专利名称：太阳能电池模块及其边缘封闭的方法
技术领域：
本发明是有关于一种太阳能电池模块的制法，且特别是有关于一种太阳能电池模块的边缘封闭的方法。
背景技术：
传统太阳能电池模块(crystalline Photovoltaic module)在制作完成后，需要通过例如依据“IEC 61215 陆地用晶体硅太阳能组性能测试标准”(IEC61215 Crystalline Silicon Terrestrial Photovoltaic Modules-Design Qualificationand Type Approval)，或“IEC 61646 陆地用薄膜型太阳能组性能测试标准”(IEC 61646 Thin-film Terrestrial Photovoltaic Modules Design Qualification andType Approval)中白勺多道的品管测试，如绝缘测试(Insulation Test)、室外暴露测试(Outdoor Exposure Test) 及湿热测试(Damp heat test)等等，以便过筛选出合格的太阳能电池模块。其中，湿热测试(Damp heat test)主要是测试太阳能电池模块抵抗湿气长期渗透的影响能力。举例而言，待测的太阳能电池模块在进行一湿热(Dampheat test)的信赖度测试时，待测的太阳能电池模块必须能够处于一高温度及高湿度的环境下(例如，摄氏85 度的温度及85%的湿度下)，而承受1000个小时的测试，而仍然保有一定可接受的性能。为了通过上述湿热(Damp heat test)的信赖度测试，太阳能电池的业者目前是采用防水胶带、橡胶封条，而包覆于一太阳能电池模块的四周边缘，以期尽量避免水气的渗入。然而，虽然太阳能电池模块的四周边缘已包覆有上述的防水胶带或橡胶封条，但仍无法有效阻绝水气沿其间隙渗入太阳能电池模块内部中，加剧太阳能电池模块内的材料吸水，进而提高太阳能电池模块受损的机率。此外，当太阳能电池模块的四周边缘装有防水胶带或橡胶封条时，业者或许需要于防水胶带或橡胶封条外增加保护体(例如外框衬垫)来保护上述的防水材，以保护防水材不受应力所破坏。如此，不仅需耗费业者一定的材料成本，也加大了太阳能电池模块的体积，进而降低单位面积下可容置太阳能电池模块的数量。故，若能提供一种解决方案，既可有效阻绝水气渗入太阳能电池模块中，又可保持太阳能电池模块的原有体积，便是此业界人士所欲达成的目标。
发明内容
本发明的一目的是在提供一种太阳能电池模块及其制作方法，用以有效阻绝水气渗入太阳能电池模块中，进而大幅改善太阳能电池模块内的材料吸水问题。本发明的另一目的是在提供一种太阳能电池模块及其制作方法，可避免已知橡胶封条后续所产生龟裂、沾粘等不美观问题发生。本发明的又一目的是在提供一种太阳能电池模块及其制作方法，可省略用以保护防水材的保护体，进而保持太阳能电池模块的原有体积。
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本发明的一方面提出一种太阳能电池模块的边缘封闭的方法，包含多个步骤为提供一太阳能电池单元，其中太阳能电池单元包含一上玻璃基板、一下玻璃基板及一中间物， 中间物位于上玻璃基板及下玻璃基板之间，以及，加热并软化多个玻璃材料，并将这些软化后的玻璃材料填满于上玻璃基板边缘与下玻璃基板边缘之间所形成的间隙中，以及，冷却这些玻璃材料，使得玻璃材料与上玻璃基板及下玻璃基板形成一体，并密封中间物。依据本发明一实施例，提供此太阳能电池单元的步骤中，还包括上玻璃基板的四周边缘均具一第一斜面，下玻璃基板的四周边缘均具一第二斜面，其中相对应的第一斜面与第二斜面之间形成其中的一间隙。依据本发明另一实施例，提供此太阳能电池单元的步骤中，还包括下玻璃基板的边缘均具有一朝相同方向延伸的凸缘，这些凸缘包围上玻璃基板。此另一实施例中，上玻璃基板的四周边缘均具一第三斜面，这些凸缘的边缘均具一第四斜面。相对应的第三斜面与第四斜面之间形成其中的一间隙。依据本发明又一实施例，加热并软化这些玻璃材料，并将这些软化后的玻璃材料填满于间隙中，还包括步骤为放置多个固态的玻璃材料至间隙中，以及，利用一加热装置， 对这些间隙中的固态玻璃材料进行加热至一特定温度，，直到该些固态的玻璃材料受到软化为止。依据本发明又一实施例，加热并软化该些玻璃材料，并将该些软化后的玻璃材料填满于该些间隙中，还包括步骤翻转太阳能电池单元，使其中的一间隙朝向一背对地心引力的方向，以及，朝地心引力的方向，提供已软化后的玻璃材料至间隙中，以流向这些间隙的内部。本发明的一方面提出一种依据上述方法所制成的太阳能电池模块，其包含一上玻璃基板、一下玻璃基板、一中间物及一玻璃周缘部。中间物位于上玻璃基板及下玻璃基板之间。玻璃周缘部位于上玻璃基板四周边缘与下玻璃基板四周边缘之间，与上玻璃基板及下玻璃基板结为一体，围绕并密封中间物。依据本发明另一实施例，中间物包括一封装材料及一太阳能电池。此另一实施例中，封装材料包含乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。相较于先前技术，本发明是通过融化的玻璃材料一体地结合于太阳能电池单元边缘的间隙中，以封闭太阳能电池模块的边缘，可大幅降低水气可渗入的间隙，有效阻绝水气渗入太阳能电池模块中，进而大幅改善太阳能电池模块内的材料吸水问题，以及提供产品周期寿命。
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是绘示本发明太阳能电池模块的边缘封闭的方法的流程图；图2A是绘示一太阳能电池单元的示意图；图2B是绘示图2A的太阳能电池单元依据本发明的一实施例进行边缘封闭的操作示意图；图3A是绘示另一太阳能电池单元的示意 图;3B是绘示图3A的太阳能电池单元依据本发明的另-作示意-实施例进行边缘封闭的操
图4是绘示太阳能电池模块完成边缘封闭的局部侧视图； 图5是绘示又一太阳能电池单元进行边缘封闭的操作示意图； 图6是绘示再一太阳能电池单元进行边缘封闭的操作示意图。主要组件符号说明
10 太阳能电池模块
100、100，太阳能电池单元
200 上玻璃基板
210 第一斜面
220 第三斜面
300 中间物
310 太阳能电池
320 封装材料
400 下玻璃基板 410 第二斜面
420 凸缘 430 第四斜面 500a、500b 玻璃材料 510 玻璃周缘部 600 间隙 700 容置空间 800 加热装置 810 输送工具 D 地心引力的方向步骤:101-10具体实施例方式本发明提供一种太阳能电池模块的边缘封闭的方法及利用此方法所制成的太阳能电池模块。此方法是通过融化的玻璃材料填满至太阳能电池模块边缘有可能渗入水气的间隙中，使得冷却后的玻璃材料可与太阳能电池模块两侧的玻璃基板整体地结为一体，进而形成一具有密闭空间的玻璃容器。如此，便可封闭太阳能电池模块的边缘，用以有效阻绝水气渗入太阳能电池模块中，进而大幅改善太阳能电池模块内的材料吸水问题。请参照图1、图2A及2B，图1是绘示本发明太阳能电池模块的边缘封闭的方法的流程图。图2A是绘示一太阳能电池单元的示意图。图2B是绘示图2A的太阳能电池单元依据本发明的一实施例进行边缘封闭的操作示意图。太阳能电池模块的边缘封闭的方法包括多个步骤为步骤(101)提供一太阳能电池单元100，此太阳能电池单元100依序具有上玻璃基板200、中间物300及下玻璃基板400 (图2A)。步骤(10 加热并软化多个玻璃材料500a，并填补于上玻璃基板200边缘及下玻璃基板400边缘之间所形成的间隙600中(图2B)，直到填满为止。步骤(10 冷却这些软化后的玻璃材料500a，使得玻璃材料500a与上玻璃基板 200及下玻璃基板400形成一体，并使中间物300被密封于上玻璃基板200及下玻璃基板 400之间。进一步而言，复请参照图2A，图1所述的步骤(101)为准备一太阳能电池单元 100，是准备进行边缘封闭的程序。其中此中间物300位于上玻璃基板200及下玻璃基板 400所夹合的一容置空间700中。具体而言，上玻璃基板200、下玻璃基板400大体上呈矩形板体，其两相面对的表面积大于中间物300的面积，故，上玻璃基板200的四周边缘与下玻璃基板400的四周边缘之间分别间隔有一间隙600，各间隙600接通容置空间700。需定义的是，上玻璃基板200、下玻璃基板400皆由玻璃材料所制成，而中间物300 泛指太阳能电池单元100中上玻璃基板200、下玻璃基板400之间的众组件，合称太阳能电池(solar cells)310o太阳能电池310是直接形成于其中一玻璃基板上(如图2A所示， 例如下玻璃基板400)，接着在太阳能电池310上依序放置一本身具有高吸水性的封装材料 320(如乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，EVA)及另一玻璃基板(如图2A所示，例如上玻璃基板 200)，以便进行压合。如此，太阳能电池310便可被封装于容置空间700中。此外，实作上，玻璃基板的四周边缘均设计有一导角(bevel)，用以避免玻璃基板于搬运或组装过程中受到撞击而撞裂了玻璃基板的边缘。上玻璃基板200的四周边缘，例如上玻璃基板200的各导角朝下玻璃基板400的方向，均具一第一斜面210(图2A)；下玻璃基板400的四周边缘例如下玻璃基板400的各导角朝上玻璃基板200的方向，均具一第二斜面410。相对应的第一斜面210与第二斜面410之间便可形成一上述的间隙600 (例如约1毫米-2毫米)。图1所述的步骤(102)可依照下列两实施例来实行，然而，以下仅为示意，本发明并不以此为限，亦可循其它方式将软化后的玻璃材料500a填满于上玻璃基板200与下玻璃基板400的间隙600中，同样属于本发明的技术领域。见图2A及图2B所示，图1所述的步骤(102)依据其中一实施例的详细步骤为(i)放置多个固态的玻璃材料500a(例如玻璃丝、玻璃棒)至上述的间隙600中； 以及(ii)利用一加热装置800(例如喷灯)，对这些间隙600中的固态的玻璃材料500a 进行加热至一特定温度(例如摄氏500°C至摄氏700°C)，直到固态的玻璃材料500a受到软化而形成由固体状态转化为液体状态的流体为止。此外，由于加热装置800本身将产生一热力气流，热力气流可将软化后的玻璃材料500a朝间隙600的内部(即容置空间700的方向)推动，直到软化后的玻璃材料500a 填满容置空间700并均勻地封闭此间隙600为止。操作者亦可选择对所有或部分的间隙600进行上述边缘封闭的操作，并依需求搭配外框衬垫的保护。请参照图3A及图3B，图3A是绘示另一太阳能电池单元的示意图。图是绘示图 3A的太阳能电池单元依据本发明的另一实施例进行边缘封闭的操作示意图。图1所述的步骤(102)依据的另一实施例的详细步骤为(i)翻转并改变太阳能电池单元100的间隙600所面对的方向，使得此间隙600朝向一背对地心引力D的方向(图3A)；以及(ii)预先加热并软化一固态的玻璃材料(例如玻璃丝、玻璃棒)，使其成为由固态转化成液态的流体，再通过一输送工具810，朝地心引力的方向D，提供已软化后的玻璃材料500b，例如垂直滴下的方式，送至此间隙600中，直到软化后的玻璃材料500b填满容置空间700并均勻地封闭此间隙600为止(图:3B)。同样地，操作者亦可选择对所有或部分的间隙600进行上述边缘封闭的操作，并依需求搭配外框衬垫的保护。需说明的是，上述所谓的“加热并软化”或“软化”是指玻璃受热后，由其固体状态改变为一具有可塑性的液体状态。此外，由于玻璃由其固体状态软化为液体状态的软化温度，称为软化点，故，当玻璃基板为石英玻璃时，其软化点为摄氏1500°C，或玻璃基板为硼玻璃(Pyrex)时，其软化点为摄氏900°C ；玻璃材料500a的软化点大致为摄氏500°C -700°C。因此，当玻璃材料500a 受热软化时，其温度尚未到达玻璃基板的软化点，故，玻璃基板不致受到软化而产生变异。 这些玻璃材料可另外掺有不同份量的铁成份，以成为具有强化特性的玻璃。请参阅图1及图4，图4是绘示太阳能电池模块完成边缘封闭的局部侧视图。当图1所述的步骤(103)中的玻璃材料500a、500b(图2B、图3B)受到冷却后，填满于容置空间700及各间隙600中的玻璃材料500a、500b便与上玻璃基板200及下玻璃基板400形成一体，进而完全密封容置空间700中的中间物300。如此，便可成为一具有密闭空间的太阳能电池模块10。具体而言，当软化后的玻璃材料500a、500b不再受到加热时，玻璃材料500a、500b 将自然降温至室温，进而于太阳能电池模块10的间隙600中，与上玻璃基板200及下玻璃基板400结为一体，以成为一围绕并密封中间物300的玻璃周缘部510(图4)。当然，操作者亦可依需求及限制以选择其它主动冷却玻璃材料500a、500b的方法(例如提供冷空气)。请参阅图5及图6所示，图5是绘示又一太阳能电池单元进行边缘封闭的操作示意图。图6是绘示再一太阳能电池单元进行边缘封闭的操作示意图。又一太阳能电池单元 100’的下玻璃基板400的四周边缘均具有一朝相同方向(例如上玻璃基板200的方向)延伸的凸缘420，这些凸缘420共同包围上玻璃基板200与中间物300。上玻璃基板200的四周边缘，例如上玻璃基板200的各导角朝远离中间物300的方向，均具一第三斜面220 ；下玻璃基板400四周边缘的凸缘420，例如凸缘420的各导角朝上玻璃基板200的方向，均具一第四斜面430。相对应的第三斜面220与第四斜面430之间可形成一上述的间隙600(例如约1-2毫米)。如此，操作者可依需求及限制以选择图1所述的步骤(102)中任一实施例的边缘封闭方法。相较于先前技术的防水胶带、橡胶封条，甚至外框衬垫，仍与太阳能电池模块之间存在有水气可渗入的间隙600，本发明是通过融化的玻璃材料一体地结合于太阳能电池单元边缘的间隙600中，以封闭太阳能电池单元的边缘，可大幅降低水气可渗入的间隙600， 有效阻绝水气渗入太阳能电池模块中，进而大幅改善太阳能电池模块内的材料吸水问题。 此外，由于玻璃材料与上、下玻璃基板400的特性相近，设计者不需考虑是否有不利的化学变化，且玻璃材料可与上、下玻璃基板400结为一体，进而形成一具有密闭空间的玻璃容器，以围绕并密封其中的中间物300。综上所述，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权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种太阳能电池模块的边缘封闭的方法，其特征在于，包含提供一太阳能电池单元，其中该太阳能电池单元包含一上玻璃基板、一下玻璃基板及一中间物，该中间物位于该上玻璃基板及该下玻璃基板之间；加热并软化多个玻璃材料，并将该些软化后的玻璃材料填满于该上玻璃基板边缘与该下玻璃基板边缘之间所形成的间隙中；以及冷却该些软化后的玻璃材料，使得该些玻璃材料与该上玻璃基板及该下玻璃基板形成一体，并密封该中间物。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块的边缘封闭的方法，其特征在于，提供该太阳能电池单元，还包括该上玻璃基板的四周边缘均具一第一斜面，该下玻璃基板的四周边缘均具一第二斜面，其中相对应的该第一斜面与该第二斜面之间形成该些间隙其中之一。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池模块的边缘封闭的方法，其特征在于，提供该太阳能电池单元，还包括该下玻璃基板的边缘均具有一朝相同方向延伸的凸缘，该些凸缘包围该上玻璃基板。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池模块的边缘封闭的方法，其特征在于，该上玻璃基板的四周边缘均具一第三斜面，该些凸缘的边缘均具一第四斜面，其中相对应的该第三斜面与该第四斜面之间形成该些间隙其中之一。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池模块的边缘封闭的方法，其特征在于，加热并软化该些玻璃材料，并将该些软化后的玻璃材料填满于该些间隙中，还包括放置多个固态的玻璃材料至该些间隙中；以及利用一加热装置，对该些间隙中的该些固态的玻璃材料进行加热至一特定温度，直到该些固态的玻璃材料受到软化为止。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池模块的边缘封闭的方法，其特征在于，加热并软化该些玻璃材料，并将该些软化后的玻璃材料填满于该些间隙中，还包括翻转该太阳能电池单元，使该些间隙其中之一朝向一背对地心引力的方向；以及朝该地心引力的方向，提供已软化后的玻璃材料至该间隙中，以流向该些间隙的内部。
7.一种太阳能电池模块，其特征在于，包含一上玻璃基板；一下玻璃基板；一中间物，位于该上玻璃基板及该下玻璃基板之间；以及一玻璃周缘部，位于该上玻璃基板四周边缘与该下玻璃基板四周边缘之间，与该上玻璃基板及该下玻璃基板结为一体，围绕并密封该中间物。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池模块，其特征在于，该中间物包括一封装材料及一太阳能电池。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池模块，其特征在于，该封装材料包含乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。
全文摘要
本发明揭露一种太阳能电池模块及其边缘封闭的方法。其边缘封闭的方法包含多个步骤为提供一太阳能电池单元，依序具有上玻璃基板、中间物及下玻璃基板；加热并软化玻璃材料，并填满于上玻璃基板边缘与下玻璃基板边缘的间隙中；以及冷却玻璃材料，使得玻璃材料与上玻璃基板及下玻璃基板形成一体，并密封中间物。
文档编号H01L31/18GK102280517SQ201010213680
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者李纪莱, 黄成沛 申请人:杜邦太阳能有限公司