太阳能板模块的强化结构的制作方法

本发明关于太阳能板模块的强化结构，尤其是设于太阳能板模块的正面及/或背面的强化结构。

背景技术：

太阳能板模块常会被安装于屋顶或户外，以致于经常暴露至恶劣的气候状况如强风或降雪。不论是可挠性或不可挠的太阳能板模块遭遇到过强的风压或过重之积雪时，容易形变弯曲甚至断裂，导致太阳能板模块失能或故障。

有鉴于此，业界需要一种协助太阳能板模块对抗恶劣气候状况的强化结构。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种使太阳能板模块能对抗恶劣气候状况的强化结构，该太阳能板模块包括多片太阳能板以及位于该多片太阳能板的外缘的边框，该强化结构位于相邻的两该太阳能板之间的不发电区。

在一实施例中，该强化结构借由至少一固定装置如一张力调整装置或夹具而耦合至该边框；在另一实施例中，该强化结构以缠绕方式箍住该边框。该强化结构一钢索、一圆形钢棒、一方形钢棒、一钢片或一工字钢梁。

在一实施例中，该太阳能板模块于其背面更包括一长形支撑结构。

在一实施例中，该强化结构为长条状，当阳光自垂直该强化结构的长轴的方向照射并与该太阳能板的平面夹30度时，该强化结构的影子不会遮蔽该太阳能板的发电区。

在一实施例中，该太阳能板模块更包括位于该强化结构与该边框之间及/或位于该支撑结构与该边框之间的缓冲垫。

为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附图式，作详细说明如下。需注意的是，所附图式中的各组件仅是示意，并未按照各组件的实际比例进行绘示。

附图说明

图1显示太阳能板模块与根据本发明的第一、第二或第三实施例的正面强化结构的正面上视概图。

图2显示太阳能板模块、根据本发明的第一实施例的正面强化结构与根据本发明的一背面支撑结构的背面上视概图。

图3显示图2的太阳能板模块、根据本发明的第一实施例的正面强化结构与根据本发明的一背面支撑结构的纵剖面透视图。

图4显示太阳能板模块、根据本发明的第二或第三实施例的正面强化结构与根据本发明的一背面支撑结构的背面上视概图。

图5显示图4的太阳能板模块、根据本发明的第二实施例的正面强化结构与根据本发明的一背面支撑结构的纵剖面透视图。

图6显示图4的太阳能板模块、根据本发明的第三实施例的正面强化结构与根据本发明的一背面支撑结构的纵剖面透视图。

图7显示一太阳能板模块与根据本发明的一背面支撑结构的横剖面透视图或根据本发明的另一背面支撑结构的纵剖面透视图。

具体实施方式

下面将详细地说明本发明的较佳实施例，举凡本中所述的组件、组件子部、结构、材料、配置等皆可不依说明的顺序或所属的实施例而任意搭配成新的实施例，此些实施例当属本发明的范畴。

本发明的实施例及图示众多，为了避免混淆，类似的组件是以相同或相似的标号示出；为避免画面过度复杂及混乱，重复的组件仅标示一处，他处则以此类推。

现参考图1-3，其分别显示太阳能板模块1000、根据本发明的第一实施例的正面强化结构300与根据本发明的背面支撑结构500的正面上视概图、背面上视概图及纵剖面透视图。如图1、2与3所示，太阳能模块1000包括多片不可挠的太阳能板100与100’(图示中只显示三片作为示意，可包括更多片)、一玻璃盖板130、背板140、以及边框160。

多片太阳能板100与100’系呈矩形，每一者具有沿着x方向的短边以及沿着y方向的长边。玻璃盖板130与背板140亦呈矩形，每一者具有沿着y方向的短边以及沿着x方向的长边，且背板140系略大于玻璃盖板。太阳能板100与100’系沿着玻璃盖板130与背板140的长边毗邻并置且设于玻璃盖板130与背板140之间；太阳能板100与100’和玻璃盖板之间及和背板之间设有封装材(未图示)以辅助彼此之间的连接。每一片太阳能板100与相邻的太阳能板100’之间应保持适当的距离d，图1中由距离d所表示的区域为太阳能模块1000的不发电区域。

每一太阳能板100与100’由下至上具有由一背玻璃(未图标)与光电组件层(未图标)所构成的迭层结构。光电组件层(未图标)由下而上可包括图案化的下电极层、图案化的光电转换层、选择性的图案化缓冲层及图案化的透明上电极层如氧化铟锡(ITO)及/或氧化锌层(ZnO)。下电极与透明上电极层系用以传输由光电转换层所产生的电流。光电转换层系用以吸收穿透过透明上电极层与选择性缓冲层的光并将其转换为电流，其可包括由铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)与硒(Se)所构成的半导体材料，或可包括由Ib族元素如铜(Cu)或银(Ag)、IIIb族元素如铝(Al)、镓(Ga)或铟(In)与VIb元素如硫(S)、硒(Se)或碲(Te)所构成的化合物半导体材料。选择性缓冲层系用以在形成透明上电极层时保护光电转 换层并协助电传输。太阳能板100与100’的结构相同，其相异之处在于配置的位向，因此后续仅说明其中一者作为代表。

每一太阳能板100(100’)尚包括设置在两侧电极处的正面正极配线121b(121b’)、正面负极配线111a(111a’)、由正面正极配线121b(121b’)反折至太阳能板100(100’)的背面的背面正极配线122b(122b’)及由正面负极配线111a(111a’)反折至太阳能板100(100’)的背面的背面负极配线112a(112a’)。正面正极配线121b(121b’)系作为太阳能板100(100’)的正极，正面负极配线111a(111a’)系作为太阳能板100(100’)的负极；背板140在对应至每一片太阳能板100(100’)的中央区域处可具有至少一个孔洞(未图示)，使每一片太阳能板100(100’)的背面的背面正极配线122b(122b’)与背面负极配线112a(112a’)可自此至少一个孔洞(未图示)穿出以向外连接并彼此连接。配线例如可由铜箔(Copper foil)或铜带(Copper ribbon)构成，亦可由其它金属或合金线材构成。每一太阳能板100(100’)可包括至少一个太阳能单位组件(unit cell)，或者可包括多个彼此串联的太阳能单位组件。应了解，可以串联或并联方式连接上述的配线并将配线电连接至一接线盒，但为了不模糊本发明的焦点，在图示中省略此些电连接及接线盒。

如图1-3所示，矩形边框160系利用封装材或防水胶材161而装设于玻璃盖板130、太阳能板100(100’)与背板140的外缘，夹持玻璃盖板130、太阳能板100(100’)与背板140的堆栈结构。以图1或2的上视图观之，矩形边框160可由分别包覆两个长边与两个短边的四个子结构所构成，或者，矩形边框160可由L形的两个子结构(每一子结构包覆一长边与一短边)所构成。矩形边框160例如是铝框。

根据本发明的第一实施例，在太阳能板模块1000的太阳能板100与100’间由距离d所表示的不发电区域中，沿着y方向设置正面强化结构300。在此实施例中，如图3所示，正面强化结构300系以缠绕方式在y方向上箍住整个太阳能板模块1000(箍住边框160)，因此其不只是设置于太阳能板模块1000的正面，其更延伸至太阳能板模块1000的背面成为背面强化结构300*。为了减少强化结构300(300*)滑动移位并减少强化结构300(300*)与边框160的间摩擦，可选择性地在强化结构300(300*)与边框160之间增设缓冲垫片162；又，为了避免强化结构300(300*)与玻璃盖板130(背板140)过于接近，亦可选择性地在强化结构300(300*)与玻璃盖板130(背板140)之间增设缓冲垫片。正面(背面)强化结构300(300*)较佳地为长条状的钢索。但如后续的实施例所示，由于强化结构的不同设计与固定方式，强化结构可仅位于正面且可为非钢索的长条状物如圆形钢棒或方形钢棒、钢片、工字钢梁等。缓冲垫片可固定在边框、玻璃盖板130或背板140上，亦可套在强化结构300(300*)上。钢索具有高张力，当装有钢索构成的强化结构300(300*)的太阳能板模块1000受到负载如风压2000或厚重积雪3000时，钢索会随着太阳能板模块1000形变而减少应力集中的现象，且当负载消失时，钢索形状会随着太阳能板模块1000的形状回复。

为了强化太阳能模块的正面受风力并避免太阳能板模块1000形变过度而脱离边框160，可如图2-3所示，在太阳能板模块1000的背面沿着不平行强化结构300(300*)的方向尤其是垂直强化结构300(300*)的方向如x方向设置长形的背面支撑结构500，该支撑结构500可以如垂直强化结构300(300*)的方向或可在太阳能板模块1000的背面沿着平行强化结构300(300*)的方向如y方向设置，长形的背面支撑结构500’(图2-3中未显示)，自边框内侧提供向外的张力以平衡强化结构300(300*)向内的挤压力。当太阳能板模块1000受到负载后， 此两力可达稳定的平衡。请参考图7，其显示一太阳能板模块与根据本发明的背面支撑结构500的横剖面透视图或根据本发明的另一背面支撑结构500’(未显示背面视图)的纵剖面透视图，其中边框160的两短边(两长边)的内侧分别具有凹槽使支撑结构500(支撑结构500’)如支撑柱或工字钢梁的两端得以嵌入凹槽(图7中仅例示性地显示一边的凹槽及支撑结构500/500’的一端)而顶住边框160。若边框160的内侧凹槽充分地深而延伸到达外侧(未图示)时，能使支撑结构500/500’如支撑柱或工字钢梁的两端外露于边框的外侧(未图示)。支撑柱可具有旋入旋出的可伸缩设计。又，如图7所示，支撑柱的两端可具有尺寸渐缩的设计，因此，对应的凹槽亦可具有内侧大外侧小的设计。类似地，为了避免边框160与支撑结构500/500’直接接触，亦可在边框160与支撑结构500的末端之间增设缓冲垫片。本发明的背面支撑结构500/500’可斜向顶住边框160的相对两侧(即支撑结构500/500’既不平行亦不垂直强化结构300)，亦可具有格栅状设计以支撑边框160的四边。

现参考图4-5，其分别显示太阳能板模块1000、根据本发明的第二实施例的正面强化结构300’与根据本发明的背面支撑结构500的背面上视概图及纵剖面透视图。第二实施例与第一实施例的差异在于正面强化结构300’、其固定方式以及边框160’的设计。在第二实施例中，边框160’具有向下延伸部，使得勾状的第二固定装置164得以扣住该向下延伸部而固定；耦合了正面强化结构300’如钢索的第一固定装置163如夹具则利用螺丝或其它扣件而与该第二固定装置164紧密耦合。正面强化结构300’如钢索可以绳结、黏着、焊接、拑置或缠绕的方式耦合至第一固定装置163，两者之间可设有张力调整装置(未图标)辅助两者的耦合并适时或定期地调整张力。在此实施例中，由于只有正面设有强化结构300’，因此在背面上视概图4中无强化结构；若期望有更加的 强化效果，亦可在背面设置强化结构300’。太阳能板模块1000的其它组件以及背面支撑结构500(或500’)系与第一实施例相同，故不再赘述。

现参考图4与6，其分别显示太阳能板模块1000、根据本发明的第三实施例的正面强化结构300”与根据本发明的背面支撑结构500的背面上视概图及纵剖面透视图。第三实施例与第一实施例的差异在于正面强化结构300”、其固定方式以及边框160”的设计。在第三实施例中，边框160”具有一外侧凹槽如螺孔，使得第三固定装置165得以嵌于该外侧凹槽中；正面强化结构300”如钢索系耦合至第三固定装置165并透过边框160”的小型孔洞(未图示)而穿出。正面强化结构300”如钢索可以绳结、黏着、焊接或缠绕的方式耦合至第三固定装置165，且第三固定装置165本身可为一张力调整装置一方面固定正面强化结构300”另一方面适时或定期地调整张力。在此实施例中，由于只有正面设有强化结构300”，因此在背面上视概图4中无强化结构；若期望有更加的强化效果，亦可在背面设置强化结构300”。太阳能板模块1000的其它组件以及背面支撑结构500(或500’)系与第一实施例相同，故不再赘述。

本发明之正面强化结构300、300’与300”系设置于相邻的太阳能板间的不发电区域中，为了不妨碍发电，可设计强化结构300、300’与300”的设置位置与形状尺寸，使得当阳光自+x方向或-x方向(垂直强化结构的长轴的方向)照射并与太阳能板100(100’)的平面夹30度甚至夹15度时，强化结构300、300’与300”的影子不会遮蔽发电区。又，本发明的强化结构与支撑结构可应用至其它类型的具有不发电区域的太阳能模块尤其是大尺寸的太阳能模块，避免气候状况如强大风压或厚重积雪所造成的模块形变以及边框脱落。当支撑结构系沿着平行强化结构的方向设置时，两者的设置位置可交迭或交错。又，依据两者的强化/支撑效果的强弱，强化结构的设置间距可与支撑结构的 设置间距相同或相异。

上述实施例仅是为了方便说明而举例，虽遭所属技术领域的技术人员任意进行修改，均不会脱离如权利要求书中所欲保护的范围。