端連接線上。第二基板包括第五側邊、第六側邊、第七側邊與第八側邊。第五側邊與第六側邊彼此相對設置，第五側邊對齊第一側邊設置，且第六側邊對齊第二側邊設置，其中第五側邊包括第一缺口以及第二缺口，第一缺口暴露出第一端連接線，且第二缺口暴露出第二端連接線。第七側邊與第八側邊彼此相對設置，且第七側邊與第八側邊分別連接于第五側邊與第六側邊之間，其中第七側邊對齊第三側邊設置，第八側邊對齊第四側邊設置。

本發明的太陽能電池模塊的第二基板的側邊具有缺口，以使連接器可通過缺口與端連接線相連，因此不須于第二基板上鑿孔，故可避免在玻璃基板中鑿孔而使玻璃基板產生裂痕，進而影響太陽能電池模塊的壽命，甚至造成破片等問題。此外，因本發明的太陽能電池元件組沿著制作有缺口的第五側邊的延伸方向排列，所以連接線可將太陽能電池模塊的正極與負極分別導引至接近第三側邊與第四側邊，因此缺口可分別鄰近第三側邊與第四側邊，故彼此相鄰的連接線的數量可減少，且較不易發生短路的情形，并可減少連接線之間的絕緣層，進而降低太陽能電池模塊的厚度不均勻度，以避免太陽能電池模塊進行壓合工藝時，容易導致玻璃基板損壞的問題。

附圖說明

圖1為本發明的第一實施例的太陽能電池模塊尚未覆蓋第二基板的上視示意圖。

圖2為本發明的第一實施例的第二基板的上視示意圖。

圖3為本發明的第一實施例的太陽能電池模塊的上視示意圖。

圖4為沿圖3中A-A’剖線所繪示的剖面示意圖。 圖5為本發明的一實施例的太陽能電池的剖面示意圖。

圖6為本發明的第二實施例的太陽能電池模塊的上視示意圖。

圖7為本發明的第三實施例的太陽能電池模塊的上視示意圖。

圖8為本發明的第四實施例的太陽能電池模塊的上視示意圖。

圖9為本發明的第四實施例的太陽能電池模塊的剖面示意圖。

圖10為本發明的第五實施例的太陽能電池模塊的上視示意圖。

附圖標記說明

10、20、30、40、50 太陽能電池模塊 A1 密封材料

A2 密封材料 BE 延伸部

B1 第一連接器 B2 第二連接器

C1 第一角隅 C2 第二角隅

D1、D2、D3 二極管 DB 二極管模塊

E1 第一側邊 E2 第二側邊

E3 第三側邊 E4 第四側邊

E5 第五側邊 E6 第六側邊

E7 第七側邊 E8 第八側邊

F 框架 G 連接電極

I1 第一電極條 I2 第二電極條

I3 第三電極條 I4 第四電極條

I5 第五電極條 I6 第六電極條

I 電極條 L 連接線

L1 第一連接線 L2 第二連接線

M 太陽能電池元件組 M1 第一太陽能電池元件組

M2 第二太陽能電池元件組 M3 第三太陽能電池元件組

N1 第一缺口 N2 第二缺口

N3 第三缺口 S1 第一基板

T1 第一端連接線 S2 第二基板

T2 第二端連接線 U 太陽能電池元件

U1 第一太陽能電池元件 U2 第二太陽能電池元件

U3 第三太陽能電池元件 U4 第四太陽能電池元件

W 單晶硅基材 AM 本征非晶硅層

Wp p型非晶硅層 TCO 透明導電氧化膜

Wn n型非晶硅層

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

請參考圖1至圖4。圖1為本發明的第一實施例的太陽能電池模塊尚未覆蓋第二基板的上視示意圖，圖2為本發明的第一實施例的第二基板的上視示意圖，圖3為本發明的第一實施例的太陽能電池模塊的上視示意圖，其中圖3為觀察者由第二基板S2朝第一基板S1的方向觀看所視的太陽能電池模塊的示意圖，圖4為沿圖3中A-A’剖線所示的剖面示意圖。如圖1至圖4所示，本發明第一實施例提供一種太陽能電池模塊10，包括第一基板S1、多個太陽能電池元件組M、第一端連接線T1、第二端連接線T2以及第二基板S2。第一基板S1包括第一側邊E1、第二側邊E2、第三側邊E3與第四側邊E4，其中第一側邊E1與第二側邊E2彼此相對設置，第三側邊E3與第四側邊E4彼此相對設置，第三側邊E3與第四側邊E4分別連接于第一側邊E1與第二側邊E2之間，且第一、第二、第三與第四側邊E1、E2、E3、E4環繞第一基板S1。

此外，太陽能電池元件組M設置于第一基板S1上，且太陽能電池元件組M以串聯方式電性連接于第一端連接線T1與第二端連接線T2之間，但本發明不以此為限，而可視實際需求與設計改為并聯方式電性連接或同時搭配串聯與并聯的電性連接方式。在本實施例中，太陽能電池模塊10另包括多條連接線L，設置于第一基板S1上，用以將太陽能電池元件組M彼此串聯。舉例而言，太陽能電池元件組M的數量為3個，但本發明不以此為限，而可視實際需求更改太陽能電池元件組M的數量。如圖1與圖3所示，太陽能電池元件組M可包括第一太陽能電池元件組M1、第二太陽能電池元件組M2以及第三太陽能電池元件組M3。連接線L包括第一連接線L1與第二連接線L2，分別電性連接于第一太陽能電池元件組M1與第二太陽能電池元件組M2之間以及第二太陽能電池元件組M2與 第三太陽能電池元件組M3之間。第一太陽能電池元件組M1的一端可電性連接至第一端連接線T1，另一端電性連接至第一連接線L1；第二太陽能電池元件組M2的一端可電性連接至第一連接線L1，另一端電性連接至第二連接線L2；第三太陽能電池元件組M3的一端可電性連接至第二連接線L2，另一端電性連接至第二端連接線T2。舉例來說，第一太陽能電池元件組M1、第二太陽能電池元件組M2以及第三太陽能電池元件組M3沿著第一側邊E1的延伸方向排列，但不限于此。

在本實施例中，各太陽能電池元件組M分別包括多個太陽能電池元件U，以串聯方式彼此電性連接。舉例來說，每個太陽能電池元件組M包括4個太陽能電池元件U，但本發明不以此為限，而可視實際需求更改太陽能電池元件U的數量。并且，各太陽能電池元件組M可另包括多條電極條I以及連接電極G，用以串聯太陽能電池元件U。以第一太陽能電池元件組M1為例，第一太陽能電池元件組M1可包括第一太陽能電池元件U1、第二太陽能電池元件U2、第三太陽能電池元件U3與第四太陽能電池元件U4。第一太陽能電池元件U1、第二太陽能電池元件U2、第三太陽能電池元件U3與第四太陽能電池元件U4的正極與負極可分別面對第二基板S2與第一基板S1設置，但不限于此，其正極與負極也可互換。電極條I可包括第一至第六電極條I1～I6。第一電極條I1設置于第一太陽能電池元件U1的正極與第二基板S2之間，并與正極連接，且第一電極條I1延伸至與第一端連接線T1連接。第二電極條I2與第一太陽能電池元件U1的負極連接，并延伸至與第二太陽能電池元件U2的正極連接。第三電極條I3與第二太陽能電池元件U2的負極連接，并延伸至連接電極G連接。連接電極G另與第四電極條I4連接，且第四電極條I4延伸至與第四太陽能電池元件U4的正極連接。第五電極條I5與第四太陽能電池元件U4的負極連接，并延伸至與第三太陽能電池元件U3的正極連接。第六電極條I6與第三太陽能電池元件U3的負極連接，并延伸至與第一連接線L1連接。第一至第六電極條I1～I6的數量可分別為至少一條。同樣地，第二太陽能電池元件組M2以及第三太陽能電池元件組M3可通過相同的方式分別電性連接于第一連接線L1與第二連接線L2之間以及第二連接線L2與第二端連接線T2之間，但本發明并不以此為限。此外，太陽能電池元件 U夾設于第一基板S1及第二基板S2之間，且以透明的密封材料A1，例如：乙烯-醋酸乙烯酯(EthyleneVinylAcetate，EVA)，填充第一基板S1及第二基板S2之間的空隙。

本發明的太陽能電池元件U可為任何類型的太陽能電池，例如單晶硅、多晶硅太陽能電池、背接觸太陽能電池或異質接面型太陽能電池。請參考圖5，圖5為本發明的一實施例的太陽能電池元件的剖面示意圖。如圖5所示，太陽能電池元件U可為異質接面型太陽能電池，具有本征非晶硅層(intrinsic amorphous silicon layer)AM，即無任何摻雜的非晶硅層，本征非晶硅層AM分別形成于單晶硅基材W與p型非晶硅層Wp之間以及單晶硅基材W與n型非晶硅層Wn之間，以提高接口特性。精確而言，太陽能電池元件U包括單晶硅基材W、本征非晶硅層AM、p型非晶硅層Wp、透明導電氧化膜TCO以及n型非晶硅層Wn。單晶硅基材W表面可具有高度為幾微米(μm)至幾十微米(μm)的金字塔結構(圖未示)，以用于減少光的反射率。各太陽能電池元件組M的各太陽能電池元件U間通過電極條I串聯電性連接，但本發明不以此為限，各太陽能電池元件U之間也可因設計需求改為通過并聯方式電性連接，且第一連接線L1、第二連接線L2、第一端連接線T1與第二端連接線T2分別連接第一至第六電極條I1～I6，故各太陽能電池元件組M通過第一連接線L1、第二連接線L2、第一端連接線T1與第二端連接線T2電性連接，以輸出電能。此外，單晶硅基材W下層表面的本征非晶硅層AM及n型非晶硅層Wn可作為背面場(back surface field，BSF)的結構。

請繼續參考圖1，第一端連接線T1與第二端連接線T2可設置于太陽能電池元件組M與第一、第二、第三以及第四側邊E1、E2、E3、E4其中一者之間的第一基板S1上。于本實施例中，第一端連接線T1與第二端連接線T2設置于太陽能電池元件組M與第一側邊E1之間。由于第一、第二與第三太陽能電池元件組M1、M2、M3沿著第一側邊E1的延伸方向排列，因此通過上述的連接方式，第一端連接線T1與第二端連接線T2可分別電性連接至串聯的太陽能電池元件組M的兩端，其中一端為正極，另一端為負極，進而分別作為正極端子與負極端子。

在本實施例中，太陽能電池模塊10另包括3個二極管D1、D2與D3 分別電性連接于第一端連接線T1與第一連接線L1之間、第一連接線L1與第二連接線L2之間以及第二連接線L2與第二端連接線T2之間。具體來說，二極管D1的正極連接于第一端連接線T1，二極管D1的負極則連接于第一連接線L1；二極管D2的正極連接于第一連接線L1，二極管D2的負極則連接于第二連接線L2；二極管D3的正極連接于第二連接線L2，二極管D3的負極則連接于第二端連接線T2。舉例來說，第一連接線L1、第二連接線L2、第一端連接線T1與第二端連接線T2之間的二極管D1、D2、D3為內嵌式旁路二極管(embedded bypass diode)。連接于連接線L之間的旁路二極管可在任一太陽能電池元件組M減少其輸出功率時，即出現陰影或其他原因致使任一太陽能電池元件組M減少其輸出功率時，太陽能電池模塊10仍可順利地輸出電能。因此，第一連接線L1、第二連接線L2、第一端連接線T1與第二端連接線T2通過二極管D1、D2、D3形成串聯連接，以使太陽能電池模塊10可順利地輸出電能。此外，二極管D1、D2與D3以及第一連接線L1與第二連接線L2皆設置于太陽能電池元件組M與第一側邊E1之間的第一基板S1上，但本發明不以此為限，二極管以及連接線L的數目可視太陽能電池元件組M的數量而增減，舉例來說，當太陽能電池元件組M增加為4組時，則連接線L的數量將相應的增加為5條，以串聯各個太陽能電池元件組M，且二極管的數量也會相應的增加為4個，以電性連接各個連接線L。

如圖2與圖3所示，第二基板S2設置于第一基板S1、太陽能電池元件組M、第一端連接線T1與第二端連接線T2上。第二基板S2包括第五側邊E5、第六側邊E6、第七側邊E7與第八側邊E8。第五側邊E5與第六側邊E6彼此相對設置，第五側邊E5對齊第一側邊E1設置，且第六側邊E6對齊第二側邊E2設置，其中第五側邊E5包括第一缺口N1以及第二缺口N2，第一缺口N1暴露出第一端連接線T1，且第二缺口N2暴露出第二端連接線T2。第七側邊E7與第八側邊E8彼此相對設置，且第七側邊E7與第八側邊E8分別連接于第五側邊E5與第六側邊E6之間，其中第七側邊E7對齊第三側邊E3設置，第八側邊E8對齊第四側邊E4設置。于本實施例中，第二基板S2覆蓋于第一基板S1、太陽能電池元件組M、二極管D1、D2、D3、第一連接線L1、第二連接線L2、第一端連接線T1與第 二端連接線T2上，第一缺口N1不接觸第七側邊E7，第二缺口N2不接觸第八側邊E8。任兩相鄰的第一端連接線T1、第一連接線L1、第二連接線L2及第二端連接線T2之間均具絕緣層，以避免產生短路問題。于本實施例中，第一基板S1與第二基板S2的材質可為塑料、玻璃、或其他適合材料，第一基板S1與第二基板S2較佳分別為玻璃材料。舉例而言，第一基板S1為受光面基板，而第二基板S2則為背光面基板，但本發明不以此為限。于變化實施例中，可視設計需求將第一基板S1與第二基板S2同時作為受光面基板，此情況太陽能電池模塊10為雙面太陽能電池(bifacial solar cell)模塊。

在本實施例中，太陽能電池模塊10可還包括第一連接器B1以及第二連接器B2，第一連接器B1與第二連接器B2皆設置于第二基板S2上，并分別通過第一缺口N1以及第二缺口N2與第一端連接線T1以及第二端連接線T2連接，以使太陽能電池模塊10中產生的電能可順利地輸出至外部。較佳而言，第一連接器B1以及第二連接器B2可覆蓋并保護被第一缺口N1暴露出的第一端連接線T1以及被第二缺口N2暴露出的第二端連接線T2。舉例來說，由于本實施例的二極管為內嵌式旁路二極管，因此本實施例的第一連接器B1與第二連接器B2中并不需額外設置旁路二極管。如此，第一連接器B1與第二連接器B2的體積可有效地被降低。并且，本實施例的第一連接器B1與第二連接器B2設置于太陽能電池模塊10的背光面，因此可與太陽能電池元件U重疊或不重疊。在變化實施例中，當太陽能電池模塊為雙面太陽能電池模塊時，第一連接器B1與第二連接器B2不與太陽能電池元件重疊，以避免會影響太陽能電池元件組M的收光效益。此外，本實施例的第一連接器B1以及第二連接器B2分別另包含一延伸部BE，用以與另一太陽能電池模塊串接或并聯，但本發明不以此為限，而可視設計需求更改連接器的形狀，例如連接器也可使用線、帶或其他形態之物實施。

值得說明的是，本實施例的太陽能電池模塊10的第二基板S2的側邊具有缺口，以使連接器可通過缺口與端連接線相連，因此不須于第二基板S2上鑿孔，故可避免在玻璃基板中鑿孔而使玻璃基板產生裂痕，進而影響太陽能電池模塊10的壽命，甚至造成破片等問題。此外，因本實施例的 太陽能電池元件組M沿著制作有缺口的第五側邊E5的延伸方向排列，所以連接線L可將太陽能電池模塊10的正極與負極分別導引至接近第三側邊E3與第四側邊E4，因此缺口可分別鄰近第三側邊E3與第四側邊E4，故彼此相鄰的連接線L的數量可減少，且較不易發生短路的情形，并可減少連接線L之間的絕緣層，進而降低太陽能電池模塊10的厚度不均勻度，以避免太陽能電池模塊10進行壓合工藝時，容易導致玻璃基板損壞的問題。

下文將依序介紹本發明的其它實施例的太陽能電池模塊，且為了便于比較各實施例的相異處并簡化說明，在下文的各實施例中使用相同的符號標注相同的元件，且主要針對各實施例的相異處進行說明，而不再對重復部分進行贅述。

請參考圖6。圖6為本發明的第二實施例的太陽能電池模塊的上視示意圖。如圖6所示，本實施例的太陽能電池模塊20與第一實施例的不同之處在于，第一基板S1包括第一角隅(corner)C1以及第二角隅C2，第一角隅C1夾置于第一側邊E1與第三側邊E3之間，第二角隅C2夾置于第一側邊E1與第四側邊E4之間，且第一缺口N1暴露出第一角隅C1且第二缺口N2暴露出第二角隅C2。在本實施例中，第一連接器B1以及第二連接器B2也分別對應設置于第一基板S1的第一角隅C1以及第二角隅C2的位置，并分別通過第一缺口N1以及第二缺口N2與第一端連接線T1以及第二端連接線T2連接，以使太陽能電池模塊20中產生的電能可順利地輸出至外部，較佳而言，第一連接器B1以及第二連接器B2可覆蓋并保護被第一缺口N1暴露出的第一端連接線T1以及被第二缺口N2暴露出的第二端連接線T2。相較于第一實施例而言，因本實施例的第二基板S2的第一缺口N1以及第二缺口N2位于第二基板S2的角落，亦即本實施例是在第二基板S2的角隅制作缺口，因此可更容易于第二基板S2上形成缺口，并降低第二基板S2損壞的可能性。

請參考圖7。圖7為本發明的第三實施例的太陽能電池模塊的上視示意圖。如圖7所示，本實施例的太陽能電池模塊30與第二實施例的不同之處在于，本實施例的太陽能電池模塊30的第二基板S2的第五側邊E5另包括第三缺口N3，第三缺口N3設置于第一缺口N1以及第二缺口N2 之間，且第三缺口N3暴露出第一連接線L1與第二連接線L2。在本實施例中，第三缺口N3更暴露出第一端連接線T1以及第二端連接線T2。此外，本實施例的太陽能電池模塊30還包括二極管模塊DB，設置于第二基板S2上，并通過第三缺口N3與第一連接線L1以及第二連接線L2電性連接。在本實施例中，二極管模塊DB還通過第三缺口N3與第一端連接線T1以及第二端連接線T2電性連接。具體來說，二極管模塊DB內可包括多個二極管連接于連接線以及端連接線之間。舉例來說，二極管模塊DB內可包括二極管D1、D2與D3，分別電性連接于第一端連接線T1與第一連接線L1之間、第一連接線L1與第二連接線L2之間以及第二連接線L2與第二端連接線T2之間。二極管D1的正極連接于第一端連接線T1，二極管D1的負極則連接于第一連接線L1；二極管D2的正極連接于第一連接線L1，二極管D2的負極則連接于第二連接線L2；二極管D3的正極連接于第二連接線L2，二極管D3的負極則連接于第二端連接線T2。進一步而言，二極管模塊DB內可包括多個旁路二極管(Bypass diode)，亦即第一連接線L1、第二連接線L2、第一端連接線T1與第二端連接線T2之間的二極管D1、D2、D3為旁路二極管(Bypass diode)。因此，第一連接線L1、第二連接線L2、第一端連接線T1與第二端連接線T2通過二極管D1、D2、D3形成串聯連接，以使太陽能電池模塊10可順利地輸出電能。

請參考圖8與圖9。圖8為本發明的第四實施例的太陽能電池模塊的上視示意圖，圖9為沿圖8中B-B’剖線所示的剖面示意圖。如圖8與圖9所示，本實施例的太陽能電池模塊40與第二實施例的不同之處在于，本實施例的太陽能電池模塊40還包括框架F，其中框架F包覆第一側邊E1與第五側邊E5、第二側邊E2與第六側邊E6、第三側邊E3與第七側邊E7以及第四側邊E4與第八側邊E8，并與第一基板S1和第二基板S2在一垂直投影方向上部分重疊。此外，框架F部分覆蓋第一缺口N1與第二缺口N2。在框架F與太陽能電池模塊40之間還包含密封材料A2以保護太陽能電池組。具體來說，本實施例與第二實施例的不同之處在于，本實施例的太陽能電池模塊40包括框架F，故可有效地增加太陽能電池模塊40整體的機械強度。此外，框架F不覆蓋第一缺口N1與第二缺口N2中的第一連接器B1以及第二連接器B2。

請參考圖10。圖10為本發明的第五實施例的太陽能電池模塊的上視示意圖。如圖10所示，本實施例的太陽能電池模塊50與第三實施例的不同之處在于，本實施例的太陽能電池模塊50包括框架F，其中框架F包覆第一側邊E1與第五側邊E5、第二側邊E2與第六側邊E6、第三側邊E3與第七側邊E7以及第四側邊E4與第八側邊E8，并與第一基板S1和第二基板S2在一垂直投影方向上部分重疊。具體來說，框架F部分覆蓋第一缺口N1與第二缺口N2，故可有效地增加太陽能電池模塊50整體的機械強度。此外，框架F不覆蓋第一缺口N1與第二缺口N2中的第一連接器B1以及第二連接器B2。

綜上所述，因本發明的太陽能電池模塊的第二基板的側邊具有缺口，以使連接器可通過缺口與端連接線相連，因此不須于第二基板上鑿孔，故可避免在玻璃基板中鑿孔而使玻璃基板產生裂痕，進而影響太陽能電池模塊的壽命，甚至造成破片等問題。此外，因本發明的太陽能電池元件組沿著制作有缺口的第五側邊的延伸方向排列，所以連接線可將太陽能電池模塊的正極與負極分別導引至接近第三側邊與第四側邊，因此缺口可分別鄰近第三側邊與第四側邊，故彼此相鄰的連接線的數量可減少，且較不易發生短路的情形，并可減少連接線之間的絕緣層，進而降低太陽能電池模塊的厚度不均勻度，以避免太陽能電池模塊進行壓合工藝時，容易導致玻璃基板損壞的問題。

以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。