CN102233707B - 一种薄膜太阳能电池层压工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄膜太阳能电池层压工艺，属于薄膜太阳能电池技术领域。技术方案是：①在玻璃基板上沉积透明前电极层；②然后制作薄膜光电转换层；③沉积背电极层；④接导线；⑤铺设白色胶膜；⑥铺设非白色胶膜；⑦铺设背板；⑧层压，利用双层胶膜把电池和背板粘接到一起；⑨边缘处理；⑩安装接线盒，太阳能电池组件制作完毕。本发明的有益效果是：进一步降低了薄膜太阳能电池的生产成本，由于白色PVB薄膜的价格远高于透明PVB薄膜，使用一层较薄白色PVB薄膜和一层较薄透明PVB薄膜可以有效降低生产成本；省去了丝网印刷钛白粉与进入固化炉固化钛白粉两道工艺工序，降低了成本，减少了环境污染，提高了生产效率；有色胶膜的使用增加薄膜太阳能电池外观的多样性。

Description

一种薄膜太阳能电池层压工艺

技术领域：

本发明涉及一种薄膜太阳能电池层压工艺，属于薄膜太阳能电池技术领域。

背景技术：

在全球气候变暖、人类生态环境恶化、常规能源短缺的形势下，可持续发展战略被世界各国接受。太阳能具有清洁性、安全性、资源充足性等优点，是二十一世纪最重要的新能源之一，受到各国政府的重视和支持。近几年光伏市场急剧扩大，光伏产品供不应求。太阳能电池的种类繁多，以硅基电池、铜铟镓锡电池和碲化镉电池为主。硅基电池包括单晶硅、多晶硅和薄膜硅电池。其中，薄膜硅太阳能电池包括单节非晶硅电池，非晶硅/微晶硅多节电池等，原材料丰富、能量回收期短、适于大批量生产, 受到广泛关注。薄膜太阳能电池的生产工艺一般为：（1）在玻璃基板上沉积透明前电极层；（2）之后制作薄膜光电转换层；（3）沉积背电极层；（4）接导线；（5）丝网印刷钛白粉；（6）进入固化炉固化钛白粉；（7）边缘绝缘；（8）铺设PVB胶膜（透明）；（9）铺设背板；（10）层压，利用PVB胶膜把电池和背板粘接到一起；（11）边缘处理；（12）安装接线盒，太阳能电池组件制作完毕。

在丝网印刷钛白粉之前，电池可以透过部分太阳光。固化后的钛白粉形成一层固态的白色膜层，这种白色膜层可以有效的把从透射过来的太阳光再次反射到电池中去，进而提高光吸收和电池的转换效率。但是，由于钛白粉印刷、固化会存在对环境造成较大污染，印刷良品率问题，固化过程需要高温能耗较高等一系列问题，所以目前有单位采用白色PVB胶膜代替目前使用的透明PVB胶膜来层压粘结电池和背板，这样，白色PVB既可以起到钛白粉的反射作用又可以起到透明PVB的粘结作用，并且省去丝网印刷钛白粉与进入固化炉固化钛白粉两道工艺工序，提高了生产效率，降低了生产成本。无论是透明PVB还是白色PVB，其厚度的选择不是随意的，而是受到电池特性的影响，一般采用的厚度在0.5-0.8mm左右。虽然采用白色PVB有以上所描述的优点，但是白色PVB的价格要比透明PVB的价格高出许多，需要进一步降低成本。

发明内容：

本发明目的是提供一种薄膜太阳能电池层压工艺，降低成本，减少环境污染，提高生产效率，增加薄膜太阳能电池外观的多样性，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种薄膜太阳能电池层压工艺，采用铺设两层以上胶膜的方法层压电池，两层以上胶膜为白色胶膜和非白色胶膜，生产工艺流程为：①在玻璃基板上沉积透明前电极层；②然后制作薄膜光电转换层；③沉积背电极层；④接导线；⑤铺设白色胶膜；⑥铺设非白色胶膜；⑦铺设背板；⑧层压，利用双层胶膜把电池和背板粘接到一起；⑨边缘处理；⑩安装接线盒，太阳能电池组件制作完毕。

所说的两种以上胶膜的厚度可以随意改变；两种以上胶膜的铺设叠放顺序可以随意改变。

较佳的实施方式是：采用铺设两层胶膜的方法层压电池。

为了减少白色胶膜的用量、进一步降低成本、既兼顾反光作用又兼顾层压的粘结需要，所以白色胶膜的厚度要减小，减小厚度用非白色胶膜来补偿，总厚度满足层压要求即可。

所说的白色胶膜为：白色PVB胶膜、白色EVA胶膜、白色的其他与薄膜太阳能电池层压有关的胶膜或材料等；所说的非白色胶膜为：透明PVB胶膜、透明EVA胶膜、透明的其他与薄膜太阳能电池层压有关的胶膜或材料等、有色PVB胶膜、有色EVA胶膜、有色的其他与薄膜太阳能电池层压有关的胶膜或材料等。

本发明与通常的薄膜太阳能组件生产线（硅基系列薄膜电池、碲化镉系列薄膜电池、铜铟镓锡系列薄膜电池、有机化合物材料系列薄膜电池等）兼容。

以白色PVB胶膜说明，白色PVB的作用是把从薄膜光电转换层透射过来的太阳光再次反射到薄膜光电转换层中去，增加薄膜光电转换层对太阳光的吸收率，进而提高电池的效率。光的发射主要是发生在白色PVB的表面和较浅层面，所以选择较薄的白色PVB膜层即可。由于一层较薄的白色PVB的强度打不到电池制作的要求，所以需要再加上一层透明PVB来加强胶膜的强度。两种PVB胶膜的总厚度为电池制作的所要求的胶膜的厚度（0.5-0.8mm左右）。对于层压以上两种PVB胶膜来说，通过调整层压参数（如：预热温度、预热时间、抽真空时间、真空度、压力、加压时间、加压次数等参数）来实现电池、胶膜、背板的层压。

本发明使用两种胶膜的层压工艺层压薄膜太阳能电池取代仅使用一层胶膜的层压工艺，可以在省去目前薄膜太阳能电池生产过程中的两道工艺工序（即省去“丝网印刷钛白粉”与“进入固化炉钛固化白粉” 两道工艺工序）的同时避免使用单层较厚的白色或透明胶膜层，这样相对于“丝网印刷钛白粉”与“进入固化炉钛固化白粉”工艺成本更低、工艺更简单、更环保。白色胶膜的使用可以取代传统的Al电极，起到增加反射、增强吸收、提高电池效率的作用，而且避免真空镀Al工艺，生产成本降低。该使用新型的发明，减少了两道薄膜太阳能电池的生产工艺工序、减少了单层价格较贵的胶膜的用量，提高了薄膜太阳能电池的生产效率，降低了生产成本。

本发明的有益效果是：进一步降低了薄膜太阳能电池的生产成本，由于白色PVB薄膜的价格远高于透明PVB薄膜，使用一层较薄白色PVB薄膜和一层较薄透明PVB薄膜可以有效降低生产成本；省去了丝网印刷钛白粉与进入固化炉固化钛白粉两道工艺工序，降低了成本，减少了环境污染，提高了生产效率；有色胶膜的使用增加薄膜太阳能电池外观的多样性。

附图说明：

图1为本发明实施例薄膜太阳能电池剖面图；

图中：玻璃基板1、电池层2、白色PVB薄膜3、透明PVB薄膜4、背板5。

具体实施方式：

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

一种薄膜太阳能电池层压工艺，采用铺设两层薄胶膜的方法层压电池，两层薄胶膜为白色胶膜和非白色胶膜，生产工艺流程为：①在玻璃基板上沉积透明前电极层；②然后制作薄膜光电转换层；③沉积背电极层；④接导线；⑤铺设白色胶膜；⑥铺设非白色胶膜；⑦铺设背板；⑧层压，利用双层胶膜把电池和背板粘接到一起；⑨边缘处理；⑩安装接线盒，太阳能电池组件制作完毕。

结合附图，以硅基薄膜太阳能电池与PVB胶膜为例进一步详细说明本发明。

在玻璃基板（附图中第1层）上沉积透明电机层、薄膜光电转换层与背电极层，形成电池层（附图中第2层）。

在电池层上面先铺设白色PVB胶膜（附图中第3层）。电池层有一定得透光新，白色PVB胶膜可以有效的把透过电池层的太阳光再次反射到回去，反射回来的光被薄膜光电转换层再次利用，提高电池效率。白色PVB胶膜除了具有反光作用，还起到透明PVB胶膜的作用，即粘结作用。

在白色PVB上面铺设透明PVB胶膜（附图中第4层）。既然白色PVB胶膜既具有反光作用又具有透明PVB胶膜的粘结作用，为什么要在白色PVB胶膜的上面再铺上一层透明PVB胶膜呢？这正是本发明要回答的问题。白色PVB胶膜除了具有透明PVB胶膜的所有性能外，还具有反光作用，并且这种反光作用特备明显有效。白色PVB胶膜的使用可以省去“丝网印刷钛白粉”与“进入固化炉固化钛白粉”两道工艺工序，提高了薄膜太阳能电池的生产效率，总体分析，降低了生产成本。虽然白色PVB胶膜具有以上优点，但是其价格远高于透明PVB胶膜。为了减少白色PVB胶膜的用量、进一步降低成本、既兼顾反光作用又兼顾层压的粘结需要，所以白色PVB胶膜的厚度要减小，减小厚度用透明PVB胶膜来补偿，总厚度满足层压要求即可。

在透明PVB胶膜上面铺设背板（附图中第5层）。

铺设完毕后，进行层压，层压过程中，第3层与第4层出于熔融状态，在层压压力的作用下，第3层与第5层会紧密粘结，同时把第2层与第5层粘结在一起，降温后，PVB胶膜固化，粘结作用加强，层压过程完毕。

边缘处理，清理组件边缘溢出的PVB胶膜。

安装接线盒，薄膜太阳能电池组件制作完毕。

Claims (5)

1.一种薄膜太阳能电池层压工艺，其特征在于采用铺设两层以上胶膜的方法层压电池，两层以上胶膜为白色胶膜和非白色胶膜，生产工艺流程为：①在玻璃基板上沉积透明前电极层；②然后制作薄膜光电转换层；③沉积背电极层；④接导线；⑤铺设白色胶膜；⑥铺设非白色胶膜；⑦铺设背板；⑧层压，利用双层胶膜把电池和背板粘接到一起；⑨边缘处理；⑩安装接线盒，太阳能电池组件制作完毕。

2.根据权利要求1所述之薄膜太阳能电池层压工艺，其特征在于所说的白色胶膜为：白色PVB胶膜、白色EVA胶膜、白色的其他与薄膜太阳能电池层压有关的胶膜或材料。

3.根据权利要求1或2所述之薄膜太阳能电池层压工艺，其特征在于所说的非白色胶膜为：透明PVB胶膜、透明EVA胶膜、透明的其他与薄膜太阳能电池层压有关的胶膜或材料、有色PVB胶膜、有色EVA胶膜、有色的其他与薄膜太阳能电池层压有关的胶膜或材料。

4.根据权利要求1或2所述之薄膜太阳能电池层压工艺，其特征在于为了减少白色胶膜的用量、进一步降低成本、既兼顾反光作用又兼顾层压的粘结需要，所以白色胶膜的厚度要减小，减小厚度用非白色胶膜来补偿，总厚度满足层压要求即可。

5.根据权利要求1所述之薄膜太阳能电池层压工艺，其特征在于采用铺设两层胶膜的方法层压电池。

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