专利名称：太阳能模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一太阳能模块，特别是涉及一种包括集光装置的太阳能模块。
背景技术：
因为消耗能源的减少，类似太阳能等的替代能源的发展已经成为重要的议题。一般太阳能模块的工作原理是利用包括PN接面的太阳能电池(solarcells)接收来自太阳光的辐射，而使得辐射能转换成电能。为了增加入射光源的光通量，通常会在太阳能模块中另外配置反射装置，用来增加输出的光电流。举例来说，反射装置可以是具有连续沟槽的不透明薄膜，其材质可以是表面镀有金属的高分子薄膜。不透明薄膜可以配置在太阳能芯片的下方，并且被包覆在透明前板和背板间。所以，可以利用反射装置反射没有被太阳能电池吸收的正面光源，增加照射到太阳 能电池受光面的光通量。但是，公知技术还是有许多缺陷需要被解决。举例来说，公知技术的反射装置通常是一整个面的外观，通常设置在各个太阳能电池间的间隙下方。因为反射薄膜的组成包括传导性比较差的高分子，所以太阳能模块容易产生热积聚的现象，造成光转换效率降低和模块机械结构变脆弱。除此之外，因为反射装置是装设在透明前板和背板间，在组装上也比较复杂，不利降低工艺成本。所以，有必要提供一种太阳能模块，可以避免公知技术中热累积的现象，并且具有较易组装的特性，以帮助降低工艺成本。
实用新型内容本实用新型的其中一个目的是提供一种太阳能模块结构，具有较易组装的特性，可以解决上述公知技术中的缺陷。根据本实用新型的一优选实施例，提供了一种太阳能模块，其特征在于包括一背板，具有一上表面；多个太阳能电池，设置于所述背板的所述上表面上，其中所述各个太阳能电池具有至少一受光面；一上盖板，覆盖所述多个太阳能电池；至少一集光装置，沿着各所述太阳能电池的周边设置，而且位于所述背板或所述上盖板相对于所述多个太阳能电池的至少一外侧面，其中所述集光装置是格状或条状的布局，使得光线能够经由所述集光装置反射或折射到所述受光面；及一外框，包围所述背板、所述多个太阳能电池、所述上盖板和所述集光装置。根据本实用新型的另一优选实施例，提供了一种太阳能模块，其特征在于包括一背板，具有一上表面；多个太阳能电池，设置于所述背板的所述上表面上，其中所述各个太阳能电池具有至少一受光面；一上盖板，覆盖所述多个太阳能电池；至少一集光装置，沿着各所述太阳能电池的周边设置，而且位于所述背板或所述上盖板相对于所述多个太阳能电池的至少一内侧面，其中所述集光装置是格状或条状的布局，使得光线能够经由所述集光装置反射或折射到所述受光面；及一外框，包围所述背板、所述多个太阳能电池、所述上盖板和所述集光装置。本实用新型提供一太阳能模块，其具有格状或条状布局的集光装置，所以太阳能模块不易产生热累积的现象。除此之外，如果将集光装置放在上盖板和背板外，或甚至和外框一体成型，则可以简化太阳能模块组装的步骤，有利于工艺成本的降低。为了让以上提到的目的、特征及优点能更容易被了解，下面特别写出优选实施方式，并配合附图，详细说明如下。但是下面的优选实施方式和附图仅供参考与说明，并非用来对本实用新型加以限制。
图I是根据本实用新型的优选实施例的太阳能模块的俯视图。图2是根据本实用新型另一优选实施例的太阳能模块的俯视图。 图3到图8是根据本实用新型的优选实施例沿着图I或图2切线AA’所示的太阳能模块的剖面示意图。图9及图10是根据本实用新型优选实施例的集光装置的剖面示意图。其中，附图标记说明如下I 太阳能模块4 太阳能电池4a 第一受光面4b 第二受光面6 背板6a 外侧面10 上盖板IOa 外侧面12 周边14 包覆层16 外框18 填隙材料20 集光装置20a 第一反射面20’集光装置20’ a反射面22 集光装置22a 第一反射面22b 第二反射面22’ b反射面23 集光装置23a 聚光面30 正面光源31 光源32 正面光源34 光源36 正面光源50 集光装置60 间隙AA ’ 切线S 间隔S， 间隔T 厚度W 宽度r 宽度
具体实施方式
虽然本实用新型以优选实施例揭露如下，然而其并非用来限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作些许的更动与修饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求书所界定的为标准，为了不使本实用新型的精神难懂，部分公知结构和工艺步骤的细节将不在此揭露。[0035]同样地，附图所表示的是优选实施例中的装置示意图，但并非用来限定装置的尺寸，特别是，为使本发明可更清晰地呈现，部分元件的尺寸可能放大呈现在图中。而且，多个优选实施例中所揭露相同的元件将标示相同或相似的符号，以使说明更容易且清晰。除此之外，说明书和权利要求书当中所提及的「包括」是一开放式的用语，应该被解释成「包括但不限定于」；「紧邻」是定义成「实质上有接触」；「电池周边」应该被解释成「包括电池边缘」的意思。首先，参考图I和图2。图I是根据本实用新型一优选实施例所示的太阳能模块的俯视图，而图2是根据本实用新型另一优选实 施例所示的太阳能模块的俯视图。太阳能模块I具有一背板(图中没有画出)和一上盖板10，多个太阳能电池4设置在背板和上盖板10间。至少一集光装置20，沿着各个太阳能电池4的周边12设置，而且集光装置20位在背板或上盖板10相对于太阳能电池4的一外侧面，实际的空间配置将会在下文中仔细叙述。一外框16，包围着背板、太阳能电池20和上盖板10，而且外框16连接集光装置4。在这边需注意的是，图I和图2所示的集光装置20有一点差别，其差别是图I的集光装置20是一条状(stripe-shaped)布局,其只有沿着行(column)方向延伸，除此之外,条状布局也可以只有沿着列(row)方向延伸。但是，图2所示的集光装置20是一格状(grid-shaped)布局，其同时沿着行方向和列方向延伸。借由集光装置20可以反射或折射光的特性，使得光线借由集光装置20集中至受光面。以下将详细描述本实用新型的多个优选实施例，而且在此多个优选实施例中，集光装置20和背板及上盖板10间的空间配置关稍微有点不同。参考图3到图8，图3到图8是根据本实用新型的多个实施例沿着图I或图2切线AA’所示的剖面示意图。如图3的实施例所示，多个太阳能电池4是被包覆在包覆层14内，而且设置于上盖板10和背板6间。一外框16,包围住背板6、太阳能电池4和上盖板10。一填隙材料18,填充在外框16和背板6及上盖板10间。上述的上盖板10可以是一光透明而且不导电的硬质上盖板10，其可以作为保护层或壳层，使得太阳能电池4和外界隔绝或增强太阳能模块I的机械强度。上盖板10的组成可以是玻璃或具有类似性质的无机材料，或是聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly (methylmethacrylate), PMMA)等等的高分子有机材料。除此之外，上述包覆层14的目的在于固定太阳能电池4，并且使得上盖板10和背板6互相黏合，避免太阳能电池4直接和外界接触。其材质可以是高分子共聚物，例如聚乙烯/醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate, EVA),或是离子聚合物(ionomer),但不限于此。在这边需注意的是，在本实用新型中的所有优选实施例的太阳能电池4不限于单面受光型(monofacial),其也可以是双面受光型(bifacial)。举例来说,单面受光型太阳能电池4的结构包括一基底，其具有至少一 PN接面而且具有一受光正面及一背面；至少一指状电极和至少一汇流电极设置在受光正面上，而背面电极则设置在背面。所以，在PN接面产生的光电流可经由汇流电极和背面电极而传递到外部负载电路。对于双面受光型的太阳能电池，其结构大概是具有独立单面受光型的太阳能电池4的改进，使其背表面也可以受光。除此之外，为了提供不同的输出电压及电流，各个太阳能电池4可以互相电性连接，其可以是串联、并联或上述两者的结合。由于连结方式及连结结构并非本实用新型的主要技术特征，在此便不多作描述。继续参考图3和图4。图3的优选实施例提供一薄膜式的集光装置20，其紧邻于背板6的外侧面6a，而且可以反射正面光源30。根据本实用新型一优选实施例，集光装置20可以和外框16 —体成型，因而和外框16 —起组装。而根据本实用新型的另一优选实施例，集光装置20是和外框16分别制作，并且以卡合或扣合的方式连接，或是利用黏合的方式结合。因此，本实用新型集光装置20的组装方式比公知技术将反射装置封装于上盖板及背板间的方式来的容易。集光装置20可以是金属材质、塑料材质或两个的组合。举例来说，集光装置20可以是表面镀有银或铝的铝板或压克力板，但不限于此。在图3中，集光装置20的第一反射面20a(或称为集光面)稍微平行于背板6的外侧面6a，其可以反射没有被太阳能电池4吸收的正面光源30，使光源在上盖板10产生全反射，并进一步被太阳能电池4的第一受光面4a吸收。在这边需注意的是，根据本实用新型的另一优选实施例，如果太阳能电池4是双面受光型，则被集光装置20第一反射面20a反射的正面光源30也可以被第二受光面4b吸收。接着，参考图4，此实施例的结构类似图3优选实施例的结构。在本优选实施例中，太阳能模块I也包括一薄膜式的集光装置20。但是，这二个实施例的差别是集光装置20是紧邻上盖板10的外侧面10a。因此，下方光源31可以在集光装置20的第一反射面20a产生反射,而被第一受光面4a和/或第二受光面4b吸收。根据本实用新型的 另一优选实施例，太阳能模块I也可以设置有多个集光装置20，且其分别紧邻上盖板10的外侧面IOa和背板6的外侧面6a。在这边需注意的是，在图3和图4中，各个太阳能电池4间具有一间隙60，而集光装置20是对应间隙60而设置。其中，集光装置20具有一宽度W，在上述优选实施例中，宽度W约稍微等于间隙60，因此使得集光装置20和各个太阳能电池4的一边缘对齐，但是根据其它优选实施例，宽度W也可选自下列组合(1)宽度W小于间隙60;和⑵宽度W大于间隙60，使得集光装置20和各个太阳能电池4重叠。接着参考图5。图5的优选实施例所示的太阳能模块I的特征大致和图3优选实施例的特征相同，唯一的差别是图5的集光装置20’不是紧邻背板6的外侧面6a，而是具有一间隔S。同样地，部分没有被太阳能电池4吸收的正面光源32在经过间隙60后会被集光装置20’的反射面20’ a(或称为集光面)反射，而被第一受光面4a和/或第二受光面4b吸收。除此之外，根据本实用新型的其它实施例，太阳能模块I可包括多个集光装置20’，各个集光装置20’是分别位于上盖板10的外侧面IOa和/或背板6的外侧面6a，而且都没有紧邻外侧面10a、6a，而是分别和上盖板10和背板6具有一间隔S。参考图6和图7，图中所示的结构具有类似图3和图5的结构。图6和图7的太阳能模块I同样具有一集光装置22，但是，集光装置22是一立体形式而不是薄膜形式。在图6所示优选实施例的结构中，集光装置22具有第一反射面22a (或称为集光面)和第二反射面22b (或称为集光面)，其各别平行及垂直于背板6的外侧面6a。第一反射面22a可以反射没有被太阳能电池4吸收的正面光源32，使其被第一受光面4a和/或第二受光面4b吸收。除此之外，来自下方的光源34可以被第二反射面22b反射，而被第二受光面4b吸收。根据另一优选实施例，太阳能模块I可包括多个立体形式的集光装置22，其分别紧邻上盖板10的外侧面IOa和/或背板6的外侧面6a。接着参考图7，此图所示的优选实施例的集光装置22具有第一反射面22a和第二反射面22b，其各别平行及垂直于背板6的外侧面6a。类似图5的优选实施例，集光装置22和背板6的外侧面6a具有一间隔S’。但是，本优选实施例的集光装置22是一立体形式，第一反射面22a可以反射没有被太阳能电池4吸收的正面光源32，而被第一受光面4a和/或第二受光面4b吸收。除此之外，来自下方的光源34可以被第二反射面22b反射，而被第二受光面4b吸收。除此之外，根据本实用新型的其它优选实施例，太阳能模块I也可以包括多个集光装置22，其分别位于上盖板10的外侧面IOa和/或背板6的外侧面6a，并且具有一间隔S’。参考图8，此图所示实施例的结构类似于图7的优选实施例，但是，差别在于集光装置22的宽度W’小于厚度T (例如宽度W’不大于厚度T的1/10)。而且集光装置22的结构也类似将图5的集光装置20’a翻转90度，并且设置在背板6的下方。除此之外，根据本实用新型的其它优选实施例，太阳能模块I也可包括多个集光装置22，各个集光装置22分别位于上盖板10的外侧面IOa和/或背板6的外侧面6a，而且各集光装置22可紧邻或不紧邻外侧面10a、6a。本实用新型的申请人根据上述的不同优选实施例，用太阳光仿真器(solarsimulator)进行相对应的测试。结果显示在一定的集光装置宽度范围(较佳是2毫米至10毫米，但不限于此)、间隔范围(较佳是O毫米至10毫米，但不限于此)和集光装置·厚度范围(较佳为4公分至16公分，但不限于此)的条件，不管是单面型还是双面型的太阳能电池4，其相对应太阳能模块I所产生的短路电流(Isc)都稍微和上述的各个所述范围(集光装置宽度范围、间隔范围及集光装置厚度范围)成正比。且对照于没有设置有集光装置的太阳能模块1，其短路电流最高可以增加20% (此时集光装置大约是16公分的厚度)。上文大概说明了薄膜和立体形式的集光装置的作用和其相对应的实验结果。但是，立体形式集光装置22不限于上述实施例中的矩形剖面，其也可以是三角形、卵形、梯形或多边形的剖面，但不限于此。下文加以叙述立体形式集光装置22的剖面。图9是根据本实用新型多个优选实施例所示的集光装置的剖面示意图，如图9所示，并搭配图3到图8，集光装置22的反射面22’b (或称作是集光面)剖面可以是倒梯形、具有内凹弧面(或向内凹的抛物面)或外凸弧面(或外凸的抛物面)的矩形，其分别对应图9的(a)到(C)。在这边需注意的是，这个外形的集光装置22是对应设置于上盖板10的外侧面10a。根据本优选实施例，正面光源36会被集光装置22的反射面22’b反射,而被第一受光面4a和/或第二受光面4b吸收。根据另一优选实施例，如果将集光装置22上下倒置于背板6的外侧面6a，则来自背面的光源也会被反射面22’ b反射，而被第一受光面4a和/或第二受光面4b吸收。所以，根据图9，可以知道反射面22’ b (或称作是集光面)可以和外侧面6a、IOa大约是直角或钝角，而且反射面22’ b的剖面也可以是一向内凹的抛物面或向外凸的抛物面，但不限于此。参考图10。图10是根据本实用新型另外数个优选实施例所示的集光装置的剖面示意图。图10所示优选实施例的集光装置23同样具有聚光面23a(或称为集光面)，而且其是由一透光材质构成，较佳是一光学凸透镜。如图10(a)到(c)所示，集光装置23的剖面可以分别是三角形、双凸面或梯形，但是也可以是卵形、梯形或多边形的剖面，而且不限于此。由于集光装置23的折射率稍微高于外界环境，当正面光源36照射到聚光面23a的时候，其行进路径会往下方偏折，因而被第一受光面4a和/或第二受光面4b吸收。在上述优选实施例中，集光装置23是配置在上盖板10外侧面IOa上，但是根据本实用新型的另一优选实施例，可以将图10的集光装置23上下倒置，使其对应地设置于背板6的外侧面6a。根据图10的优选实施例，聚光面23a (或称为集光面)可以和外侧面6a、IOa稍微呈现锐角或直角，而且反射面22’ b的剖面也可以是一向内凹的抛物面或向外凸的抛物面，但不限于此。综合上述，本实用新型提供一种太阳能模块1，其具有格状或条状布局的集光装置20、20’、22、50，所以太阳能模块I不容易产生热累积的现象。除此之外，如果将集光装置设置于上盖板10和背板6外，或甚至和外框16 —体成型，则可以节省太阳能模块I组装的程序及步骤，可以降低工艺成本。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本
领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种太阳能模块，其特征在于包括 一背板，具有一上表面； 多个太阳能电池，设置于所述背板的所述上表面上，其中所述各个太阳能电池具有至少一受光面； 一上盖板，覆盖所述多个太阳能电池； 至少一集光装置，沿着各个所述太阳能电池的周边设置，而且位于所述背板或所述上盖板相对于所述多个太阳能电池的至少一外侧面，其中所述集光装置是格状或条状的布局，使得光线能够经由所述集光装置反射或折射到所述受光面；及 一外框，包围所述背板、所述多个太阳能电池、所述上盖板和所述集光装置。
2.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置和所述外框一体成型。
3.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置和所述外框互相卡合连接或扣合连接。
4.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置和所述外框互相黏入口 ο
5.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置紧邻所述外侧面。
6.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置与所述外侧面间具有一间隔。
7.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于各个所述太阳能电池间具有一间隙，所述集光装置具有一宽度，且所述宽度是选自于下列的其中之一 所述宽度小于所述间隙； 所述宽度等于所述间隙，使得所述集光装置和所述各个太阳能电池的边缘对齐；及 所述宽度大于所述间隙，使得所述集光装置和所述各个太阳能电池重叠。
8.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置具有至少一集光面，而且所述集光面平行于所述外侧面。
9.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置具有至少一集光面，而且所述集光面和所述外侧面是锐角或钝角。
10.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置具有至少一集光面，而且所述集光面和所述外侧面是直角。
11.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置具有至少一集光面，且所述集光面的剖面是一向内凹的抛物面。
12.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置具有矩形、三角形、梯形或多边形的剖面。
13.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置包括一透光材质。
14.根据权利要求I所述的太阳能模块，其特征在于所述集光装置是一凸透镜。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能模块，其特征在于包括一背板，具有一上表面；多个太阳能电池，设置于所述背板的所述上表面上，其中所述各个太阳能电池具有至少一受光面；一上盖板，覆盖所述多个太阳能电池；至少一集光装置，沿着各所述太阳能电池的周边设置，而且位于所述背板或所述上盖板相对于所述多个太阳能电池的至少一外侧面，其中所述集光装置是格状或条状的布局，使得光线能够经由所述集光装置反射或折射到所述受光面；及一外框，包围所述背板、所述多个太阳能电池、所述上盖板和所述集光装置。
文档编号H01L25/04GK202772157SQ201220090939
公开日2013年3月6日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年1月6日
发明者李元智, 裴善庄, 王品胜, 黄崇杰 申请人:旺能光电股份有限公司