TWI482305B - 太陽能電池模組及其製造方法、提升太陽能電池元件散熱效果的方法以及散熱增強型太陽能電池元件 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種電池模組及其製造方法、提升散熱效果的方法以及電池元件,且特別是關於一種太陽能電池模組及其製造方法、提升太陽能電池元件散熱效果的方法以及散熱增強型太陽能電池元件。
在石化能源短缺以及能源需求量與日俱增的情況下,再生能源(Renewable energy)的開發成為當今非常重要的課題之一。再生能源泛指永續且無污染的天然能源,例如太陽能、風能、水利能、潮汐能或是生質能等,其中,太陽能的利用更是近幾年來在能源開發的研究上相當重要且受歡迎的一環。
太陽能電池是一種能量轉換的光電元件(photovoltaic device),其透過太陽光的照射,將光的能量轉換成電能。太陽能電池的種類包括單晶矽、多晶矽、非晶矽、薄膜以及染料太陽能電池。以單晶矽太陽能電池為例,其是利用P型半導體當作基板,並且在基板中掺入五價的摻雜原子,例如是磷原子,以在P型基板中形成P-N接面。眾所皆知地,P-N接面具有一個內建電位,並且可以在接面處產生空乏區。當太陽光照在此具有P-N接面的P型基板上時,光子所提供的能量會把半導體中的電子激發出來,而產生電子-電洞對。電子與電洞均會受到內建電位的影響,
其中電洞會往電場的方向移動,而電子則往相反的方向移動。此時,用導線將負載(load)與太陽能電池之電極連接起來,就會有電流流過負載,這就是太陽能電池發電的原理,又稱為光伏效應(photovoltaic effect)。
由於太陽能電池不會產生污染,並且也不耗費地球資源。因此,太陽能電池日益地受眾人矚目與關切,而使得眾家廠商紛紛投入太陽能電池的市場。如此一來,若欲提升產品的競爭力,必須研發具有更佳發電效率的太陽能電池。
本發明提供一種太陽能電池模組,其具有良好的發電效率。
本發明提供一種太陽能電池模組的製造方法,其製作出具有良好的發電效率的太陽能電池模組。
本發明提供一種提升太陽能電池元件散熱效果的方法以及散熱增強型太陽能電池元件。
本發明提供一種太陽能電池模組的製造方法,其包括以下步驟。提供太陽能電池元件,其中太陽能電池元件具有受光面以及與受光面相對的非受光面。於受光面上形成第一封裝膜以及蓋板,其中第一封裝膜位於太陽能電池元件與蓋板之間。於非受光面上形成熱輻射材料層以及第二封裝膜或是形成具有熱輻射材料的封裝膜,其中於非受光面上形成熱輻射材料層的方法為網版印刷。於非受光面上
形成背板,其中第二封裝膜或是具有熱輻射材料的封裝膜位於太陽能電池元件與背板之間。
在本發明之一實施例中,前述之太陽能電池元件包括第一電極層、光電轉換層、第二電極層以及多個金屬電極,其中第一電極層與第二電極層分別位於光電轉換層相對的第一表面與第二表面上,金屬電極位於第二表面上且與第二電極層電性連接,熱輻射材料層位於第二表面上且覆蓋部分的第二電極層,並曝露出金屬電極。
在本發明之一實施例中,前述之光電轉換層是由P型摻雜層及N型摻雜層堆疊形成的PN接面結構;由P型摻雜層、本質層、N型摻雜層堆疊形成的PIN接面結構;或由PN接面結構以及PIN接面結構重複排列之串疊結構。
在本發明之一實施例中,前述之熱輻射材料層的厚度介於20微米至50微米之間。
在本發明之一實施例中,前述之熱輻射材料或熱輻射材料層的材料包括碳化矽(SiC)微粒子。
本發明另提供一種由前述之製造方法製造而成的太陽能電池模組。
本發明還提供一種提升太陽能電池元件散熱效果的方法,其包括以下步驟。提供太陽能電池元件,其中太陽能電池元件具有受光面以及與受光面相對的非受光面。於非受光面上形成包括碳化矽微粒子的熱輻射材料層。
在本發明之一實施例中,前述之於非受光面上形成熱輻射材料層的方法為網版印刷。
在本發明之一實施例中,前述之熱輻射材料層的材料更包括樹脂,且碳化矽微粒子散佈在樹脂中。
在本發明之一實施例中,前述之太陽能電池元件包括第一電極層、光電轉換層、第二電極層以及多個金屬電極。第一電極層與第二電極層分別位於光電轉換層的相對兩表面上。金屬電極與第二電極層位於光電轉換層的同一表面上,且金屬電極與第二電極層電性連接。
在本發明之一實施例中,前述之熱輻射材料層配置在第二電極層上且僅覆蓋部分的第二電極層。
在本發明之一實施例中,前述之熱輻射材料層的材料更包括封裝膜材料。碳化矽微粒子散佈在封裝膜材料中,且熱輻射材料層配置在第二電極層以及金屬電極上。
在本發明之一實施例中,前述之熱輻射材料層的厚度介於20微米至50微米之間。
本發明更提供一種由上述方法製作而成的散熱增強型太陽能電池元件。
基於上述,本發明藉由在太陽能電池元件與背板之間以網版印刷的方法形成熱輻射材料層,或是在太陽能電池元件與背板之間提供具有熱輻射材料的封裝膜,來提升太陽能電池模組的熱輻射率。如此,可有效地將太陽能電池元件的熱排出太陽能電池模組外,並降低高溫對於太陽能電池元件發電效率的干擾,進而使太陽能電池模組具有良好的發電效率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特
舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A為本發明一實施例之太陽能電池模組的製作流程圖。請參照圖1,本實施例之太陽能電池模組的製作流程包括以下步驟。首先,提供太陽能電池元件(步驟S100),其中太陽能電池元件具有受光面以及與受光面相對的非受光面。接著,於受光面上形成第一封裝膜以及蓋板(步驟S200),其中第一封裝膜位於太陽能電池元件與蓋板之間。再於非受光面上形成熱輻射材料層以及第二封裝膜或是形成具有熱輻射材料的封裝膜(步驟S300),其中於非受光面上形成熱輻射材料層的方法為網版印刷。最後,於非受光面上形成背板(步驟S400),其中第二封裝膜或是具有熱輻射材料的封裝膜位於太陽能電池元件與背板之間。
需說明的是,本實施例之太陽能電池模組的製作流程雖以圖1之實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。在其他實施例中,步驟S200、S300的順序可對調。又或者,在另一實施例中,完成步驟S100後,可先進行步驟S300、S400再進行步驟S200。
以下將舉一實施例說明太陽能電池模組的製作流程。圖2A至圖2D為本發明一實施例之太陽能電池模組的製作流程剖面示意圖。請參照圖2A,首先,提供太陽能電池元件110。太陽能電池元件110可以是矽質太陽能電池、
化合物半導體太陽能電池、染料太陽能電池或薄膜太陽能電池,其中矽質太陽能電池可包括單晶矽、多晶矽以及非晶矽太陽能電池。此外,太陽能電池元件110具有受光面SA以及非受光面SB。所述“受光面”SA是指太陽能電池元件110中之面向太陽的表面,而非受光面SB為太陽能電池元件110中相對於受光面SA的表面。
請參照圖2B,於受光面SA上形成第一封裝膜120以及蓋板130,其中第一封裝膜120位於太陽能電池元件110與蓋板130之間。第一封裝膜120的材料可以是乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(Poly Vinyl Butyral,PVB)、聚烯烴(Polyolefin)、聚氨酯(Polyurethane)、矽氧烷(Silicone)或透明高分子絕緣接著膠材。蓋板130可提升太陽能電池模組的可靠度,其中蓋板130可以是具有高透光率的基板。高透光率的基板例如為低鐵玻璃基板。
請參照圖2C,於非受光面SB上形成熱輻射材料層140以及第二封裝膜150。在本實施例中,熱輻射材料層140位於太陽能電池元件110與第二封裝膜150之間。第二封裝膜150的材料可以與第一封裝膜120的材料相同。簡言之,第二封裝膜150的材料可以是乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚烯烴、聚氨酯、矽氧烷或透明高分子絕緣接著膠材。第一封裝膜120與第二封裝膜150可將太陽能電池元件110以及熱輻射材料層140密封於蓋板130與背板(繪示於圖2D)之間,進而降低外在環境對太陽能電池
元件110以及熱輻射材料層140的干擾。
熱輻射材料層140例如是透過網版印刷的方法形成於非受光面SB上。換言之,熱輻射材料層140可藉由現有製作太陽能電池元件110的機台製作而成,而毋需額外地購置、增設其他機台。
相較於以黏貼的方式形成熱輻射材料層,本實施例是透過網版印刷的方法將熱輻射材料層140形成於非受光面SB上。如此,本實施例之熱輻射材料層140除了較不易受到氣泡或異物的滲入而影響太陽能電池模組的良率外,熱輻射材料層140與太陽能電池元件110之間的密著性還可被提升,因而降低熱輻射材料層140從太陽能電池元件110剝離的機率。換言之,本實施例透過網版印刷的方法將熱輻射材料層140形成於非受光面SB上可進一步提升太陽能電池模組的良率。
另外,相較於以黏貼的方式形成熱輻射材料層,本實施例透過網版印刷的方法形成之熱輻射材料層140在圖案調變上還可具有相對高的裕度。具體而言,本實施例之熱輻射材料層140可以不用全面性覆蓋於太陽能電池元件110之非受光面SB上,而可視實際需求調變熱輻射材料層140的圖案(即調變網板欲形成熱輻射材料層140所預留的圖案)。如此,還可減少熱輻射材料層140所需的材料用量。
在習知未設置熱輻射材料層的技術中,太陽能電池元件是藉由封裝膜將熱透過傳導的方式導出太陽能電池模組
外。而在封裝膜的熱傳導率以及熱輻射率皆不佳的情況下,太陽能電池元件將無法有效地散熱。由於太陽能電池元件的發電效率會隨著溫度的增加而降低,因此在習知的太陽能電池元件無法有效地散熱下,無法有效地提升太陽能電池模組的發電效率。
在本實施例中,熱輻射材料層140的熱輻射率大於0.8。此外,熱輻射材料層140的材料包括碳化矽微粒子,其中碳化矽微粒子的尺寸約為奈米等級,但本發明不用以限定碳化矽微粒子的尺寸。另外,本實施例之熱輻射材料層140更包括樹脂(Resin),其中碳化矽微粒子散佈在樹脂中。此技術領域中具有通常知識者當可依據實際需求來調變碳化矽微粒子與樹脂的混合比例,於此便不再贅述。
值得一提的是,所述熱輻射材料層140除了具有高熱輻射率之外,其亦具有良好的熱傳導率。因此,本實施例利用熱輻射材料層140的設置(例如是位於太陽能電池元件110與第二封裝膜150之間),可將太陽能電池元件110的熱透過輻射以及傳導的方式導出太陽能電池模組外。如此,太陽能電池元件110便可有效地散熱,並具有良好的發電效率。經實際測試,相較於習知未設置熱輻射材料層的技術,本實施例可有效地降低太陽能電池元件110的溫度約攝氏10度,並提升發電效率3%~4%。
需說明的是,太陽能電池元件110的放熱量與熱輻射材料層140之熱輻射率以及熱傳導率相關。具體而言,熱輻射率與熱輻射材料層的材料本身特性相關,而熱傳導率
與熱輻射材料層140的厚度D140呈反比。換言之,熱傳導率會隨著熱輻射材料層140之厚度D140的增加而降低。在本實施例中,熱輻射材料層140的厚度例如是介於20微米至50微米之間。
此外,太陽能電池元件110的放熱量還與熱輻射材料層140配置的位置相關。具體而言,越接近太陽能電池元件110的溫度越高。一般而言,封裝膜(例如是第二封裝膜150)之熱輻射率會低於熱輻射材料層140之熱輻射率,因此熱輻射材料層140較佳是設置於第二封裝膜150與太陽能電池元件110之間,以達到較佳的散熱效果,然而,本發明不限於此。在其他實施例中,熱輻射材料層140亦可位於第二封裝膜150遠離太陽能電池元件110的一側,意即,第二封裝膜150位於太陽能電池元件110與熱輻射材料層140之間。
請參照圖2D,於第二封裝膜150上形成背板160,其中第二封裝膜150位於太陽能電池元件110與背板160之間。在本實施例中,第二封裝膜150位於熱輻射材料層140與背板160之間。背板160的材料可包括玻璃或聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)。進一步而言,背板160可以與蓋板130同為低鐵玻璃基板或是為強化玻璃基板。在形成背板160之後,本實施例之太陽能電池模組100即初步完成。
需說明的是,上述實施方式僅用以舉例說明,而本發明並不限於此。任何所屬技術領域中具有通常知識者皆可視實際需求對太陽能電池模組100進行改良。以下將以圖
3說明本發明之太陽能電池模組的另一實施態樣。
圖3為本發明另一實施例之太陽能電池模組的剖面示意圖。請參照圖3,本實施例之太陽能電池模組200與圖2D之太陽能電池模組100具有相似的結構。兩者主要差異處在於,本實施例之太陽能電池元件110與背板160之間是配置具有熱輻射材料的封裝膜150A,其中製備封裝膜150A的方法例如是藉由將熱輻射材料(包括碳化矽微粒子)添加進前述之第二封裝膜150(繪示於圖2D)的材料中,並透過例如是攪拌的方式使碳化矽微粒子均勻地散佈於第二封裝膜150的材料中。
在本實施例中,透過具有熱輻射材料之封裝膜150A的設置,太陽能電池元件110亦可有效地散熱。簡言之,太陽能電池模組200亦可透過輻射以及傳導的方式將太陽能電池元件110的熱導出太陽能電池模組200外。如此,太陽能電池元件110便可有效地散熱,進而使太陽能電池模組200具有良好的發電效率。
以下將以圖4A及圖4B對前述之太陽能電池模組100及太陽能電池元件110做進一步的說明。圖4A為圖2D中之太陽能電池模組100的剖面示意圖。圖4B為圖4A之下視示意圖,其中為便於說明,圖4B省略繪示圖4A中的背板160。
請參照圖4A,太陽能電池模組100之太陽能電池元件110包括第一電極層10、光電轉換層20、第二電極層30以及多個金屬電極40。
第一電極層10與第二電極層30分別位於光電轉換層20相對的第一表面S1與第二表面S2上。在本實施例中,光電轉換層20例如是由P型摻雜層22及N型摻雜層24堆疊形成的PN接面結構,但本發明不限於此。在其他未繪示的實施例中,光電轉換層亦可以是由P型摻雜層、本質層、N型摻雜層堆疊形成的PIN接面結構,又或者,光電轉換層可以是由PN接面結構以及PIN接面結構重複排列之串疊結構。
此外,光電轉換層20的表面可以設計為織化(textured)表面,以提高太陽光的吸收,如圖4A中的鋸齒狀表面所示,但本發明並不限定光電轉換層20的表面需為織化表面。
形成第一電極層10、第二電極層30以及金屬電極40的方法可以是網版印刷,而第一電極層10、第二電極層30以及金屬電極40的材質可以是鋁導電膠、鋁膠或銀-鋁膠,但本發明不用以限定形成第一電極層10、第二電極層30以及金屬電極40的形成方法或是第一電極層10、第二電極層30以及金屬電極40的材質。舉例而言,在其他實施例中,第一電極層10以及第二電極層30的材質亦可為透明導電材質,其中透明導電材質例如為金屬氧化物。
另外,第一電極層10鄰近設置於前述受光面SA(參照圖3)的一側。一般而言,為減少第一電極層10遮蔽入射光的比例,第一電極層10通常是設計成具有特殊圖案的結構,其包括橫貫光電轉換層20的匯流電極12(busbar)
以及由匯流電極12延伸出多條很細的指狀(finger)電極(未繪示)。進一步而言,匯流電極12沿第一方向X延伸且沿第二方向Y排列,而指狀電極沿第二方向Y延伸且沿第一方向X排列。一般而言,匯流電極12與指狀電極垂直設置,意即,第一方向X垂直於第二方向Y,但本發明不用以限定第一方向X與第二方向Y所夾的角度以及第一電極層10的圖案。在其他實施例中,第一電極層10的圖案亦可以是格子狀、條紋狀或其他適於收集載子的圖案。
第二電極層30鄰近設置於前述非受光面SB(參照圖3)的一側。第二電極層30例如為一般所謂的後表面電場(Back Surface Field,BSF)金屬層,用以增加載子的收集以及回收未被吸收的光子。此外,金屬電極40位於第二表面S2上且與第二電極層30電性連接,以匯集第二電極層30所收集的電流。
熱輻射材料層140位於第二表面S2上且覆蓋部分的第二電極層30。此外,熱輻射材料層140至少曝露出金屬電極40。
請參照圖4A及4B,本實施例可在網版印刷時,於金屬電極40與欲形成之熱輻射材料層140之間預留一空隙G。如此一來,在後續進行焊接製程以串聯多個太陽能電池時,可降低破片的問題,並提升太陽能電池模組100的良率。此外,透過空隙G的設置,可提供製作熱輻射材料層140之網板(未繪示)與金屬電極40對位時的裕度。如此,在對位上若稍有偏差,亦不易影響太陽能電池模組100
的良率。值得一提的是,由於熱輻射材料層140的圖案可透過網版上預留的圖案來調變,因此當金屬電極40的圖案改變時,藉由改變網版上預留的圖案,即可調變熱輻射材料層140的圖案。也就是說,本實施例之太陽能電池模組100的熱輻射材料層140在圖案調變上具有相對高的裕度。
以下將針對前述之第一封裝膜120、蓋板130、第二封裝膜150以及背板160與太陽能電池元件110以及熱輻射材料層140之間的配置進行說明。
請再次參照圖4A,第一封裝膜120位於第一表面S1上且覆蓋光電轉換層20,其中第一電極層10位於第一封裝膜120與光電轉換層20之間。蓋板130位於第一封裝膜120上,且第一封裝膜120位於太陽能電池元件110與蓋板130之間。第二封裝膜150覆蓋熱輻射材料層140以及第二電極層30,且第二封裝膜150位於熱輻射材料層140與背板160之間。背板160位於第二封裝膜150上,且熱輻射材料層140位於太陽能電池元件110與背板160之間。
另外,圖5為圖3中之太陽能電池模組的剖面示意圖。請參照圖5,本實施例之太陽能電池模組200與圖4A之太陽能電池模組100具有相似的結構。兩者主要差異在於,本實施例之太陽能電池模組200將圖4A之熱輻射材料層140以及第二封裝膜150整合成一單層之具有熱輻射材料的封裝膜150A。此外,封裝膜150A是全面地覆蓋在第二電極層30以及金屬電極40上。在此種元件架構下,太陽能電池模組200亦可透過輻射以及傳導的方式將太陽
能電池元件110的熱導出太陽能電池模組200外。如此,太陽能電池元件110可有效地散熱,進而使太陽能電池模組200具有良好的發電效率。
綜上所述,本發明在太陽能電池元件與背板之間形成熱輻射材料層或是具有熱輻射材料的封裝膜,來提升太陽能電池模組的熱輻射率,以有效地將太陽能電池元件的熱排出太陽能電池模組外。如此,可降低高溫對於太陽能電池元件發電效率的干擾,進而使太陽能電池模組具有良好的發電效率。此外,透過熱輻射材料層形成於金屬電極以外的位置,在後續進行焊接製程以串聯多個太陽能電池時,可降低破片的問題,並進一步提升太陽能電池模組的良率。另外,透過網版印刷的方式於太陽能電池元件上形成熱輻射材料層,除了製程上相對簡易之外,還可提升熱輻射材料層與太陽能電池元件之間的密著性,並降低熱輻射材料層從太陽能電池元件剝離的機率。再者,由於熱輻射材料層可藉由網版之預留圖案的改變來調變其圖案,因此當金屬電極的圖案變動時,熱輻射材料層在圖案調變上相對簡易,且在圖案調變上具有相對高的裕度。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200‧‧‧太陽能電池模組
110‧‧‧太陽能電池元件
120‧‧‧第一封裝膜
130‧‧‧蓋板
140‧‧‧熱輻射材料層
150‧‧‧第二封裝膜
150A‧‧‧封裝膜
160‧‧‧背板
10‧‧‧第一電極層
12‧‧‧匯流電極
20‧‧‧光電轉換層
22‧‧‧P型摻雜層
24‧‧‧N型摻雜層
30‧‧‧第二電極層
40‧‧‧金屬電極
D140‧‧‧厚度
G‧‧‧空隙
SA‧‧‧受光面
SB‧‧‧非受光面
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
S100、S200、S300、S400‧‧‧步驟
圖1為本發明一實施例之太陽能電池模組的製作流程圖。
圖2A至圖2D為本發明一實施例之太陽能電池模組的製作流程剖面示意圖。
圖3為本發明另一實施例之太陽能電池模組的剖面示意圖。
圖4A為圖2D中之太陽能電池模組的剖面示意圖。
圖4B為圖4A之下視示意圖。
圖5為圖3中之太陽能電池模組的剖面示意圖。
100‧‧‧太陽能電池模組
110‧‧‧太陽能電池元件
120‧‧‧第一封裝膜
130‧‧‧蓋板
140‧‧‧熱輻射材料層
150‧‧‧第二封裝膜
160‧‧‧背板
10‧‧‧第一電極層
12‧‧‧匯流電極
20‧‧‧光電轉換層
22‧‧‧P型摻雜層
24‧‧‧N型摻雜層
30‧‧‧第二電極層
40‧‧‧多個金屬電極
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
Claims (21)
- 一種太陽能電池模組的製造方法,包括:提供一太陽能電池元件,該太陽能電池元件具有一受光面以及與該受光面相對的一非受光面;於該受光面上形成一第一封裝膜以及一蓋板,其中該第一封裝膜位於該太陽能電池元件與該蓋板之間;於該非受光面上形成一熱輻射材料層以及一第二封裝膜或是形成一具有熱輻射材料的封裝膜,其中於該非受光面上形成該熱輻射材料層的方法為網版印刷;以及於該非受光面上形成一背板,其中該第二封裝膜或是該具有熱輻射材料的封裝膜位於該太陽能電池元件與該背板之間,其中該熱輻射材料或該熱輻射材料層的材料包括碳化矽微粒子。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池模組的製造方法,其中該太陽能電池元件包括一第一電極層、一光電轉換層、一第二電極層以及多個金屬電極,其中該第一電極層與該第二電極層分別位於該光電轉換層相對的第一表面與第二表面上,該些金屬電極位於該第二表面上且與該第二電極層電性連接,該熱輻射材料層位於該第二表面上且覆蓋部分的該第二電極層,並曝露出該些金屬電極。
- 如申請專利範圍第2項所述之太陽能電池模組的製造方法,其中該光電轉換層是由P型摻雜層及N型摻雜層堆疊形成的PN接面結構;由P型摻雜層、本質層、N型摻雜層堆疊形成的PIN接面結構;或由PN接面結構以及 PIN接面結構重複排列之串疊結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池模組的製造方法,其中該熱輻射材料層的厚度介於20微米至50微米之間。
- 一種太陽能電池模組,包括:一太陽能電池元件,包括一第一電極層、一光電轉換層、一第二電極層以及多個金屬電極,其中該第一電極層與該第二電極層分別位於該光電轉換層相對的一第一表面與一第二表面上,該些金屬電極位於該第二表面上且與該第二電極層電性連接;一第一封裝膜,位於該第一表面上且覆蓋該光電轉換層,其中該第一電極層位於該第一封裝膜與該光電轉換層之間;一蓋板,其中該第一封裝膜位於該太陽能電池元件與該蓋板之間;一熱輻射材料層或是具有熱輻射材料的封裝膜,位於該第二表面上且覆蓋部分的該第二電極層,該熱輻射材料層至少曝露出該些金屬電極;以及一背板,其中該熱輻射材料層或是該具有熱輻射材料的封裝膜位於該太陽能電池元件與該背板之間,其中該熱輻射材料或該熱輻射材料層的材料包括碳化矽微粒子。
- 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池模組,更包括:一第二封裝膜,位於該熱輻射材料層與該背板之間。
- 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池模組,其中該光電轉換層是由P型摻雜層及N型摻雜層堆疊形成的 PN接面結構;由P型摻雜層、本質層、N型摻雜層堆疊形成的PIN接面結構;或由PN接面結構以及PIN接面結構重複排列之串疊結構。
- 如申請專利範圍第5項所述之太陽能電池模組,其中該熱輻射材料層的厚度介於20微米至50微米之間。
- 一種提升太陽能電池元件散熱效果的方法,包括:提供一太陽能電池元件,該太陽能電池元件具有一受光面以及一與該受光面相對的非受光面;以及於該非受光面上形成一包括碳化矽微粒子的熱輻射材料層。
- 如申請專利範圍第9項所述之提升太陽能電池元件散熱效果的方法,其中於該非受光面上形成該熱輻射材料層的方法為網版印刷。
- 如申請專利範圍第9項所述之提升太陽能電池元件散熱效果的方法,其中該熱輻射材料層的材料更包括樹脂,且該碳化矽微粒子散佈在該樹脂中。
- 如申請專利範圍第9項所述之提升太陽能電池元件散熱效果的方法,其中該太陽能電池元件包括一第一電極層、一光電轉換層、一第二電極層以及多個金屬電極,該第一電極層與該第二電極層分別位於該光電轉換層的相對兩表面上,該些金屬電極與該第二電極層位於該光電轉換層的同一表面上,且該些金屬電極與該第二電極層電性連接。
- 如申請專利範圍第12項所述之提升太陽能電池元件散熱效果的方法,其中該熱輻射材料層配置在該第二電 極層上且僅覆蓋部分的該第二電極層。
- 如申請專利範圍第12項所述之提升太陽能電池元件散熱效果的方法,其中該熱輻射材料層的材料更包括封裝膜材料,該碳化矽微粒子散佈在該封裝膜材料中,且該熱輻射材料層配置在該第二電極層以及該些金屬電極上。
- 如申請專利範圍第9項所述之提升太陽能電池元件散熱效果的方法,其中該熱輻射材料層的厚度介於20微米至50微米之間。
- 一種散熱增強型太陽能電池元件,包括:一太陽能電池元件,具有一受光面以及一與該受光面相對的非受光面;以及一熱輻射材料層,位於該非受光面上且包括碳化矽微粒子。
- 如申請專利範圍第16項所述之散熱增強型太陽能電池元件,其中熱輻射材料層的材料更包括樹脂,且該碳化矽微粒子散佈在該樹脂中。
- 如申請專利範圍第16項所述之散熱增強型太陽能電池元件,其中該太陽能電池元件包括一第一電極層、一光電轉換層、一第二電極層以及多個金屬電極,該第一電極層與該第二電極層分別位於該光電轉換層的相對兩表面上,該些金屬電極與該第二電極層位於該光電轉換層的同一表面上,且該些金屬電極與該第二電極層電性連接。
- 如申請專利範圍第18項所述之散熱增強型太陽能電池元件,其中該熱輻射材料層配置在該第二電極層上且僅覆蓋部分的該第二電極層。
- 如申請專利範圍第18項所述之散熱增強型太陽能電池元件,其中該熱輻射材料層的材料更包括封裝膜材料,該碳化矽微粒子散佈在該封裝膜材料中,且該熱輻射材料層配置在該第二電極層以及該些金屬電極上。
- 如申請專利範圍第16項所述之散熱增強型太陽能電池元件,其中該熱輻射材料層的厚度介於20微米至50微米之間。
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|---|---|---|---|---|
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| TWI691161B (zh) * | 2018-07-24 | 2020-04-11 | 茂迪股份有限公司 | 太陽能電池模組及其組裝方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6734037B1 (en) * | 1999-10-13 | 2004-05-11 | Universität Konstanz | Method and device for producing solar cells |
| TW200941746A (en) * | 2007-11-16 | 2009-10-01 | Nanogate Advanced Materials Gmbh | Solar cell |
| TW201126735A (en) * | 2009-11-02 | 2011-08-01 | Keiwa Inc | Heat dissipation sheet for the back face of solar battery module, and solar battery module using the same |
| TW201201387A (en) * | 2010-06-24 | 2012-01-01 | Foxsemicon Integrated Tech Inc | Solar device and solar cell with same |
| TWM428501U (en) * | 2007-07-27 | 2012-05-01 | Atomic Energy Council | Heat-dissipating and packaging device for solar cell |
| TWM446974U (zh) * | 2012-09-27 | 2013-02-11 | Win Win Prec Technology Co Ltd | 太陽能電池模組 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5951786A (en) * | 1997-12-19 | 1999-09-14 | Sandia Corporation | Laminated photovoltaic modules using back-contact solar cells |
| EP1398837A1 (en) * | 2002-09-09 | 2004-03-17 | Interuniversitair Microelektronica Centrum ( Imec) | Photovoltaic device |
| US20050189015A1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-09-01 | Ajeet Rohatgi | Silicon solar cells and methods of fabrication |
| US20070295399A1 (en) * | 2005-12-16 | 2007-12-27 | Bp Corporation North America Inc. | Back-Contact Photovoltaic Cells |
| JP2009206494A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール |
| US20100043871A1 (en) * | 2008-04-14 | 2010-02-25 | Bp Corporation North America Inc. | Thermal Conducting Materials for Solar Panel Components |
| CN102623533B (zh) * | 2012-03-16 | 2014-07-23 | 友达光电股份有限公司 | 可吸收紫外光波段的太阳能模块及其制作方法 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6734037B1 (en) * | 1999-10-13 | 2004-05-11 | Universität Konstanz | Method and device for producing solar cells |
| TWM428501U (en) * | 2007-07-27 | 2012-05-01 | Atomic Energy Council | Heat-dissipating and packaging device for solar cell |
| TW200941746A (en) * | 2007-11-16 | 2009-10-01 | Nanogate Advanced Materials Gmbh | Solar cell |
| TW201126735A (en) * | 2009-11-02 | 2011-08-01 | Keiwa Inc | Heat dissipation sheet for the back face of solar battery module, and solar battery module using the same |
| TW201201387A (en) * | 2010-06-24 | 2012-01-01 | Foxsemicon Integrated Tech Inc | Solar device and solar cell with same |
| TWM446974U (zh) * | 2012-09-27 | 2013-02-11 | Win Win Prec Technology Co Ltd | 太陽能電池模組 |
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| Publication number | Publication date |
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