专利名称：光伏装置制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种能量转换装置的制造方法，且特别是有关于一种光伏装置的制造方法。
背景技术：
在目前绿能科技的趋势中，太阳能以其似乎取之不尽的优势获得最多研究的关注。因此，用以将光能(特别是太阳光)转换成电能的光伏装置因而发展出来。此外，光伏装置在光电转换的过程中，并不会有产生温室气体，且生成的电能能用在各种应用上，就如同电池或发电厂产生的能源一样。就因为上述的缘故，光伏装置在市场上越来越受到欢迎， 也普遍应用于各种电子产品中。基本上，光伏装置包含两片平行配置的基材，一光伏单元夹层于两基材之间，还需要一密封材以密封光伏单元位于其内部空间。在一般的制造过程中，光伏单元利用化学气相沉积、物理气相沉积、等离子增强化学气相沉积等方式沉积于一基材上。在光伏单元沉积后，使用一封装材将光伏单元封装，而后将两基材彼此以液态密封材固定在一起。液态密封材利用一涂布装置以控制涂布在基材上的尺寸与方位。因为密封材是液态的，液态密封材涂布时的位置与尺寸都不太容易控制。涂布装置在涂布时需要稳定与精准的流量，因此需要花费更多成本在设备的研发上。此外，在液态密封材涂布后，还需要一烘烤步骤以凝固液态密封材，使得两基材能紧密的结合在一起。烘烤步骤是一种耗时的步骤，会拖长制造的周期，因此也相对提高制造的成本。
发明内容
因此，本发明的一目的是在提供一种光伏装置的改良制造方法。根据上述目的，提供一种光伏装置制造方法，其包含以下步骤。(a)提供一前基材以及一后基材。(b)形成一光伏单元于前基材上。(c)使用一封装材以封装光伏单元。(d) 粘贴一固态密封胶带于前、后基材其中之一，其中固态密封胶带在室温下是固态的。(e)使用固态密封胶带及封装材将前基材与后基材固定在一起，使得光伏单元与封装材位于前、 后基材与固态密封胶带所形成的封闭空间内。依据本发明一实施例，步骤(e)还包含以下步骤。对准前基材与后基材。施加一压力于对准后的前基材与后基材。加热于对准后的前基材与后基材，使得前、后基材借固态密封胶带及封装材固定在一起。依据本发明另一实施例，前、后基材加热至140°C 160°C的范围。依据本发明另一实施例，压力分别从前、后基材的两相对方向垂直于前、后基材施力，且压力的大小约为lOlkPa。依据本发明另一实施例，在步骤(e)中，固态密封胶带粘贴于前、后基材其中之一与封装材的一边缘区域。依据本发明另一实施例，固态密封胶带包含多条状胶带，且步骤(e)还包含粘贴该些条状胶带以完全环绕光伏单元及封装材。依据本发明另一实施例，该些条状胶带相互部分重叠。依据本发明另一实施例，固态密封胶带包含一丁基橡胶(butyl rubber)或聚异丁烯(polyisobutylene)制成的基底聚合物。依据本发明另一实施例，前、后基材是一玻璃基材或聚合物片。依据本发明另一实施例，固态密封胶带的厚度等于光伏单元与封装材的高度。由上述可知，固态密封胶带被用来作为光伏装置的密封材，因此密封的尺寸与方位都能精准的控制，进而提升光伏装置的产品质量。此外，固态密封胶带可以用人工或机械手臂两种方式粘贴，可增加制造流程的弹性。在加热固态密封胶带的步骤中，不需将固态密封胶带加热至完全熔化，因此加热所需的时间可以减少，也降低光伏单元于加热过程中受损的机会。
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是绘示依照本发明一实施方式的一种光伏装置制造方法的流程图；图2A 21依照图1的流程所绘示的对应光伏装置的剖面示意图。主要组件符号说明Sl S5:步骤100 光伏装置110:前基材IlOa:边缘区域120 后基材120a 边缘区域130 光伏单元140 封装材150:固态密封胶带151 条状胶带A 封闭空间D:方向P 压力
具体实施例方式请参照图1，其绘示依照本发明一实施方式的一种光伏装置制造方法的流程图。图 2A 21依照图1的流程所绘示的对应光伏装置的剖面示意图。请参照图1的步骤Sl及图2A，提供一前基材110及一后基材120以制造光伏装置。在一实施例中，前基材110与后基材120可以是玻璃基材(例如镀有透明导电氧化物膜的玻璃基材)。然而，本发明并不限前、后基材为玻璃基材，其它合适的材料亦可使用。举例而言，前基材110与后基材120也可以是聚合物片(polymeric sheet),
4例如以 DuPont Teflon film、DuPont Teonex polyethylene naphthalate (PEN)或 DuPont Melinex ST polyester等材料制成的聚合物片。此外，前基材110与后基材120 均可为聚合物片。接着，在步骤S2中(同时参照图2B)，一光伏单元130形成于前基材110上。光伏单元130可以是一薄膜光伏单元，其包含有第一导电极层、光电转换层以及第二导电极层。光电转换层的材料可以是非晶硅、二硒化镉(cadmiumdiselenide)、硒化镉、铜铟二硒 (copper indium diselenide)或铜铟嫁二硒(copperindium gallium diselenide),但不限制于上述的材料。光伏单元130可以使用化学气相沉积、物理气相沉积、等离子增强化学气相沉积、溅镀或其它已知合适的方式。上述提及的材料或方法都是举例而已，并非用以限定本发明的范围。在形成光伏单元130后，步骤S3接着使用封装材140以封装光伏单元。如图2C 所绘示，封装材140完全覆盖光伏单元130，借以保护光伏单元130免于水气的侵入或氧化。 换言之，封装材140的面积需大于光伏单元130的面积，或至少等于光伏单元130的面积， 封装材140才能够完全覆盖光伏单元130。封装材140的选择可根据不同产品需求的而有所差异。举例而言，封装材 140 可以是 DuPont Elvax ethyl vinyl acetate (EVA) ,DuPont PV5200系列、DuPont PV5300系列或其它聚合物片材料。上述提及的材料都是举例而已，并非用以限定本发明的范围。在步骤S4中，粘贴一固态密封胶带150在前、后基材其中之一上。请参照图2D，固态密封胶带150粘贴在前基材上。固态密封胶带150在室温下(例如约25°C )是固态的， 且包含一丁基橡胶(butyl rubber)或聚异丁烯(polyisobutylene)制成的基底聚合物。固态密封胶带150的厚度等于光伏单元130加上封装材140的总高度。固态密封胶带150是粘贴于前、后基材其中任一的边缘区域，以环绕光伏单元130 及封装材140。如图2D及2E所绘示，固态密封胶带150粘贴于前基材110的边缘区域110a， 且完全环绕光伏单元130及封装材140的周围。在本实施例中，固态密封胶带150包含多条状胶带151，该些条状胶带粘贴于前基材110，每一条状胶带151分别于对边的条状胶带平行，且相邻的条状胶带151彼此以端部对准及连接。因此，在条状胶带151加热熔化后， 即形成一连续密封胶带环以作为光伏单元130抵御外界损害因子(例如水气、紫外光)入侵的阻隔。虽然在上述实施例中，相邻的条状胶带151彼此以端部对准方式连接，但条状胶带的连接方式并不局限于此。在其它实施例中，相邻的条状胶带151彼此相互部分重叠(例如以条状胶带的端部重叠)而连接，借以杜绝相邻条状胶带间产生间隙的可能性。虽然在上述实施例中，固态密封胶带150是粘贴于前基材110上，固态密封胶带 150亦可依需求粘贴于后基材120上。如图2G所绘示，固态密封胶带150是粘贴于后基材 120的边缘区域120a，用以环绕光伏单元130的周围。当前基材110与后基材120组立后， 固态密封胶带150即可完全环绕光伏单元130以及封装材140。固态密封胶带150粘贴于后基材120上的方式近似于固态密封胶带150粘贴于前基材110上的方式，因而在此不再赘述。实务上，固态密封胶带150可以用人工或机械手臂两种方式粘贴，可增加制造流程的弹性。当使用人工方式粘贴固态密封胶带150时，就能精简制造设备而降低生产成本。而且，在粘贴时固态密封胶带150尺寸及方向的也能控制的相当精准(相较于涂布液态密封材而言)。在执行步骤S4后，步骤S5接着执行。在步骤S5中，使用固态密封胶带150及封装材140前基材110与后基材120固定在一起，使得光伏单元130与封装材140位于前、后基材(110;120)与固态密封胶带150所形成的封闭空间㈧内。请参照图2H，步骤S5的执行是为了稳固且紧密的将前、后基材(110 ； 120)固定。 首先，将前基材110与后基材120先对准。接着，施加一压力(P)于对准后的前基材110与后基材120。而后，加热于对准后的前基材110与后基材120，使得前、后基材借固态密封胶带150固定在一起。所需的压力(P)大约为IOlkPa,且并且从前、后基材的两相对方向(如图中的箭头方向)垂直于前、后基材施力(沿图中的方向(D))。因此，固态密封胶带150 就能很紧密的压合于前基材110与后基材120之间。在施加压力P于前基材110与后基材 120的同时，前、后基材(110;120)与固态密封胶带150也会加热至约140-160°C。因此，固
态密封胶带150会熔化成半固态，而与前、后基材(110 ；120)共同形成一不透气的密闭空间 ㈧。有鉴于上述需求，只需要将固态密封胶带150的表层熔化以粘贴于前、后基材 (110 ； 120)即可，而不需要整个固态密封胶带150都熔化。因此，加热所需的时间可以减少， 也降低光伏单元130于加热过程中受损的机会。此外，封装材140也具有固定前、后基材(110 ；120)的效果。当前、后基材(110 ； 120)固定后，前基材110、后基材120及固态密封胶带150之间即形成封闭空间(A)，而使光伏单元130及封装材140被密封于封闭空间(A)中。如图21所绘示，本实施例的光伏装置100在前、后基材(110;120)固定后即宣告完成。通过使用固态密封胶带150及封装材140于光伏装置100中，相较于已知的液态密封胶，光伏装置100的防水能力大幅提升。根据的测试结果，当光伏装置100使用以丁基橡胶(butyl rubber)或聚异丁烯(polyisobutylene)制成的固态密封胶带150，其防水渗透率会低于每天0. 01g/cm2。当固态密封胶带150使用于光伏装置100时，光伏装置100的漏水阻抗(water leakage resistivity)会大于70百万欧姆(mega ohms)，且处于一稳定状态超过1000小时。由上述光伏装置的制造方法可知，固态密封胶带被用来作为光伏装置的密封材， 因此密封的尺寸与方位都能精准的控制，进而提升光伏装置的制造质量。此外，固态密封胶带可以用人工或机械手臂两种方式粘贴，可增加制造流程的弹性。在加热固态密封胶带的步骤中，不需将固态密封胶带加热至完全熔化，因此加热所需的时间可以减少，也降低光伏单元于加热过程中受损的机会。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
1.一种光伏装置制造方法，其特征在于，至少包含(a)提供一前基材以及一后基材；(b)形成一光伏单元于该前基材上；(c)使用一封装材以封装该光伏单元；(d)粘贴一固态密封胶带于该前、后基材其中之一，其中该固态密封胶带在室温下是固态的；以及(e)使用该固态密封胶带及该封装材将该前基材与后基材固定在一起，使得该光伏单元与该封装材位于该前、后基材与该固态密封胶带所形成的封闭空间内。
2.根据权利要求1所述的光伏装置制造方法，其特征在于，步骤(e)还包含 对准该前基材与该后基材；施加一压力于对准后的该前基材与该后基材；以及加热于该对准后的该前基材与该后基材，使得该前、后基材借该固态密封胶带及该封装材固定在一起。
3.根据权利要求2所述的光伏装置制造方法，其特征在于，该前、后基材加热至 140°C 160°C的范围。
4.根据权利要求2所述的光伏装置制造方法，其特征在于，该压力分别从该前、后基材的两相对方向垂直于该前、后基材施力，且该压力的大小为lOlkPa。
5.根据权利要求1所述的光伏装置制造方法，其特征在于，在步骤(e)中，该固态密封胶带粘贴于该前、后基材其中之一与该封装材的一边缘区域。
6.根据权利要求5所述的光伏装置制造方法，其特征在于，该固态密封胶带包含多条状胶带，且步骤(e)还包含粘贴该些条状胶带以完全环绕该光伏单元及该封装材的周围。
7.根据权利要求6所述的光伏装置制造方法，其特征在于，该些条状胶带相互部分重叠。
8.根据权利要求1所述的光伏装置制造方法，其特征在于，该固态密封胶带包含一丁基橡胶或聚异丁烯制成的基底聚合物。
9.根据权利要求1所述的光伏装置制造方法，其特征在于，该前、后基材是一玻璃基材或聚合物片。
10.根据权利要求1所述的光伏装置制造方法，其特征在于，该固态密封胶带的厚度等于该光伏单元加上该封装材的总高度。
全文摘要
一种光伏装置制造方法揭露如下。提供一前基材以及一后基材。形成一光伏单元于前基材上。使用一封装材以封装光伏单元。粘贴一固态密封胶带于前、后基材其中之一，其中固态密封胶带在室温下是固态的。使用固态密封胶带及封装材将前基材与后基材固定在一起，使得光伏单元与封装材位于前、后基材与固态密封胶带所形成的封闭空间内。
文档编号H01L31/18GK102270697SQ20111014470
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月26日 优先权日2010年6月7日
发明者叶翠玲 申请人:杜邦太阳能有限公司