专利名称：太阳能电池模块的制作方法
技术领域：
本发明关于一种电池模块，特别关于一种太阳能电池模块。
背景技术：
太阳能本身无公害问题且取得容易，永不竭尽，故太阳能成为重要替代性能源之 一。较常应用太阳能的太阳能电池是一种光电转换组件，其经由太阳光照射后，把光能转换 成电能。太阳能电池模块的使用寿命长短及光电转换效能，取决在其阻隔水气的程度。当 水气进入太阳能电池模块内时，会附着在太阳能电池的电极表面，影响其导电效率，并降低 光电转换效能。目前常见的太阳能电池模块是平板状，其封装方式是利用一上基板与太阳 能电池基板平行设置，并在两个基板的周围设置封装材料进行封装。然而，此种封装方式所需封装的范围面积较大，也增加阻隔水气的难度并容易缩 短产品使用期限。另外，上述的上基板常使用压克力作为其材质，压克力不具耐候性，在常 时间曝晒后会劣化缩短使用寿命。因此，如何提供一种太阳能电池模块，能够减少封装范围并提升水气阻隔程度，还 提高产品良率及延长使用寿命，实是当前重要课题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够减少封装范围并提升水气阻隔程度的太阳能电池 模块。本发明可采用以下技术方案来实现的。本发明的一种太阳能电池模块包括至少一个管体、至少一个长型太阳能电池组件 以及两个电性连接件。管体至少部分透光。长型太阳能电池组件设置在管体内。所述电性 连接件设置在管体的两端或一端，并与长型太阳能电池组件电性连接。在本发明的一实施例中，所述管体的两端密封。在本发明的一实施例中，所述管体的一端密封，所述电性连接件设置在所述管体
的另一端。 在本发明的一实施例中，还包括一流体，容置在所述管体内。在本发明的一实施例中，还包括一聚光组件，容置在所述管体内、或设置在所述管 体的内壁、或设置在所述管体的外壁、或与所述管体一体成型。在本发明的一实施例中，所述长型太阳能电池组件的材质包括硅、或锗、或化合物 半导体、或有机材料。在本发明的一实施例中，所述长型太阳能电池组件的材质结构包括非晶、或微晶、 或复晶、或多晶、或单晶。在本发明的一实施例中，所述长型太阳能电池组件的长宽比大于等于10。在本发明的一实施例中，所述长型太阳能电池组件具有两个电极，所述电极设置在所述长型太阳能电池组件的一端、或相对两端、或沿所述长型太阳能电池组件的长轴方
向设置。在本发明的一实施例中，还包括一长型支持组件，设置在所述管体内，所述长型太 阳能电池组件设置在所述长型支持组件。在本发明的一实施例中，所述长型支持组件是一挤型组件。在本发明的一实施例中，所述长型支持组件是一长型电路板或一不锈钢片。在本发明之的一实施例中，所述长型支持组件至少部分透光。在本发明的一实施例中，所述长型支持组件具有一反射式光学结构或聚光式光学 结构。在本发明的一实施例中，还包括一薄膜太阳能电池组件，设置在所述长型支持组 件。在本发明的一实施例中，还包括一薄膜太阳能电池组件，设置在所述管体内、或所 述管体外。在本发明的一实施例中，还包括另一长型太阳能电池组件，设置在所述管体内，并 与所述长型太阳能电池组件串联或并联。在本发明的一实施例中，所述长型太阳能电池组件具有一受光平面，所述受光平 面的一宽度大于所述管体的内径的70%。在本发明的一实施例中，还包括一驱动单元，驱动所述管体或所述长型太阳能电 池组件依据所述管体的长轴转动。在本发明的一实施例中，还包括一支撑组件及一驱动单元，所述管体固定在所述 支撑组件，驱动单元驱动所述支撑组件转动。借由上述技术方案，本发明的太阳能电池模块至少具有下列优点承上所述，本发明的太阳能电池模块将长型太阳能电池组件设置在管体内，故只 需对管体的两端进行封装，大幅减少封装范围，还可提升水气阻隔程度及产品良率，并延长 产品寿命。另外，由于本发明使用管体，故可使用玻璃作为管体的材料，玻璃具有良好的耐 候性可延长产品寿命。另外，本发明还在管体的一端或两端设置电性连接件，使得太阳能电 池模块可轻易地将电力传送出来，亦可将多个太阳能电池模块相互连接来使用。另外，由于 太阳能电池模块呈长管状，故可作为百叶窗或设置在玻璃窗户上。
图IA及图IB分别是本发明第一实施例的太阳能电池模块的立体示意图及侧视 图；图IC是本发明第一实施例的太阳能电池模块的另一示意图；图2是本发明的多个太阳能电池模块连接的示意图；图3是本发明第一实施例的另一太阳能电池模块的侧视图；图4A及图4B分别是本发明第二实施例的太阳能电池模块的立体示意图及侧视 图；图4C至图4E是本发明第二实施例的太阳能电池模块具有多个长型太阳能电池组 件的示意图4F是本发明第二实施例的太阳能电池模块的长型支持组件具有光学结构的示 意图；图5至图8是本发明第二实施例的太阳能电池模块的不同态样的示意图；图9是本发明第二实施例的太阳能电池模块具有流体的示意图；图10是本发明第二实施例的太阳能电池模块的另一示意图，其中薄膜太阳能电 池组件设置在管体外；图11是本发明第一实施例的太阳能电池模块具有支撑组件的示意图；图12A及图12B是本发明第一实施例的太阳能电池模块具有追加功能的示意图； 以及图13是本发明第一实施例的太阳能电池模块呈百叶窗的示意图。主要组件符号说明l、la、lb、2、2a、2b 太阳能电池模块ll、21、21a:管体12、12b、22、22b 长型太阳能电池组件121、221:电极122 受光平面13、13a、13b、23 电性连接件14、14b、24:导线15、15a:驱动单元151 控制杆152 绳子25、25b 长型支持组件251 光学结构26、26a:聚光组件27.27a.27b 薄膜太阳能电池组件28 流体A 上表面AX:转轴方向B:下表面C:导电层F 支撑组件G 斜面H:穿孔I 绝缘层L:间距S1、S2:侧
具体实施例方式以下将参照相关图示，说明依本发明优选实施例的一种太阳能电池模块。
第一实施例图IA及图IB分别是本发明第一实施例的一种太阳能电池模块1的立体示意图及 侧视图。太阳能电池模块1包括一管体11、一长型太阳能电池组件12以及两个电性连接件 13。太阳能电池模块1可设置在窗户、或大楼玻璃帷幕、或作为百叶窗或设置在其它具有长 型外观的产品。当然也可以直接设置在地面或建筑物顶端或应用在其它需要电力的电子产 品，以直接进行光电转换。管体11至少部分透光，管体11的材质可例如是玻璃、或塑料、或石英。由于玻璃 具有良好的耐候性，可常时间曝晒在日光而不会劣化，且玻璃管体常被拿来作灯管，所以是 市场上已大量制造的便宜材料。管体11的两端可密封，可例如将管体11两端加热以热熔 密封、或是另外借由两个封止件密封在管体11两端的开口，其中封止件的材质可例如包括 树脂、塑料或金属。在此，管体11的两端借由玻璃材质密封。另外，管体11可以是一件式、 或由两个组件以上组合而成。管体11的截面不限于圆形，可以是半圆形、椭圆形、三角形或 其它几何图形。本实施例的管体11以圆形为例，管体11的弧形表面可有效降低入射光线 的反射率。长型太阳能电池组件12设置在管体11内。本实施例不限制长型太阳能电池组件 12的材质，其可例如包括硅、或锗、或化合物半导体、或有机材料。长型太阳能电池组件12 的材质结构可以是非晶、或微晶、或复晶、或多晶、或单晶。承上，长型太阳能电池组件12可 例如是单晶硅、或单晶锗(Ge)、或多晶硅(multi-crystalline silicon)、或多晶锗、或复 晶硅(poly-silicon)或非晶硅、或非晶锗、或微晶硅、或化合物半导体(例如III-V族或 II-VI 族)、或有机染敏电池(Dye-sensitized Solar Cell)等。在本实施例中，长型太阳能电池组件12的长宽比大于等于10，并且长型太阳能电 池组件12具有一受光平面(planar surface) 122，受光平面122的一宽度大于管体11内径 的70%，以提升光线接收率。其中较佳者是受光平面122的宽度大于管体11内径的80%， 当然若受光平面122的宽度越大，则可受光面积越多，有助提升光电转换的输出电量。在此 以其宽度实质等于管体11内径为例，使得长型太阳能电池组件12可紧贴管体11内壁。长 型太阳能电池组件12具有两个电极121，所述电极121设置在长型太阳能电池组件12的一 端、或相对两端、或沿长型太阳能电池组件12的长轴方向设置。在此，电极121设置在长型 太阳能电池组件12的两端。电性连接件13可设置在管体11的两端或一端，电性连接件13的位置可配合电极 121的位置而设置，在此电性连接件13以设置在管体11两端为例。电性连接件13与长型 太阳能电池组件12电性连接，在此借由两个导线14与长型太阳能电池组件12的两个电极 121电性连接。当然，电性连接件13还可借由其它方式与电极121电性连接，例如直接焊接 在电极121而电性连接。另外，如图IC所示，其显示两电性连接件13设置在管体11的同 一端，管体11的另一端是封止状态，例如可借由烧结管体的一端(其材质以玻璃为例)而 封止。请再参照图IA及图IB所示，电性连接件13可具有多种的型式来实施，在此，电性 连接件13是一电性引脚，由管体11的两端穿出，也就是电性引脚的一部分被封装在管体的 两端内。另外，电性连接件13还可像一般灯管的灯帽态样，包括一帽体及至少一个引脚，帽 体与管体11的一端连接，引脚由帽体突设。或者，电性连接件13可以是连接器的态样，以公母配合而连接在其它的太阳能电池模块或其它电子产品上的连接器。或者，电性连接件13可以是导线的态样，可借由焊接而连接其它的太阳能电池模块或其它子装置。或者，电性 连接件13可以是卡合结构的态样，以凹凸配合而连接其它的太阳能电池模块或其它电子 装置。当然，上述皆是举例说明，并未用以限制本发明。如图2所示，其是两个太阳能电池模块Ia连结的示意图。太阳能电池模块Ia的 其中一个电性连接件13a是连接器的型式，借由公母配合，两太阳能电池模块Ia可相互串 联以增强电力。请再参照图IA及图IB所示，长型太阳能电池组件12设置在管体11的中央处，且 长型太阳能电池组件12的侧缘与管体11的内壁接触并相互顶抵。另外，长型太阳能电池 组件12还可设置在管体11内的其它位置，例如图3所示，在太阳能电池模块Ib中，长型太 阳能电池组件12b例如是一薄膜太阳能电池，由于其材质具有可挠性，故可沿着管体11的 内壁设置，并借由一导线14b与电性连接件13b电性连接。第二实施例图4A及图4B分别是本发明第二实施例的一种太阳能电池模块2的立体示意图及 侧视图。太阳能电池模块2包括一管体21、一长型太阳能电池组件22以及两个电性连接件 23。与第一实施例主要差异在于，太阳能电池模块2还包括一长型支持组件25，其设 置在管体21内，且长型太阳能电池组件22设置在长型支持组件25。在本实施例中，长型支 持组件25的侧缘可接触并顶抵在管体21的内壁，使得长型支持组件25固定在管体21。本 实施例以一长型太阳能电池组件22设置在长型支持组件25为例，当然还可有多个长型太 阳能电池组件22设置在长型支持组件25上。如图4C所示，太阳能电池模块2b具有三个 长型太阳能电池组件22b设置在长型支持组件25b上，且所述长型太阳能电池组件22b可 串联或并联，在此以并联为例。所述长型太阳能电池组件22b可以是相同材质或形状、或不 相同材质、或不同形状。请参照图4D所示，其是图4C的太阳能电池模块2b的长型支持组件25b与长型太 阳能电池组件22b的侧视示意图。在此，各长型太阳能电池组件22b的上表面A的两端是 N极，而其下表面B是P极。长型支持组件25b以一不锈钢片为例，且靠近长型太阳能电池 组件22b的一表面具有一导电层C，导电层C与长型太阳能电池组件22b的下表面B接触， 导电层C可以是任何导电材料，例如铜箔、银等。所述长型太阳能电池组件22b以并联为例，其中所述长型太阳能电池组件22b的 N极以导线24相互电性连接，且其中一长型太阳能电池组件22b (在此以图4D中最左边的 长型太阳能电池组件22b为例)借由一导线24与设置在长型支持组件25b背对长型太阳 能电池组件22b的表面上的电极221电性连接，且所述电极221再与图4A中的电性连接件 23电性连接。在此，导线24穿过长型支持组件25b的一穿孔H与电极221电性连接。另 外，导线24可绕过长型支持组件25b的边缘与下表面的电极221电性连接。此状况下，长 型支持组件25b的部分边缘可具有一凹槽以让导线24通过。另外，所述长型太阳能电池组 件22b的P极(位在长型太阳能电池组件22b的下表面)则与导电层C电性连接，且借由 另一电极221 (图4D的右边电极221)电性连接至邻近的另一电性连接件23。需注意者，长 型支持组件25b上的导电层C须与长型太阳能电池组件22b的N极绝缘，以免发生短路。
图4E显示长型太阳能电池组件22b是串联的态样。其中，长型支持组件25b靠近 长型太阳能电池组件22b的表面设置一绝缘层I。所述长型太阳能电池组件22b借由导线 24电性连接相邻的N极(位在上表面A)与P极(位在下表面B)。其中一长型太阳能电池 组件22b (在此以图4E中最左边的长型太阳能电池组件22b为例)的P极借由导线24与 邻近的电极221电性连接；另一种方式，图4E中最左边的长型太阳能电池组件22b的P极 可借由设置在绝缘层I上的线路与电极221电性连接。另一长型太阳能电池组件22b (在 此以图4E中最右边的长型太阳能电池组件22b为例)的N极则借由导线24与邻近的电极 221电性连接。上述的长型支持组件25、25b可以是一挤型组件，其材质例如是金属或合金，并可 利用挤型工艺而成型。其中，长型支持组件25、25b可例如是不锈钢片，以具有优良的耐候 性，不易受气候影响而劣化。当长型支持组件25、25b的材质包括金属或合金时，长型支持 组件25、25b可形成反射的光学结构将光线反射至长型太阳能电池组件22。如图4F所示， 长型支持组件25可具有一光学结构251，其可将进入管体21内的光线反射至长型太阳能 电池组件22，以提高光电转换效能。另外，光学结构251可由反射材质构成、或仅在其表面 具有一反射层来反射光线。当然，光学结构251可具有其它光学效能，例如可利用菲涅尔 (Fresnel)纹路、透镜或菱镜来聚光。请再参照图4A及图4B所示，长型支持组件25的材质亦可以是玻璃或塑料，并可 至少部分透光，让光线由背面通过。另外，长型支持组件25亦可以是一长型电路板。在此， 长型支持组件25以电路板为例，并且与电性连接件23电性连接的电极221设置在长型支 持组件25上，并借由导线24与电性连接件23电性连接。当然，电性连接件23亦可借由其 它方式与电极221电性连接，例如焊接在电极221、或是连接在长型支持组件25而与电极 221电性连接。另外，电极221亦可设置在长型太阳能电池组件22上。请参照图5所示，太阳能电池模块2还可包括一聚光组件26，其可容置在管体21 内、或设置在管体21的内壁、或设置在管体21的外壁、或与所述管体21 —体成型。在此， 聚光组件26以设置在管体21的内壁为例。聚光组件26可以是穿透或反射式，在此以穿透 式为例。聚光组件26可包括一菲涅尔(Fresnel)结构、或至少一个透镜(lens)、或多个棱 镜(prism)、或一反射面镜(reflector)，在此以菲涅尔结构为例，可以是直线菲涅尔结构， 将外部光线聚集在长型太阳能电池组件22。因此本实施例的长型太阳能电池组件22是一 聚光型太阳能电池组件，其面积可小于前述实施例的长型太阳能电池组件12、12b的面积。图6显示太阳能电池模块2的另一态样。如图6所示，太阳能电池模块2a的聚光 组件26a与管体21a —体成型，可借由例如一次或二次射出成型而制成。另外，如图7所示，太阳能电池模块2a还可包括一薄膜太阳能电池组件27，其可设 置在管体21a内、或管体21a外。在此，薄膜太阳能电池组件27设置在管体21a内为例，且 设置在管体21a的内壁。薄膜太阳能电池组件27可吸收散射光或其它未被长型太阳能电 池组件22吸收的光线。另外，如图8所示，薄膜太阳能电池组件27a设置在长型支持组件 25上，并位在长型太阳能电池组件22的周围。请参照图9所示，太阳能电池模块2还可包括一流体28，其容置在管体21内，流体 28可增强散热效能。其中，流体28可以是液体，若液体的折射率接近管体21的折射率，可 减少光线反射，提升光电转换效能。流体亦可以是气体，例如氮气或惰性气体。另外，若流体是液体，可包括例如高导热材质，例如硅油、甘油、三甲苯(溶剂)。当然，液体可依据实际 情况而考虑绝缘性、腐蚀性、凝固点、热膨胀系数等数值来选择。请参照图10所示，太阳能电池模块2还可包括多个管体21、多个长型太阳能电池 组件22、多个电性连接件23以及一薄膜太阳能电池组件27b。其中，管体21并排设置。薄 膜太阳能电池组件27b以板状为例，薄膜太阳能电池组件27b可吸收散射光线及未被长型 太阳能电池组件22吸收的光线。请参照图11所示，太阳能电池模块1包括多个管体11及多个长型太阳能电池组 件12，还可包括一支撑组件F，所述管体11设置并固定在支撑组件F，借由所述支撑组件F， 所述太阳能电池模块1可方便操作或安装。其中，支撑组件F可以是多个横杆、或一框体、或 一架体、或一平板、或一承载体，可视产品需求而设计。在此，支撑组件F以多个横杆为例。请参照图12A所示，另外，太阳能电池模块1还可包括一驱动单元15，驱动单元15 驱动支撑组件F转动或旋转，以进行追日。在此，驱动单元15驱动支撑组件F以Z轴转动， 当然，驱动单元15还可驱动支撑组件F以X及/或Y轴转动。其中，驱动单元15可例如包 括马达、齿轮、皮带、绳、以及链条等等。另外，支撑组件F在此以一框架为例。借由驱动单 元15可达到追日功能。请参照图12B所示，驱动单元(图未显示)也可以是驱动多个管体11及/或长型 太阳能电池组件12依据各管体11的长轴转动达到追日的目的。由于长型太阳能电池组件 12固定在管体11，故长型太阳能电池组件12与管体11同步转动。驱动单元可例如包括马 达、齿轮、皮带、绳、或链条等，以驱动管体11。此外，为了减少相邻的管体11会彼此遮光，进 而减少管内长型太阳能电池组件12的发电效率，因此相邻两管体11的间距L以大于5mm 或可小于1.5倍的管径为例。另外，支撑组件F与管体11平行的两侧S 1、S2各具有一斜 面、或一凹部，可避免遮住太阳光而减少长型太阳能电池组件12接收光线的量。在此，以两 侧S 1、S2具有斜面G为例，且斜面G可具有反射功能，在实施上，可在斜面G设置一反射层 或是支撑组件F由反射材质所制成达到反射目的。请参照图14所示，其显示一种类似百叶窗的太阳能电池模块1，其中多个管体11 垂直并排设置。太阳能电池模块1的驱动单元15a包括一控制杆151，支撑组件F包括多个 绳子152(或长杆)。其中，绳子152连结在管体11的两端(例如电性连接件13)且对称设 置，借由转动控制杆151，可控制绳子上下移动带动所述管体11分别以各管体11长轴方向 作为转轴方向AX，进行同步转动。驱动单元15a可借由齿轮、或马达、或皮带或其它致动组 件来转动管体11及/或其内的长型太阳能电池组件12。综上所述，本发明的太阳能电池模块将长型太阳能电池组件设置在管体内，故只 需对管体的两端进行封装，大幅减少封装范围，进而提升水气阻隔程度及产品良率，并延长 产品寿命。另外，由于本发明使用管体，故可使用玻璃作为管体的材料，玻璃具有良好的耐 候性可延长产品寿命。另外，本发明还在管体的一端或两端设置电性连接件，使得太阳能电 池模块可轻易地将电力传送出来，还可将多个太阳能电池模块相互连接来使用。另外，由于 太阳能电池模块呈长管状，故可作为百叶窗或设置在玻璃窗户上。以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其 进行的等效修改或变更，均应包括在权利要求所限定的范围内。
权利要求
1.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括至少一个管体，该管体至少部分透光；至少一个长型太阳能电池组件，该长型太阳能电池组件设置在所述管体内；以及两个电性连接件，设置在所述管体的两端或一端，并与所述长型太阳能电池组件电性 连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述管体的两端密封。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述管体的一端密封，所述电 性连接件设置在所述管体的另一端。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括一流体，容置在所述管体内。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括一聚光组件，容置在所述管体内、或设置在所述管体的内壁、或设置在所述管体的外 壁、或与所述管体一体成型。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述长型太阳能电池组件的 材质包括硅、或锗、或化合物半导体、或有机材料。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述长型太阳能电池组件的 材质结构包括非晶、或微晶、或复晶、或多晶、或单晶。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述长型太阳能电池组件的 长宽比大于等于10。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述长型太阳能电池组件具 有两个电极，所述电极设置在所述长型太阳能电池组件的一端、或相对两端、或沿所述长型 太阳能电池组件的长轴方向设置。
10.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括一长型支持组件，设置在所述管体内，所述长型太阳能电池组件设置在所述长型支持 组件。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述长型支持组件是一挤 型组件。
12.根据权利要求10所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述长型支持组件是一长 型电路板或一不锈钢片。
13.根据权利要求10所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述长型支持组件至少部 分透光。
14.根据权利要求10所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述长型支持组件具有一 反射式光学结构或聚光式光学结构。
15.根据权利要求10所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括一薄膜太阳能电池组件，设置在所述长型支持组件。
16.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括一薄膜太阳能电池组件，设置在所述管体内、或所述管体外。
17.根据权利要求10所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括另一长型太阳能电池组件，设置在所述管体内，并与所述长型太阳能电池组件串联或并联。
18.根据权利要求10所述的太阳能电池模块，其特征在于，所述长型太阳能电池组件 具有一受光平面，所述受光平面的一宽度大于所述管体的内径的70%。
19.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括一驱动单元，驱动所述管体或所述长型太阳能电池组件依据所述管体的长轴转动。
20.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于，还包括 一支撑组件，所述管体固定在所述支撑组件 ’及一驱动单元，驱动所述支撑组件转动。
全文摘要
一种太阳能电池模块，包括至少一个管体、至少一个长型太阳能电池组件以及两个电性连接件。管体至少部分透光。长型太阳能电池组件设置在管体内。所述电性连接件设置在管体的两端或一端，并与长型太阳能电池组件电性连接。借此能够减少封装范围并提升水气阻隔程度，还可增加太阳能电池模块的应用性，例如可应用成为百叶窗或设置在窗户玻璃上、或是多个本发明的太阳能电池模块相互连接。
文档编号H01L31/0224GK101997042SQ20101021918
公开日2011年3月30日 申请日期2010年6月25日 优先权日2009年8月20日
发明者林崇智 申请人:宇威光电股份有限公司