專利名稱：：聚光型光伏電池模塊的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種聚光型光伏電池模塊，特別是涉及一種可避免內(nèi)部電池受到外界環(huán)境因子干擾并藉以提升電池效能的電池模塊。
背景技術：
：近年來，因人口膨脹及工商業(yè)不斷發(fā)展的結果，全世界對于能源的需求可說是日益上升，且由于傳統(tǒng)石化能源能釆集的量越趨有限，且會帶來嚴重的環(huán)境問題，因此，人類不斷地開發(fā)其他替代性能源，其中以發(fā)展太陽能電池為主要的目標，以取代目前傳統(tǒng)的石化能源，且由于太陽能具有取的不盡、用之不竭的特點，因此不僅能解決能源消耗性的問題，且連傳統(tǒng)石化能源所帶來嚴重的環(huán)境問題也可一并獲得解決。然而目前發(fā)展的太陽能電池在光-電轉(zhuǎn)換的過程中，并非所有的入射光譜都能被太陽能電池所吸收并完全轉(zhuǎn)成電流，其中有一半左右的光譜因能量太低(小于半導體的能隙)，對電池的輸出沒有貢獻，而另一半被吸收的光子中，除了產(chǎn)生電子-空穴對所需的能量外，約有一半左右的能量以熱的形式釋放掉，其中單晶硅的最高效率僅約在20%左右，而III-V族半導體的效率則可達約40%,然而，太陽能電池需長時間置于光線充足的戶外環(huán)境，藉以獲取最佳的發(fā)電成效，因此，多變且惡劣的外在環(huán)境因素都將會導致太陽能電池的壽命縮短與效率下降，且電池本身如圖1所示，為已知太陽能電池模塊1的結構剖面圖，其中太陽能電池13為避免受到大氣中的灰塵沾染及外在環(huán)境影響電池的效能，因此，已知作法主要利用聚合物13等絕緣材料針對設置在基板11上的太陽能電池12進行封裝，惟此種以聚合物13封裝的方式，其聚合物13表面形狀會影響到太陽光的入射及反射，所以，若封裝的不好會直接影響到太陽能電池12吸收入射光譜的效能，且當聚合物13在長時間與空氣接觸的情形下，恐會有吸收濕氣的問題發(fā)生，進而嚴重降低絕緣與保護的成效，因此，上述封裝方式皆會影響到電池的使用壽命及效能。因此，本發(fā)明鑒于已知技術的缺失，乃經(jīng)悉心試驗與研究并一本鍥而不舍的精神，終創(chuàng)作出本發(fā)明『聚光型光伏電池模塊』。以下為本發(fā)明的簡要說明。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種聚光型光伏電池模塊，其中在電池模塊內(nèi)設置框件、及在框件上設置光學元件，且利用框件內(nèi)的腔室供太陽能電池設置，以及在腔室內(nèi)充填透明膠或其他具有良好光線穿透率及絕緣效果的聚合物材料，以阻隔太陽能電池與外界環(huán)境因子接觸，即可提升太陽能電池的效能。本發(fā)明的另一目的在于可控制框件的高度以調(diào)整設置于框架上的光學元件與框架的腔室內(nèi)的太陽能電池之間的距離及平行度參數(shù)等，以提升太陽能電池效能。于是，本發(fā)明所揭示的一種聚光型光伏電池模塊包括基板、多電極、電池、至少一電學連接件、框件及光學元件；其中電極至少包括第一、第二電極，且第一及第二電極分別設置在基板不同區(qū)域的預定位置上以分別形成第一電極層及第二電極層；電池具有正、負電極，并設置于第一電極層上，且正、負電極中之一電極與第一電極層電學連接，并利用電學連接件將第二電極層及電池的另一電極電學連接；此外，框件由陶瓷材料制成并跨設在基板上，且具有腔室，使上述的電池位于該腔室內(nèi)；光學元件設置于框件上方的環(huán)形槽上，并在光學元件及框件共構成的腔室內(nèi)充填介質(zhì)材料或是不充填任何材料。其中第一電極層及第二電極層的電極性分別與其連接的電極的電極性相同，且第一電極層與第二電極層的電極性相反，而光學元件為透明保護蓋、聚合物、透鏡或其他具備有良好光線穿透率的光學元件中的任一者，以及介質(zhì)材料為透明膠或其他具備有良好光線穿透率及絕緣效果的聚合物材料中的任一者。圖1為已知光伏電池模塊的剖視圖。圖2為本發(fā)明聚光型光伏電池模塊的第一優(yōu)選實施例的立體分解圖。5圖3為本發(fā)明聚光型光伏電池模塊的第一優(yōu)選實施例的立體組合圖。圖4為本發(fā)明聚光型光伏電池模塊的第一優(yōu)選實施例的平面示意圖。圖5為本發(fā)明聚光型光伏電池模塊的第一優(yōu)選實施例的剖面示意圖。圖6為本發(fā)明聚光型光伏電池模塊的第二優(yōu)選實施例的剖面示意圖。圖7為本發(fā)明聚光型光伏電池模塊的第三優(yōu)選實施例的剖面示意圖。圖8為本發(fā)明聚光型光伏電池^^莫塊的第四優(yōu)選實施例的剖面示意圖。附圖標記說明1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>具體實施例方式本發(fā)明的技術內(nèi)容與功效，將在以下配合圖式的優(yōu)選實施例詳細說明中詳述。如圖2至圖5所示，其為本發(fā)明的聚光型光伏電池模塊2第一優(yōu)選實施例，其主要包括基板21、第一電極層22、第二電極層23、太陽能電池24、多個電學連接件25、框件26、光學元件27、接合層28及介質(zhì)材料層29所組成?；?1的材料在本實施例中可以為陶瓷材料(Ceramic)、藍寶石(Sapphire)、A1N、SiC、BeO或其他材料的任一者，其中在基板U的不同區(qū)域的預定位置上分別形成第一電極層22及第二電極層23,且分別施以正電極性及負電極性(依所連接的太陽能電池24的正、負電極241、242來決定其電極性)，而該第一電極層22及第二電極層23各自連接導線的一端，以將該太陽能電池24的電能傳送至該二導線的另一端所連接的電子裝置，藉以提供該電子裝置運作所需的電能；然而在其他實施例中，第一電極層22亦可以為負電極性，而第二電極層23則為與第一電極層22極性相反的正電極性。太陽能電池24具有正電極241及負電極242，它是一種能量轉(zhuǎn)換的光電元件，其主要用以將接收的太陽光能量轉(zhuǎn)換成電能，而由于太陽能電池24與已知技術并無不同，故其組成及發(fā)電原理不再贅述。其中太陽能電池24可以采錫焊或?qū)щ娔z粘合等方式設置于第一電極層22上，且第一電極層22與電池的正電極241電學連接，該太陽能電池24的負電極242則通過多個電學連接件25而與第二電極層23電學連接。其中第一電極層22與第二電極層23的極性相反，且第一電極層22與其連接電池24的電極241的電極性相同及第二電極層23與其連接電池24的電極242的電極性相同?？蚣?6在本實施例中為概呈矩形的框架結構，然而在其他實施例中亦可為圓形、多邊形等其他幾何形狀。該框件26由陶瓷材料制成，且具有腔室261,及框件26上方的內(nèi)周緣處并凹設有適當深度的環(huán)形槽262，其中框件26分別跨設在基板21上，以使太陽能電池24安置于腔室261內(nèi)部。光學元件27的材料可以為透明保護蓋、聚合物、反射鏡、透鏡或其他具備有良好光線穿透率的光學元件，其主要是設置于上述的環(huán)形槽262內(nèi)，使腔室261得以呈密閉，且讓位于腔室261內(nèi)的太陽能電池24可阻絕與外界的環(huán)境因子(如環(huán)境水氣、腐蝕物質(zhì)、臟污)接觸的機會；如圖6所示，為本發(fā)明第二實施例，在該實施例中，該框件26上亦可以不須設有環(huán)形槽262，而直接將光學元件27設置在框件26上。接合層28可以采用印刷或鍍膜等方式設置于基板21的下方，在本實施例中可以為銀膠，其功用在于結合散熱座，并將光伏電池模塊2進行光電轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的熱量導引至散熱座。介質(zhì)材料層29的材料可以為透明膠或其他具備有良好光線穿透率及絕緣效果的聚合物材料，且介質(zhì)材料層29的材料的選擇上考量與光學元件27的折射率相接近的材料，其中將該介質(zhì)材料充填滿腔室261內(nèi)的剩余空間，以在腔室261內(nèi)形成介質(zhì)材料層29，該介質(zhì)材料層29并與光學元件27緊密貼合及同時包覆太陽能電池24，進而達到更確實的絕緣及保護的作用；此外，當介質(zhì)材料層29與光學元件27緊密貼合時，因兩者的折射率(refractiveindex)愈接近，光線的穿透率將愈高，而可以提高太陽能電池24的接收太陽能效率。如圖7所示，為本發(fā)明聚光型光伏電池才莫塊2第三優(yōu)選實施例的剖面示意圖，在此實施例中，腔室261內(nèi)也可不需要使用任何的介質(zhì)材料，而單以內(nèi)部的空氣作為太陽光傳導用的介質(zhì)；又或者如圖8所示，為本發(fā)明第四優(yōu)選實施例，其是在該腔室261內(nèi)充填適當容量的介質(zhì)材料以達到封裝太陽能電池24之目的即可。綜上所述，本發(fā)明所揭示聚光型光伏電池模塊2主要在基板21上設置框件26,以及在框件26上設置光學元件27,使太陽能電池24設置于框件26及光學元件27共構的腔室261內(nèi)，并再在腔室261內(nèi)進行封裝的程序。再者，上述設計除了可以通過框件26及光學元件27的保護以降低太陽能電池24與環(huán)境水氣、腐蝕物質(zhì)、臟污接觸的機會，并可提升整體外型的美觀；此外，本發(fā)明也可以通過控制框件26的高度來調(diào)整光學元件27與電池24間的距離、平行度等參數(shù)，進而改善電池24接收太陽光的效率。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，上述實施例僅用來說明而非用以限定本發(fā)明的權利要求，本發(fā)明的范疇由以下的權利要求所界定。凡依本發(fā)明權利要求所作的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。權利要求1、一種聚光型光伏電池模塊，包括基板；第一電極和第二電極，分別設置在該基板不同區(qū)域的預定位置上，以分別形成第一電極層及第二電極層；電池，設置于該第一電極層上；至少一電學連接件，用以電學連接該第二電極層及該電池；以及框件，跨設在該基板上，使該電池位于該框件內(nèi)。2、如權利要求1所述的聚光型光伏電池模塊，其中該電池具有正、負電極，而該正、負電極中之一電極與該第一電極層電學連接，及另一電極與該第二電極層電學連接，且該第一電極層及第二電極層的電極性分別與其連接的電極的電極性相同。3、如權利要求1所述的聚光型光伏電池才莫塊，其中還包含二導線，該二導線的一端分別電學連接該第一電極層及第二電極層。4、如權利要求3所述的聚光型光伏電池模塊，其中該二導線的另一端電學連接電子裝置，藉以將該電池的電能傳送至該電子裝置。5、如權利要求1所述的聚光型光伏電池模塊，其中該電池與第一電極層結合方式采錫焊或?qū)щ娔z粘合方式。6、如權利要求1或5所述的聚光型光伏電池模塊，其中該電池為太陽能電池。7、如權利要求1所述的聚光型光伏電池模塊，其中該基板為陶瓷材料、藍寶石、A1N、SiC或BeO材料。8、如權利要求1所述的聚光型光伏電池模塊，其還包括光學元件，設置于該框件上，且該光學元件為透明保護蓋、聚合物、反射鏡、透鏡或具備有良好光線穿透率的光學元件。9、如權利要求8所述的聚光型光伏電池模塊，其中該框件為矩形、圓形或多邊形，且該框件上方的內(nèi)周緣處凹設有適當深度的環(huán)形槽，以供該光學元件設置于其中。10、如權利要求1、8或9所述的聚光型光伏電池模塊，其中該框件具有腔室。11、如權利要求l、8或9所述的聚光型光伏電池模塊，其中該框件由陶瓷材料制成。12、如權利要求1所述的聚光型光伏電池模塊，其還包含介質(zhì)材料，充填在該框件內(nèi)以封裝該電池，且該介質(zhì)材料為透明膠或具備有良好光線穿透率及絕緣效果的聚合物材料。13、如權利要求1所述的聚光型光伏電池模塊，其還包含接合層，采用印刷或鍍膜方式設置于該基板下方，其作用在于結合散熱座，并將該光伏電池模塊進行光電轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的熱量導引至該散熱座。14、如權利要求13所述的聚光型光伏電池模塊，其中該接合層為銀膠。全文摘要本發(fā)明公開了一種聚光型光伏電池模塊，包括基板、多電極、電池、至少一電學連接件及框件；其中電極至少包括第一、第二電極，且第一及第二電極分別設置在基板不同區(qū)域的預定位置上以分別形成第一電極層及第二電極層；電池具有正、負電極，并設置于第一電極層上，并利用電學連接件將第二電極層及電池電學連接；框件則設置于第一電極層及第二電極層上，且具有腔室，使上述的電池位于腔室內(nèi)。文檔編號H01L31/042GK101320758SQ20071010658公開日2008年12月10日申請日期2007年6月6日優(yōu)先權日2007年6月6日發(fā)明者謝俞枰,賴仲彥,魏志宏申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司