專利名稱：太陽能板與太陽能板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種能量轉(zhuǎn)換裝置，且特別是有關(guān)于一種太陽能板與一種太陽能板的制作方法。
背景技術(shù)：
太陽能裝置可將光能轉(zhuǎn)換為電能，其中光能又以太陽光為主要來源。由于太陽能裝置在轉(zhuǎn)換過程中不會產(chǎn)生溫室氣體，因此可能實現(xiàn)綠色能源的環(huán)境。由太陽能裝置產(chǎn)生的電能可被使用于各類的應(yīng)用，例如電池或現(xiàn)行發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力。近年來，隨著太陽能科技的進(jìn)步與發(fā)展，太陽能裝置的價格已大幅下滑，在消費市場中因減輕對于太陽能裝置的負(fù)擔(dān)而使太陽能裝置更受歡迎。舉例來說，太陽能裝置已可發(fā)現(xiàn)于住宅的屋頂與大樓的外墻，以及各種電子產(chǎn)品中。這些電子產(chǎn)品例如移動電話、個人數(shù)字助理(personal digital assistants ；PDA)、電子表與膝上型計算機(jī)。一般而言，太陽能裝置包含半導(dǎo)體材料的太陽能電池，且太陽能電池位于太陽能裝置的前基板上。為了保護(hù)太陽能電池，聚合物層設(shè)置于太陽能電池上。其中聚合物層例如乙基乙酸乙烯(ethyl vinyl acetate ;EVA)層。然而，當(dāng)太陽能裝置使用于室外環(huán)境而最大化暴露于陽光的面積時，環(huán)境產(chǎn)生的水分會以雨水、霧氣或雪的型態(tài)變成主要的刺激物， 而造成乙基乙酸乙烯層分層、金屬氧化、腐蝕與其它質(zhì)量上的問題。尤其當(dāng)后基板為聚合物后薄板的型式時，水分會經(jīng)由太陽能裝置的側(cè)面與后基板侵入。水分漸漸地穿過乙基乙酸乙烯層及/或后薄板一段時間后將接觸太陽能電池，最終使太陽能裝置的功率大幅下降。因此對于制造者來說，增加太陽能裝置對水分的抵抗力是重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種太陽能板與一種太陽能板的制作方法來解決水分侵入太陽能電池的問題。本發(fā)明的一技術(shù)方案是在提供一種太陽能板。根據(jù)本發(fā)明一實施方式，一種太陽能板包含前基板、太陽能電池、水分吸收層、后基板與密封材。太陽能電池設(shè)置于前基板上。水分吸收層覆蓋太陽能電池。后基板設(shè)置于水分吸收層上。密封材設(shè)置于前基板與后基板之間且位于前基板與后基板的邊緣上或前基板與后基板的邊緣附近。密封材大致上密封太陽能電池與水分吸收層。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述太陽能板選擇性地包含封裝材設(shè)置于太陽能電池與水分吸收層之間來封裝太陽能電池。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述太陽能板選擇性地包含封裝材設(shè)置于水分吸收層與后基板之間來封裝太陽能電池。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述水分吸收層選擇性地包含微多孔干燥材。微多孔干燥材以分子篩構(gòu)成。微多孔干燥材的孔隙大小為0. 3納米至1納米且微多孔干燥材包含沸石(zeolite)。
在本發(fā)明一實施方式中，其中上述水分吸收層選擇性地包含封裝材與混合于封裝材中的微多孔干燥材。微多孔干燥材包含沸石，且封裝材包含乙基乙酸乙烯(ethyl vinyl acetate ；EVA)0本發(fā)明的另一技術(shù)方案是在提供一種太陽能板的制作方法。根據(jù)本發(fā)明一實施方式，一種太陽能板的制造方法包含以下步驟形成太陽能電池于前基板上；應(yīng)用水分吸收層覆蓋太陽能電池；應(yīng)用密封材于前基板的邊緣上或前基板的邊緣附近；與固定后基板于前基板上，使得太陽能電池與水分吸收層位于前基板、后基板與密封材形成的封閉空間中。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述應(yīng)用水分吸收層的步驟選擇性地包含產(chǎn)生微多孔干燥材的薄膜于太陽能電池上的步驟。微多孔干燥材包含吸氣合成薄膜，且吸氣合成薄膜具有沸石納米粒子。在本發(fā)明一實施方式中，其中上述應(yīng)用水分吸收層的步驟選擇性地包含產(chǎn)生封裝材與微多孔干燥材的薄膜于太陽能電池上，且微多孔干燥材混合于封裝材中。封裝材包含乙基乙酸乙烯而微多孔干燥材包含沸石。在本發(fā)明上述實施方式中，在太陽能板中的太陽能電池不僅被密材保護(hù)也被水分吸收層保護(hù)。通過水分吸收層阻隔濕氣中的水分子來防止水分侵入太陽能電池，而避免太陽能電池的功率下降。應(yīng)了解到，上述概略的說明與以下的詳細(xì)說明僅為示例，以下將進(jìn)一步地說明本發(fā)明的實施方式。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下圖1繪示根據(jù)本發(fā)明一實施方式的太陽能板的剖面圖；圖2繪示根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的太陽能板的剖面圖；圖3繪示根據(jù)本發(fā)明又一實施方式的太陽能板的剖面圖；圖4繪示根據(jù)本發(fā)明一實施方式的太陽能板制作方法的流程圖。主要組件符號說明100太陽能板100a封閉空間110前基板120太陽能電池121上表面130封裝材140水分吸收層150密封材160后基板200太陽能板210前基板220太陽能電池230封裝材240水分吸收層250密封材260后基板300太陽能板310前基板320太陽能電池321上表面340水分吸收層350密封材360后基板Si步驟S2步驟S3步驟S4步驟
具體實施例方式以下將以附圖揭露本發(fā)明的多個實施方式，為明確說明起見，許多實務(wù)上的細(xì)節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，這些實務(wù)上的細(xì)節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實施方式中，這些實務(wù)上的細(xì)節(jié)是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些已知慣用的結(jié)構(gòu)與組件在附圖中將以簡單示意的方式繪示之。太陽能板與太陽能板的制作方法是利用水分吸收層來阻隔水分與受污染的氣體。 因此能預(yù)防材料的分層、材料的腐蝕與太陽能板功率下降的問題，而延長太陽能板的使用期限。圖1繪示根據(jù)本發(fā)明一實施方式的太陽能板100的剖面圖。太陽能板100包含前基板110、太陽能電池120、水分吸收層140與后基板160。太陽能電池120設(shè)置于前基板 110上。水分吸收層140覆蓋太陽能電池120。后基板160平行于前基板110，且太陽能電池120與水分吸收層140位于前基板110與后基板160之間。在本發(fā)明一實施方式中，前基板110的材料例如透明導(dǎo)電氧化物(transparent conductive oxide ；TC0)鍍膜玻璃。但前基板110不以透明導(dǎo)電氧化物鍍膜玻璃為限。此外，前基板110的材質(zhì)可以為適合的聚合物薄膜，例如DuPontTM Teflon的薄膜、DuPontTM Teonex 的聚萘二甲酸乙二醇酉旨薄膜(polyethylene naphthalate ；PEN)與 DuPontTM Melinex的ST聚酯薄膜。實際上，任何其它具有高透明度的、重量輕的、有彈性的、高紫外線阻隔的及/或機(jī)械強(qiáng)度佳的適宜材料皆能用來制作本發(fā)明的太陽能板100。另一方面，太陽能電池120例如為設(shè)置于前基板110上的具有多層金屬層的薄膜太陽能電池。舉例來說，金屬層的材料包含非晶硅(amorphous silicon)、硫化鎘(cadmiumdiselenide ；CdS)> 硫化錨(cadmium telluride ；Cd/Te)、銦硒化銅(copper indium selenide ;CIS)及/或銅銦鎵硒(copper indium gallium diselenide ；CIGS)，但不以上述材料為限。太陽能電池120可通過已知沉積方法沉積，例如化學(xué)氣相沉積(chemical vapor d印osition ;CVD)、物理氣相沉積(physical vapor d印osition ;PVD)、濺鍍或任何其它在此領(lǐng)域具有通常知識者知道的方法。在本實施方式中，水分吸收層140包含微多孔干燥材。其中，微多孔干燥材以分子篩構(gòu)成。微多孔干燥材包含沸石(zeolite)。沸石為晶質(zhì)的鋁硅酸鹽材料而作為分子篩來阻隔水分子與受污染的氣體，例如氮化物化合物。微多孔干燥材的孔隙大小為0. 3納米至 1納米，使得阻隔的水分子與其它分子難以進(jìn)入太陽能電池120。更具體的說，微多孔干燥材的孔隙大小可以為0. 3,0. 4,0. 5,0. 6,0. 7,0. 8,0. 9或1. 0納米。雖然在本實施方式中的水分吸收層140例如包含沸石，但不以沸石為限。本實施方式中的太陽能板100可使用其它具有均勻分子級孔隙的晶質(zhì)材料來形成分子篩，而分離不同大小、形狀與極性的分子。如圖1所示，水分吸收層140覆蓋太陽能電池120，更具體的說，水分吸收層140覆蓋太陽能電池120的上表面121，因此穿過后基板160的水分能由水分吸收層140阻隔。如此一來，水分吸收層140保護(hù)太陽能電池120而避免于水分侵入。由于不會發(fā)生水分穿過后基板160的問題，因此可以增加太陽能板100的使用期限。此外，本實施方式中的太陽能板100除了包含上述前基板110、太陽能電池120、 水分吸收層140與后基板160，還包含封裝材130與密封材150。在本發(fā)明一實施方式中， 封裝材130設(shè)置于太陽能電池120與水分吸收層140之間來封裝太陽能電池120。密封材 150設(shè)置于前基板110與后基板160之間且位于前基板110與后基板160的邊緣上或邊緣附近，而密封太陽能電池120與水分吸收層140。更具體的說，密封材150例如設(shè)置于太陽能電池120、封裝材130與水分吸收層140外側(cè)的前基板110的邊緣區(qū)域中。如此一來，密封材150完全密封太陽能板100且密封材150、前基板110與后基板160之間形成封閉空間 100a。太陽能電池120與水分吸收層140位于封閉空間100a中而不會受水分及/或污染物侵入。在圖1所示的太陽能板100中，可依實際需求來選擇封裝材130與密封材150 的材料。舉例來說，封裝材130的材料可包含市場上可取得的DuPontTM Elvax的乙酸乙烯酯共聚合物(ethylene-vinyl acetate ；EVA)樹脂、DuPontTM PV5200系列的封裝薄片(encapsulant sheet)與DuPontTM PV5300系列的封裝薄片。密封材150可包含聚異丁烯(polyisobutylene ；PIB)、丁基橡膠(butyl rubber)、彈性體 VAMAC. RTM.、乙烯丙烯酸彈性體(ethylene acrylic elastomers)、彈性體Hypalon. RTM.與氯磺化聚乙烯 (chlorosulfonated polyethylene)。上述所提及的材料僅為示例，不限制本發(fā)明的范圍。圖1所示的本發(fā)明的實施方式中，封裝材130例如設(shè)置于太陽能電池120與水分吸收層140之間，但封裝材130的位置并不以此為限。圖2繪示根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的太陽能板200的剖面圖。太陽能板200包含前基板210、太陽能電池220、封裝材230、水分吸收層M0、密封材250與后基板沈0。與圖1的太陽能板100不同的地方在于封裝材230 設(shè)置于水分吸收層240與后基板260之間來封裝太陽能電池220。任何其它適合封裝材覆蓋太陽能電池的位置皆能于太陽能板中被使用。
如圖1所示，封裝材130與水分吸收層140繪示為兩不同的層，因此封裝材230與水分吸收層240繪示于圖2中。然而，在其它實施方式中，這兩個分開的層也能結(jié)合為一層。圖3繪示根據(jù)本發(fā)明又一實施方式的太陽能板300的剖面圖。太陽能板300包含前基板310、太陽能電池320、水分吸收層340、密封材350與后基板360。太陽能電池320設(shè)置于前基板310與水分吸收層340之間來覆蓋太陽能電池320。后基板360平行于前基板 310，且太陽能電池320與水分吸收層340位于前基板310與后基板360之間。水分吸收層 340覆蓋太陽能電池320。更具體的說，水分吸收層340完全覆蓋太陽能電池320的上表面 321。本實施方式中的水分吸收層340包含封裝材(未繪示于圖)與混合于封裝材中的微多孔干燥材(未繪示于圖)。微多孔干燥材以分子篩構(gòu)成且包含沸石，近似于太陽能板100(見圖1)的水分吸收層140(見圖1)。此微多孔干燥材通過預(yù)定比例的沸石納米粒子混合于未加工的封裝材中，例如形成乙基乙酸乙烯(ethyl vinyl acetate ；EVA)薄膜期間的乙基乙酸乙烯樹脂。微多孔干燥材作為分子篩來阻隔水分與受污染的氣體。微多孔干燥材的孔隙大小為0. 3納米至1納米。另一方面，封裝材的材料例如包含市場上可取得的 DuPontTM Elvax 的乙酸乙烯酯共聚合物(ethylene-vinyl acetate ；EVA)樹脂、DuPontTM PV5200系列的封裝薄片(encapsulant sheet)與DuPontTM PV5300系列的封裝薄片。太陽能板300使用一層混合有微多孔干燥材的封裝材來同時封裝太陽能電池320 與阻隔水分，因此簡化了太陽能板300的結(jié)構(gòu)而減少材料的花費。以下的說明中將詳細(xì)敘述太陽能板的制作方法。為了清楚地顯現(xiàn)本發(fā)明的特性， 將以上述太陽能板100為例并同時參閱圖1至圖4。其中，圖4繪示根據(jù)本發(fā)明一實施方式的太陽能板100制作方法的流程圖。在太陽能板100的制作方法中，步驟Sl為形成太陽能電池120于前基板110上。 太陽能電池120可以通過化學(xué)氣相沉積(chemical vapor d印osition ;CVD)、物理氣相沉積(physical vapor d印osition ;PVD)、濺鍍或任何其它在此領(lǐng)域具有通常知識者知道的方法。在步驟S2中，水分吸收層140覆蓋太陽能電池120。舉例來說，步驟S2通過產(chǎn)生微多孔干燥材的薄膜于太陽能電池120上來完成，其中微多孔干燥材例如沸石。舉例來說， 具有沸石納米粒子的吸氣合成薄膜能產(chǎn)生于太陽能電池120上。另外，以封裝材130封裝太陽能電池120的步驟能于產(chǎn)生微多孔干燥材的薄膜前完成。在其它實施方式中，封裝太陽能電池120的步驟能于步驟S2后完成。本揭露中步驟 Sl與步驟S2的順序并不以此為限，只要太陽能電池120能通過封裝材130封裝且被水分吸收層140覆蓋。在本發(fā)明另一實施方式中，步驟S2與封裝太陽能電池120的步驟能通過產(chǎn)生混合有微多孔干燥材的封裝材薄膜來結(jié)合成一個步驟。因此產(chǎn)生的薄膜能保護(hù)太陽能電池 120免于水分與污染物的侵入。微多孔干燥材例如為沸石，而封裝材例如為乙基乙酸乙烯 (ethyl vinyl acetate ；EVA) 0微多孔干燥材通過預(yù)定比例的沸石納米粒子混合于未加工的封裝材中來形成，例如形成乙基乙酸乙烯(ethyl vinyl acetate ；EVA)薄膜期間的乙基乙酸乙烯樹脂。之后，封裝材產(chǎn)生于太陽能電池120上。接著來到步驟S3。在步驟S3中的密封材150應(yīng)用于前基板110的邊緣上或前基
7板110的邊緣附近。在本發(fā)明一實施方式中，密封材150應(yīng)用于太陽能電池120、封裝材130 與水分吸收層140外側(cè)的前基板110的邊緣區(qū)域中。更具體的說，密封材150完全環(huán)繞太陽能電池120、封裝材130與水分吸收層140。最后于步驟S4中，后基板160固定于前基板110上。結(jié)果，太陽能電池120、水分吸收層140與密封材150位于前基板110、后基板160與密封材150形成的空間中。更具體的說，密封材150、前基板110與后基板160形成封閉空間100a，而太陽能電池120與水分吸收層140被封閉于封閉空間IOOa中。在步驟S4完成后，太陽能板100也因此完成了。通過密封材150與水分吸收層 140的保護(hù)可避免水分侵入太陽能電池120，此外還可避免太陽能板100中的材料分層與腐蝕。在上述太陽能板與太陽能板的制作方法中，由太陽能板的后基板侵入的水分會被水分吸收層阻擋，避免材料的分層與腐蝕而延長太陽能板的使用期限。此外，這樣的設(shè)計還可避免太陽能電池的功率下降而增加太陽能板的可靠度與效能。再者，水分吸收層包含沸石或混合有沸石的封裝材而讓水分吸收層較為便宜且容易獲得。雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能板，包含一前基板；一太陽能電池，設(shè)置于該前基板上；一水分吸收層，覆蓋該太陽能電池；一后基板，設(shè)置于該水分吸收層上；以及一密封材，設(shè)置于該前基板與該后基板之間且位于該前基板與該后基板的邊緣上或該前基板與該后基板的邊緣附近，其中該密封材密封該太陽能電池與該水分吸收層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能板，其特征在于，還包含一封裝材，設(shè)置于該太陽能電池與該水分吸收層之間，用以封裝該太陽能電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能板，其特征在于，還包含一封裝材，設(shè)置于該水分吸收層與該后基板之間，用以封裝該太陽能電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能板，其特征在于，該水分吸收層包含一微多孔干燥材， 該微多孔干燥材以一分子篩構(gòu)成，該微多孔干燥材的孔隙大小為0. 3納米至1納米，該微多孔干燥材包含沸石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能板，其特征在于，該水分吸收層包含一封裝材與一微多孔干燥材混合于該封裝材中，該微多孔干燥材包含沸石，該封裝材包含乙基乙酸乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能板，其特征在于，該前基板、該密封材與該后基板形成一封閉空間，且該太陽能電池與該水分吸收層位于該封閉空間中。
7.一種太陽能板的制作方法，其特征在于，包含形成一太陽能電池于一前基板上；應(yīng)用一水分吸收層覆蓋該太陽能電池應(yīng)用一密封材于該前基板的邊緣上或該前基板的邊緣附近；以及固定一后基板于該前基板上，使得該太陽能電池與該水分吸收層位于該前基板、該后基板與該密封材形成的一封閉空間中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能板的制作方法，其特征在于，應(yīng)用該水分吸收層的步驟包含產(chǎn)生一微多孔干燥材的薄膜于該太陽能電池上，該微多孔干燥材包含一吸氣合成薄膜，且該吸氣合成薄膜具有沸石納米粒子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能板的制作方法，其特征在于，應(yīng)用該水分吸收層的步驟包含產(chǎn)生一封裝材與一微多孔干燥材的一薄膜于該太陽能電池上，該微多孔干燥材混合于該封裝材中，且該封裝材包含乙基乙酸乙烯，該微多孔干燥材包含沸石。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能板的制作方法，其特征在于，還包含通過一封裝材封裝該太陽能電池。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種太陽能板與一種太陽能板的制作方法。太陽能板包含前基板、太陽能電池、水分吸收層、后基板與密封材。太陽能電池設(shè)置于前基板上。水分吸收層覆蓋太陽能電池，以保護(hù)太陽能電池不會受水分侵入。后基板設(shè)置于水分吸收層上。密封材設(shè)置于前基板與后基板之間。太陽能板的制作方法包含以下步驟形成太陽能電池于前基板上；應(yīng)用水分吸收層覆蓋太陽能電池；應(yīng)用密封材于前基板的邊緣上或前基板的邊緣附近；與固定后基板于前基板上。
文檔編號H01L31/18GK102347390SQ20111020803
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者賴詠欣 申請人:杜邦太陽能有限公司