專利名稱：太陽能電池模塊及其邊緣封閉的方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種太陽能電池模塊的制法，且特別是有關于一種太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法。
背景技術：
傳統(tǒng)太陽能電池模塊(crystalline Photovoltaic module)在制作完成后，需要通過例如依據(jù)“IEC 61215 陸地用晶體硅太陽能組性能測試標準”(IEC61215 Crystalline Silicon Terrestrial Photovoltaic Modules-Design Qualificationand Type Approval)，或“IEC 61646 陸地用薄膜型太陽能組性能測試標準”(IEC 61646 Thin-film Terrestrial Photovoltaic Modules Design Qualification andType Approval)中白勺多道的品管測試，如絕緣測試(Insulation Test)、室外暴露測試(Outdoor Exposure Test) 及濕熱測試(Damp heat test)等等，以便過篩選出合格的太陽能電池模塊。其中，濕熱測試(Damp heat test)主要是測試太陽能電池模塊抵抗?jié)駳忾L期滲透的影響能力。舉例而言，待測的太陽能電池模塊在進行一濕熱(Dampheat test)的信賴度測試時，待測的太陽能電池模塊必須能夠處于一高溫度及高濕度的環(huán)境下(例如，攝氏85 度的溫度及85%的濕度下)，而承受1000個小時的測試，而仍然保有一定可接受的性能。為了通過上述濕熱(Damp heat test)的信賴度測試，太陽能電池的業(yè)者目前是采用防水膠帶、橡膠封條，而包覆于一太陽能電池模塊的四周邊緣，以期盡量避免水氣的滲入。然而，雖然太陽能電池模塊的四周邊緣已包覆有上述的防水膠帶或橡膠封條，但仍無法有效阻絕水氣沿其間隙滲入太陽能電池模塊內(nèi)部中，加劇太陽能電池模塊內(nèi)的材料吸水，進而提高太陽能電池模塊受損的機率。此外，當太陽能電池模塊的四周邊緣裝有防水膠帶或橡膠封條時，業(yè)者或許需要于防水膠帶或橡膠封條外增加保護體(例如外框襯墊)來保護上述的防水材，以保護防水材不受應力所破壞。如此，不僅需耗費業(yè)者一定的材料成本，也加大了太陽能電池模塊的體積，進而降低單位面積下可容置太陽能電池模塊的數(shù)量。故，若能提供一種解決方案，既可有效阻絕水氣滲入太陽能電池模塊中，又可保持太陽能電池模塊的原有體積，便是此業(yè)界人士所欲達成的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的是在提供一種太陽能電池模塊及其制作方法，用以有效阻絕水氣滲入太陽能電池模塊中，進而大幅改善太陽能電池模塊內(nèi)的材料吸水問題。本發(fā)明的另一目的是在提供一種太陽能電池模塊及其制作方法，可避免已知橡膠封條后續(xù)所產(chǎn)生龜裂、沾粘等不美觀問題發(fā)生。本發(fā)明的又一目的是在提供一種太陽能電池模塊及其制作方法，可省略用以保護防水材的保護體，進而保持太陽能電池模塊的原有體積。
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本發(fā)明的一方面提出一種太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法，包含多個步驟為提供一太陽能電池單元，其中太陽能電池單元包含一上玻璃基板、一下玻璃基板及一中間物， 中間物位于上玻璃基板及下玻璃基板之間，以及，加熱并軟化多個玻璃材料，并將這些軟化后的玻璃材料填滿于上玻璃基板邊緣與下玻璃基板邊緣之間所形成的間隙中，以及，冷卻這些玻璃材料，使得玻璃材料與上玻璃基板及下玻璃基板形成一體，并密封中間物。依據(jù)本發(fā)明一實施例，提供此太陽能電池單元的步驟中，還包括上玻璃基板的四周邊緣均具一第一斜面，下玻璃基板的四周邊緣均具一第二斜面，其中相對應的第一斜面與第二斜面之間形成其中的一間隙。依據(jù)本發(fā)明另一實施例，提供此太陽能電池單元的步驟中，還包括下玻璃基板的邊緣均具有一朝相同方向延伸的凸緣，這些凸緣包圍上玻璃基板。此另一實施例中，上玻璃基板的四周邊緣均具一第三斜面，這些凸緣的邊緣均具一第四斜面。相對應的第三斜面與第四斜面之間形成其中的一間隙。依據(jù)本發(fā)明又一實施例，加熱并軟化這些玻璃材料，并將這些軟化后的玻璃材料填滿于間隙中，還包括步驟為放置多個固態(tài)的玻璃材料至間隙中，以及，利用一加熱裝置， 對這些間隙中的固態(tài)玻璃材料進行加熱至一特定溫度，，直到該些固態(tài)的玻璃材料受到軟化為止。依據(jù)本發(fā)明又一實施例，加熱并軟化該些玻璃材料，并將該些軟化后的玻璃材料填滿于該些間隙中，還包括步驟翻轉(zhuǎn)太陽能電池單元，使其中的一間隙朝向一背對地心引力的方向，以及，朝地心引力的方向，提供已軟化后的玻璃材料至間隙中，以流向這些間隙的內(nèi)部。本發(fā)明的一方面提出一種依據(jù)上述方法所制成的太陽能電池模塊，其包含一上玻璃基板、一下玻璃基板、一中間物及一玻璃周緣部。中間物位于上玻璃基板及下玻璃基板之間。玻璃周緣部位于上玻璃基板四周邊緣與下玻璃基板四周邊緣之間，與上玻璃基板及下玻璃基板結(jié)為一體，圍繞并密封中間物。依據(jù)本發(fā)明另一實施例，中間物包括一封裝材料及一太陽能電池。此另一實施例中，封裝材料包含乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。相較于先前技術，本發(fā)明是通過融化的玻璃材料一體地結(jié)合于太陽能電池單元邊緣的間隙中，以封閉太陽能電池模塊的邊緣，可大幅降低水氣可滲入的間隙，有效阻絕水氣滲入太陽能電池模塊中，進而大幅改善太陽能電池模塊內(nèi)的材料吸水問題，以及提供產(chǎn)品周期壽命。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下圖1是繪示本發(fā)明太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法的流程圖；圖2A是繪示一太陽能電池單元的示意圖；圖2B是繪示圖2A的太陽能電池單元依據(jù)本發(fā)明的一實施例進行邊緣封閉的操作示意圖；圖3A是繪示另一太陽能電池單元的示意 圖;3B是繪示圖3A的太陽能電池單元依據(jù)本發(fā)明的另-作示意-實施例進行邊緣封閉的操
圖4是繪示太陽能電池模塊完成邊緣封閉的局部側(cè)視圖； 圖5是繪示又一太陽能電池單元進行邊緣封閉的操作示意圖； 圖6是繪示再一太陽能電池單元進行邊緣封閉的操作示意圖。主要組件符號說明
10 太陽能電池模塊
100、100，太陽能電池單元
200 上玻璃基板
210 第一斜面
220 第三斜面
300 中間物
310 太陽能電池
320 封裝材料
400 下玻璃基板 410 第二斜面
420 凸緣 430 第四斜面 500a、500b 玻璃材料 510 玻璃周緣部 600 間隙 700 容置空間 800 加熱裝置 810 輸送工具 D 地心引力的方向步驟:101-10具體實施例方式本發(fā)明提供一種太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法及利用此方法所制成的太陽能電池模塊。此方法是通過融化的玻璃材料填滿至太陽能電池模塊邊緣有可能滲入水氣的間隙中，使得冷卻后的玻璃材料可與太陽能電池模塊兩側(cè)的玻璃基板整體地結(jié)為一體，進而形成一具有密閉空間的玻璃容器。如此，便可封閉太陽能電池模塊的邊緣，用以有效阻絕水氣滲入太陽能電池模塊中，進而大幅改善太陽能電池模塊內(nèi)的材料吸水問題。請參照圖1、圖2A及2B，圖1是繪示本發(fā)明太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法的流程圖。圖2A是繪示一太陽能電池單元的示意圖。圖2B是繪示圖2A的太陽能電池單元依據(jù)本發(fā)明的一實施例進行邊緣封閉的操作示意圖。太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法包括多個步驟為步驟(101)提供一太陽能電池單元100，此太陽能電池單元100依序具有上玻璃基板200、中間物300及下玻璃基板400 (圖2A)。步驟(10 加熱并軟化多個玻璃材料500a，并填補于上玻璃基板200邊緣及下玻璃基板400邊緣之間所形成的間隙600中(圖2B)，直到填滿為止。步驟(10 冷卻這些軟化后的玻璃材料500a，使得玻璃材料500a與上玻璃基板 200及下玻璃基板400形成一體，并使中間物300被密封于上玻璃基板200及下玻璃基板 400之間。進一步而言，復請參照圖2A，圖1所述的步驟(101)為準備一太陽能電池單元 100，是準備進行邊緣封閉的程序。其中此中間物300位于上玻璃基板200及下玻璃基板 400所夾合的一容置空間700中。具體而言，上玻璃基板200、下玻璃基板400大體上呈矩形板體，其兩相面對的表面積大于中間物300的面積，故，上玻璃基板200的四周邊緣與下玻璃基板400的四周邊緣之間分別間隔有一間隙600，各間隙600接通容置空間700。需定義的是，上玻璃基板200、下玻璃基板400皆由玻璃材料所制成，而中間物300 泛指太陽能電池單元100中上玻璃基板200、下玻璃基板400之間的眾組件，合稱太陽能電池(solar cells)310o太陽能電池310是直接形成于其中一玻璃基板上(如圖2A所示， 例如下玻璃基板400)，接著在太陽能電池310上依序放置一本身具有高吸水性的封裝材料 320(如乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，EVA)及另一玻璃基板(如圖2A所示，例如上玻璃基板 200)，以便進行壓合。如此，太陽能電池310便可被封裝于容置空間700中。此外，實作上，玻璃基板的四周邊緣均設計有一導角(bevel)，用以避免玻璃基板于搬運或組裝過程中受到撞擊而撞裂了玻璃基板的邊緣。上玻璃基板200的四周邊緣，例如上玻璃基板200的各導角朝下玻璃基板400的方向，均具一第一斜面210(圖2A)；下玻璃基板400的四周邊緣例如下玻璃基板400的各導角朝上玻璃基板200的方向，均具一第二斜面410。相對應的第一斜面210與第二斜面410之間便可形成一上述的間隙600 (例如約1毫米-2毫米)。圖1所述的步驟(102)可依照下列兩實施例來實行，然而，以下僅為示意，本發(fā)明并不以此為限，亦可循其它方式將軟化后的玻璃材料500a填滿于上玻璃基板200與下玻璃基板400的間隙600中，同樣屬于本發(fā)明的技術領域。見圖2A及圖2B所示，圖1所述的步驟(102)依據(jù)其中一實施例的詳細步驟為(i)放置多個固態(tài)的玻璃材料500a(例如玻璃絲、玻璃棒)至上述的間隙600中； 以及(ii)利用一加熱裝置800(例如噴燈)，對這些間隙600中的固態(tài)的玻璃材料500a 進行加熱至一特定溫度(例如攝氏500°C至攝氏700°C)，直到固態(tài)的玻璃材料500a受到軟化而形成由固體狀態(tài)轉(zhuǎn)化為液體狀態(tài)的流體為止。此外，由于加熱裝置800本身將產(chǎn)生一熱力氣流，熱力氣流可將軟化后的玻璃材料500a朝間隙600的內(nèi)部(即容置空間700的方向)推動，直到軟化后的玻璃材料500a 填滿容置空間700并均勻地封閉此間隙600為止。操作者亦可選擇對所有或部分的間隙600進行上述邊緣封閉的操作，并依需求搭配外框襯墊的保護。請參照圖3A及圖3B，圖3A是繪示另一太陽能電池單元的示意圖。圖是繪示圖 3A的太陽能電池單元依據(jù)本發(fā)明的另一實施例進行邊緣封閉的操作示意圖。圖1所述的步驟(102)依據(jù)的另一實施例的詳細步驟為(i)翻轉(zhuǎn)并改變太陽能電池單元100的間隙600所面對的方向，使得此間隙600朝向一背對地心引力D的方向(圖3A)；以及(ii)預先加熱并軟化一固態(tài)的玻璃材料(例如玻璃絲、玻璃棒)，使其成為由固態(tài)轉(zhuǎn)化成液態(tài)的流體，再通過一輸送工具810，朝地心引力的方向D，提供已軟化后的玻璃材料500b，例如垂直滴下的方式，送至此間隙600中，直到軟化后的玻璃材料500b填滿容置空間700并均勻地封閉此間隙600為止(圖:3B)。同樣地，操作者亦可選擇對所有或部分的間隙600進行上述邊緣封閉的操作，并依需求搭配外框襯墊的保護。需說明的是，上述所謂的“加熱并軟化”或“軟化”是指玻璃受熱后，由其固體狀態(tài)改變?yōu)橐痪哂锌伤苄缘囊后w狀態(tài)。此外，由于玻璃由其固體狀態(tài)軟化為液體狀態(tài)的軟化溫度，稱為軟化點，故，當玻璃基板為石英玻璃時，其軟化點為攝氏1500°C，或玻璃基板為硼玻璃(Pyrex)時，其軟化點為攝氏900°C ；玻璃材料500a的軟化點大致為攝氏500°C -700°C。因此，當玻璃材料500a 受熱軟化時，其溫度尚未到達玻璃基板的軟化點，故，玻璃基板不致受到軟化而產(chǎn)生變異。 這些玻璃材料可另外摻有不同份量的鐵成份，以成為具有強化特性的玻璃。請參閱圖1及圖4，圖4是繪示太陽能電池模塊完成邊緣封閉的局部側(cè)視圖。當圖1所述的步驟(103)中的玻璃材料500a、500b(圖2B、圖3B)受到冷卻后，填滿于容置空間700及各間隙600中的玻璃材料500a、500b便與上玻璃基板200及下玻璃基板400形成一體，進而完全密封容置空間700中的中間物300。如此，便可成為一具有密閉空間的太陽能電池模塊10。具體而言，當軟化后的玻璃材料500a、500b不再受到加熱時，玻璃材料500a、500b 將自然降溫至室溫，進而于太陽能電池模塊10的間隙600中，與上玻璃基板200及下玻璃基板400結(jié)為一體，以成為一圍繞并密封中間物300的玻璃周緣部510(圖4)。當然，操作者亦可依需求及限制以選擇其它主動冷卻玻璃材料500a、500b的方法(例如提供冷空氣)。請參閱圖5及圖6所示，圖5是繪示又一太陽能電池單元進行邊緣封閉的操作示意圖。圖6是繪示再一太陽能電池單元進行邊緣封閉的操作示意圖。又一太陽能電池單元 100’的下玻璃基板400的四周邊緣均具有一朝相同方向(例如上玻璃基板200的方向)延伸的凸緣420，這些凸緣420共同包圍上玻璃基板200與中間物300。上玻璃基板200的四周邊緣，例如上玻璃基板200的各導角朝遠離中間物300的方向，均具一第三斜面220 ；下玻璃基板400四周邊緣的凸緣420，例如凸緣420的各導角朝上玻璃基板200的方向，均具一第四斜面430。相對應的第三斜面220與第四斜面430之間可形成一上述的間隙600(例如約1-2毫米)。如此，操作者可依需求及限制以選擇圖1所述的步驟(102)中任一實施例的邊緣封閉方法。相較于先前技術的防水膠帶、橡膠封條，甚至外框襯墊，仍與太陽能電池模塊之間存在有水氣可滲入的間隙600，本發(fā)明是通過融化的玻璃材料一體地結(jié)合于太陽能電池單元邊緣的間隙600中，以封閉太陽能電池單元的邊緣，可大幅降低水氣可滲入的間隙600， 有效阻絕水氣滲入太陽能電池模塊中，進而大幅改善太陽能電池模塊內(nèi)的材料吸水問題。 此外，由于玻璃材料與上、下玻璃基板400的特性相近，設計者不需考慮是否有不利的化學變化，且玻璃材料可與上、下玻璃基板400結(jié)為一體，進而形成一具有密閉空間的玻璃容器，以圍繞并密封其中的中間物300。綜上所述，雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法，其特征在于，包含提供一太陽能電池單元，其中該太陽能電池單元包含一上玻璃基板、一下玻璃基板及一中間物，該中間物位于該上玻璃基板及該下玻璃基板之間；加熱并軟化多個玻璃材料，并將該些軟化后的玻璃材料填滿于該上玻璃基板邊緣與該下玻璃基板邊緣之間所形成的間隙中；以及冷卻該些軟化后的玻璃材料，使得該些玻璃材料與該上玻璃基板及該下玻璃基板形成一體，并密封該中間物。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法，其特征在于，提供該太陽能電池單元，還包括該上玻璃基板的四周邊緣均具一第一斜面，該下玻璃基板的四周邊緣均具一第二斜面，其中相對應的該第一斜面與該第二斜面之間形成該些間隙其中之一。
3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法，其特征在于，提供該太陽能電池單元，還包括該下玻璃基板的邊緣均具有一朝相同方向延伸的凸緣，該些凸緣包圍該上玻璃基板。
4.根據(jù)權利要求3所述的太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法，其特征在于，該上玻璃基板的四周邊緣均具一第三斜面，該些凸緣的邊緣均具一第四斜面，其中相對應的該第三斜面與該第四斜面之間形成該些間隙其中之一。
5.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法，其特征在于，加熱并軟化該些玻璃材料，并將該些軟化后的玻璃材料填滿于該些間隙中，還包括放置多個固態(tài)的玻璃材料至該些間隙中；以及利用一加熱裝置，對該些間隙中的該些固態(tài)的玻璃材料進行加熱至一特定溫度，直到該些固態(tài)的玻璃材料受到軟化為止。
6.根據(jù)權利要求1所述的太陽能電池模塊的邊緣封閉的方法，其特征在于，加熱并軟化該些玻璃材料，并將該些軟化后的玻璃材料填滿于該些間隙中，還包括翻轉(zhuǎn)該太陽能電池單元，使該些間隙其中之一朝向一背對地心引力的方向；以及朝該地心引力的方向，提供已軟化后的玻璃材料至該間隙中，以流向該些間隙的內(nèi)部。
7.一種太陽能電池模塊，其特征在于，包含一上玻璃基板；一下玻璃基板；一中間物，位于該上玻璃基板及該下玻璃基板之間；以及一玻璃周緣部，位于該上玻璃基板四周邊緣與該下玻璃基板四周邊緣之間，與該上玻璃基板及該下玻璃基板結(jié)為一體，圍繞并密封該中間物。
8.根據(jù)權利要求7所述的太陽能電池模塊，其特征在于，該中間物包括一封裝材料及一太陽能電池。
9.根據(jù)權利要求8所述的太陽能電池模塊，其特征在于，該封裝材料包含乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種太陽能電池模塊及其邊緣封閉的方法。其邊緣封閉的方法包含多個步驟為提供一太陽能電池單元，依序具有上玻璃基板、中間物及下玻璃基板；加熱并軟化玻璃材料，并填滿于上玻璃基板邊緣與下玻璃基板邊緣的間隙中；以及冷卻玻璃材料，使得玻璃材料與上玻璃基板及下玻璃基板形成一體，并密封中間物。
文檔編號H01L31/18GK102280517SQ201010213680
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權日2010年6月11日
發(fā)明者李紀萊, 黃成沛 申請人:杜邦太陽能有限公司