CN103904149B - 一种晶硅太阳能电池的封装结构和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种晶硅太阳能电池的封装结构和方法，具体涉及一种有效保护电极的IBC结构晶硅太阳能电池的封装结构和方法。该封装结构包括由上至下层压而成的前板玻璃、上粘胶膜、太阳能电池片组、下粘胶膜和背板膜，所述太阳能电池片组与下粘胶膜之间有一层固化胶。该封装结构能够保证晶硅太阳能电池的高质量封装，提高电池的使用寿命，并且其封装方法简单，适于工业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶硅太阳能电池的封装结构和方法，具体涉及一种有效保护电极的IBC结构晶硅太阳能电池的封装结构和方法。
背景技术
IBC（Interdigitated back-contacted）太阳能电池主要特征是把电池的正极与负极都设置在电池的背面，这样使得电池正面可以接收更多的光，从而提高电池的效率。
目前，在太阳能电池组件中，封装好与坏对电池的使用寿命有决定性的作用。传统的太阳能电池组件的结构有两种，一种为：前板玻璃（钢化玻璃）——粘胶膜——电池片——粘胶膜——高分子背板膜；另一种为：前板玻璃（钢化玻璃）——电池片——粘胶膜——高分子背板膜。粘胶膜作用是固定电池片，并隔绝空气和水蒸汽，以保证电池封装后有较长的使用寿命。
粘胶膜需要具有以下几个特点：1）具有很好的透光率；2）与金属、玻璃具有较高的粘结强度；3）具有较好的抗紫外性能；4）具有优异的耐候性能；5）具有较低热收缩率；6）可以交联固化。由于粘胶膜具有多种性能，而这些性能在一定范围内存在相互制约，从而使粘胶膜的使用存在一定的限制。目前，常用的粘胶膜材料有EVA和PVB，而这两种材料在太阳能电池封闭的综合性能方面都存在不足的地方，就是与金属的粘结强度不够高，热收缩率都在3%左右。当热收缩率较大时，使电极栅线在平面上产生一定应力，有可能使电极从硅片中脱落，特别是IBC晶硅太阳能电池，正负极栅线都设置在同一平面，且距离只有0.5~1mm，很容易使正负电极短接，使电池失效；与金属的粘结强度不够高，导致太阳能电池组在使用了一定时间后，电极与胶膜分离，失去封装的作用。
发明内容
本发明提供了一种晶硅太阳能电池的封装结构和方法，能够保证晶硅太阳能电池的高质量封装，提高电池的使用寿命，并且其封装方法简单，适于工业化应用。
本发明的技术方案如下：
一种晶硅太阳能电池的封装结构，包括由上至下层压而成的前板玻璃、上粘胶膜、太阳能电池片组、下粘胶膜和背板膜，另外，还可以设置有边框，用于固定上述各层，所述太阳能电池片组与下粘胶膜之间有一层固化胶。
所述固化胶包括重量比约为1.5-2:1的环氧树脂和固化剂，固化剂一般是多元胺。
该固化胶与金属有很高的粘结强度，同时与常用的粘胶膜材料EVA、PVB、EMMA等有很好的粘结性，这样可以解决粘胶膜与金属电极粘结强度不够的问题；同时该固化胶具有较低的热收缩率，这样温度变化时对电极不会产生太大的应力，同时抵消了粘胶膜由于温度变化给电极带来的应力，实现了粘胶膜和固化胶的协同作用，起到保护电极的作用。
同时，由于固化胶在阳光长期照射下，会产生黄变，影响透光性，所以不适于电池正面的涂覆或印刷。固化胶涂覆或印刷在电池背面，即电极面，则避免了太阳光中紫外线直接照射，这样既能保护电池，又使固化胶使用寿命增长。
所述固化胶中还可以包括抗氧剂、紫外线吸收剂和/或紫外线稳定剂等，以进行优化，进一步提高其使用寿命。
所述前板玻璃一般为钢化玻璃。所述背板膜一般是具有多层结构的高分子膜。
所述上粘胶膜和下粘胶膜可以是可交联固化的乙烯—乙酸乙烯酯共聚物EVA、聚乙烯醇缩丁醛PVB或乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物EMMA。两者可以是相同材料，也可以是不同材料。
上述的晶硅太阳能电池的封装结构的封装方法，包括如下步骤：
（1）把太阳能电池片串联或并联组成太阳能电池片组；
（2）在太阳能电池片组电极面印刷或涂覆固化胶，所述固化胶为重量比1.5-2:1的环氧树脂和固化剂的混合物，常温下进行固化；
（3）按照前板玻璃、上粘胶膜、步骤（2）中工艺后的太阳能电池片组、下粘胶膜、背板膜由下至上铺设好并放入到层压机内；
（4）抽真空，然后层压；
（5）加热使上下粘胶膜融化，将前板玻璃、太阳能电池片组和背板膜粘接在一起，组成密封组件。
所述步骤（2）中的混合物还可以包括抗氧剂、紫外线吸收剂和/或紫外线稳定剂，以进行优化。
与现有技术相比，本发明的晶硅太阳能电池的封装结构及封装方法，通过在太阳能电池片组与下粘胶膜之间设置固化胶，与金属和常用的粘胶膜材料EVA、PVB、EMMA等保持很好的粘结性，解决了粘胶膜与金属电极粘结强度不够的问题；同时该固化胶具有较低的热收缩率，这样温度变化时对电极不会产生太大的应力，同时抵消了粘胶膜由于温度变化给电极带来的应力，起到保护电极的作用。固化胶涂覆或印刷在电池背面，避免了太阳光中紫外线直接照射，这样既能保护电池，又使固化胶使用寿命增长。
附图说明
图1 是本发明的晶硅太阳能电池的封装结构的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步详细的说明，但不限于本实施例的内容。
实施例1
一种晶硅太阳能电池的封装结构，如图1所示，包括由上至下层压而成的前板玻璃1、上粘胶膜2、太阳能电池片组5、下粘胶膜3和背板膜4，所述太阳能电池片组5与下粘胶膜3之间有一层固化胶6。所述前板玻璃1为钢化玻璃。所述背板膜4是具有多层结构的高分子膜。所述上粘胶膜2和下粘胶膜3是可交联固化的乙烯—乙酸乙烯酯共聚物EVA。
所述固化胶6是比例为1.8:1的环氧树脂和固化剂，固化剂是多元胺。
上述的晶硅太阳能电池的封装结构的封装方法，包括如下步骤：
（1）把太阳能电池片并联组成太阳能电池片组5；
（2）在太阳能电池片组5电极面印刷固化胶6，所述固化胶6为重量比1.8:1的环氧树脂和固化剂多元胺的混合物，常温下进行固化；
（3）按照前板玻璃1、上粘胶膜2、步骤（2）中印刷了固化胶6后的太阳能电池片组5、下粘胶膜3、背板膜4由下至上铺设好并放入到层压机内；
（4）抽真空，然后层压；
（5）加热使上粘胶膜2和下粘胶膜3融化，将前板玻璃1、印刷了固化胶6后太阳能电池片组5和背板膜4粘接在一起，组成密封组件。
实施例2
一种晶硅太阳能电池的封装结构，如图1所示，包括由上至下层压而成的前板玻璃1、上粘胶膜2、太阳能电池片组5、下粘胶膜3和背板膜4，所述太阳能电池片组5与下粘胶膜3之间有一层固化胶6。所述前板玻璃1为钢化玻璃。所述背板膜4是具有多层结构的高分子膜。所述上粘胶膜2和下粘胶膜3分别是可交联固化的聚乙烯醇缩丁醛PVB和乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物EMMA。
所述固化胶6包括比例为1.5:1的环氧树脂和固化剂多元胺。所述固化胶6中还包括抗氧剂、紫外线吸收剂和/或紫外线稳定剂等，以进行优化，进一步提高其使用寿命。
上述的晶硅太阳能电池的封装结构的封装方法，包括如下步骤：
（1）把太阳能电池片串联组成太阳能电池片组5；
（2）在太阳能电池片组5电极面涂覆固化胶6，所述固化胶6为重量比1.5:1的环氧树脂和固化剂多元胺的混合物，常温下进行固化；
（3）按照前板玻璃1、上粘胶膜2、步骤（2）中涂覆了固化胶6后的太阳能电池片组5、下粘胶膜3、背板膜4由下至上铺设好并放入到层压机内；
（4）抽真空，然后层压；
（5）加热使上粘胶膜2和下粘胶膜3融化，将前板玻璃1、涂覆了固化胶6后的太阳能电池片组5和背板膜4粘接在一起，组成密封组件。
所述步骤（2）中的混合物还包括抗氧剂、紫外线吸收剂和/或紫外线稳定剂，以进行优化。
实施例3
本实施例与实施例2基本相同，区别在于：所述上粘胶膜2和下粘胶膜3是可交联固化的聚乙烯醇缩丁醛PVB。所述固化胶6中环氧树脂和固化剂多元胺的比例为2:1。
Claims (8)
1.一种晶硅太阳能电池的封装结构，包括由上至下层压而成的前板玻璃、上粘胶膜、太阳能电池片组、下粘胶膜和背板膜，其特征在于所述太阳能电池片组与下粘胶膜之间有一层固化胶，所述固化胶包括环氧树脂和固化剂；所述背板膜是具有多层结构的高分子膜。
2.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池的封装结构，其特征在于所述环氧树脂和固化剂的重量比为1.5-2:1。
3.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池的封装结构，其特征在于所述固化胶中还包括抗氧剂、紫外线吸收剂和/或紫外线稳定剂。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的晶硅太阳能电池的封装结构，其特征在于所述前板玻璃为钢化玻璃。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的晶硅太阳能电池的封装结构，其特征在于所述上粘胶膜和下粘胶膜是相同材料或不同材料。
6.根据权利要求5所述的晶硅太阳能电池的封装结构，其特征在于所述上粘胶膜和下粘胶膜为可交联固化的乙烯—乙酸乙烯酯共聚物EVA、聚乙烯醇缩丁醛PVB或乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物EMMA。
7.权利要求1-3中任一项所述的晶硅太阳能电池的封装结构的封装方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)把太阳能电池片串联或并联组成太阳能电池片组；
(2)在太阳能电池片组电极面印刷或涂覆固化胶，所述固化胶为重量比1.5-2:1的环氧树脂和固化剂的混合物，常温下进行固化；
(3)按照前板玻璃、上粘胶膜、步骤(2)中工艺后的太阳能电池片组、下粘胶膜、背板膜由下至上铺设好并放入到层压机内；
(4)抽真空，然后层压；
(5)加热使上下粘胶膜融化，将前板玻璃、太阳能电池片组和背板膜粘接在一起，组成密封组件。
8.根据权利要求7所述的晶硅太阳能电池的封装结构的封装方法，其特征在于所述步骤(2)中的混合物还包括抗氧剂、紫外线吸收剂和/或紫外线稳定剂。
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