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CN209515693U - 太阳能电池气密封装结构 - Google Patents

太阳能电池气密封装结构 Download PDF

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CN209515693U CN201920253488.7U CN201920253488U CN209515693U CN 209515693 U CN209515693 U CN 209515693U CN 201920253488 U CN201920253488 U CN 201920253488U CN 209515693 U CN209515693 U CN 209515693U
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詹德凤
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Ways Technical Corp Ltd
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Abstract

一种太阳能电池气密封装结构，包括：一下盖板、一导电层、一光伏层、一下电极导线、一上电极导线、一上盖板、一边框及多个间隔物。该下盖板的一侧面上依序设有导电层、光伏层。该上电极导线与该下电极导线设于该下盖板上与该光伏层及该导电层电性连结。该边框设于下盖板与上盖板相对应侧面的边缘上。其中，该上盖板及该下盖板结合后，将该光伏层设置于该上盖板及该下盖板气密封装结构之间，并以该边框形成有一气密区域，该气密区域容置该光伏层，使该间隔物配置于该些光伏元件的间隙中，以该些间隔物作为该上盖板及该下盖板之间的支撑。

Description

太阳能电池气密封装结构
技术领域
本实用新型有关于一种太阳能电池封装结构，尤指一种以气密封装的太阳能电池结构。
背景技术
随着能源在节能环保需求上的提高及对太阳能利用技术的不断发展，因此太阳能电池可与民生用品结合，小至3C产品及随身产品的充电需求，大至建物集电之用，即一般的民生、休闲用品等都随时可以看到太阳能电池的搭配，以充分利用太阳能达到绿能节电的目的。
近来，一种新颖的薄膜太阳能电池(如有机太阳能电池、CIGS、或PSC太阳能电池)，可痛过蒸镀、涂布等技术提供一种轻薄制备太阳能电池的技术手段，其优点在于能够使得该太阳能电池具有较佳的平整性与均匀性，R2R工艺提供了大面积制备薄膜太阳能电池，因此，可以在较低成本下生产具有可塑性、重量轻、耐冲击的新形态的太阳能电池，而且有别于现有的单晶硅或多晶硅太阳能电池结构，薄膜太阳能电池结构更为轻薄。
相关太阳能基板基于结构轻薄的需求，在封装作业上常以塑料如软性防渗薄膜(Barrier film)进行贴和封装，然而该等材料仍有结构上寿命及环境使用上的限制，此外软性防渗薄膜会利用周边无效边的区域进行贴合封装才能达成有效的阻气封装效果。
考虑玻璃封装尤其是气密玻璃封装技术进行太阳能基板的封装，应可以改善结构强化与增益太阳能电池寿命的效果及结构上有效面的利用，尤其是近年来一种激光加热技术，可以高温小区域热熔玻璃，应用局部玻璃区域的封装，且封装后的真空度可以达10- 1torr以上。
实用新型内容
因此，本实用新型的主要目的，在于提供一种新颖的太阳能电池气密封装结构，玻璃基材结合特定配置的间隔物(Spacer或rib)于太阳能电池气密封装结构进行气密封装，可以不破坏太阳能基板结构进行气密封装。据此提供的太阳能电池在结构上可以提高寿命，玻璃的外观结构具有强化效果，更利于应用于多样化的市场需求，尤其如建材上的结合。
为了达到上述目的，本实用新型提供一种太阳能电池气密封装结构，包括：一下盖板、一导电层、一光伏层、一下电极导线、一上电极导线、一上盖板、一边框及多个间隔物。该导电层设于该下盖板的一侧面上。该光伏层设于该导电层的一侧面上，该光伏层由多个光伏元件组成，多个该光伏元件之间具有一间隙。该下电极导线设于该下盖板上，并与该导电层电性连结。该上电极导线设于该下盖板上，并与该光伏层的多个该光伏元组件电性连结。该上盖板位于该光伏层上方。该边框设于该下盖板与上盖板相对应侧面的边缘上。多个该间隔物设于该上盖板的一侧面上，且位于多个该光伏元件之间的多个该间隙中。其中，在该上盖板及该下盖板结合后，将该光伏层设置于该上盖板及该下盖板气密封装结构之间，并以该边框形成有一气密区域，该气密区域容置该光伏层，使该间隔物配置于多个该光伏元件的间隙中，以多个该间隔物作为该上盖板及该下盖板之间的支撑。
在本实用新型的一实施例中，该上盖板与该下盖板为玻璃基板。
在本实用新型的一实施例中，该上盖板与该下盖板厚度为0.5mm-20mm。
在本实用新型的一实施例中，该导电层为多个无机导体材料的透明电极线路。
在本实用新型的一实施例中，多个该光伏元件之间的该间隙宽度在10μm以上。
在本实用新型的一实施例中，多个该光伏元件之间的该间隙宽度为50μm-100μm。
在本实用新型的一实施例中，多个该光伏元件各依序由一电子传递层、一主动层、一空穴传递层结构组成。
在本实用新型的一实施例中，该上电极导线与该下电极导线材质为铜箔、铜线或银胶，设于该下盖板的一侧面上，并与多个该光伏元件及该导电层电性连结，以形成该上电极导线与该下电极导线电性连接该光伏层的正负极，以提供外部电性连结。
在本实用新型的一实施例中，多个该间隔物的厚度为5μm-100μm。
在本实用新型的一实施例中，该边框上设有一开口，该开口上设有一抽气管。
在本实用新型的一实施例中，该气密区域可设置一补气环，以置放补气材料。
在本实用新型的一实施例中，该上盖板或该下盖板可以提供部分区域为露出区域作为非气密区域，以供该上电极导线与该下电极导线配置。
在本实用新型的一实施例中，该下盖板与该导电层之间更设有一基板。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的太阳能电池结构示意图；
图2为图1的上视示意图；
图3为第一实施例的气密封装结构示意图；
图4为图3的上视示意图；
图5为本实用新型第一实施例的太阳能电池结构与该气密封装结构结合侧视示意图；
图6为图5的上视示意图；
图7为本实用新型第二实施例的太阳能电池结构示意图。
其中，附图标记：
下盖板 1
基板 2
导电层 3
光伏层 4
光伏元件 41
间隙 42
下电极导线 5
上电极导线 6
上盖板 7
间隔物 8
边框 9
抽气管 10
气密区域 20
非气密区域 30
具体实施方式
有关本实用新型的技术内容及详细说明，现配合图式说明如下：
请参阅图1、2，为本实用新型第一实施例的太阳能电池结构及图1的上视示意图。如图所示：本实用新型的太阳能电池气密封装结构，包含有﹕一下盖板1、一基板2、一导电层3、一光伏层4、一下电极导线5及一上电极导线6。
该下盖板1，为玻璃基板，该玻璃基板为钢化(半钢化)白玻、太阳光控制镀膜玻璃、低辐射镀膜(Low-E)玻璃等相互组合而成。在本图式中，该下盖板厚度为0.5mm-20mm。
该基板2，设于该下盖板1的一侧面上、该基板为透光塑料或透光玻璃基板。该透光塑料为聚亚酰胺(Polyimide，PI)、聚亚酰胺与无机混合物(hybrid PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚醚砜(Polyethers Ulfone，PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalatc，PEN)、环烯烃聚合物(Cyclo olefin polymer，COP)、玻璃纤维增强型塑料基板(Fiberglass Reinforced Plastic Substrate)。
该导电层3，设于该基板2的一侧面上，该导电层2可以经含无机导体材料蚀刻技术形成具有多个透明电极线路(图中未示)。在本图式中，该无机导体材料为氧化铟锡、银胶。
该光伏层4，经制作于设于该导电层3的一侧面上，该光伏层4由多个光伏元件41组成，于该些光伏元件41之间具有宽度在10μm以上的间隙42，该间隙42的宽度为50μm-100μm。该些光伏元件41各依序具一电子传递层、一主动层、一空穴传递层结构组成。在本图式中，该光伏元件41为有机太阳能电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池、碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池、硅(α-Si)薄膜太阳能电池、钙钛矿(perovskite)薄膜太阳能电池或染料敏化太阳能电池(DSSC)。
该下电极导线5，是以铜箔、铜线或银胶经印刷配置于下盖板1的一侧面上，并与该导电层3电性连结。
该上电极导线6，是以铜箔、铜线或银胶经印刷配置于该下盖板1的一侧面上，并与该光伏层4电性连结。以形成该上电极导线6与该下电极导线5电性连接该光伏层4的正负极，以提供外部电性连结。
请参阅图3、4，本实用新型第一实施例的气密封装结构及图3的上视示意图。本实用新型的气密封装结构，包括有﹕一上盖板7、多个间隔物8、一边框9及一抽气管10。
该上盖板7，为玻璃基板，该玻璃基板为钢化(半钢化)白玻、太阳光控制镀膜玻璃、低辐射镀膜(Low-E)玻璃等相互组合而成。在本图式中，该上盖板厚度为0.5mm-20mm。
该些间隔物8，配于该上盖板7上，以对应该光伏元件41的间隙42间隔配置，该些间隔物8可经与烘烤以数组排列的方式贴附于该上盖板7一侧上。该些间隔物8的厚度为5μm-100μm，且该间隔物8为阻隔壁(rib)或间隔片(Spacer)。在本图式中，该阻隔壁或间隔片可以塑形的玻璃颗粒沾附玻璃胶，以激光加温固化成形，或是直接以玻璃胶直接经激光加温固化成形。
该边框9，设于该上盖板7一侧面的边缘上，其中该边框9通过玻璃胶贴附于该上盖板7周边先进行预烘烤而成，并于该边框9上设有一开口91。在本图式中，该边框9为玻璃条沾附玻璃胶，以激光加温固化成形，或是直接以玻璃胶直接经激光加温固化成形。
该抽气管10，设于该上盖板7的一侧面的边框9的开口91上，以提供该上盖板7与该下盖板1结合时，可以对气密区域(图中未示)进行抽真空。本图式中，该抽气管10以玻璃胶先经预烘烤设置于该上盖板7的一侧面的边缘上，经封装后再与该下盖板1结合，封装后经抽气后，再将该抽气管10烧结进行封止，已形成气密区域的真空。
请参阅图5、6，本实用新型的第一实施例的太阳能电池结构与该气密封装结构结合侧视及图5的上视示意图。如图所示﹕本实用新型以厚度0.7mm的下盖板1贴附该光伏层4与配置该上电极导线6、该下电极导线5，或是直接选用具有该导电层3的下盖板1，直接于将该导电层3上制作光伏层4，其中该光伏层4是由多个光伏元件41组成，各该光伏元件41间保持必要的间隙42，该间隙42如上述所言宽度为50μm-100μm。
再将厚度0.7mm的上盖板7以注胶方式于该上盖板7边缘设有厚度为150μm的边框9，并于该边框9一侧制作该抽气管10及开口91，该上盖板7表面以注胶方式点状分布涂覆厚度100μm的点状玻璃胶(阻隔壁或是黏贴间隔片)形成的该些间隔物8，之后再以烘干方式先让该边框9与该开口91、该间隔物8成型。
接着，将该上盖板7、该下盖板1与光伏层4进行气密封装，以局部激光加热方式对该边框9的玻璃胶与密接该抽气管10的玻璃胶区域进行加热熔接；之后该抽气管10再进一步进行抽气，使本实用新型气密封装结构的气密区域20内形成10-4torr的真空，并以激光局部加热技术对该抽气管10进行封止完成结构密闭，即完成本实用新型的太阳能气密封装结构。在本图式中，该气密区域20的真空度为10-1-10-7torr。且该气密区域20可设置一补气环(置放补气材料)，以利该气密区域20真空度的维持。
由此，该上盖板7及该下盖板1经封装后，将光伏层4设置气密封装结构之间，并以该边框9形成一气密区域20，该气密区域20容置该光伏层4，并以该间隔物8配置于各该光伏元件41的间隙42，并通过该些间隔物8作为该上盖板7及该下盖板1间的支撑。
进一步，前述该上盖板7或该下盖板1可以提供部分区域为露出区域作为非气密区域30，以提供上电极导线6及该下电极导线5配置。
再进一步，在于该气密区域20可以设置一补气环，以增益真空寿命的维持。
更进一步，在于氮气气密封装，此与第一实施例差别在于该上盖板7可以不用设置抽气管10，该上盖板7及下盖板1可以在氮气气氛环境(如氮气箱等)下进行激光封装，以使该气密区域20内达成99％的氮气气密，或该气密区域20可以填充干燥的空气、氮气或惰性气体或以上气体的混合气体。
请参阅图7，本实用新型第二实施例的太阳能电池结构示意图。如图所示﹕本实用新型的第二实施例与第一实施例大致相同，所不同处在于将该导电层3直接制作于该下盖板1的一侧面上，再于该导电层3的一侧面上制作有该光伏层4，使太阳能电池结构在制作上更加容易简单，使制作成本降低。
本实用新型可设置在多种位置，例如：橱柜、窗、门、桌、墙、保温装置、保冷装置、烘焙装置的门窗用玻璃，但是不以此为限。然而此处的门为一广义的门，故不限于是住家用户的门，也可以是车门、冰箱(保冷装置)门或烤箱(烘焙装置)门，因此本实用新型设置在门上与设置在烘焙装置上。进一步该上盖板7及该下盖板1的玻璃基板可由钢化(半钢化)白玻、太阳光控制镀膜玻璃、低辐射镀膜(Low-E)玻璃等相互组合而成，具有超低的传热系数和较高的隔声性能；该气密区域20内可以填充空气、惰性气体或二者的混合气体以进一步降低组件的传热系数，提高保温隔热效果或是维持提供使其具有产品寿命稳定，防水、耐候性、耐用性和较低的传热系数，以提供家电、3C应用、建物墙面、窗户的结合应用，并提供太阳能的发电利用。
综上，本实用新型太阳能电池气密玻璃封装结构可与建物、家饰用品、家电产品组合形成太阳能电池气密玻璃封装产品，提供一个可以无线供电，即可以防水、保温性能和隔声性能的应用；在此基础上结合本实用新型，进一步提高了玻璃的强度和系统的安全可靠性及耐用、耐候性。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型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实用新型权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种太阳能电池气密封装结构，其特征在于，包括：
一下盖板﹔
一导电层，设于该下盖板的一侧面上﹔
一光伏层，设于该导电层的一侧面上，该光伏层由多个光伏元件组成，多个该光伏元件之间具有一间隙﹔
一下电极导线，设于该下盖板上，并与该导电层电性连结﹔
一上电极导线，设于该下盖板上，并与该光伏层的多个该光伏元件电性连结﹔
一上盖板，位于该光伏层上方﹔
一边框，设于该下盖板与上盖板相对应侧面的边缘上﹔及
多个间隔物，设于该上盖板的一侧面上，且位于多个该光伏元件之间的多个该间隙中﹔
其中，在该上盖板及该下盖板结合后，将该光伏层设置于该上盖板及该下盖板气密封装结构之间，并以该边框形成有一气密区域，该气密区域容置该光伏层，使该间隔物配置于多个该光伏元件的间隙中，以多个该间隔物作为该上盖板及该下盖板之间的支撑。
2.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，该上盖板与该下盖板为玻璃基板。
3.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，该上盖板与该下盖板的厚度为0.5mm-20mm。
4.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，该导电层为多个无机导体材料的透明电极线路。
5.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，多个该光伏元件之间的该间隙宽度在10μm以上。
6.如权利要求5所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，多个该光伏元件之间的该间隙宽度为50μm-100μm。
7.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，多个该光伏元件依序由一电子传递层、一主动层、一空穴传递层结构组成。
8.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，该上电极导线与该下电极导线材质为铜箔、铜线或银胶的设于该下盖板的一侧面上，并与多个该光伏元件及导电层电性连结，以形成该上电极导线与该下电极导线电性连接该光伏层的正负极，以提供外部电性连结。
9.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，多个该间隔物的厚度为5μm-100μm。
10.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，该边框上设有一开口，该开口上设有一抽气管。
11.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，该气密区域可设置一补气环，以置放补气材料。
12.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，该上盖板或该下盖板可以提供部分区域为露出区域作为非气密区域，以供该上电极导线与该下电极导线配置。
13.如权利要求1所述的太阳能电池气密封装结构，其特征在于，该下盖板与该导电层之间更设有一基板。
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