CN103552314A

CN103552314A - 太阳能电池背板及具有其的太阳能电池组件

Info

Publication number: CN103552314A
Application number: CN201310551949.6A
Authority: CN
Inventors: 倪健雄; 李高非; 韩帅; 于波; 蒋京娜
Original assignee: Yingli Group Co Ltd
Current assignee: Yingli Group Co Ltd
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明提供一种太阳能电池背板及具有其的太阳能电池组件。太阳能电池背板包括：背板基体；金属反射膜，覆盖在背板基体上；保护层，覆盖在金属反射膜上。本发明的太阳能电池背板的使用可靠性好。

Description

太阳能电池背板及具有其的太阳能电池组件

技术领域

本发明涉及光电转换设备领域，具体而言，涉及一种太阳能电池背板及具有其的太阳能电池组件。

背景技术

太阳能电池组件发电可以有效降低二氧化碳排放，在全球能源战略中的地位愈来愈重要。晶体硅太阳能电池发电过程中，若将从太阳能电池透射过来的光线发射回太阳能电池可以有效地提升太阳能电池组件的短路电流，从而提升其光电转换效率。为此太阳能电池组件中开始采用反射率高的白色高分子背板，专利JP 2011-116938公开了一种含有白色颜料的聚酯膜背板，以提高太阳能电池组件效率。但是，此种白色背板采用物理掺杂的方式添加一定量的白色颜料，这种背板的制造方法会降低背板材料的机械性能，使得背板在使用过程中的可靠性降低。

发明内容

本发明旨在提供一种太阳能电池背板及具有其的太阳能电池组件，以解决现有技术中的太阳能电池背板的使用可靠性差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池背板，该太阳能电池背板包括：背板基体；金属反射膜，覆盖在背板基体上；保护层，覆盖在金属反射膜上。

进一步地，保护层的厚度的范围为10nm至800μm。

进一步地，保护层包括至少下列之一：氧化硅膜、氮化硅膜、氟化镁膜、三氧化二铝、氮化铝膜。

进一步地，金属反射膜的厚度为5nm至500μm。

进一步地，金属反射膜包括至少下列之一：银金属薄膜、铝金属薄膜、铬金属薄膜、铂金属薄膜、钼金属薄膜、铜金属薄膜、合金镀膜。

进一步地，太阳能电池背板的材料为下列之一：玻璃、不锈钢、铝、高分子聚合物。

根据本发明的另一方面，提供了一种太阳能电池组件，包括太阳能电池片和太阳能电池背板，其特征在于，太阳能电池背板为上述的太阳能电池背板，太阳能电池背板覆盖有金属反射膜的一侧朝向太阳能电池片的背面。

进一步地，太阳能电池组件还包括：前玻璃，覆盖在太阳能电池片的正面；第一封装材料层，设置在太阳能电池片的正面与前玻璃之间；第二封装材料层，设置在太阳能电池片的背面与太阳能电池背板的保护层之间。

进一步地，第一封装材料层的材料为至少下列之一：EVA、PVB、TPU、PO、Inomer，第二封装材料层的材料为至少下列之一：EVA、PVB、TPU、PO、Inomer。

进一步地，前玻璃、第一封装材料层、太阳能电池片、第二封装材料层、太阳能电池背板通过层压成型。

应用本发明的技术方案，太阳能电池背板包括背板基体、金属反射膜和保护层，金属反射膜覆盖在背板基体上，保护层覆盖在金属反射膜上。金属反射膜可以有效地反射透过太阳能电池片的光线，进而提高太阳能电池组件的短路电流，同时保护层可以保护金属反射膜不被破坏，提高太阳能电池背板的可靠性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例的太阳能电池组件的各层的结构示意图。

说明书附图标记说明：11、背板基体；12、金属反射膜；13、保护层；20、太阳能电池片；31、第一封装材料层；32、第二封装材料层；40、前玻璃。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，根据本发明的实施例，太阳能电池背板包括背板基体11、金属反射膜12和保护层13，金属反射膜12覆盖在背板基体11上，保护层13覆盖在金属反射膜12上。金属反射膜12和保护层13覆盖在背板基体11上，既能够提高太阳能电池组件背板的发射率，又不会损失太阳能电池组件背板的机械性能，保证使用过程中的可靠性，此外，保护层13能够保护金属反射膜12在使用过程中的安全性，进一步提高太阳能电池背板的可靠性。

优选地，保护层13的厚度的范围为10纳米（nm）至800微米（μm）。这一范围内的保护层13具有良好的成膜性，保护层镀膜不易产生裂纹或者暗伤。保护层13能够保护金属反射膜12在使用过程中不被损伤，同时提高光的反射率，进一步增加金属反射膜12的反射效果。保护层13的厚度在10nm至800μm这一范围内时，保护层13的厚度越厚，太阳能电池背板的反射率越高，相应地，应用有这种太阳能电池背板的太阳能电池组件的短路电流越高。

保护层13可以包括至少下列之一：氧化硅膜、氮化硅膜、氟化镁膜、三氧化二铝、氮化铝膜。保护层13可以由多种不同材质的膜层复合而成，例如，可以在氧化硅膜上再设置一层氮化硅膜，也可以仅包含一种材质的膜层，例如仅包括氧化硅膜，只要控制保护层13的整体厚度即可。

优选地，金属反射膜12的厚度范围为5纳米（nm）至500微米（μm）。这一厚度范围内的金属反射膜12既能够保证具有良好的反射率，又能够保证金属反射膜12自身的强度，进而提高太阳能电池背板的使用寿命。金属反射膜12的厚度在5nm至500μm这一范围时，金属反射膜12的厚度越厚，太阳能电池背板的反射率越高，相应地，应用这种太阳能电池背板的太阳能电池组件的短路电流越高。

金属反射膜12可以包括至少下列之一：银金属薄膜、铝金属薄膜、铬金属薄膜、铂金属薄膜、钼金属薄膜、铜金属薄膜、合金镀膜。合金镀膜可以包括银铝合金，也可以其它合金金属的镀膜。金属反射膜12也可以是由多种不同材质的膜层复合而成，例如，金属反射膜12可以包括银金属薄膜和设置在银金属薄膜上的铝金属薄膜。金属反射膜12也可以仅包括一层薄膜。

太阳能电池背板的材料为下列之一：玻璃、不锈钢、铝、高分子聚合物。上述材质制成的太阳能电池背板具有良好的结构强度，可以提高背板的耐用性，进一步提高太阳能电池背板的使用寿命。金属反射膜12通过磁控溅射方式成型在太阳能电池背板的表面，这种制作方式并不损坏太阳能电池背板的结构，因而不会影响太阳能电池背板的强度，有效地保证了太阳能电池背板的耐用性。保护层13也通过磁控溅射的方式成型在金属反射膜12上，有效地保护了金属反射膜12，避免了使用过程中金属反射膜12被磨损造成的反射率降低的问题。

根据本发明的另一实施例，太阳能电池组件包括太阳能电池片20和太阳能电池背板，该太阳能电池背板为上述的太阳能电池背板，太阳能电池背板覆盖有金属反射膜12的一侧朝向太阳能电池片20的背面。本实施例中，金属反射膜12可以将太阳能电池片20背面的光反射到太阳能电池片20上，提高光线利用率。保护层13位于太阳能电池片20与金属反射膜12之间，能够保护金属反射膜12，防止其被磨损，同时隔绝太阳能电池片20与金属反射膜12之间的电流，防止漏电。

继续参见图1，太阳能电池组件还包括前玻璃40、第一封装材料层31和第二封装材料层32。前玻璃40覆盖在太阳能电池片20的正面，用于保护整个太阳能电池组件。第一封装材料层31设置在太阳能电池片20的正面与前玻璃40之间，用于保护太阳能电池片20，同时将太阳能电池片20密封以防使用过程中太阳能电池片20被雨水或空气中的其它物质腐蚀。第二封装材料层32设置在太阳能电池片20的背面和保护层13之间，第二封装材料层32也具有密封作用同时也能够进一步防止太阳能电池片20漏电。

优选地，第一封装材料层31的材料为至少下列之一：EVA（也即聚乙烯-乙烯酸乙酯）、PVB（也即聚乙烯醇缩丁醛）、TPU（也即聚氨酯弹性体）、PO（也即热塑性和/或热固性聚烯烃）、Inomer（也即聚乙烯-乙酸酯离子聚合物）。第二封装材料层32的材料为至少下列之一：EVA（也即聚乙烯-乙烯酸乙酯）、PVB（也即聚乙烯醇缩丁醛）、TPU（也即聚氨酯弹性体）、PO（也即热塑性和/或热固性聚烯烃）、Inomer（也即聚乙烯-乙酸酯离子聚合物）。

本发明的太阳能电池组件的前玻璃40、第一封装材料层31、太阳能电池片20、第二封装材料层32、太阳能电池背板10通过层压成型，以形成稳固且密封性良好的太阳能电池组件。

本发明提供几组对比实施例：

对比实施例1：按照顺序依次将透明背玻璃、后封装材料层（材质为EVA）、效率为19.2%单晶硅电池串（共6列，每列10串）、前封装材料层（材质为EVA）和前玻璃，连接汇流带后层压，在标准光强下测得短路电流为8.73A。

对比实施例2：按照顺序依次将在波长300nm至1100nm范围内平均光线反射率为85%白色氟膜背板、后封装材料层（材质为EVA）、效率为19.2%单晶硅电池串（共6列，每列10串）、前封装材料层（材质为EVA）和前玻璃，连接汇流带后层压，在标准光强下测得短路电流为9.17A。

基于上述的对比实施例，应用本发明的太阳能电池背板的太阳能电池组件的光反射率及短路电流的测试实施例为：

实施例1：首先在光伏用背玻璃也即背板基体11上采用磁控溅射方式沉积一层5nm的铝膜以作为金属反射膜12，然后在铝膜表面磁控溅射一层厚度为10μm的氧化硅膜以作为保护层13，在波长300nm至1100nm范围测得其平均光线反射率为80.4%。在此之后，按照图1所示，依次叠放太阳能电池背板、第二封装材料层32（材质为EVA）、效率为19.2%单晶硅电池串（共6列，每列10串）、第一封装材料层31（材质为EVA）和前玻璃，连接汇流带后层压，在标准光强下测得短路电流为8.83A。

将本实施例中的金属反射膜12的材质由铝膜替换为下列之一：银金属薄膜、铬金属薄膜、铂金属薄膜、钼金属薄膜、铜金属薄膜时，在其他条件不变情况下，溅射金属电介质背玻璃也即太阳能电池背板10在波长300nm至1100nm范围测得其平均光线反射率均≥80%，其短路电流均≥8.83A。

通过本实施例可以得出，具有金属反射膜12的太阳能电池组件的短路电流相对于对比实施例1得到了提高。同时金属反射膜12并未损坏背板基体11的结构，保证了太阳能电池背板的耐用性。

实施例2：首先在光伏用背玻璃也即背板基体11上采用磁控溅射方式沉积一层30nm的铝膜以作为金属反射膜12，然后在铝膜表面磁控溅射一层厚度为10μm的氧化硅膜以作为保护层13，在波长300nm至1100nm范围测得其平均光线反射率为83.3%。在此之后，按照图1所示，依次叠放太阳能电池背板、第二封装材料层32（材质为EVA）、效率为19.2%单晶硅电池串（共6列，每列10串）、第一封装材料层31（材质为EVA）和前玻璃，连接汇流带后层压，在标准光强下测得短路电流为8.83A。

实施例3：首先在光伏用背玻璃也即背板基体11上采用磁控溅射方式沉积一层30μm的铝膜以作为金属反射膜12，然后在铝膜表面磁控溅射一层厚度为25μm的氧化硅膜以作为保护层13，通过这种方式形成本实施例中的太阳能电池背板，这一太阳能电池背板在波长300nm至1100nm范围测得其平均光线反射率为89%。在此之后，按照图1中所示的结构，依次叠放太阳能电池背板、第二封装材料层32（材质为EVA）、效率为19.2%单晶硅电池串（共6列，每列10串）、第一封装材料层31（材质为EVA）和前玻璃，连接汇流带后层压，在标准光强下测得短路电流为9.24A。

实施例4：首先在光伏用背玻璃也即背板基体11上采用磁控溅射方式沉积一层30nm的铝膜以作为金属反射膜12，然后在铝膜表面磁控溅射一层厚度为30μm的氧化硅膜以作为保护层13，在波长300nm至1100nm范围测得其平均光线反射率为89.3%。在此之后，按照图1所示，依次叠放太阳能电池背板、第二封装材料层32（材质为EVA）、效率为19.2%单晶硅电池串（共6列，每列10串）、第一封装材料层31（材质为EVA）和前玻璃，连接汇流带后层压，在标准光强下测得短路电流为8.83A。

实施例5：首先在光伏用背玻璃也即背板基体11上采用化学电镀方式沉积一层60μm的铝膜以作为金属反射膜12，然后在铝膜表面化学沉积一层厚度为50μm的氧化硅膜以作为保护层13，在波长300nm至1100nm范围测得其平均光线反射率为91.7%。在此之后，按照图1所示，依次叠放太阳能电池背板、第二封装材料层32（材质为EVA）、效率为19.2%单晶硅电池串（共6列，每列10串）、第一封装材料层31（材质为EVA）和前玻璃，连接汇流带后层压，在标准光强下测得短路电流为9.34A。

实施例6：首先在光伏用背玻璃也即背板基体11上采用磁控溅射方式沉积一层500μm的铝膜以作为金属反射膜12，然后在铝膜表面磁控溅射一层厚度为5nm的氧化硅膜以作为保护层13，在波长300nm至1100nm范围测得其平均光线反射率为91.6%。在此之后，按照图1所示，依次叠放太阳能电池背板、第二封装材料层32（材质为EVA）、效率为19.2%单晶硅电池串（共6列，每列10串）、第一封装材料层31（材质为EVA）和前玻璃，连接汇流带后层压，在标准光强下测得短路电流为9.36A。

将本实施例中的保护层13的材质由氧化硅替换为下列之一：氮化硅、氟化镁、三氧化二铝、氮化铝薄膜时，在其他条件不变情况下，溅射金属电介质背玻璃也即太阳能电池背板10在波长300nm至1100nm范围测得其平均光线反射率均≥80%，其短路电流均≥9.36A。

实施例7：首先在光伏用背玻璃也即背板基体11上采用化学电镀方式沉积一层80μm的铝膜以作为金属反射膜12，然后在铝膜表面磁控溅射一层厚度为20μm的氧化硅膜以作为保护层13，在波长300nm至1100nm范围测得其平均光线反射率为91.9%。在此之后，按照图1所示，依次叠放太阳能电池背板、第二封装材料层32（材质为EVA）、效率为19.2%单晶硅电池串（共6列，每列10串）、第一封装材料层31（材质为EVA）和前玻璃，连接汇流带后层压，在标准光强下测得短路电流为9.37A。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：在太阳能电池背板上通过溅射或化学电镀一层金属反射膜能够提高太阳能电池背板的反射率，进而提高太阳能电池组件的短路电流，提高太阳能电池组件的性能；保护层可以保护金属反射膜在使用过程不被损坏，同时避免太阳能电池片与金属反射膜之间连成通路，进而提高太阳能电池背板的安全性和可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种太阳能电池背板，其特征在于，包括：

背板基体（11）；

金属反射膜（12），覆盖在所述背板基体（11）上；

保护层（13），覆盖在所述金属反射膜（12）上。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述保护层（13）的厚度的范围为10nm至800μm。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述保护层（13）包括至少下列之一：氧化硅膜、氮化硅膜、氟化镁膜、三氧化二铝、氮化铝膜。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述金属反射膜（12）的厚度为5nm至500μm。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述金属反射膜（12）包括至少下列之一：银金属薄膜、铝金属薄膜、铬金属薄膜、铂金属薄膜、钼金属薄膜、铜金属薄膜、合金镀膜。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述太阳能电池背板的材料为下列之一：玻璃、不锈钢、铝、高分子聚合物。

7.一种太阳能电池组件，包括太阳能电池片（20）和太阳能电池背板，其特征在于，所述太阳能电池背板为权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池背板，所述太阳能电池背板覆盖有所述金属反射膜（12）的一侧朝向所述太阳能电池片（20）的背面。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件还包括：

前玻璃（40），覆盖在所述太阳能电池片（20）的正面；

第一封装材料层（31），设置在所述太阳能电池片（20）的正面与所述前玻璃（40）之间；

第二封装材料层（32），设置在所述太阳能电池片（20）的背面与所述太阳能电池背板的所述保护层（13）之间。

9.根据权利要求8所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一封装材料层（31）的材料为至少下列之一：EVA、PVB、TPU、PO、Inomer，所述第二封装材料层（32）的材料为至少下列之一：EVA、PVB、TPU、PO、Inomer。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述前玻璃（40）、所述第一封装材料层（31）、所述太阳能电池片（20）、所述第二封装材料层（32）、所述太阳能电池背板通过层压成型。