导热密封复合层及包含其的太阳能模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明关于半导体装置相关领域，特别涉及一种导热密封复合层及包含其的太阳 能模块。
【背景技术】
[0002] 现有技术的太阳能模块由上而下依序为透明基板、第一密封树脂层、光电转换元 件、第二密封树脂层及背板，其中该光电转换元件是由第一、第二密封树脂层所包覆，以避 免光电转换元件受到外界环境中水气的影响。然而，由于现有技术的光电转换元件将太阳 光转换为电能的转换效率仅有约14至22%，剩余的能量则转换为热能或反射至外界环境 中，致使太阳能模块的工作温度不当提高，而降低太阳能模块的光电转换率。为克服前述问 题，现有技术提供一种改进式太阳能模块，其是在背板相对于第二密封树脂层的一侧上设 置散热鳍片，通过在太阳能模块的叠层结构的外部设置散热鳍片提高散热面积，以试图降 低太阳能模块的工作温度。
[0003] 然而，以此方式改进太阳能模块具备下列问题：
[0004] 1需改变现有量产太阳能模块的封装制造方法，徒增制造方法上的不便利性；
[0005] 2装设散热鳍片后将增加整体太阳能模块的体积与厚度大小，而限制太阳能模块 与其他电子元件的应用性；
[0006] 3光电转换兀件的外围皆被两材料相同且低热传导系数的第一、第二密封树脂层 所包覆，致使光电转换元件所产生的热能仍无从通过第二密封树脂层及背板传导至外部的 散热鳍片，因此即便在太阳能模块的外围设置散热鳍片，也无法具体达到降低太阳能模块 的工作温度的目的。
【发明内容】
[0007] 有鉴于现有技术所面临的技术缺陷，本发明的目的在于发展另一种能有效逸散光 电转换元件所产生的热能的途径，以达到降低太阳能模块的工作温度及提升太阳能模块的 光电转换效率及发电输出量等功效。
[0008] 本发明的另一目的在于以不需额外增加太阳能模块的体积及不需改变太阳能模 块的封装制造方法的情况下，达到减缓太阳能模块的内部元件因长期处于高工作温度下所 造成的老化现象。
[0009] 为达成前述目的，本发明提供一种导热密封复合层，其包含：
[0010] 一导热树脂层，其包括一热可塑性树脂及分散于该热可塑性树脂中的多个无机粒 子，所述无机粒子相对于整体导热树脂层的含量介于10体积百分比至70体积百分比之间， 且该导热树脂层的热传导系数介于〇. 5W/mK至8W/mK之间；以及一接着树脂层，其设置于该 导热树脂层上，该接着树脂层的热传导系数介于〇. 〇5W/mK至0. 4W/mK之间；其中，该接着树 脂层的厚度相对于该接着树脂层与该导热树脂层的厚度和介于〇. 1%至10%之间，且该接着 树脂层与该导热树脂层的总热阻抗值小于0. 72°C-in2/W。
[0011] 依据本发明，通过合并控制无机粒子相对于整体导热树脂层的含量以及接着树脂 层的厚度相对于接着树脂层与该导热树脂层的厚度和等范围，能确保导热密封复合层的总 热阻抗值小于0. 72°c-in2/w。据此，将本发明的导热密封复合层应用于太阳能模块能有效 逸散散光电转换元件所产生的热能，借此减缓太阳能模块的高温老化现象、降低太阳能模 块的工作温度，同时提升太阳能模块的光电转换效率及发电输出量。
[0012] 较佳的，该接着树脂层可以热熔加工或湿式涂布加工等方法形成于导热树脂层 上。
[0013] 较佳的，所述无机粒子相对于整体导热树脂层的含量介于20体积百分比至70体 积百分比之间。
[0014] 较佳的，该导热树脂层中热可塑性树脂的热传导系数介于0. 〇5W/mK至0. 4W/mK之 间。
[0015] 较佳的，该接着树脂层与该导热树脂层的厚度和介于20微米至600微米之间。
[0016] 较佳的，在该导热密封复合层中，该导热树脂层与该接着树脂层的总热阻抗值介 于o.orc-in2/w至0. 72°C-in2/w之间。在较可实行的一实施例中，该导热密封复合层的 导热树脂层与该接着树脂层的总热阻抗值介于〇. 1°C_in2/W至0. 72°C_in2/W之间。较佳 的，该导热密封复合层具有大于1. 〇X1014Q*cm的电阻值、22kV/mm的破坏电压、小于0. 1% 的绝缘破坏电压吸水率（20°C/24小时）、小于3%的纵向收缩率（依据ASTMD1204检测方 法所测得）及小于1. 0%的横向收缩率（120°C/3分钟，依据ASTMD1204检测方法所测得） 等特性。
[0017] 此外，本发明另提供一种太阳能模块，其包含：
[0018] -透明基板；一密封树脂层，其设置于该透明基板上；一光电转换兀件，其设置于 该密封树脂层上；一如前所述的导热密封复合层，其设置于该光电转换元件及该密封树脂 层上，且该导热密封复合层的接着树脂层与该光电转换元件接触；以及一背板，其设置于该 导热密封复合层的导热树脂层上。
[0019] 较佳的，在其中一实施例中，该太阳能模块包含另一导热树脂层，该另一导热树脂 层形成于该导热密封复合层及该背板的外围并与该光电转换元件接触。据此，该太阳能模 块能通过导热密封复合层的导热树脂层及另一导热树脂层的传导路径或直接通过另一导 热树脂层的作用，将光电转换元件所产生的热能逸散至太阳能模块外，借此降低太阳能模 块的工作温度。
[0020] 较佳的，该太阳能模块包含一导热密封粘着层及一金属外框，该金属外框是通过 该导热密封粘着层贴合于该透明基板、该密封树脂层、该导热密封复合层及该背板的外围。 据此，该太阳能模块能通过导热密封复合层的导热树脂层、导热密封粘着层及金属外框的 传导路径，将光电转换元件所产生的热能逸散至太阳能模块外，借此降低太阳能模块的工 作温度。
[0021] 更佳的，该另一导热树脂层形成于该导热密封复合层与该导热密封粘着层之间以 及形成于该背板与该导热密封粘着层之间，且该另一导热树脂层是与该光电转换元件接 触。据此，该太阳能模块能通过导热密封复合层的导热树脂层、导热密封粘着层及金属外框 的传导路径或直接通过另一导热树脂层的作用，将光电转换元件所产生的热能逸散至太阳 能模块外，借此降低太阳能模块的工作温度。
[0022] 较佳的，另一导热树脂层包括一热可塑性树脂及分散于该热可塑性树脂中的多个 无机粒子，所述无机粒子相对于整体另一导热树脂层的含量介于10体积百分比至70体积 百分比之间，且该另一导热树脂层的热传导系数介于0. 5W/mK至8W/mK之间。
[0023] 更佳的，所述无机粒子相对于整体另一导热树脂层的含量介于20体积百分比至 70体积百分比之间。
[0024] 较佳的，该导热密封粘着层的热传导系数介于0. 05W/mK至0. 4W/mK之间。
[0025] 依据本发明，该接着树脂层包含一热可塑性树脂。该导热树脂层、该另一导热树 脂层及该接着树脂层中的热可塑性树脂可为聚烯烃化合物，例如：聚乙烯及丙烯共聚物、 聚丙烯及乙烯共聚物、聚乙烯离子聚合物、乙烯及乙烯乙酸乙烯酯共聚物、交联的聚乙烯 聚合物，但并非仅限于此。举例而言，该热可塑性树脂可为：乙烯丙烯酸共聚树脂、乙烯 丙三醇共聚树脂、乙烯醋酸乙烯共聚树脂（ethylene-vinylacetatecopolymerresin, EVA)、聚乙烯醇缩丁醒树脂（polyvinylbutyral，PVB)、热可塑性聚氨酯（thermoplastic polyurethane,TPU)或聚乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯（polyethylene-glycidyl methacrylate,EGMA)〇
[0026] 依据本发明，该粘着材料可为硅胶或热熔胶。
[0027] 依据本发明，该密封树脂层为光穿透率大于92%以上的树脂层，例如：乙烯丙烯 酸共聚树脂、乙烯丙三醇共聚树脂、乙烯醋酸乙烯共聚树脂（ethylene-vinylacetate copolymerresin，EVA)、聚乙烯醇缩丁 醒树脂（polyvinylbutyral，PVB)、热可塑 性聚氨酯（thermoplasticpolyurethane,TPU)或聚乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯 (polyethylene-glycidylmethacrylate,EGMA)〇
[0028] 依据本发明，该透明基板可为光穿透率大于92%以上的基板，例如：玻璃基板。
[0029] 依据本发明，该光电转换元件可为单晶硅太阳能电池晶片或多晶硅太阳能电池晶 片。
[0030] 依据本发明，该背板为具有良好耐候绝缘性的塑料背板，其材料例如：聚氟乙烯 (polyvinylfluoride，PVF)或聚对苯二甲酸乙二酯（polyethyleneterephthalate，PET)。
[0031] 较佳的，所述无机粒子的粒径小于或等于20微米；更佳的，所述无机粒子的粒径 介于1微米至20微米之间。