专利名称：光伏电池模块与其制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种光伏电池模块与其制造方法，特别是一种适用于太阳能转电 能的光伏电池模块与其制造方法。
背景技术：
目前由于国际能源短缺，世界各国一直持续研发各种可行的替代能源，其中以光 伏电池，例如太阳能电池，最受到瞩目。太阳能电池具有使用方便、取之不尽、用之不竭、无 废弃物、无污染、无转动部份、无噪音、可阻隔辐射热、使用寿命长、尺寸可随意变化、并与建 筑物作结合及普及化等优点，故太阳能电池的制造技术越来越受到重视。太阳能电池与一般的电池不同，太阳能电池是将太阳能转换成电能的装置，且不 需要透过电解质来传递导电离子，而是改采P型与N型半导体产生PN界面来获得电位。当 半导体受到太阳光的照射时，大量的自由电子伴随而生，带负电的电子向N型半导体处移 动，而此电子的移动产生了电流，也就是在PN界面处产生电位差以形成可供储存的电能。请同时参照图1和图2，图1是绘示正常电池模块的电流/功率对电压的关系图， 图2是绘示瑕疵电池模块的电流/功率对电压的关系图。目前的太阳能电池模块会出现输 出电流值异常下降的现象(S-curve effect)，如图2中虚框20所标示的区域。同时对照图 1和图2可发现，图2中虚框20所标示区域中的电流值，比起正常的电流值(如图1所示) 小，并降低了太阳能电池模块所输出的功率。
发明内容
因此，本发明的一目的在于提供一种光伏电池模块，其可改善已知光伏电池模块 的输出电流下降的缺点。本发明的另一目的在于提供一种光伏电池模块的制造方法，用以制造出一种新的 光伏电池模块，以改善已知光伏电池模块的输出电流下降的缺点。根据本发明的一实施例，提供一种光伏电池模块来改善已知光伏电池模块的输出 电流下降的缺点。此光伏电池模块包含有第一电池单元，包含有第一透明导电基板、第一光 伏转换层和第一电极层；至少一个第二电池单元，电性串联至第一电池单元；以及第二电 极层，电性连接至第二电池单元。在第一电池单元中，第一光伏转换层位于第一透明导电基 板上。第一电极层位于第一光伏转换层上，并电性连接至第一透明导电基板。根据本发明的另一实施例，提供一种光伏电池模块来改善已知光伏电池模块的输 出电流下降的缺点。此光伏电池模块包含透明导电基板、光伏转换层和电极层。此透明导 电基板包含第一基板部、第二基板部和第三基板部，其中第一基板部和第二基板部间具有 第一基板部隔离空间，而第二基板部和第三基板部间具有第二基板部隔离空间。光伏转换 层位于透明导电基板上，其中光伏转换层包含第一光伏转换部、第二光伏转换部和第三光 伏转换部。第一光伏转换部位于第一基板部上，第二光伏转换部位于第二基板部上，而第三 光伏转换部位于第三基板部上。第一光伏转换部和第二光伏转换部间具有第一转换部隔离
4空间，第二光伏转换部和第三基板部间具有第二转换部隔离空间。电极层位于光伏转换层 上，其中电极层包含第一电极部、第二电极部和第三电极部。第一电极部位于第一光伏转换 部上及第一转换部隔离空间中，以电性连接至第二基板部。第二电极部位于第二光伏转换 部上及第二转换部隔离空间中，以电性连接至第三基板部。第三电极部位于第三光伏转换 部上，并电性连接至第三基板部。第一电极部和第二电极部间具有第一电极部隔离空间，而 第二电极部和第三电极部间具有第二电极部隔离空间。根据本发明的又一实施例，提供一种光伏电池模块的制造方法，以制造出可改善 已知光伏电池模块的输出电流下降缺点的光伏模块。在此制造方法中，首先提供透明导电 基板。接着，进行第一切割步骤，以将透明导电基板切割为第一基板部、第二基板部和第三 基板部，其中第一基板部和第二基板部之间具有第一基板隔离空间，第二基板部和第三基 板部间具第二基板隔离空间。然后，形成光伏转换层于透明导电基板上及基板隔离空间中。 然后，进行第二切割步骤，以将光伏转换层切割成第一光伏转换部、第二光伏转换部和第三 光伏转换部，并形成贯穿开口于第三光伏转换部中，其中第一光伏转换部和第二光伏转换 部之间具有第一转换部隔离空间，第二光伏转换部和该第三光伏转换部间具有第二转换部 隔离空间。接着，形成电极层于光伏转换层上及转换部隔离空间和贯穿开口中，以使光伏转 换层透过转换部隔离空间和贯穿开口来电性连接至第二基板部和第三基板部。然后，进行 第三切割步骤，以将电极层切割成第一电极部、第二电极部和第三电极部，其中第一电极部 和第二电极部之间具有第一电极部隔离空间，第二电极部和电极部间具有第二电极部隔离 空间。根据本发明的又一实施例，提供一种光伏电池模块的制造方法，以制造出可改善 已知光伏电池模块的输出电流下降缺点的光伏模块。在此制造方法中，首先提供透明导电 基板。接着，进行第一切割步骤，以将透明导电基板切割为第一基板部、第二基板部和第三 基板部，其中第一基板部和第二基板部之间具有第一基板隔离空间，第二基板部和第三基 板部间具第二基板隔离空间。然后，形成导电凸块于第三基板部上。接着，形成光伏转换层 于透明导电基板上及基板隔离空间中。然后，进行第二切割步骤，以将光伏转换层切割成第 一光伏转换部、第二光伏转换部和第三光伏转换部，其中第一光伏转换部和第二光伏转换 部之间具有第一转换部隔离空间，第二光伏转换部和该第三光伏转换部间具有第二转换部 隔离空间。接着，形成电极层于光伏转换层和导电凸块上及转换部隔离空间中，以使光伏转 换层透过转换部隔离空间和导电凸块来电性连接至第二基板部和第三基板部。然后，进行 第三切割步骤，以将电极层切割成第一电极部、第二电极部和第三电极部，其中第一电极部 和第二电极部之间具有第一电极部隔离空间，第二电极部和电极部间具有第二电极部隔离 空间。本发明的光伏电池模块的制造方法及采用该方法制造的光伏电池模块，改善了已 知光伏电池模块的输出电流下降的缺点。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，上文特举一较佳实施 例，并配合所附附图，作详细说明如下图1绘示正常电池模块的电流/功率对电压的关系图2绘示瑕疵电池模块的电流/功率对电压的关系图；图3绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块的结构示意图；图4绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块的结构示意图；图5绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块的结构示意图；图6绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块的结构示意图；图7绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块的制造方法的流程示意图；图8a至图8f分别绘示光伏电池模块对应至制造方法中各步骤的模块剖面示意 图；图9绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块的制造方法的流程示意图；图IOa至图IOg分别绘示光伏电池模块对应至制造方法中各步骤的模块剖面示意 图。主要组件符号说明20 虚框100:光伏电池模块112:透明导电基板116:电极层120:第二电池单元124 光伏转换层130:贯通开口132:透明导电基板136:电极层160 导线200:光伏电池模块214 光伏转换层300:光伏电池模块500:光伏电池模块510a 基板部510c 基板部512b 基板部隔离空间520a:光伏转换部520c 光伏转换部522b 转换部隔离空间530 电极层530b 电极部532a:电极部隔离空间600 制造方法620 切割步骤640 切割步骤660 切割步骤
110 第一电池单元 114:光伏转换层
122:透明导电基板 126 电极层
134 光伏转换层
170 导线
210 第一电池单元 230 导电凸块 400 光伏电池模块 510 透明导电基板 510b 基板部 512a 基板部隔离空间 520 光伏转换层 520b 光伏转换部 522a 转换部隔离空间 524 贯穿开口 530a 电极部 530c 电极部 532b 电极部隔离空间 610 基板提供步骤 630 转换层形成步骤 650:电极层形成步骤 700 光伏电池模块
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710 透明导电基板710a 基板部
710b 基板部710c 基板部
712a 基板部隔离空间712b 基板部隔离空间
720 光伏转换层720a 光伏转换部
720b 光伏转换部720c 光伏转换部
722a 转换部隔离空间722b 转换部隔离空间
714:金属凸块730 电极层
730a 电极部730b 电极部
730c 电极部+732a:电极部隔离空间
732b:电极部隔离空间800 制造方法
810 基板提供步骤820 切割步骤
825:凸块形成步骤830 转换层形成步骤
840 切割步骤850:电极层形成步骤
860 切割步骤
具体实施例方式请参照图3，其是绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块100的结构示意图。光 伏电池模块100包含第一电池单元110、至少一个第二电池单元120以及电极层136。第一 电池单元110包含透明导电基板112、光伏转换层114和电极层116。光伏转换层114位于 透明导电基板112上，用以吸收光能来转换成电能，而电极层116位于光伏转换层114上。 光伏转换层114具有贯通开口 130，此贯通开口 130可为贯穿光伏转换层114的通孔，或是 将光伏转换层114整面分割的开口，如此电极层116可透过贯通开口 130来电性连接至透 明导电基板112。第二电池单元120包含透明导电基板122、光伏转换层124和电极层126。透明导 电基板122电性连接至电极层136，以透过电极层136来电性连接至外部装置。光伏转换 层124位于透明导电基板122上，用以吸收光能来转换成电能。电极层126位于光伏转换 层124上，并电性连接至透明导电基板112，以电性串联第一电池单元110和第二电池单元 120。一般而言，当光伏电池模块100完成后，便会分别在电极层136和第一电池单元 110的电极上，分别形成导线160和170，如此光伏电池模块100便可利用导线160和170 来与外部装置电性连接，并提供电能予此外部装置。在本实施例中，由于第一电池单元110的光伏转换层114具有贯通开口 130，因此 第一电池单元Iio的电极层116是电性连接至其透明导电基板112，来使第一电池单元110 失去正常的电能提供作用。经由实验证明，位于光伏电池模块边缘的电池单元会在光伏电 池模块的制造过程(例如喷砂制程)中损坏，因此将此边缘电池单元牺牲，可提高光伏电 池模块的电流稳定度，且被牺牲的电池单元也可在后续制程中保护正常的电池单元不被破 坏。另外，值得一提的是本实施例的光伏电池模块100可包含多个互相串联的第二电 池单元120，以提供较大的输出电压和电流至外部电路。再者，本实施例的透明导电基板是由透明导电性氧化物(Transparent Conductive Oxide ;TC0)所构成；光伏转换层是由硅 半导体所构成；以及电极层的材质是选自由钛、银、氧化锌镓(Ga doped Zinc Oxide ；GZO) 及其组合物所组成的群组。请参照图4，其是绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块200的结构示意图。光 伏电池模块200是类似于光伏电池模块100，但不同之处在于，光伏电池模块200的第一电 池单元210具有导电凸块230，此导电凸块230位于第一电池单元210的透明导电基板112 和电极层116之间。在本实施例中，第一电池单元210的光伏转换层214并不具有贯通开 口，而透明导电基板112和电极层116的电性连接是通过导电凸块230来完成。请参照图5，其是绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块300的结构示意图。光 伏电池模块300是类似于光伏电池模块100，但不同之处在于光伏电池模块300还包含透明 导电基板132和光伏转换层134，其中光伏转换层134位于透明导电基板132上，而电极层 136位于光伏转换层134上。请参照图6，其是绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块400的结构示意图。光 伏电池模块400是类似于光伏电池模块200，但不同之处在于光伏电池模块400还包含透明 导电基板132和光伏转换层134，其中光伏转换层134位于透明导电基板132上，而电极层 136位于光伏转换层134上。请参照图7及图8a至图8f，图7是绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块500 的制造方法600的流程示意图。图8a至图8f是分别绘示光伏电池模块500对应至制造方 法600中各步骤的模块剖面示意图。在光伏电池模块制造方法600中，首先进行基板提供 步骤610，以提供透明导电基板510，如图8a所示。接着，进行切割步骤620，以将透明导电 基板510切割为基板部510a、510b和510c，并形成基板部隔离空间512a于基板部510a和 基板部510b之间，以及形成基板部隔离空间512b于基板部510b和基板部510c之间，如图 8b所示。然后，进行转换层形成步骤630，以形成光伏转换层520于透明导电基板510上，如 图8c所示。在本实施例中，由于转换层形成制程的关系，光伏转换层520亦会形成于基板 部隔离空间512a和512b中，但在本发明其它实施例的转换层形成步骤中，可先使用其它绝 缘材料来将基板部隔离空间512a和512b填满，再形成光伏转换层520于透明导电基板510 上。接着，进行切割步骤640，以将光伏转换层520切割成光伏转换部520a、520b和520c， 并形成贯穿开口 524于光伏转换部520c中，如图8d所示，其中光伏转换部520a和光伏转 换部520b之间具有转换部隔离空间522a，而光伏转换部520b和光伏转换部520c之间具有 转换部隔离空间522b。然后，进行电极层形成步骤650，以形成电极层530于光伏转换层520上，如图Se 所示。在本实施例中，由于电极层形成制程的关系，电极层530亦会形成于转换部隔离空 间522a和522b中以及贯穿开口 524中，但在本发明其它实施例的电极层形成步骤中，可先 使用其它导电材料来将转换部隔离空间522a和522b以及贯穿开口 524填满，再形成电极 层530。接着，进行切割步骤660，以将电极层530切割成电极部530a、电极部530b和电极 部530c，并形成电极部隔离空间532a于电极部530a和530b之间，及形成电极部隔离空间 532b于电极部530b和530c之间，如图8f所示。本实施例的光伏电池模块500是类似于光伏电池模块300，其中光伏电池模块500的基板部510b、转换部520b以及电极部530b构成一电池单元550，其对应至光伏电池模块 300的第二电池单元120 ；光伏电池模块500的基板部510c、转换部520c和电极部530c构 成另一电池单元560，其对应至光伏电池模块300的第一电池单元110。请参照图9及图IOa至图10g，图9是绘示根据本发明一实施例的光伏电池模块 700的制造方法800的流程示意图。图IOa至图IOg是分别绘示光伏电池模块700对应至 制造方法800中各步骤的模块剖面示意图。在光伏电池模块制造方法800中，首先进行基 板提供步骤810，以提供透明导电基板710，如图IOa所示。接着，进行切割步骤820，以将透 明导电基板710切割为基板部710a、710b和710c，并形成基板部隔离空间712a于基板部 710a和基板部710b之间，以及形成基板部隔离空间712b于基板部710b和基板部710c之 间，如图IOb所示。然后，进行凸块形成步骤825，以形成导电凸块714于基板部710c上，如图IOc所
7J\ ο接着，进行转换层形成步骤830，以形成光伏转换层720于透明导电基板710上，如 图IOd所示。在本实施例中，由于转换层形成制程的关系，光伏转换层720亦会形成于基板 部隔离空间712a和712b中，但在本发明其它实施例的转换层形成步骤中，可先使用其它绝 缘材料来将基板部隔离空间712a和712b填满，再形成光伏转换层720于透明导电基板710 上。接着，进行切割步骤840，以将光伏转换层720切割成光伏转换部720a、720b和720c， 如图IOe所示，其中光伏转换部720a和光伏转换部720b之间具有转换部隔离空间722a，而 光伏转换部720b和光伏转换部720c之间具有转换部隔离空间722b。然后，进行电极层形成步骤850，以形成电极层730于光伏转换层720上，如图IOf 所示。在本实施例中，由于电极层形成制程的关系，电极层730亦会形成于转换部隔离空间 722a和722b中以及贯穿开口 724中，但在本发明其它实施例的电极层形成步骤中，可先使 用其它导电材料来将转换部隔离空间722a和722b填满，再形成电极层730。接着，进行切 割步骤860，以将电极层730切割成电极部730a、电极部730b和电极部730c，并形成电极部 隔离空间732a于电极部730a和730b之间，及形成电极部隔离空间732b于电极部730b和 730c之间，如图IOg所示。本实施例的光伏电池模块700是类似于光伏电池模块400，其中光伏电池模块700 的基板部710a、转换部720a及电极部730a构成一电池单元，其对应至光伏电池模块400的 第二电池单元120 ；光伏电池模块700的基板部710c、转换部720c、导电凸块714及电极部 730c构成另一电池单元，其对应至光伏电池模块400的第一电池单元210。虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术 的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范 围当视权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
一种光伏电池模块，其特征在于，包含一第一电池单元，包含一第一透明导电基板；一第一光伏转换层，位于该第一透明导电基板上；以及一第一电极层位于该第一光伏转换层上，并电性连接至该第一透明导电基板；至少一第二电池单元，电性串联至该第一电池单元；以及一第二电极层，电性连接至该至少一第二电池单元。
2.根据权利要求1所述的光伏电池模块，其特征在于，该第一光伏转换层具有一贯穿 开口，以使该第一电极层透过该贯穿开口来电性连接至该第一透明导电基板。
3.根据权利要求1所述的光伏电池模块，其特征在于，还包含一导电凸块，位于该第一 透明导电基板和该第一电极层之间。
4.根据权利要求1所述的光伏电池模块，其特征在于，每一该至少一第二电池单元包含一第二透明导电基板，电性连接至该第二电极层；一第二光伏转换层，位于该第二透明导电基板上；以及一第三电极层位于该第二光伏转换层上，并电性连接至该第一透明导电基板。
5.根据权利要求4所述的光伏电池模块，其特征在于，还包含 一第三透明导电基板；以及一第三光伏转换层，位于该第三透明导电基板上，其中该第二电极层位于该第三光伏 转换层上。
6.根据权利要求1所述的光伏电池模块，其特征在于，该些透明导电基板由透明导电 性氧化物所构成。
7.根据权利要求1所述的光伏电池模块，其特征在于，该些光伏转换层由硅半导体所 构成。
8.根据权利要求1所述的光伏电池模块，其特征在于，该些电极层材质是选自由钛、 银、氧化锌镓及其组合物所组成的群组。
9.一种光伏电池模块，其特征在于，包含一透明导电基板，包含一第一基板部、一第二基板部和一第三基板部，其中该第一基板 部和该第二基板部间具有一第一基板部隔离空间，该第二基板部和该第三基板部间具有一 第二基板部隔离空间；一光伏转换层，位于该透明导电基板上，其中该光伏转换层包含 一第一光伏转换部，位于该第一基板部上； 一第二光伏转换部，位于该第二基板部上；以及 一第三光伏转换部，位于该第三基板部上；其中，该第一光伏转换部和该第二光伏转换部间具有一第一转换部隔离空间，该第二 光伏转换部和该第三光伏转换部间具有一第二转换部隔离空间；以及 一电极层，位于该光伏转换层上，其中该电极层包含一第一电极部，位于该第一光伏转换部上及该第一转换部隔离空间中，以电性连接至 该第二基板部；一第二电极部，位于该第二光伏转换部上及该第二转换部隔离空间中，以电性连接至 该第三基板部；以及一第三电极部，位于该第三光伏转换部上，并电性连接至该第三基板部； 其中，该第一电极部和该第二电极部间具有一第一电极部隔离空间，该第二电极部和 该第三电极部间具有一第二电极部隔离空间。
10.根据权利要求9所述的光伏电池模块，其特征在于，该第三光伏转换部具有一贯穿 开口，以使该第三电极部透过该贯穿开口来电性连接至该第三基板部。
11.一种光伏电池模块的制造方法，其特征在于，包含 提供一透明导电基板；进行一第一切割步骤，以将该透明导电基板切割为一第一基板部、一第二基板部和一 第三基板部，其中该第一基板部和该第二基板部之间具有一第一基板隔离空间，及该第二 基板部和该第三基板部间具一第二基板隔离空间；形成一光伏转换层于该透明导电基板上及该些基板隔离空间中； 进行一第二切割步骤，以将该光伏转换层切割成一第一光伏转换部、一第二光伏转换 部和一第三光伏转换部，并形成一贯穿开口于该第三光伏转换部中，其中该第一光伏转换 部和该第二光伏转换部之间具有一第一转换部隔离空间，该第二光伏转换部和该第三光伏 转换部间具有一第二转换部隔离空间；形成一电极层于该光伏转换层上及该些转换部隔离空间和该贯穿开口中，以使该光伏 转换层透过该些转换部隔离空间和该贯穿开口来电性连接至该第二基板部和该第三基板 部；以及进行一第三切割步骤，以将该电极层切割成一第一电极部、一第二电极部和一第三电 极部，其中该第一电极部和该第二电极部之间具有一第一电极部隔离空间，该第二电极部 和该电极部间具有一第二电极部隔离空间。
12.一种光伏电池模块的制造方法，其特征在于，包含 提供一透明导电基板；进行一第一切割步骤，以将该透明导电基板切割为一第一基板部、一第二基板部和一 第三基板部，其中该第一基板部和该第二基板部之间具有一第一基板隔离空间，及该第二 基板部和该第三基板部间具一第二基板隔离空间于； 形成一导电凸块于该第三基板部上；形成一光伏转换层于该透明导电基板上及该些基板隔离空间中； 进行一第二切割步骤，以将该光伏转换层切割成一第一光伏转换部、一第二光伏转换 部和一第三光伏转换部，其中该第一光伏转换部和该第二光伏转换部之间具有一第一转换 部隔离空间，该第二光伏转换部和该第三光伏转换部间具有一第二转换部隔离空间；形成一电极层于该光伏转换层和该导电凸块上及该些转换部隔离空间中，以使该光伏 转换层透过该些转换部隔离空间和该导电凸块来电性连接至该第二基板部和该第三基板 部；以及进行一第三切割步骤，以将该电极层切割成一第一电极部、一第二电极部和一第三电 极部，其中该第一电极部和该第二电极部之间具有一第一电极部隔离空间，该第二电极部 和该电极部间具有一第二电极部隔离空间。
全文摘要
本发明揭露一种光伏电池模块与其制造方法。此光伏电池模块包含第一电池单元，包含第一透明导电基板、第一光伏转换层和第一电极层；至少一个第二电池单元电性串联至第一电池单元；以及第二电极层，电性连接至第二电池单元。在第一电池单元中，第一光伏转换层位于第一透明导电基板上。第一电极层位于第一光伏转换层上，并电性连接至第一透明导电基板。另外，本发明亦提供一种光伏电池模块的制造方法，用以制造前述的光伏电池模块。
文档编号H01L31/18GK101924155SQ20091014668
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者吴育华, 张为腾, 王亮棠, 黄志仁 申请人:奇美能源股份有限公司