太阳能电池模块的制作方法

本发明关于一种太阳能电池模块，尤指一种基板侧边具有缺口的太阳能电池模块。

背景技术：

太阳能是人类可以利用的最丰富的能源，而太阳能电池模块的制造更是业界发展的重点项目之一。传统太阳能电池模块是将太阳能电池夹设于前玻璃基板与背玻璃基板之间，为确保太阳能电池模块可将太阳能电池经由照光所产生之电能输出至外界，目前业界多于太阳能电池模块的背玻璃基板设计开孔，使连接器(Connector)或接线盒(Junction box)可通过开孔与连接至太阳能电池的连接线连接，进而将太阳能电池所产生的电流导引至电缆，以输出电流。然而，由于玻璃基板具有一定硬度与脆性，因此加工不易，举例而言，在玻璃基板中凿孔容易使玻璃基板产生裂痕，进而影响太阳能电池模块的寿命，甚至造成破片。此外，传统太阳能电池通过多条连接线连接连接器或接线盒，由于传统连接器或接线盒是通过同一开孔与连接线连接，因此连接线需设计为彼此相邻。然而，连接线必须承受太阳能电池所产生的高电流，并需彼此绝缘，因此连接线之间需设置多个具有一定厚度的绝缘层。如此，造成太阳能电池模块设置有绝缘层之处具有较厚的厚度，在太阳能电池模块进行压合工艺时，容易因太阳能电池模块的厚度不均导致玻璃基板的开孔损坏，故如何制造出一种可解决上述问题的太阳能电池模块是目前业界的首要之务。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种太阳能电池模块，以解决上述问题。

为达上述目的，本发明提供一种太阳能电池模块，包括第一基板、多个太阳能电池元件组、第一端连接线、第二端连接线以及第二基板。第一 基板包括第一侧边、第二侧边、第三侧边与第四侧边，其中第一侧边与第二侧边彼此相对设置，第三侧边与第四侧边彼此相对设置，且第三侧边与第四侧边分别连接于第一侧边与第二侧边之间。太阳能电池元件组设置于第一基板上，且太阳能电池元件组以串联方式电性连接。第一端连接线与第二端连接线设置于太阳能电池元件组与第一侧边之间的第一基板上，且第一端连接线与第二端连接线分别电性连接至串联的太阳能电池元件组的两端。第二基板设置于第一基板、太阳能电池元件组、第一端连接线与第二端连接线上。第二基板包括第五侧边、第六侧边、第七侧边与第八侧边。第五侧边与第六侧边彼此相对设置，第五侧边对齐第一侧边设置，且第六侧边对齐第二侧边设置，其中第五侧边包括第一缺口以及第二缺口，第一缺口暴露出第一端连接线，且第二缺口暴露出第二端连接线。第七侧边与第八侧边彼此相对设置，且第七侧边与第八侧边分别连接于第五侧边与第六侧边之间，其中第七侧边对齐第三侧边设置，第八侧边对齐第四侧边设置。

本发明的太阳能电池模块的第二基板的侧边具有缺口，以使连接器可通过缺口与端连接线相连，因此不须于第二基板上凿孔，故可避免在玻璃基板中凿孔而使玻璃基板产生裂痕，进而影响太阳能电池模块的寿命，甚至造成破片等问题。此外，因本发明的太阳能电池元件组沿着制作有缺口的第五侧边的延伸方向排列，所以连接线可将太阳能电池模块的正极与负极分别导引至接近第三侧边与第四侧边，因此缺口可分别邻近第三侧边与第四侧边，故彼此相邻的连接线的数量可减少，且较不易发生短路的情形，并可减少连接线之间的绝缘层，进而降低太阳能电池模块的厚度不均匀度，以避免太阳能电池模块进行压合工艺时，容易导致玻璃基板损坏的问题。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的太阳能电池模块尚未覆盖第二基板的上视示意图。

图2为本发明的第一实施例的第二基板的上视示意图。

图3为本发明的第一实施例的太阳能电池模块的上视示意图。

图4为沿图3中A-A’剖线所绘示的剖面示意图。 图5为本发明的一实施例的太阳能电池的剖面示意图。

图6为本发明的第二实施例的太阳能电池模块的上视示意图。

图7为本发明的第三实施例的太阳能电池模块的上视示意图。

图8为本发明的第四实施例的太阳能电池模块的上视示意图。

图9为本发明的第四实施例的太阳能电池模块的剖面示意图。

图10为本发明的第五实施例的太阳能电池模块的上视示意图。

附图标记说明

10、20、30、40、50 太阳能电池模块 A1 密封材料

A2 密封材料 BE 延伸部

B1 第一连接器 B2 第二连接器

C1 第一角隅 C2 第二角隅

D1、D2、D3 二极管 DB 二极管模块

E1 第一侧边 E2 第二侧边

E3 第三侧边 E4 第四侧边

E5 第五侧边 E6 第六侧边

E7 第七侧边 E8 第八侧边

F 框架 G 连接电极

I1 第一电极条 I2 第二电极条

I3 第三电极条 I4 第四电极条

I5 第五电极条 I6 第六电极条

I 电极条 L 连接线

L1 第一连接线 L2 第二连接线

M 太阳能电池元件组 M1 第一太阳能电池元件组

M2 第二太阳能电池元件组 M3 第三太阳能电池元件组

N1 第一缺口 N2 第二缺口

N3 第三缺口 S1 第一基板

T1 第一端连接线 S2 第二基板

T2 第二端连接线 U 太阳能电池元件

U1 第一太阳能电池元件 U2 第二太阳能电池元件

U3 第三太阳能电池元件 U4 第四太阳能电池元件

W 单晶硅基材 AM 本征非晶硅层

Wp p型非晶硅层 TCO 透明导电氧化膜

Wn n型非晶硅层

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

请参考图1至图4。图1为本发明的第一实施例的太阳能电池模块尚未覆盖第二基板的上视示意图，图2为本发明的第一实施例的第二基板的上视示意图，图3为本发明的第一实施例的太阳能电池模块的上视示意图，其中图3为观察者由第二基板S2朝第一基板S1的方向观看所视的太阳能电池模块的示意图，图4为沿图3中A-A’剖线所示的剖面示意图。如图1至图4所示，本发明第一实施例提供一种太阳能电池模块10，包括第一基板S1、多个太阳能电池元件组M、第一端连接线T1、第二端连接线T2以及第二基板S2。第一基板S1包括第一侧边E1、第二侧边E2、第三侧边E3与第四侧边E4，其中第一侧边E1与第二侧边E2彼此相对设置，第三侧边E3与第四侧边E4彼此相对设置，第三侧边E3与第四侧边E4分别连接于第一侧边E1与第二侧边E2之间，且第一、第二、第三与第四侧边E1、E2、E3、E4环绕第一基板S1。

此外，太阳能电池元件组M设置于第一基板S1上，且太阳能电池元件组M以串联方式电性连接于第一端连接线T1与第二端连接线T2之间，但本发明不以此为限，而可视实际需求与设计改为并联方式电性连接或同时搭配串联与并联的电性连接方式。在本实施例中，太阳能电池模块10另包括多条连接线L，设置于第一基板S1上，用以将太阳能电池元件组M彼此串联。举例而言，太阳能电池元件组M的数量为3个，但本发明不以此为限，而可视实际需求更改太阳能电池元件组M的数量。如图1与图3所示，太阳能电池元件组M可包括第一太阳能电池元件组M1、第二太阳能电池元件组M2以及第三太阳能电池元件组M3。连接线L包括第一连接线L1与第二连接线L2，分别电性连接于第一太阳能电池元件组M1与第二太阳能电池元件组M2之间以及第二太阳能电池元件组M2与 第三太阳能电池元件组M3之间。第一太阳能电池元件组M1的一端可电性连接至第一端连接线T1，另一端电性连接至第一连接线L1；第二太阳能电池元件组M2的一端可电性连接至第一连接线L1，另一端电性连接至第二连接线L2；第三太阳能电池元件组M3的一端可电性连接至第二连接线L2，另一端电性连接至第二端连接线T2。举例来说，第一太阳能电池元件组M1、第二太阳能电池元件组M2以及第三太阳能电池元件组M3沿着第一侧边E1的延伸方向排列，但不限于此。

在本实施例中，各太阳能电池元件组M分别包括多个太阳能电池元件U，以串联方式彼此电性连接。举例来说，每个太阳能电池元件组M包括4个太阳能电池元件U，但本发明不以此为限，而可视实际需求更改太阳能电池元件U的数量。并且，各太阳能电池元件组M可另包括多条电极条I以及连接电极G，用以串联太阳能电池元件U。以第一太阳能电池元件组M1为例，第一太阳能电池元件组M1可包括第一太阳能电池元件U1、第二太阳能电池元件U2、第三太阳能电池元件U3与第四太阳能电池元件U4。第一太阳能电池元件U1、第二太阳能电池元件U2、第三太阳能电池元件U3与第四太阳能电池元件U4的正极与负极可分别面对第二基板S2与第一基板S1设置，但不限于此，其正极与负极也可互换。电极条I可包括第一至第六电极条I1～I6。第一电极条I1设置于第一太阳能电池元件U1的正极与第二基板S2之间，并与正极连接，且第一电极条I1延伸至与第一端连接线T1连接。第二电极条I2与第一太阳能电池元件U1的负极连接，并延伸至与第二太阳能电池元件U2的正极连接。第三电极条I3与第二太阳能电池元件U2的负极连接，并延伸至连接电极G连接。连接电极G另与第四电极条I4连接，且第四电极条I4延伸至与第四太阳能电池元件U4的正极连接。第五电极条I5与第四太阳能电池元件U4的负极连接，并延伸至与第三太阳能电池元件U3的正极连接。第六电极条I6与第三太阳能电池元件U3的负极连接，并延伸至与第一连接线L1连接。第一至第六电极条I1～I6的数量可分别为至少一条。同样地，第二太阳能电池元件组M2以及第三太阳能电池元件组M3可通过相同的方式分别电性连接于第一连接线L1与第二连接线L2之间以及第二连接线L2与第二端连接线T2之间，但本发明并不以此为限。此外，太阳能电池元件 U夹设于第一基板S1及第二基板S2之间，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之间的空隙。

本发明的太阳能电池元件U可为任何类型的太阳能电池，例如单晶硅、多晶硅太阳能电池、背接触太阳能电池或异质接面型太阳能电池。请参考图5，图5为本发明的一实施例的太阳能电池元件的剖面示意图。如图5所示，太阳能电池元件U可为异质接面型太阳能电池，具有本征非晶硅层(intrinsic amorphous silicon layer)AM，即无任何掺杂的非晶硅层，本征非晶硅层AM分别形成于单晶硅基材W与p型非晶硅层Wp之间以及单晶硅基材W与n型非晶硅层Wn之间，以提高接口特性。精确而言，太阳能电池元件U包括单晶硅基材W、本征非晶硅层AM、p型非晶硅层Wp、透明导电氧化膜TCO以及n型非晶硅层Wn。单晶硅基材W表面可具有高度为几微米(μm)至几十微米(μm)的金字塔结构(图未示)，以用于减少光的反射率。各太阳能电池元件组M的各太阳能电池元件U间通过电极条I串联电性连接，但本发明不以此为限，各太阳能电池元件U之间也可因设计需求改为通过并联方式电性连接，且第一连接线L1、第二连接线L2、第一端连接线T1与第二端连接线T2分别连接第一至第六电极条I1～I6，故各太阳能电池元件组M通过第一连接线L1、第二连接线L2、第一端连接线T1与第二端连接线T2电性连接，以输出电能。此外，单晶硅基材W下层表面的本征非晶硅层AM及n型非晶硅层Wn可作为背面场(back surface field，BSF)的结构。

请继续参考图1，第一端连接线T1与第二端连接线T2可设置于太阳能电池元件组M与第一、第二、第三以及第四侧边E1、E2、E3、E4其中一者之间的第一基板S1上。于本实施例中，第一端连接线T1与第二端连接线T2设置于太阳能电池元件组M与第一侧边E1之间。由于第一、第二与第三太阳能电池元件组M1、M2、M3沿着第一侧边E1的延伸方向排列，因此通过上述的连接方式，第一端连接线T1与第二端连接线T2可分别电性连接至串联的太阳能电池元件组M的两端，其中一端为正极，另一端为负极，进而分别作为正极端子与负极端子。

在本实施例中，太阳能电池模块10另包括3个二极管D1、D2与D3 分别电性连接于第一端连接线T1与第一连接线L1之间、第一连接线L1与第二连接线L2之间以及第二连接线L2与第二端连接线T2之间。具体来说，二极管D1的正极连接于第一端连接线T1，二极管D1的负极则连接于第一连接线L1；二极管D2的正极连接于第一连接线L1，二极管D2的负极则连接于第二连接线L2；二极管D3的正极连接于第二连接线L2，二极管D3的负极则连接于第二端连接线T2。举例来说，第一连接线L1、第二连接线L2、第一端连接线T1与第二端连接线T2之间的二极管D1、D2、D3为内嵌式旁路二极管(embedded bypass diode)。连接于连接线L之间的旁路二极管可在任一太阳能电池元件组M减少其输出功率时，即出现阴影或其他原因致使任一太阳能电池元件组M减少其输出功率时，太阳能电池模块10仍可顺利地输出电能。因此，第一连接线L1、第二连接线L2、第一端连接线T1与第二端连接线T2通过二极管D1、D2、D3形成串联连接，以使太阳能电池模块10可顺利地输出电能。此外，二极管D1、D2与D3以及第一连接线L1与第二连接线L2皆设置于太阳能电池元件组M与第一侧边E1之间的第一基板S1上，但本发明不以此为限，二极管以及连接线L的数目可视太阳能电池元件组M的数量而增减，举例来说，当太阳能电池元件组M增加为4组时，则连接线L的数量将相应的增加为5条，以串联各个太阳能电池元件组M，且二极管的数量也会相应的增加为4个，以电性连接各个连接线L。

如图2与图3所示，第二基板S2设置于第一基板S1、太阳能电池元件组M、第一端连接线T1与第二端连接线T2上。第二基板S2包括第五侧边E5、第六侧边E6、第七侧边E7与第八侧边E8。第五侧边E5与第六侧边E6彼此相对设置，第五侧边E5对齐第一侧边E1设置，且第六侧边E6对齐第二侧边E2设置，其中第五侧边E5包括第一缺口N1以及第二缺口N2，第一缺口N1暴露出第一端连接线T1，且第二缺口N2暴露出第二端连接线T2。第七侧边E7与第八侧边E8彼此相对设置，且第七侧边E7与第八侧边E8分别连接于第五侧边E5与第六侧边E6之间，其中第七侧边E7对齐第三侧边E3设置，第八侧边E8对齐第四侧边E4设置。于本实施例中，第二基板S2覆盖于第一基板S1、太阳能电池元件组M、二极管D1、D2、D3、第一连接线L1、第二连接线L2、第一端连接线T1与第 二端连接线T2上，第一缺口N1不接触第七侧边E7，第二缺口N2不接触第八侧边E8。任两相邻的第一端连接线T1、第一连接线L1、第二连接线L2及第二端连接线T2之间均具绝缘层，以避免产生短路问题。于本实施例中，第一基板S1与第二基板S2的材质可为塑料、玻璃、或其他适合材料，第一基板S1与第二基板S2较佳分别为玻璃材料。举例而言，第一基板S1为受光面基板，而第二基板S2则为背光面基板，但本发明不以此为限。于变化实施例中，可视设计需求将第一基板S1与第二基板S2同时作为受光面基板，此情况太阳能电池模块10为双面太阳能电池(bifacial solar cell)模块。

在本实施例中，太阳能电池模块10可还包括第一连接器B1以及第二连接器B2，第一连接器B1与第二连接器B2皆设置于第二基板S2上，并分别通过第一缺口N1以及第二缺口N2与第一端连接线T1以及第二端连接线T2连接，以使太阳能电池模块10中产生的电能可顺利地输出至外部。较佳而言，第一连接器B1以及第二连接器B2可覆盖并保护被第一缺口N1暴露出的第一端连接线T1以及被第二缺口N2暴露出的第二端连接线T2。举例来说，由于本实施例的二极管为内嵌式旁路二极管，因此本实施例的第一连接器B1与第二连接器B2中并不需额外设置旁路二极管。如此，第一连接器B1与第二连接器B2的体积可有效地被降低。并且，本实施例的第一连接器B1与第二连接器B2设置于太阳能电池模块10的背光面，因此可与太阳能电池元件U重叠或不重叠。在变化实施例中，当太阳能电池模块为双面太阳能电池模块时，第一连接器B1与第二连接器B2不与太阳能电池元件重叠，以避免会影响太阳能电池元件组M的收光效益。此外，本实施例的第一连接器B1以及第二连接器B2分别另包含一延伸部BE，用以与另一太阳能电池模块串接或并联，但本发明不以此为限，而可视设计需求更改连接器的形状，例如连接器也可使用线、带或其他形态之物实施。

值得说明的是，本实施例的太阳能电池模块10的第二基板S2的侧边具有缺口，以使连接器可通过缺口与端连接线相连，因此不须于第二基板S2上凿孔，故可避免在玻璃基板中凿孔而使玻璃基板产生裂痕，进而影响太阳能电池模块10的寿命，甚至造成破片等问题。此外，因本实施例的 太阳能电池元件组M沿着制作有缺口的第五侧边E5的延伸方向排列，所以连接线L可将太阳能电池模块10的正极与负极分别导引至接近第三侧边E3与第四侧边E4，因此缺口可分别邻近第三侧边E3与第四侧边E4，故彼此相邻的连接线L的数量可减少，且较不易发生短路的情形，并可减少连接线L之间的绝缘层，进而降低太阳能电池模块10的厚度不均匀度，以避免太阳能电池模块10进行压合工艺时，容易导致玻璃基板损坏的问题。

下文将依序介绍本发明的其它实施例的太阳能电池模块，且为了便于比较各实施例的相异处并简化说明，在下文的各实施例中使用相同的符号标注相同的元件，且主要针对各实施例的相异处进行说明，而不再对重复部分进行赘述。

请参考图6。图6为本发明的第二实施例的太阳能电池模块的上视示意图。如图6所示，本实施例的太阳能电池模块20与第一实施例的不同之处在于，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夹置于第一侧边E1与第三侧边E3之间，第二角隅C2夹置于第一侧边E1与第四侧边E4之间，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。在本实施例中，第一连接器B1以及第二连接器B2也分别对应设置于第一基板S1的第一角隅C1以及第二角隅C2的位置，并分别通过第一缺口N1以及第二缺口N2与第一端连接线T1以及第二端连接线T2连接，以使太阳能电池模块20中产生的电能可顺利地输出至外部，较佳而言，第一连接器B1以及第二连接器B2可覆盖并保护被第一缺口N1暴露出的第一端连接线T1以及被第二缺口N2暴露出的第二端连接线T2。相较于第一实施例而言，因本实施例的第二基板S2的第一缺口N1以及第二缺口N2位于第二基板S2的角落，亦即本实施例是在第二基板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损坏的可能性。

请参考图7。图7为本发明的第三实施例的太阳能电池模块的上视示意图。如图7所示，本实施例的太阳能电池模块30与第二实施例的不同之处在于，本实施例的太阳能电池模块30的第二基板S2的第五侧边E5另包括第三缺口N3，第三缺口N3设置于第一缺口N1以及第二缺口N2 之间，且第三缺口N3暴露出第一连接线L1与第二连接线L2。在本实施例中，第三缺口N3更暴露出第一端连接线T1以及第二端连接线T2。此外，本实施例的太阳能电池模块30还包括二极管模块DB，设置于第二基板S2上，并通过第三缺口N3与第一连接线L1以及第二连接线L2电性连接。在本实施例中，二极管模块DB还通过第三缺口N3与第一端连接线T1以及第二端连接线T2电性连接。具体来说，二极管模块DB内可包括多个二极管连接于连接线以及端连接线之间。举例来说，二极管模块DB内可包括二极管D1、D2与D3，分别电性连接于第一端连接线T1与第一连接线L1之间、第一连接线L1与第二连接线L2之间以及第二连接线L2与第二端连接线T2之间。二极管D1的正极连接于第一端连接线T1，二极管D1的负极则连接于第一连接线L1；二极管D2的正极连接于第一连接线L1，二极管D2的负极则连接于第二连接线L2；二极管D3的正极连接于第二连接线L2，二极管D3的负极则连接于第二端连接线T2。进一步而言，二极管模块DB内可包括多个旁路二极管(Bypass diode)，亦即第一连接线L1、第二连接线L2、第一端连接线T1与第二端连接线T2之间的二极管D1、D2、D3为旁路二极管(Bypass diode)。因此，第一连接线L1、第二连接线L2、第一端连接线T1与第二端连接线T2通过二极管D1、D2、D3形成串联连接，以使太阳能电池模块10可顺利地输出电能。

请参考图8与图9。图8为本发明的第四实施例的太阳能电池模块的上视示意图，图9为沿图8中B-B’剖线所示的剖面示意图。如图8与图9所示，本实施例的太阳能电池模块40与第二实施例的不同之处在于，本实施例的太阳能电池模块40还包括框架F，其中框架F包覆第一侧边E1与第五侧边E5、第二侧边E2与第六侧边E6、第三侧边E3与第七侧边E7以及第四侧边E4与第八侧边E8，并与第一基板S1和第二基板S2在一垂直投影方向上部分重叠。此外，框架F部分覆盖第一缺口N1与第二缺口N2。在框架F与太阳能电池模块40之间还包含密封材料A2以保护太阳能电池组。具体来说，本实施例与第二实施例的不同之处在于，本实施例的太阳能电池模块40包括框架F，故可有效地增加太阳能电池模块40整体的机械强度。此外，框架F不覆盖第一缺口N1与第二缺口N2中的第一连接器B1以及第二连接器B2。

请参考图10。图10为本发明的第五实施例的太阳能电池模块的上视示意图。如图10所示，本实施例的太阳能电池模块50与第三实施例的不同之处在于，本实施例的太阳能电池模块50包括框架F，其中框架F包覆第一侧边E1与第五侧边E5、第二侧边E2与第六侧边E6、第三侧边E3与第七侧边E7以及第四侧边E4与第八侧边E8，并与第一基板S1和第二基板S2在一垂直投影方向上部分重叠。具体来说，框架F部分覆盖第一缺口N1与第二缺口N2，故可有效地增加太阳能电池模块50整体的机械强度。此外，框架F不覆盖第一缺口N1与第二缺口N2中的第一连接器B1以及第二连接器B2。

综上所述，因本发明的太阳能电池模块的第二基板的侧边具有缺口，以使连接器可通过缺口与端连接线相连，因此不须于第二基板上凿孔，故可避免在玻璃基板中凿孔而使玻璃基板产生裂痕，进而影响太阳能电池模块的寿命，甚至造成破片等问题。此外，因本发明的太阳能电池元件组沿着制作有缺口的第五侧边的延伸方向排列，所以连接线可将太阳能电池模块的正极与负极分别导引至接近第三侧边与第四侧边，因此缺口可分别邻近第三侧边与第四侧边，故彼此相邻的连接线的数量可减少，且较不易发生短路的情形，并可减少连接线之间的绝缘层，进而降低太阳能电池模块的厚度不均匀度，以避免太阳能电池模块进行压合工艺时，容易导致玻璃基板损坏的问题。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。