[go: up one dir, main page]

TWI479669B - 太陽模組高透光與光捕捉封裝結構 - Google Patents

太陽模組高透光與光捕捉封裝結構 Download PDF

Info

Publication number
TWI479669B
TWI479669B TW098110899A TW98110899A TWI479669B TW I479669 B TWI479669 B TW I479669B TW 098110899 A TW098110899 A TW 098110899A TW 98110899 A TW98110899 A TW 98110899A TW I479669 B TWI479669 B TW I479669B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
optical plate
solar cell
glass
solar
plate
Prior art date
Application number
TW098110899A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201037847A (en
Inventor
cheng yu Peng
Chien Rong Huang
Fang Yao Yeh
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ind Tech Res Inst filed Critical Ind Tech Res Inst
Priority to TW098110899A priority Critical patent/TWI479669B/zh
Priority to US12/651,201 priority patent/US20100252106A1/en
Publication of TW201037847A publication Critical patent/TW201037847A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI479669B publication Critical patent/TWI479669B/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10788—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer containing ethylene vinylacetate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
    • B32B17/10036—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10761—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer containing vinyl acetal
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40—Optical elements or arrangements
    • H10F77/42—Optical elements or arrangements directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H10F77/488—Reflecting light-concentrating means, e.g. parabolic mirrors or concentrators using total internal reflection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

太陽模組高透光與光捕捉封裝結構
本發明是有關於一種封裝結構，且特別是有關於一種兼具高透光與高光捕捉度的太陽(能)模組封裝結構。
典型太陽(能)模組的封裝結構由上而下概分為：空氣/玻璃/黏膠(/太陽能電池(Solar Cell)/黏膠/背板(Back-sheet)/空氣，而玻璃與太陽電池採用類似三明治夾層方式以黏膠膠合組成，來構成太陽模組的結構。但典型太陽模組封裝結構仍具有許多封裝損失來源，會造成光反射損失而降低發電功率，其中主要光損失來源如下：
1.空氣與玻璃間的反射損失；
2.太陽電池表面與黏膠的反射損失；與
3.背板反射光損失。
目前，業界也希望透過模組封裝材料或結構設計來改善光損失，以達到提升模組功率目的。但是，該些方法或者是加工製作困難而導致成本大幅提昇，或者是雖可提高透光度但無法達到均勻且大面積製作，故無法滿足維持高透光率且有效率降低光損失之要求。
本發明提出具有兼具高透光與高光捕捉效果之太陽模組封裝結構，透過添加單片或多片具有幾何結構的光學板(optical sheet)或光學膜(optical film)至太陽模組封裝結構中，以提升太陽模組功率。
本發明提出一種太陽模組封裝結構，至少包括背板、位於該背板上方的玻璃面板、位於該背板與該玻璃面板間之一太陽電池、固定並包覆住該太陽電池的一黏膠物質，以及至少一光學板位於該太陽電池上方。該光學板遠離該太陽電池的一受光表面為正向並具有凹凸結構，而該光學板朝向該太陽電池的一表面為背向，而該光學板具正向高穿透與背向高反射。
根據本發明之實施例，上述該光學板可設置於該玻璃面板上，或該光學板可設置於該玻璃面板與該太陽電池之間而位於該黏膠物質之中。
根據本發明之實施例，所述之太陽模組封裝結構更可包括另一光學板，而兩片光學板分設於該玻璃面板上與該玻璃面板與該太陽電池之間而位於該黏膠物質之中。而另一光學板遠離該玻璃面板的一受光表面為正向並具有凹凸結構而具正向高穿透與背向高反射。
本發明提出一種太陽模組封裝結構，至少包括背板、位於該背板上方的玻璃面板、位於該背板與該玻璃面板間之一太陽電池、固定並包覆住該太陽電池的黏膠物質，以及位於該太陽電池上方的一第一光學板，其中該第一光學板設置於該玻璃面板與該太陽電池之間而位於該黏膠物質之中，而該第一光學板遠離該太陽電池的一受光表面為正向並具有凹凸結構，而該第一光學板朝向該太陽電池的一表面為背向，而該第一光學板具正向高穿透與背向高反射。
根據本發明之實施例，所述之太陽模組封裝結構更包括一第二光學板設置於該玻璃面板上，其中該第二光學板遠離該玻璃面板的一受光表面為正向並具有凹凸結構，而該第二光學板朝向該玻璃面板的一表面為背向，而該第二光學板具正向高穿透與背向高反射。
根據本發明之實施例，所述之太陽模組封裝結構，其中該第二光學板的折射率需介於空氣的折射率與該玻璃面板的折射率之間。或者，該第一光學板的折射率需介於該黏膠物質的折射率與該太陽電池的折射率之間。
本發明提出一種太陽模組封裝結構，至少包括背板、位於該背板上方的一玻璃面板、設置於該玻璃面板上的一光學板、位於該背板與該玻璃面板之間的一太陽電池以及位於該背板與該玻璃面板間之一太陽電池、固定並包覆住該太陽電池的黏膠物質。其中該光學板遠離該太陽電池的一受光表面為正向並具有凹凸結構，該光學板朝向該太陽電池的一表面為背向，而該光學板具正向高穿透與背向高反射。
根據本發明之實施例，當該光學板設置於該玻璃面板上時，該光學板的折射率需介於空氣的折射率與該玻璃面板的折射率之間。
根據本發明之實施例，當該光學板設置於該玻璃面板與該太陽電池之間而位於該黏膠物質之中時，該光學板的折射率需介於空氣的折射率與該玻璃面板的折射率之間。
在本發明之實施例中，上述之光學板受光表面所具有的凹凸結構為鋸齒結構或具有曲率的鋸齒結構。
本發明之太陽模組封裝結構乃利用單片或多片表面具有幾何結構的光學板裝置於太陽模組中，利用光學板兼具高透光與抗反射之設計，達到有效捕捉太陽電池反射光與背板反射光的效果，增加太陽光利用效率進而提升太陽模組發電功率。
因此，本發明所提供之太陽模組封裝結構不僅可提升模組功率，同時可直接選用典型高效率太陽模組的應用材料，故與現存模組製程相容而製作容易。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本發明之設計主要是透過添加單片或多片具有幾何結構的光學板(optical sheet)或光學膜(optical film)至太陽模組封裝結構中，可得到兼具模組抗反射(anti-reflection)與光補捉(light trapping)的效果。
本發明之設計可應用於一般型太陽光電模組或透光型太陽光電模組，不但製作容易，與現有封裝材料相容，且可有效提升模組發電功率。
本發明提出至少三種太陽模組封裝結構：(1)界面層封裝結構：將光學板封裝於玻璃與太陽電池之間，不僅可維持模組正向高穿透，兼具背向光學板/太陽電池、光學板/背板之間的光捕捉效果；(2)表面層封裝結構：光學板封裝於模組玻璃表面，同時兼具模組表面抗反射與光捕捉效果；以及(3)表面層與界面層整合封裝結構：同時將光學板封裝於玻璃與太陽電池之間，並將光學板封裝於模組玻璃表面，達到光捕捉效果。此外，本發明之太陽模組封裝結構若應用於典型透光型太陽模組結構，仍可維持高透光度。
本發明所謂的單層具幾何結構之光學板10乃具有一平整平坦表面10a，而其相對的另一表面10b乃是凹凸不平具有，此凹凸結構可為鋸齒狀結構(剖面如圖1A所示)或具有曲率的鋸齒形狀(剖面如圖1B所示)。光學板之凹凸結構基本上是幾何結構設計，而幾何結構(例如：剖面為鋸齒狀結構之平行或非平行V型溝)的尺寸與週期範圍例如：介於10微米至2公分。而鋸齒形狀的頂角θ例如：介於100°~180°；若光學板凹凸結構是鋸齒邊具曲率形狀，則曲率可為1次方、2次方至多次近似。
光學板之凹凸結構的幾何結構設計，可參見圖九所舉包括(A)-(E)圖之例子，乃為數種不同立體幾何結構之設計。
若定義凹凸結構面10b為正面，平整面10a為背面，太陽光入射至光學板正面的穿透現象稱之為正向穿透(向下箭頭所示)，而光學板背面的反射現象稱之為背向反射(彎折箭頭所示)，如圖2所示，本發明之光學板20利用雙面不對稱僅單面具凹凸結構來產生正向與背向導光路徑不同，滿足正向高穿透與背向高反射的功能。其中凹凸結構之尺寸、鋸齒角度θ或不同曲率均可視設計需要調整。
有別於目前一般光學板僅具高透光之設計，本發明刻意製造凹凸結構/空氣或凹凸結構/黏膠界面產生光學全反射，即光學板材料折射率需大於空氣與黏膠的折射率，而製造出具背向高反射的機制。
針對光學板而言，光學板之折射率與黏膠材料需要有折射率差，才可使導光設計滿足全反射路徑而達到光捕捉目的，兼具太陽模組抗反射的高透光設計，與太陽電池與背板反射光捕捉的效果。
舉例而言，當本發明之光學板位於黏膠與太陽電池之間(亦即本發明之界面層封裝結構之一種)，光學板之材料折射率n應介於黏膠的折射率(約為1.45)與太陽電池表層的折射率(例如：氮化矽抗反射層的折射率約為2.4)之間，也就是1.45＜n＜2.4。而當本發明之光學板位於空氣與黏膠/玻璃之間(亦即本發明之表面層封裝結構)，光學板之材料折射率n應介於空氣的折射率(約為1.0)與玻璃的折射率(約為1.5)之間，也就是1.0＜n＜1.5。
故光學板之折射率乃是視其所設置之界面位置而定，介於該介面上下兩種材質折射率之間。同樣地，光學板之厚度或其凹凸結構(texture)設計亦當視其所設置之位置或考量其上下兩種相鄰材質之性質來做調整。例如：其凹凸結構設計所謂鋸齒之角度θ亦應當視前述不同狀況來調整，以達到正向高穿透與背向高反射的功能。
針對本發明之光學板而言，光學板之折射率與黏膠材料需要有折射率差，才可使導光設計滿足全反射路徑而達到光捕捉目的，兼具太陽模組抗反射的高透光設計，與太陽電池與背板反射光捕捉的效果，同時可納入典型高效率太陽模組的選用材料，產生製作容易與提升模組發電功率的效果。
因此本發明規劃利用光學板封裝至太陽模組結構，利用簡單的封裝製作方法來提高模組發電功率。光學板多樣化封裝於不同太陽模組結構達到光捕捉，主要光捕捉為太陽電池表面反射光、背板表面的反射光與太陽電池間隙的光能量利用，達到太陽電池增加吸收光能量功能。
範例一：一般型表面層結構設計
依目前壓合機製程，針對一般型太陽模組之表面設置光學板。如圖3所示，以新型模組結構模組封裝設計：(光學板10/黏膠302/玻璃304/黏膠306/太陽電池308/黏膠306/高反射背板310)，放入壓合機溫度165.0℃，腔體內以10-2 torr真空抽氣上室與下室共8分鐘，接著上室破真空8分鐘即完成模組壓合，與現有壓合機是相同製程即可完成玻璃表面封裝光學板。
本發明所提出之太陽模組封裝結構，所使用黏膠302/306之材料例如為：醋酸乙烯共聚樹脂EVA或聚乙烯醇缩丁醛PVB，太陽模組表面玻璃304可採用玻璃表面有鍍膜、或具有凹凸結構或一般的平面玻璃，太陽電池308例如具氮化矽抗反射層，而高反射背板310材料如：Tedlar。
以STC條件之A級(A class)太陽光模擬器(flash simulator)測試輸出功率，比較沒有設置光學板的對照組封裝結構(玻璃/黏膠/太陽電池/黏膠/高反射背板)與本發明實施例封裝結構(光學板/黏膠/玻璃/黏膠/太陽電池/黏膠/高反射背板)之電壓-電流輸出特性，發現可提升模組功率。當光學板10所具有單面凹凸結構為鋸齒結構時，可提升模組電池發電功率(cell maximum power,Pmp)達2.30%。而當光學板10所具有單面凹凸結構為鋸齒邊具有曲率的結構，可提升模組發電功率Pmp達1.87%。
範例二：透光型表面層結構設計
依目前壓合機製程，針對透光型太陽模組之表面設置光學板。如圖4所示，以新型模組結構模組封裝設計：(光學板10/黏膠402/玻璃404/黏膠406/太陽電池408/黏膠406/玻璃背板410)，放入壓合機溫度165.0℃，腔體內以10-2 torr真空抽氣上室與下室共8分鐘，接著上室破真空8分鐘即完成模組壓合，與現有壓合機是相同製程即可完成玻璃表面封裝光學板。
本發明所提出之太陽模組封裝結構，所使用黏膠402/406之材料例如為：醋酸乙烯共聚樹脂EVA或聚乙烯醇缩丁醛PVB，太陽模組表面玻璃404可採用玻璃表面有鍍膜、或具有凹凸結構或一般的平面玻璃，而太陽電池408例如具氮化矽抗反射層。
以STC條件之A class太陽光模擬器(flash simulator)測試輸出功率，比較對照組封裝結構(玻璃/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板)與本發明實施例封裝結構(光學板/黏膠/玻璃/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板)之電壓-電流輸出特性，發現可提升模組功率。當光學板10所具有單面凹凸結構為鋸齒結構時，可提升模組電池發電功率(cell maximum power,Pmp)達3.07%。而當光學板10所具有單面凹凸結構為鋸齒邊具有曲率的結構，可提升模組發電功率Pmp 0.52%。
範例三：一般型界面層結構設計
依目前壓合機製程，針對一般型太陽模組，在玻璃與太陽電池間設置光學板。如圖5所示，以新型模組結構模組封裝設計：(玻璃502/黏膠504/光學板10/黏膠506/太陽電池508/黏膠506/高反射背板510)，放入壓合機溫度165.0℃，腔體內以10-2 torr真空抽氣上室與下室共8分鐘，接著上室破真空8分鐘即完成模組壓合，與現有壓合機是相同製程即可完成玻璃表面封裝光學板。
本發明所提出之太陽模組封裝結構，所使用黏膠504/506之材料例如為：醋酸乙烯共聚樹脂EVA或聚乙烯醇缩丁醛PVB，太陽模組表面玻璃507可採用玻璃表面有鍍膜、或具有凹凸結構或一般的平面玻璃，太陽電池508例如具氮化矽抗反射層，而高反射背板510材料如：Tedlar。
以STC條件之A class太陽光模擬器(flash simulator)測試輸出功率，比較對照組封裝結構(玻璃/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板與本發明實施例封裝結構(玻璃/黏膠/光學板/黏膠/太陽電池/黏膠/高反射背板)之電壓-電流輸出特性，發現可提升模組功率。當光學板10所具有單面凹凸結構為鋸齒結構時，可提升模組電池發電功率Pmp 0.25%。而當光學板10所具有單面凹凸結構為鋸齒邊具有曲率的結構，可提升模組發電功率Pmp達1.12%。
範例四：透光型界面層結構設計
依現有壓合機製程，針對透光型太陽模組，在玻璃與太陽電池間設置光學板。如圖6所示，以新型模組結構模組封裝設計：(玻璃602/黏膠604/光學板10/黏膠606/太陽電池608/黏膠606/玻璃背板610)，放入壓合機溫度165.0℃，腔體內以10-2 torr真空抽氣上室與下室共8分鐘，接著上室破真空8分鐘即完成模組壓合，與現有壓合機是相同製程即可完成玻璃表面封裝光學板。
本發明所提出之太陽模組封裝結構，所使用黏膠604/606之材料例如為：醋酸乙烯共聚樹脂EVA或聚乙烯醇缩丁醛PVB，太陽模組表面玻璃602可採用玻璃表面有鍍膜、或具有凹凸結構或一般的平面玻璃，而太陽電池608例如具氮化矽抗反射層。
以STC條件之A class太陽光模擬器(flash simulator)測試輸出功率，比較對照組封裝結構(玻璃/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板)與本發明實施例封裝結構(玻璃/黏膠/光學板/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板)之電壓-電流輸出特性，發現可提升模組功率。當光學板10所具有單面凹凸結構為鋸齒結構時，可提升模組電池發電功率Pmp 0.10%。而當光學板10所具有單面凹凸結構為鋸齒邊具有曲率的結構，可提升模組發電功率Pmp達0.86%。
範例五：一般型表面層與界面層整合結構設計
依現有壓合機製程，針對一般型太陽模組，在模組玻璃表面以及玻璃至太陽電池之間均設置光學板。如圖7所示，以新型模組結構模組封裝設計：(光學板10/黏膠702/玻璃704/黏膠706/光學板20/黏膠710/太陽電池708/黏膠710/高反射背板712)，放入壓合機溫度165.0℃，腔體內以10-2 torr真空抽氣上室與下室共8分鐘，接著上室破真空8分鐘即完成模組壓合，與現有壓合機是相同製程即可完成玻璃表面封裝光學板。
光學板10與20可以採用不同材質或厚度，且可具有不同或相同的凹凸結構。在此實施例中，光學板10與20具有相同的凹凸結構。
以STC條件之A class太陽光模擬器(flash simulator)測試輸出功率，比較對照組封裝結構(玻璃/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板)與本發明實施例封裝結構(光學板/黏膠/玻璃/黏膠/光學板/黏膠/太陽電池/黏膠/高反射背板)之電壓-電流輸出特性，發現可提升模組功率。當光學板10/20所具有單面凹凸結構為鋸齒結構時，可提升模組電池發電功率Pmp 0.47%。
範例六：透光型表面層與界面層整合結構設計
依現有壓合機製程，針對透光型太陽模組，在模組玻璃表面以及玻璃至太陽電池之間均設置光學板。如圖8所示，以新型模組結構模組封裝設計：(光學板10/黏膠802/玻璃804/黏膠806/光學板20/黏膠810/太陽電池808/黏膠810/玻璃背板812)，放入壓合機溫度165.0℃，腔體內以10-2 torr真空抽氣上室與下室共8分鐘，接著上室破真空8分鐘即完成模組壓合，與現有壓合機是相同製程即可完成光學板封裝。
光學板10與20可以採用不同材質或厚度，且可具有不同或相同的凹凸結構。在此實施例中，光學板10與20具有相同的凹凸結構。
以STC條件之A class太陽光模擬器(flash simulator)測試輸出功率，比較對照組封裝結構(玻璃/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板與本發明實施例封裝結構(光學板/黏膠/玻璃/黏膠/光學板/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板)之電壓-電流輸出特性，發現可提升模組功率。當光學板10/20所具有單面凹凸結構為鋸齒結構時，可提升模組電池發電功率Pmp高達2.16%。
範例七：不同界面層結構設計之光學板封裝位置
設置凹凸結構為鋸齒結構或鋸齒邊具有曲率的結構的光學板於界面層之設計，可分別提升不同模組之電池發電功率為0.10-0.25%或0.86-1.12%間，而依據光學板設置於太陽模組玻璃與太陽電池間不同高低深淺位置，從較靠近玻璃/黏膠介面至較靠近黏膠/太陽電池介面的位置，不同位置光學板所造成之功率差異不超過0.10%。
圖9是依照本發明實施例之光學板表面凹凸結構設計示意圖。光學板表面所謂凹凸結構設計宏觀視覺上亦可視為表面具『壓花』設計。圖9中(A)-(D)圖所示結構單位例如為公釐mm而(E)圖單位所示結構單位例如為微米μm。而圖9中(A)圖之凹凸結構(壓花)圖形為網格與點陣列結構，結構底邊、週期、高度例如約為0.1~10mm，光學板材質例如為玻璃。(B)圖之壓花圖形為金字塔結構，結構底邊、週期、高度例如約為0.1~數mm，光學板材質例如為玻璃。(C)圖之壓花圖形為網格與金字塔陣列結構，結構底邊、週期、高度例如約為0.1~10mm，光學板材質例如為玻璃。(D)圖之壓花圖形為波浪板陣列結構，結構底邊、週期、高度例如約為0.1~100mm，光學板材質例如為玻璃。圖9中(E)圖之壓花圖形為斜面溝槽結構，平行排列，結構底邊、週期、高度約為數十至數百微米，光學板材質例如為PET。
範例八：玻璃表面無壓花(無凹凸結構)、玻璃表面壓花(具凹凸結構)與界面層結構設計之模組封裝比較
以STC條件之A class太陽光模擬器(flash simulator)測試輸出功率，將有壓花封裝結構(玻璃表面壓花/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板)比較對照組無壓花封裝結構(玻璃表面無壓花/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板)之電壓-電流輸出特性，發現可提升模組功率-1.80%-2.49%；而將本發明實施例整合封裝結構(光學板/黏膠/玻璃/黏膠/光學板/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板)比較對照組無壓花封裝結構(玻璃表面無壓花/黏膠/太陽電池/黏膠/玻璃背板)之電壓-電流輸出特性，發現可提升模組功率0.10%-3.07%。相較於單純將面板玻璃壓花之封裝結構，本發明應用光學板之封裝結構具有較佳提升模組發電的效果。
另外，光學板封裝方式使模組表面具可替換或更新，解決長期使用污損問題。
綜上所述，本發明利用單片或多片表面具有幾何結構的光學板，來達到正面高透光設計與捕捉太陽電池反射光與背板反射光的效果，同時可選用原來應用於典型高效率太陽模組所選用的材料，而無須更選其他封裝材料，所以與現有產品製程相容故製作容易，進而有效提升模組發電功率。
由於高效率太陽模組需具備高光能量傳遞至太陽電池而發電輸出，因此，本發明應用塑膠或玻璃基材的具幾何結構光學板，可配置至現存或改良之太陽模組封裝結構，將可提昇光電產品的功能，使太陽模組之發電價值更具競爭優勢。
雖然本發明係關於發電太陽模組的構造設計，但亦可應用於其他相關光電產品之封裝結構應用。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、20‧‧‧光學板
10a‧‧‧平整面
10b‧‧‧凹凸結構面
302、306、402、406、504、506、604、606、702、706、710、802、806、810‧‧‧黏膠
304、404、502、602、704、804‧‧‧玻璃
308、408、508、608、708、808‧‧‧太陽電池
310、510、712‧‧‧高反射背板
410、610、812‧‧‧玻璃背板
圖1A-1B是本發明之光學板的局部放大剖面示意圖。
圖2繪示光學板之光學特性。
圖3是依照本發明實施例之一般型表面層結構設計的太陽模組封裝結構剖面示意圖。
圖4是依照本發明實施例之透光型表面層結構設計的太陽模組封裝結構剖面示意圖。
圖5是依照本發明實施例之一般型界面層結構設計的太陽模組封裝結構剖面示意圖。
圖6是依照本發明實施例之透光型界面層結構設計的太陽模組封裝結構剖面示意圖。
圖7是依照本發明實施例之一般型表面層與界面層整合結構設計的太陽模組封裝結構剖面示意圖。
圖8是依照本發明實施例之透光型表面層與界面層整合結構設計的太陽模組封裝結構剖面示意圖。
圖9是依照本發明實施例之光學板表面結構設計示意圖。
10．．．光學板
402、406．．．黏膠
404．．．玻璃
408．．．太陽電池
410．．．玻璃背板

Claims (9)

  1. 一種太陽模組封裝結構，包括：一背板；一玻璃面板位於該背板上方；一太陽電池位於該背板與該玻璃面板之間；一黏膠物質位於該背板與該玻璃面板之間，固定並包覆住該太陽電池；一第一光學板位於該太陽電池上方，其中該第一光學板設置於該玻璃面板與該太陽電池之間而位於該黏膠物質之中，而該第一光學板並未直接接觸該太陽電池，該第一光學板遠離該太陽電池的一受光表面為正向並具有凹凸結構，而該第一光學板朝向該太陽電池的一表面為背向，而該第一光學板具正向高穿透與背向高反射；以及一第二光學板直接設置於該玻璃面板的一表面上，其中該第二光學板遠離該玻璃面板的一受光表面為正向並具有凹凸結構，而該第二光學板朝向該玻璃面板的一表面為背向，而該第二光學板具正向高穿透與背向高反射，該第二光學板之折射率n介於空氣的折射率與該玻璃面板的折射率之間而1.0<n<1.5。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之太陽模組封裝結構，其中該第一光學板的折射率需介於該黏膠物質的折射率與該太陽電池的折射率之間。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之太陽模組封裝結構，其中該第一光學板受光表面所具有的凹凸結構為 鋸齒結構。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之太陽模組封裝結構，其中該第一光學板受光表面所具有的凹凸結構為具有曲率的鋸齒結構。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之太陽模組封裝結構，其中該第二光學板受光表面所具有的凹凸結構為鋸齒結構。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之太陽模組封裝結構，其中該第二光學板受光表面所具有的凹凸結構為具有曲率的鋸齒結構。
  7. 一種太陽模組封裝結構，包括：一背板；一玻璃面板位於該背板上方；一太陽電池位於該背板與該玻璃面板之間；一光學板直接設置於該玻璃面板的一表面上，其中該光學板遠離該太陽電池的一受光表面為正向並具有凹凸結構，該光學板朝向該太陽電池的一表面為背向，而該光學板具正向高穿透與背向高反射；以及一黏膠物質位於該背板與該玻璃面板之間，固定並包覆住該太陽電池，其中該光學板的折射率n介於空氣的折射率與該玻璃面板的折射率之間而1.0<n<1.5。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之太陽模組封裝結構，其中該光學板受光表面所具有的凹凸結構為鋸齒結構。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之太陽模組封裝結 構，其中該光學板受光表面所具有的凹凸結構為具有曲率的鋸齒結構。
TW098110899A 2009-04-01 2009-04-01 太陽模組高透光與光捕捉封裝結構 TWI479669B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098110899A TWI479669B (zh) 2009-04-01 2009-04-01 太陽模組高透光與光捕捉封裝結構
US12/651,201 US20100252106A1 (en) 2009-04-01 2009-12-31 Anti-reflective and light-trapping solar module package structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098110899A TWI479669B (zh) 2009-04-01 2009-04-01 太陽模組高透光與光捕捉封裝結構

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201037847A TW201037847A (en) 2010-10-16
TWI479669B true TWI479669B (zh) 2015-04-01

Family

ID=42825179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098110899A TWI479669B (zh) 2009-04-01 2009-04-01 太陽模組高透光與光捕捉封裝結構

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20100252106A1 (zh)
TW (1) TWI479669B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8874958B2 (en) * 2010-11-09 2014-10-28 International Business Machines Corporation Error detection in a mirrored data storage system
US20130112267A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-09 Kevin Lee Wasson Reinforcing Members For Photovoltaic Modules
US20130118548A1 (en) * 2011-11-11 2013-05-16 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Apparatus and methods for enhancing photovoltaic efficiency
TWI452711B (zh) * 2012-04-27 2014-09-11 Ind Tech Res Inst 遮光光捕捉太陽電池模組
US9553227B2 (en) * 2012-07-09 2017-01-24 Kuraray Co., Ltd. Optical element and concentrating photovoltaic device
JP6347616B2 (ja) * 2014-02-06 2018-06-27 株式会社カネカ 太陽電池モジュールおよびその製造方法
CN206022388U (zh) * 2016-07-29 2017-03-15 上海比亚迪有限公司 一种太阳能电池组件
US10937915B2 (en) 2016-10-28 2021-03-02 Tesla, Inc. Obscuring, color matching, and camouflaging solar panels
EP3840059A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-23 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Semi-translucent photovoltaic device and method of manufacturing the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4053327A (en) * 1975-09-24 1977-10-11 Communications Satellite Corporation Light concentrating solar cell cover
TW200910625A (en) * 2007-07-04 2009-03-01 Hitachi Chemical Co Ltd Type-film integrated condensing film, solar battery cell and solar battery module

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3772456B2 (ja) * 1997-04-23 2006-05-10 三菱電機株式会社 太陽電池及びその製造方法、半導体製造装置
US5994641A (en) * 1998-04-24 1999-11-30 Ase Americas, Inc. Solar module having reflector between cells
US6335479B1 (en) * 1998-10-13 2002-01-01 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Protective sheet for solar battery module, method of fabricating the same and solar battery module
US20080000517A1 (en) * 2003-06-10 2008-01-03 Gonsiorawski Ronald C Photovoltaic module with light reflecting backskin
US20060148996A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Coggio William D Low refractive index fluoropolymer compositions having improved coating and durability properties
US20070125415A1 (en) * 2005-12-05 2007-06-07 Massachusetts Institute Of Technology Light capture with patterned solar cell bus wires
US20080135091A1 (en) * 2006-12-08 2008-06-12 Lap Kin Cheng Process and device to produce a solar panel with enhanced light capture
CN101657909A (zh) * 2007-02-28 2010-02-24 日立化成工业株式会社 太阳电池模块及太阳电池模块的制造方法
US7968790B2 (en) * 2009-01-16 2011-06-28 Genie Lens Technologies, Llc Photovoltaic (PV) enhancement films for enhancing optical path lengths and for trapping reflected light
US8338693B2 (en) * 2009-01-16 2012-12-25 Genie Lens Technology, LLC Solar arrays and other photovoltaic (PV) devices using PV enhancement films for trapping light

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4053327A (en) * 1975-09-24 1977-10-11 Communications Satellite Corporation Light concentrating solar cell cover
TW200910625A (en) * 2007-07-04 2009-03-01 Hitachi Chemical Co Ltd Type-film integrated condensing film, solar battery cell and solar battery module

Also Published As

Publication number Publication date
US20100252106A1 (en) 2010-10-07
TW201037847A (en) 2010-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI479669B (zh) 太陽模組高透光與光捕捉封裝結構
JP5195764B2 (ja) 太陽電池モジュール
CN102487094B (zh) 太阳光电模块封装结构及其制造方法
CN104332521B (zh) 一种光伏组件及其制作方法
WO2011036802A1 (ja) 太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール用駆体
CN101872795B (zh) 太阳模块封装结构
CN103441175A (zh) 晶体硅光伏组件
CN108447929A (zh) 一种带陷光结构的光伏组件及其加工方法
JP2010074057A (ja) 太陽電池裏面シートおよびそれを用いた太陽電池モジュール
CN105355672A (zh) 双面光伏电池的应用装置
CN105097968A (zh) 太阳能电池组件
WO2015009592A1 (en) Solar concentrator with microreflectors
CN111725342A (zh) 高吸收率的光伏组件
JP2014036044A (ja) 太陽電池モジュール
CN206806341U (zh) 一种反光光伏组件
CN110534604A (zh) 一种太阳能组件封装结构
CN105720123A (zh) 一种双玻组件
TWI474492B (zh) 增強光捕捉之太陽光電模組
CN102315293A (zh) 太阳光电模块封装叠层结构及其制造方法
JP2014236123A (ja) 太陽電池モジュールおよびその製造方法
CN210897309U (zh) 光伏组件
CN210073886U (zh) 使用条纹型背板材料的双面叠瓦太阳能组件
CN111370516A (zh) 一种光伏组件电池片间隙膜及光伏组件
CN221262389U (zh) 一种光线利用率高的太阳能电池组件
TWI814224B (zh) 具有導光結構的太陽能模組