增光穿透膜及含增光穿透膜的太陽(yáng)能電池組件的制作方法
【專利說(shuō)明】増光穿透膜及含増光穿透膜的太陽(yáng)能電池組件
[0001] 本申請(qǐng)為2011年5月10日遞交的申請(qǐng)?zhí)枮?01110125745. 7,發(fā)明名稱為增光穿 透膜及含增光穿透膜的太陽(yáng)能電池組件的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種增光穿透膜，特別是涉及一種用于太陽(yáng)能電池組件的增光穿透 膜。
【背景技術(shù)】
[0003] 目前，由于能源短缺、溫室效應(yīng)等環(huán)保問(wèn)題日益嚴(yán)重，目前各國(guó)已積極研發(fā)各種可 能替代能源，尤其以太陽(yáng)能發(fā)電最受各界重視。如圖1所示，一般而言，太陽(yáng)能電池組件依 序是由透明前板11 ( 一般為玻璃片）、包含于密封材層12中的太陽(yáng)能電池單元13及背板 14所構(gòu)成。
[0004] 當(dāng)太陽(yáng)光自空氣中由透明前板進(jìn)入太陽(yáng)能電池組件后，會(huì)在太陽(yáng)能電池單元進(jìn)行 光電轉(zhuǎn)換，將光能轉(zhuǎn)變成電能后輸出。然而，目前已知的太陽(yáng)能電池組件的發(fā)電效率并不理 想。以應(yīng)用最廣泛的單晶與多晶硅太陽(yáng)能電池組件而言，其發(fā)電效率約15%左右。換言之， 其僅能將15%的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成可用電能，其余85%的太陽(yáng)光都將浪費(fèi)或成為無(wú)用的熱能。
[0005] 如何提高太陽(yáng)能電池組件的發(fā)電效率一直是目前業(yè)界研宄的重點(diǎn)之一。目前已發(fā) 展的技術(shù)之一是利用一電子追蹤裝置追蹤最佳的太陽(yáng)光位置，借此調(diào)整太陽(yáng)能電池組件入 光面的角度，使其保有最佳的光接收效率。電子追蹤裝置的構(gòu)造復(fù)雜且昂貴，且需定時(shí)維護(hù) 保養(yǎng)，導(dǎo)致整體太陽(yáng)能電力模塊的成本大幅提高。此外，使用電子追蹤裝置也會(huì)使得太陽(yáng)能 電力模塊的整體體積增加，造成裝設(shè)上的不便。
[0006] A.W.Bett等人揭示一種利用數(shù)個(gè)集光單元以提高集光效果的構(gòu)成的太陽(yáng)能電池 組件，各集光單元的主要組件包含菲聶爾透鏡、具有散熱器的玻璃基板及框架，上述組件均 以玻璃制備，因而重量相當(dāng)大，不利于組裝。
[0007] 此外，另一種現(xiàn)有習(xí)知的技術(shù)是在玻璃前板上進(jìn)行加工，制備具規(guī)則性圖案的壓 花玻璃用以提升光穿透。然而，此種技術(shù)需要精密的制造技術(shù)且制造成本高，不利于大面積 的生產(chǎn)。
[0008] 由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的增光穿透膜在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而 亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道， 但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn) 題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的增光穿透膜及含 增光穿透膜的太陽(yáng)能電池組件，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的 目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的增光穿透膜存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的 增光穿透膜及含增光穿透膜的太陽(yáng)能電池組件，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種易于制造 及組裝且可提高太陽(yáng)光利用率的膜片，非常適于實(shí)用。
[0010] 本發(fā)明的另一目的在于，提供一種新型結(jié)構(gòu)的增光穿透膜及含增光穿透膜的太陽(yáng) 能電池組件，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種太陽(yáng)能電池組件，包含上述增光穿透膜，從而 更加適于實(shí)用。
[0011] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的其包含一基材及位于所述基材上的涂層，其中所述涂層包含多個(gè)有機(jī)顆粒與接合劑，所 述有機(jī)顆粒具有小于1. 5的折射率，且所述有機(jī)顆粒與接合劑的折射率比介于0. 95至1. 05 間。
[0012] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0013] 前述的增光穿透膜，其中所述的其所述有機(jī)顆粒具有介于0. 5微米至30微米間 的平均粒徑。
[0014] 前述的增光穿透膜，其中所述的其所述有機(jī)顆粒的含量（x)以每100重量份接合 劑固形份計(jì)為約40至約200重量份。
[0015] 前述的增光穿透膜，其中所述的涂層位于基材的入光面或出光面。
[0016] 前述的增光穿透膜，其中所述的所述基材為玻璃或塑料基材。
[0017] 前述的增光穿透膜，其中所述的其所述有機(jī)顆粒選自聚（甲基）丙烯酸酯樹(shù)脂、 聚氨酯樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂及其混合物所組成的群組。
[0018] 前述的增光穿透膜，其中所述的所述接合劑選自聚丙烯酸酯樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸 樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氟素樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、 聚酯樹(shù)脂及其混合物所組成的群組。
[0019] 前述的增光穿透膜，其中所述的接合劑為氟素樹(shù)脂。
[0020] 前述的增光穿透膜，其中所述的所述氟素樹(shù)脂包含氟烯烴單體與烷基乙烯醚單 體的共聚物。
[0021] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種太陽(yáng)能電池組件，其包含上述增光穿透膜。
[0022] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā) 明的主要技術(shù)內(nèi)容如下：
[0023] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種增光穿透膜，其包含一基材及位于所述基材 上的涂層，其中所述涂層包含多個(gè)有機(jī)顆粒與接合劑，所述有機(jī)顆粒具有小于1. 5的折射 率，且所述有機(jī)顆粒與接合劑的折射率比介于0. 95至1. 05間。
[0024] 另外，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種太陽(yáng)能電池組件，其包含上述增光 穿透膜。
[0025] 借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明增光穿透膜及含增光穿透膜的太陽(yáng)能電池組件至少具 有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0026] 1、可提尚太陽(yáng)光的利用率。
[0027] 2、易于制造及組裝。
[0028]3、可提高太陽(yáng)能電池組件的發(fā)電效率。
[0029] 綜上所述，本發(fā)明所述增光穿透膜包含一基材及位于所述基材上的涂層，其中所 述涂層包含多個(gè)有機(jī)顆粒與接合劑，所述有機(jī)顆粒具有小于1. 5的折射率，且所述有機(jī)顆 粒與接合劑的折射率比介于〇. 95至1. 05間。本發(fā)明的增光穿透膜適用于太陽(yáng)能電池組件 中，可增加光穿透率，改善太陽(yáng)能電池組件的發(fā)電效率。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并 具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
[0030] 上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為現(xiàn)有公知的技術(shù)的太陽(yáng)能電池組件簡(jiǎn)單示意圖。
[0032] 圖2A為太陽(yáng)光在進(jìn)入圖1的現(xiàn)有公知的太陽(yáng)能電池組件因反射產(chǎn)生光損失的示 意圖。
[0033] 圖2B為本發(fā)明的增光穿透膜及含增光穿透膜的太陽(yáng)能電池組件的一實(shí)施方式示 意圖。
[0034] 圖3至圖6為本發(fā)明太陽(yáng)能組件的實(shí)施方式。
[0035] 圖7至圖10分別為太陽(yáng)能電池組件A、A1及A3的示意圖。
[0036] 圖11至圖13分別為太陽(yáng)能電池組件B、C及D的示意圖。
[0037] 圖14及圖15分別為太陽(yáng)能電池組件C1及C2的示意圖。
[0038] 圖16及圖17分別為太陽(yáng)能電池組件D1及D2的示意圖。
[0039] 圖18及圖19分別為在固定a= 〇. 97與nB= 1. 43條件下，增光穿透膜（B/R值 為0.4-1. 0及B/R值為1.6-2. 0)的涂層厚度對(duì)發(fā)電效率n的影響。
[0040] 圖20至圖22分別為在固定8/1? = 0.6、1.0及1.6的條件下，增光穿透膜的€[、nB、及涂層厚度對(duì)發(fā)電效率n的影響。
[0041] 11:透明前板 12:密封材層
[0042] 13:太陽(yáng)能電池單元 14:背板
[0043] 20:增光穿透膜 21:透明基材
[0044] 22:涂層 26:散射光線
[0045] 27:反射光線 30:背板
[0046] 31:密封材料 32:單晶硅太陽(yáng)能電池單元
[0047] 33:光學(xué)膠 40:強(qiáng)化玻璃
[0048] 41:透明PET膜 50:太陽(yáng)光
[0049] 51:第一次反射 52:第二次反射
[0050] 220:有機(jī)顆粒 221:接合劑
【具體實(shí)施方式】
[0051] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié) 合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的增光穿透膜及含增光穿透膜的太陽(yáng)能電池組件 其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0052] 本發(fā)明增光穿透膜所用的基材，可為任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者 所已知者的透明基材，例如玻璃或塑料。上述塑料基材并無(wú)特殊限制，其例如但不限于： 聚醋樹(shù)脂（polyesterresin)，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醋（polyethyleneterephthalate, PET)或聚萘二甲酸乙二醋（polyethylenenaphthalate,PEN);聚甲基丙稀酸醋樹(shù)脂 (polymethacrylateresin)，如聚甲基丙稀酸甲醋（polymethylmethacrylate,PMMA); 聚酰亞胺樹(shù)脂（polyimideresin);聚苯乙稀樹(shù)脂（polystyreneresin);聚環(huán)稀徑 樹(shù)脂（polycycloolefinresin);聚稀徑樹(shù)脂（polyolefinresin);聚碳酸醋樹(shù)脂 (polycarbonateresin);聚氨醋樹(shù)脂（polyurethaneresin);三醋酸纖維素（triacetate cellulose，TAC);或彼等的混合物。優(yōu)選為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環(huán) 烯烴樹(shù)脂或其混合物，更佳為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯?；牡暮穸炔o(wú)特殊限制，一般介于約 5微米至約300微米之間。
[0053] 光學(xué)產(chǎn)品的全光線穿透率（Tt)、擴(kuò)散光穿透率（Td)及平行光穿透率（Pt)可以以 Tt=Td+Pt表示。本發(fā)明的增光穿透膜具有高全光線穿透率及低平行光穿透率的特性。本 發(fā)明的增光穿透膜具有根據(jù)ASTME903-96標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得大于93%的全光線透過(guò)率及根據(jù) JISK7136標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得小于40%的平行光穿透率，優(yōu)選為具有根據(jù)ASTME903-96標(biāo)準(zhǔn)方 法測(cè)得大于95%的全光線透過(guò)率及根據(jù)JISK7136標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得小于30%的平行光穿透 率。
[0054] 一般而言，太陽(yáng)光進(jìn)入太陽(yáng)能電池組件后，部分光線將因反射現(xiàn)象無(wú)法有效到達(dá) 太陽(yáng)能電池單元，從而影響太陽(yáng)能電池組件的發(fā)電效率。圖2A為太陽(yáng)光在進(jìn)入圖1的現(xiàn)有 公知的太陽(yáng)能電池組件因反射產(chǎn)生光損失的示意圖。如圖2A所示，當(dāng)太陽(yáng)光50經(jīng)由玻璃前 板11進(jìn)入現(xiàn)有公知的太陽(yáng)能電池組件時(shí)，有一部份的入射光會(huì)在此處產(chǎn)生第一次反射51， 另一部份的入射光在進(jìn)入到密封材層12會(huì)發(fā)生第二次反射52。這些反射光線降低了入射 到太陽(yáng)能電池組件的光線的利用率。
[0055] 圖2B為本發(fā)明的增光穿透膜用于太陽(yáng)能電池組件的一實(shí)施方式示意圖，其中太 陽(yáng)能電池組件依序由透明前板11、包含于密封材層12中的太陽(yáng)能電池單元13及背板14所 構(gòu)成，本發(fā)明的增光穿透膜20包含基材21及位于所述基材上的涂層22,其中所述涂層包含 多個(gè)有機(jī)顆粒220與接合劑221。
[0056] 如圖2B所示，當(dāng)太陽(yáng)光50經(jīng)由增光穿透膜20進(jìn)入到太陽(yáng)能電池組件時(shí)，相較于 現(xiàn)有公知的玻璃前板，本發(fā)明的增光穿透膜可減少第一次反射51的光線損失，提高全光線 透過(guò)率。再者，當(dāng)太陽(yáng)光50經(jīng)由增光穿透膜20進(jìn)入到太陽(yáng)能電池組件時(shí)，會(huì)發(fā)生光散射現(xiàn) 象，散射光線26接觸到電池單元13后，將產(chǎn)生反射光線27,反射光線27進(jìn)入增光穿透膜 20后，會(huì)產(chǎn)生全反射，使得光線再度朝電池單元13方向行進(jìn)。因此，本發(fā)明的增光穿透膜具 有高全光線透過(guò)率，且可改變反射光線，使其繼續(xù)朝入光方向前進(jìn)，從而可提高太陽(yáng)光的利 用率以及太陽(yáng)能電池組件的發(fā)電效率。
[0057] -般而言，由此種增光穿透膜所造成全光線透過(guò)率的增加稱為所述增光穿透膜 的"增益值（gain)"。而一增光穿透膜的增益值是指：待測(cè)品（例如，玻璃或塑料基板）"在 配置該膜片后所測(cè)得的全光線透過(guò)率"相較于待測(cè)品"未配置該薄膜前所測(cè)得的全光線透 過(guò)率"的差值。根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的增光穿透膜的"增益值"可達(dá)2% 以上的全光線透過(guò)率，換言之，可使待測(cè)品的全光線透過(guò)率增加2 %或2 %以上。
[0058] 本發(fā)明的增光穿透膜具有凹凸微結(jié)構(gòu)，可與基材一起以一體成形方式制備，例如 以移印、熱壓（emboss)、轉(zhuǎn)印、射出（injection)或雙軸拉伸等方法制得；或以任何現(xiàn)有公 知的方式，例如涂布、噴涂、霧化等方法，在基材上進(jìn)行加工后制得。舉例言之，將含有機(jī)顆 粒和接合劑（binder)的涂料組合物涂布于基材表面上，形成一具有微結(jié)構(gòu)的涂層。上述基 材的種類如本文先前所述。上述涂層的厚度并無(wú)特殊限制，是與微結(jié)構(gòu)的大小相關(guān)，通常介 于約一般介于約1微米至約50微米之間，上述涂層可涂布于基材的入光面、出光面或同時(shí) 涂布于透明基材的入光面及出光面，優(yōu)選為涂布于透明基材的入光面或出光面。
[0059] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，是使用涂布方法將含有