CN103346180A - 一种彩色晶体硅太阳电池组件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种彩色晶体硅太阳电池组件,其在制备彩色太阳电池后,进行电池组的串联或者并联,将电池组与背板进行固定。采用背面有减反射薄膜的玻璃与电池组和背板进行对位,减反射薄膜与电池之间设有空气层。然后采用封装材料将玻璃和背板进行固定和密封,形成玻璃—减反射薄膜—空气—电池—背板的结构。该结构能够有效防止彩色太阳电池经过常规EVA封装时出现的色彩全部变成灰黑色的问题。本发明还公开了上述彩色晶体硅太阳电池组件的制备方法。

Description

一种彩色晶体硅太阳电池组件及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳电池技术领域,具体涉及一种彩色晶体硅太阳电池组件及其制备方法。
背景技术
目前,制备晶体硅太阳电池组件常规工艺一般是先将电池片进行串并联,然后在常温下从上到下依次将玻璃、封装材料(主要为乙烯-醋酸乙烯共聚物,即EVA)、电池片组、背板(常见的有TPT或者TPE,主要材料是聚氟乙烯和聚脂)进行对位。然后进行层压,经过100-150摄氏度的高温,EVA受热后处于熔融状,通过加压,液体态的EVA将电池与玻璃和背板之间的空隙,并将原来空隙中的空气排出。在冷却之后用铝合金边框进行固定并制备接线盒。从光学的角度看,EVA对紫外光有比较强烈的吸收,而且EVA也作为一层厚减反膜,降低了组件的反射率,因此,常规组件进行封装之后变为灰黑色。
然而,对于具有红色、黄色、绿色或者其他颜色的彩色电池而言,EVA是非常不受欢迎的,它的出现使得原来所有鲜艳的色彩黯淡,甚至变为黑色。也即现有的组件结构不适合制备彩色电池组件。
发明内容
本发明的目的是提供种一种彩色晶体硅太阳电池组件及其制备方法,使得具有红色、黄色、绿色、蓝色等太阳电池经过组件制备后原有的色彩能够保留。同时尽可能的使彩色电池组件与常规EVA组件相比,光电转换效率没有下降,甚至稍微提高。
为达到上述目的,本发明提供的一种彩色晶体硅太阳电池组件,其特征在于,在完成彩色太阳电池制备后,在玻璃背表面制备减反射薄膜,减反射薄膜与电池之间设有空气层,电池背面设有背板,形成玻璃—减反射薄膜—空气—电池—背板的结构。
进一步的,本发明提供的采用掩模制备保护太阳电池细栅线金属电极的彩色薄膜的方法的具体过程为:在制备彩色太阳电池后,进行电池组的串联或者并联,将电池组与背板进行固定。采用背面有减反射薄膜的玻璃与电池组和背板进行对位,减反射薄膜与电池之间设有空气层。然后采用封装材料将玻璃和背板进行固定和密封,形成玻璃—减反射薄膜—空气—电池—背板的结构。
本发明所述的彩色太阳电池包括红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、灰色中的一种或几种彩色太阳电池。
本发明所述的减反射薄膜的主要材质为氧化物、氮化物、硫化物和氟化物中的一种或几种,所述的氧化物为一氧化硅、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、氧化锌、二氧化锆或三氧化二铬;所述的氮化物为氮化硅、氮氧化硅或氮氧化铝;所述的硫化物为硫化锌或硫化镉;所述的氟化物为氟化镁。
本发明所述的减反射薄膜的厚度为1~1000nm,折射率为1.01~4.00。
本发明所述的空气层的厚度为0.01~100mm,空气层的主要成分包含氧气、氮气、氩气、二氧化碳、氖气、氦气中的一种或几种。
本发明所述的背板的主要材质为玻璃、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃中的一种或几种。
本发明所述的封装材料的主要材质为聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丁基胶、聚硫胶、硅胶中的一种或几种。
通过在玻璃和电池之间设置空气层并去除EVA,消除EVA对反射率的影响,从而可以恢复电池原有鲜艳的色彩。更重要的,在玻璃的背表面沉积减反射薄膜,尽量降低或者消除由于去除EVA所带来的光学损失在完成彩色太阳电池制备后,在玻璃背表面制备减反射薄膜,减反射薄膜与电池之间设有空气层,电池背面设有背板,形成玻璃—减反射薄膜—空气—电池—背板的结构。本发明的目的还在于提供上述具有低串联电阻的晶体硅太阳电池的制备方法,该方法过程简洁,成本低。
本发明的有益效果是:
(1)通过在玻璃和电池之间设置空气层并去除EVA,消除EVA对反射率的影响,从而可以恢复电池原有鲜艳的色彩;
(2)在玻璃的背表面沉积减反射薄膜,尽量降低或者消除由于去除EVA所带来的光学损失。
(3)本发明由于去除了EVA层,节省了昂贵的封装材料。
(4)采用本发明方法,无须增加复杂的工艺或者高温过程,可以很容易的和现有工艺进行对接,具有良好的产业化前景。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中彩色晶体硅太阳电池组件的剖面示意图;
其中,1、玻璃;2、减反射薄膜;3、空气层;4、太阳电池;5、封装材料层;6、背板。
具体实施方式
实施例1
如附图1所示,本实施例提供的一种彩色晶体硅太阳电池组件,其具体实施过程如下:采用3mm厚的低铁钢化白玻璃1,在玻璃背面用磁控溅射沉积一层折射率为1.4,厚度为80nm的二氧化硅减反射薄膜2。用铜锡带将36片红色太阳电池4进行串联。在TPT背板6上涂覆胶水,将太阳电池4在背板6上进行对位、放置和固定。将玻璃1、太阳电池4和背板6依次叠放,玻璃1和太阳电池组之间留有1mm厚的空气层3。在玻璃1和背板6的四周设置EVA封装材料层5,EVA层不覆盖电池表面。然后放入层压机,在120摄氏度下,EVA封装材料层成为液态,采用抽真空设备将空气层3抽去,注入氩气。在冷却过程中EVA恢复固态,将组件四周有效密封,空气层3中主要为氩气,能够对电池的金属电极进行抗氧化保护,同时防止外界空气的水汽进入组件内部。由于空气层3的存在,组件的颜色仍然为红色,同时由于在玻璃1上沉积的减反射薄膜2,降低了组件的内反射。
实施例2
如附图1所示,本实施例提供的一种彩色晶体硅太阳电池组件,其具体实施过程如下:采用6mm厚的低铁钢化超白玻璃1,在玻璃背面用磁控溅射沉积一层折射率为1.2,厚度为120nm的二氧化硅减反射薄膜2。用铜锡带将9片红色、9片蓝色、9片绿色和9片黄色太阳电池4进行串联。在TPE背板6上涂覆胶水,将电池4在背板6上进行对位、放置和固定。将玻璃1、太阳电池和背板6依次叠放,玻璃1和太阳电池组之间留有2mm厚的空气层3。在玻璃1和背板6的四周设置EVA封装材料层5,EVA层不覆盖电池表面。然后放入层压机,在120摄氏度下,EVA层成为液态,采用抽真空设备将空气层3抽去,注入氮气。在冷却过程中EVA恢复固态,将组件四周有效密封,空气层3中主要为氮气,能够对电池的金属电极进行抗氧化保护,同时防止外界空气的水汽进入组件内部。由于空气层3的存在,组件的颜色中有红色、黄色、蓝色和绿色,同时由于在玻璃1上沉积的减反射薄膜2,降低了组件的内反射。

Claims (8)

1.一种彩色晶体硅太阳电池组件,其特征在于,在完成彩色太阳电池制备后,在玻璃背表面制备减反射薄膜,减反射薄膜与电池之间设有空气层,电池背面设有背板,形成玻璃—减反射薄膜—空气—电池—背板的结构。
2.一种彩色晶体硅太阳电池组件的制备方法,其特征在于,其制备的具体过程为:在制备彩色太阳电池后,进行电池组的串联或者并联,将电池组与背板进行固定;采用背面有减反射薄膜的玻璃与电池组和背板进行对位,减反射薄膜与电池之间设有空气层;然后采用封装材料将玻璃和背板进行固定和密封,形成玻璃—减反射薄膜—空气—电池—背板的结构。
3.根据权利要求1所述的一种彩色晶体硅太阳电池组件,其特征在于,所述的彩色太阳电池包括红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、灰色中的一种或几种彩色太阳电池。
4.根据权利要求1所述的一种彩色晶体硅太阳电池组件,其特征在于,所述的减反射薄膜的主要材质为氧化物、氮化物、硫化物和氟化物中的一种或几种;所述的氧化物为一氧化硅、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、氧化锌、二氧化锆或三氧化二铬;所述的氮化物为氮化硅、氮氧化硅或氮氧化铝;所述的硫化物为硫化锌或硫化镉;所述的氟化物为氟化镁。
5.根据权利要求1所述的一种彩色晶体硅太阳电池组件,其特征在于,所述的减反射薄膜的厚度为1~1000nm,折射率为1.01~4.00。
6.根据权利要求1所述的一种彩色晶体硅太阳电池组件,其特征在于,所述的空气层的厚度为0.01~100mm,空气层的主要成分包含氧气、氮气、氩气、二氧化碳、氖气、氦气中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种彩色晶体硅太阳电池组件,其特征在于,所述的背板的主要材质为玻璃、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、三氟氯乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃中的一种或几种。
8.根据权利要求2所述的一种彩色晶体硅太阳电池组件的制备方法,其特征在于,所述的封装材料的主要材质为聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丁基胶、聚硫胶、硅胶中的一种或几种。
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