導(dǎo)熱密封復(fù)合層及包含其的太陽能模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于半導(dǎo)體裝置相關(guān)領(lǐng)域，特別涉及一種導(dǎo)熱密封復(fù)合層及包含其的太陽 能模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)的太陽能模塊由上而下依序?yàn)橥该骰?、第一密封樹脂層、光電轉(zhuǎn)換元 件、第二密封樹脂層及背板，其中該光電轉(zhuǎn)換元件是由第一、第二密封樹脂層所包覆，以避 免光電轉(zhuǎn)換元件受到外界環(huán)境中水氣的影響。然而，由于現(xiàn)有技術(shù)的光電轉(zhuǎn)換元件將太陽 光轉(zhuǎn)換為電能的轉(zhuǎn)換效率僅有約14至22%，剩余的能量則轉(zhuǎn)換為熱能或反射至外界環(huán)境 中，致使太陽能模塊的工作溫度不當(dāng)提高，而降低太陽能模塊的光電轉(zhuǎn)換率。為克服前述問 題，現(xiàn)有技術(shù)提供一種改進(jìn)式太陽能模塊，其是在背板相對于第二密封樹脂層的一側(cè)上設(shè) 置散熱鰭片，通過在太陽能模塊的疊層結(jié)構(gòu)的外部設(shè)置散熱鰭片提高散熱面積，以試圖降 低太陽能模塊的工作溫度。
[0003] 然而，以此方式改進(jìn)太陽能模塊具備下列問題：
[0004] 1需改變現(xiàn)有量產(chǎn)太陽能模塊的封裝制造方法，徒增制造方法上的不便利性；
[0005] 2裝設(shè)散熱鰭片后將增加整體太陽能模塊的體積與厚度大小，而限制太陽能模塊 與其他電子元件的應(yīng)用性；
[0006] 3光電轉(zhuǎn)換兀件的外圍皆被兩材料相同且低熱傳導(dǎo)系數(shù)的第一、第二密封樹脂層 所包覆，致使光電轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的熱能仍無從通過第二密封樹脂層及背板傳導(dǎo)至外部的 散熱鰭片，因此即便在太陽能模塊的外圍設(shè)置散熱鰭片，也無法具體達(dá)到降低太陽能模塊 的工作溫度的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)所面臨的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的在于發(fā)展另一種能有效逸散光 電轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的熱能的途徑，以達(dá)到降低太陽能模塊的工作溫度及提升太陽能模塊的 光電轉(zhuǎn)換效率及發(fā)電輸出量等功效。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于以不需額外增加太陽能模塊的體積及不需改變太陽能模 塊的封裝制造方法的情況下，達(dá)到減緩太陽能模塊的內(nèi)部元件因長期處于高工作溫度下所 造成的老化現(xiàn)象。
[0009] 為達(dá)成前述目的，本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱密封復(fù)合層，其包含：
[0010] 一導(dǎo)熱樹脂層，其包括一熱可塑性樹脂及分散于該熱可塑性樹脂中的多個(gè)無機(jī)粒 子，所述無機(jī)粒子相對于整體導(dǎo)熱樹脂層的含量介于10體積百分比至70體積百分比之間， 且該導(dǎo)熱樹脂層的熱傳導(dǎo)系數(shù)介于〇. 5W/mK至8W/mK之間；以及一接著樹脂層，其設(shè)置于該 導(dǎo)熱樹脂層上，該接著樹脂層的熱傳導(dǎo)系數(shù)介于〇. 〇5W/mK至0. 4W/mK之間；其中，該接著樹 脂層的厚度相對于該接著樹脂層與該導(dǎo)熱樹脂層的厚度和介于〇. 1%至10%之間，且該接著 樹脂層與該導(dǎo)熱樹脂層的總熱阻抗值小于0. 72°C-in2/W。
[0011] 依據(jù)本發(fā)明，通過合并控制無機(jī)粒子相對于整體導(dǎo)熱樹脂層的含量以及接著樹脂 層的厚度相對于接著樹脂層與該導(dǎo)熱樹脂層的厚度和等范圍，能確保導(dǎo)熱密封復(fù)合層的總 熱阻抗值小于0. 72°c-in2/w。據(jù)此，將本發(fā)明的導(dǎo)熱密封復(fù)合層應(yīng)用于太陽能模塊能有效 逸散散光電轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的熱能，借此減緩太陽能模塊的高溫老化現(xiàn)象、降低太陽能模 塊的工作溫度，同時(shí)提升太陽能模塊的光電轉(zhuǎn)換效率及發(fā)電輸出量。
[0012] 較佳的，該接著樹脂層可以熱熔加工或濕式涂布加工等方法形成于導(dǎo)熱樹脂層 上。
[0013] 較佳的，所述無機(jī)粒子相對于整體導(dǎo)熱樹脂層的含量介于20體積百分比至70體 積百分比之間。
[0014] 較佳的，該導(dǎo)熱樹脂層中熱可塑性樹脂的熱傳導(dǎo)系數(shù)介于0. 〇5W/mK至0. 4W/mK之 間。
[0015] 較佳的，該接著樹脂層與該導(dǎo)熱樹脂層的厚度和介于20微米至600微米之間。
[0016] 較佳的，在該導(dǎo)熱密封復(fù)合層中，該導(dǎo)熱樹脂層與該接著樹脂層的總熱阻抗值介 于o.orc-in2/w至0. 72°C-in2/w之間。在較可實(shí)行的一實(shí)施例中，該導(dǎo)熱密封復(fù)合層的 導(dǎo)熱樹脂層與該接著樹脂層的總熱阻抗值介于〇. 1°C_in2/W至0. 72°C_in2/W之間。較佳 的，該導(dǎo)熱密封復(fù)合層具有大于1. 〇X1014Q*cm的電阻值、22kV/mm的破壞電壓、小于0. 1% 的絕緣破壞電壓吸水率（20°C/24小時(shí)）、小于3%的縱向收縮率（依據(jù)ASTMD1204檢測方 法所測得）及小于1. 0%的橫向收縮率（120°C/3分鐘，依據(jù)ASTMD1204檢測方法所測得） 等特性。
[0017] 此外，本發(fā)明另提供一種太陽能模塊，其包含：
[0018] -透明基板；一密封樹脂層，其設(shè)置于該透明基板上；一光電轉(zhuǎn)換兀件，其設(shè)置于 該密封樹脂層上；一如前所述的導(dǎo)熱密封復(fù)合層，其設(shè)置于該光電轉(zhuǎn)換元件及該密封樹脂 層上，且該導(dǎo)熱密封復(fù)合層的接著樹脂層與該光電轉(zhuǎn)換元件接觸；以及一背板，其設(shè)置于該 導(dǎo)熱密封復(fù)合層的導(dǎo)熱樹脂層上。
[0019] 較佳的，在其中一實(shí)施例中，該太陽能模塊包含另一導(dǎo)熱樹脂層，該另一導(dǎo)熱樹脂 層形成于該導(dǎo)熱密封復(fù)合層及該背板的外圍并與該光電轉(zhuǎn)換元件接觸。據(jù)此，該太陽能模 塊能通過導(dǎo)熱密封復(fù)合層的導(dǎo)熱樹脂層及另一導(dǎo)熱樹脂層的傳導(dǎo)路徑或直接通過另一導(dǎo) 熱樹脂層的作用，將光電轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的熱能逸散至太陽能模塊外，借此降低太陽能模 塊的工作溫度。
[0020] 較佳的，該太陽能模塊包含一導(dǎo)熱密封粘著層及一金屬外框，該金屬外框是通過 該導(dǎo)熱密封粘著層貼合于該透明基板、該密封樹脂層、該導(dǎo)熱密封復(fù)合層及該背板的外圍。 據(jù)此，該太陽能模塊能通過導(dǎo)熱密封復(fù)合層的導(dǎo)熱樹脂層、導(dǎo)熱密封粘著層及金屬外框的 傳導(dǎo)路徑，將光電轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的熱能逸散至太陽能模塊外，借此降低太陽能模塊的工 作溫度。
[0021] 更佳的，該另一導(dǎo)熱樹脂層形成于該導(dǎo)熱密封復(fù)合層與該導(dǎo)熱密封粘著層之間以 及形成于該背板與該導(dǎo)熱密封粘著層之間，且該另一導(dǎo)熱樹脂層是與該光電轉(zhuǎn)換元件接 觸。據(jù)此，該太陽能模塊能通過導(dǎo)熱密封復(fù)合層的導(dǎo)熱樹脂層、導(dǎo)熱密封粘著層及金屬外框 的傳導(dǎo)路徑或直接通過另一導(dǎo)熱樹脂層的作用，將光電轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的熱能逸散至太陽 能模塊外，借此降低太陽能模塊的工作溫度。
[0022] 較佳的，另一導(dǎo)熱樹脂層包括一熱可塑性樹脂及分散于該熱可塑性樹脂中的多個(gè) 無機(jī)粒子，所述無機(jī)粒子相對于整體另一導(dǎo)熱樹脂層的含量介于10體積百分比至70體積 百分比之間，且該另一導(dǎo)熱樹脂層的熱傳導(dǎo)系數(shù)介于0. 5W/mK至8W/mK之間。
[0023] 更佳的，所述無機(jī)粒子相對于整體另一導(dǎo)熱樹脂層的含量介于20體積百分比至 70體積百分比之間。
[0024] 較佳的，該導(dǎo)熱密封粘著層的熱傳導(dǎo)系數(shù)介于0. 05W/mK至0. 4W/mK之間。
[0025] 依據(jù)本發(fā)明，該接著樹脂層包含一熱可塑性樹脂。該導(dǎo)熱樹脂層、該另一導(dǎo)熱樹 脂層及該接著樹脂層中的熱可塑性樹脂可為聚烯烴化合物，例如：聚乙烯及丙烯共聚物、 聚丙烯及乙烯共聚物、聚乙烯離子聚合物、乙烯及乙烯乙酸乙烯酯共聚物、交聯(lián)的聚乙烯 聚合物，但并非僅限于此。舉例而言，該熱可塑性樹脂可為：乙烯丙烯酸共聚樹脂、乙烯 丙三醇共聚樹脂、乙烯醋酸乙烯共聚樹脂（ethylene-vinylacetatecopolymerresin, EVA)、聚乙烯醇縮丁醒樹脂（polyvinylbutyral，PVB)、熱可塑性聚氨酯（thermoplastic polyurethane,TPU)或聚乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯（polyethylene-glycidyl methacrylate,EGMA)〇
[0026] 依據(jù)本發(fā)明，該粘著材料可為硅膠或熱熔膠。
[0027] 依據(jù)本發(fā)明，該密封樹脂層為光穿透率大于92%以上的樹脂層，例如：乙烯丙烯 酸共聚樹脂、乙烯丙三醇共聚樹脂、乙烯醋酸乙烯共聚樹脂（ethylene-vinylacetate copolymerresin，EVA)、聚乙烯醇縮丁 醒樹脂（polyvinylbutyral，PVB)、熱可塑 性聚氨酯（thermoplasticpolyurethane,TPU)或聚乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯 (polyethylene-glycidylmethacrylate,EGMA)〇
[0028] 依據(jù)本發(fā)明，該透明基板可為光穿透率大于92%以上的基板，例如：玻璃基板。
[0029] 依據(jù)本發(fā)明，該光電轉(zhuǎn)換元件可為單晶硅太陽能電池晶片或多晶硅太陽能電池晶 片。
[0030] 依據(jù)本發(fā)明，該背板為具有良好耐候絕緣性的塑料背板，其材料例如：聚氟乙烯 (polyvinylfluoride，PVF)或聚對苯二甲酸乙二酯（polyethyleneterephthalate，PET)。
[0031] 較佳的，所述無機(jī)粒子的粒徑小于或等于20微米；更佳的，所述無機(jī)粒子的粒徑 介于1微米至20微米之間。