专利名称：太阳能电池模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池模块。
背景技术：
太阳能本身并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。太阳能电池的光电转换效率的影响因素有许多，其中之一时太阳光的接收量，若太阳能电池在单位时间内可接收越多的太阳光，则光电转换效率就可能越高；反之则其光电转换效率就可能越低。一种现有的太阳能电池模块是将太阳能电池置放于管体内，其中，管体的铁含量及管壁厚度皆会影响太阳光穿透管体的量，进而影响光电转换效率。因此，如何提供一种太阳能电池模块，通过控制其管壁及铁含量的关系，而能让太阳能电池组件接收更多光线进而提升光电转换效率，已成为重要课题之一。
发明内容
鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种太阳能电池模块，通过控制其管壁厚度及铁含量的关系，而能让太阳能电池组件吸收更多光线进而提升光电转换效率。为达上述目的，依据本发明的一种太阳能电池模块包括一管体以及一太阳能电池组件。管体至少部分透光，且管体的铁含量是X ppm，管体的管壁厚度为y mm，其中X与y 的关系式满足1000。太阳能电池组件设置于管体内，并具有一受光平面。承上所述，本发明的太阳能电池模块，在多次验证中，得到当管体的铁含量为χ ppm，管壁厚度为y mm，管壁厚度与铁含量的关系满足x*y ( 1000时，外部光线能有效地穿过管体，以利于太阳能电池组件接收光线，使得光电转换效率能有效提升。此外，通过控制管壁厚度与铁含量满足上述关系，也可有效控制材料成本，不会因一味追求薄管壁与低铁含量而导致成本大幅增加。
图1及图2为本发明第一实施例的太阳能电池模块的不同态样的示意图；图3为本发明的多个太阳能电池模块连接的示意图；图4为本发明第一实施例的另一太阳能电池模块的示意图；图5A及图5B分别为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5C至图5E为本发明第二实施例的太阳能电池模块具有多个太阳能电池组件的示意图；图5F为本发明第二实施例的太阳能电池模块的支持组件具有光学结构的示意
3图；图6及图7为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8为本发明第二实施例的太阳能电池模块具有流体的示意图；以及图9为本发明第三实施例的太阳能电池模块的应用示意图。主要组件符号说明l、la、lb、2、2a、2b、3 太阳能电池模块ll、21、21b、31 管体12、22、22a、32 太阳能电池组件121、221、321 电极13、13a、23、33 电性连接件14,24,34 导线25,25a,35 支持组件251 光学结构26,26b 聚光组件28 流体4驱动单元
A上表面
B下表面
C导电层
D管壁
H穿孔
I绝缘层RA 受光平面
具体实施例方式以下将参照相关附图，说明依本发明优选实施例的一种太阳能电池模块，其中相同的组件将以相同的附图标记加以说明。第一实施例请参照图1所示，本发明第一实施例的一种太阳能电池模块1包括管体11以及太阳能电池组件12。管体11至少部分透光，其透光材料可例如是玻璃、石英或塑料，其中玻璃可为强化玻璃。在此，强化玻璃可通过化学强化处理而形成，并可使管体11的内壁和/或外壁经过强化处理而形成压缩应力层，压缩应力层的压缩应力可在IOOMPa以上，且压缩应力层的厚度为 1 微米以上。管体 11 的材料可包括 Si02、Al203、B203、Li20、N￡i20、K20、Mg0、Ca0、Zn0、 或^O2等。本实施例中，以管体11为整支透明的管体为例，当然，管体11也可只有入光侧为透光。管体11具有管壁D，管壁D的厚度为y mm，管体的铁含量重量比是χ ppm。一般而言，管壁D越厚，或管体铁含量越高，均会造成太阳穿透率下降。由实验结果得知，χ与y 的关系式满足x*y < 1000 (mm*ppm)时，有助于太阳光穿透率的提升。例如，当管壁D的厚度为3. 2mm，铁含量为200ppm时，太阳光穿透管体11所损失的量仅7%;当管壁D的厚度为 0. 73 1. 1mm，铁含量为900ppm时，太阳光穿透管体11所损失的量仅11 12% ；当管壁 D的厚度为1. 2mm，铁含量为700ppm时，太阳光穿透管体11所损失的量仅9 10%。而在多次的验证中，当χ与y的关系式满足x*y ^ 800时，会得到显著提升的太阳能光电转换效率，当χ与y的关系式满足x*y ^ 500时，会得到进一步提升的太阳能光电转换效率。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、或是另外通过两个封止件密封于管体11两端的开口，其中封止件的材料可例如包括树脂、塑料或金属。在此， 管体11的两端通过玻璃材料热熔密封。另外，管体11可为一件式、或由两组件以上组合而成。管体11的截面不限于圆形，也可为半圆形、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，而提升入射光的穿透率。另外，管体11可具有抗反射层及或反射层，其中，抗反射层可设置于管体11的外表面或内表面，于此以设置于外表面为例。通过抗反射层，可减少光线的反射而使更多光线穿透管体11，因而提升太阳能电池模块1的光电转换效率。太阳能电池组件12设置于管体11内，并具有一受光平面(f latsurface) RA。受光平面RA是光线的接收面，且其是平面。于此，太阳能电池组件12为平板状，并为长条型，例如为太阳能电池长形晶粒(elongated die)。当然，太阳能电池组件12也可为一薄膜太阳能电池，设置于管体11的内壁，或设置于长条电路板上。在本实施例中，太阳能电池组件12 设置于管体11的中央处，且太阳能电池组件12的侧缘与管体11的内壁接触并相互顶抵。本实施例不限制太阳能电池组件12的材料，其可例如包括硅、或锗、或化合物半导体、或有机材料。太阳能电池组件12的材料结构可为非晶、或微晶、或复晶、或多晶、或单晶。承上，太阳能电池组件12可例如为单晶硅、或单晶锗(Ge)、或多晶硅 (multi-crystalline silicon)、或多晶锗、或复晶娃(poly-silicon)或非晶娃、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。请参照图2所示以进一步说明太阳能电池模块1。太阳能电池组件12具有两个电极121，该些电极121设置于太阳能电池组件12的一端、或相对两端、或沿太阳能电池组件 12的长轴方向设置。于此，电极121设置于太阳能电池组件12的两端。在本实施例中，太阳能电池模块1还包括两个电性连接件13。电性连接件13可设置于管体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，于此，电性连接件13以设置于管体11两端为例。电性连接件13与太阳能电池组件12电性连接， 于此，通过两条导线14与太阳能电池组件12的两个电极121电性连接。当然，电性连接件 13也可通过其它方式与电极121电性连接，例如直接焊接于电极121而电性连接。电性连接件13可具有多种的型式来实施，于此，电性连接件13为电性引脚，由管体11的两端穿出，也就是电性引脚的一部分被封装于管体11的两端内。另外，电性连接件 13也可像一般灯管的灯帽那样的态样，包括一帽体及一引脚，帽体与管体11的一端连接， 引脚从帽体突设。或者，电性连接件13可为连接器的态样，以公母配合而连接于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可为导线的态样，可通过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可为卡合结构的态
5样，以凹凸配合而连接其它的太阳能电池模块或其它子装置。当然，上述皆为举例说明，并未用以限制本发明。如图3所示，其为两个太阳能电池模块Ia连接的示意图。太阳能电池模块Ia的其中一个电性连接件13a为连接器的型式，通过公母配合，两个太阳能电池模块Ia可相互串联以增强电力。另外，如图4所示的变化态样的太阳能电池模块lb，其两个电性连接件13设置于管体11的同一端，而管体11的另一端为封止状态，例如可通过烧结管体的一端(其材料以玻璃为例)而封止。第二实施例图5A及图5B分别为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、一太阳能电池组件22以及二个电性连接件23。 其中，管体21的铁含量重量比为700ppm以下。与第一实施例的主要差异在于，太阳能电池模块2还包括支持组件25，其设置于管体21内，且太阳能电池组件22设置于支持组件25。在本实施例中，支持组件25的侧缘可接触并顶抵于管体21的内壁，使得支持组件25固定于管体21。本实施例以一太阳能电池组件22设置于支持组件25为例，当然也可有多个太阳能电池组件22设置于支持组件25 上。如图5C所示，太阳能电池模块加具有三个太阳能电池组件2 设置于支持组件 2 上，且这些太阳能电池组件2 可串联或并联，于此，以并联为例。这些太阳能电池组件加可为相同的材料或形状、或不相同的材料、或不同形状。请参照图5D所示，其是图5C的太阳能电池模块加的支持组件2 与太阳能电池组件22a的侧视示意图。于此，各太阳能电池组件2 的上表面A的两端为N极，而其下表面B为P极。支持组件25a以一不锈钢片为例，且靠近太阳能电池组件22a的一表面具有一导电层C，导电层C与太阳能电池组件22a的下表面B接触，而导电层C可为任何导电材料，例如铜箔、银等。这些太阳能电池组件22a以并联为例，其中这些太阳能电池组件22a的N极通过导线M而相互电性连接，且其中一个太阳能电池组件22a(于此，以图5D中最左边的太阳能电池组件2 为例)通过导线M与设置于支持组件2 的背对太阳能电池组件2 的表面上的电极221电性连接，且该电极221然后与图5A中的电性连接件23电性连接。于此， 导线M穿过支持组件25a的穿孔H而与电极221电性连接。另外，导线M也可绕过支持组件25a的边缘而与下表面的电极221电性连接。在此状况下，支持组件25a的部分边缘可具有一凹槽以让导线M通过。另外，这些太阳能电池组件22a的P极(位于太阳能电池组件22a的下表面)则与导电层C电性连接，且通过另一电极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。需注意的是，支持组件2 上的导电层C须与太阳能电池组件22a的N极绝缘，以免发生短路。图5E显示太阳能电池组件2 为串联的态样。其中，支持组件25a的靠近太阳能电池组件2 的表面设置有绝缘层I。这些太阳能电池组件2 通过导线对而电性连接相邻的N极(位于上表面A)与P极(位于下表面B)。其中一个太阳能电池组件22a(于此以图5E中最左边的太阳能电池组件2 为例)的P极通过导线M与邻近的电极221电性连
6接；另一种方式，图5E中最左边的太阳能电池组件22a的P极也可通过设置于绝缘层I上的线路而与电极221电性连接。另一太阳能电池组件22a(于此以图5E中最右边的太阳能电池组件22a为例)的N极则通过导线M与邻近的电极221电性连接。上述的支持组件25、2fe可为一挤型组件，其材料例如为金属或合金，并可利用挤型处理而成型。其中，支持组件25、2fe可例如为不锈钢片，以具有优良的耐候性，不易受气候影响而劣化。当支持组件25、2fe的材料包括金属或合金时，支持组件25、2fe可形成反射的光学结构，以将光线反射至太阳能电池组件22。如图5F所示，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可由反射材料构成、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5A及图5B所示，支持组件25的材料也可为玻璃或塑料，并可至少部分透光，以让光线由背面通过。于此，管体21可还包括一抗反射层及一反射层，分别设置于管体21的外表面，通过该抗反射层可使更多光线穿透管体21而由太阳能电池组件22吸收，而通过该反射层可让穿过支持组件25的光线再回到太阳能电池组件22。在本实施例中，支持组件25也可为一电路板或一树脂性基板。于此，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设置于支持组件25上，并通过导线M与电性连接件23电性连接。当然，电性连接件23也可通过其它方式与电极221电性连接，例如焊接于电极221、或是连接于支持组件25而与电极221电性连接。另外，电极221 也可设置于太阳能电池组件22上。请参照图6所示，太阳能电池模块2还可包括一聚光组件沈，其可容置于管体21 内、或设置于管体21的内壁、或设置于管体21的外壁、或该与管体21 —体成型。于此，聚光组件沈以设置于管体21的内壁为例。聚光组件沈可为穿透式或反射式，在此以穿透式为例。聚光组件沈可包括一菲涅尔(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，可为直线菲涅尔结构，而将外部光线聚集于太阳能电池组件22。本实施例的太阳能电池组件22为聚光型太阳能电池组件。图7显示太阳能电池模块2的另一态样。如图7所示，太阳能电池模块2b的聚光组件^b与管体21b —体成型，可通过例如一次或二次射出成型而制成。请参照图8所示，太阳能电池模块2还可包括一流体观，其容置于管体21内，流体观可增强散热效能。其中，流体观可为液体，若液体的折射率接近管体21的折射率，可减少光线反射，而提升光电转换效能。流体观也可为气体，例如氮气或惰性气体。另外，若流体观为液体，可包括例如高导热材料，例如硅油、甘油、或三甲苯(溶剂)。当然，流体观还可依据实际情况而考虑绝缘性、腐蚀性、凝固点、或热膨胀系数等数值来选择。第三实施例图9为本发明第三实施例的一种太阳能电池模块3的应用示意图。多个太阳能电池模块3并排间隔设置，各太阳能电池模块3包括一管体31、一太阳能电池组件32、两个电性连接件33及一支持组件35。其中，电性连接件33通过两条导线34与太阳能电池组件 32的两个电极321电性连接。由于太阳能电池模块3可应用上述所有实施例的太阳能电池模块的技术特征，故在此不再赘述。
在太阳能电池模块3的下方有植物栽种，本实施例的太阳能电池模块3不仅可吸收光线而发电，并且通过太阳能电池模块3之间的光线可供植物栽培，使本发明极具产业应用性。此外，各太阳能电池模块3的两端分别与一驱动单元4连接，在此，驱动单元4仅绘示两横杆为示意，当然驱动单元4可进一步包括齿轮、或马达、或皮带或其它致动组件。 通过驱动单元4的驱动，可使太阳能电池模块3随着太阳的移动而一同转动追日。并且由于管体31为长型的缘故，本发明仅需单轴追日进而降低追日的复杂度，并减少成本。综上所述，本发明的太阳能电池模块，在多次验证中，得到当管体的铁含量是χ ppm，管壁厚度为y mm，管壁厚度与铁含量的关系满足x*y ( 1000时，外部光线能有效地穿过管体，以利于太阳能电池组件接收光线，使得光电转换效率能有效提升。此外，通过控制管壁厚度与铁含量满足上述关系，也可有效控制材料成本，不会因一味追求薄管壁与低铁含量而导致成本大幅增加。以上所述仅为举例性，而并非为限制性。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，均应包括于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，包括一管体，该管体至少部分透光，该管体的铁含量是X ppm，该管体的管壁厚度为y mm，其中χ与y的关系式满足x*y彡1000 ；以及一太阳能电池组件，该太阳能电池组件设置于所述管体内，并具有一受光平面。
2.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池组件为长型。
3.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，χ与y的关系式满足x*y^ 800。
4.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，χ与y的关系式满足x*y^ 500。
5.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述管体的材料为强化玻璃。
6.如权利要求1所述的太阳能电池模块，还包括两个电性连接件，该两个电性连接件设置于所述管体的两端或一端，并与所述太阳能电池组件电性连接。
7.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述管体的两端为密封。
8.如权利要求1所述的太阳能电池模块，还包括一聚光组件，该聚光组件容置于所述管体内、或设置于所述管体的内壁、或设置于所述管体的外壁、或与所述管体一体成型。
9.如权利要求1所述的太阳能电池模块，还包括一支持组件，该支持组件设置于所述管体内，所述太阳能电池组件设置于所述支持组件。
10.如权利要求1所述的太阳能电池模块，还包括另一太阳能电池组件，该另一太阳能电池组件设置于所述管体内，并与所述太阳能电池组件串联或并联。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能电池模块，包括管体以及太阳能电池组件。管体的铁含量是x ppm，管体的管壁厚度为y mm，其中x与y的关系式满足x*y≤1000。太阳能电池组件设置于管体内，并具有受光平面。
文档编号H01L31/048GK102254973SQ201010182668
公开日2011年11月23日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者林崇智 申请人:宇威光电股份有限公司