本發(fā)明涉及可撓式太陽能板模塊、其固定結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的太陽能板模塊為了達(dá)到較大的發(fā)電量，必須要整并多片太陽能板，如此一來不但面積大且耗費(fèi)固定空間。較新式的太陽能模塊雖已具有良好的可撓性、能順應(yīng)地形起伏且方便攜帶，然其制造成本過高且發(fā)電量不足。

有鑒于此，業(yè)界需要一種發(fā)電量大、成本低卻又具有可撓性的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可撓式太陽能板模塊，其包括多個(gè)不可撓的太陽能板、多個(gè)不可撓的蓋板、一可撓式背板、第一防水膠材及第二防水膠材。此種可撓式太陽能板模塊不但具有大發(fā)電量且具有低制造成本的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明更提供一種可撓式太陽能板模塊的固定結(jié)構(gòu)，其包括上述的可撓式太陽能板模塊、位于該可撓式背板中的多個(gè)固定孔、多個(gè)固定件及第三防水膠材。

本發(fā)明又提供一種上述可撓式太陽能板模塊的制造方法。

為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更能明顯易懂，下文將以實(shí)施例并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。需注意的是，所附圖式中的各組件僅是示意，并未按照各組件的實(shí)際比例進(jìn)行繪示。

附圖說明

圖1-3顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可撓式太陽能板模塊的制造方法。

圖4顯示圖3的可撓式太陽能板模塊的概略橫剖面圖。

圖4A顯示根據(jù)本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊的局部放大部，強(qiáng)調(diào)撓曲 狀態(tài)即膠材分布。

圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊的固定狀態(tài)上視圖。

圖6顯示圖5的可撓式太陽能板模塊的固定狀態(tài)橫剖面圖。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)地說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例，舉凡本中所述的組件、組件子部、結(jié)構(gòu)、材料、配置等皆可不依說明的順序或所屬的實(shí)施例而任意搭配成新的實(shí)施例，此些實(shí)施例當(dāng)屬本發(fā)明的范疇。

本發(fā)明的實(shí)施例及圖示眾多，為了避免混淆，類似的組件是以相同或相似的標(biāo)號(hào)示之；為避免畫面過度復(fù)雜及混亂，重復(fù)的組件僅標(biāo)示一處，他處則以此類推。

現(xiàn)參考圖1-3及圖4，其分別顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可撓式太陽能板模塊1000的制造方法及圖3的可撓式太陽能板模塊1000的概略橫剖面圖。首先，如圖1所示，準(zhǔn)備多個(gè)片不可撓的太陽能板100與100’(圖1中只顯示三片作為示意，可準(zhǔn)備更多片)以及多個(gè)片比不可撓的太陽能板100與100’略大的玻璃蓋板130。如圖4所示，每一不可撓的太陽能板100與100’由下至上具有由背玻璃102與光電組件層101所構(gòu)成的迭層結(jié)構(gòu)。光電組件層101由下而上可包括下電極層、光電轉(zhuǎn)換層、選擇性緩沖層及透明上電極層如氧化銦錫(ITO)及/或氧化鋅層(ZnO)。下電極與透明上電極層是用于傳輸由光電轉(zhuǎn)換層所產(chǎn)生的電流。光電轉(zhuǎn)換層用于吸收穿透過透明上電極層與選擇性緩沖層的光并將其轉(zhuǎn)換為電流，其可包括由銅(Cu)、銦(In)、鎵(Ga)與硒(Se)所構(gòu)成的半導(dǎo)體材料，或可包括由Ib族元素如銅(Cu)或銀(Ag)、IIIb族元素如鋁(Al)、鎵(Ga)或銦(In)與VIb元素如硫(S)、硒(Se)或碲(Te)所構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體材料。選擇性緩沖層系用于在形成透明上電極層時(shí)保護(hù)光電轉(zhuǎn)換層并協(xié)助電傳輸。不可撓的太陽能板100與100’的結(jié)構(gòu)相同，其相異之處在于配置的位向左右相反，因此后續(xù)僅說明其中一者作為代表。每一不可撓的太陽能板100(100’)尚包括設(shè)置在兩側(cè)電極處的正面正極配線121b(121b’)、正面負(fù)極配線111a(111a’)、由正面正極配線121b(121b’)反折至不可撓的太陽能板100(100’)之背面的背面正極配線122b(122b’) 及由正面負(fù)極配線111a(111a’)反折至不可撓的太陽能板100(100’)的背面的背面負(fù)極配線112a(112a’)。在本發(fā)明的所有圖示中，背面正極配線122b(122b’)與背面負(fù)極配線112a(112a’)以虛線呈現(xiàn)，以與正面配線有所區(qū)別。又，應(yīng)注意，在圖4及本案的所有圖標(biāo)中，組件并未依比例繪制；例如，正面正極配線121b(121b’)與正面負(fù)極配線111a(111a’)的寬度應(yīng)遠(yuǎn)小于光電組件層101與背玻璃102的寬度，然為了清楚呈現(xiàn)配線與其它組件之間的電連接關(guān)系，在圖中特別將其放大。又，在實(shí)際的一橫剖面中應(yīng)無法同時(shí)見到正極配線121b(121b’)、正面負(fù)極配線111a(111a’)與背面正極配線122b(122b’)、背面負(fù)極配線112a(112a’)實(shí)體相連，但圖4為了表達(dá)上述者的電連接關(guān)系，特以實(shí)體相連方式呈現(xiàn)。再者，概圖4的目的在于呈現(xiàn)不同組件之間的相對(duì)關(guān)系，并未顯示出每一組件的細(xì)部結(jié)構(gòu)；例如，光電組件層101應(yīng)包括圖案化的下電極層、圖案化的光電轉(zhuǎn)換層、圖案化的選擇性緩沖層及圖案化的透明上電極層，但為了避免圖示過于復(fù)雜模糊焦點(diǎn)，僅以未圖案化的單層結(jié)構(gòu)來表示光電組件層101。正面正極配線121b(121b’)與不可撓的太陽能板100(100’)的正極電連接，正面負(fù)極配線111a(111a’)與不可撓的太陽能板100(100’)的負(fù)極電連接。配線例如可由銅箔(Copper foil)或銅帶(Copper ribbon)構(gòu)成，亦可由其它金屬或合金線材構(gòu)成。每一不可撓的太陽能板100(100’)可包括至少一個(gè)太陽能單位組件(unit cell)，或者可包括多個(gè)彼此串聯(lián)的太陽能單位組件。玻璃蓋板130為不可撓的結(jié)構(gòu)，厚度應(yīng)盡可能地薄。

接著，如圖2所示，將多個(gè)片不可撓的太陽能板100與100’平放至一可撓式背板140上，在可撓式背板140與太陽能板100(100’)的背面之間設(shè)置第一封裝材(未圖示)。亦如圖2所示，將多個(gè)片玻璃蓋板130分別放置到每一片不可撓的太陽能板100(100’)上，在玻璃蓋板130與不可撓的太陽能板100(100’)的正面之間設(shè)置第二封裝材(未圖示)。第一封裝材與第二封裝材可相同或不同，其可包括熱封裝膠材(thermal encapsulant)如乙烯醋酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)、聚烯烴(polyolefin，PO)、聚乙烯醇縮丁醛(polyvinyl butyral，PVB)等或UV固化膠材(UV curable encapsulant)。每一片不可撓的太陽能板100與相鄰之不可撓的太陽能板 100’之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)木嚯x，意即每一片玻璃蓋板130與相鄰片玻璃蓋板130之間應(yīng)保護(hù)適當(dāng)?shù)木嚯xd。可撓式背板140可以是高張力的塑料薄片例如聚乙烯(Polyethylene，PE)薄片、聚醯胺(Polyamide，PA)薄片、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)薄片、或上述者附加鋁箔的薄板?？蓳鲜奖嘲?40在對(duì)應(yīng)至每一片不可撓的太陽能板100(100’)的中央?yún)^(qū)域處有至少一個(gè)孔洞(未圖示)，使每一片不可撓的太陽能板100(100’)的背面的背面正極配線122b(122b’)與背面負(fù)極配線112a(112a’)自第一封裝材(未圖示)與此至少一個(gè)孔洞(未圖示)穿出以向外連接并彼此連接。以上述的狀態(tài)，利用真空層壓(laminate)法將玻璃蓋板130、第二封裝材(未圖示)、太陽能板100(100’)、第一封裝材(未圖示)與可撓式背板140貼合固著。

然后，如圖3所示并參考圖4，在可撓式背板140的末端上固定接線盒150。為了強(qiáng)化接線盒150處的可撓式背板140以避免其受損，可在接線盒150與可撓式背板140之間插入強(qiáng)化層141。強(qiáng)化層141的材料可與可撓式背板140相同或不同，且強(qiáng)化層141除了設(shè)置于接線盒150與可撓式背板140之間外，尚可選擇性地設(shè)置于可撓式背板140的外圍處。如圖4所示，使每一片不可撓的太陽能板100(100’)自可撓式背板140的孔洞(未圖示)穿出的背面正極配線122b(122b’)經(jīng)由平貼于可撓式背板140背面的配線151而與相鄰的不可撓的太陽能板100’(100)的背面正極配線122b’(122b)電連接，使每一片不可撓的太陽能板100(100’)自可撓式背板140的孔洞(未圖示)穿出的背面負(fù)極配線112a(112a’)經(jīng)由平貼于可撓式背板140背面的配線152而與相鄰的不可撓的太陽能板100’(100)的背面負(fù)極配線112a’(112a)電連接。最靠近接線盒150的不可撓的太陽能板100(100’)的背面正極配線122b(122b’)經(jīng)由配線151而與接線盒150的正極電連接，其背面負(fù)極配線112a(112a’)經(jīng)由配線152而與接線盒150的負(fù)極電連接。以上步驟大致上完成本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊1000的制造。配線151與152可以分別是背面正極配線122b(122b’)本身(其延伸)與背面負(fù)極配線112a(112a’)本身(其延伸)，也可以是不同的線材。接線盒150更包括正極配線151’與負(fù)極配線152’以使可撓式太陽能板模塊1000對(duì)外電連接。在相鄰的玻璃蓋板130之間設(shè)置第一防水膠材如熱塑性聚烯烴(thermalplastic polyolefin， TPO)160與可撓式背板140實(shí)體接觸并在玻璃蓋板130與可撓式背板140之間設(shè)置第二防水膠材如丁基膠(butyl rubber)161，以保護(hù)太陽能板100’(100)以及其配線不受水氣、機(jī)械力的影響，同時(shí)兼顧玻璃蓋板130之間的可撓性，其中第一防水膠材160與第二防水膠材161可以為相同防水膠材或不同的防水膠材。在可撓式背板140的背面配線151與152裸露處可選擇性地設(shè)置另一層防水材如與可撓式背板相同的一材質(zhì)或一防水膠材如熱塑性聚烯烴170等，以保護(hù)配線151與152不受水氣、機(jī)械力的影響，同時(shí)兼顧可撓式背板140的可撓性。

在上述圖1-3與4的實(shí)施例中，由于可撓式背板140具有可撓性，故只要相鄰不可撓的太陽能板100’(100)之間具有充分間隙，便可成就具有多個(gè)可折區(qū)(圖1-3中由距離d所表示之區(qū)域)的可撓式太陽能板模塊1000。在一較佳實(shí)施例中，不可撓的太陽能板100’(100)之間的間隙距離不小于不可撓的太陽能板100(100′)與玻璃蓋板130(130′)的厚度總和。除此之外，當(dāng)不可撓的太陽能板100(100’)的背玻璃102及玻璃蓋板130皆足夠薄如皆小于或等于2.0mm時(shí)，不可撓的太陽能板100(100’)將變得可輕微彎曲(bendable)，進(jìn)一步優(yōu)化可撓式太陽能板模塊1000的可撓性。又，在上述圖1-3與4的實(shí)施例中，可撓式太陽能板模塊1000中的各個(gè)不可撓的太陽能板100’(100)以并聯(lián)方式相互電連接，但應(yīng)了解，本發(fā)明亦可應(yīng)用至以串聯(lián)方式電連接的太陽能板。

現(xiàn)參考圖4A，其顯示根據(jù)本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊1000的局部放大圖，強(qiáng)調(diào)可撓式背板140的撓曲狀態(tài)暨模塊1000中的膠材分布，故省略正面與背面的所有配線。如圖4A中所示，當(dāng)相鄰之玻璃蓋板130之間具有充分的間隙時(shí)，可撓式背板140在相鄰之玻璃蓋板130之間處于可撓狀態(tài)，由于真空吸附作用，可撓性基板140在玻璃蓋板130邊緣處會(huì)較靠近玻璃蓋板130，但受限于玻璃蓋板130、光電組件層101與背玻璃102的厚度，可撓性基板140在玻璃蓋板130的中央處會(huì)最遠(yuǎn)離玻璃蓋板130。因此在實(shí)際應(yīng)用中，除了圖4所示之兩相鄰玻璃蓋板130之間的第一防水膠材160外，亦在玻璃蓋板130與可撓式背板140之間設(shè)置第二防水膠材161包覆對(duì)應(yīng)的該不可撓的太陽能板的一側(cè)邊(如圖4A所示)。第二防水膠材161包括與第一防水 膠材160相同的材料如熱塑性聚烯烴(thermalplastic polyolefin，TPO)，或與第一防水膠材160相異的材料如丁基膠(butyl rubber)。又，圖4A之組件標(biāo)號(hào)162代表可撓式背板140與太陽能板100或100’(包括背玻璃102與光電組件層101)的背面之間的第一封裝材，圖4A的組件標(biāo)號(hào)103代表玻璃蓋板130與太陽能板100或100’的正面之間的第二封裝材。由于太陽能板100或100’四面八方皆受到封裝材(第一與第二封裝材)及/或防水膠材(160與161)包覆，能避免太陽能板100或100’中的光電組件層101受到水氣影響而質(zhì)變退化，亦能固著太陽能板而省略傳統(tǒng)太陽能板模塊所需的邊框。

現(xiàn)參考圖5與圖6，其分別顯示根據(jù)本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊1000的固定狀態(tài)上視圖與固定狀態(tài)橫剖面圖。固定本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊1000時(shí)，可于太陽能板100與100’之間及/或太陽能板100/100’與接線盒150之間及/或太陽能板100與100’其周邊的可撓式背板140(及第一防水膠材160)中設(shè)置多個(gè)固定孔(圖6顯示其中一固定孔)，利用固定件210貫穿固定孔而將可撓式太陽能板模塊1000固定至一固定面如屋頂板或其它支撐架500的上表面。本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊1000借由并聯(lián)多個(gè)太陽能板100與100’可大量發(fā)電并且借由其可撓性而能適應(yīng)各種地形，因此可永久固定于欲裝設(shè)處。就上述的情境考量，應(yīng)加強(qiáng)固定的固著性與防水性。為達(dá)到此目的，可將第一防水膠材160(或材料相同或不同的第三防水膠材)設(shè)置于固定孔內(nèi)緣與固定件210之間以盡量降低固定件210與固定孔之間的間隙，并可額外地將第一防水膠材160(或材料相同或不同的第三防水膠材)設(shè)置于可撓式背板140的背面圍繞固定孔以避免水氣自固定孔滲入。為了更進(jìn)一步地增加防水性，可將選擇性的防水緩沖墊片181與182分別設(shè)置在固定孔上方與固定孔下方，包覆固定孔的上下側(cè)。

為了增加固定的強(qiáng)度及范圍，可在可撓式背板140上加裝選擇性的下壓件200?？烧{(diào)整下壓件200的左右延伸寬度，使其能夠覆于玻璃蓋板130上(如圖6所示)，或使其只局限于太陽能板100與100’之間。亦可調(diào)整下壓件200的延伸長(zhǎng)度，使其長(zhǎng)度超過可撓式太陽能板模塊1000的寬度(如圖5所示)，或使其長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于可撓式太陽能板模塊1000的寬度而以島狀方式分布于太陽能板模塊1000中。防水緩沖墊片181的形狀與尺寸可與下壓件200相同或 相異，例如可延伸至玻璃蓋板130上、延伸包覆太陽能板100/100’的側(cè)壁或介于相鄰的太陽能板100與100’之間。固定件210例如可以是螺絲、鉚釘、扣件等。視下壓件200的延伸長(zhǎng)度而定，一下壓件200可具有多個(gè)孔洞以搭配多個(gè)固定件210(如圖5所示)，或一下壓件200僅具有一個(gè)孔洞以搭配單一個(gè)固定件210。若欲永久固定可撓式太陽能板模塊1000不再拆卸，則在固定前可選擇性地在固定面(如屋頂板500的正面或例如地面)上鋪設(shè)熱塑材料，然后再鋪設(shè)本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊1000，將可撓式太陽能板模塊1000直接熱塑固著于固定面上。

本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊可大量發(fā)電，其可撓式設(shè)計(jì)能適應(yīng)各種地形，其高防水性能達(dá)到高可靠度的優(yōu)勢(shì)。除此之外，本發(fā)明的可撓式太陽能板模塊容易制造且易固定，能大幅降低成本，極具產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅是為了方便說明而舉例，雖遭所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員任意進(jìn)行修改，均不會(huì)脫離如權(quán)利要求書中所欲保護(hù)的范圍。