CN104112780A - 一种太阳能电池组件及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池组件及其制造工艺，其中太阳能电池组件包括依次层叠的透光上盖板、第一粘结剂层、太阳能电池片、第二粘结剂层和背板，所述透光上盖板的表面涂有减反射层，所述减反射层包括硅基氧化物和二氧化锆，所述二氧化锆与硅基氧化物的重量比为5∶4～7∶2，所述减反射层的厚度为100nm～150nm。与现有技术相比，本发明公开的太阳能电池组件采用硅基氧化物和二氧化锆的混合物作为减反射层，其利用稀有金属氧化物二氧化锆具有波长转换的特性，可以将紫外波段和红外波段的光转换为太阳能电池片能够充分利用的波长，从而增加可见光的透光率，进而提高电池转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池组件，本发明还涉及该太阳能电池组件的制造工艺。
背景技术
目前太阳能电池组件在正面盖板玻璃上涂上一层减反射膜以减少太阳光的反射，从而来达到增加组件转换效率的功能。减反射膜的涂层材料主要为硅基的氧化物，厚度一般控制在100～150nm之间，根据工艺和产品的要求可以做调整。
太阳能电池组件发电主要依靠太阳光的能量转换，太阳光的波长分布较宽，从280nm到1150nm之间，但是真正对电池片发电有重要影响的波长在550nm到850nm之间(这个由每家的电池片工艺有关)，而550nm之前的紫外光和850nm之后的红外光对电池片发电的贡献不大，从而减少了太阳能电池组件对太阳光的吸收，进而影响了太阳能电池组件的转换效率。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能吸收紫外光和红外光的太阳能电池组件。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种能吸收紫外光和红外光的太阳能电池组件的制造工艺。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种太阳能电池组件，包括依次层叠的透光上盖板、第一粘结剂层、太阳能电池片、第二粘结剂层和背板，所述透光上盖板的表面涂有减反射层，所述减反射层包括硅基氧化物和二氧化锆，所述硅基氧化物与二氧化锆的重量比为5:4～7:2，所述减反射层的厚度为100nm～150nm，例如120mm、130mm、140mm。
优选的，所述硅基氧化物为纳米级二氧化硅。
优选的，所述二氧化锆为纳米级二氧化锆。
优选的，所述透光上盖板为玻璃，所述第一粘结剂层、第二粘结剂层分别为EVA胶膜。
在上述结构的太阳能电池组件中，透光上盖板可以为太阳能电池组件常用的上盖板，例如玻璃板等；背板可以为太阳能电池组件常规的背板，例如TPT(聚氟乙烯)复合膜、TPE复合膜、BBF复合膜、聚酰亚胺复合膜，也可以为玻璃或钢板等。第一粘结剂层和第二粘结剂层可选用乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA层或聚乙烯醇缩丁醛树脂PVB层，进一步优选为乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA层，使本发明的太阳能电池组件的层与层之间具有更好的贴合度，提高了组件的密封性，提高组件的安全强度和防水性能。
太阳能电池片可以为本领域技术人员公知的各种太阳能电池片，可以为多晶硅或单晶硅太阳能电池片，也可以为硅薄膜太阳能电池片。其中太阳能电池片一般是硅片经过去油工艺→去除损伤层→制绒→扩散工艺→周边刻蚀→去除氧化层→制氮化硅膜→丝网印刷背、正电极→烧结→测试分选等制得。
太阳能电池片的个数本发明没有限制，可以为一个也可以为多个，根据制备的电池电压需求，可以串联或并联若干太阳能电池片组成阵列。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种太阳能电池组件的制造工艺，包括如下步骤：在透光上盖板的表面涂覆减反射层；将透光上盖板、第一粘结剂层、太阳能电池片、第二粘结剂层、背板依次层叠，然后在真空条件下热压成型，得到太阳能电池组件。
优选的，在透光上盖板的表面涂覆减反射层包括如下步骤：
(a)镀膜液的制备，将硅基氧化物、二氧化锆溶解于溶剂中得到镀膜液，溶剂为异丙醇或水相溶剂，溶解温度为20℃～30℃，例如23℃、25℃、28℃，溶解时间为3h～5h，例如3.5h、4h、4.5h，环境湿度为40％～60％，例如43％、45％、50％、55％、58％，镀膜液中，硅基氧化物所占的重量百分数为2.5％～3.5％，例如2.7％、2.8％、3％、3.3％，硅基氧化物与二氧化锆的重量比为5:4～7:2，即二氧化锆所占的重量百分数为1.0％～2.0％；
(b)减反射层的制备，将步骤(a)制备的镀膜液涂在透光上盖板的表面，然后将透光上盖板放入固化炉内加热除去溶剂，加热温度为190℃～210℃，例如195℃，200℃，205℃，加热时间为50s～70s，例如55s、60s、65s，再将透光上盖板放入钢化炉内快速加热，在将透光上盖板加热至680℃～710℃，如690℃、700℃后，透光上盖板通过风栅冷却后出炉。
作为改进，镀膜液制备好后，要在48h内涂在透光上盖板的表面。以避免长时间放置后，镀膜液中溶剂挥发造成浓度过高，而涂覆时，易在透光上盖板表面产生沉积物或涂抹不均。
优选的，步骤(b)中，通过辊涂、喷涂或刮涂将镀膜液涂在透光上盖板的表面，优选采用辊涂工艺。
作为改进，在步骤(a)之后，步骤(b)之前，还包括对镀膜液进行检测，检测合格后再将镀膜液涂在透光上盖板的表面，检测合格的标准为镀膜液的固含量为3.5％～5.5％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本太阳能电池组件在透光上盖板的表面涂有减反射层，该减反射层为硅基氧化物和稀有金属氧化物二氧化锆的混合物。本发明利用稀有金属氧化物二氧化锆具有波长转换的特性，将其应用在减反射层上，可以将紫外波段和红外波段的光转换为太阳能电池片能够充分利用的波长匹配电池片的QE响应，从而增加可见光的透光率，进而提高电池转换效率，减反射层内加入二氧化锆后，太阳能电池组件的转换效率可提高2.0％左右。
另外本发明提供的太阳能电池组件的制造工艺操作方便，可适于工业化生产。
附图说明
图1为实施例1玻璃的生产工艺流程图；
图2为实施例1玻璃上涂覆镀膜液的工作示意图；
图3为实施例1太阳能电池组件的结构示意图；
图4为实施例1与对比实施例的减反射层的透光率曲线图谱。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例的太阳能电池组件，如图3所示，包括依次层叠的透光上盖板2、第一粘结剂层3、太阳能电池片4、第二粘结剂层5和背板6，透光上盖板2的表面涂有减反射层1，减反射层1包括二氧化锆和硅基氧化物，硅基氧化物与二氧化锆的重量比为5:4～7:2，本实施例优选重量比为2:1，即二氧化锆所占的重量百分数约为33％，硅基氧化物所占的重量百分数约为67％，减反射层1的厚度为100nm～150nm，该厚度与二氧化锆、硅基氧化物的含量有关。
在本实施例中，硅基氧化物为纳米级二氧化硅，二氧化锆为纳米级二氧化锆。纳米级二氧化硅、纳米级二氧化锆具有三维网状结构，拥有庞大的比表面积，能表现出极大的活性、分散性和稳定性。
透光上盖板2为玻璃，第一粘结剂层3和第二粘结剂层5都为EVA胶膜，太阳能电池片4为两片，可以为多晶硅或单晶硅太阳能电池片，也可以为硅薄膜太阳能电池片，本实施例优选为多晶硅太阳能电池片，背板6可以为太阳能电池组件常规的背板，例如TPT(聚氟乙烯)复合膜、TPE复合膜、BBF复合膜、聚酰亚胺复合膜，也可以为玻璃或钢板等，本实施例优选为钢板。
本实施例太阳能电池组件的制造工艺，包括如下步骤：在透光上盖板2的表面涂覆减反射层1；将透光上盖板2、第一粘结剂层3、太阳能电池片4、第二粘结剂层5、背板6依次层叠，然后在真空条件下热压成型，得到太阳能电池组件。
其中在透光上盖板2的表面涂覆减反射层1的步骤如下：
(a)镀膜液的制备，将纳米级二氧化硅、纳米级二氧化锆溶解于溶剂中得到镀膜液，溶剂为异丙醇或水相溶剂，溶解温度为20℃～30℃，本实施例优选为25℃，溶解时间为3h～5h，本实施例优选为4h，环境湿度为40％～60％，本实施例优选为50％，镀膜液中，硅基氧化物，即纳米级二氧化硅所占的重量百分数为3.0％，二氧化锆所占的重量百分数为1.5％；本实施例镀膜液的制备实质是采用共混技术将纳米级二氧化硅、纳米级二氧化锆溶解于溶剂中，操作方便，而且不需要特别的仪器或工具；
(b)减反射层1的制备，将步骤(a)制备的镀膜液涂在清洗干净的透光上盖板2，也就是玻璃的表面，然后将玻璃放入固化炉内加热除去溶剂，加热温度为190℃～210℃，本实施例优选为200℃，加热时间为50s～70s，本实施例优选为60s，再将玻璃放入钢化炉内快速加热，在将玻璃加热至700℃后，玻璃通过风栅急剧冷却后出炉。本实施例的玻璃的生产工艺流程图如图1所示，经钢化处理后的玻璃经过检验合格后，即可包装入库，或者直接组装成太能电池组件。
为了保证减反射层的涂覆效果，镀膜液制备好后，要在48h内涂在玻璃的表面，以防长时间的放置导致镀膜液中溶剂的挥发，使得涂覆不均或有沉积物留在玻璃表面。
减反射层的涂覆可以通过辊涂、喷涂或刮涂将镀膜液涂在透光上盖板的表面，本实施例优选采用传统的辊涂工艺，具体如图2所示，所用到的工具有四氟乙烯传送带7、胶辊8、刮刀9和电光轮10，其中胶辊的V形溶液槽内容置有镀膜液，因辊涂工艺已是成熟的工艺手段，在此不再赘述。
为了进一步保证减反射层的涂覆效果，在步骤(a)之后，步骤(b)之前，还包括对镀膜液进行检测，检测合格后再将镀膜液涂在透光上盖板的表面，检测合格的标准为镀膜液的固含量为3.5％～5.5％。
对比实施例
本实施例与实施例1不同之处在于：涂在玻璃表面的减反射层只含有纳米级二氧化硅，对应的，在制备镀膜液时，只将纳米级二氧化硅溶于溶剂中。本实施例的太阳能电池组件的结构及制造工艺与实施例1相同。
实施例1与对比实施例中的减反射层的透光率曲线图谱，如图4所示，从图中可以看出，实施例1中的减反射层的透光率要优于对比实施例1中的减反射层，也就是说，添加了二氧化锆的减反射层更有利于电池对光的吸收，这是因为二氧化锆能将紫外波段，甚至是红外波段的光转换到可见波段，从而增加了可见光的透光率，从而有利于太阳能电池组件转换效率的提高。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细特征以及详细方法，但本发明并不局限于上述详细特征以及详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细特征以及详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明选用组分的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (9)
1.一种太阳能电池组件，包括依次层叠的透光上盖板、第一粘结剂层、太阳能电池片、第二粘结剂层和背板，其特征在于：所述透光上盖板的表面涂有减反射层，所述减反射层包括硅基氧化物和二氧化锆，所述硅基氧化物与二氧化锆的重量比为5:4～7:2，所述减反射层的厚度为100nm～150nm。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述硅基氧化物为纳米级二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述二氧化锆为纳米级二氧化锆。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述透光上盖板为玻璃，所述第一粘结剂层、第二粘结剂层分别为EVA胶膜。
5.一种权利要求1至4任一项所述的太阳能电池组件的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：在透光上盖板的表面涂覆减反射层；将透光上盖板、第一粘结剂层、太阳能电池片、第二粘结剂层和背板依次层叠，然后在真空条件下热压成型，得到太阳能电池组件。
6.根据权利要求5所述的制造工艺，其特征在于，在透光上盖板的表面涂覆减反射层包括如下步骤：
(a)镀膜液的制备，将硅基氧化物、二氧化锆溶解于溶剂中得到镀膜液，溶剂为异丙醇或水相溶剂，溶解温度为20℃～30℃，溶解时间为3h～5h，环境湿度为40％～60％，镀膜液中，硅基氧化物所占的重量百分数为2.5％～3.5％，二氧化锆所占的重量百分数为1.0％～2.0％；
(b)减反射层的制备，将步骤(a)制备的镀膜液涂在透光上盖板的表面，然后将透光上盖板放入固化炉内加热除去溶剂，加热温度为190℃～210℃，加热时间为50s～70s，再将透光上盖板放入钢化炉内快速加热，在将透光上盖板加热至680℃～710℃后，透光上盖板通过风栅冷却后出炉。
7.根据权利要求6所述的制造工艺，其特征在于：镀膜液制备好后，要在48h内涂在透光上盖板的表面。
8.根据权利要求6所述的制造工艺，其特征在于：步骤(b)中，通过辊涂、喷涂或刮涂将镀膜液涂在透光上盖板的表面。
9.根据权利要求6所述的制造工艺，其特征在于：在步骤(a)之后，步骤(b)之前，还包括对镀膜液进行检测，检测合格后再将镀膜液涂在透光上盖板的表面，检测合格的标准为镀膜液的固含量为3.5％～5.5％。
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