CN102709359B - 太阳能电池组件复合式导电背板及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池组件复合式导电背板及其制备和使用方法。该复合式导电背板，包括依次复合的外层聚合物层、导电金属箔、介电层和夹胶膜，导电金属箔上设置相应的凸起结构，复合导电树脂层通过复膜转印的方法印刷到导电金属箔的凸起结构上，介电层和夹胶膜在与导电金属箔复合之前，使用加热的对冲滚轮进行一次复合成型，将电池的电极放置在该太阳能电池组件复合式导电背板，并与复合导电树脂层对位，再在电池上层叠夹胶膜和面板，构成层叠件，进行层压为组件。本发明减少了单独夹胶膜结构的打孔对位工序及对位点胶步骤，大大简化了背接触式电池的封装工艺，提高了背接触电池组件的产能。

Description

太阳能电池组件复合式导电背板及其制备和使用方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池组件复合式导电背板及其制备和使用方法。
背景技术
传统背接触电池导电背板的截面图如图1所示，导电背板由外层聚合物层1、中部导电金属箔2、内部介电层3和电极连接部分4构成。外层聚合物层1需要具有介电性、阻隔性及环境耐久性，可以采用TPT结构的材料以及例如外层PVF、内层PET的复合式背板结构。导电金属箔2可以采用电阻率低的铜或铝等金属作为基材。内部介电层3的作用在于防止背面发生短路。电极连接部分4通常是降低电阻的Ag层，厚度通常为20~30um。电极连接部分4用于在导电背板与电极之间形成有效电气连接。外层聚合物层1、中部导电金属箔2、内部介电层3之间采用树脂进行粘接。背接触电池与传统导电背板连接封装时，为避开电极连接部分4，夹胶膜需要在电极位置预先开孔，对于叠层工序而言，亦增加了一步精确对位工作，对设备提出了更多的要求。此外，叠层时通过精确定位，在导电背板上铺放预开孔的夹胶膜树脂，利用点胶设备将液态导电胶定位在电极连接部分4，随后进行电池定位，继而完成主要的背接触电池叠层步骤。背接触电池的组件工艺相对复杂，增加了设备成本，制约了该项技术的产业化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种太阳能电池组件复合式导电背板及其制备和使用方法，在保证电池片背面有效电气连接的基础上，简化了背接触式电池的封装工艺，提高产能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能电池组件复合式导电背板，包括依次复合的外层聚合物层、导电金属箔、介电层和夹胶膜，导电金属箔在与电池电极电连接的位置上设置相应的凸起结构，介电层和夹胶膜上开有露出凸起结构的电极开口，在凸起结构上设置用于与电池电极电连接的复合导电树脂层。
外层聚合物层、导电金属箔和介电层通过粘胶复合。
复合导电树脂层通过丙烯酸类胶粘剂中均匀分散低电阻金属粒子或低电阻金属纤维编织物制成。
掺入丙烯酸类胶粘剂中的低电阻金属粒子或低电阻金属纤维编织物的体积百分比为20%~30%。
凸起结构的高度250~400um，复合后夹胶膜相对复合导电树脂层高15~50um。
一种太阳能电池组件复合式导电背板的制备方法，通过冲压的方式在导电金属箔上冲压出凸起结构，导电金属箔通过粘胶预复合在外层聚合物层上，复合导电树脂层通过复膜转印的方法印刷到导电金属箔的凸起结构上，介电层和夹胶膜在与导电金属箔复合之前，使用对冲滚轮一次复合成型，对冲滚轮具有按照导电金属箔上凸起结构的位置设置的周期性凸起，介电层和夹胶膜在挤出过程中，受加热的对冲滚轮的周期性凸起的剪切力，在复合后的介电层和夹胶膜上形成电极开口，且复合成一体，复合后的介电层和夹胶膜通过粘胶复合在导电金属箔和外层聚合物层上。滚轮的加热温度一般为夹胶膜软化温度以上10~20度，保证介电层和夹胶膜的预结合效果。
一种太阳能电池组件复合式导电背板的使用方法，将电池的电极放置在该太阳能电池组件复合式导电背板，并与复合导电树脂层对位，再在电池上层叠夹胶膜和面板，构成层叠件，将层叠件放入层压机层压为组件。
本发明的有益效果是：通过对导电背板进行优化设计，将传统整体平整的金属导电箔的电极接触部分设计成具有凸起部分的结构以保证背接触式电池与背板之间的接触；将传统导电背板、电池片背面夹胶膜以及实现背电极与导电背板有效连接的复合导电树脂层相结合。该结构相对现有技术，在保证电池片背面有效电气连接的基础上，减少了单独夹胶膜结构的打孔对位工序及对位点胶步骤，大大简化了背接触式电池的封装工艺，提高了背接触电池组件的产能。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是常规导电背板的结构示意图；
图2是本发明的复合式导电背板的结构示意图；
图3是用于介电层和夹胶膜复合成型的对冲滚轮的结构示意图；
其中:1.外层聚合物层，2.导电金属箔，3.介电层，4.电极连接部分，5.凸起结构，6.夹胶膜，7.复合导电树脂层，8.对冲滚轮，9.周期性凸起。
具体实施方式
如图2所示，一种太阳能电池组件复合式导电背板，包括依次复合的外层聚合物层1、导电金属箔2、介电层3和夹胶膜6，导电金属箔2在与电池电极电连接的位置上设置相应的凸起结构5，介电层3和夹胶膜6上开有露出凸起结构5的电极开口，在凸起结构5上设置用于与电池电极电连接的复合导电树脂层7。
外层聚合物层1需要具有介电性、阻隔性及环境耐久性，可以采用TPT结构的材料以及例如外层PVF、内层PET的复合式背板结构。
本发明的导电金属箔2可以采用电阻率低的铜等金属作为基材。与传统应用于导电背板上的导电金属箔不同的是，导电金属箔2在与电池电极对应的位置设计有相应的凸起结构5，考虑到背面夹胶膜及介电层的厚度，凸起结构5的最常用的高度为250~400um。此凸起结构5的存在，填补了层压时由夹胶膜6与介电层3带来的局部高度差。具有凸起结构5的导电金属箔2可以通过冲压等方式完成初步制作。再通过粘胶预复合在外层聚合物层1表面。无需进行导电连接的部分使用化学溶剂腐蚀掉。
用于与电池电极粘接的复合导电树脂层7，通过丙烯酸类胶粘剂中均匀分散低电阻金属粒子或低电阻金属纤维编织物制成。掺入丙烯酸类胶粘剂中的低电阻金属粒子或低电阻金属纤维编织物的体积百分比为20%~30%。低电阻金属粒子为粒径5~20um的金属粒子（包括Cu、Ag、Ni或其他低电阻金属组合等），整体厚度一般为30~50um。复合导电树脂层7通过复膜转印的方法印刷到导电金属箔2的凸起结构5上，通过电池片叠层过程中电池片的精确定位，复合导电树脂层7与电池电极可形成有效的低接触电阻连接。
内部的介电层3分布于除电极连接部分以外的整个背板，其作用在于防止背面发生短路。该层材料可以是介电性好的PET等聚合物材料，厚度通常是15~25um。
电池背面的夹胶膜6的作用是用于组件的封装，可以是热固性树脂EVA、热弹性体TPU等粘结材料。夹胶膜6的厚度约为250~350um。为避免层压过程中的破片，考虑到夹胶膜6和复合导电树脂层7在层压过程中的收缩程度不同，夹胶膜6和复合导电树脂层7可以具有一定的高度差。从本复合式导电背板的内表面看，一般复合后夹胶膜6的高度相对复合导电树脂层7高15~50um。考虑到导电金属箔2反射率的劣势，为使得透过电池的光能通过背板反射或散射重新进入电池，可以选用TiO2等白色填料对夹胶膜6进行掺杂。
一种太阳能电池组件复合式导电背板的制备方法，通过冲压的方式在导电金属箔2上冲压出凸起结构5，导电金属箔2通过粘胶预复合在外层聚合物层1上，复合导电树脂层7通过复膜转印的方法印刷到导电金属箔2的凸起结构5上，如图3所示，介电层3和夹胶膜6在与导电金属箔2复合之前，使用对冲滚轮8一次复合成型，对冲滚轮8具有按照导电金属箔2上凸起结构5的位置设置的周期性凸起9，介电层3和夹胶膜6在挤出过程中，受加热的对冲滚轮8的周期性凸起9的剪切力，在复合后的介电层3和夹胶膜6上形成电极开口，且复合成一体，复合后的介电层3和夹胶膜6通过粘胶复合在导电金属箔2和外层聚合物层1上。滚轮的加热温度一般为夹胶膜软化温度以上15~30度，保证介电层和夹胶膜的预结合效果。
一种太阳能电池组件复合式导电背板的使用方法，将电池的电极放置在该太阳能电池组件复合式导电背板，并与复合导电树脂层7对位，再在电池上层叠夹胶膜和面板，构成层叠件，将层叠件放入层压机层压为组件。

Claims (7)

1.一种太阳能电池组件复合式导电背板，其特征是：包括依次复合的外层聚合物层(1)、导电金属箔(2)、介电层(3)和夹胶膜(6)，导电金属箔(2)在与电池电极电连接的位置上设置相应的凸起结构(5)，介电层(3)和夹胶膜(6)上开有露出凸起结构(5)的电极开口，在凸起结构(5)上设置用于与电池电极电连接的复合导电树脂层(7)。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件复合式导电背板，其特征是：所述的外层聚合物层(1)、导电金属箔(2)和介电层(3)通过粘胶复合。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件复合式导电背板，其特征是：所述的复合导电树脂层(7)通过丙烯酸类胶粘剂中均匀分散低电阻金属粒子或低电阻金属纤维编织物制成。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池组件复合式导电背板，其特征是：所述的复合导电树脂层(7)中的低电阻金属粒子或低电阻金属纤维编织物的体积百分比为20％～30％。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池组件复合式导电背板，其特征是：所述的凸起结构(5)的高度250～400um，复合后夹胶膜(6)相对复合导电树脂层(7)高15～50um。
6.一种权利要求1所述的太阳能电池组件复合式导电背板的制备方法，其特征是：通过冲压的方式在导电金属箔(2)上冲压出凸起结构(5)，导电金属箔(2)通过粘胶预复合在外层聚合物层(1)上，复合导电树脂层(7)通过复膜转印的方法印刷到导电金属箔(2)的凸起结构(5)上，介电层(3)和夹胶膜(6)在与导电金属箔(2)复合之前，使用对冲滚轮(8)一次复合成型，对冲滚轮(8)具有按照导电金属箔(2)上凸起结构(5)的位置设置的周期性凸起(9)，介电层(3)和夹胶膜(6)在挤出过程中，受加热的对冲滚轮(8)的周期性凸起(9)的剪切力，在复合后的介电层(3)和夹胶膜(6)上形成电极开口，且复合成一体，复合后的介电层(3)和夹胶膜(6)通过粘胶复合在导电金属箔(2)和外层聚合物层(1)上。
7.一种权利要求1所述的太阳能电池组件复合式导电背板的使用方法，其特征是：将电池的电极放置在该太阳能电池组件复合式导电背板上，并与复合导电树脂层(7)对位，再在电池上层叠夹胶膜和面板，构成层叠件，将层叠件放入层压机层压为组件。
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