专利名称：图案化焊带的装置、应用其的串焊方法与用其所制作的太阳能电池模块的制作方法
技术领域：
本发明是有关于ー种太阳能电池，且特别是有关于ー种太阳能电池的焊带。
背景技术：
近几年来，由于世界各地的原油存量逐年的減少，能源问题已成为全球注目的焦点。为了解决能源耗竭的危机，各种替代能源的发展与利用实为当务的急。随着环保意识抬头，加上太阳能具有零污染、以及取之不尽用之不竭的优点，太阳能已成为相关领域中最受瞩目的焦点。因此，在日照充足的位置，例如建筑物屋顶、广场等等，愈来愈常见到太阳能面板的装设。太阳能模块主要包括太阳能电池、封装材、背板与用于将太阳能电池、封装材及背·板固定于其中的框架。为提升太阳能模块的输出功率，太阳能模块中一般多是使用焊带(ribbon)连接各个太阳能电池。然而，由于焊带本身具有反射性，因此，照射到焊带的太阳光容易被直接反射掉而无法被利用，大约会造成2. 5%-3%的功率损失。
发明内容
本发明的目的就是在提供一种图案化焊带的装置，以在焊带表面形成图案，用以提升太阳能电池的发电效率。依照本发明的ー态样，提出一种图案化焊带的装置，用以图案化焊带，焊带具有相对的第一锡层与第二锡层。图案化焊带的装置包含输送平台、定位元件、加热元件、压纹元件以及控制単元。太阳能电池置于输送平台上。定位元件设置于输送平台上方，并相对于输送平台上下移动，以定位焊带于太阳能电池的表面，第一锡层接触该太阳能电池。加热元件设置于输送平台上方，以液化第一锡层与第二锡层，使焊带串焊于太阳能电池。压纹元件设置于输送平台上方，并相对于输送平台上下移动，以接触液化的第二锡层而在第二锡层表面形成ー图案，其中第一锡层与太阳能电池之间的表面张カ大于第二锡层与压纹兀件之间的表面张力。控制单元与输送平台、定位元件、加热元件与压纹元件电性连接，以控制输送平台、定位元件、加热元件与压纹元件。在一实施例中，加热元件为接触式加热元件，压纹元件与加热元件可以整合为热压单元。热压单元的材料为与该第二锡层具有大表面张カ的材料。热压单元包含起伏表面，起伏表面的起伏高度小于焊带的该图案的起伏高度。图案化焊带的装置更包含助焊剂，分布于第二锡层上。另ー实施例中,加热元件为非接触式加热元件,定位元件、加热元件与压纹元件分别为独立元件。压纹元件的材料为与该第二锡层具有小表面张カ的材料。压纹元件包含起伏表面，起伏表面的起伏高度等于焊带的图案的起伏高度。定位元件接触焊带的一表面可以为花纹面。又一实施例中，加热元件为非接触式加热元件,定位元件与压纹元件整合为压头単元。压头单元的材料为与第二锡层具有小表面张カ的材料。压头单元包含起伏表面，起伏表面的起伏高度等于焊带的图案的起伏高度。本发明的另ー态样提供了一种应用图案化焊带的装置的串焊方法，依序包含放置焊带于太阳能电池上，定位元件接触焊带，下压热压单元以接触焊带使第二锡层液化并变形，向上提升热压单元，牵引第二锡层的高度，让该第二锡层由下往上固化形成高低起伏的图案，以及移除定位元件。图案的形状决定于该热压単元上提的速率与高度。另ー实施例中，应用图案化焊带的装置的串焊方法依序包含放置焊带于太阳能电池上，定位元件接触焊带，加热元件加热焊带使第二锡层液化，下压压纹元件使压纹元件接触焊带，移除加热元件使第二锡层固化，以及移除压纹元件与定位元件。再一实施例中，应用图案化焊带的装置的串焊方法，依序包含放置焊带于太阳能电池上、下压压头単元使压头单元接触焊带、加热元件焊带使第二锡层液化变形、移除加热元件使第二锡层固化、以及移除压头单元。
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本发明的再ー态样提供了ー种太阳能电池模块，包含多个太阳能电池以及至少ー焊带。焊带用以连接太阳能电池，其中焊带具有图案化表面，图案化表面包含至少ー第一图案区段与至少ー第二图案区段，第二图案区段的面积小于第一图案区段的面积，第一图案区段与第二图案区段之间具有间隙。利用图案化焊带的装置在焊带表面上形成起伏图案，可以使得照射到焊带上的光线经由散射与反射传送至太阳能电池而被再一次利用，以提升太阳能电池的发电效率。此图案化焊带的步骤可以在串焊的过程中或之后完成，因此，有效解决使用预先形成图案的焊带容易因串焊时的高温而使图案变形的问题。除此之外，图案化焊带的装置可以整合于现有的串焊机台，不需要使用额外的对位系统。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图I绘示本发明的图案化焊带的装置第一实施例的示意图。图2A至图2F分别绘示应用图I中的图案化焊带的装置的串焊方法于不同阶段的局部侧视图。图3绘示本发明的图案化焊带的装置第二实施例的示意图。图4A至图4E分别绘示应用图3中的图案化焊带的装置的串焊方法于不同阶段的局部侧视图。图5绘示本发明的图案化焊带的装置第三实施例的示意图。图6A至图6F分别绘示应用图5中的图案化焊带的装置的串焊方法于不同阶段的局部示意图。图7绘示本发明的一种太阳能电池模块ー实施例的示意图。其中，附图标记100:图案化焊带的装置110:定位元件120 :加热元件130 :压纹元件
132 :起伏表面140 :输送带150 :控制单元200:太阳能电池210 :焊带212 :第一锡层214 :铜层216 :第二锡层·220、220，图案300 图案化焊带的装置310 :加热元件320 :压头单元322 :起伏表面330 :输送带340 :控制单元400 图案化焊带的装置410 :热压单元412 :起伏表面420 :定位元件430 :输送带440 :控制单元500:太阳能电池模块510:太阳能电池520 :焊带522:第一图案区段524 :第二图案区段hi、h2、h3、h4、h5、h6 :起伏高度
具体实施例方式以下将以图式及详细说明清楚说明本发明的精神，任何本领域技术人员在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。本发明提出的为ー种图案化焊带的装置，以在焊带表面形成凹凸起伏的图案，使得照射到焊带表面的光线经由散射后再反射回太阳能电池表面被利用。此图案化焊带的装置为整合于串焊的制程之中，由于串焊エ艺可以说是太阳能电池模块エ艺中焊带所受温度最高，因此，相较于传统使用预先图案化的焊带，本发明将图案化焊带表面的步骤整合于现有的串焊エ艺中，可以减少焊带因受热而使凹凸表面变回平滑表面的情形。參照图1，其绘示本发明的图案化焊带的装置第一实施例的示意图。图案化焊带的装置100为用以图案化焊带210。焊带210具有铜层214、第一锡层212与第二锡层216，第一锡层212与第二锡层216分别位于铜层214的相对两表面。图案化焊带的装置100包含有定位元件110、加热元件120、压纹元件130、输送带140以及控制单元150。定位元件110、加热元件120以及压纹元件130分别为独立元件。控制单元150与输送带140、定位元件110、加热元件120与压纹元件130电性连接，以控制输送带140、定位元件110、加热元件120与压纹元件130。太阳能电池200与焊带210为放置在设置于输送带140上方，并相对于输送带140上下移动。定位元件110用以定位焊带210于太阳能电池200的表面，此时第一锡层212接触太阳能电池200，且定位元件110接触焊带210的表面可以为平面或是花纹面，于本实施例中系以具有花纹面为例。加热元件120设置于输送带140上方。加热元件120为非接触式的加热元件，如热风式或是红外线式的加热元件，以加热焊带210，使得第一锡层212与第二锡层216液化。焊带210的第一锡层212会与太阳能电池200接触，例如是与太阳能电池200上的银胶层接触，由于第一锡层212与银胶层之间的表面张カ极大(活化能极大)，借此将焊带210串焊于太阳能电池200。
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压纹元件130设置于输送带140上方，并相对于输送带140上下移动。压纹元件130具有起伏表面132，用以接触液化的第二锡层216，以在第二锡层216的表面形成图案。起伏表面132的花纹可以为规则或是不规则的花紋。其中第一锡层212与太阳能电池200之间的表面张カ需要大于第二锡层216与压纹元件130之间的表面张力，以确保焊带210与太阳能电池200接合。举例来说，压纹元件130的材料可以为如表面处理后的耐高温金属或者高分子塑料材料，如铁氟龙(Teflon)等，避免已定形的锡面与压纹元件130结合，无法分开。太阳能电池200的表面可以选择性地布有助焊剂，以增加太阳能电池200与焊带210之间的活化能。虽然本实施例中以输送带140进行说明，但是输送带140可以替换为如传送滚轮等其它类型的输送平台。參照图2A至图2F，其分别绘示应用图I中的图案化焊带的装置的串焊方法于不同阶段的局部侧视图。图2A中，放置有太阳能电池200的输送带140移动至定位，接着，放置焊带210于太阳能电池200上，此时第一锡层212接触太阳能电池200的表面。由于在放置焊带210于太阳能电池200的时候，焊带210的表面仍为平滑表面，故可以直接应用于现有的串焊机台，不易出现焊带210吸放时真空吸附异常的状況。接着，图2B为定位元件110下压以接触焊带210，将焊带210固定于太阳能电池200的表面。接着，图2C为加热元件120加热焊带210，使得焊带210上的第一锡层212与第二锡层216液化。加热元件120为如热风式或是红外线式的非接触式加热元件。接着，图2D为下压压纹元件130，使得压纹元件130接触焊带210，而在液化的第ニ锡层216上形成与压纹元件130的起伏表面132对应的图案。若是定位元件110的表面为花纹面，则第二锡层216上亦会形成有对应于定位元件110的图案。接着，图2E为移除加热元件120，使得第一锡层212与第二锡层216冷却与固化，进而使得第二锡层216上的图案定型。最后，图2F为移除压纹元件130与定位元件110。压纹元件130具有起伏表面132，起伏表面132的起伏高度hi等于焊带210的图案220的起伏高度h2，換言之，焊带210上的图案220为完全对应于压纹元件130的起伏表面132。其中要进ー步说明的是，待加热元件120移除后，并等待焊带210的图案220固定后，压纹元件130才会自焊带210上移开，使得图案220保留在焊带210的表面。压纹元件130的材料较佳地为与第二锡层216具有较小表面张カ的耐高温金属或是高分子材料。若是太阳能电池200为背面亦需要受光的类型，则前述装置与方法亦可应用在位于太阳能电池200背面的焊带210，举例来说，可以使用表面具有花纹的输送带140，位于太阳能电池200背面的焊带210液化接触具有花纹的输送带，便可以在焊带210表面形成有对应的花紋。參照图3，其绘示本发明的图案化焊带的装置第二实施例的示意图。图案化焊带的装置300为用以在串焊エ艺中在焊带210的表面形成图案，包含有加热元件310、压头单元320、输送带330与控制单元340。加热元件310为如热风或是红外线等的非接触式加热元件。压头单元320整合了定位元件与压纹元件的功能，压头单元320具有起伏表面322。输送带330表面可以具有花纹或为平整面。控制单元340与加热元件310、压头单元320和·输送带330电性连接，以控制加热元件310、压头单元320和输送带330。參照图4A至图4E，其分别绘示应用图3中的图案化焊带的装置的串焊方法于不同阶段的局部侧视图。图4A中，放置有太阳能电池200的输送带330移动至定位，接着，放置焊带210于太阳能电池200上。此时第一锡层212接触太阳能电池200的表面。由于在放置焊带210于太阳能电池200的时候，焊带210的表面仍为平滑表面，故可以直接应用于现有的串焊机台，不易出现真空吸附异常的状況。图4B为下压压头单元320，使压头单元320接触焊带210，以定位焊带210于太阳能电池200上。接着，图4C为加热元件310加热焊带210，使得焊带210上的第一锡层212与第二锡层216液化。加热元件310为如热风式或是红外线式的非接触式加热元件。具有起伏表面322的压头单元320会接触液化的第二锡层216，使得第二锡层216对应于起伏表面322变形。接着，图4D为移除加热元件310，使得第一锡层212与第二锡层216冷却与固化，进而使得第二锡层216上的图案定型。最后，图4E为移除压头单元320。压头单元320具有起伏表面322，起伏表面322的起伏高度h3等于焊带210的图案220的起伏高度h4，換言之，焊带210上的图案220为完全对应于压头单元320的起伏表面322。压头单元320为待加热元件310移除后，焊带210的图案220固定后才移开，使得图案220保留在焊带210的表面。压头单元320的材料较佳地与第二锡层216具有较小表面张カ的材料，如表面处理后的耐高温金属，或者高分子塑料材料，如铁氟龙(Teflon)等，避免已定形的焊带210的锡面与压头单元320结合，无法分开。若是太阳能电池200为背面亦需要受光的类型，则前述装置与方法亦可应用在位于太阳能电池200背面的焊带210，举例来说，可以使用表面具有花纹的输送带330，位于太阳能电池200背面的焊带210液化接触具有花纹的输送带330，便可以在焊带210表面形成有对应的花紋。
相较于仅使用定位元件进行定位，本实施例中的压头单元320与焊带210之间具有较大的接触面积，故可以有效分散应力，避免过去因为定位元件高低不均而造成串焊时破片的情形。參照图5，其绘示本发明的图案化焊带的装置第三实施例的示意图。图案化焊带的装置400包含有热压单元410、定位元件420、输送带430与控制单元440。热压单元410为压纹元件与加热元件的整合単元，热压单元410为接触焊带210以对焊带210加热，热压单元410具有起伏表面412。输送带430的表面可具有花纹或为平整面。控制单元440与热压单元410、定位元件420与输送带430电性连接，以控制热压单元410、定位元件420与输送带430。由于热压单元410采用接触式的加热方式，本实施例是在加热的同时使得第二锡层216变形，而后在将热压単元410移离开焊带210的同吋，使得第二锡层216降温固化，而形成图案。因此，热压単元410的热压头的材料较佳地为与焊带210具有较小表面张カ的材料，如常用于烙铁头的金属、铜、铁、陶瓷材料、表面处理后的金属、电镀耐氧化的特殊·金属等，以藉由表面张カ的作用，牵引第二锡层216中的焊锡上升。參照图6A至图6F，其分别绘示应用图5中的图案化焊带的装置的串焊方法于不同阶段的沿线段A-A的局部剖面图。图6A中，放置有太阳能电池200的输送带430移动至定位，接着，为放置焊带210于太阳能电池200上，此时第一锡层212接触太阳能电池200的表面。由于在放置焊带210于太阳能电池200的时候，焊带210的表面仍为平滑表面，故可以直接应用于现有的串焊机台，不易出现真空吸附异常的状況。图6B为定位元件420接触焊带210，以将焊带210定位于太阳能电池200表面。图6C为下压热压单元410，热压单元410接触焊带210加热，使得焊带210的第一锡层212与第二锡层216液化，其中热压单元410接触液化的第二锡层216。热压单元410的下压深度可以经过设计，使得液化的第二锡层216不会过多的进入起伏表面412的空隙中。接着，图6D为上提热压单元410。由于热压单元410的材料为与焊带210的第二锡层216具有较大表面张カ的材料，因此，在向上提升热压单元410的过程中，会一并牵引第二锡层216的高度，让第二锡层216由下往上形成高低起伏的图案。接着，图6E为热压単元410完全离开焊带210表面。第二锡层216则是在热压单元410上提至离开的过程中渐渐地冷却并固化，以定形第二锡层216上的图案220’。图案220’的形状决定于热压单元410上提的速率与高度。換言之，藉由调整热压单元410上提的速率以及拉升的高度，可以改变焊带210的图案220’的形状。由于图案220’是在热压単元410上提的过程中定型，因此，图案220’的起伏高度h6会大于热压单元410的起伏表面412的起伏高度h5，图案220’的形状不会完全对应于热压单元410的起伏表面412的形状。最后，图6F为移除定位元件420。參照图7，其绘示本发明的一种太阳能电池模块ー实施例的示意图。太阳能电池模块500包含有多个太阳能电池510以及连接太阳能电池510的至少ー焊带520。焊带520具有一图案化表面，图案化表面包含至少ー第一图案区段522与至少ー第二图案区段524，其中第一图案区段522可以由前述的压纹元件130、压头单元320或是热压単元410形成，第二图案区段524可以是因为前述的定位元件110、420下压所造成的痕迹。第二图案区段524的面积小于第一图案区段522的面积，第一图案区段522与第二图案区段524的图案花纹可以是相同或是不同。第一图案区段522与第二图案区段524之间具有ー间隙，換言之，第一图案区段522与第二图案区段524之间为不连续地。位于太阳能电池510背面的焊带520也可视需求形成有第一图案区段522与第二图案区段524，或是直接利用输送带上固有的花纹形成图案。由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明具有下列优点。利用图案化焊带的装置在焊带表面上形成起伏图案，可以使得照射到焊带上的光线经由散射与反射传送至太阳能电池而被再一次利用，以提升太阳能电池的发电效率。此图案化焊带的步骤可以在串焊的过程中或之后完成，因此，有效解决使用预先形成图案的焊带容易因串焊时的高温而使图案变形的问题。除此之外，图案化焊带的装置可以整合于现有的串焊机台，不需要使用额外的对位系统。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟·悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种图案化焊带的装置，用以图案化一太阳能电池上的一焊带，该焊带具有相对的一第一锡层与一第二锡层，其特征在于，该图案化焊带的装置包含 一输送平台，该太阳能电池置于该输送平台上； 一定位元件，设置于该输送平台上方，并相对于该输送平台上下移动，以定位该焊带于该太阳能电池的表面，该第一锡层接触该太阳能电池； 一加热元件，设置于该输送平台上方，以液化该第一锡层与该第二锡层，使该焊带串焊于该太阳能电池； 一压纹元件，设置于该输送平台上方，并相对于该输送平台上下移动，以接触液化的该第二锡层而在该第二锡层表面形成一图案，其中该第一锡层与该太阳能电池之间的表面张力大于该第二锡层与该压纹元件之间的表面张力；以及 一控制单元，与该输送平台、该定位元件、该加热元件与该压纹元件电性连接，以控制该输送平台、该定位元件、该加热元件与该压纹元件。
2.根据权利要求I所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该加热元件为接触式加热元件，该压纹元件与该加热元件整合为一热压单元。
3.根据权利要求2所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该热压单元的材料为与该第二锡层具有大表面张力的材料。
4.根据权利要求2所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该热压单元包含一起伏表面，该焊带的该图案的起伏高度大于该起伏表面的起伏高度。
5.根据权利要求2所述的图案化焊带的装置，其特征在于，更包含助焊剂，分布于该第二锡层上。
6.根据权利要求I所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该加热元件为非接触式加热元件,该定位元件、该加热元件与该压纹元件分别为独立元件。
7.根据权利要求6所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该压纹元件的材料为与该第二锡层具有小表面张力的材料。
8.根据权利要求6所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该压纹元件包含一起伏表面，该起伏表面的起伏高度等于该焊带的该图案的起伏高度。
9.根据权利要求6所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该定位元件接触该焊带的一表面具有一花纹面。
10.根据权利要求I所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该加热元件为非接触式加热元件,该定位元件与该压纹元件整合为一压头单元。
11.根据权利要求10所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该压头单元的材料为与该第二锡层具有小表面张力的材料。
12.根据权利要求10所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该压头单元包含一起伏表面，该起伏表面的起伏高度等于该焊带的该图案的起伏高度。
13.根据权利要求I所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该输送平台接触该焊带的一面具有花纹。
14.根据权利要求I所述的图案化焊带的装置，其特征在于，该输送平台为一输送带。
15.一种应用权利要求2-5中任意一项所述的图案化焊带的装置的串焊方法，其特征在于，依序包含放置该焊带于该太阳能电池上； 该定位元件接触该焊带； 下压该热压单元以接触该焊带，使该第二锡层液化并变形； 向上提升该热压单元，牵引该第二锡层的高度，让该第二锡层由下往上固化形成高低起伏的图案；以及移除该定位元件。
16.根据权利要求15所述的串焊方法，其特征在于，该图案的形状决定于该热压单元上提的速率与高度。
17.一种应用权利要求6-9中任意一项所述的图案化焊带的装置的串焊方法，其特征在于，依序包含 放置该焊带于该太阳能电池上； 该定位元件接触该焊带； 该加热元件加热该焊带，使该第二锡层液化； 下压该压纹元件，使该压纹元件接触该焊带； 移除该加热元件，使该第二锡层固化；以及 移除该压纹元件与该定位元件。
18.一种应用权利要求10-12中任意一项所述的图案化焊带的装置的串焊方法，其特征在于，依序包含 放置该焊带于该太阳能电池上； 下压该压头单元，使该压头单元接触该焊带； 该加热元件加热该焊带，使该第二锡层液化变形； 移除该加热元件，使该第二锡层固化；以及 移除该压头单元。
19.一种太阳能电池模块，其特征在于，包含 多个太阳能电池；以及 至少一焊带，连接该些太阳能电池，其中该焊带具有一图案化表面，该图案化表面包含至少一第一图案区段与至少一第二图案区段，该第二图案区段的面积小于该第一图案区段的面积，该第一图案区段与该第二图案区段之间具有一间隙。
20.根据权利要求19所述的太阳能电池模块，其特征在于，该第一图案区段的图案与该第二图案区段的图案为不连续。
全文摘要
一种图案化焊带的装置，其焊带具有相对的第一锡层与第二锡层。图案化焊带的装置包含定位元件、加热元件以及压纹元件。定位元件用以定位焊带于太阳能电池的表面，第一锡层接触太阳能电池。加热元件用以液化第一锡层与第二锡层，使焊带串焊于太阳能电池。压纹元件用以接触液化的第二锡层而在第二锡层表面形成一图案，其中第一锡层与太阳能电池之间的表面张力大于第二锡层与压纹元件之间的表面张力。一种应用此装置的串焊方法及应用此装置制成的太阳能电池模块也在此揭露。本发明利用图案化焊带的装置在焊带表面上形成起伏图案，可以使得照射到焊带上的光线经由散射与反射传送至太阳能电池而被再一次利用，进而提升太阳能电池的发电效率。
文档编号H01L31/18GK102790132SQ20121028900
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者东冠妏, 戴君涵, 李权庭, 杨峻鸣, 江振贵, 苏伟盛, 陈奕嘉 申请人:友达光电股份有限公司