CN104465837A - 光伏背板、其制作方法及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏背板、其制作方法及光伏组件。其中，该光伏背板包括：透明基材层；透明导电层，设置于透明基材层的表面上；透明电介质层，设置于透明基材层上并围绕透明导电层。由于上述光伏背板中的透明基材层、透明导电层和透明电介质层均可以透光，因此将该光伏背板应用到具有双面发电太阳能电池片的光伏组件中时，能够使更多的光透过光伏背板而入射到双面发电太阳能电池片中，并通过双面发电太阳能电池转化为电能，从而实现了光伏组件的双面发电，进而提升了光伏组件的发电效率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种光伏背板、其制作方法及光伏组件。
背景技术
太阳能电池是一种通过光伏效应将太阳能光线转化为电能的装置。它具有二氧化碳排放量低、光源取之不绝以及不污染环境等特点，使其得到越来越广泛的应用。目前，基于晶体硅材料的双面发电太阳能电池逐步在太阳能领域中占据主导地位，其两个表面都能将光能转换为电能，因此可极大地提高太阳能电池的输出功率。
常规晶体硅太阳能电池的主栅电极(由金属材料制成)位于太阳能电池片的正面，而该主栅电极由于具有10％左右的遮光率，从而作为金属遮光层影响太阳能电池的发电效率。为了进一步提升太阳能电池在实际工作中的发电效率，技术人员提供了一种背接触太阳能电池。它是通过激光在太阳能电池片中开孔并在太阳能电池片的背面排布导线，以代替太阳能电池片正面的主栅电极，并使正负电极贯穿到太阳能电池片的背面，然后利用光伏背板将太阳能电池片背面的正负电极相互连接起来，从而构成一种正反面均可吸收太阳光并转化为电能的双面发电电池。
现有技术中的光伏背板中的导线和位于导线之间的绝缘层均不透明，因此导致大量的光无法透过光伏背板而入射到双面发电太阳能电池片中，从而严重影响了光伏组件的发电效率。例如，公开号为CN202678369U的中国专利公开了一种背接触式太阳能电池的光伏背板，该光伏背板主要由金属导电层、中间绝缘阻气聚合物树脂层和外覆含氟耐候聚合物层构成，然而上述起导电作用的金属导电层和外覆含氟耐候聚合物层均不透明，无法与双面发电太阳能电池片组合以制备出双面发电的光伏组件，因此严重影响了所形成光伏组件的发电效率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光伏背板、其制作方法及光伏组件，以实现光伏组件的双面发电，进一步提升光伏组件的发电效率。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种光伏背板，该光伏背板包括：透明基材层；透明导电层，设置于透明基材层的表面上；透明电介质层，设置于透明基材层上并围绕透明导电层。
进一步地，光伏背板包括分别覆盖在透明基材层上的多个透明导电层，透明电介质层设置于相邻透明导电层之间并覆盖在透明基材层上。
进一步地，透明导电层包括第一透明导电层和第二透明导电层。
进一步地，透明导电层的高度与透明电介质的高度相同。
进一步地，透明导电层与透明电介质层的高度范围为1μm～300μm。
进一步地，透明导电层的材料选自ZnO:Al、ZnO:B、SnO2:F、In2O3:Sn、ZnO-SnO2、ZnO-In2O3、CdSb2O6、MgIn2O4、In4Sn3O12、Zn2In2O5、CdIn2O4、Cd2SnO4和GaInO3中的任一种或多种。
进一步地，透明电介质层的电阻率大于1500Ω/m。
进一步地，透明电介质层的材料为透明无机化合物或透明有机高分子化合物。
进一步地，透明基材层的材料为玻璃或透明聚合物。
根据本发明的另一方面，提供了一种光伏背板的制作方法，该制作方法包括以下步骤：提供透明基材层；在透明基材层上形成透明导电层和围绕透明导电层的透明电介质层。
进一步地，透明基材层包括中心区域和外围区域，形成透明导电层和透明电介质层的步骤包括：在外围区域以及透明基材层上对应于欲形成透明电介质层的位置形成掩膜层；在透明基材层的裸露表面上形成多个透明导电层；去除掩膜层；以及在相邻透明导电层之间的透明基材层上形成透明电介质层。
根据本发明的另一方面，还提供了一种光伏组件，该光伏组件包括光伏背板，以及依次层叠设置于光伏背板中的透明导电层和透明电介质层上的第一封装层、双面发电电池片层、第二封装层和透明层。
进一步地，透明导电层包括第一透明导电层和第二透明导电层，光伏组件还包括：第一孔道，第一孔道连通第一透明导电层和双面发电电池片层中的电池片的正极；第二孔道，第二孔道连通第二透明导电层和双面发电电池片层中的电池片的负极；导电浆料，填充于第一孔道和第二孔道中。
进一步地，双面发电电池片层包括单晶硅电池、多晶硅电池、类单晶硅电池和异质结电池中的任一种或多种。
进一步地，第一封装层和第二封装层的材料选自聚乙烯-乙烯酸乙酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯弹性体、聚烯烃和聚乙烯-乙酸酯离子聚合物中的任一种或多种。
进一步地，透明层为钢化玻璃。
应用本发明的技术方案，本发明提供了一种包括透明基材层、设置于透明基材层表面上的透明导电层和设置于透明基材层上并围绕透明导电层的透明电介质层的光伏背板。由于上述光伏背板中的透明基材层、透明导电层和透明电介质层均可以透光，因此将该光伏背板应用到具有双面发电太阳能电池片的光伏组件中时，能够使更多的光透过光伏背板而入射到双面发电太阳能电池片中，并通过双面发电太阳能电池转化为电能，从而实现了光伏组件的双面发电，进而提升了光伏组件的发电效率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书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示出了本发明实施方式所提供的光伏背板的剖面结构示意图；
图2示出了本发明实施方式所提供的光伏背板的制作方法的流程示意图；
图3示出了在本发明实施方式所提供的光伏背板的制作方法中，在透明基材层上形成掩膜层后的基体剖面结构示意图；
图4示出了在图3所示的透明基材层的裸露表面上形成透明导电层后的基体剖面结构示意图；
图5示出了去除图4所示的掩膜层后的基体剖面结构示意图；
图6示出了在图5所示的透明基材层上形成透明电介质层后的基体剖面结构示意图；以及
图7示出了本发明实施方式所提供的光伏组件的剖面结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。
正如背景技术中所介绍的，现有技术中的导线和位于导线之间的绝缘层均不透明，因此导致大量的光无法透过光伏背板而入射到双面发电太阳能电池片中，进而严重影响了光伏组件的发电效率。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种光伏背板。如图1所示，该光伏背板结构包括：透明基材层10；透明导电层20，设置于透明基材层10的表面上；透明电介质层30，设置于透明基材层10上并围绕透明导电层20。
由于上述光伏背板中的透明基材层、透明导电层和透明电介质层均可以透光，因此将光伏背板应用到具有双面发电太阳能电池的光伏组件中时，能够使更多的光透过光伏背板而入射到双面发电太阳能电池片中，并通过双面发电太阳能电池转化为电能，从而实现了光伏组件的双面发电，进而提升了光伏组件的发电效率。
在本发明上述光伏背板中，透明导电层20的数量可以根据实际工艺需求进行设定，优选地，光伏背板包括多个透明导电层20，透明电介质层设置于相邻透明导电层20之间的透明基材层10上。进一步地，透明导电层20可以包括第一透明导电层21和第二透明导电层22(如图6所示)。由于上述第一透明导电层20和第二透明导电层20在光伏组件中可以通过导电浆料分别与双面发电太阳能电池片的正负极连接，因此该光伏组件能够与双面发电太阳能电池片组成双面发电背接触光伏组件。
同样地，透明导电层20与透明电介质层30的高度也可以根据实际工艺需求进行设定，优选地，透明导电层20与透明电介质层30的高度范围为1μm～300μm。进一步地，透明导电层20的高度与透明电介质层30的高度相同。在上述优选地高度范围内，光伏背板能够起到更好的透光作用，并且由于透明导电层20与透明电介质层30的高度相同，从而使光伏背板能够更好地设置于光伏组件中(即使光伏背板和光伏组件中双面发电太阳能电池片更紧密地连接起来)，并且减少了由于光伏背板和双面发电太阳能电池片的连接性不好导致的光生电流的泄漏。
同时，本领域的技术人员可以根据现有技术设定透明导电层20的组成，凡是具有透光和导电性能的材料都可用作透明导电层20。优选地，透明导电层20的材料选自ZnO:Al(AZO)、ZnO:B(BZO)、SnO2:F(FTO)、In2O3:Sn(ITO)、ZnO-SnO2、ZnO-In2O3、CdSb2O6、MgIn2O4、In4Sn3O12、Zn2In2O5、CdIn2O4、Cd2SnO4和GaInO3中的任一种或多种。采用上述透明材料形成的透明导电层20具有更好的透光和导电的作用。
在本发明上述的光伏背板中，透明电介质层30的材料可以为现有技术中具有透光和绝缘性能的材料。优选地，透明电介质层30的材料为透明无机化合物或透明有机高分子化合物。进一步地，透明电介质层30的电阻率大于1500Ω/m。例如，上述透明无机化合物可以为碳化硅、氧化铝和氮化硼等；上述透明有机高分子化合物可以为聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)等。在上述优选地电阻率范围内，采用上述材料形成的透明电介质层30能够起到更好的透光和绝缘的作用。
在本发明上述的光伏背板中，透明基材层10的材料也可以根据现有技术进行设定。优选地，透明基材层10的材料为玻璃或透明聚合物。上述透明聚合物可以为聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)等，采用上述材料形成的透明基材层10能够起到更好的透光作用。
同时，本发明还提供了一种光伏背板的制作方法。如图2所示，该制作方法包括以下步骤：提供透明基材层；在透明基材层上形成透明导电层和围绕透明导电层的透明电介质层。
上述制作方法中，由于形成光伏背板的透明基材层、透明导电层和透明电介质层均可以透光，因此将形成的光伏背板应用到具有双面发电太阳能电池片的光伏组件中时，能够使更多的光透过光伏背板而入射到双面发电太阳能电池片中，并通过双面发电太阳能电池转化为电能，从而实现光伏组件的双面发电，进而提升了光伏组件的发电效率。
下面将更详细地描述根据本发明的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
图3至图7示出了本发明提供的光伏背板的制作方法中，经过各个步骤后得到的基体的剖面结构示意图。下面将结合图3至图7，进一步说明本发明所提供的光伏背板的制作方法。
首先，提供透明基材层10。优选地，透明基材层10的材料为玻璃或透明聚合物。上述透明聚合物可以为聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)等，采用上述材料组成的透明基材层10能够起到更好的透光作用。
完成提供透明基材层10的步骤之后，在透明基材层10上形成透明导电层20和围绕透明导电层20的透明电介质层30。由于透明导电层20和透明电介质层30也同样由透明材料组成，从而使组成的光伏背板具有很好的透光效果。
形成该透明导电层20和透明电介质层30的方法有很多种，在一种优选的实施方式中，透明基材层10包括中心区域11和外围区域12，形成该透明导电层20和透明电介质层30的步骤包括：在外围区域12以及透明基材层10上对应于欲形成透明电介质层30的位置形成掩膜层40，进而形成如图3所示的基体结构；在透明基材层10的裸露表面上形成透明导电层20，进而形成如图4所示的基体结构；去除掩膜层40，进而形成如图5所示的基体结构；以及在透明基材层10上形成透明电介质层30，进而形成如图6所示的基体结构。上述优选的实施方式中，形成的透明导电层20包括第一透明导电层21和第二透明导电层22，且可以通过后续工艺使得第一透明导电层21和第二透明导电层22与双面发电太阳能电池片的正负极连接而形成背接触式光伏组件。
上述掩膜层40的材料可以为氮化硅等，形成掩膜层40的工艺可以为化学气相沉积等。透明导电层20由具有透光和导电性能的材料组成，形成透明导电层20的工艺可以为磁控溅射沉积等。透明电介质层30的材料可以为透明无机化合物或透明有机高分子化合物，形成透明电介质层30的工艺可以为涂覆工艺等。上述工艺的具体工艺参数可以参照现有技术，在此不再赘述。
本发明还提供了一种光伏组件，如图7所示，该光伏组件包括本发明提供的上述光伏背板，以及依次层叠设置于光伏背板中的透明导电层20和透明电介质层30上的第一封装层50、双面发电电池片层60、第二封装层70和透明层80。
由于上述光伏组件中设置有光伏背板和双面发电电池片层，并且光伏背板的透明基材层、透明导电层和透明电介质层均可以透光，因此能够使更多的光透过光伏背板而入射到双面发电太阳能电池片中，并通过双面发电太阳能电池转化为电能，从而实现光伏组件的双面发电，进而提升了光伏组件的发电效率。
在本发明上述的光伏组件中，优选地，参见图7，透明导电层20包括第一透明导电层21和第二透明导电层22，第一透明导电层21和第二透明导电层22分别覆盖在透明基材层10上。此时光伏组件还包括：第一孔道91，第一孔道91连通第一透明导电层21和双面发电电池片层60中的电池片的正极；第二孔道92，第二孔道92连通第二透明导电层22和双面发电电池片层60中的电池片的负极；导电浆料，填充于第一孔道91和第二孔道92中，其结构如图7所示。
由于上述光伏组件中的导电浆料设置于第一孔道91和第二孔道92中，从而导通了第一透明导电层21和双面发电电池片层60中的电池片的正极，以及导通了第二透明导电层22和双面发电电池片层60中的电池片的负极，进而形成背接触式光伏组件，背接触式光伏组件避免了正面的电极对受光面入射光线的遮挡，使光伏组件具有更高的光电转换效率。
在本发明上述的光伏组件中，本领域的技术人员可以根据现有技术设定双面发电电池片层60的组成。优选地，双面发电电池片层60包括单晶硅电池、多晶硅电池、类单晶硅电池和异质结电池中的任一种或多种。应用上述电池组成双面发电电池片层60能够进一步提高光伏组件的发电效率。
在本发明上述的光伏组件中，第一封装层50和第二封装层70的材料也可以根据现有技术进行设定。优选地，第一封装层50和第二封装层70的材料选自聚乙烯-乙烯酸乙酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯弹性体、聚烯烃和聚乙烯-乙酸酯离子聚合物中的任一种或多种。采用上述材料可以使所形成第一封装层50和第二封装层70具有高透明度、高耐冲击性和高粘结性。
在本发明上述的光伏组件中，透明层80可以为本领域常见的透明材料。优选地，透明层80为钢化玻璃。钢化玻璃的表面形成有压应力，可以在承受外力时首先抵消表面应力，因此具有较高的机械强度，从而使光伏组件具有更高的可靠性。
下面将结合实施例进一步说明本发明提供的光伏组件。
实施例1
本实施例提供了一种光伏背板的制作方法以及包括所形成光伏背板的光伏组件。
其中，光伏背板的制作方法包括以下步骤：
首先，提供厚度为3.2mm的压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)作为透明基材层，并在透明基材层上采用掩膜板将外围区域和欲形成透明导电层的位置遮挡住；然后，采用磁控溅射工艺沉积一层厚度为30μm的ZnO:Al(英文缩写AZO，其中Al质量百分比为1.8％)，之后去掉掩模板以形成透明导电层；最后，在玻璃的暴露表面上涂覆厚度为30μm、电阻率为5×1012Ω/m的透明硅胶，并刻蚀掉外围区域的透明硅胶以形成透明电介质层，从而制成光伏背板。
形成光伏背板后，进一步制作形成包括光伏背板的光伏组件，该光伏组件包括光伏背板，以及层叠设置于光伏背板上的第一封装层、双面发电电池片层、第二封装层和覆盖有透明导电体的透明层。
其中，第一封装层和第二封装层均具有孔道，其材料均为的聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)，并且孔道中灌有导电银浆(由ECM生产，型号为1688-3)；双面发电电池片层为双面发电的单晶硅电池(由英利生产，系列为英利熊猫)；透明层为压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)，透明导电体的材料为ZnO:Al(AZO)；上述第一封装层中的孔道连通光伏背板中的透明导电层和单晶硅电池的负极，上述第二封装层中的孔道连通透明层中的透明导电体和单晶硅电池的正极，并且，上述光伏组件为双面发电光伏组件。
实施例2
本实施例提供了一种光伏背板的制作方法以及包括所形成光伏背板的光伏组件。
其中，光伏背板的制作方法包括以下步骤：
首先，提供厚度为3.2mm的压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)作为透明基材层，并在透明基材层上采用掩膜板将外围区域和欲形成第一透明导电层和第二透明导电层的位置遮挡住；然后，采用磁控溅射工艺沉积一层厚度为30μm的ZnO:Al(英文缩写AZO，其中Al质量百分比为1.8％)，之后去掉掩模板以形成第一透明导电层和第二透明导电层；最后，在玻璃的暴露表面上涂覆厚度为30μm的、电阻率为5×1012Ω/m透明硅胶，并刻蚀掉外围区域的透明硅胶以形成透明电介质层，从而制成光伏背板。
形成光伏背板后，进一步制作形成包括光伏背板的光伏组件，该光伏组件包括光伏背板，以及层叠设置于光伏背板上的第一封装层、双面发电电池片层、第二封装层和透明层。
其中，第一封装层具有第一孔道和第二孔道，其材料为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)，并且孔道中灌有导电银浆(由ECM生产，型号为1688-3)；双面发电电池片层为双面发电的单晶硅电池(由英利生产，系列为英利熊猫)；第二封装层的材料也为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)；透明层为压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)。并且，上述光伏组件为双面发电背接触式光伏组件。
实施例3
本实施例提供了一种光伏背板的制作方法以及包括所形成光伏背板的光伏组件。
其中，光伏背板的制作方法包括以下步骤：
首先，提供厚度为3.2mm的压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)作为透明基材层，并在透明基材层上采用掩膜板将外围区域和欲形成第一透明导电层和第二透明导电层的位置遮挡住；然后采用磁控溅射工艺沉积一层1μm的ZnO:Al(英文缩写AZO，其中Al质量百分比为1.8％)，之后去掉掩模板以形成第一透明导电层和第二透明导电层；最后，在玻璃的暴露表面上涂覆厚度为1μm、电阻率为5×1012Ω/m的透明硅胶，并刻蚀掉外围区域的透明硅胶以形成透明电介质层，从而制成光伏背板。
形成光伏背板后，进一步制作形成包括光伏背板的光伏组件，该光伏组件包括光伏背板，以及层叠设置于光伏背板上的第一封装层、双面发电电池片层、第二封装层和透明层。
其中，第一封装层具有第一孔道和第二孔道，其材料为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)，并且孔道中灌有导电银浆(由ECM生产，型号为1688-3)；双面发电电池片层为双面发电的单晶硅电池(由英利生产，系列为英利熊猫)；第二封装层的材料也为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)；透明层为压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)。
实施例4
本实施例提供了一种光伏背板的制作方法以及包括所形成光伏背板的光伏组件。
其中，光伏背板的制作方法包括以下步骤：
首先，提供厚度为2.5mm透明层为压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)作为透明基材层，并在透明基材层上采用掩膜板将外围区域和欲形成第一透明导电层和第二透明导电层的位置遮挡住；然后，采用磁控溅射工艺顺序沉积一层40μm的ZnO:Al(英文缩写AZO，其中Al质量百分比为1.8％)和一层10μm的In2O3:Sn(英文缩写ITO，其中Sn质量百分比为2％)，之后去掉掩模板以形成第一透明导电层和第二透明导电层；最后，在玻璃的暴露表面上涂覆厚度为50μm、电阻率为5×1012Ω/m的透明硅胶，并刻蚀掉外围区域的透明硅胶以形成透明电介质层，从而制成光伏背板。
形成光伏背板后，进一步制作形成包括光伏背板的光伏组件，该光伏组件包括光伏背板，以及层叠设置于光伏背板上的第一封装层、双面发电电池片层、第二封装层和透明层。
其中，第一封装层具有第一孔道和第二孔道，其材料为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)，并且孔道中灌有导电银浆(由ECM生产，型号为1688-3)；双面发电电池片层为双面发电的单晶硅电池(由英利生产，系列为英利熊猫)；第二封装层的材料也为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)；透明层为压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)。
实施例5
本实施例提供了一种光伏背板的制作方法以及包括所形成光伏背板的光伏组件。
其中，光伏背板的制作方法包括以下步骤：
首先，提供厚度为2mm的压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)作为透明基材层，在透明基材层上采用掩膜板将外围区域和欲形成第一透明导电层和第二透明导电层的位置遮挡住；然后，采用真空蒸发镀膜工艺顺序沉积一层150μm的ZnO:Al(英文缩写AZO，其中Al的质量百分比为1.5％)和一层150μm的ZnO-In2O3，之后去掉掩模板以形成第一透明导电层和第二透明导电层；最后，在玻璃的暴露表面上涂覆厚度为300μm、电阻率为1×1015Ω/m的透明丁基胶，并刻蚀掉外围区域的透明丁基胶以形成透明电介质层，从而制成光伏背板。
形成光伏背板后，进一步制作形成包括光伏背板的光伏组件，该光伏组件包括光伏背板，以及层叠设置于光伏背板上的第一封装层、双面发电电池片层、第二封装层和透明层。
其中，第一封装层具有第一孔道和第二孔道，其材料为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)，并且孔道中灌有导电银浆(由ECM生产，型号为1688-3)；双面发电电池片层为双面发电的单晶硅电池(由英利生产，系列为英利熊猫)；第二封装层的材料也为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)；透明层为压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)。
实施例6
本实施例提供了一种光伏背板的制作方法以及包括所形成光伏背板的光伏组件。
其中，光伏背板的制作方法包括以下步骤：
首先，提供厚度为2mm的压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)作为透明基材层，并在透明基材层上采用掩膜板将外围区域和欲形成第一透明导电层和第二透明导电层的位置遮挡住；然后，真空蒸发镀膜工艺顺序沉积一层100μm的ZnO:Al(英文缩写AZO，其中Al的质量百分比为1.5％)和一层1μm的GaInO3(其中GaO2:InO3＝1:9)，之后去掉掩模板以形成第一透明导电层和第二透明导电层；最后，在玻璃的暴露表面上涂覆厚度为101μm、电阻率为1×1015Ω/m的透明丁基胶，并刻蚀掉外围区域的透明丁基胶以形成透明电介质层，从而制成光伏背板。
形成光伏背板后，进一步制作形成包括光伏背板的光伏组件，该光伏组件包括光伏背板，以及层叠设置于光伏背板上的第一封装层、双面发电电池片层、第二封装层和透明层。
其中，第一封装层具有第一孔道和第二孔道，其材料为聚乙烯醇缩丁醛(英文缩写PVB，由可乐丽生产，型号为205)，并且孔道中灌有导电银浆(由ECM生产，型号为1688-3)；双面发电电池片层为双面发电的类单晶硅电池(由英利生产，系列为英利藏羚羊)；第二封装层的材料也为聚乙烯醇缩丁醛(英文缩写PVB，由可乐丽生产，型号为205)；透明层为压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)。
实施例7
本实施例提供了一种光伏背板的制作方法以及包括所形成光伏背板的光伏组件。
其中，光伏背板的制作方法包括以下步骤：
首先，提供厚度为2mm的压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)作为透明基材层，在透明基材层上采用掩膜板将外围区域和欲形成第一透明导电层和第二透明导电层的位置遮挡住；然后，真空蒸发镀膜工艺顺序沉积一层10μm的ZnO:Al(英文缩写AZO，其中Al的质量百分比为1.5％)和一层2μm的ZnO-SnO2(质量比ZnO：SnO2＝7:2)，之后去掉掩模板以形成第一透明导电层和第二透明导电层；最后，在玻璃的暴露表面上涂覆厚度为12μm、电阻率为1×1015Ω/m的透明丁基胶，并刻蚀掉外围区域的透明丁基胶以形成透明电介质层，从而制成光伏背板。
形成光伏背板后，进一步制作形成包括光伏背板的光伏组件，该光伏组件包括光伏背板，以及层叠设置于光伏背板上的第一封装层、双面发电电池片层、第二封装层和透明层。
其中，第一封装层具有第一孔道和第二孔道，其材料为聚乙烯醇缩丁醛(英文缩写PVB，由可乐丽生产，型号为205)，并且孔道中灌有导电银浆(由ECM生产，型号为1688-3)；双面发电电池片层为双面发电的类单晶硅电池(由英利生产，系列为英利藏羚羊)；第二封装层的材料也为的聚乙烯醇缩丁醛(英文缩写PVB，由可乐丽生产，型号为205)；透明层为压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)。
实施例8
本实施例提供了一种光伏背板的制作方法以及包括所形成光伏背板的光伏组件。
其中，光伏背板的制作方法包括以下步骤：
首先，提供厚度为3.2mm的压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)作为透明基材层，在透明基材层上采用掩膜板将外围区域和欲形成第一透明导电层和第二透明导电层的位置遮挡住；然后，采用磁控溅射工艺沉积一层310μm的ZnO:Al(英文缩写AZO，其中Al的质量百分比为1.5％)作为透明导电层，之后去掉掩模板以形成第一透明导电层和第二透明导电层；最后，在玻璃的暴露表面上涂覆厚度为310μm、电阻率为5×1012Ω/m的透明硅胶，并刻蚀掉外围区域的透明硅胶以形成透明电介质层，从而制成光伏背板。
形成光伏背板后，进一步制作形成包括光伏背板的光伏组件，该光伏组件包括光伏背板，以及层叠设置于光伏背板上的第一封装层、双面发电电池片层、第二封装层和透明层。
其中，第一封装层具有第一孔道和第二孔道，其材料为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)，并且孔道中灌有导电银浆(由ECM生产，型号为1688-3)；双面发电电池片层为双面发电的单晶硅电池(由英利生产，系列为英利熊猫)；第二封装层的材料也为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)；透明层为压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)。
对比例1
本实施例提供了一种光伏背板的制作方法以及包括所形成光伏背板的光伏组件。
其中，光伏背板的制作方法包括以下步骤：
首先，提供一层厚度为150μm的四氟乙烯与乙烯的共聚物(英文缩写ETFE，由日本旭硝子生产，型号为C-88AXMP)作为外覆耐候层，然后在外覆耐候层上形成一层厚度为150μm的聚酯膜(型号为TX-6020)作为绝缘阻气层，最后在绝缘阻气层上形成一层厚度为50μm的铜箔(型号为C1100)作为金属导电层。
形成光伏背板后，进一步制作形成包括光伏背板的光伏组件，该光伏组件包括光伏背板，以及层叠设置于光伏背板上的第一封装层、双面发电电池片层、第二封装层和透明层。
其中，第一封装层具有第一孔道和第二孔道，其材料为聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)，并且孔道中灌有导电银浆(由ECM生产，型号为1688-3)；双面发电电池片层为双面发电的单晶硅电池(由英利生产，系列为英利熊猫)；第二封装层的材料也为福斯特牌号为S501聚乙烯-乙烯酸乙酯(英文缩写EVA，由福斯特生产，型号为S501)；透明层为压延非镀膜玻璃(由安彩高科生产)。上述第一封装层中的孔道连通光伏背板中的金属导电层和单晶硅电池的负极，上述第二封装层中的孔道连通透明层中的金属导电体和单晶硅电池的正极，并且，上述光伏组件为双面发电背接触式光伏组件。
应用太阳能模拟测试仪(由Pason生产)对上述实施例1至7和对比例1提供的光伏组件进行光电转换效率的测试，测试结果如表1所示。
从表1中可以看出，对比例1得到的光伏组件的光电转换效率仅为16.1％；而实施例1至7制备的光伏组件的光电转换效率为16.5％～18.1％，明显高于对比例1得到的光伏组件的光电转换效率。
本发明还将上述实施例中作为透明导电层材料的ZnO:Al(AZO)替换为ZnO:Al(AZO)、ZnO:B(BZO)、SnO2:F(FTO)、In2O3:Sn(ITO)、ZnO-SnO2、ZnO-In2O3、CdSb2O6、MgIn2O4、In4Sn3O12、Zn2In2O5、CdIn2O4、Cd2SnO4和GaInO3中的任一种或多种，并在其他条件不变情况下对制备的光伏组件进行测试，测得的光电转换效率依然可以达到16.5％～18.1％或18.1％以上。
同时，本发明还将上述实施例中作为透明电介质层材料的透明硅胶替换为电阻率>1MΩ/kV的透明无机化合物和透明有机高分子化合物中的任一种或多种，并在其他条件不变情况下对制备的光伏组件进行测试，测得的光电转换效率依然可以达到16.5％～18.1％或18.1％以上。
同时，本发明还将上述实施例中作为双面发电电池片层的单晶体硅太阳能电池或类单晶硅电池替换为单晶硅电池、多晶硅电池、类单晶硅电池和异质结电池中的任一种或多种，并在其他条件不变情况下对制备的光伏组件进行测试，测得的光电转换效率依然可以达到16.5％～18.1％或18.1％以上。
进一步地，本发明还将上述实施例中作为第一封装层和第二封装层材料的聚乙烯-乙烯酸乙酯(EVA)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)替换为聚乙烯-乙烯酸乙酯(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚氨酯弹性体(TPU)、热塑性和/或热固性聚烯烃(PO)和聚乙烯-乙酸酯离子聚合物(Inomer)中的任一种或多种，在其他条件不变情况下对制备的光伏组件进行测试，测得的光电转换效率依然可以达到16.5％～18.1％或18.1％以上。
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：本发明提供了一种包括透明基材层、设置于透明基材层表面上的透明导电层和设置于透明基材层上并围绕透明导电层的透明电介质层的光伏背板。由于上述光伏背板中的透明基材层、透明导电层和透明电介质层均可以透光，因此将光伏背板应用到具有双面发电太阳能电池片的光伏组件中时，能够使更多的光透过光伏背板而入射到双面发电太阳能电池片中，并通过双面发电太阳能电池转化为电能，从而实现光伏组件的双面发电，进而进一步提升了光伏组件的发电效率。
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 (16)
1.一种光伏背板，其特征在于，包括：
透明基材层(10)；
透明导电层(20)，设置于所述透明基材层(10)的表面上；
透明电介质层(30)，设置于所述透明基材层(10)上并围绕所述透明导电层(20)。
2.根据权利要求1所述的光伏背板，其特征在于，所述光伏背板包括分别覆盖在所述透明基材层(10)上的多个所述透明导电层(20)，所述透明电介质层(30)设置于相邻所述透明导电层(20)之间并覆盖在所述透明基材层(10)上。
3.根据权利要求2所述的光伏背板，其特征在于，所述透明导电层(20)包括第一透明导电层(21)和第二透明导电层(22)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光伏背板，其特征在于，所述透明导电层(20)的高度与所述透明电介质层(30)的高度相同。
5.根据权利要求4所述的光伏背板，其特征在于，所述透明导电层(20)与所述透明电介质层(30)的高度范围为1μm～300μm。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的光伏背板，其特征在于，所述透明导电层(20)的材料选自ZnO:Al、ZnO:B、SnO2:F、In2O3:Sn、ZnO-SnO2、ZnO-In2O3、CdSb2O6、MgIn2O4、In4Sn3O12、Zn2In2O5、CdIn2O4、Cd2SnO4和GaInO3中的任一种或多种。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的光伏背板，其特征在于，所述透明电介质层(30)的电阻率大于1500Ω/m。
8.根据权利要求7所述的光伏背板，其特征在于，所述透明电介质层(30)的材料为透明无机化合物或透明有机高分子化合物。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的光伏背板，其特征在于，所述透明基材层(10)的材料为玻璃或透明聚合物。
10.一种光伏背板的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：
提供透明基材层(10)；以及
在所述透明基材层(10)上形成透明导电层(20)和围绕所述透明导电层(20)的透明电介质层(30)。
11.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述透明基材层(10)包括中心区域(11)和外围区域(12)，形成所述透明导电层(20)和所述透明电介质层(30)的步骤包括：
在所述外围区域(12)以及所述透明基材层(10)上对应于欲形成所述透明电介质层(30)的位置形成掩膜层(40)；
在所述透明基材层(10)的裸露表面上形成多个所述透明导电层(20)；
去除所述掩膜层(40)；以及
在相邻所述透明导电层(20)之间的所述透明基材层(10)上形成所述透明电介质层(30)。
12.一种光伏组件，其特征在于，所述光伏组件包括权利要求1至9中任一项所述的光伏背板，以及依次层叠设置于所述光伏背板中的所述透明导电层(20)和所述透明电介质层(30)上的第一封装层(50)、双面发电电池片层(60)、第二封装层(70)和透明层(80)。
13.根据权利要求12所述的光伏组件，其特征在于，所述透明导电层(20)包括第一透明导电层(21)和第二透明导电层(22)，所述光伏组件还包括：
第一孔道(91)，所述第一孔道(91)连通所述第一透明导电层(21)和所述双面发电电池片层(60)中的电池片的正极；
第二孔道(92)，所述第二孔道(92)连通所述第二透明导电层(22)和所述双面发电电池片层(60)中的电池片的负极；
导电浆料，填充于所述第一孔道(91)和所述第二孔道(92)中。
14.根据权利要求12或13所述的光伏组件，其特征在于，所述双面发电电池片层(60)包括单晶硅电池、多晶硅电池、类单晶硅电池和异质结电池中的任一种或多种。
15.根据权利要求12或13所述的光伏组件，其特征在于，所述第一封装层(50)和所述第二封装层(70)的材料选自聚乙烯-乙烯酸乙酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯弹性体、聚烯烃和聚乙烯-乙酸酯离子聚合物中的任一种或多种。
16.根据权利要求12或13所述的光伏组件，其特征在于，所述透明层(80)为钢化玻璃。
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