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王栩生
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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池组件，从上到下依次包括玻璃前板、胶膜、太阳能电池片组、胶膜和背板，所述胶膜为聚烯烃胶膜，所述背板的水汽透过率小于0.1mg/(m2·d)；所述组件的电池片之间采用铜带电连接。本发明使用聚烯烃胶膜和低水汽透过率的背板，实现了电池片之间可以采用铜带进行电连接，与常规的涂锡铜带相比，不仅降低了制作要求，更降低了成本，有效地降低了组件的生产成本；此外，由于铜带具有较好的导电率，能够更好的增加组件的输出功率。

Description

一种太阳能电池组件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池组件及其制备方法，属于太阳电池领域。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。因此，太阳能电池组件得到了越来越多的关注。
现有的太阳能电池组件从上到下依次包括玻璃前板、EVA胶膜、太阳能电池片组、EVA胶膜、背板，再由边缘的铝边框封装构成，背板的下方还设有接线盒。其中，EVA胶膜的主要成分是乙烯-醋酸乙烯酯，在组件中起胶联、密封、绝缘以及保护电池片的作用；所述太阳能电池片组是指由多个电池片串并连构成的电池片的组合。上述组件的封装方法是将玻璃前板、EVA胶膜、太阳能电池片组、EVA胶膜、背板层叠后，加热并抽真空加压进行封装，从而得到太阳能电池组件。
目前，上述太阳能电池组件中电池片之间的连接使用的一般是涂锡铜带，这种焊带是在铜带的外表面涂设一层锡涂层，因而其成本较高；此外，相对于普通的铜带而言，涂锡铜带的锡涂层的导电率低于铜基材的导电率，因此采用上述涂锡铜带会造成组件的功率损失。
然而，实际应用发现，如果将涂锡铜带直接用铜带替换，会存在如下问题：(1) 由于现有的EVA胶膜中含有抗紫外老化的助剂，如紫外吸收剂和光稳定剂等，这些助剂在组件长期使用过程中会释放出小分子气体，如酸性分子，这些酸性分子会腐蚀和氧化铜带，降低铜带的使用性能；(2) 现有的背板一般采用的是聚氟乙烯复合膜（TPT），其虽然具有较好的阻隔性能和低吸水性，但在组件长期使用过程中仍会有部分水汽进入组件内部，造成铜带的氧化。
另一方面，对于现有的EVA胶膜而言，为了保证EVA胶膜与玻璃、电池片、背板的粘接力，在封装工艺中必须在150℃的层压机内经过真空、加压处理14~20分钟。该层压时间相对较长，影响了生产效率。
因此，开发一种新的太阳能电池组件，以提升组件输出功率，并减少组件的制备时间，提高组件的生产效率，具有积极的现实意义。
发明内容
本发明目的是提供一种太阳能电池组件及其制备方法，以提升组件输出功率，并减少组件的制备时间。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种太阳能电池组件，从上到下依次包括玻璃前板、胶膜、太阳能电池片组、胶膜和背板，所述胶膜为聚烯烃胶膜，所述背板的水汽透过率小于0.1 mg/(m2·d)；所述组件的电池片之间采用铜带电连接。
上文中，所述聚烯烃胶膜可以采用现有的市售商品，如陶氏化学公司生产的商品型号为ENLIGHTTM聚烯烃胶膜。
所述铜带可以采用现有的普通铜带，以降低成本。
所述电池片组中的电池片可以采用常规的电池片、背接触电池片或HIT电池片。
上述技术方案中，所述背板为复合板，从上到下依次由低密度聚乙烯层（LE层）、PET塑料层、铝箔层和聚偏氟乙烯层（PVDF层）组成。所述背板也可以采用玻璃。
优选的技术方案，所述铜带与电池片之间采用导电胶实现电连接。
本发明同时请求保护一种太阳能电池组件的制备方法，包括如下步骤：
(1) 依次将玻璃前板、胶膜、太阳能电池片组、胶膜和背板进行层叠操作，得到模块；所述胶膜为聚烯烃胶膜，所述背板的水汽透过率小于0.1 mg/(m2·d)；所述组件的电池片之间采用铜带电连接；
(2) 将上述层叠好的模块进行层压操作，层压工艺包含如下步骤：
(a) 将层叠好的模块放入层压机内，抽真空，使层压机内的下室真空小于等于-100KPa；
(b) 将层压温度设定为140~160℃，层压时间为4~14分钟；并将层压机上腔的压力设定在-0.3~-0.6KPa，加热使聚烯烃胶膜熔化，将电池片、玻璃前板和背板粘接在一起；
层压完成后，装框、安装接线盒，即可得到所述太阳能电池组件。
上文中，所述步骤(1)中的玻璃前板、胶膜、太阳能电池片组和背板均与上述组件中的相同。
优选的技术方案，所述步骤(1)中的背板为复合板，从上到下依次由低密度聚乙烯层、PET塑料层、铝箔层和聚偏氟乙烯层组成。所述背板也可以采用玻璃。
优选的技术方案，所述铜带与电池片之间采用导电胶实现电连接。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明使用聚烯烃胶膜和低水汽透过率的背板，实现了电池片之间可以采用铜带进行电连接，与常规的涂锡铜带相比，不仅降低了制作要求，更降低了成本，有效地降低了组件的生产成本；此外，由于铜带具有较好的导电率，能够更好的增加组件的输出功率。
2．本发明由于使用了铜带进行电连接，与常规的涂锡铜带相比，实现了组件的无铅化制作，有利于环境的保护。
3．本发明采用了聚烯烃胶膜进行封装，这种胶膜相对于传统的EVA胶膜相比，其配方中不含添加剂，不会产生可能损坏设备及模块的乙酸，具有很好的电气性能，可提高组件的使用寿命。
4．相对于传统的EVA胶膜，本发明的聚烯烃胶膜可以把层压周期缩短30%左右，进而提高产量和产能。
5．本发明采用了低水汽透过率的有机复合膜背板或玻璃，可以降低组件的衰减，提高组件的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
一种太阳能电池组件，从上到下依次包括玻璃前板、胶膜、太阳能电池片组、胶膜和背板，
所述胶膜为聚烯烃胶膜，采用陶氏化学公司生产的商品型号为ENLIGHTTM聚烯烃胶膜；所述电池片为常规晶体硅太阳能电池片；
所述背板的水汽透过率小于0.1 mg/(m2·d)；所述组件的电池片之间采用铜带电连接。单片电池和铜带的连接是通过导电胶进行连接的。
上述电池片和铜带的连接，可以采用如下步骤：
(a) 将电池片每列电极处使用手工或者贴膜机粘接导电胶膜；
(b) 将预先剪切好的铜带通过压接与步骤1中的电池片进行连接；
(c) 首先在第一片电池片的正电极上压接较短的铜带，其长度比电池片的最大长度长2cm；
(d) 再次在第一片电池片的负极上压接一个长度为电池片最大长度2倍的铜带，没有压接的铜带与第二片电池片的正极进行压接；
(e) 依次类推，制成电池串。
将上述制得的电池串与超白钢化玻璃、聚烯烃胶膜和背板进行层叠操作，将层叠好的模块放入层压机中进行层压，层压工艺包含如下步骤：
(1) 将层叠好的模块移入层压机内，进行抽真空，将层叠的模块内的空气抽出，抽气时间为2~4分钟，使层压机内的下室真空为-100KPa；
(2) 将层压温度设定在150度，层压时间为7分钟；并将层压机上腔的压力设定在-0.5KPa，加热使聚烯烃胶膜熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；
(3) 层压完毕，取出层压件；
将冷却后层压件进行修边、装框和接线盒、功率测试、耐压绝缘测试、外观检验、包装入库；即可得到所述太阳能电池组件
实施例二
一种太阳能电池组件，包括上层玻璃、上层聚烯烃胶膜、背接触电池串（含引出线汇流条设置）、下层聚烯烃胶膜、背板、边框和接线盒（含引入和输出导线）部分；
所述胶膜为聚烯烃胶膜，采用陶氏化学公司生产的商品型号为ENLIGHTTM聚烯烃胶膜；所述背板的水汽透过率小于0.1 mg/(m2·d)；所述组件的电池片之间采用铜带电连接。
上述背接触太阳能电池组件的制作过程包括：电池片检验、电池片与铜带粘接、电池片串接、层叠、层压前检验、层压、修边、装边框、装接线盒、耐压绝缘测试、外观检验、包装入库。所述的层压工艺包含如下步骤：
(1) 将层叠好的模组移入层压机内，进行抽真空将层叠的模组内的空气抽出，抽气时间为2分钟，使层压机内的下室真空为-100KPa；
(2) 将层压温度设定在150度，层压时间为8分钟；并将层压机上腔的压力设定在-0.5KPa，加热使聚烯烃胶膜熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；
(3) 层压完毕，取出组件。
实施例三
一种背接触太阳能电池组件，包括上层玻璃、上层聚烯烃胶膜、电池串（含引出线汇流条设置）、下层聚烯烃胶膜、背板、边框和接线盒（含引入和输出导线）部分。
所述胶膜为聚烯烃胶膜，采用陶氏化学公司生产的商品型号为ENLIGHTTM聚烯烃胶膜；所述背板的水汽透过率小于0.1 mg/(m2·d)；所述组件的电池片之间采用铜带电连接。
单片电池和铜带的连接是通过导电胶进行连接的。电池片之间的铜带也是通过粘接导电胶进行连接的。
上述背接触太阳能电池组件的制作过程包括：电池片检验、电池片与铜带粘接、电池片串接、层叠、层压前检验、层压、修边、装边框、装接线盒、耐压绝缘测试、外观检验、包装入库。所述的层压工艺包含如下步骤：
(1) 将层叠好的模组移入层压机内，进行抽真空将层叠的模组内的空气抽出，抽气时间为3分钟，使层压机内的下室真空为-100KPa；
(2) 将层压温度设定在158度，层压时间为7分钟；并将层压机上腔的压力设定在-0.5KPa，加热使聚烯烃胶膜熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；
(3) 层压完毕，取出组件，冷却后进行后续处理。

Claims (6)

1.一种太阳能电池组件，从上到下依次包括玻璃前板、胶膜、太阳能电池片组、胶膜和背板，其特征在于：所述胶膜为聚烯烃胶膜，所述背板的水汽透过率小于0.1 mg/(m2·d)；所述组件的电池片之间采用铜带电连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述背板为复合板，从上到下依次由低密度聚乙烯层、PET塑料层、铝箔层和聚偏氟乙烯层组成。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述铜带与电池片之间采用导电胶实现电连接。
4.一种太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 依次将玻璃前板、胶膜、太阳能电池片组、胶膜和背板进行层叠操作，得到模块；所述胶膜为聚烯烃胶膜，所述背板的水汽透过率小于0.1 mg/(m2·d)；所述组件的电池片之间采用铜带电连接；
(2) 将上述层叠好的模块进行层压操作，层压工艺包含如下步骤：
(a) 将层叠好的模块放入层压机内，抽真空，使层压机内的下室真空小于等于-100KPa；
(b) 将层压温度设定为140~160℃，层压时间为4~14分钟；并将层压机上腔的压力设定在-0.3~-0.6KPa，加热使聚烯烃胶膜熔化，将电池片、玻璃前板和背板粘接在一起；
层压完成后，装框、安装接线盒，即可得到所述太阳能电池组件。
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：所述步骤(1)中的背板为复合板，从上到下依次由低密度聚乙烯层、PET塑料层、铝箔层和聚偏氟乙烯层组成。
6.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：所述铜带与电池片之间采用导电胶实现电连接。
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