专利名称：光伏模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光伏模块，且特别涉及一种薄膜型光伏模块，且该薄膜型光伏模块可防止因为其他物品之间的水气侵入所造成的锈蚀。
背景技术：
光伏电池可通过光伏效应将阳光的能量转换成电力。光伏电池所组成组件可用制作光伏模块或太阳能面板。目前可供利用的光伏电池大多由块状材料(诸如结晶硅或多晶娃材料)所组成。光伏电池也可利用将薄膜层沉积在一基材层的方式加以制作。相较于块状的光伏电池，薄膜光伏电池可降低材料的需求量，藉以减少材料成本。由于具有成本低、 具弹性、重量轻以及易于整合等特性，因此，薄膜光伏电池逐渐变得越来越普及而受欢迎。此外，在现今的太阳能工业中，可靠度俨然已经成为薄膜光伏模块中备受关注的课题。在传统的薄膜光伏模块中，在湿热环境下所进行的品质管制测试中，在可证实的测试时间内，已呈现出串联电阻增加以及最大功率点(maximum power point ；PMPP)降低等性能下降的问题。造成上述性能下降的原因已明确指向前导电层中的透明导电氧化物 (transparent conducting oxide ；TC0)暴露在潮湿环境中而被锈蚀的缘故。在一种可能的透明导电氧化物锈蚀结构中，是因为在玻璃与透明导电氧化物界面暴露于周遭潮湿环境下时，所发生的钠还原反应。在另一种可能的透明导电氧化物锈蚀结构中，则是因为氟锡氧化物(fluorine tin oxide ;FT0)中的氟离子在暴露于周遭潮湿环境下时，所造成的蚀刻过程所造成的。在多种湿度环境下所进行的封装方法中，包含将密封物包裹模块框，将金属带缠绕在模块框的边缘，进行玻璃与玻璃之间的密合，以及将边缘加以密封。上述的封装方法已被发展并用以防止透明导电氧化物的锈蚀。在其他已经被利用的封装方法中，是创造一个可以让氟离子发散的阻拦物。然而， 在这些方法中，仍未彻底解决锈蚀的问题。此外，利用负极接地的方法也已被应用于解决锈蚀的问题，但此方法不能使用非转换式逆变器。因此，迄今仍有待开发出新的技术来解决上述种种问题。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的目的在于提供一种(薄膜型)光伏模块。在其中一个实施例中，光伏模块包含一基材层、一第一导电层、一主动层与一第二导电层。第一导电层形成于基材层上，并且在边界处具有一个或多个曲面弯曲的边缘。主动层至少部分形成于第一导电层。第二导电层至少部分形成于主动层，其中主动层覆盖第一导电层的一个或多个曲面弯曲的边缘，藉以使第一导电层与基材层之间的界面避免暴露于外界周遭环境。在其中另一实施例中，上述第一导电层中的各曲面弯曲的边缘具有一个倾斜外形轮廓，其倾斜外形轮廓可具有倒圆角的特征。在其中另一个实施例中，倾斜外形轮廓中的倒圆角部分具有一个半径距的弯曲率。第一导电层包含一透明导电氧化物(transparent conducting oxide ;TC0)。透明导电氧化物包含氧化铟锡(indium tin oxide ;ΙΤ0)、铟锌氧化物(indium zinc oxide ； IZO)、氧化铟锡锋(indium tin zinc oxide ;ITZ0)、氧化锋(zinc oxide ;Z0)、氧化招锡 (aluminum tin oxide ；AT0)、氧化招锋(aluminum zinc oxide ；AZ0)、氧化镉铟(cadmium indium oxide ;CI0)、氧化镉锋(cadmium znic oxide ;CZ0)、氧化嫁锋(gallium zinc oxide ；GZ0)或氧化氟锡(fluorine tin oxide ；FT0)。另一方面，本发明提供一种光伏模块，在其中一实施例中，光伏模块包含多个光伏电池{Cj}。所述多个光伏电池{Cj}沿一横截面方向以一阵列相间地形成于一基材层,j = 1,2,3,. . . ,N,N为一大于I的整数。各光伏电池Cj包含一第一导电层,所述第一导电层系成于该基材层上，并且具有一第一导电层第一端部以及一与第一导电层第一端部相对的第一导电层第二端部，藉以在第一导电层第一端部与第一导电层第二端部之间定义出一第一导电层本体部。其中，第一导电层本体部具有一第一厚度H1，第一导电层第一端部与第一导电层第二端部中的至少之一具有一第二厚度H2，第一导电层的厚度沿横截面方向呈渐递式改变，并且满足Hl >H2>0的关系。在另一实施例中,第一导电层的第一导电层第一端部与第一导电层第二端部中的至少之一具有一倾斜外形轮廓，且倾斜外形轮廓包含一倒圆角式外形轮廓。各光伏电池Cj也具有一主动层与一第二导电层。主动层部分形成于第一导电层上，并且在第一导电层第一端部与第一导电层第二端部的至少一处，延伸至基材层上。第二导电层至少部分形成于主动层上。除了最后一个光伏电池外的任何一个上述光伏电池Ck的第一导电层，是与下一个光伏电池Ck+Ι相距一间距Dk，并且满足Dl > D2 > D3 > . . . DN-I或者Dl < D2 < D3
<...DN-I的关系。更进一步而言，除了最后一个光伏电池外的任何一个光伏电池Ck的主动层与第二导电层，是通过一窗口而与下一个光伏电池Ck+Ι相间，且窗口是使下一个上述的光伏电池Ck+Ι的该第一导电层暴露出一外露部分。上述多个光伏电池彼此电性串联耦接，藉以使除了最后一个光伏电池外的任何一个光伏电池Ck的第二导电层电性连接于下一个光伏电池Ck+Ι的第一导电层。更进一步而言，光伏模块还具有一保护层，保护层形成于第二导电层，并且延伸至所述多个光伏电池{Cj}的第一导电层的外露部分，藉以使各光伏电池Cj被密封而与外界周遭环境相隔绝。在本发明另一实施例中，一种光伏模块包括多个光伏电池{Cj},且所述多个光伏电池{Cj}是沿一横截面方向以一阵列相间地形成于一基材层上，j = 1,2,3,... ,N,且N为一大于I的整数。各光伏电池Cj包含具有一第一导电层。第一导电层,形成于基材层上,并且具有一第一导电层第一端部以及一与该第一导电层第一端部相对的第一导电层第二端部，藉以在该第一导电层第一端部与该第一导电层第二端部之间定义出一第一导电层本体部。其中第一导电层本体部具有一第一厚度Hl，第一导电层第一端部与第一导电层第二端部中的至少之一具有一第二厚度H2，第一导电层的厚度是沿横截面方向呈渐递式改变，并且满足Hl≥H2 > O的关系。各光伏电池Cj还具有一主动层与一第二导电层。主动层部分形成于第一导电层上，并且在第一导电层第一端部与第一导电层第二端部的至少之一处，延伸至基材层上。第二导电层至少部分形成于主动层上。在其中一个实施例中，除了最后一个光伏电池外的任何一个光伏电池Ck的第一导电层，是与下一个光伏电池Ck+Ι相距一间距Dk，并且满足Dl
>D2 > D3 > . . . DN-I 或者 Dl < D2 < D3 < . · · DN-I 关系。在本发明中，上述多个光伏电池彼此电性串联耦接，藉以使除了最后一个光伏电池外的任何一个上述光伏电池Ck电性连接于下一个光伏电池Ck+Ι的第一导电层。在本发明其中一个实施例中，各光伏电池Cj的第一导电层的第一导电层第一端部与第一导电层第二端部中的至少之一具有一倾斜外形轮廓，且倾斜外形轮廓包含一倒圆角式外形轮廓。各光伏电池的第一导电层包含一透明导电氧化物(transparent conducting oxide ；TC0)。在本发明其中一个实施例中，各光伏电池Cj的主动层具有一主动层第一端部以及一与主动层第一端部相对的主动层第二端部，藉以在主动层第一端部与主动层第二端部之间定义出一主动层本体部。其中，主动层第一端部与主动层第二端部中的至少之一具有一倾斜外形轮廓。在本发明其中一个实施例中，各光伏电池的第二导电层具有一第二导电层第一端部以及一与第二导电层第一端部相对的第二导电层第二端部，藉以在第二导电层第一端部与第二导电层第二端部之间定义出一第二导电层本体部，其中第二导电层第一端部与第二导电层第二端部中的至少之一具有一倾斜外形轮廓。在本发明其中一个实施例中，上述多个光伏电池的形成，使除了最后一个光伏电池外的任何一个光伏电池的主动层与第二导电层，通过一窗口而与下一个的光伏电池相间，且窗口是使下一个光伏电池的第一导电层暴露出一外露部分。此外，光伏模块可具有一保护层，保护层形成于上述多个第二导电层上，并且延伸至光伏电池的第一导电层的外露部分，藉以使各光伏电池被密封而与外界周遭环境相隔绝，其中，保护层包含氧化娃(silicon oxide)、氮化娃(silicon nitride)、氮氧化娃 (silicon oxynitride)与碳化娃(silicon carbide)中的至少之一。在本发明另一个实施例中，一种光伏模块包括多个光伏电池。所述多个光伏电池， 沿一横截面方向以一阵列相间地形成于一基材层上。阵列中的两相邻光伏电池被一间隙所分隔，且间隙使基材层暴露出一外露部分。所述多个光伏电池彼此串联或并联地电性耦接。各光伏电池包含一第一导电层，第一导电层形成于基材层上，具有一第一导电层第一端部以及一与第一导电层第一端部相对的第一导电层第二端部，藉以在第一导电层第一端部与第一导电层第二端部之间定义出一第一导电层本体部，其中第一导电层本体部具有一第一厚度H1，第一导电层第一端部与第一导电层第二端部均具有一第二厚度H2，且第一导电层的厚度沿横截面方向呈渐递式改变，并且满足Hl > O的关系。各光伏电池Cj还具有一主动层与一第二导电层。主动层形成于第一导电层上,并且在第一导电层第一端部与第一导电层第二端部的至少之一处，延伸至基材层上，藉以使第一导电层与基材层间的一界面与外界周遭环境相隔绝。第二导电层至少部分形成于该主动层上。
在本发明的其中一个实施例中，各光伏电池的第一导电层的第一导电层第一端部与第一导电层第二端部中的至少之一，具有一倾斜外形轮廓，且倾斜外形轮廓包含一倒圆角式外形轮廓。各光伏电池的第一导电层包含一透明导电氧化物(transparent conducting oxide ；TC0)。在本发明的其中一个实施例中，各光伏电池的主动层具有一主动层第一端部以及一与主动层第一端部相对的主动层第二端部，藉以在主动层第一端部与主动层第二端部之间定义出一主动层本体部，其中主动层第一端部与主动层第二端部中的至少之一具有一倾斜外形轮廓。在本发明的其中一个实施例中，各光伏电池的第二导电层具有一第二导电层第一端部以及一与第二导电层第一端部相对的第二导电层第二端部，藉以在第二导电层第一端部与第二导电层第二端部之间定义出一第二导电层本体部，其中第二导电层第一端部与第二导电层第二端部中的至少之一具有一倾斜外形轮廓。在本发明的其中一个实施例中，光伏模块也包含一保护层。保护层形成于上述多个第二导电层上，并且延伸至光伏电池的第一导电层的外露部分，藉以使各光伏电池被密封而与外界周遭环境相隔绝，其中，保护层包含氧化娃(silicon oxide)、氮化娃(silicon nitride)、氮氧化娃(silicon oxynitride)与碳化娃(silicon carbide)中的至少之一。在另一方面，本发明提供一种在一基材层上形成光伏模块的方法。在本发明其中一个实施例中，上述的方法包含下述步骤首先,在基材层上形成一第一导电层，并且将第一导电层刻划出多个第一窗口，藉以利用第一窗口使基材层暴露出一第一外露部分，其中各第一窗口具有一第一宽度；接着， 在第一导电层上以及基材层的第一外露部分上形成一主动层；然后，在主动层上形成一第二导电层，并且将主动层与第二导电层刻划出多个第二窗口，藉以利用第二窗口使基材层暴露出一第二外露部分，其中各第二窗口具有一小于第一宽度的第二宽度，且各第二窗口位于所对应的第一窗口内。在本发明其中一个实施例中，在进行将第一导电层刻划出上述多个第一窗口的步骤时，是使第一导电层的一边缘具有一倾斜外形轮廓。上述的倾斜外形轮廓包含一倒圆角式外形轮廓，且倒圆角式外形轮廓的曲率半径约略大于第一导电层的厚度的三分的一。在本发明另一个实施例中，在进行将第一导电层刻划出上述多个第一窗口的步骤时，是使第一导电层被定义出多个构成区段。各构成区段具有一第一导电层第一端部以及一与第一导电层第一端部相对的第一导电层第二端部，藉以在第一导电层第一端部与第一导电层第二端部之间定义出一第一导电层本体部，其中第一导电层本体部具有一第一厚度 H1，第一导电层第一端部与第一导电层第二端部中均具有一第二厚度H2，且第一导电层的厚度是沿一横截面方向呈渐递式改变，并且满足Hl > O的关系。在本发明其中一个实施例中，是利用一具有渐细式外形的激光光束，来进行将第一导电层刻划出上述多个第一窗口的步骤。此外，在进行将第一导电层刻划出上述多个第一窗口的步骤之后，以及在形成主动层之前，上述的方法还包含下述步骤，其是对已经被刻划出上述多个第一窗口的第一导电层的一边缘进行蚀刻，藉以使使第一导电层的一边缘具有一倾斜外形轮廓。在进行将主动层与第二导电层刻划出上述多个第二窗口的步骤之后，上述的方法还包含下述步骤，其是在该二导电层上，以及在第二窗口所外露的基材层的第二外露部分上形成保护层，藉以使光伏模块被密封而与外界周遭环境相隔绝。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图I依据本发明第一实施例所提供的一(薄膜型)光伏模块的剖视结构图；图2显示依据本发明第二实施例所提供的一光伏模块的剖视结构图；图3显示依据本发明第三实施例所提供的一光伏模块的局部剖视结构图；图4显示依据本发明第四实施例所提供的一(薄膜型)光伏模块的局部剖视结构图；图5依据本发明第五实施例所提供的一(薄膜型)光伏模块的局部剖视结构图；图6显示依据本发明第六实施例所提供的一(薄膜型)光伏模块的局部剖视结构图；图7显示依据本发明第七实施例所提供的一(薄膜型)光伏模块的局部剖视结构图8显示本发明第三实施例(图3)、第四实施例(图4)与现有技术所提供的光伏模块的最大功率点位置与测试时间的变化曲线图；以及图9显示本发明第三实施例(图3)、第四实施例(图4)与现有技术所提供的光伏模块的串联阻抗与测试时间的变化曲线图。其中，附图标记100光伏模块110基材层120第一(前)导电层130主动层140第二(背)导电层121第一导电层第一端部122第一导电层第二端部200光伏模块201横截面方向210基材层220第一(前)导电层221第一导电层第一端部221a倾斜外形轮廓222第一导电层第二端部222a倾斜外形轮廓223第一导电层本体部230主动层240第二(背)导电层300光伏模块
301横截面方向302光伏电池304 第一窗口306 第二窗口310基材层312第二外露部分320第一(前)导电层321第一导电层第一端部321a倾斜外形轮廓322第一导电层本体部330主动层340第二(背)导电层400 (薄膜型)光伏模块401横截面方向402光伏电池C1 C4光伏电池(的顺序代号)404 第一窗口406 第二窗口408 第三窗口410基材层420第一(前)导电层422第一导电层第一端部422a倾斜外形轮廓423第一导电层本体部424 第一导电层第二端部424a 倾斜外形轮廓430 主动层431 主动层第一端部431a 倾斜外形轮廓432 主动层第二端部433 主动层本体部440 第二导电层441 第二导电层第一端部441a 倾斜外形轮廓442 第二导电层第二端部443 第二导电层本体部400a 光伏模块450 保护层400’ (薄膜型)光伏模块
400”(薄膜型)光伏模块
Hl第一厚度
H2第二厚度
Wl第一宽度
W2第二宽度
Dl D3间距
具体实施例方式本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附图作进一步的说明。然而， 本发明可以利用多种形式加以实施，下述实施例所揭露的内容主要是提供给所属技术领域中具有通常知识者能够具体理解本发明的技术内容，本发明的权利要求并不局限于下述实施例所揭露的内容。可以被理解的是，在以下的描述中，每当提及一元件形成在另一元件上时，是代表该可直接或间接(在两者之间存在其他元件)形成在所述另一元件上。反之，每当提及一元件系直接形成在另一元件上时，则表示在两者之间不存在其他元件。此外，「与/或」的意义可包含所列的一个或多个相关项目的任何或所有的组合。在以下的所揭露的内容中，每当提及一元件形成在另一元件上时，是代表该可直接或间接(在两者之间存在其他元件)形成在所述另一元件上。反之，每当提及一元件是直接形成在另一元件上时，则表示在两者之间不存在其他元件。此外，「与/或」的意义可包含所列的一个或多个相关项目的任何或所有的组合。在以下所揭露的内容中，所述的「大约」是指所揭露数值增减20%内的范围，较佳者为所揭露数值增减10%内的范围，更佳者为所揭露数值增减5%内的范围。在以下所揭露的「基材层」是指一薄型材料层，且薄型材料层的成分可为硅、二氧化娃、氧化招、蓝宝石、锗、砷化镓(gallium arsenide ;GaAs)、娃锗合金、磷化铟(indium phosphide ；InP)、塑胶、金属等可应用于半导体装置(如光伏电池)。以下将结合图式图I至图9，对本发明较佳实施例提出更为具体的说明。依据本发明的目的，在其中一方面，本发明关于一种(薄膜型)光伏模块。图I显示依据本发明第一实施例所提供的一光伏模块100的剖视结构图。光伏模块100具有一基材层110、一第一(前)导电层120、一主动层130与一第二(背)导电层 140。第一导电层120是形成于基材层上,并且在其边界处具有一第一导电层第一端部121 与一第一导电层第二端部122。主动层130是形成于第一导电层120上,且第二导电层140 是形成于主动层130上。主动层130是在第一导电层第一端部121与第一导电层第二端部 122处延伸至基材层110上，藉以使第一导电层120与基材层110之间的界面与外界周遭环境相隔绝。因此，可以防止外界周遭环境中的湿气进入第一导电层120与基材层110之间的界面所造成的锈蚀情况发生。在其中一实施例中，第一导电层120具有一长方形或正方形的形状，并且具有四个平直的边缘(即上述的第一导电层第一端部121或第一导电层第二端部122)。在其他实施例中，第一导电层120可具有其他几何形状，诸如圆形、椭圆形或多边形。基材层110可包含玻璃。第一导电层120可包含透明导电氧化物(transparentconducting oxide ；TC0),所述的透明导电氧化物可为透明导电氧化物包含氧化铟锡 (indium tin oxide ;ΙΤ0)、铟锋氧化物(indium zinc oxide ;IZ0)、氧化铟锡锋(indium tin zinc oxide ;ITZ0)、氧化锋(zinc oxide ;Z0)、氧化招锡(aluminum tin oxide ;AT0)、 氧化招锌(aluminum zinc oxide ；AZ0)、氧化镉铟(cadmium indium oxide ；CI0)、氧化镉锋 (cadmium znic oxide ;CZ0)、氧化嫁锋(gallium zinc oxide ；GZ0)或氧化氟锡(fluorine tin oxide ;FT0)，但并不以以上所列举的透明导电氧化物为限。第二导电层140可包含一透明导电氧化物(transparent conducting oxide ； TC0)或一金属，所述的金属可为钥、钛、镍、铝、金或银，但并不以以上所列举的金属为限。主动层130可包含一半导体薄膜，且所述的半导体薄膜可为由化学周期表上的第IV族元素所组成的半导体薄膜、第III-V族化合物所组成的半导体薄膜、第II-VI族化合物所组成的半导体薄膜、或有机半导体化合物所组成的半导体薄膜。更详细而言，所述的化学周期表上的第IV族元素所组成的半导体薄膜可为一碳薄膜、一硅薄膜、一锗薄膜、一碳化硅薄膜、一硅锗薄膜中之一，且其结晶型态可为单晶(monocrystalline)> 多晶(polycrystalline)> 非晶(amorphous)、微晶 (microcrystalline)或其组合。所述的第III-V族化合物所组成的半导体薄膜可为砷化镓(gallium arsenide ； GaAs)薄膜、磷化铟镓(indium gallium phosphide ；InGaP)薄膜或其组合。所述的第II-VI族化合物所组成的半导体薄膜包含一二硒化铜铟(copper indium diselenide ；CIS)薄膜、一二硒化铜铟嫁(copper indium gallium diselenide ；CIGS)薄膜、一締化镉(cadmium telluride ；CdTe)薄膜中的至少之一或其组合。所述的有机半导体化合物所组成的半导体薄膜可为共轭聚合物提供者与富勒烯衍生物(PCBM)接受者的混合物。此外，主动层130可以是一个由P型半导体与N型半导体所组成的单一组PN接合结构,或者是一个由P型半导体、本质层(intrinsic layer)与N 型半导体所组成的单一组PIN接合结构，但不以此为限。除了上述结构之外，主动层130也可以是一个堆叠三层或更多层接合结构所形成的堆叠型光电转换薄膜结构。在一种依据本发明第一实施例所提供的典型工艺中，是利用一薄膜沉积技术，将第一导电层120沉积在基材层110上,且所述的薄膜沉积技术可为一化学气相沉积(CVD) 技术。然后，可利用激光或机械刻划的方式来刻划第一导电层120,并在第一导电层120被刻划的边界处定义出第一导电层第一端部121与第一导电层第二端部122。接着,可利用 CVD或其他沉积技术依序沉积出主动层130与第二导电层140。在上述工艺中，在第一导电层第一端部121与第一导电层第二端部122的边缘处通常会产生尖锐的边角，导致主动层130无法完全覆盖于上述的尖锐的边角处。图2显示依据本发明第二实施例所提供的一光伏模块200的剖视结构图。光伏模块200是与光伏模块100相似,其具有一基材层210、一第一(前)导电层220、一主动层230 与一第二导电层240。第一导电层220是沿一横截面方向201形成于基材层210上。第一导电层220具有一第一导电层第一端部221以及一与第一导电层第一端部221相对的第一导电层第二端部222,藉以在第一导电层第一端部221与第一导电层第二端部222之间定义出一第一导电层本体部223,其中第一导电层本体部223具有一第一厚度Hl,第一导电层第一端部221与第一导电层第二端部222均具有一第二厚度H2，且第一导电层220的厚度是沿一横截面方向201呈渐递式改变，并且满足Hl > H2 > O的关系。第一导电层第一端部 221具有一倾斜外形轮廓221a，第一导电层第二端部222具有一倾斜外形轮廓222a。更特别的是，如图2所示，倾斜外形轮廓221a与222a可包含一倒圆角式外形轮廓。主动层230是形成于第一导电层220上,并且在第一导电层第一端221部与第一导电层第二端部222处，延伸至基材层210上。第二导电层240形成于主动层230上。第二厚度H2是自邻近于第一导电层本体部223处的第一厚度Hl逐渐向外侧递减变化至零，据以定义出上述的倾斜外形轮廓221a与222a (可为图2所示的倒圆角式外形轮廓)。藉此，在进行后续的沉积工艺时，可促使主动层230可以较佳地覆盖于第一导电层第一端部221与第一导电层第二端部222处的倾斜外形轮廓221a与222a上。所述的倾斜外形轮廓221a与222a可利用渐细式外形的激光光束或利用其他方法(如蚀刻)加以形成。 较佳者，在倾斜外形轮廓221a与222a的倒圆角处，是具有一大约大于第一厚度Hl的三分的一的曲率半径。必须要注意的是，在本发明中所述的倾斜外形轮廓221a与222a，是使第一导电层 220的厚度沿横截面方向201从Hl逐渐变成H2时，存在一阶(微分)导数的厚度变化关
系O图3显示依据本发明第三实施例所提供的一光伏模块300的局部剖视结构图。光伏模块300包括一基材层310与多个光伏电池302。所述的多个光伏电池302是沿一横截面方向301以一阵列相间地形成于基材层310上。在图3中，是显示光伏模块300只具有两个光伏电池302。各光伏电池302包括一第一(前)导电层320、一主动层330与一第二 (背)导电层340。第一导电层320是形成于基材层310上,并且具有至少一第一导电层第一端部321与一第一导电层本体部322。第一导电层本体部322具有一第一厚度Hl,第一导电层第一端部321具有一第二厚度H2，且第二厚度H2是自第一厚度沿横截面方向301呈渐递式改变，并且满足Hl彡H2 > O的关系。主动层330是形成于第一导电层320上,并且在第一导电层第一端部321处延伸至基材层310。第二导电层340是形成于主动层330上。在图3中，任二相邻的光伏电池302是被其间的一第二窗口(间隙)306所分隔， 且第二窗口 306是使基材层310位于上述任二相邻的光伏电池302之间的一第二外露部分 312外露。各光伏电池302的第一导电层320的至少一第一导电层第一端部321处，是具有至少一倾斜外形轮廓321a(包含图3所示的倒圆角式外形轮廓)，在倾斜外形轮廓321a邻接于窗口 306并且被主动层330所覆盖处，第一导电层320的厚度是逐渐改变，藉以使第一导电层320与基材层310之间的界面与外界周遭环境相隔绝。因此，可以防止外界周遭环境中的湿气进入第一导电层320与基材层310之间的界面。此外,上述两个(多个)光伏电池302是彼此电性串联或并联耦接。在一种依据本发明第三实施例所提供的典型工艺中，首先，是使第一导电层320 沉积在基材层310上。然后,可利用激光或机械刻划的方式将第一导电层320刻划出多个第一窗口 304,使基材层310外露出一第一外露部分,藉以分隔上述多个光伏电池302的第一导电层320。紧接着，使主动层330沉积在第一导电层320上，以及沉积在基材层310上被第一窗口 304所外露的上述第一外露部分，并使第二导电层340沉积在主动层330上。接着，可将主动层330与第二导电层340刻划出多个第二窗口 306，藉以分隔上述多个光伏电池302。第一窗口 304具有一第一宽度W1，第二窗口 306具有一第二宽度W2，第二宽度W2 是小于第一宽度W1，且第二窗口 306是位于所对应的第一窗口 304内。较佳者,可利用渐细式外形的激光光束来使第一导电层320的第一导电层第一端部321形成上述的倾斜外形轮廓321a(包含图3所示的倒圆角式外形轮廓)；或者，可在对第一导电层进行上述的刻划后，利用蚀刻的方式来使第一导电层320的第一导电层第一端部321形成上述的倾斜外形轮廓32Ia (包含图3所示的倒圆角式外形轮廓)。在本发明第三实施例中，光伏模块300也可以具有一保护层(图未示)，且保护层可形成在上述多个光伏电池302的第二导电层320上，并且延伸至基材层310的第二外露部分312，藉以密封光伏电池302，并使光伏电池302与外界周遭环境相隔绝。所述的保护层可由氧化娃(silicon oxide)、氮化娃(silicon nitride)、氮氧化娃(silicon oxynitride)、碳化娃(silicon carbide)或其他类似材料所组成。图4显示依据本发明第四实施例所提供的一(薄膜型)光伏模块400的局部剖视结构图。光伏模块400包含一基材层410与多个光伏电池{Cj} 402,且所述多个光伏电池 {Cj}402形成于基材层410上。其中，j = 1，2，3，...，N，N为一大于I的整数(在图4中， N = 4)。同时,所述多个光伏电池402是沿一横截面方向401以一阵列相间地配置于基材层410上。所述多个光伏电池402 (即图4所示的Cl、C2、C3与C4)包含一第一(前)导电层 420、一主动层430与一第二(背)导电层440。第一导电层420是形成于基材层410上； 主动层430是至少部分形成于第一导电层420上；第二导电层440是至少部分形成于主动层430上。在图4中，第一导电层420具有一第一导电层第一端部422以及一与第一导电层第一端部422相对的第一导电层第二端部424,藉以在第一导电层第一端部422与第一导电层第二端部424之间定义出一第一导电层本体部423。第一导电层本体部423具有一第一厚度Hl，第一导电层第一端部422与第一导电层第二端部424具有一第二厚度H2，且第一导电层420的厚度是沿横截面方向401呈渐递式改变，并且满足Hl > H2 > O的关系。在本实施例中，第一导电层第一端部422具有一倾斜外形轮廓422a，第一导电层第一端部422具有一倾斜外形轮廓424a，倾斜外形轮廓422a与424a包含图4所示的倒圆角式外形轮廓。如图4所示，第一个光伏电池402 (即图4中的Cl，以下以光伏电池402 (Cl)表示) 与第二个光伏电池402 (即图4中的C2，以下以光伏电池402 (C2)表示)的第一导电层420 是被一第一窗口 404所分隔而相距一间距Dl ;光伏电池402(C2)与第三个光伏电池402 (即图4中的C3，以下以光伏电池402 (C3)表示)的第一导电层420是被另一第一窗口 404所分隔而相距一间距D2 ;光伏电池402(C3)与第四个光伏电池402 (即图4中的C4，以下以光伏电池402(C4)表不)的第一导电层420又被另一第一窗口 404所分隔而相距一间距D3 ； 换言之，上述三个第一窗口 404的宽度是分别等于间距Dl、D2与D3，并且满足Dl = D2 = D3的关系。进一步而言，主动层430是在第一导电层第一端部422与第一导电层第二端部424 处，延伸至基材层410上，使第一导电层420与基材层410间的一界面免于暴露于外界周遭环境，藉以防止水气进入上述的界面。
此外，各光伏电池402的主动层430具有一主动层第一端部431以及一与主动层第一端部431相对的主动层第二端部432，藉以在主动层第一端部431与主动层第二端部 432之间定义出一主动层本体部433，其中，主动层第一端部431与主动层第二端部432中的至少之一是具有一倾斜外形轮廓431a。各光伏电池402的第二导电层440具有一第二导电层第一端部441以及一与第二导电层第一端部441相对的第二导电层第二端部442,藉以在第二导电层第一端部441与第二导电层第二端部442之间定义出一第二导电层本体部 443，其中，第二导电层第一端部441与第二导电层第二端部442中的至少之一具有一倾斜外形轮廓441a。在(薄膜型)光伏模块400中，除了最后一个上述光伏电池外的任何一个光伏电池402(即光伏电池402(C1)、402(C2)或402(C3))的主动层430与第二导电层440是通过第三窗口 408而与下一个光伏电池402 (即光伏电池402 (C2)、402 (C3)或402 (C4))相间，第三窗口 408是使下一个光伏电池402 (即光伏电池402 (C2)、402 (C3)或402 (C4))的第一导电层420暴露出一第一导电层第二外露部分。上述多个光伏电池402是彼此电性串联f禹接, 藉以使除了最后一个光伏电池外的任何一个上述光伏电池(即光伏电池402(C1)、402(C2) 或402(C3))的第二导电层440电性连接于下一个光伏电池(即光伏电池402(C2)、402(C3) 或402(C4))的第一导电层420。同时，上述的电性连接关系，是通过主动层430对应于第三窗口 408处的第二窗口 406而完成。图5依据本发明第五实施例所提供的一(薄膜型)光伏模块400a的局部剖视结构图。如图5所不，(薄膜型)光伏模块400a与光伏模块400不同处在于光伏模块400a 可进一步包含一保护层450。保护层450是覆盖于光伏电池402上，使光伏电池402被密封而与外界周遭环境相隔绝，藉以防止水气进入光伏模块400a。保护层450可包含氧化硅 (silicon oxide)、氮化娃(silicon nitride)、氮氧化娃(silicon oxynitride)、碳化娃 (silicon carbide)或其组合。同时,保护层450可通过CVD或其他沉积技术所形成,或是对第二导电层440的顶部区域加以氧化或氮化所形成。请参阅图4，在一种依据本发明第四实施例所提供的典型工艺中，首先，是使第一导电层420沉积在基材层410上。然后,可将第一导电层420刻划出多个第一窗口 404,使基材层410外露出一基材外露部分,藉以分隔上述多个光伏电池402的第一导电层420。上述多个第一窗口 404的宽度(即上述的间距D1、D2与D3)可彼此相同或不同(如以下图6 与图7所示)。紧接着，使主动层430至少部分沉积在第一导电层420上，以及沉积在基材层410上被第一窗口 404所外露的基材外露部分,并且将主动层430刻划出多个第二窗口 406。各第二窗口 406是使第一导电层420外露一第一导电层第一外露部分。接着，使第二导电层440部分形成于主动层430上，并且经由上述的第一导电层第一外露部分而电性连接于第一导电层420。最后,将第二导电层440与主动层430刻划出多个第三窗口 408,藉以分隔上述多个光伏电池402。同时,第三窗口 408是使第一导电层420外露一第一导电层第二外露部分。进行上述工艺中，可利用一激光光束刻划出上述的第一窗口 404、第二窗口 406与第三窗口 408,藉以在上述的第一导电层第一端部422、主动层第一端部431与第二导电层第一端部441处分别形成上述的倾斜外形轮廓422a、431a与441a。此外，请参阅图5，在一种依据本发明第五实施例所提供的典型工艺中，是延续上述工艺，并进一步在上述多个光伏电池402上形成保护层450。图6是显示依据本发明第六实施例所提供的一(薄膜型)光伏模块400’的局部剖视结构图，图7是显示依据本发明第七实施例所提供的一(薄膜型)光伏模块400”的局部剖视结构图。在本发明第六实施例中，光伏模块400’的结构是与光伏模块400相似，其差异仅在于在光伏模块400’中，上述的间距Dl、D2与D3满足Dl > D2 > D3 > . . . DN-I的关系。在本发明第七实施例中，光伏模块400”的结构是与光伏模块400相似，其差异仅在于在光伏模块400”中，上述的间距D1、D2与D3满足Dl <D2<D3<... DN-I的关系。请参阅图8与图9，其中图8显示本发明第三实施例(第三图)、第四实施例(第四图)与现有技术所提供的光伏模块的最大功率点位置与测试时间的变化曲线图，图9显示本发明第三实施例(第三图)、第四实施例(第四图)与现有技术所提供的光伏模块的串联阻抗与测试时间的变化曲线图。上述的测试是在温度为85°C，且相对湿度为85%的环境中进行。如图8与图9所示，三角形数据点的曲线是代表本发明第三实施例(图3)所提供的光伏模块300，圆形数据点的曲线是代表本发明第四实施例(图4)所提供的光伏模块 400，菱形数据点的曲线是代表现有技术所提供的光伏模块。在对现有技术所提供的光伏模块进行测试时，大约在测试时间为300小时的时候，最大功率点位置开使明显减小，而且串联阻抗开始明显增加。然而，在对本发明第三实施例(图3)所提供的光伏模块300的测试中显示，在900小时的测试时间以内，最大功率点位置与串联阻抗均无明显的增减变化。显见本发明第三实施例(图3)所提供的光伏模块300在维持最大功率点位置与串联阻抗的稳定性方面，相较于现有技术已确实有改善。进一步来看，在对本发明第四实施例(图4)所提供的光伏模块400的测试中显示，在1200小时甚至是更长的测试时间以内，最大功率点位置与串联阻抗均无明显的增减变化。这些测试结果更充分显示出相较于现有技术所提供的光伏模块，本发明各实施例所提供的(薄膜型)光伏模块确实能够有效防止锈蚀的情况发生。在光伏模块的制造方面， 在制造本发明所提供的(薄膜型)光伏模块时，只需对目前既有的制造工具稍作调整与修改即可，并不会新增太多的制造成本。此外，在使用本发明所提供的(薄膜型)光伏模块时，因为可不必受限于只能使用负极接地与非转换式逆变器，所以可以有效降低(薄膜型)光伏模块的装设成本。本发明还关于一种在一基板上形成一光伏模块的方法。在其中一实施例中，所述的方法包含下列步骤。首先，在一基材层上形成一第一导电层。然后，将第一导电层刻划出多个窗口，藉以使基材层暴露出一基材层第一外露部分，且各基材层第一外露部分是具有一第一宽度。接着，将一主动层形成在第一导电层上，以及形成于基材层第一外露部分上。 紧接着，在主动层上形成一第二导电层，并且将主动层与第二导电层刻划出多个第二窗口， 藉以使基材层暴露出一基材层第二外露部分。其中，基材层第二外露部分是具有一小于第一宽度的第二宽度，且第二窗口是位于第一窗口内。在上述将第一导电层刻划出多个窗口的步骤中，是使第一导电层被刻划处的一边缘具有一倾斜外形轮廓。倾斜外形轮廓可包含倒圆角式外形轮廓，且倒圆角式外形轮廓的曲率半径大约大于第一导电层厚度的三分之一。在另一实施例中，在将第一导电层刻划出多个窗口时，可将第一导电层被定义出多个构成区段。各构成区段具有一第一导电层第一端部以及一与第一导电层第一端部相对的第一导电层第二端部，藉以在第一导电层第一端部与第一导电层第二端部之间定义出一第一导电层本体部。其中，第一导电层本体部具有一第一厚度Hl，第一导电层第一端部与第一导电层第二端部中均具有一第二厚度H2，且第一导电层的厚度是呈渐递式改变，并且满足Hl > H2 > O的关系。在本发明其中一个实施例中，是利用一具有渐细式外形的激光光束，来进行将第一导电层刻划出上述多个第一窗口的步骤。此外，在进行将第一导电层刻划出上述多个第一窗口的步骤之后，以及在形成主动层之前，上述的方法还包含下述步骤，其是对已经被刻划出上述多个第一窗口的第一导电层的一边缘进行蚀刻，藉以使第一导电层的一边缘具有一倾斜外形轮廓。在进行将主动层与第二导电层刻划出上述多个第二窗口的步骤之后，上述的方法还包含下述步骤，其是在该二导电层上，以及在第二窗口所外露的基材层的第二外露部分上形成保护层，藉以使光伏模块被密封而与外界周遭环境相隔绝。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种光伏模块，其特征在于，包括多个光伏电池{cj},沿一横截面方向以一阵列相间地形成于一基材层，j = 1,2, 3，. . .，N，N为一大于I的整数，且各光伏电池Cj包含一第一导电层，形成于该基材层上，具有一第一导电层第一端部以及一与该第一导电层第一端部相对的第一导电层第二端部，藉以在该第一导电层第一端部与该第一导电层第二端部之间定义出一第一导电层本体部，其中该第一导电层本体部具有一第一厚度Hl,该第一导电层第一端部与该第一导电层第二端部中的至少之一具有一第二厚度H2，该第一导电层的厚度沿该横截面方向呈渐递式改变，并且满足Hl > H2 > O的关系；一主动层，至少部分形成于该第一导电层上，并且在该第一导电层第一端部与该第一导电层第二端部的至少之一处，延伸至该基材层上；以及一第二导电层，至少部分形成于该主动层上，其中除了最后一个上述光伏电池外的任何一个上述光伏电池Ck的该主动层与该第二导电层，通过一窗口而与下一个上述的光伏电池Ck+1相间,该窗口使下一个上述的光伏电池Ck+1的该第一导电层暴露出一外露部分， 且k= 1，2，3，...，(N-I);其中上述多个光伏电池彼此电性串联耦接，藉以使除了最后一个上述光伏电池外的任何一个上述光伏电池Ck的该第二导电层电性连接于下一个上述的光伏电池Ck+Ι的该第一导电层；以及其中除了最后一个上述光伏电池外的任何一个上述光伏电池Ck的该第一导电层，是与下一个上述的光伏电池Ck+Ι相间一距离Dk，并且满足Dl>D2 > D3 > . . . DN-I 或者 Dl < D2 < D3 < .…DN-I 的关系；以及一保护层，形成于该些第二导电层，并且延伸至该些光伏电池{Cj}的该些第一导电层的该些外露部分，藉以使各光伏电池Cj被密封而与外界周遭环境相隔绝。
2.根据权利要求I所述的光伏模块，其特征在于，各光伏电池Cj的该第一导电层的该第一导电层第一端部与该第一导电层第二端部中的至少之一具有一倾斜外形轮廓。
3.根据权利要求2所述的光伏模块，其特征在于，该倾斜外形轮廓包含一倒圆角式外形轮廓。
4.一种光伏模块，其特征在于，包括多个光伏电池{Cj},沿一横截面方向以一阵列相间地形成于一基材层，j = 1,2, 3，...，N，N为一大于I的整数，且各光伏电池Cj包含一第一导电层，形成于该基材层上，具有一第一导电层第一端部以及一与该第一导电层第一端部相对的第一导电层第二端部，藉以在该第一导电层第一端部与该第一导电层第二端部之间定义出一第一导电层本体部，其中该第一导电层本体部具有一第一厚度Hl,该第一导电层第一端部与该第一导电层第二端部中的至少之一具有一第二厚度H2，该第一导电层的厚度沿该横截面方向呈渐递式改变，并且满足Hl > H2 > O的关系；一主动层，至少部分形成于该第一导电层上，并且在该第一导电层第一端部与该第一导电层第二端部的至少之一处，延伸至该基材层上；以及一第二导电层，至少部分形成于该主动层上，其中上述多个光伏电池彼此电性串联耦接，藉以使除了最后一个上述光伏电池外的任何一个上述光伏电池Ck的第二导电层电性连接于下一个上述的光伏电池Ck+Ι的该第一导电层，且k=l，2，3，...，(N-I);以及其中除了最后一个上述光伏电池外的任何一个上述光伏电池Ck的该第一导电层，是与下一个上述的光伏电池Ck+Ι相间一距离Dk，并且满足Dl > D2 > D3 > . . . DN-I或者Dl < D2 < D3<...DN-I的关系。
5.根据权利要求4所述的光伏模块,其特征在于,各光伏电池Cj的该第一导电层的该第一导电层第一端部与该第一导电层第二端部中的至少之一具有一倾斜外形轮廓。
6.根据权利要求5所述的光伏模块，其特征在于，该倾斜外形轮廓包含一倒圆角式外形轮廓。
7.根据权利要求4所述的光伏模块,其特征在于,各光伏电池Cj的该主动层具有一主动层第一端部以及一与该主动层第一端部相对的主动层第二端部，藉以在该主动层第一端部与该主动层第二端部之间定义出一主动层本体部，其中该主动层第一端部与该主动层第二端部中的至少之一具有一倾斜外形轮廓。
8.根据权利要求4所述的光伏模块，其特征在于，各光伏电池Cj的该第二导电层具有一第二导电层第一端部以及一与该第二导电层第一端部相对的第二导电层第二端部，藉以在该第二导电层第一端部与该第二导电层第二端部之间定义出一第二导电层本体部，其中该第二导电层第一端部与该第二导电层第二端部中的至少之一具有一倾斜外形轮廓。
9.根据权利要求4所述的光伏模块，其特征在于，上述多个光伏电池的形成，使除了最后一个上述光伏电池外的任何一个上述光伏电池Ck的该主动层与该第二导电层，通过一窗口而与下一个上述的光伏电池Ck+i相间，该窗口使下一个上述的光伏电池Ck+i的该第一导电层暴露出一外露部分。
10.根据权利要求9所述的光伏模块，其特征在于，还包含一保护层，该保护层形成于该些第二导电层上，并且延伸至该些光伏电池{Cj}的该些第一导电层的该些外露部分，藉以使各光伏电池Cj被密封而与外界周遭环境相隔绝。
11.根据权利要求10所述的光伏模块，其特征在于，该保护层包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅与碳化硅中的至少之一。
12.根据权利要求4所述的光伏模块,其特征在于,各光伏电池Cj的该第一导电层包含一透明导电氧化物。
全文摘要
一种光伏模块，在其中一实施例中包含多个沿一横截面方向相间地形成于一基材层的光伏电池。各光伏电池包含一第一导电层、一主动层与一第二导电层。一第一导电层形成于基材层，且沿横截面方向，第一导电层的一第一导电层本体部的厚度大于其两端的厚度。主动层至少部分形成于第一导电层，并在第一导电层第一端部与第一导电层第二端部的至少一处延伸至基材层上。第二导电层至少部分形成于主动层。上述多个光伏电池彼此电性串联耦接，藉以使除了最后一个光伏电池外的任何一个光伏电池电性连接于下一个光伏电池的第一导电层。
文档编号H01L31/048GK102610676SQ201210022780
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月20日 优先权日2011年1月21日
发明者蔡进耀 申请人:蔡进耀