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CN108878564A - 一种太阳能电池组件及其制备方法 - Google Patents

一种太阳能电池组件及其制备方法 Download PDF

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CN108878564A
CN108878564A CN201810725694.3A CN201810725694A CN108878564A CN 108878564 A CN108878564 A CN 108878564A CN 201810725694 A CN201810725694 A CN 201810725694A CN 108878564 A CN108878564 A CN 108878564A
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China
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solar cell
layer
metal copper
cell module
polybutylene terephthalate
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CN201810725694.3A
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戴世元
王培培
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Nantong Voight Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Nantong Voight Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种太阳能电池组件及其制备方法，该方法包括以下步骤：在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面粘结多个三棱柱凸条，在太阳能电池背板的下表面形成多个呈矩阵排布的盲孔，所述盲孔的顶表面在相应的所述凸条中，每个所述盲孔中嵌入一导热柱，所述导热柱的一部分突出于所述太阳能电池背板的下表面，所述导热柱包括金属铜柱、第一弹性橡胶层、金属镀铜层以及导热硅胶层，每个所述金属铜柱的底表面均设置一凹孔，在每个所述三棱柱凸条的侧表面上设置太阳能电池片，接着铺设第一导热封装胶层、第二封装胶层以及透明玻璃板，通过层压处理以形成所述太阳能电池组件。

Description

一种太阳能电池组件及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种太阳能电池组件及其制备方法。
背景技术
现有的太阳能电池组件的制备过程中，通常是在太阳能电池背板上铺设第一EVA封装胶层，然后在第一EVA封装胶层上铺设太阳能电池片层，接着在太阳能电池片层上铺设第二EVA封装胶层，最后在第二EVA封装胶层上铺设钢化玻璃盖板，然后通过层压工序以形成太阳能电池组件。由于需要在相邻太阳能电池片之间设置间隙，进而导致整个太阳能电池组件的有效面积减少，进而导致太阳能电池组件的输出功率相对不高。因此，如何设计一种高输出功率的太阳能电池组件，是业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种太阳能电池组件及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提出的一种太阳能电池组件的制备方法，包括以下步骤：
1)在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的下表面粘结硅橡胶层，接着在硅橡胶层的下表面粘结含氟树脂层，以形成太阳能电池背板；
2）在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面粘结多个凸条，多个所述凸条平行排列，所述凸条的结构为三棱柱，所述三棱柱的第一侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面完全重合，所述三棱柱的第二侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面的夹角为90度，所述三棱柱的第三侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面的夹角为30度-60度；
3）在所述太阳能电池背板的下表面形成多个呈矩阵排布的盲孔，每个所述凸条与一行所述盲孔相对设置，所述盲孔的顶表面在相应的所述凸条中，每个所述盲孔中嵌入一导热柱，所述导热柱的一部分突出于所述太阳能电池背板的下表面，所述导热柱包括金属铜柱，第一弹性橡胶层，所述第一弹性橡胶层包覆所述金属铜柱的侧表面，金属镀铜层，所述金属镀铜层包覆所述第一弹性橡胶层的侧表面，导热硅胶层，所述导热硅胶层包覆所述金属镀铜层的侧表面以及所述金属铜柱的顶面，每个所述金属铜柱的底表面均设置一凹孔，所述凹孔的直径与所述金属铜柱的直径的比值为0.5-0.75，所述凹孔的深度与所述金属铜柱的长度的比值为0.5-0.7；
4）在每个所述三棱柱的第三侧表面上设置太阳能电池片，相邻太阳能电池片之间通过焊带进行电连接；
5）在所述太阳能电池背板表面铺设第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层将相邻所述凸条之间的间隙填满，所述第一导热封装胶层的上表面为平坦面；
6）在所述第一导热封装胶层上铺设第二封装胶层；
7）在所述第二封装胶层上铺设透明玻璃板，通过层压处理以形成所述太阳能电池组件。
作为优选，所述凸条包括聚酯材料以及相对于所述聚酯材料100重量份为20-30重量份的导热粉末，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板包括聚对苯二甲酸丁二醇酯以及相对于所述聚对苯二甲酸丁二醇酯100重量份为10-15重量份的导热粉末，所述第一导热封装胶层包括聚烯烃材料以及相对于所述聚烯烃材料100重量份为20-30重量份的导热粉末，所述第二封装胶层的材质为聚烯烃材料。
作为优选，所述导热粉末的材质为氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝、氧化镁、碳化硅以及石墨烯中的一种或多种。
作为优选，所述太阳能电池片的长度为125 mm或156 mm，所述太阳能电池片的宽度为15-30 mm，所述太阳能电池片的宽度与所述三棱柱的所述第三侧表面的宽度相同。
作为优选，所述盲孔的直径为5-15毫米，相邻所述通孔之间的间距为2-10毫米，所述通孔的直径与所述导热柱的直径相同。
作为优选，所述金属铜柱的直径为3-10毫米，所述第一弹性橡胶层的厚度为0.75-2毫米，所述金属镀铜层的厚度为150-250微米，所述导热硅胶层的厚度为100-250微米，所述凹孔的直径为1.5-7.5毫米。
作为优选，将太阳能电池组件置于层压装置的上腔室中，保持上腔室的压强为2000-5000 Pa，保持层压装置的下腔室的压强为0.05-0.15 MPa，以5-10℃/min从室温升温至65-85℃，并保持2-4分钟，接着将下腔室的压强升高至0.2-0.25 MPa，并以10-15℃/min升温至95-115℃，保持1-4分钟，接着将下腔室的压强下降到0.05-0.15 MPa，并以10-15℃/min升温至125-135℃，保持2-4分钟，接着将下腔室的压强升高至0.2-0.25 MPa, 并以5-10℃/min升温至150-160℃，并保持15-25分钟，以完成所述压合处理的工序。
本发明还提出了一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件采用上述方法制备形成的。
本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的太阳能电池组件中，在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面粘结多个凸条，并将太阳能电池片放置于凸条的倾斜侧表面上，与现有的太阳能电池组件相比，本发明的太阳能电池组件可以装载更多的太阳能电池片，进而提高了太阳能电池组件的输出功率，且通过优化凸条的倾斜侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面的夹角，确保单个太阳能电池片可以充分吸收太阳光的同时，最大程度的增加总的太阳能电池片的个数，进而可以获得最优的输出功率。同时在本发明的太阳能电池组件中，各太阳能电池片的排列方向一致，使得各太阳能电池片受光均匀，光电转换效率稳定。同时在太阳能电池组件的下表面形成多个呈矩阵排布的盲孔并嵌入导热柱，且导热柱嵌入到相应的凸条中，有效提高了太阳能电池组件的散热性能，在金属铜柱的底表面均设置一凹孔，并优化凹孔的具体尺寸，进一步提高了其散热性能，在金属铜柱表面设置弹性橡胶层和导热硅胶层，使得本发明的太阳能电池组件具有优异的减震性能。第一EVA导热封装胶层将相邻所述凸条之间的间隙填满，且第一EVA导热封装胶层的上表面为平坦面，第二EVA胶层铺设在所述第一EVA导热封装胶层上，有效提高了光伏电池板的密封性能，可以避免水汽进入。在本发明的太阳能电池组件的制备方法简单易行，易于工业化生产，且通过优化层压处理的具体工艺参数，使得层压后的太阳能电池组件密封性能优异，稳定性好，提高了其使用寿命。
附图说明
图1为本发明的太阳能电池组件的截面示意图。
图2为本发明的太阳能电池组件的仰视图。
图3为本发明的导热柱的仰视图。
图4为本发明的导热柱的截面示意图。
具体实施方式
本发明具体实施例提出的一种太阳能电池组件的制备方法，包括以下步骤：
1)在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的下表面粘结硅橡胶层，接着在硅橡胶层的下表面粘结含氟树脂层，以形成太阳能电池背板；
2）在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面粘结多个凸条，多个所述凸条平行排列，所述凸条的结构为三棱柱，所述三棱柱的第一侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面完全重合，所述三棱柱的第二侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面的夹角为90度，所述三棱柱的第三侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面的夹角为30度-60度；
3）在所述太阳能电池背板的下表面形成多个呈矩阵排布的盲孔，每个所述凸条与一行所述盲孔相对设置，所述盲孔的顶表面在相应的所述凸条中，每个所述盲孔中嵌入一导热柱，所述导热柱的一部分突出于所述太阳能电池背板的下表面，所述导热柱包括金属铜柱，第一弹性橡胶层，所述第一弹性橡胶层包覆所述金属铜柱的侧表面，金属镀铜层，所述金属镀铜层包覆所述第一弹性橡胶层的侧表面，导热硅胶层，所述导热硅胶层包覆所述金属镀铜层的侧表面以及所述金属铜柱的顶面，每个所述金属铜柱的底表面均设置一凹孔，所述凹孔的直径与所述金属铜柱的直径的比值为0.5-0.75，所述凹孔的深度与所述金属铜柱的长度的比值为0.5-0.7；
4）在每个所述三棱柱的第三侧表面上设置太阳能电池片，相邻太阳能电池片之间通过焊带进行电连接；
5）在所述太阳能电池背板表面铺设第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层将相邻所述凸条之间的间隙填满，所述第一导热封装胶层的上表面为平坦面；
6）在所述第一导热封装胶层上铺设第二封装胶层；
7）在所述第二封装胶层上铺设透明玻璃板，通过层压处理以形成所述太阳能电池组件。
进一步的，所述凸条包括聚酯材料以及相对于所述聚酯材料100重量份为20-30重量份的导热粉末，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板包括聚对苯二甲酸丁二醇酯以及相对于所述聚对苯二甲酸丁二醇酯100重量份为10-15重量份的导热粉末，所述第一导热封装胶层包括聚烯烃材料以及相对于所述聚烯烃材料100重量份为20-30重量份的导热粉末，所述第二封装胶层的材质为聚烯烃材料。
进一步的，所述导热粉末的材质为氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝、氧化镁、碳化硅以及石墨烯中的一种或多种。
进一步的，所述太阳能电池片的长度为125 mm或156 mm，所述太阳能电池片的宽度为15-30 mm，所述太阳能电池片的宽度与所述三棱柱的所述第三侧表面的宽度相同。
进一步的，所述盲孔的直径为5-15毫米，相邻所述通孔之间的间距为2-10毫米，所述通孔的直径与所述导热柱的直径相同。
进一步的，所述金属铜柱的直径为3-10毫米，所述第一弹性橡胶层的厚度为0.75-2毫米，所述金属镀铜层的厚度为150-250微米，所述导热硅胶层的厚度为100-250微米，所述凹孔的直径为1.5-7.5毫米。
进一步的，将太阳能电池组件置于层压装置的上腔室中，保持上腔室的压强为2000-5000 Pa，保持层压装置的下腔室的压强为0.05-0.15 MPa，以5-10℃/min从室温升温至65-85℃，并保持2-4分钟，接着将下腔室的压强升高至0.2-0.25 MPa，并以10-15℃/min升温至95-115℃，保持1-4分钟，接着将下腔室的压强下降到0.05-0.15 MPa，并以10-15℃/min升温至125-135℃，保持2-4分钟，接着将下腔室的压强升高至0.2-0.25 MPa, 并以5-10℃/min升温至150-160℃，并保持15-25分钟，以完成所述压合处理的工序。
如图1-4所示，所述太阳能电池组件包括太阳能电池背板，所述太阳能电池背板包括层叠的含氟树脂层1、硅橡胶层2以及聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板3，在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板3的上表面粘结有多个凸条4，多个所述凸条4平行排列，所述凸条4的结构为三棱柱，所述三棱柱的第一侧表面41与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板3的上表面完全重合，所述三棱柱的第二侧表面42与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板3的上表面的夹角为90度，所述三棱柱的第三侧表面43与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板3的上表面的夹角为30度-60度；在所述太阳能电池背板的下表面形成有多个呈矩阵排布的盲孔5，每个所述凸条4与一行所述盲孔5相对设置，所述盲孔5的顶表面在相应的所述凸条4中，每个所述盲孔5中嵌入一导热柱6，所述导热柱6的一部分突出于所述太阳能电池背板的下表面，所述导热柱6包括金属铜柱61、第一弹性橡胶层62、金属镀铜层63以及导热硅胶层64，所述导热硅胶层64包覆所述金属镀铜层63的侧表面以及所述金属铜柱61的顶面，每个所述金属铜柱61的底表面均设置一凹孔65，所述凹孔65的直径与所述金属铜柱61的直径的比值为0.5-0.75，所述凹孔65的深度与所述金属铜柱61的长度的比值为0.5-0.7；在每个所述三棱柱的第三侧表面43上设置太阳能电池片7，相邻太阳能电池片7之间通过焊带进行电连接；在所述太阳能电池背板表面铺设第一导热封装胶层8，所述第一导热封装胶层8将相邻所述凸条4之间的间隙填满，所述第一导热封装胶层8的上表面为平坦面；在所述第一导热封装胶层8上铺设第二封装胶层9；在所述第二封装胶层9上铺设透明玻璃板10。
实施例1：
一种太阳能电池组件的制备方法，包括以下步骤：1)在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的下表面粘结硅橡胶层，接着在硅橡胶层的下表面粘结含氟树脂层，以形成太阳能电池背板；2）在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面粘结多个凸条，多个所述凸条平行排列，所述凸条的结构为三棱柱，所述三棱柱的第一侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面完全重合，所述三棱柱的第二侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面的夹角为90度，所述三棱柱的第三侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面的夹角为60度；3）在所述太阳能电池背板的下表面形成多个呈矩阵排布的盲孔，每个所述凸条与一行所述盲孔相对设置，所述盲孔的顶表面在相应的所述凸条中，每个所述盲孔中嵌入一导热柱，所述导热柱的一部分突出于所述太阳能电池背板的下表面，所述导热柱包括金属铜柱，第一弹性橡胶层，所述第一弹性橡胶层包覆所述金属铜柱的侧表面，金属镀铜层，所述金属镀铜层包覆所述第一弹性橡胶层的侧表面，导热硅胶层，所述导热硅胶层包覆所述金属镀铜层的侧表面以及所述金属铜柱的顶面，每个所述金属铜柱的底表面均设置一凹孔，所述凹孔的直径与所述金属铜柱的直径的比值为0.6，所述凹孔的深度与所述金属铜柱的长度的比值为0.6；4）在每个所述三棱柱的第三侧表面上设置太阳能电池片，相邻太阳能电池片之间通过焊带进行电连接；5）在所述太阳能电池背板表面铺设第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层将相邻所述凸条之间的间隙填满，所述第一导热封装胶层的上表面为平坦面；6）在所述第一导热封装胶层上铺设第二封装胶层；7）在所述第二封装胶层上铺设透明玻璃板，通过层压处理以形成所述太阳能电池组件。
其中，所述凸条包括聚酯材料以及相对于所述聚酯材料100重量份为25重量份的导热粉末，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板包括聚对苯二甲酸丁二醇酯以及相对于所述聚对苯二甲酸丁二醇酯100重量份为12重量份的导热粉末，所述第一导热封装胶层包括聚烯烃材料以及相对于所述聚烯烃材料100重量份为25重量份的导热粉末，所述第二封装胶层的材质为聚烯烃材料。所述导热粉末的材质为碳化硅。所述太阳能电池片的长度为125mm或156 mm，所述太阳能电池片的宽度为30 mm，所述太阳能电池片的宽度与所述三棱柱的所述第三侧表面的宽度相同。所述盲孔的直径为10毫米，相邻所述通孔之间的间距为5毫米，所述通孔的直径与所述导热柱的直径相同。所述金属铜柱的直径为6.3毫米，所述第一弹性橡胶层的厚度为1.5毫米，所述金属镀铜层的厚度为200微米，所述导热硅胶层的厚度为150微米，所述凹孔的直径为3.8毫米。将太阳能电池组件置于层压装置的上腔室中，保持上腔室的压强为4000 Pa，保持层压装置的下腔室的压强为0.1 MPa，以10℃/min从室温升温至75℃，并保持3分钟，接着将下腔室的压强升高至0.2 MPa，并以15℃/min升温至105℃，保持2分钟，接着将下腔室的压强下降到0.15 MPa，并以10℃/min升温至130℃，保持4分钟，接着将下腔室的压强升高至0.25 MPa, 并以10℃/min升温至150℃，并保持25分钟，以完成所述压合处理的工序。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种太阳能电池组件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的下表面粘结硅橡胶层，接着在硅橡胶层的下表面粘结含氟树脂层，以形成太阳能电池背板；
2）在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面粘结多个凸条，多个所述凸条平行排列，所述凸条的结构为三棱柱，所述三棱柱的第一侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面完全重合，所述三棱柱的第二侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面的夹角为90度，所述三棱柱的第三侧表面与所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板的上表面的夹角为30度-60度；
3）在所述太阳能电池背板的下表面形成多个呈矩阵排布的盲孔，每个所述凸条与一行所述盲孔相对设置，所述盲孔的顶表面在相应的所述凸条中，每个所述盲孔中嵌入一导热柱，所述导热柱的一部分突出于所述太阳能电池背板的下表面，所述导热柱包括金属铜柱，第一弹性橡胶层，所述第一弹性橡胶层包覆所述金属铜柱的侧表面，金属镀铜层，所述金属镀铜层包覆所述第一弹性橡胶层的侧表面，导热硅胶层，所述导热硅胶层包覆所述金属镀铜层的侧表面以及所述金属铜柱的顶面，每个所述金属铜柱的底表面均设置一凹孔，所述凹孔的直径与所述金属铜柱的直径的比值为0.5-0.75，所述凹孔的深度与所述金属铜柱的长度的比值为0.5-0.7；
4）在每个所述三棱柱的第三侧表面上设置太阳能电池片，相邻太阳能电池片之间通过焊带进行电连接；
5）在所述太阳能电池背板表面铺设第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层将相邻所述凸条之间的间隙填满，所述第一导热封装胶层的上表面为平坦面；
6）在所述第一导热封装胶层上铺设第二封装胶层；
7）在所述第二封装胶层上铺设透明玻璃板，通过层压处理以形成所述太阳能电池组件。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于：所述凸条包括聚酯材料以及相对于所述聚酯材料100重量份为20-30重量份的导热粉末，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂板包括聚对苯二甲酸丁二醇酯以及相对于所述聚对苯二甲酸丁二醇酯100重量份为10-15重量份的导热粉末，所述第一导热封装胶层包括聚烯烃材料以及相对于所述聚烯烃材料100重量份为20-30重量份的导热粉末，所述第二封装胶层的材质为聚烯烃材料。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述导热粉末的材质为氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝、氧化镁、碳化硅以及石墨烯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于：所述太阳能电池片的长度为125 mm或156 mm，所述太阳能电池片的宽度为15-30 mm，所述太阳能电池片的宽度与所述三棱柱的所述第三侧表面的宽度相同。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于：所述盲孔的直径为5-15毫米，相邻所述通孔之间的间距为2-10毫米，所述通孔的直径与所述导热柱的直径相同。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于：所述金属铜柱的直径为3-10毫米，所述第一弹性橡胶层的厚度为0.75-2毫米，所述金属镀铜层的厚度为150-250微米，所述导热硅胶层的厚度为100-250微米，所述凹孔的直径为1.5-7.5毫米。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于：将太阳能电池组件置于层压装置的上腔室中，保持上腔室的压强为2000-5000 Pa，保持层压装置的下腔室的压强为0.05-0.15 MPa，以5-10℃/min从室温升温至65-85℃，并保持2-4分钟，接着将下腔室的压强升高至0.2-0.25 MPa，并以10-15℃/min升温至95-115℃，保持1-4分钟，接着将下腔室的压强下降到0.05-0.15 MPa，并以10-15℃/min升温至125-135℃，保持2-4分钟，接着将下腔室的压强升高至0.2-0.25 MPa, 并以5-10℃/min升温至150-160℃，并保持15-25分钟，以完成所述压合处理的工序。
8.一种太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件采用权利要求1-7任一项所述的方法制备形成的。
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