TW201314935A - 太陽能電池封裝結構 - Google Patents

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Abstract

一種太陽能電池封裝結構包含一第一基板、一第二基板以及一框膠。第一基板具有一第一表面，第一表面具有一第一粗糙部。第二基板具有一第二表面，第二表面與第一表面相對設置，且具有一第二粗糙部。框膠設置於第一基板與第二基板之間，並連結於第一表面與第二表面，框膠至少部分覆蓋第一粗糙部及第二粗糙部。

Description

太陽能電池封裝結構
本發明係關於一種電池封裝結構，特別關於一種太陽能電池封裝結構。
太陽能本身並無公害問題且取得容易，永不竭盡，故太陽能成為重要替代性能源之一。較常應用太陽能之太陽能電池是一種光電轉換元件，其經由太陽光照射後，把光能轉換成電能。
太陽能電池的種類繁多，諸如矽基(silicon-based)太陽能電池元件、半導體化合物(compound semiconductor)太陽能電池元件或有機(organic)太陽能電池元件、或染料敏化太陽能電池元件(Dye Sensitized Solar Cell,DSSC)。而影響太陽能電池之光電轉換效能的因素除了材料本身之外，封裝結構的可靠性也是相當重要的因素。若太陽能電池封裝結構不密閉，水氣、灰塵可能會侵入而降低太陽能電池元件得使用效能與壽命。再者，染料敏化太陽能電池的封裝結構內係存有電解質，若封裝結構的可靠性不佳，則電解質可能流出而造成太陽能電池元件損壞以及生產的產率下降。
因此，如何提供一種太陽能電池封裝結構，能夠促進封裝的密閉性，進而提升元件的可靠度與效能，實為當前重要課題之一。
有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠促進封裝的密閉性，進而提升元件的可靠度與效能之太陽能電池封裝結構。
為達上述目的，依據本發明之一種太陽能電池封裝結構包含一第一基板、一第二基板以及一框膠。第一基板具有一第一表面，第一表面具有一第一粗糙部。第二基板具有一第二表面，第二表面與第一表面相對設置，且具有一第二粗糙部。框膠設置於第一基板與第二基板之間，並連結於第一表面與第二表面，框膠至少部分覆蓋第一粗糙部及第二粗糙部。
在一實施例中，太陽能電池封裝結構係包含矽基太陽能電池元件、半導體化合物太陽能電池元件或有機太陽能電池元件。
在一實施例中，太陽能電池封裝結構係包含染料敏化太陽能電池元件。
在一實施例中，第一粗糙部之表面粗糙度大於0.1微米。
在一實施例中，第二粗糙部之表面粗糙度大於0.1微米。
在一實施例中，第一基板、第二基板以及框膠係形成一密閉空間。
在一實施例中，第一粗糙部與第二粗糙部係相互對位或相互錯位。
在一實施例中，第一粗糙部與該第二粗糙部之面積大小相等或不相等。
在一實施例中，第一粗糙部或第二粗糙部為連續或不連續。
在一實施例中，第一粗糙部或第二粗糙部係藉由雷射加工、機械加工、化學反應或半導體製程而形成。
在一實施例中，第一粗糙部或第二粗糙部包含一溝槽。溝槽的剖面例如為U形、V形、鋸齒型或矩形。
在一實施例中，第一粗糙部或第二粗糙部包含一圖案。
承上所述，在本發明之太陽能電池封裝結構中，框膠係與第一基板與第二基板連結，並且第一基板、第二基板與框膠連結處設有粗糙部。藉由粗糙部的設置，可增加框膠與第一基板及第二基板的接觸面積，而強化框膠與第一基板及第二基板的連結強度，進而促進太陽能電池封裝的密閉性，並提升元件的可靠度與效能。
以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種太陽能電池封裝結構，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
圖1為本發明第一實施例之一種太陽能電池封裝結構1的示意圖。太陽能電池封裝結構1包含一第一基板11、一第二基板12以及一框膠13。太陽能電池封裝結構1更包含一太陽能電池元件14，其可設置於第一基板11或第二基板12，於此係以其設置於第二基板12為例。本發明不特別限制太陽能電池封裝結構1所包含之太陽能電池元件14之種類，其可例如為矽基太陽能電池元件、半導體化合物太陽能電池元件、有機太陽能電池元件或染料敏化太陽能電池元件。於此，太陽能電池元件14係以半導體化合物太陽能電池元件為例，例如為銅銦鎵硒(CIGS)太陽能電池元件。
本發明不特別限制第一基板11之材質，其可例如為矽基板、陶瓷基板、玻璃基板、金屬基板、高分子薄膜或塑膠基板等。第一基板11具有一第一表面111，第一表面111具有一第一粗糙部112(如放大圖所示)。第一粗糙部112之表面粗糙度(Ra)可例如大於0.1微米，由於第一表面111具有粗糙部112，故增加了框膠13與第一表面111的粗糙部112結合的表面積，故使得框膠13與第一基板11之連結強度產生較佳的效果。其中，第一粗糙部112可藉由雷射切割加工、機械加工(例如銑床、磨砂輪或CNC加工等)、化學反應或半導體製程而形成，只要能加大第一表面111之粗糙程度即可。第一粗糙部112包含一溝槽，其剖面可例如為U形、V形或矩形，於此係以多個V形為例。
另外，第一粗糙部112亦可包含其他圖案，例如圖2所示，第一粗糙部112剖面為一U形，且框膠13在設置時，一部分流到第一粗糙部112內，藉此還可防止框膠13發生溢膠現象，並且藉由框膠13與第一粗糙部112的咬合而增加連結度。上述之U形亦可為其他形狀，例如V形、矩形或鋸齒型。上述第一粗糙部112之特徵亦可應用於第二粗糙部122，於此不再贅述。
本發明不特別限制第二基板12之材質，其可例如為矽基板、陶瓷基板、玻璃基板、金屬基板、高分子薄膜或塑膠基板等。第二基板12具有一第二表面121，第二表面121與第一表面111相對設置。第二表面121具有一第二粗糙部122(如放大圖所示)。第二粗糙部122之表面粗糙度可例如大於0.1微米，由於第二表面121具有粗糙部122，故增加了框膠13與第二表面121的粗糙部122結合的表面積，故使得框膠13與第二基板12之連結強度產生較佳的效果。其中，第二粗糙部122可藉由雷射加工、機械加工(例如銑床、磨砂輪或CNC加工等)、化學反應或半導體製程而形成，只要能加大第二表面121之粗糙程度即可。第二粗糙部122包含一溝槽，其剖面可例如為U形、V形、矩形或鋸齒狀，於此係以多個V形為例。另外，第二粗糙部122亦可包含其他圖案。
框膠13設置於第一基板11與第二基板12之間，並連結於第一表面111與第二表面121，並且框膠13至少部分覆蓋第一粗糙部112及第二粗糙部122，意即框膠13至少部分與第一粗糙部112及第二粗糙部122連結。第一基板11、第二基板12以及框膠13係形成一密閉空間以保護框膠13內之太陽能電池元件。框膠13可包含具有防水性、耐熱性、耐腐蝕性之材料以延長產品的使用壽命。
在本發明中，第一粗糙部112與第二粗糙部122可具有多種態樣，以下舉例說明。為方便說明，以下舉例的圖式為當第一基板11與第二基板12對位設置後，第一粗糙部112與第二粗糙部122投影至一平面的示意圖，且第一粗糙部112以實線表示，第二粗糙部122以虛線表示。
如圖3所示，太陽能電池封裝結構1的第一粗糙部112與第二粗糙部122完全相同且重疊，即第一粗糙部112與第二粗糙部122相互對位。此外，第一粗糙部112與第二粗糙部122分別為連續的環狀矩形，且面積相等。
如圖4所示，太陽能電池封裝結構1a的第一粗糙部112為環設範圍面積較大的環形，第二粗糙部122a為環設範圍面積較小的環形，且兩者部分重疊。
如圖5所示，太陽能電池封裝結構1b的第一粗糙部112為環設範圍面積較大的環形，第二粗糙部122b為環設範圍面積較小的環形，且兩者未重疊，第二粗糙部122b之寬度小於第一粗糙部112之寬度。
如圖6所示，太陽能電池封裝結構1c的第一粗糙部112c與第二粗糙部122c相互錯位，且彼此完全不重疊。此外，第一粗糙部112c與第二粗糙部122c皆為不連續。當然，也可以是位於第一基板11的第一粗糙112c為不連續，但是位於第二基板12的第二粗糙122c則為連續，或者是第一粗糙112c為連續，第二粗糙122c則為不連續。
圖7為本發明第二實施例之一種太陽能電池封裝結構2的示意圖。於此，太陽能電池封裝結構2係以包含染料敏化(dye sensitized)太陽能電池元件為例。太陽能電池封裝結構2包含一第一基板21、一第二基板22以及一框膠23。
本發明不特別限制第一基板21之材質，其可例如為矽基板、陶瓷基板、玻璃基板金屬基板、高分子薄膜或塑膠基板等，於此係以透光基板為例。第一基板21具有一第一表面211，第一表面211具有一第一粗糙部212(如放大圖所示)。第一粗糙部212之技術特徵與第一實施例之第一粗糙部112類同，於此不再贅述。
本發明不特別限制第二基板22之材質，其可例如為矽基板、陶瓷基板、金屬基板、高分子薄膜、玻璃基板或塑膠基板等，於此係以非透光基板為例。第二基板22具有一第二表面221，第二表面221與第一表面211相對設置。第二表面221具有一第二粗糙部222(如放大圖所示)。第二粗糙部222之技術特徵與第一實施例之第二粗糙部122類同，於此不再贅述。
框膠23設置於第一基板21與第二基板22之間，並連結於第一表面211與第二表面221，並且框膠23至少部分覆蓋第一粗糙部212及第二粗糙部222，意即框膠23至少部分與第一粗糙部212及第二粗糙部222連結。第一基板21、第二基板22以及框膠23係形成一密閉空間以保護框膠23內之太陽能電池元件。框膠23可包含具有防水性、耐熱性、耐腐蝕性之材料以延長產品的使用壽命。
在本實施例中，太陽能電池封裝結構2更包含一第一電極24、一第二電極25以及一電解質26。第一電極24形成於第一基板21上，並可包含圖案化導電層、多孔性奈米結構及一染料。其中，圖案化導電層可為透明導電氧化物(Transparent Conductive Oxide,TCO)，多孔性奈米結構例如為二氧化鈦(TiO2)奈米粒。第二電極25形成於第二基板22之第二表面221，並可包含圖案化導電層，並可更包含一催化層，例如鉑(Pt)。電解質26充填於框膠23內。染料可例如包含釕(Ru)等金屬錯合物色素、或是甲基、酞菁等有機色素。
綜上所述，在本發明之太陽能電池封裝結構中，框膠係與第一基板與第二基板連結，並且第一基板、第二基板與框膠連結處設有粗糙部。藉由粗糙部的設置，可增加框膠與第一基板及第二基板的接觸面積，而強化框膠與第一基板及第二基板的連結強度，進而促進太陽能電池封裝的密閉性，並提升元件的可靠度與效能。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1、1a、1b、1c、2．．．太陽能電池封裝結構
11、21．．．第一基板
111、211．．．第一表面
112、112c、212．．．第一粗糙部
12、22．．．第二基板
121、221．．．第二表面
122、122a、122b、122c、222．．．第二粗糙部
13、23．．．框膠
14．．．太陽能電池元件
24．．．第一電極
25．．．第二電極
26．．．電解質
圖1為本發明第一實施例之一種太陽能電池封裝結構的示意圖；
圖2至圖6為本發明之第一粗糙部與第二粗糙部之多種態樣的示意圖；以及
圖7為本發明第二實施例之一種太陽能電池封裝結構的示意圖。
1．．．太陽能電池封裝結構
11．．．第一基板
111．．．第一表面
112．．．第一粗糙部
12．．．第二基板
121．．．第二表面
122．．．第二粗糙部
13．．．框膠
14．．．太陽能電池元件

Claims (12)

  1. 一種太陽能電池封裝結構，包含：一第一基板，具有一第一表面，該第一表面具有一第一粗糙部；一第二基板，具有一第二表面，該第二表面與該第一表面相對設置，且具有一第二粗糙部；以及一框膠，設置於該第一基板與該第二基板之間，並連結於該第一表面與該第二表面，該框膠至少部分覆蓋該第一粗糙部及該第二粗糙部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其係包含矽基太陽能電池元件、半導體化合物太陽能電池元件或有機太陽能電池元件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其係包含染料敏化太陽能電池元件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其中該第一粗糙部之表面粗糙度大於0.1微米。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其中該第二粗糙部之表面粗糙度大於0.1微米。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其中該第一基板、該第二基板以及該框膠係形成一密閉空間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其中該第一粗糙部與該第二粗糙部係相互對位或相互錯位。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其中該第一粗糙部與該第二粗糙部之面積大小相等或不相等。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其中該第一粗糙部或該第二粗糙部為連續或不連續。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其中該第一粗糙部或該第二粗糙部係藉由雷射加工、機械加工、化學反應或半導體製程而形成。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其中該第一粗糙部或該第二粗糙部包含一溝槽。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之太陽能電池封裝結構，其中該第一粗糙部或該第二粗糙部包含一圖案。
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