CN103730529A - 包括太阳能电池的光伏模块用背接触式背板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

包括太阳能电池的光伏模块用背接触式背板及其制造方法。本发明提议一种包括背接触式太阳能电池的光伏模块用背接触式背板。该背接触式背板包括绝缘基板（210）。在绝缘基板（210）的表面上附接导电材料层（220），导电材料层（220）适于形成为连接电路（220c）。绝缘基板（210）包括暴露于光伏模块的空气侧的下侧绝缘部（211）和施加于绝缘部（211）的底漆层（218）。由此，底漆层（218）位于下绝缘部（211）和导电材料层（220）之间。底漆层（218）优选地包括与待施加于背接触式背板的内表面的封装箔（400、1000）类似并兼容的材料或材料混合物。

Description

包括太阳能电池的光伏模块用背接触式背板及其制造方法
技术领域
本发明涉及光伏模块领域。特别地，本发明涉及包括背接触式光伏电池的光伏模块用的新型背接触式背板（back-contact back-sheet）。
更具体地，本发明涉及包括底漆层（primer layer）的背接触式背板，其中底漆层施加于背接触式背板的内表面，以便改善该内表面与施加于背接触式背板的内表面的封装材料层或多层结构之间的粘附力。
背景技术
太阳能电池用于借助光伏效应将阳光转换成电能。因此，太阳能电池是用于代替化石燃料的最有前景的替代能源之一。太阳能电池由半导体材料形成并且被组装以形成所谓的光伏模块，该光伏模块继而被分成组以形成待典型地安装于建筑物屋顶或类似地点的光伏电站。
为了形成光伏模块，通过被称作“带”的适当导电体串联成组的太阳能电池组借助于诸如乙烯和醋酸乙烯的共聚物（通常称为EVA）等的封装（encapsulating）材料被典型地封装。然后，包封太阳能电池的封装材料被插入表面层和基层或表面层和背板之间，从而完成光伏模块。
典型地模块的由玻璃制成的表面层或主表面覆盖模块的暴露于太阳的表面，并且使得阳光能够到达电池。另一方面，背板执行多项任务。背板确保封装材料和太阳能电池不受环境因素的影响，同时防止电气连接被氧化。特别地，背板防止与大气条件有关的湿气、氧气和其他因素损坏封装材料、电池和电气连接。背板还为电池和相应的电路提供了电绝缘。此外，背板由于美观原因必须具有高的不透明度，并且由于功能原因在朝向太阳的部位必须具有高的反射率。
在包括传统太阳能电池的光伏模块中，电气连接出现在电池的前侧和后侧这两侧。背接触式电池是更高效的并且性价比高的新一代光伏电池，其中，与电池的两个电极的接触被转移到电池的背侧、即不暴露于光辐射的那侧。
金属穿孔卷绕（Metallization Wrap Through，MWT）电池被证明是特别高效的并且易于实现。在MWT电池中，与前侧电极的接触借助于贯穿半导体基板的厚度延伸的通孔被转移到背接触式电池的后侧。
背接触式电池提出了与适于容纳背接触式电池的模块的设计和结构有关的新的技术问题。例如，背板必须设计成支撑连接电路，该连接电路与形成于电池的后侧的欧姆触点电连接。这些欧姆触点与电池的两个电极（基极和发射极）连接。该问题的一个解决方案是所谓的背接触式背板，该背接触式背板是连接电路直接实施在背板的面向电池的表面的传统背板的改进。
在图1中示出了包括背接触式太阳能电池的光伏模块的结构。
背接触式电池600被配置在上封装材料层450和下封装材料层400之间。然后，电池600和封装材料层400、450被包封至表面层800和背板200之间，其中，表面层800典型地由玻璃或透明且抗反射的材料制成，背板200可以是背接触式背板。
在图1中可以看见导电材料构成的连接电路220c连接到太阳能电池的电极的路径。如果背板200是背接触式背板，则连接电路直接形成在下层绝缘基板的表面上并被牢固地固定到该表面。连接电路220c被用于确保与太阳能电池600的两个电极（即与基极和发射极）的电接触。特别地，导电材料的路径设置有焊盘222，以标记连接电路的待与形成在电池600的后表面上的电极之一的触点电连接的点。
诸如图1所示的光伏模块的组装过程典型地以如下所述的方式进行。
待配置在电池600和背板或背接触式背板200之间的下封装材料层400被穿孔，使得在完成模块之后，形成在下封装材料层400中的孔与配置了用于和电极接触的焊盘222的区域相对应。
然后，将穿孔的封装材料层400置于背板或背接触式背板200的内表面上，即置于背板或背接触式背板200朝光伏模块的内侧露出的面上。在施加下封装材料层400时，封装材料箔与背板或背接触式背板对齐，使得在下封装材料层400中的孔与焊盘222对应或对准。以这种方式，使得焊盘222朝光伏模块的外侧露出。
然后，将一块或一滴导电材料沉积到形成在背板或背接触式背板200的表面上的连接电路的导电路径的焊盘222上。焊盘222的表面通过下封装材料层400的孔保持露出。沉积到焊盘222上的导电材料例如可以包括已知为“导电粘合剂”（ECA）类型的导电膏。
随后，待嵌入模块中的电池600被放置到下封装材料层400上，使得具有形成在电池的后表面上的电极的各接触元件与涂布于一个焊盘222并通过下封装材料层400的一个孔暴露给电池600的触点的导电膏块接触。然后，将上封装材料层450放置到电池600的与和涂布至焊盘222的导电膏接触的后表面相反的上表面上。最后，透明且抗反射材料的表面层800被置于上封装材料层450上。
在所述结构已经被如上所述地制备出之后，所述结构可以上下倒置并紧接着在145℃至165℃之间的温度下在真空中层压8分钟至18分钟之间可变的时间间隔。
图2a示出了层压处理之前的模块的结构。如前所述地堆叠的模块的组成部件可单独识别。特别地，图2a示出的堆叠体从图的底部开始向上顺次包括：背板或背接触式背板200，其具有已经涂布上导电膏300的导电焊盘222；下封装材料层400；电池600；上封装材料层450；和表面层800。
通过形成于电池600的后侧、即面向连接电路220c和背板200的那侧的触点620和640来保证与电池600的电极（基极和发射极）的电连接。触点620和640可以分别连接至光伏电池的正极和负极。
图2b示意性地示出了已经进行了层压处理之后的模块的结构。在第一层压阶段，所述结构被配置到借助于泵抽出空气的真空室中。然后在维持模块所在区域的真空的状态下，将压力施加到所述结构，以压紧构成光伏模块结构的层。整个周期优选地具有少于18分钟的总持续时间。该周期优选地在140℃至165℃之间的温度下发生。
层压导致导电膏300通过其聚合作用而硬化，由此使得电池600附接至背板200。此外，层压处理的任务还在于使得上封装材料层450和下封装材料层400熔融然后聚合。以该方式，下封装材料层400的封装材料通过熔融而填充导电膏300、背板或背接触式背板200以及电池600的后表面之间的所有空隙空间。此外，聚合后，上封装材料层450还在表面层800和电池600的与上封装材料层450接触的外表面之间发挥粘附作用。类似地，下封装材料层400在聚合后也在电池600的后表面和背板200之间发挥粘附作用。
作为下封装材料层400的替代例，可使用多层结构，该多层结构的上层发挥封装作用，而下层则提供该结构至背接触式背板的内表面的粘附性。
由此，夹在电池的下表面和背板之间的该多层结构的下层或者封装/热粘合层负责粘附至它们所施加到的背接触式背板的内表面。
为了实现该目标，必须找到如下的材料和方法：其允许该多层结构或下封装材料层与连接电路220c和基板的通过连接电路露出的表面部分二者的牢固粘附。基板的通过连接电路220c露出的该表面部分典型地包括聚合物材料，例如，聚氟乙烯（PVF）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）或聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）。
将多层结构或者封装材料的单箔粘附到它们所施加到的背接触式背板的整个内表面通常不是微不足道的任务。实际上，用作多层结构或者下封装材料箔400的主要成分的热粘合剂或封装材料显示出对连接电路220c的金属的不错的粘附性，但是对背接触式背板的基板的未被连接电路占据的露出表面的粘附则不太牢固。
发明内容
鉴于上述问题和缺点，本发明的目的在于提供一种具有如下内表面的背接触式背板：该内表面能够强力地粘附于可能施加于其上的封装或热粘合材料层，并且本发明的目的还在于提供该背接触式背板的实施方法。
特别地，本发明的目的在于提供一种具有如下内表面（即，面向光伏模块的内部的表面）的背接触式背板：该内表面具有与待施加于其上的封装或热粘合材料层具有化学相容性的特征。该背接触式背板的内表面还应当可能地借助于粘合系统确保与金属导电电路的高粘附性。
根据本发明，基于如下的新颖且创造性的构思提供一种光伏模块用背接触式背板：多层结构或封装材料箔与背接触式背板之间的粘附性能够通过在连接电路和该电路所施加到的基板表面之间夹设具有诸如确保与封装或热粘合材料层的不错的粘附性的化学成分的材料层来改善。
一种包括背接触式太阳能电池的光伏模块用背接触式背板，所述背接触式背板包括：基板，其具有暴露于所述光伏模块的空气侧的外表面和与所述外表面相反并暴露于所述光伏模块的内侧的内表面，导电材料层，其适于形成为连接至所述太阳能电池的电极的连接电路并且直接附接至所述基板的所述内表面，所述导电材料层牢固地固定至所述基板的所述内表面，其中所述基板包括：绝缘部，其包括面向所述光伏模块的空气侧并且与所述基板的所述外表面大致一致的下表面和与所述下表面相反的上表面，底漆层，其牢固地固定至所述绝缘部的所述上表面，所述底漆层包括面向所述绝缘部的所述上表面的下表面和与所述底漆层的所述下表面相反并且与所述基板的所述内表面大致一致的上表面。
一种包括背接触式太阳能电池的光伏模块用背接触式背板的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：制造基板，所述基板具有暴露于所述光伏模块的空气侧的外表面和与该外表面相反并暴露于所述光伏模块的内侧的内表面；将导电材料层施加至所述基板，所述导电材料层适于形成为连接至所述太阳能电池的电极的连接电路，所述施加步骤以使得所述导电材料层固定地附接至所述基板的所述内表面的方式进行，所述制造方法中的制造所述基板的所述步骤包括：制造绝缘部，所述绝缘部包括面向所述光伏模块的空气侧并且与所述基板的所述外表面大致一致的下表面和与该下表面相反的上表面，将底漆层施加并固定至所述绝缘部的所述上表面，将所述底漆层施加并固定的所述步骤以如下方式进行：使得所述底漆层包括面向所述绝缘部的所述上表面的下表面和与所述底漆层的所述下表面相反并且与所述基板的所述内表面大致一致的上表面。
通过从其它的方案和下面的说明提供本发明的优选实施方式。
附图说明
根据下面对附图中示出的根据本发明的装置和方法的实施方式的说明，本发明的其他特征和优点将变得更清楚。在附图中，相同和/或相似和/或相应的部件由相同的附图标记或字母表示。特别地，在附图中：
图1示出了包括背接触式电池的光伏模块的一部分的分解图；
图2a示出了图1所示类型的光伏模块的结构在层压处理之前的截面图；
图2b示出了图1所示类型的光伏模块在层压处理之后的截面图；
图3示出了包括多层结构和背接触式背板的系统在多层结构施加到背接触式背板的表面之前的截面图；
图4示出了根据本发明的实施方式的背接触式背板的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照如附图所示的特定实施方式说明本发明。然而，本发明不限于下面的具体说明中所述和附图中所示的特定实施方式。反而，所述的实施方式仅示出了范围由权利要求限定的本发明的若干方面。
本发明的其他变形和变化对于本领域技术人员是显然的。因此，本说明应当被认为包括范围由权利要求限定的本发明的所有变形和/或变化。
如上所述，在光伏模块制造过程的一个步骤期间，将封装材料层400或多层结构施加于背接触式背板的内表面，即，施加于背接触式背板的面向光伏模块的内部的表面。下面将参照图3更详细地说明代替图1中示出的下封装材料层400的多层结构1000。
在现有技术中，多层结构1000（图3）或封装材料箔400（图1）牢固地固定至图3的下部示出的背接触式背板200的内表面200if。
光伏模块的空气侧是位于图3的底部的、在此处示出的背接触式背板200的下方的那侧。
背接触式背板200包括面向光伏模块的空气侧的外表面和与外表面相反且暴露于光伏模块的内部的内表面200if。
背接触式背板200还包括暴露于光伏模块的空气侧的绝缘复合体或基板210。
绝缘基板210具有面向光伏模块的空气侧且与背接触式背板200的外表面大致一致的外表面210os。另外，基板210具有与外表面210os相反且面向光伏模块的内部的内表面210is。
在图3中示出的背接触式背板的实施方式中，绝缘基板210包括第一绝缘层212、中间层214和第二绝缘层216。
第一绝缘层212具有暴露于光伏模块的空气侧的表面并且被用作阻止湿气、紫外线、氧气和可能渗入模块并引起模块的某些组成部件损伤或引起聚氨酯类或聚酯类粘合剂劣化和变黄的其他外部介质的屏障。
第一绝缘层212的与暴露于空气侧的表面相反的内表面面向中间层214，该中间层214用作阻止湿气和水蒸气的屏障。中间层214典型地包括铝，中间层214优选地具有在8μm至25μm范围内的厚度。
然后，中间层214的与面向第一绝缘层212的表面相反的内表面面向用作电绝缘体和进一步的屏障的第二绝缘层216。
第二绝缘层216典型地包括聚合物。根据本发明的实施方式，第二绝缘层216包括下列聚合物中的至少一种：聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）、聚氟乙烯（PVF）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、诸如
Figure BDA0000377624480000081
等的聚酰亚胺（PI）或类似材料。第二绝缘层216的与面向中间层214的表面相反的上表面与绝缘基板210的内表面210is大致一致。
在背接触式背板的可选实施方式中，绝缘基板210仅包括一层，例如，该层包括诸如PET、PE、PVF、PVDF、PEN和PI等聚合物中的一种或多种。
由此，背接触式背板的绝缘基板210的内表面210is通常由上述聚合物材料中的一种或多种形成。
然后，导电材料层220被施加到基板210的与面向空气侧的表面210os相反的内表面210is，使得导电材料层220被牢固地固定至基板210的面向光伏模块的内部的内表面210is。导电材料层220可以具有大致在25μm至70μm范围内的厚度。导电材料层220包括诸如铜或铝等导电率高的金属。
导电材料层220通常在被施加至绝缘基板210的内表面210is时是连续的。导电材料层220随后被处理以形成包括诸如路径、走线等的一般细长导电元件的图案。该图案形成连接至太阳能电池的电极的连接电路220c。
连接电路220c可以借助于诸如光刻法、干法蚀刻或湿法蚀刻、例如通过铣削处理获得的机械蚀除、激光蚀除和适于该目的的本领域技术人员已知的其他技术形成在导电材料层220中。
导电材料层220可以在被施加于绝缘基板210的内表面210is之后被处理。可选地，连接电路220c可以在导电材料层220被施加到基板210的内表面210is之前形成在导电材料层220中。
连接电路220c形成为具有用于形成凹陷或曲折的表面部。因此，连接电路220c通常使得基板210的内表面210is的施加了连接电路220c的部分露出。
在连接电路220c已经形成在导电材料层220中之后，背接触式背板的与面向空气侧的表面相反的内表面200if因而包括连接电路220c的暴露于光伏模块的内部的表面和基板210的内表面210is的通过连接电路220c露出的部分。在图3中示出的背接触式背板的情况下，基板210的内表面210is与第二绝缘层216的面向光伏模块的内部的表面一致。
导电材料层220还包括形成于图案的预定位置的焊盘222，连接电路220c包括该图案。焊盘222适于借助于导电材料块与形成于太阳能电池的电极的表面的欧姆触点电接触。欧姆触点可以例如是由图2a和图2b中的附图标记620和640表示的欧姆触点。焊盘222于是确保与安装在光伏模块中的太阳能电池电接触。
然后，图1中示出的下封装材料层400和图3中示出的多层结构1000可以被施加至背接触式背板200的内表面200if。
在图3中，示出了在多层结构施加到背接触式背板200之前的、在光伏模块的制造过程的一个步骤期间的多层结构1000。
参照图3，多层结构1000包括下层270、中间层240和上层280。每一层都有明确定义的作用。
上层280包括在光伏模块已经完成后将作为对太阳能电池保护的封装材料。上层280可以包括下列材料中的至少一种：硅酮、离聚物、热聚氨酯、聚烯烃、热聚烯烃、具有接枝剂的三元共聚丙烯酸。接枝剂可以包括马来酐。
配置在封装材料上层280的正下方的中间层280用于与上层280的弹性形成对比以及提供具有机械刚性的结构。使得结构1000不因施加拉伸应力而变形。
多层结构1000的中间层240可以包括诸如PET、PP、PI的聚合物或其它高弹性模量且熔融温度比构成上层280的封装材料高的聚合物。
最后，下层270负责将结构1000粘附至下方背接触式背板的将施加结构1000的表面。构成下层270的材料必须确保下层270与导电材料层220的表面和基板210的内表面210is的通过导电材料层220露出的部分的牢固粘附。构成下层270的材料还必须能够适于背接触式背板200的不同高度的内表面200if，以填充内表面的空隙。此外，下层270必须在光伏模块组装处理中通常使用的层叠处理时达到的那些温度下熔融并充分流动。
结构1000的下层270或下封装材料层400可以包括诸如选自下面的树脂等热粘合材料：环氧树脂、环氧酚醛树脂、共聚酯树脂、聚氨酯树脂或聚烯离子体树脂。可选地，下层270或下封装材料层400可以包括诸如构成上层280的那些材料中的一种等封装材料。由此，下层270可以包括下列材料中的一种或多种：EVA、硅酮、离聚物树脂、热聚氨酯、聚烯烃、热聚烯烃、具有接枝剂的三元共聚丙烯酸。
制造后，多层结构1000或封装材料箔400可以被穿孔以产生多个通孔286。通孔286优选地与形成在背接触式电池600的后侧的点620和640对应，以与光伏电池的电极欧姆接触。这些触点可以例如分别形成在电池600的正电极（p-触点）和负电极（n-触点）上。
由于中间层240的存在，结构1000是大致不可伸长的，这导致贯穿结构1000来形成通孔286的操作更容易、更快并且性价比更高。通孔286可以借助于冲孔、通过铣削获得的机械蚀除、激光蚀除、激光轮廓加工或本领域技术人员已知的其他技术形成。
多层结构1000或封装材料箔400在穿孔后被对准并施加到背接触式背板200的内表面200if。
多层结构1000或单个封装材料箔400的通孔286形成为使得，多层结构1000或封装材料箔400与背接触式背板对准后，各通孔286的位置与形成在电池的后表面的欧姆触点620和640中的一个触点的位置对应。此外，在多层结构1000或封装材料箔400已经被对准并施加到背接触式背板之后，各通孔286的位置将使导电材料层220上的各接触焊盘222露出。由此，接触焊盘222可以通过通孔286与电池600的后侧的欧姆触点电接触。
在多层结构1000或封装材料箔400已经固定到背接触式背板200的内表面200if之后，可以通过各通孔286将导电膏300块施加到接触焊盘222。之后，将电池600载置到多层结构1000上或穿孔后的封装材料箔400上，并且执行上述光伏模块的层叠处理。
背接触式背板200的多层结构1000或封装材料箔400的固定可以例如借助于热层叠处理或通过在系统的预定点中选择性的激光加热来实现，或者借助于诸如双面胶等纯粘合剂来实现，如果必要的话，在预定的点或以选择性的方式施加粘合剂。在多层结构1000的情况下，至背接触式背板200的粘附可以借助于包括具有弱的冷粘合性能的热粘合剂的下层270来实现。
在层叠期间，提供给系统的热导致结构1000的下层270（图3）或下封装材料箔400（图1、图2a和图2b）部分熔融。下层270或下封装材料箔400当熔融时使得结构1000附接到背接触式背板200。此外，热粘合剂或构成下层270或封装材料层400的封装材料熔融后渗透入导电材料层220的连接电路220c的相邻路径之间的缝隙（参见例如图2b）中。以此方式，下层270或封装材料层400实现了使连接电路220c的不电连接的相邻路径电绝缘的附加任务。结构1000的下层270或封装材料层400还实现了中和可能在绝缘基板210的内表面210is上流过的电流的任务，其中下层270的一部分和导电材料层220固定到该内表面210is上。
光伏模块领域中使用的大部分热粘合剂或封装材料在由于热处理而液化或重回固态之后，与形成位于背接触式背板200的内表面200if上的导电材料层220的金属具有良好的粘附性。例如，诸如EVA的材料在铜上的粘附力等于大约35N/cm。
然而，用于图3中示出的多层结构1000的下层270的热粘合剂或封装材料或者用于图1和图2中示出的封装材料层400的热粘合剂或封装材料，较弱地粘附于基板210的内表面210is的通过连接电路220c露出的部分。如上所述，基板210的内表面210is通常由诸如PET、PE、PVF、PVDF、PEN、PI等聚合物构成。例如EVA在PET表面上的粘附力为大约2N/cm。
为了增大多层结构1000的下层或单个封装材料箔400与背接触式背板的施加多层结构1000的下层或单个封装材料箔400的表面之间的粘附力，已经提议使背接触式背板200的基板210的内表面210is在对内表面210is上施加导电材料层220之前进行表面处理。该处理可以包括等离子体处理或电晕处理，旨在增大内表面210is的表面能以增大粘附性。可选地，或附加地，表面处理可以包括在组装到复合体210中之前利用已知技术将底漆施加到内表面210is。
在形成诸如PET膜等聚合物膜的情况下，术语“底漆”是指施加至PET表面的数量级为0.05μm的极小层，以在不显著改变PET膜的厚度的情况下改变PET膜的表面性能。在没有任何中间元件的情况下施加底漆。当底漆的厚度变得显著时，使用“底漆层”更合适。在该情况下，厚度的数量级可以为数十微米或更大。底漆层通常借助于粘合系统施加。
表面处理后，将导电材料层220施加至基板210的内表面210is。由于导电材料层220以连续箔的形式施加至内表面210is，所以必须进行处理以在导电材料层220已经施加于基板210的内表面210is之后获得连接电路220c。如上所述，用于获得形成连接电路220c的路径的处理技术包括例如与化学蚀刻结合使用的光刻法、例如借助于铣削的机械蚀除、例如借助于激光诱导加热获得的热蚀除等。所有这些技术，当用于施加到内表面210is上的导电材料层时，趋于消除或至少降低事先在基板210的内表面210is上执行的表面处理的影响。特别地，用于在导电材料层220中形成连接电路220c的技术都不能使导电材料层220的期望部分以如下的精确度被去除：该精确度足以在处理导电材料层220时防止基板210的内表面210is的受表面处理影响的部分受到损伤。
实施例可以更好地阐明该技术问题。需要记住的是，导电材料层220优选具有在约25μm至约75μm范围内的厚度。此外，基板210的内表面210is的实施了表面处理的层以比1μm小得多的厚度延伸。让我们假设例如借助于对固定至基板210的导电材料层220进行铣削操作来去除导电材料层220的预定部分，以形成连接电路220c。在这种情况下，极其难以调节铣削的精度以在不会同时去除内表面210is的还与导电材料层220直接接触的部分的情况下在导电材料层220中形成通道。由于典型铣削装置的精度，内表面的被错误去除的部分将具有等于或大于1μm的厚度。当使用例如激光蚀除、化学湿法蚀刻或化学干法蚀刻等用于形成连接电路220c的其它技术操作时，将面临类似的问题。
为了克服这些问题，这里提议一种改进的背接触式背板及其制造方法。
图4示出了根据本发明的实施方式的背接触式背板200。
类似于参照图3说明的背接触式背板，根据本发明的背接触式背板包括基板210和导电材料层220。
特别地，基板210具有面向光伏模块的空气侧并且与背接触式背板的外表面大致一致的外表面210os。此外，基板210具有与外表面210os相反并且面向光伏模块的内部的内表面210is。
根据本发明的背接触式背板的基板210包括下绝缘部211和底漆层218。
绝缘部211包括暴露于光伏模块的空气侧并且与基板210的外表面210os大致一致的下表面。绝缘部211还包括与下表面相反的上表面。
根据图4中示出的本发明的实施方式，下绝缘部211包括第一绝缘层212、中间层214和第二绝缘层216。
第一绝缘层212具有暴露于光伏模块的空气侧的表面并且被用作阻止湿气、紫外线、氧气和其他可能渗入光伏模块并引起光伏模块的某些组成部件损伤或引起聚氨酯类或聚酯类粘合剂劣化并变黄的其他外部介质的屏障。第一绝缘层212可以包括诸如聚氟乙烯（PVF）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）等聚合物或其它聚合物。第一绝缘层212可以具有大致在25μm至75μm或更大范围内的厚度。
第一绝缘层212的与暴露于空气侧的表面相反的上表面面向中间层214，该中间层214用作阻止湿气和水蒸气的屏障。中间层214典型地由例如铝的不透水蒸气的材料制成。中间层214优选地具有在8μm至25μm范围内的厚度。
中间层214的与面向第一绝缘层212的表面相反的上表面面向第二绝缘层216，该第二绝缘层216用电绝缘体和进一步的屏障。第二绝缘层216典型地包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）、聚氟乙烯（PVF）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚酰亚胺（PI）等的聚合物。第二绝缘层216可以具有在125μm至350μm或更大范围内的厚度。
根据未在图中示出的本发明的背接触式背板的一些实施方式，可以不存在中间层214。由此，绝缘部211包括第一绝缘层212和直接施加于第一绝缘层212的上表面的第二绝缘层216，而不存在中间层214。根据该实施方式，第一绝缘层212和第二绝缘层216分别包括与根据上述实施方式的绝缘基板211的第一绝缘层212和第二绝缘层216相同的材料。
此外，根据未在图中示出的其它实施方式，背接触式背板的绝缘部211包括单个绝缘层，该单个绝缘层包括例如如下聚合物中的一种或多种：PET、PE、PVF、PVDF、PEN和PI等。
不同于参照图3说明的背接触式背板200，根据本发明，背接触式背板的内表面不使第二绝缘层216或者笼统地说绝缘部211的上表面露出。换言之，基板210的施加导电材料层220的内表面210is不与第二绝缘层216的面向光伏模块的内部的表面一致。
根据本发明并且与现有技术相比，背接触式背板的绝缘基板210包括配置在导电材料层220和第二绝缘层216之间的底漆层218。大体上，底漆层218配置在导电材料层220和基板210的绝缘部211的上表面（即绝缘部211的与面向光伏模块的空气侧的表面相反的表面）之间。
仍然参照图4，底漆层218包括面向基板210的绝缘部211的上表面的下表面。底漆层218还包括与下表面相反并且与基板210的内表面210is大致一致的上表面。
根据本发明的实施方式，底漆层218具有在50μm至350μm范围内的厚度。优选地，底漆层218具有在50μm至150μm范围内的厚度。
底漆层218施加至绝缘部211以牢固地粘附于绝缘部211的上表面。取决于底漆层218的组成（例如聚烯烃或热粘合剂），底漆层218可以借助于粘合系统或通过挤出涂布（extrusion coating）到绝缘部211的表面上来施加至绝缘部211。该挤出涂布处理也可以在实现复合体211之前进行。
底漆层218由诸如确保改进背接触式背板的内表面210if与适于施加在该内表面上的图1中示出的封装材料箔400或图3中示出的多层结构1000之间的粘附性的材料构成。
由此，底漆层218包括化学性能或功能类似于构成下封装材料400或多层结构1000的下层270的材料。
根据本发明的实施方式，底漆层218包括EVA。根据本发明的特定实施方式，底漆层218包括乙酸乙烯酯的含量在3%至5%的范围内变化的EVA。
根据本发明的其它实施方式，底漆层218包括线性低密度聚乙烯（LLDPE）或线性高密度聚乙烯（LHDPE）或它们的组合。
根据其它实施方式，底漆层218包括一种或多种热粘合剂材料。根据特定实施方式，底漆层包括下列热粘合剂材料中的至少一种：具有添加剂的丙烯酸类聚合物或聚氨酯、马来酐接枝的三元共聚丙烯酸。
根据本发明的其它实施方式，底漆层218包括聚烯烃。
根据另外的实施方式，底漆层包括下列材料中的一种或多种的组合：EVA、LLDPE、LHDPE、聚烯烃、具有添加剂的丙烯酸聚合物或聚氨酯、马来酐接枝的三元共聚丙烯酸。
根据本发明，导电材料层220被施加到基板210的内表面210is，即，底漆层218的上表面。如果底漆层218包括聚烯烃，则导电材料层220可以借助于粘合系统被固定至底漆层218的上表面。替代地，如果底漆层218包括已经事先通过粘合剂挤出或固定到绝缘部211的热粘合剂材料，则导电材料层220可以简单地通过加热包括基板210和导电材料层220的系统而被固定。例如，系统能够被加热到80℃至140℃范围内的温度。
值得注意的是，使用热粘合剂作为底漆层218具有若干优点。热粘合剂可以实际上被挤出到绝缘部211的上表面上并且导电材料层220可通过简单地给系统加热来固定到绝缘部211的上表面上，由此不需要任何粘合剂。
类似于关于图3中示出的背接触式背板200所讨论的情况，根据本发明的背接触式背板的导电材料层220适于形成为连接到太阳能电池600的电极的连接电路220c。
关于用于处理导电材料层220以在导电材料层220中形成连接电路220c的技术和过程的细节，请读者参见上面给出的对图3中示出的背接触式背板的说明。
根据实施方式，本发明提供了一种背接触式背板的制造方法，该背接触式背板相对于从现有技术的状态已知的背接触式背板具有优异的特征。
根据本发明的背接触式背板的制造方法从制备和实施基板210开始。
更具体地，实施基板210的步骤包括实施绝缘部211。如上所述，绝缘部211可以包括一个、两个或三个层212、214、216。
基板210的绝缘部211包括与基板210的外表面210os一致的下表面以及与下表面相反的上表面。
在实施基板210的第二阶段中，底漆层218被施加到绝缘部211的上表面。该施加可以借助于挤出或借助于粘合系统来进行。已经在上面参照图4对底漆层218进行了说明。
底漆层218牢固地固定至基板210的绝缘部211的上表面。由此，底漆层包括面向绝缘部211的上表面的下表面以及面向光伏模块的内部并且与基板210的内表面210is大致一致的上表面。
在已经形成基板210之后，将导电材料层220施加到基板210的内表面210is。已经在上面参照图3和图4对导电材料层220进行了说明。
根据本发明的实施方式，导电材料层220可以固定到底漆层218作为连续箔。在被牢固地固定至底漆层218之后，导电材料层220根据上述已知技术中的一种被处理以形成连接电路220c。
根据替代实施方式，导电材料层220在被施加到基板210的内表面210is之前被处理以形成连接电路220c。根据该实施方式，导电材料层220被施加并然后被固定到已经呈预印制的连接电路220c的形式的内表面210is。根据该实施方式，优选地是，底漆层218包括热粘合剂材料。
如上所述，处理导电材料层220的技术可以包括：光刻法、激光蚀除、机械蚀除或本领域技术人员已知的其它类似技术。
值得注意的是，当在导电材料层220被施加到基板210的内表面210is之后在导电材料层220中形成连接电路220c时，本发明简化了处理导电材料层220以形成连接电路220c的操作。当借助于上述技术或本领域技术人员已知的技术中的一种使连接电路220c形成在导电材料层220中时，通常在导电材料层220中形成通道，因此有不期望地去除基板210的内表面210is的位于导电材料层220的待穿孔的部分的正下方的部分的风险。如上所述，通常使用的穿孔技术仅能够以沿着横向方向（即，该层所在的平面的法向）约1μm的精度对导电材料层220穿孔。因此，基板210的内表面210is的被错误地去除的部分可以具有大约1μm的最小厚度。
根据本发明，内表面210is的该被错误地去除的部分包括一部分底漆层218。然而，底漆层218具有50μm的厚度，大幅度地大于1μm。因此，意外地去除底漆层218的薄表面膜不会对光伏模块组装处理的后续阶段产生特别的负面结果。
在导电材料层220施加到基板210并且在导电材料层220中形成连接电路220c之后，完成图4中示出的背接触式背板的制造过程。
在制造过程已经完成之后，根据本发明的背接触式背板具有内表面200if，该内表面200if包括连接电路220c的暴露于光伏模块的内部的表面和底漆层218的上表面的通过连接电路220c露出的部分。
根据本发明的背接触式背板可以有利地用作包括背接触式电池的光伏模块的组成部件。例如，合适的穿孔后的封装材料箔400（图1）或多层结构1000（图3）可以施加于背接触式背板的内表面200if。然后，进行上述光伏模块组装处理的后续步骤。
在已经堆叠了所有层后，例如图2a所示，热层叠模块。层叠温度使得构成与背接触式背板的内表面210if接触的封装材料层400或多层结构1000的下层270的封装材料或热粘合剂材料熔融。
根据本发明的背接触式背板的内表面210if除包括导电材料层220的金属表面之外，还包括底漆层218的通过连接电路220c露出的表面。由此，在层叠过程中，部分熔融的封装材料或热粘合材料与底漆层218接触。构成底漆层218的材料或材料混合物在层叠过程中部分熔融或软化。另一方面，底漆层218包括一种或多种能够与位于背接触式背板上方的封装材料层或热粘合剂材料层“兼容”或“化学性能相似”的材料。因此，在系统已经层叠并冷却之后，封装材料层400或多层结构1000不仅牢固地粘附于连接电路220c的表面，还牢固地粘附于底漆层218的通过连接电路220c露出的部分。由此，层叠使得底漆层218和位于上方的封装层或热粘合剂层彼此牢固地粘附，从而导致所有的导电元件完美地嵌入模块中。
结果，根据本发明的背接触式背板的内表面210if和施加于内表面210if的封装材料层之间的粘附性相对于现有技术已知的背接触式背板显著地改善。特别地，如果使用根据本发明的实施方式之一的背接触式背板，则粘附力可以期望从现有技术的状态已知的装置的2N/cm提高到40N/cm-70N/cm。
虽然已经参照上述实施方式说明了本发明，但本领域技术人员显然可以在上述启示下，在所附的权利要求的范围内对本发明进行若干变形、变化和改进，而不偏离本发明的主旨和保护范围。除此以外，为了不过于混淆所述的发明，没有说明那些被认为是本领域技术人员已知的方面。因此，本发明不由上述实施方式限定，而是仅由所附权利要求的保护范围限定。

Claims (13)

1.一种包括背接触式太阳能电池的光伏模块用背接触式背板，所述背接触式背板包括：
基板（210），其具有暴露于所述光伏模块的空气侧的外表面（210os）和与所述外表面（210os）相反并暴露于所述光伏模块的内侧的内表面（210is），
导电材料层（220），其适于形成为连接至所述太阳能电池的电极的连接电路（220c）并且直接附接至所述基板（210）的所述内表面，所述导电材料层（220）牢固地固定至所述基板（210）的所述内表面（210is），
其中所述基板（210）包括：
绝缘部（211），其包括面向所述光伏模块的空气侧并且与所述基板（210）的所述外表面（210os）大致一致的下表面和与所述下表面相反的上表面，
底漆层（218），其牢固地固定至所述绝缘部（211）的所述上表面，所述底漆层（218）包括面向所述绝缘部（211）的所述上表面的下表面和与所述底漆层（218）的所述下表面相反并且与所述基板（210）的所述内表面（210is）大致一致的上表面。
2.根据权利要求1所述的背接触式背板，其特征在于，所述底漆层（218）包括下列材料中的至少一种：EVA、聚烯烃、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、线性高密度聚乙烯（LHDPE）或前述材料的组合。
3.根据权利要求1所述的背接触式背板，其特征在于，所述底漆层（218）包括热粘合材料，所述热粘合材料例如为具有添加剂的丙烯酸类聚合物或聚氨酯、或马来酐接枝的三元共聚丙烯酸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的背接触式背板，其特征在于，所述基板（210）的所述绝缘部（211）包括以下材料中的至少一种：聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚乙烯（PE）、聚氟乙烯（PVF）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、注册商标为Kapton的聚酰亚胺（PI）。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的背接触式背板，其特征在于，所述绝缘部（211）包括：
由第一聚合物材料制成的第一绝缘层（212），所述第一绝缘层具有面向所述光伏模块的空气侧的外表面和与该外表面相反的内表面，
由水蒸气不能透过的材料制成的中间层（214），所述中间层联接至所述第一绝缘层（212）的所述内表面，所述中间层具有面向所述第一绝缘层（212）的下表面和与该下表面相反的上表面，
由第二聚合物材料制成的第二绝缘层（216），所述第二绝缘层联接至所述中间层（214）的所述上表面。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的背接触式背板，其特征在于，所述绝缘部（211）包括：
由第一聚合物材料制成的第一绝缘层（212），所述第一绝缘层具有面向所述光伏模块的空气侧的外表面和与该外表面相反的内表面，以及
由第二聚合物材料制成的第二绝缘层（216），所述第二绝缘层施加于所述第一绝缘层（212）的所述内表面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的背接触式背板，其特征在于，所述导电材料层（220）包括导电率高的金属，所述金属例如为铜或铝等。
8.一种包括背接触式太阳能电池的光伏模块用背接触式背板的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：
制造基板（210），所述基板（210）具有暴露于所述光伏模块的空气侧的外表面（210os）和与该外表面相反并暴露于所述光伏模块的内侧的内表面（210is）；
将导电材料层（220）施加至所述基板（210），所述导电材料层适于形成为连接至所述太阳能电池的电极的连接电路（220c），所述施加步骤以使得所述导电材料层（220）固定地附接至所述基板（210）的所述内表面（210is）的方式进行，
所述制造方法中的制造所述基板（210）的所述步骤包括：
制造绝缘部（211），所述绝缘部（211）包括面向所述光伏模块的空气侧并且与所述基板（210）的所述外表面（210os）大致一致的下表面和与该下表面相反的上表面，
将底漆层（218）施加并固定至所述绝缘部（211）的所述上表面，将所述底漆层（218）施加并固定的所述步骤以如下方式进行：使得所述底漆层（218）包括面向所述绝缘部（211）的所述上表面的下表面和与所述底漆层（218）的所述下表面相反并且与所述基板（210）的所述内表面（210is）大致一致的上表面。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，施加并固定所述底漆层（218）的所述步骤包括将所述底漆层（218）挤出涂布至所述绝缘部（211）的所述上表面。
10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，施加并固定所述底漆层（218）的所述步骤包括在所述底漆层（218）和所述绝缘部（211）之间使用粘合系统。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法进一步包括处理所述导电材料层（220）以形成所述连接电路（220c）。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，处理所述导电材料层（220）的所述步骤在将所述导电材料层（220）施加至所述基板（210）的所述内表面（210is）的所述步骤之后进行。
13.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，处理所述导电材料层（220）的所述步骤在将所述导电材料层（220）施加至所述基板（210）的所述内表面（210is）的所述步骤之前进行。
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