光電轉換模塊的製作方法
2023-06-19 00:49:41
專利名稱：光電轉換模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光電轉換模塊。
背景技術：
太陽能電池(solar cell)可將光能轉換為電能，其中光能又以太陽光為主要來源。由於太陽能電池在轉換過程中不會產生溫室氣體，因此可以實現綠色能源的環境。近年來，隨著太陽能科技的進歩與發展，太陽能電池的價格已大幅下滑，使太陽能電池在消費市場上更受歡迎。舉例來說，太陽能電池已廣泛地應用於住宅的屋頂與大樓的外牆，以及各種電子產品中。公知太陽能電池的迎光面上設置有多個指狀電極、連接焊帶(tabbing ribbon)與總線焊帶(bussing ribbon)。其中,連接焊帶電性連接指狀電極,且連接焊帶與太陽能電池之間、連接焊帶與總線焊帶之間均以焊接的方式連接，以確保電流傳輸。當太陽能電池被光線(例如太陽光)照射時，太陽能電池產生的電流會先由指狀電極匯集至連接焊帶，然後再藉由總線焊帶輸出至外部的用電裝置或儲電裝置。目前，連接焊帶可藉由機器自動化焊接於太陽能電池上，連接焊帶與總線焊帶之間的連接則需通過人工方式手動焊接。然而，手動焊接相較自動化焊接需花費較多的焊接時間與較高的人力的成本，使得製造成本提高。
發明內容
為解決上述問題，本發明的一技術態樣為一種光電轉換模塊。根據本發明一實施方式，一種光電轉換模塊包括至少一光電轉換元件、至少一第一焊帶、一第二焊帶與至少二封裝體。光電轉換元件包括具多個指狀電極的太陽能基板。第一焊帶位於太陽能基板上·，並與指狀電極交錯。第一焊帶具有第一連接部，且第一連接部凸出於太陽能基板。第二焊帶具有至少一第二連接部。第一連接部與第二連接部交錯並重疊，使得一部分第一連接部位於第二連接部上方，另一部分第一連接部位於第二連接部下方。封裝體分別位於光電轉換元件、第一焊帶與第二焊帶的上方與下方，藉此固定第一焊帶與第二焊帶的相對位置。在本發明一或多個實施方式中，上述第一連接部與第二連接部重疊處具有切口。在本發明一或多個實施方式中，上述光電轉換模塊還包括透光保護元件。透光保護元件覆蓋於光電轉換元件上方的封裝體上，且面對指狀電極。在本發明一或多個實施方式中，上述光電轉換模塊還包括背板。光電轉換兀件下方的封裝體位於背板與透光保護元件之間。在本發明一或多個實施方式中，上述第一焊帶的厚度介於0.1mm至0.2mm之間。在本發明一或多個實施方式中，上述第二焊帶的厚度介於0.25mm至0.35mm之間。本發明的一技術態樣為一種光電轉換模塊。根據本發明一實施方式，一種光電轉換模塊包括至少一光電轉換元件、至少一第一焊帶、第二焊帶與至少二封裝體。光電轉換元件包括具多個指狀電極的太陽能基板。第一焊帶位於太陽能基板上，並與指狀電極交錯。第一焊帶具有第一連接部，且第一連接部凸出於太陽能基板。第二焊帶具有至少一第二連接部，第二連接部具有穿孔，且第一連接部與第二連接部交錯並重疊使得至少一部分第一連接部位於穿孔中。封裝體分別位於光電轉換元件、第一焊帶與第二焊帶的上方與下方，藉此固定第一焊帶與第二焊帶的相對位置。在本發明一或多個實施方式中，上述光電轉換模塊還包括透光保護元件。透光保護元件覆蓋於光電轉換元件上方的封裝體上，且面對指狀電極。在本發明一或多個實施方式中，上述光電轉換模塊還包括背板。光電轉換兀件下方的封裝體位於背板與透光保護元件之間。在本發明一或多個實施方式中，上述第一焊帶的厚度介於0.1mm至0.2mm之間。在本發明一或多個實施方式中，上述第二焊帶的厚度介於0.25mm至0.35mm之間。本發明的一技術態樣為一種光電轉換模塊。根據本發明一實施方式，一種光電轉換模塊包括至少一光電轉換元件、至少一第一焊帶、第二焊帶與至少二 封裝體。光電轉換元件包括具多個指狀電極的太陽能基板。第一焊帶位於太陽能基板上，並與指狀電極交錯。第一焊帶具有第一連接部，且第一連接部凸出於太陽能基板。第二焊帶具有至少一第二連接部。第一連接部彎折而重疊於第二連接部的上表面與下表面。封裝體分別位於光電轉換元件、第一焊帶與第二焊帶的上方與下方，藉此固定第一焊帶與第二焊帶的相對位置。在本發明一或多個實施方式中，上述第二連接部具有凹部。凹部抵靠於第一連接部的彎折處，可用來限位第一連接部。在本發明一或多個實施方式中，上述光電轉換模塊還包括透光保護元件。透光保護元件覆蓋於光電轉換元件上方的封裝體上，且面對指狀電極。在本發明一或多個實施方式中，上述光電轉換模塊還包括背板。光電轉換兀件下方的封裝體位於背板與透光保護元件之間。在本發明一或多個實施方式中，上述第一焊帶的厚度介於0.1mm至0.2mm之間。在本發明一或多個實施方式中，上述第二焊帶的厚度介於0.25mm至0.35mm之間。在本發明上述實施方式中，由於第一焊帶的第一連接部凸出於太陽能基板，且第二焊帶的第二連接部以卡合的方式連接第一焊帶的第一連接部，因此當壓合封裝體與太陽能基板時，第一焊帶與第二焊帶的相對位置可被封裝體固定。如此一來，第一焊帶與第二焊帶之間可省略焊接的工藝，且日後若發生光電轉換元件與封裝體分離現象仍可確保電流傳輸。也就是說，光電轉換模塊可節省焊接的時間與人力的成本。此外，封裝體壓合太陽能基板的工藝為製作公知光電轉換模塊時的必要工藝，本發明的光電轉換模塊可直接採用，不會增加封裝工藝的成本。
圖1為繪示根據本發明一實施方式的光電轉換模塊的立體圖；圖2為繪示圖1的光電轉換模塊的分解圖；圖3為繪示圖1沿線段3-3的剖面圖；圖4為繪示根據本發明一實施方式的第一焊帶與第二焊帶卡合前的俯視圖5為繪示圖4的第一焊帶與第二焊帶卡合後的俯視圖；圖6為繪示根據本發明另一實施方式的第一焊帶與第二焊帶卡合前的俯視圖；圖7為繪示圖6的第一焊帶與插入第二焊帶的縫隙後的俯視圖；圖8為繪示圖7的第一焊帶與第二焊帶卡合後的俯視圖；圖9為繪示根據本發明又一實施方式的第一焊帶與第二焊帶卡合前的俯視圖；圖10為繪示圖9的第一焊帶與第二焊帶卡合後的俯視圖；圖11為繪示圖10沿線段11-11的剖面圖；圖12為繪示根據本發明再一實施方式的第一焊帶與第二焊帶卡合後的俯視圖；圖13為繪示圖12沿線段13-13的剖面圖；圖14為繪示根據本發明一實施方式的光電轉換模塊的製造方法的流程圖。上述附圖中的附圖標記說明如 下:100:光電轉換模塊 110:光電轉換元件112:太陽能基板114:指狀電極116:第一焊帶117:第一連接部118:第二焊帶119:第二連接部121:縫隙122:切口123:穿孔124:凸點125:缺口126:頂壁127:底板128:側牆130a:封裝體130b:封裝體132:凹部134:容置空間140:透光保護元件 150:背板3-3:線段11-11:線段13-13:線段Dl:方向D2:方向D3:方向D4:方向H:距離S1:步驟S2:步驟S3:步驟S4:步驟S5:步驟
具體實施例方式以下將以圖式揭示本發明的多個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應了解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些公知慣用的結構與元件在附圖中將以簡單示意的方式繪示之。圖1為繪示根據本發明一實施方式的光電轉換模塊100的立體圖。圖2為繪示圖1的光電轉換模塊100的分解圖。同時參閱圖1與圖2,光電轉換模塊100包括多個光電轉換元件110、多個第一焊帶116、至少一第二焊帶118與封裝體130a、130b。光電轉換元件110包括具多個指狀電極114的太陽能基板112，太陽能基板112的上表面另具有多個帶狀電極(圖未示)且下表面另具有背面電極(圖未示)。其中，多個指狀電極114位於太陽能基板112上表面且平行排列配置。第一焊帶116位於至少一太陽能基板112上，用以電性連接任兩相鄰光電轉換元件110，第一焊帶116的長度實質大於太陽能基板112的長度並與多個指狀電極114交錯。用於連接第二焊帶118的第一焊帶116的末端具有第一連接部117，且第一連接部117位於太陽能基板112外而不與太陽能基板112重疊，也就是第一連接部117凸出於太陽能基板112。第二焊帶118的延伸方向與第一焊帶116的延伸方向實質垂直，並具有多個第二連接部119，第二連接部119以卡合的方式連接於垂直延伸的第一連接部117。封裝體130a、130b分別位於光電轉換元件110、第一焊帶116與第二焊帶118的上方與下方，可固定第一焊帶116與第二焊帶118的相對位置。此外，光電轉換模塊100還可包括透光保護元件140與背板150。透光保護元件140覆蓋於封裝體130a上，且面對指狀電極114。封裝體130b位於背板150與透光保護元件140之間。封裝體130a、130b與光電轉換元件110位於背板150與透光保護元件140之間，且封裝體130a具有透光性。當光電轉換模塊100具透光保護元件140的迎光面被光線(例如太陽光)照射時，太陽能基板112產生的電流會先由指狀電極114匯集至第一焊帶116，然後再藉由卡合於第一焊帶116的第二焊帶118輸出至外部的用電裝置或儲電裝置。在本實施方式中，太陽能基板112可將光能轉換為電能。太陽能基板112包含疊合的光電轉換層，其具有p-n結(p-n junction)、p-1-n結(p_i_n junction)或異質結(hetero junction)。光電轉換層的材質可以包含非晶娃(amorphous silicon)、單晶娃、娃異質結(silicon heterojunction)、多晶娃、硫化鎘(cadmium diselenide ;CdS)、締化鎘(cadmium telluride ;CdTe)、銦硒化銅(copper indium selenide ；CIS)或銅銦嫁硒(copper indium gallium diselenide ;CIGS)。但不以上述材料為限。此外,太陽能基板112可藉由化學氣相沉積(chemical vapor deposition ;CVD)、物理氣相沉積(physical vapordeposition ；PVD)、派鍍或其他沉積方法製作。此外，指 狀電極114、第一焊帶116與第二焊帶118的材質可以包含銅、銀、金、鎳、招、合金或其他可導電的材料。第一焊帶116的厚度可介於0.1mm至0.2mm之間，第二焊帶118的厚度可介於0.25mm至0.35mm之間。指狀電極114可藉由網印的方式形成於太陽能基板112上。透光保護元件140具有透光性，使光線可進入至光電轉換元件110。透光保護元件140的材質可以包括塑膠、玻璃、氟化物或聚合物薄膜。實際上，其他具有高透明度、重量輕、有彈性的材料也可用來製作透光保護元件140。封裝體130a、130b的材質可以包括聚乙烯醋酸乙烯脂(ethylene vinyl acetate ；EVA)或娃膠。背板150的材質可以包括聚氟乙烯(polyvinyl fluoride ;PVF),例如Tedlar複合材料,或聚苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate ；PET)塗布氟化層。圖3為繪示圖1沿線段3-3的剖面圖。同時參閱圖2與圖3，在本實施方式中，第二焊帶118的第二連接部119為縫隙121的形式，使得第二焊帶118的第二連接部119可供第一焊帶116的第一連接部117插入並穿過而卡合於縫隙121中。如此一來，兩者固定之後，一部分第一連接部117會位於第二連接部119上方，而另一部分第一連接部117則位於第二連接部119下方。在製作光電轉換模塊100時,可先提供至少一太陽能基板112,其表面形成有多個指狀電極114。接著，以垂直於指狀電極114的方向放置第一焊帶116於太陽能基板112上，並使第一焊帶116的第一連接部117凸出於太陽能基板112外。之後，將第一焊帶116的第一連接部117插入並穿過第二焊帶118的第二連接部119的縫隙121,第一連接部117穿過第二連接部119後的長度可約略延伸超出第二焊帶118的範圍，使第二焊帶118確實卡合於第一焊帶116。之後，將連接第一焊帶116與第二焊帶118的太陽能基板112放置於封裝體130a、130b之間，便可壓合封裝體130a、130b與太陽能基板112，使第一焊帶116與第二焊帶118的相對位置可被固定。如此一來第一焊帶116與第二焊帶118之間可省略公知的焊接工藝，且日後若發生光電轉換元件與封裝體分離現象仍可確保電流傳輸。也就是說，光電轉換模塊100可節省焊接的時間與人力的成本。另外，封裝體130a、130b壓合太陽能基板112的工藝為製作公知光電轉換模塊時的必要工藝，本發明的光電轉換模塊100可直接採用，不會增加封裝工藝的成本。此外，第一焊帶116與第二焊帶118可以為銅條表面鍍錫的條狀金屬片，在銅表面的錫的熔點溫度小於或等於140°C。封裝體130a、130b與太陽能基板112被壓合時的溫度可介於140至160°C之間。如此一來，當第一焊帶116與第二焊帶118經封裝體130a、130b壓合時，錫會熔化。待冷卻後，錫便會固化，使第一連接部117與第二連接部119形成電性連接且相對位置更加穩固。圖4繪示根據本發明一實施方式的第一焊帶116與第二焊帶118卡合前的俯視圖。圖5繪示圖4的第一焊帶116與第二焊帶118卡合後的俯視圖。同時參閱圖4與圖5，當卡合第二焊帶118與第一焊帶116時,可將第一焊帶116的第一連接部117以方向Dl插入並穿過第二焊帶118的第二連接部119的縫隙121。縫隙121的開口寬度約略大於第一焊帶116的寬度，具有預先定位第一焊帶116與第二焊帶118的功能，以避免其水平方向位移。應了解到，已敘述過的元件與材料將不在重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明其他形式的第一連接部117與第二連接部119。圖6為繪示根據本發明另一實施方式的第一焊帶116與第二焊帶118卡合前的俯視圖。圖7為繪示圖6的第一焊帶116插入並穿過第二焊帶118的縫隙121後的俯視圖。同時參閱圖6與圖7，當卡合第二焊帶118與第一焊帶116時，可將第一焊帶116的第一連接部117以方向D2插入並穿過第二焊帶118的第二連接部119的縫隙121。與圖4、圖5實施方式不同的地方在於:本實施例的第一連接部117在與第二連接部119的重疊處還具有切口 122。圖8為繪示圖7的第一焊帶116與第二焊帶118卡合後的俯視圖。同時參閱圖7與圖8，當第一焊帶116的第一連接部117插入並穿過第二焊帶118的第二連接部119的縫隙121後，可將第一焊帶116的第一連接部117以方向D3移動或者以相反方向移動第二焊帶118，使第一連接部117的切口 122卡合於第二連接部119的縫隙121邊緣。縫隙121與切口 122具有預先定位第二焊帶118的功能，可同時避免第二焊帶118水平與垂直方向位移。圖9為繪示根據本發明又一實施方式的第一焊帶116與第二焊帶118卡合前的俯視圖。圖10為繪示圖9的第一焊帶116與第二焊帶118卡合後的俯視圖。同時參閱圖9與圖10，第一焊帶116的 第一連接部117還具有凸點124，且第二焊帶118的第二連接部119還具有穿孔123。當卡合第二焊帶118與第一焊帶116時，可將第一焊帶116的第一連接部117以方向D4移動至第二焊帶118下方，使凸點124對準穿孔123。接著，可施壓於第二焊帶118，使凸點124卡合於穿孔123。第一連接部117與第二連接部119交錯並重疊，使得至少一部分第一連接部117位於第二連接部119的穿孔123中。在本實施方式中，穿孔123與凸點124具有預先定位第二焊帶118的功能。圖11為繪示圖10沿線段11-11的剖面圖。如圖所示，第一連接部117的凸點124的相對側具有凹口 125。在本實施方式中，凸點124的形成方式可從第一連接部117背對於凸點124的表面衝壓而成，並同時在衝壓處分別形成凸點124與凹口 125於第一連接部117上表面與下表面，但不以限制本發明。圖12為繪示根據本發明再一實施方式的第一焊帶116與第二焊帶118卡合後的俯視圖。圖13為繪示圖12沿線段13-13的剖面圖。同時參閱圖12與圖13，第一焊帶116的第一連接部117藉由彎折而具有頂壁126、底板127與側牆128。其中，頂壁126連接於第一焊帶116的一端緣。底板127平行於頂壁126。側牆128連接於頂壁126與底板127之間，使容置空間134形成於頂壁126、側牆128與底板127之間。當卡合第一焊帶116與第二焊帶118時，容置空間134可用來容置第二焊帶118的第二連接部119，使得第二連接部119定位於頂壁126、底板127與側牆128之間。也就是說，第一連接部117系彎折而重疊於第二連接部119的上表面與下表面。在本實施方式中，頂壁126與底板127之間的距離H大致等於第二焊帶118的厚度。此外，本實施例的第二焊帶118的第二連接部119具有凹部132，位於第二焊帶118的邊緣。第一連接部117由第二連接部119上方彎折卡合於凹部132，使得第一連接部117的側牆128抵靠於凹部132邊緣，可限位第一連接部117。在本實施方式中，第一連接部117的頂壁126、側牆128與底板127及第二連接部119的凹部132具有預先定位第二焊帶118的功能。另外，第一連接部117的頂壁126、側牆128與底板127系藉由彎折第一連接部117來形成，使第二焊帶118 的第二連接部119可容置於頂壁126、側牆128與底板127形成的容置空間134中。圖14為繪示根據本發明一實施方式的光電轉換模塊的製造方法的流程圖。首先在步驟SI中，提供太陽能基板，其上形成有多個指狀電極。之後在步驟S2中，連接至少一第一焊帶於太陽能基板，第一焊帶的延伸方向與指狀電極的延伸方向實質垂直，其中第一焊帶的第一連接部位於太陽能基板外。接著在步驟S3中，使第二焊帶的第二連接部與第一焊帶的第一連接部相互交錯並層疊，其交疊的方式如前述實施例所述。最後在步驟S4中，提供至少一封裝體，並壓合至少一封裝體與太陽能基板，藉此固定第一焊帶與第二焊帶的相對位置。本發明上述實施方式與先前技術相較，第二焊帶的第二連接部以卡合的方式連接第一焊帶的第一連接部，因此當壓合封裝體與太陽能基板時，第一焊帶與第二焊帶的相對位置可被封裝體固定同時形成兩者間電性連接的機制。如此一來，第一焊帶與第二焊帶之間可省略焊接的工藝，且日後若發生光電轉換元件與封裝體分離現象仍可確保電流傳輸。也就是說，光電轉換模塊可節省焊接的時間與人力的成本。此外，封裝體壓合太陽能基板的工藝為製作公知光電轉換模塊時的必要工藝，本發明的光電轉換模塊可直接採用，不會增加封裝工藝的成本。 雖然本發明已以實施方式揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域普通技術人員， 在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視所附的權利要求所界定的範圍為準。
權利要求
1.一種光電轉換模塊，包括: 至少一光電轉換元件，包括: 一太陽能基板，具有多個指狀電極； 至少一第一焊帶，位於該太陽能基板上，並與所述多個指狀電極交錯，其中該第一焊帶具有一第一連接部，且該第一連接部凸出於該太陽能基板； 一第二焊帶，具有至少一第二連接部，其中該第一連接部與該第二連接部交錯並重疊，使得一部分該第一連接部位於該第二連接部上方，另一部分該第一連接部位於該第二連接部下方；以及 至少二封裝體，分別位於該光電轉換元件、該第一焊帶與該第二焊帶的上方與下方，藉此固定該第一焊帶與該第二焊帶的相對位置。
2.如權利要求1所述的光電轉換模塊，其中該第一連接部與該第二連接部重疊處具有一切口。
3.如權利要求 1所述的光電轉換模塊，還包括: 一透光保護元件，覆蓋於該光電轉換元件上方的該封裝體上，且面對所述多個指狀電極。
4.如權利要求3所述的光電轉換模塊,還包括: 一背板，該光電轉換元件下方的該封裝體位於該背板與該透光保護元件之間。
5.如權利要求1所述的光電轉換模塊，其中該第一焊帶的厚度介於0.1mm至0.2mm之間。
6.如權利要求1所述的光電轉換模塊，其中該第二焊帶的厚度介於0.25mm至0.35mm之間。
7.一種光電轉換模塊，包括: 至少一光電轉換元件，包括: 一太陽能基板，具有多個指狀電極； 至少一第一焊帶，位於該太陽能基板上，並與所述多個指狀電極交錯，其中該第一焊帶具有一第一連接部，且該第一連接部凸出於該太陽能基板； 一第二焊帶，具有至少一第二連接部，其中該第二連接部具有一穿孔，且該第一連接部與該第二連接部交錯並重疊使得至少一部分該第一連接部位於該穿孔中；以及 至少二封裝體，分別位於該光電轉換元件、該第一焊帶與該第二焊帶的上方與下方，藉此固定該第一焊帶與該第二焊帶的相對位置。
8.如權利要求7所述的光電轉換模塊,還包括: 一透光保護元件，覆蓋於該光電轉換元件上方的該封裝體上，且面對所述多個指狀電極。
9.如權利要求8所述的光電轉換模塊,還包括: 一背板，該光電轉換元件下方的該封裝體位於該背板與該透光保護元件之間。
10.如權利要求7所述的光電轉換模塊,其中該第一焊帶的厚度介於0.1mm至0.2mm之間。
11.如權利要求7所述的光電轉換模塊，其中該第二焊帶的厚度介於0.25mm至0.35mm之間。
12.—種光電轉換模塊,包括: 至少一光電轉換元件，包括: 一太陽能基板，具有多個指狀電極； 至少一第一焊帶，位於該太陽能基板上，並與所述多個指狀電極交錯，其中該第一焊帶具有一第一連接部，且該第一連接部凸出於該太陽能基板； 一第二焊帶，具有至少一第二連接部，其中該第一連接部系彎折而重疊於該第二連接部的上表面與下表面；以及 至少二封裝體，分別位於該光電轉換元件、該第一焊帶與該第二焊帶的上方與下方，藉此固定該第一焊帶與該第二焊帶的相對位置。
13.如權利要求12所述的光電轉換模塊，其中該第二連接部具有一凹部，該凹部抵靠於該第一連接部的彎折處，用以限位該第一連接部。
14.如權利要求12所述的光電轉換模塊,還包括: 一透光保護元件，覆蓋於該光電轉換元件上方的該封裝體上，且面對所述多個指狀電極。
15.如權利要求14所述的光電轉換模塊,還包括: 一背板，該光電轉換元件下方的該封裝體位於該背板與該透光保護元件之間。
16.如權利要求12所述的光電轉換模塊 ,其中該第一焊帶的厚度介於0.1mm至0.2mm之間。
17.如權利要求12所述的光電轉換模塊，其中該第二焊帶的厚度介於0.25mm至.0.35mm 之間。
全文摘要
本發明公開一種光電轉換模塊，包括至少一光電轉換元件、至少一第一焊帶、第二焊帶與至少二封裝體。光電轉換元件包括具多個指狀電極的太陽能基板。第一焊帶位於太陽能基板上，並與指狀電極交錯。第一焊帶具有第一連接部，且第一連接部凸出於太陽能基板。第二焊帶具有至少一第二連接部。第一連接部與第二連接部交錯並重疊，使得一部分第一連接部位於第二連接部上方，另一部分第一連接部位於第二連接部下方。封裝體分別位於光電轉換元件、第一焊帶與第二焊帶的上方與下方，藉此固定第一焊帶與第二焊帶的相對位置。本發明的光電裝換模塊可節省焊接的時間與人力的成本。
文檔編號H01L31/05GK103236461SQ201310115449
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者陳勇志, 曾煌棊 申請人:友達光電股份有限公司