用于太陽能電池模塊裝置的柔性框架及使用其的太陽能電池模塊裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于太陽能電池模塊的柔性框架以及使用該柔性框架的太陽能電池裝置。所述柔性框架包括第一支撐部、從第一支撐部的一端向內(nèi)延伸的第二支撐部、從第一支撐部的另一端向內(nèi)延伸的第三支撐部、以及由第一至第三支撐部限定以接收太陽能電池模塊的插入槽。所述插入槽的寬度沿遠離第一支撐部的方向變窄。
【專利說明】用于太陽能電池模塊裝置的柔性框架及使用其的太陽能電池模塊裝置
【技術領域】
[0001]實施例涉及一種用于太陽能電池模塊的柔性框架以及使用該柔性框架的太陽能電池裝置。
【背景技術】
[0002]太陽能電池可以定義為利用光入射到P-N結(jié)二極管上時產(chǎn)生電子的光伏效應將光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。根據(jù)構(gòu)成結(jié)型二極管的材料，太陽能電池可以分為硅太陽能電池、主要包含1-1I1-VI族化合物或II1-V族化合物的化合物半導體太陽能電池、染料敏化太陽能電池以及有機太陽能電池。
[0003]太陽能電池的最小組成為單元。通常，一個單元產(chǎn)生約0.5V到約0.6V的非常小的電壓。因此，在基板上多個單元相互串聯(lián)連接以產(chǎn)生幾伏到幾百伏范圍內(nèi)的電壓的板狀結(jié)構(gòu)被稱為模塊，而在框架中安裝有多個模塊的結(jié)構(gòu)則被稱為太陽能電池裝置。
[0004]典型地，太陽能電池裝置具有玻璃/填充材料(乙烯-醋酸乙烯共聚物，EVA)/太陽能電池模塊/填充材料(EVA)/表面材料(背板)這樣的結(jié)構(gòu)。
[0005]通常，所述玻璃包括低鐵鋼化玻璃。該玻璃必須具有高透光率，并被處理為可以減少入射光的表面反射損失。用作填充材料的EVA插在太陽能電池的前面/背面與背板之間，以保護脆弱的太陽能電池器件。當EVA長時間暴露在紫外線下時，EVA可能會變色，并且EVA的防潮性能會退化。因此，當制造模塊時，重要的是選擇一種適合于EVA片特性的過程，使得模塊的壽命能夠提高、并且模塊的可靠性能夠得到保證。背板設置在太陽能電池模塊的背面。背板必須呈現(xiàn)優(yōu)異的層間粘合強度、必須容易操作、以及必須保護太陽能電池器件免受外部環(huán)境的影響。
[0006]太陽能電池裝置必須能抵御外部水分(H2O)或外部氧氣(O2)，而且必須解決有關可靠性的問題，以便改善太陽能電池的性能。根據(jù)現(xiàn)有技術，為了解決上述問題，在安裝框架之前對太陽能電池模塊的側(cè)面進行密封處理，然后安裝框架。然而，根據(jù)上面的方案，需要涂覆密封劑，并且水分可以通過在框架上涂覆密封劑時所形成的氣孔滲入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術問題
[0008]實施例提供一種用于太陽能電池模塊的柔性框架以及使用該柔性框架的無框架太陽能電池裝置，所述柔性框架能夠通過簡單的過程制造，并能夠提高可靠性與穩(wěn)定性。
[0009]技術方案
[0010]根據(jù)實施例，提供一種用于太陽能電池模塊的柔性框架。該柔性框架包括第一支撐部、從第一支撐部的一端向內(nèi)延伸的第二支撐部、從第一支撐部的另一端向內(nèi)延伸的第三支撐部、以及由第一至第三支撐部限定以接收太陽能電池模塊的插入槽。所述插入槽的寬度沿遠離第一支撐部的方向變窄。[0011]根據(jù)實施例，提供一種太陽能電池裝置，該裝置包括太陽能電池模塊和插入槽，所述插入槽具有開口，通過該開口插入太陽能電池模塊。
[0012]有益效果
[0013]如上所述，實施例所述的用于太陽能電池模塊的柔性框架利用彈性材料以帶狀來形成，以使該柔性框架能夠與太陽能電池模塊簡單結(jié)合，并且在該柔性框架與太陽能電池模塊結(jié)合之后能夠防止該柔性框架發(fā)生分離。相應地，水分(H2O)或氧氣(O2)向太陽能電池模塊的滲入能降到最低。
[0014]另外，實施例所述的利用柔性框架制成的太陽能電池裝置不需要涂覆密封劑的過程，使得太陽能電池裝置的制造過程得到簡化，并且制造成本得以降低。另外，根據(jù)實施例所述的太陽能電池裝置，由于所述柔性框架能夠執(zhí)行框架功能以及密封劑的功能，因此不需要附加的框架，于是，太陽能電池裝置的結(jié)構(gòu)得以簡化，并且其重量能夠進一步減少。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是剖視圖，示出了本實施例所述的用于太陽能電池模塊的柔性框架；
[0016]圖2是透視圖，示出了本實施例所述的太陽能電池裝置；以及
[0017]圖3是剖視圖，示出了本實施例所述的太陽能電池裝置。
【具體實施方式】
[0018]在實施例的描述中，應該明白，當某一層(膜)、區(qū)域、圖形或結(jié)構(gòu)被稱作是在另一基板、另一層(膜)、另一區(qū)域、另一焊盤或者另一圖形“之上”或者“之下”時，它可以是“直接”或“間接”地在該另一基板、層(膜)、區(qū)域、焊盤或圖形之上或之下，或者也可以存在一個或更多的中間層。層的這種位置參照附圖進行了描述。
[0019]圖1是剖視圖，示出了本實施例所述的用于太陽能電池模塊的柔性框架100。本實施例所述的柔性框架100不僅具有高粘合強度，而且具有很強的耐用性。
[0020]柔性框架100可以包括絕緣彈性材料。詳細地講，柔性框架100可以包括彈性聚合物材料。更詳細地講，柔性框架100可以包括硅基樹脂或者聚氨酯基樹脂。再詳細地講，柔性框架100可以包括從硅橡膠、PC(聚碳酸酯)、PVC(聚氯乙烯)、聚氨酯及其組合所構(gòu)成的組中選取的材料，但本實施例不限于此。例如，硅橡膠可以包括加氟硅橡膠，但本實施例不限于此。
[0021]如上所述，本實施例所述的柔性框架100利用彈性材料以帶狀形成，以使柔性框架100能夠與太陽能電池模塊簡單結(jié)合，并且在柔性框架100與太陽能電池模塊200結(jié)合之后能夠防止柔性框架100發(fā)生分離。相應地，可以使水分(H2O)或氧氣(O2)滲入太陽能電池模塊200最小化。另外，由于柔性框架100包括上述材料，因此，即使太陽能電池模塊與柔性框架100結(jié)合，也能制出輕質(zhì)太陽能電池裝置。
[0022]參照圖1，本實施例所述的用于太陽能電池模塊200的柔性框架100包括第一支撐部10、第二支撐部20、第三支撐部30以及插入槽40。
[0023]第一支撐部10包括上面所述的絕緣彈性材料。另外，第一支撐部10包括第一內(nèi)側(cè)面11，當太陽能電池模塊200插入柔性框架100時，該第一內(nèi)側(cè)面11與太陽能電池模塊200的側(cè)面直接接觸。例如,第一內(nèi)側(cè)面11的寬度可以在約0.5mm到約2.5mm的范圍內(nèi)，更詳細地講，第一內(nèi)側(cè)面11的寬度可以約為2.5mm，但本實施例不限于此。
[0024]第二支撐部20從第一支撐部10的一端朝內(nèi)側(cè)延伸。詳細描述中所使用的術語“內(nèi)側(cè)”是指所述框架的插入太陽能電池模塊的一面。相應地，詳細描述中所使用的術語“外偵是指所述框架的不插入太陽能電池模塊的一面，即，所述框架的暴露于外部水分或外部
空氣的一面。
[0025]更詳細地講，第二支撐部20可以從第一支撐部10的上端朝內(nèi)側(cè)延伸。第二支撐部20可以大體上垂直于第一支撐部10而與第一支撐部10交叉。
[0026]另外，第二支撐部20包括第二內(nèi)側(cè)面21，第二內(nèi)側(cè)面21與太陽能電池200的上表面接觸。第二內(nèi)側(cè)面21可以相對于水平面具有約5°到約20°的傾角。另外，第二支撐部20可以是彎曲的，但本實施例不限于此。
[0027]第三支撐部30從第一支撐部10的另一端朝內(nèi)側(cè)延伸。更詳細地講，第三支撐部30可以從第一支撐部的下端朝內(nèi)側(cè)延伸。相應地，第三支撐部30可以大體上垂直于第一支撐部10而與第一支撐部10交叉。另外，第三支撐部30設置為與第二支撐部20相對。
[0028]第三支撐部30包括第三內(nèi)側(cè)面31，第三內(nèi)側(cè)面31與太陽能電池200的底面接觸。第三內(nèi)側(cè)面31可以相對于水平面具有約5°到約20°的傾角。另外，第三支撐部30可以是彎曲的，但本實施例不限于此。
[0029]同時，盡管本實施例描述為第一至第三支撐部10至30彼此單獨形成，但本實施例不限于此。換句話說，第一至第三支撐部10至30可以彼此一體地形成。
[0030]在第二支撐部20和第三支撐部30之間形成插入槽40。更詳細地講，插入槽40由第一至第三支撐部10至30包圍起來。更詳細地講，插入槽40可以由第一內(nèi)側(cè)面11、第二內(nèi)側(cè)面21和第三內(nèi)側(cè)面31包圍。換句話說,插入槽40由第一至第三內(nèi)側(cè)面11至31包圍，使得插入槽40可以大體上呈C形或U形。
[0031]插入槽40包括開口 41。通過開口 41可以將太陽能模塊200放入插入槽40中。
[0032]更詳細地講，開口 41形成在沒有第一至第三內(nèi)側(cè)面11至31的區(qū)域。例如，開口41可以面對第一內(nèi)側(cè)面11。
[0033]參照圖1，插入槽40的寬度Wl沿著遠離第一支撐部10的方向變窄。更詳細地講，插入槽40的寬度Wl從第一內(nèi)側(cè)面11朝著開口 41變窄。
[0034]換句話說，如圖1所示，限定插入槽40的第二內(nèi)側(cè)面21和第三內(nèi)側(cè)面31可以相對于水平面傾斜。例如，第二內(nèi)側(cè)面21與水平面之間的第一傾角Θ I可以在約5°到約20°的范圍內(nèi)，但本實施例不限于此。另外，第三內(nèi)側(cè)面31與水平面之間的第二傾角Θ2可以在約5°到約20°的范圍內(nèi)，但本實施例不限于此。另外，第一傾角Θ I和第二傾角Θ2可以相等或不同。
[0035]因此，彼此相對的開口 41和第一內(nèi)側(cè)面11的寬度W3和W2可以彼此不同。換句話說，開口 41的寬度W3可以比第一內(nèi)側(cè)面11的寬度W2窄。例如，開口 41的寬度W3與第一內(nèi)側(cè)面11的寬度W2之比可以在約1:1.1到約1:1.5的范圍內(nèi)。更詳細地講,開口 41的寬度W3與第一內(nèi)側(cè)面11的寬度W2之比可以在約1:1.15到約1:2的范圍內(nèi)，但本實施例不限于此。
[0036]由于以上結(jié)構(gòu)之故，即使太陽能電池模塊200與框架100相結(jié)合，也能防止框架100發(fā)生分離。此外，水分(H2O)或氧氣(O2)向太陽能電池模塊中的滲入也能降到最低。[0037]圖2是透視圖，示出了本實施例所述的太陽能電池裝置。圖3是剖視圖，示出了本實施例所述的太陽能電池裝置。下文中，將參考上面對用于太陽能電池模塊的柔性框架的描述來描述太陽能裝置。
[0038]如圖2所示，柔性框架100包圍太陽能電池模塊200的側(cè)面。更詳細地講，柔性框架100包圍太陽能電池模塊200的四個側(cè)面。換句話說，通過將太陽能電池模塊200插入帶狀柔性框架100中，可以制成太陽能電池裝置300。
[0039]參照圖3，本實施例所述的太陽能電池裝置包括太陽能電池模塊200和柔性框架100，其中柔性框架100具有包含開口 41的插入槽40，太陽能電池模塊200插入其中。在這種情況下，如上所述，插入槽40的寬度朝開口 41方向變窄。
[0040]參照圖3，太陽能電池模塊200包括設置在支撐基底210上的多個太陽能電池220、設置在太陽能電池220上的聚合物樹脂層230、以及設置在聚合物樹脂層230上的保護板 240。
[0041]支撐基底210為平板狀，并支撐太陽能電池220、聚合物樹脂層230以及保護板240。
[0042]支撐基底210可以是剛性板或柔性板，另外，支撐基底210可以包括絕緣體。例如，支撐基底210可以包括玻璃基底、塑料基底或金屬基底。更詳細地講，支撐基底210可以包括鈉鈣玻璃基底。另外，支撐基底210可以包括含有氧化鋁的陶瓷基底、不銹鋼或柔性聚合物。
[0043]太陽能電池220形成在支撐基底210上。太陽能電池220包括多個電池Cl、C2、C3…以及Cn。電池Cl、C2、 C3…以及Cn彼此電相接。相應地，太陽能電池220可以把太陽能轉(zhuǎn)化成電能。
[0044]例如，電池Cl、C2、C3...以及Cn可以相互串聯(lián)連接，但本實施例不限于此。另外，電池Cl、C2、C3…以及Cn在相互平行的同時沿一個方向延伸。
[0045]太陽能電池300可以包括含1-1I1-1V族半導體化合物的太陽能電池(如CIGS基太陽能電池)、硅基太陽能電池、或者染料敏化太陽能電池，但本實施例不限于此。
[0046]更詳細地講，太陽能電池220可以包括含1-1I1-1V族半導體化合物的太陽能電池。在這種情況下，太陽能電池220可以包括在支撐基底210上的背電極層、在背電極層上的光吸收層、在光吸收層上的緩沖層、在緩沖層上的高阻緩沖層、以及在高阻緩沖層上的前電極層。
[0047]聚合物樹脂層230設置在太陽能電池220上。更詳細地講，聚合物樹脂層230插在太陽能電池220和保護板240之間。例如，聚合物樹脂層230可以與太陽能電池220的上表面和/或側(cè)面直接接觸。聚合物樹脂層230不僅能提高太陽能電池220和保護板240之間的粘合強度，而且能保護太陽能電池220免受外部沖擊。
[0048]聚合物樹脂層230可以是透明而柔性的。例如，聚合物樹脂層230可以包括透明的丙烯酸酯基材料、三聚氰胺、聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。更詳細地講，聚合物樹脂層230可以包括EVA膜，但本實施例不限于此。
[0049]保護板240設置在聚合物樹脂層230上。保護板240保護太陽能電池220免受外部物理沖擊和/或外部物質(zhì)的影響。保護板240是透明的，例如，可以包括鋼化玻璃。在這種情形下，鋼化玻璃可以包括具有較低鐵含量的低鐵鋼化玻璃。[0050]柔性框架100包圍太陽能電池模塊200。更詳細地講，柔性框架100可以圍繞支撐基底210到保護板240。
[0051]如上所述，在太陽能電池模塊200與框架100結(jié)合之前，本實施例所述的太陽能電池裝置300不需要在太陽能模塊200的側(cè)面覆蓋密封劑的過程。因此，可以簡化太陽能電池裝置300的制造過程，使得制造成本得以降低。
[0052]另外，本實施例所述的柔性框架200利用如上所述的絕緣彈性材料能夠防止該框架分離。相應地，水分(H2O)或氧氣(O2)向太陽能電池模塊的滲入能夠降到最低。此外，由于柔性框架200能執(zhí)行框架功能以及現(xiàn)有技術所使用的密封劑的功能，因此，不需要附加的框架。
[0053]在本說明書中每提及“一個實施例”、“某個實施例”、“示例性實施例”等時意味著，結(jié)合該實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、或特性包含在本發(fā)明的至少一個實施例中。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的此類短語不一定都是指同一實施例。另外，當結(jié)合任何實施例描述具體特征、結(jié)構(gòu)、或特性時，應當認為，結(jié)合其他實施例實現(xiàn)該特征、結(jié)構(gòu)、或特性落入本領域技術人員的能力范圍內(nèi)。
[0054]雖然參照本發(fā)明的若干說明性實施例對實施例進行了描述，但應該知道，本領域技術人員可以構(gòu)思出很多其它的變型和實施例，這些變型和實施例落入本發(fā)明原理的精神和范圍內(nèi)。更具體地講，在本發(fā)明公開、附圖和所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可以對主題組合結(jié)構(gòu)的組成部分和/或排列作出各種改變和變型。除了所述組成部分和/或排列的改變和變型之外，其它用途對于本領域技術人員而言也是顯然的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于太陽能電池模塊的柔性框架，該柔性框架包括: 第一支撐部； 從所述第一支撐部的一端向內(nèi)延伸的第二支撐部； 從所述第一支撐部的另一端向內(nèi)延伸的第三支撐部；以及 由所述第一到第三支撐部限定以接收太陽能電池模塊的插入槽， 其中，所述插入槽的寬度沿遠離所述第一支撐部的方向變窄。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性框架，其中，所述第一支撐部包括與所述太陽能電池模塊的側(cè)面接觸的第一內(nèi)側(cè)面，所述第二支撐部包括與所述太陽能電池模塊的上表面接觸的第二內(nèi)側(cè)面，所述第三支撐部包括與所述太陽能電池模塊的下表面接觸的第三內(nèi)側(cè)面。
3.如權(quán)利要求2所述的柔性框架，其中，所述第二內(nèi)側(cè)面相對于水平面傾斜，并且所述第二內(nèi)側(cè)面與所述水平面之間的第一傾角在約5°到約20°的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的柔性框架，其中，所述第三內(nèi)側(cè)面相對于水平面傾斜，并且所述第三內(nèi)側(cè)面與所述水平面之間的第二傾角在約5°到約20°的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求2所述的柔性框架，其中，所述第二內(nèi)側(cè)面相對于水平面傾斜，并且所述第二內(nèi)側(cè)面與所述水平面之間的第一傾角在約5°到約20°的范圍內(nèi)， 其中，所述第三內(nèi)側(cè)面相對于所述水平面傾斜，并且所述第三內(nèi)側(cè)面與所述水平面之間的第二傾角在約5°到約 20°的范圍內(nèi)，以及 其中，所述第一傾角和所述第二傾角相等或不同。
6.如權(quán)利要求2所述的柔性框架，其中，所述第二和第三內(nèi)側(cè)面都是彎曲的。
7.如權(quán)利要求2所述的柔性框架，其中，所述第一內(nèi)側(cè)面的寬度為約0.5mm到約2.5mmο
8.如權(quán)利要求2所述的柔性框架，其中，所述插入槽包括開口，所述太陽能電池模塊通過該開口插入，并且，所述開口的寬度與所述第一內(nèi)側(cè)面的長度之比為1:1.1到1:1.5。
9.如權(quán)利要求1所述的柔性框架，其中，所述用于太陽能電池模塊的柔性框架包括絕緣彈性材料。
10.如權(quán)利要求9所述的柔性框架，其中，所述絕緣彈性材料包括從硅橡膠、PC(聚碳酸酯)、PVC(聚氯乙烯)、聚氨酯及其組合所構(gòu)成的組中選取的材料。
11.一種太陽能電池裝置，包括: 太陽能電池模塊；以及 柔性框架，該柔性框架包括插入槽，該插入槽具有開口，通過該開口插入所述太陽能電池模塊， 其中，所述插入槽的寬度朝所述開口的方向變窄。
12.如權(quán)利要求11所述的太陽能電池裝置，其中，所述太陽能電池模塊包括: 在支撐基底上的多個太陽能電池； 在所述太陽能電池上的聚合物樹脂層；以及 在所述聚合物樹脂層上的保護板。
13.如權(quán)利要求11所述的太陽能電池裝置，其中，所述柔性框架包括絕緣彈性材料。
14.如權(quán)利要求13所述的太陽能電池裝置，其中，所述柔性框架包括從硅橡膠、PC(聚碳酸酯)、PVC (聚氯乙烯)、聚氨酯及其組合所構(gòu)成的組中選取的材料。
15.如權(quán)利要求11所述的太陽能電池裝置，其中，所述柔性框架包括: 第一支撐部，該第一支撐部包括與所述太陽能電池模塊的一個側(cè)面接觸的第一內(nèi)側(cè)面； 第二支撐部，該第二支撐部從所述第一支撐部的一端向內(nèi)延伸，并包括與所述太陽能電池模塊的上表面接觸的第二內(nèi)側(cè)面； 第三支撐部，該第三支撐部從所述第一支撐部的另一端向內(nèi)延伸，并包括與所述太陽能電池模塊的下表面接觸的第三內(nèi)側(cè)面。
16.如權(quán)利要求15所述的太陽能電池裝置，其中，所述插入槽由所述第一到第三支撐部限定。
17.如權(quán)利要求15所述的太陽能電池裝置，其中，所述第二內(nèi)側(cè)面相對于水平面傾斜，并且所述第二內(nèi)側(cè)面與所述水平面之間的第一傾角在約5°到約20°的范圍內(nèi)。
18.如權(quán)利要求15所述的太陽能電池裝置，其中，所述第三內(nèi)側(cè)面相對于水平面傾斜，并且所述第三內(nèi)側(cè)面與所述水平面之間的第二傾角在約5°到約20°的范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求15所述的太陽能電池裝置，其中，所述第二內(nèi)側(cè)面相對于水平面傾斜，并且所述第二內(nèi)側(cè)面與所述水平面之間的第一傾角在約5°到約20°的范圍內(nèi)， 其中，所述第三內(nèi)側(cè)面相對于所述水平面傾斜，并且所述第三內(nèi)側(cè)面與所述水平面之間的第二傾角在約5°到約20°的范圍內(nèi)，以及 其中，所述第一傾角和所述第二傾角相等或不同。
20.如權(quán)利要求15所述的太陽能電池裝置，其中，所述第一內(nèi)側(cè)面的寬度為約0.5_到約 2.5mm。
【文檔編號】H02S30/10GK104011995SQ201280062755
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月18日
【發(fā)明者】李東根 申請人:Lg伊諾特有限公司