專利名稱：太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，特別是涉及一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
太陽能本身并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(yīng)用太陽能的太陽能電池是ー種光電轉(zhuǎn)換元件，其經(jīng)由太陽光照射后，把光能轉(zhuǎn)換成電能。太陽能電池的種類繁多，諸如娃基(silicon-based)太陽能電池元件、半導(dǎo)體化合物(compound semiconductor)太陽能電池元件或有機(jī)(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)。而影響太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效能的因素除了材料本身之外，封裝結(jié)構(gòu)的可靠性也是相當(dāng)重要的因素。若太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)不密閉，水氣、灰塵可能會(huì)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(jié)構(gòu)內(nèi)存有電解質(zhì)，若封裝結(jié)構(gòu)的可靠性不佳，則電解質(zhì)可能流出而造成太陽能電池元件損壞以及生產(chǎn)的產(chǎn)率下降。圖1為ー種現(xiàn)有染料敏化電池封裝結(jié)構(gòu)I的示意圖，其包含兩導(dǎo)電基板101、102相對(duì)設(shè)置。導(dǎo)電基板101上設(shè)有ー染料層103 ;導(dǎo)電基板102上設(shè)有ー催化層104。另外，導(dǎo)電基板101上設(shè)有ー導(dǎo)電層105 ;導(dǎo)電基板102上設(shè)有另一導(dǎo)電層106。染料敏化電池封裝結(jié)構(gòu)I還包含ー框膠107，連結(jié)于基板101、102之間并與基板101、102形成封閉結(jié)構(gòu)。框膠107還覆蓋部分 導(dǎo)電層105、106。在框膠107、兩導(dǎo)電基板101、102之間設(shè)有電解質(zhì)108。為將發(fā)電的信號(hào)導(dǎo)出，染料敏化電池封裝結(jié)構(gòu)I更包含兩導(dǎo)線109、110，分別與導(dǎo)電層105、106連接。在現(xiàn)有染料敏化電池封裝結(jié)構(gòu)I中，導(dǎo)線109、110雖可將電カ導(dǎo)出，但由于框膠107只有局部覆蓋導(dǎo)線109、110，使得框膠107的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度減弱，甚至可能伴隨溢膠的現(xiàn)象。在長久使用下，染料敏化電池封裝結(jié)構(gòu)I的密閉性會(huì)出現(xiàn)問題，如在框膠107覆蓋導(dǎo)線109、110之處出現(xiàn)裂痕，若再加上太陽照射所產(chǎn)生的黃化脆裂，更是雪上加霜，以致染料敏化電池封裝結(jié)構(gòu)I的可靠度及使用壽命大幅降低。因此，如何提供一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，能夠解決上述問題，進(jìn)而提升產(chǎn)品的可靠度及使用壽命，實(shí)為當(dāng)前重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提升產(chǎn)品的可靠度及使用壽命的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)。為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)包含一第一導(dǎo)
電基板、一第二導(dǎo)電基板、一第一導(dǎo)線以及一第二導(dǎo)線。第二導(dǎo)電基板與第一導(dǎo)電基板相對(duì)設(shè)置。第一導(dǎo)線經(jīng)由一第一導(dǎo)電通孔與第一導(dǎo)電基板電性連結(jié)。第二導(dǎo)線經(jīng)由一第二導(dǎo)電通孔與第二導(dǎo)電基板電性連結(jié)。在一實(shí)施例中,第一導(dǎo)電通孔及第ニ導(dǎo)電通孔均位于第一導(dǎo)電基板或第二導(dǎo)電基板。在一實(shí)施例中，第一導(dǎo)電通孔位于第一導(dǎo)電基板，第二導(dǎo)電通孔位于第二導(dǎo)電基板。在一實(shí)施例中，第一導(dǎo)電基板或第二導(dǎo)電基板具有一透明基板。在一實(shí)施例中，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)更包含ー框膠，其連結(jié)第一導(dǎo)電基板與第二導(dǎo)電基板，框膠、第一導(dǎo)電基板及第ニ導(dǎo)電基板形成ー密閉空間。在一實(shí)施例中，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，其中封裝結(jié)構(gòu)為硅基太陽能電池元件、半導(dǎo)體化合物太陽能電池元件、有機(jī)太陽能電池元件或染料敏化太陽能電池元件。在一實(shí)施例中，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)還包含一第一導(dǎo)電層，其設(shè)置于第一導(dǎo)電基板，第一導(dǎo)電通孔通過第一導(dǎo)電層與第一導(dǎo)電基板電連接。在一實(shí)施例中，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)還包含一第二導(dǎo)電層，其設(shè)置于第二導(dǎo)電基板，第二導(dǎo)電通孔通過第二導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電基板電連接。在一實(shí)施例中，第一導(dǎo)線或第二導(dǎo)線為一印刷導(dǎo)線或ー實(shí)體導(dǎo)線。承上所述， 本發(fā)明的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)是通過第一導(dǎo)電通孔及第ニ導(dǎo)電通孔將第一導(dǎo)電基板與第二導(dǎo)電基板的信號(hào)導(dǎo)出，其中第一導(dǎo)電通孔與第二導(dǎo)電通孔可位于同一基板或是分別位于兩基板。由于本發(fā)明的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)不需要設(shè)置導(dǎo)線穿過框膠來將電カ導(dǎo)出，進(jìn)而提升框膠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并可因此提升產(chǎn)品的可靠度及使用壽命。


圖1為ー種現(xiàn)有染料敏化電池封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)的立體示意圖。主要元件符號(hào)說明1:染料敏化電池封裝結(jié)構(gòu)101、IO2:導(dǎo)電基板103 :染料層104 :催化層105:導(dǎo)電層106:導(dǎo)電層107 :框膠108 電解質(zhì)109、110:導(dǎo)線2、3 :太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)201、301 :第一導(dǎo)電基板202、302 :第二導(dǎo)電基板203、303 :染料層
204、304 :催化層205>305 :第一導(dǎo)電層206、306 :第二導(dǎo)電層207 :框膠208 電解質(zhì)209、309:第一導(dǎo)線210、310 :第二導(dǎo)線211、311 :第一導(dǎo)電通孔212、312 :第二導(dǎo)電通孔213 :連結(jié)膠314 :絕緣層C1、C2:集電部
具體實(shí)施例方式
以下將參照相關(guān)附圖，說明依本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，其中相同的元件將以相同的參照符號(hào)加以說明。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)的剖面示意圖。本發(fā)明不限制太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2的種類，可例如為硅基太陽能電池元件、半導(dǎo)體化合物太陽能電池元件、有機(jī)太陽能電池元件或染料敏化太陽能電池元件。于此，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2是以ー染料敏化太陽能電池的封裝結(jié)構(gòu)為例。太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2包含一第一導(dǎo)電基板201、一第二導(dǎo)電基板202、一第一導(dǎo)線209、一第二導(dǎo)線210、一第一導(dǎo)電通孔211以及一第二導(dǎo)電通孔212。其中，第一導(dǎo)電基板201與第二導(dǎo)電基板202相對(duì)設(shè)置,第一導(dǎo)電通孔211位于第一導(dǎo)電基板201,第二導(dǎo)電通孔212位于第二導(dǎo)電基板202，且第一導(dǎo)電通孔211與第二導(dǎo)電通孔212位于太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2的相對(duì)ニ側(cè)，第一導(dǎo)線209經(jīng)由第一導(dǎo)電通孔211與第一導(dǎo)電基板201電性連結(jié)，第二導(dǎo)線210經(jīng)由第二導(dǎo)電通孔212與第二導(dǎo)電基板202電性連結(jié)。本發(fā)明不特別限制第一導(dǎo)電基板201與第二導(dǎo)電基板202的基板材質(zhì)，其可例如為硅基板、陶瓷基板、金屬基板、玻璃基板或塑膠基板等。于此，太陽光線是由第一導(dǎo)電基板201入射,故第一導(dǎo)電基板201的基板為可透光,而第二導(dǎo)電基板202的基板則可為透光或不透光。第一導(dǎo)電基板201與第二導(dǎo)電基板202分別具有一導(dǎo)電層，導(dǎo)電層可為透光導(dǎo)電層或不透光導(dǎo)電層，其中透光導(dǎo)電層的材質(zhì)例如可為透光導(dǎo)電氧化物(TCO)，例如氧化銦錫、氧化錫、或氧化鋅；或是摻雜氟的ニ氧化錫(Sn:F)，而此種具有摻雜氟的ニ氧化錫為導(dǎo)電層20基板又稱可為FTO基板。第一導(dǎo)線209或第二導(dǎo)線210可為ー印刷導(dǎo)線或ー實(shí)體導(dǎo)線，于此以實(shí)體的導(dǎo)線為例，且于第一導(dǎo)電通孔211與第二導(dǎo)電通孔212內(nèi)具有導(dǎo)電物質(zhì)(例如電鍍)或是填設(shè)導(dǎo)電焊料、導(dǎo)電柱，井分別焊接使得第一導(dǎo)電通孔211與第二導(dǎo)電通孔212，能與第一導(dǎo)線209或第二導(dǎo)線210電性連結(jié)。本實(shí)施例中，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2還可包含一染料層203設(shè)置于第一導(dǎo)電基板201上。形成染料層203前，可先將ー染料吸附層(例如ニ氧化鈦)涂布于第一導(dǎo)電基板201上，再設(shè)置染料，以讓ニ氧化鈦吸附染料。當(dāng)吸收光時(shí)，染料層203會(huì)產(chǎn)生電子，而電子會(huì)傳遞至導(dǎo)電基板201、202上的導(dǎo)電層。于此，染料層203中的染料可例如包含釕(Ru)等金屬錯(cuò)合物色素、或是甲基、酞菁等有機(jī)色素。另外，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2還可包含一第一導(dǎo)電層205設(shè)置于第一導(dǎo)電基板201上。其中，第一導(dǎo)電通孔211通過第一導(dǎo)電層205與第一導(dǎo)電基板201電連接。第一導(dǎo)電層205的一部分直接與第一導(dǎo)電通孔211相連結(jié)，其另一部分分別于染料層203周圍形成框部。形成第一導(dǎo)電層205的方式可為印刷、涂布或點(diǎn)膠，通過第一導(dǎo)電層205的設(shè)置，能夠協(xié)助電流的傳遞。于此，染料層203所產(chǎn)生的電流，會(huì)先傳遞至第一導(dǎo)電基板201上的導(dǎo)電層，再由導(dǎo)電層傳遞至第一導(dǎo)電層205。于此,第一導(dǎo)電層205以銀膠為例,其可為其他材質(zhì)的導(dǎo)電膠，例如鋁膠或銅膠。需補(bǔ)充的是，在第一導(dǎo)電層205構(gòu)成框部的部分，還可以設(shè)置玻璃膠(glass paste)于其上以形成絕緣保護(hù)，其材質(zhì)可例如為含鉍氧化物，用以減少第一導(dǎo)電層205的框部部分的氧化，并形成電性的絕緣。另外，在第一導(dǎo)電層205最外圍的ー側(cè)，通常有一集電部Cl (于此以大致呈長條狀為例)，用以匯集太陽電池封裝結(jié)構(gòu)2的電流，并作為電池的正極或負(fù)極，以與相鄰的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2或外部的控制電路電性串連或并聯(lián)。太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2還可包含一催化層204設(shè)置于第二導(dǎo)電基板202上，催化層204例如鉬(Pt)或碳(C)，可促進(jìn)電解質(zhì)208的氧化還原。

另外，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2還可包含第二導(dǎo)電層206設(shè)置于第二導(dǎo)電基板202上。第二導(dǎo)電通孔212通過第二導(dǎo)電層206與第二導(dǎo)電基板202電連接。第二導(dǎo)電層206的一部分直接與第二導(dǎo)電通孔212相連，其另一部分分別于催化層204周圍形成框部。第ニ導(dǎo)電層206能夠協(xié)助電流的傳遞,并與第一導(dǎo)電層205 —同形成電性回路。其中，在第二導(dǎo)電層206最外圍的ー側(cè)，通常有一集電部C2 (于此以大致呈長條狀為例，且實(shí)質(zhì)上與第一導(dǎo)電層205的集電部Cl平行)，用以匯集太陽電池封裝結(jié)構(gòu)2的電流，并作為太陽電池封裝結(jié)構(gòu)2的正極或負(fù)極，以與相鄰的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2或外部的控制電路電性串連或并聯(lián)。于此，第二導(dǎo)電層206以銀膠為例，其可為其他材質(zhì)的導(dǎo)電膠，例如鋁膠或銅膠。需補(bǔ)充的是，在第二導(dǎo)電層206構(gòu)成框部的部分，還可以設(shè)置玻璃膠于其上以形成保護(hù)層，其材質(zhì)可例如為含鉍氧化物，用以減少第二導(dǎo)電層206的框部部分的氧化，并避免和第一導(dǎo)電基板201上的第一導(dǎo)電層205電性短路。太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2可還包含ー框膠207，其連結(jié)第一導(dǎo)電基板201與第二導(dǎo)電基板202。第一導(dǎo)電基板201、第二導(dǎo)電基板202以及框膠207形成ー密閉空間。其中，框膠207可包含具有防水性、耐熱性的樹脂材料以延長產(chǎn)品的使用壽命。另外，為增加第一導(dǎo)電基板201與第二導(dǎo)電基板202的連結(jié)強(qiáng)度,第一導(dǎo)電基板201與第二導(dǎo)電基板202之間還設(shè)有一連結(jié)膠213。于此，以連結(jié)膠213設(shè)置于第一導(dǎo)電層206與第二導(dǎo)電層206之間，以連結(jié)第一導(dǎo)電基板201與第二導(dǎo)電基板202。另外,框膠207與連結(jié)膠213的材質(zhì)可為相同，例如均為熱熔膠或是UV膠或環(huán)氧樹脂。另外，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)2可還包含一電解質(zhì)208，其充填于密閉空間內(nèi)。經(jīng)照光后，染料層203中的染料分子形成激發(fā)態(tài),并迅速向第一導(dǎo)電基板201或第一導(dǎo)電層205注入電子，同時(shí)自身轉(zhuǎn)化為染料氧化態(tài)，處于氧化態(tài)的染料分子則由電解質(zhì)208溶液取得電子而回到基態(tài)，而使得染料分子再生。另外，電解質(zhì)溶液中的電解質(zhì)208提供電子以后，則擴(kuò)散到第二導(dǎo)電基板202或第二導(dǎo)電層206，重新得到電子而還原。從而，完成ー個(gè)光電化學(xué)反應(yīng)循環(huán)。圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)3的立體示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，以說明本發(fā)明第二實(shí)施例的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)3。太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)3包含一第一導(dǎo)電基板301、一第二導(dǎo)電基板302、一第一導(dǎo)線309、一第二導(dǎo)線310、ー框膠(圖未顯示)、一電解質(zhì)(圖未顯示)、一第一導(dǎo)電通孔311、一第二導(dǎo)電通孔
312、一第一導(dǎo)電層305、一第二導(dǎo)電層306、一染料層303及一催化層304。由于第一導(dǎo)電基板301、第二導(dǎo)電基板302、第一導(dǎo)線309、第二導(dǎo)線310、框膠、電解質(zhì)、染料層303以及催化層304與第一實(shí)施例的對(duì)應(yīng)元件類同，故于此不再贅述。與上述實(shí)施例主要不同在于，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)3的第一導(dǎo)電通孔311與第二導(dǎo)電通孔312皆位于同一基板，且均在同一側(cè)邊上，于此以第一導(dǎo)電通孔311與第二導(dǎo)電通孔312位于第二導(dǎo)電基板302為例，且第一導(dǎo)電通孔311與第二導(dǎo)電通孔312之間有ー距離。第一導(dǎo)電層305第一導(dǎo)電通孔311連接，使得第一導(dǎo)線309經(jīng)由第一導(dǎo)電通孔311與第一導(dǎo)電層305而與第一導(dǎo)電基板301電連接，以將電カ導(dǎo)出。第二導(dǎo)電層306第二導(dǎo)電通孔312連接，使得第二導(dǎo)線310經(jīng)由第二導(dǎo)電通孔312與第二導(dǎo)電層306而與第二導(dǎo)電基板302電連接，以將電カ導(dǎo)出。此外，太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)3還包含一絕緣層314，由于第一導(dǎo)電層305與第一導(dǎo)電層306于投影方向有部分重疊，利用絕緣層314位于第一導(dǎo)電層305的集電部Cl與第二導(dǎo)電層306的集電部C2(附圖中部分集中部C2以繪示于第一導(dǎo)電基板301上為例，但其實(shí)際上可位于第二導(dǎo)電基板302)之間，以將二者電性隔離。綜上所述，本發(fā)明的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)通過第一導(dǎo)電通孔及第ニ導(dǎo)電通孔將第一導(dǎo)電基板與第二導(dǎo)電基板的信號(hào)導(dǎo)出，其中第一導(dǎo)電通孔與第二導(dǎo)電通孔可位于同一基板或是分別位于兩基板。由于本發(fā)明的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)不需要設(shè)置導(dǎo)線穿過框膠來將電カ導(dǎo)出，進(jìn)而提升框膠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并可因此提升產(chǎn)品的可靠度及使用壽命。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于所附的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，包含第一導(dǎo)電基板；第二導(dǎo)電基板，與該第一導(dǎo)電基板相對(duì)設(shè)置；第一導(dǎo)線，經(jīng)由一第一導(dǎo)電通孔與該第一導(dǎo)電基板電性連結(jié)；以及第二導(dǎo)線，經(jīng)由一第二導(dǎo)電通孔與該第二導(dǎo)電基板電性連結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，其中該第一導(dǎo)電通孔及該第二導(dǎo)電通孔均位于該第一導(dǎo)電基板或該第二導(dǎo)電基板。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，其中該第一導(dǎo)電通孔位于該第一導(dǎo)電基板，該第二導(dǎo)電通孔位于該第二導(dǎo)電基板。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，其中該第一導(dǎo)電基板或該第二導(dǎo)電基板具有一透明基板。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，還包含框膠，連結(jié)該第一導(dǎo)電基板與該第二導(dǎo)電基板，該框膠、該第一導(dǎo)電基板及該第二導(dǎo)電基板形成一密閉空間。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，其中該封裝結(jié)構(gòu)為硅基太陽能電池元件、半導(dǎo)體化合物太陽能電池元件或有機(jī)太陽能電池元件。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，其中該封裝結(jié)構(gòu)為染料敏化太陽能電池元件。
8.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，還包含第一導(dǎo)電層，設(shè)置于該第一導(dǎo)電基板，該第一導(dǎo)電通孔通過該第一導(dǎo)電層與該第一導(dǎo)電基板電連接。
9.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，還包含第二導(dǎo)電層，設(shè)置于該第二導(dǎo)電基板，該第二導(dǎo)電通孔通過該第二導(dǎo)電層與該第二導(dǎo)電基板電連接。
10.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，其中該第一導(dǎo)線或該第二導(dǎo)線為一印刷導(dǎo)線或一實(shí)體導(dǎo)線。
全文摘要
本發(fā)明公開一種太陽能電池封裝結(jié)構(gòu)及電路設(shè)計(jì)，其包含一第一導(dǎo)電基板、一第二導(dǎo)電基板、一第一導(dǎo)線以及一第二導(dǎo)線。第二導(dǎo)電基板與第一導(dǎo)電基板相對(duì)設(shè)置。第一導(dǎo)線經(jīng)由一第一導(dǎo)電通孔與第一導(dǎo)電基板電性連結(jié)。第二導(dǎo)線經(jīng)由一第二導(dǎo)電通孔與第二導(dǎo)電基板電性連結(jié)。
文檔編號(hào)H01G9/20GK103035408SQ20111029764
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者鄧建東, 鐘光峰 申請(qǐng)人:造能科技有限公司