专利名称：太阳能板与太阳能板的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种能量转换装置，且特别是有关于一种太阳能板与一种太阳能板的制作方法。
背景技术：
太阳能装置可将光能转换为电能，其中光能又以太阳光为主要来源。由于太阳能装置在转换过程中不会产生温室气体，因此可能实现绿色能源的环境。由太阳能装置产生的电能可被使用于各类的应用，例如电池或现行发电机产生的电力。近年来，随着太阳能科技的进步与发展，太阳能装置的价格已大幅下滑，在消费市场中因减轻对于太阳能装置的负担而使太阳能装置更受欢迎。举例来说，太阳能装置已可发现于住宅的屋顶与大楼的外墙，以及各种电子产品中。这些电子产品例如移动电话、个人数字助理(personal digital assistants ；PDA)、电子表与膝上型计算机。一般而言，太阳能装置包含半导体材料的太阳能电池，且太阳能电池位于太阳能装置的前基板上。为了保护太阳能电池，聚合物层设置于太阳能电池上。其中聚合物层例如乙基乙酸乙烯(ethyl vinyl acetate ;EVA)层。然而，当太阳能装置使用于室外环境而最大化暴露于阳光的面积时，环境产生的水分会以雨水、雾气或雪的型态变成主要的刺激物， 而造成乙基乙酸乙烯层分层、金属氧化、腐蚀与其它质量上的问题。尤其当后基板为聚合物后薄板的型式时，水分会经由太阳能装置的侧面与后基板侵入。水分渐渐地穿过乙基乙酸乙烯层及/或后薄板一段时间后将接触太阳能电池，最终使太阳能装置的功率大幅下降。因此对于制造者来说，增加太阳能装置对水分的抵抗力是重要的课题。
发明内容
本发明提供一种太阳能板与一种太阳能板的制作方法来解决水分侵入太阳能电池的问题。本发明的一技术方案是在提供一种太阳能板。根据本发明一实施方式，一种太阳能板包含前基板、太阳能电池、水分吸收层、后基板与密封材。太阳能电池设置于前基板上。水分吸收层覆盖太阳能电池。后基板设置于水分吸收层上。密封材设置于前基板与后基板之间且位于前基板与后基板的边缘上或前基板与后基板的边缘附近。密封材大致上密封太阳能电池与水分吸收层。在本发明一实施方式中，其中上述太阳能板选择性地包含封装材设置于太阳能电池与水分吸收层之间来封装太阳能电池。在本发明一实施方式中，其中上述太阳能板选择性地包含封装材设置于水分吸收层与后基板之间来封装太阳能电池。在本发明一实施方式中，其中上述水分吸收层选择性地包含微多孔干燥材。微多孔干燥材以分子筛构成。微多孔干燥材的孔隙大小为0. 3纳米至1纳米且微多孔干燥材包含沸石(zeolite)。
在本发明一实施方式中，其中上述水分吸收层选择性地包含封装材与混合于封装材中的微多孔干燥材。微多孔干燥材包含沸石，且封装材包含乙基乙酸乙烯(ethyl vinyl acetate ；EVA)0本发明的另一技术方案是在提供一种太阳能板的制作方法。根据本发明一实施方式，一种太阳能板的制造方法包含以下步骤形成太阳能电池于前基板上；应用水分吸收层覆盖太阳能电池；应用密封材于前基板的边缘上或前基板的边缘附近；与固定后基板于前基板上，使得太阳能电池与水分吸收层位于前基板、后基板与密封材形成的封闭空间中。在本发明一实施方式中，其中上述应用水分吸收层的步骤选择性地包含产生微多孔干燥材的薄膜于太阳能电池上的步骤。微多孔干燥材包含吸气合成薄膜，且吸气合成薄膜具有沸石纳米粒子。在本发明一实施方式中，其中上述应用水分吸收层的步骤选择性地包含产生封装材与微多孔干燥材的薄膜于太阳能电池上，且微多孔干燥材混合于封装材中。封装材包含乙基乙酸乙烯而微多孔干燥材包含沸石。在本发明上述实施方式中，在太阳能板中的太阳能电池不仅被密材保护也被水分吸收层保护。通过水分吸收层阻隔湿气中的水分子来防止水分侵入太阳能电池，而避免太阳能电池的功率下降。应了解到，上述概略的说明与以下的详细说明仅为示例，以下将进一步地说明本发明的实施方式。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下图1绘示根据本发明一实施方式的太阳能板的剖面图；图2绘示根据本发明另一实施方式的太阳能板的剖面图；图3绘示根据本发明又一实施方式的太阳能板的剖面图；图4绘示根据本发明一实施方式的太阳能板制作方法的流程图。主要组件符号说明100太阳能板100a封闭空间110前基板120太阳能电池121上表面130封装材140水分吸收层150密封材160后基板200太阳能板210前基板220太阳能电池230封装材240水分吸收层250密封材260后基板300太阳能板310前基板320太阳能电池321上表面340水分吸收层350密封材360后基板Si步骤S2步骤S3步骤S4步骤
具体实施例方式以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与组件在附图中将以简单示意的方式绘示之。太阳能板与太阳能板的制作方法是利用水分吸收层来阻隔水分与受污染的气体。 因此能预防材料的分层、材料的腐蚀与太阳能板功率下降的问题，而延长太阳能板的使用期限。图1绘示根据本发明一实施方式的太阳能板100的剖面图。太阳能板100包含前基板110、太阳能电池120、水分吸收层140与后基板160。太阳能电池120设置于前基板 110上。水分吸收层140覆盖太阳能电池120。后基板160平行于前基板110，且太阳能电池120与水分吸收层140位于前基板110与后基板160之间。在本发明一实施方式中，前基板110的材料例如透明导电氧化物(transparent conductive oxide ；TC0)镀膜玻璃。但前基板110不以透明导电氧化物镀膜玻璃为限。此外，前基板110的材质可以为适合的聚合物薄膜，例如DuPontTM Teflon的薄膜、DuPontTM Teonex 的聚萘二甲酸乙二醇酉旨薄膜(polyethylene naphthalate ；PEN)与 DuPontTM Melinex的ST聚酯薄膜。实际上，任何其它具有高透明度的、重量轻的、有弹性的、高紫外线阻隔的及/或机械强度佳的适宜材料皆能用来制作本发明的太阳能板100。另一方面，太阳能电池120例如为设置于前基板110上的具有多层金属层的薄膜太阳能电池。举例来说，金属层的材料包含非晶硅(amorphous silicon)、硫化镉(cadmiumdiselenide ；CdS)> 硫化锚(cadmium telluride ；Cd/Te)、铟硒化铜(copper indium selenide ;CIS)及/或铜铟镓硒(copper indium gallium diselenide ；CIGS)，但不以上述材料为限。太阳能电池120可通过已知沉积方法沉积，例如化学气相沉积(chemical vapor d印osition ;CVD)、物理气相沉积(physical vapor d印osition ;PVD)、溅镀或任何其它在此领域具有通常知识者知道的方法。在本实施方式中，水分吸收层140包含微多孔干燥材。其中，微多孔干燥材以分子筛构成。微多孔干燥材包含沸石(zeolite)。沸石为晶质的铝硅酸盐材料而作为分子筛来阻隔水分子与受污染的气体，例如氮化物化合物。微多孔干燥材的孔隙大小为0. 3纳米至 1纳米，使得阻隔的水分子与其它分子难以进入太阳能电池120。更具体的说，微多孔干燥材的孔隙大小可以为0. 3,0. 4,0. 5,0. 6,0. 7,0. 8,0. 9或1. 0纳米。虽然在本实施方式中的水分吸收层140例如包含沸石，但不以沸石为限。本实施方式中的太阳能板100可使用其它具有均勻分子级孔隙的晶质材料来形成分子筛，而分离不同大小、形状与极性的分子。如图1所示，水分吸收层140覆盖太阳能电池120，更具体的说，水分吸收层140覆盖太阳能电池120的上表面121，因此穿过后基板160的水分能由水分吸收层140阻隔。如此一来，水分吸收层140保护太阳能电池120而避免于水分侵入。由于不会发生水分穿过后基板160的问题，因此可以增加太阳能板100的使用期限。此外，本实施方式中的太阳能板100除了包含上述前基板110、太阳能电池120、 水分吸收层140与后基板160，还包含封装材130与密封材150。在本发明一实施方式中， 封装材130设置于太阳能电池120与水分吸收层140之间来封装太阳能电池120。密封材 150设置于前基板110与后基板160之间且位于前基板110与后基板160的边缘上或边缘附近，而密封太阳能电池120与水分吸收层140。更具体的说，密封材150例如设置于太阳能电池120、封装材130与水分吸收层140外侧的前基板110的边缘区域中。如此一来，密封材150完全密封太阳能板100且密封材150、前基板110与后基板160之间形成封闭空间 100a。太阳能电池120与水分吸收层140位于封闭空间100a中而不会受水分及/或污染物侵入。在图1所示的太阳能板100中，可依实际需求来选择封装材130与密封材150 的材料。举例来说，封装材130的材料可包含市场上可取得的DuPontTM Elvax的乙酸乙烯酯共聚合物(ethylene-vinyl acetate ；EVA)树脂、DuPontTM PV5200系列的封装薄片(encapsulant sheet)与DuPontTM PV5300系列的封装薄片。密封材150可包含聚异丁烯(polyisobutylene ；PIB)、丁基橡胶(butyl rubber)、弹性体 VAMAC. RTM.、乙烯丙烯酸弹性体(ethylene acrylic elastomers)、弹性体Hypalon. RTM.与氯磺化聚乙烯 (chlorosulfonated polyethylene)。上述所提及的材料仅为示例，不限制本发明的范围。图1所示的本发明的实施方式中，封装材130例如设置于太阳能电池120与水分吸收层140之间，但封装材130的位置并不以此为限。图2绘示根据本发明另一实施方式的太阳能板200的剖面图。太阳能板200包含前基板210、太阳能电池220、封装材230、水分吸收层M0、密封材250与后基板沈0。与图1的太阳能板100不同的地方在于封装材230 设置于水分吸收层240与后基板260之间来封装太阳能电池220。任何其它适合封装材覆盖太阳能电池的位置皆能于太阳能板中被使用。
如图1所示，封装材130与水分吸收层140绘示为两不同的层，因此封装材230与水分吸收层240绘示于图2中。然而，在其它实施方式中，这两个分开的层也能结合为一层。图3绘示根据本发明又一实施方式的太阳能板300的剖面图。太阳能板300包含前基板310、太阳能电池320、水分吸收层340、密封材350与后基板360。太阳能电池320设置于前基板310与水分吸收层340之间来覆盖太阳能电池320。后基板360平行于前基板 310，且太阳能电池320与水分吸收层340位于前基板310与后基板360之间。水分吸收层 340覆盖太阳能电池320。更具体的说，水分吸收层340完全覆盖太阳能电池320的上表面 321。本实施方式中的水分吸收层340包含封装材(未绘示于图)与混合于封装材中的微多孔干燥材(未绘示于图)。微多孔干燥材以分子筛构成且包含沸石，近似于太阳能板100(见图1)的水分吸收层140(见图1)。此微多孔干燥材通过预定比例的沸石纳米粒子混合于未加工的封装材中，例如形成乙基乙酸乙烯(ethyl vinyl acetate ；EVA)薄膜期间的乙基乙酸乙烯树脂。微多孔干燥材作为分子筛来阻隔水分与受污染的气体。微多孔干燥材的孔隙大小为0. 3纳米至1纳米。另一方面，封装材的材料例如包含市场上可取得的 DuPontTM Elvax 的乙酸乙烯酯共聚合物(ethylene-vinyl acetate ；EVA)树脂、DuPontTM PV5200系列的封装薄片(encapsulant sheet)与DuPontTM PV5300系列的封装薄片。太阳能板300使用一层混合有微多孔干燥材的封装材来同时封装太阳能电池320 与阻隔水分，因此简化了太阳能板300的结构而减少材料的花费。以下的说明中将详细叙述太阳能板的制作方法。为了清楚地显现本发明的特性， 将以上述太阳能板100为例并同时参阅图1至图4。其中，图4绘示根据本发明一实施方式的太阳能板100制作方法的流程图。在太阳能板100的制作方法中，步骤Sl为形成太阳能电池120于前基板110上。 太阳能电池120可以通过化学气相沉积(chemical vapor d印osition ;CVD)、物理气相沉积(physical vapor d印osition ;PVD)、溅镀或任何其它在此领域具有通常知识者知道的方法。在步骤S2中，水分吸收层140覆盖太阳能电池120。举例来说，步骤S2通过产生微多孔干燥材的薄膜于太阳能电池120上来完成，其中微多孔干燥材例如沸石。举例来说， 具有沸石纳米粒子的吸气合成薄膜能产生于太阳能电池120上。另外，以封装材130封装太阳能电池120的步骤能于产生微多孔干燥材的薄膜前完成。在其它实施方式中，封装太阳能电池120的步骤能于步骤S2后完成。本揭露中步骤 Sl与步骤S2的顺序并不以此为限，只要太阳能电池120能通过封装材130封装且被水分吸收层140覆盖。在本发明另一实施方式中，步骤S2与封装太阳能电池120的步骤能通过产生混合有微多孔干燥材的封装材薄膜来结合成一个步骤。因此产生的薄膜能保护太阳能电池 120免于水分与污染物的侵入。微多孔干燥材例如为沸石，而封装材例如为乙基乙酸乙烯 (ethyl vinyl acetate ；EVA) 0微多孔干燥材通过预定比例的沸石纳米粒子混合于未加工的封装材中来形成，例如形成乙基乙酸乙烯(ethyl vinyl acetate ；EVA)薄膜期间的乙基乙酸乙烯树脂。之后，封装材产生于太阳能电池120上。接着来到步骤S3。在步骤S3中的密封材150应用于前基板110的边缘上或前基
7板110的边缘附近。在本发明一实施方式中，密封材150应用于太阳能电池120、封装材130 与水分吸收层140外侧的前基板110的边缘区域中。更具体的说，密封材150完全环绕太阳能电池120、封装材130与水分吸收层140。最后于步骤S4中，后基板160固定于前基板110上。结果，太阳能电池120、水分吸收层140与密封材150位于前基板110、后基板160与密封材150形成的空间中。更具体的说，密封材150、前基板110与后基板160形成封闭空间100a，而太阳能电池120与水分吸收层140被封闭于封闭空间IOOa中。在步骤S4完成后，太阳能板100也因此完成了。通过密封材150与水分吸收层 140的保护可避免水分侵入太阳能电池120，此外还可避免太阳能板100中的材料分层与腐蚀。在上述太阳能板与太阳能板的制作方法中，由太阳能板的后基板侵入的水分会被水分吸收层阻挡，避免材料的分层与腐蚀而延长太阳能板的使用期限。此外，这样的设计还可避免太阳能电池的功率下降而增加太阳能板的可靠度与效能。再者，水分吸收层包含沸石或混合有沸石的封装材而让水分吸收层较为便宜且容易获得。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，任何熟悉此技艺者，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所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种太阳能板，包含一前基板；一太阳能电池，设置于该前基板上；一水分吸收层，覆盖该太阳能电池；一后基板，设置于该水分吸收层上；以及一密封材，设置于该前基板与该后基板之间且位于该前基板与该后基板的边缘上或该前基板与该后基板的边缘附近，其中该密封材密封该太阳能电池与该水分吸收层。
2.根据权利要求1所述的太阳能板，其特征在于，还包含一封装材，设置于该太阳能电池与该水分吸收层之间，用以封装该太阳能电池。
3.根据权利要求1所述的太阳能板，其特征在于，还包含一封装材，设置于该水分吸收层与该后基板之间，用以封装该太阳能电池。
4.根据权利要求1所述的太阳能板，其特征在于，该水分吸收层包含一微多孔干燥材， 该微多孔干燥材以一分子筛构成，该微多孔干燥材的孔隙大小为0. 3纳米至1纳米，该微多孔干燥材包含沸石。
5.根据权利要求1所述的太阳能板，其特征在于，该水分吸收层包含一封装材与一微多孔干燥材混合于该封装材中，该微多孔干燥材包含沸石，该封装材包含乙基乙酸乙烯。
6.根据权利要求1所述的太阳能板，其特征在于，该前基板、该密封材与该后基板形成一封闭空间，且该太阳能电池与该水分吸收层位于该封闭空间中。
7.一种太阳能板的制作方法，其特征在于，包含形成一太阳能电池于一前基板上；应用一水分吸收层覆盖该太阳能电池应用一密封材于该前基板的边缘上或该前基板的边缘附近；以及固定一后基板于该前基板上，使得该太阳能电池与该水分吸收层位于该前基板、该后基板与该密封材形成的一封闭空间中。
8.根据权利要求7所述的太阳能板的制作方法，其特征在于，应用该水分吸收层的步骤包含产生一微多孔干燥材的薄膜于该太阳能电池上，该微多孔干燥材包含一吸气合成薄膜，且该吸气合成薄膜具有沸石纳米粒子。
9.根据权利要求8所述的太阳能板的制作方法，其特征在于，应用该水分吸收层的步骤包含产生一封装材与一微多孔干燥材的一薄膜于该太阳能电池上，该微多孔干燥材混合于该封装材中，且该封装材包含乙基乙酸乙烯，该微多孔干燥材包含沸石。
10.根据权利要求8所述的太阳能板的制作方法，其特征在于，还包含通过一封装材封装该太阳能电池。
全文摘要
本发明揭露一种太阳能板与一种太阳能板的制作方法。太阳能板包含前基板、太阳能电池、水分吸收层、后基板与密封材。太阳能电池设置于前基板上。水分吸收层覆盖太阳能电池，以保护太阳能电池不会受水分侵入。后基板设置于水分吸收层上。密封材设置于前基板与后基板之间。太阳能板的制作方法包含以下步骤形成太阳能电池于前基板上；应用水分吸收层覆盖太阳能电池；应用密封材于前基板的边缘上或前基板的边缘附近；与固定后基板于前基板上。
文档编号H01L31/18GK102347390SQ20111020803
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月21日
发明者赖咏欣 申请人:杜邦太阳能有限公司