CN106206758A - 一种太阳能电池板组件及加工工艺 - Google Patents

Abstract

一种太阳能电池板组件及加工工艺，主要包括组件，组件包括电池片、玻璃层、背板及外侧的框架，所述电池片上端设有氮化硅钝化减反射层，所述电池片的电极栅线由分段的主栅线、分组的细栅线平行排列，并通过副栅线进行连接，所述框架包括整体式框架和可拆卸式框架。本发明提供的一种太阳能电池板组件及加工工艺，通过对太阳能电池板的内部片层结构、外部框架结构的改进，降低了功率损失，提高了光电转化率，延长了太阳能电池板组件的寿命。

Description

一种太阳能电池板组件及加工工艺

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，尤其是一种太阳能电池板组件及加工工艺。

背景技术

现有的太阳能电池板组件通常是由钢化玻璃层、EVA层、电池片层、EVA层、镀膜铝合金背板层一次叠加组装而成，然后利用外框架封装而成。如何降低太阳能电池板的总功率损耗，如何延长太阳能电池板的使用寿命，如何提高太阳能电池板的光能利用率等一直是该领域研究的主题。尽管现有的光伏领域比较成熟，但太阳能电池板制造过程中仍然存在许多问题:（1）、栅线的密度（单位面积的条数）和宽度整体的设计不够合理。具体体现在：1）、有的为了降低栅线的遮光损失而降低栅线的宽度，容易导致电极电阻增大，不利于电流的传导，另外，在生产过程中也容易导致折断发生，使传导失效。2）、有的甚至单纯将主栅线移到太阳能电池板的边缘，这无疑增大了细栅线将电流传导到主栅线上的距离，降低了光电转换效率。3）、有的将分布在细栅线上的多根主栅线进行分段处理，由于主栅线与副栅线之间需要连接良好，保证连续导电，因此这种加工方式大大增加了生产工艺的复杂度，导致电极印刷的不合格率增加。（2）、为了提高太阳能电池板的折射率和降低电位诱发衰减效应，一般会在背面及周边刻蚀完成后镀氮化硅薄膜，由于薄膜层的设置及工艺的影响，导致相应的短路电流也随之降低，引发转换率也有所降低。（3）现有的太阳能电池板框架结构功能比较单一，具体体现在：1）、受雨水渗透等影响导致紧固组件因腐蚀而松动，进而破坏内部结构，最终影响整个太阳能电池板的使用寿命。2）、对风雪载荷的抗载荷性能不强，容易因背板的背面与加强框架的碰撞或摩擦而引起底面片材的磨损或单元的破损。3）、由于传统框架定位差，存在错位、角缝等问题，导致组装过程困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能电池板组件及加工工艺，能够降低功率损失，提高光电转化率，延长太阳能电池板组件的寿命。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种太阳能电池板组件，包括钢化玻璃层、第一EVA胶膜层、太阳能电池片、第二EVA胶膜层、镀膜铝合金背板层及框架结构，所述钢化玻璃层上表面为由多个弧形凸起构成的弧形面，弧形面上设有自清洁净化层。

所述钢化玻璃层与第一EVA胶膜层之间设有环氧树脂云母片。

所述太阳能电池片包括经刻蚀后的硅片，硅片上镀有一层氮化硅钝化减反射层，氮化硅钝化减反射层上表面和硅片底面设有金属电极。

所述氮化硅钝化减反射层为三层膜，三层氮化硅钝化减反射层由下往上厚度逐渐增加，折射率由下往上呈小-大-中的渐变过程。

所述太阳能电池片正面金属电极为金属栅线结构，包括主栅线、副栅线和细栅线，所述主栅线位于正电极表面边缘、且平行于细栅线，主栅线由宽栅段和细栅段交替连接；所述细栅线分多组间隔并排，每组中的细栅线一端通过并联栅线连接，每组中的细栅线另一端通过副栅线连接、并与相邻组细栅线连接构成整体；所述副栅线宽度介于主栅线和细栅线之间，副栅线与细栅线垂直、且两端与主栅线连接。

所述镀膜铝合金背板层包括依次设置铝合金层、隔热层、散热层及防水耐磨层。

所述框架结构为整体式框架或者可拆卸式框架，框架内设有多个用于安装太阳能电池板的隔断。

所述自清洁净化层包括聚二甲基硅氧烷层、上端间隔均布凸起部的高分子胶粘剂及高分子胶粘剂凸起部上设置的纳米束。

所述高分子胶粘剂的凸起部上表面为弧形面。

所述氮化硅钝化减反射层的三层膜的第一层膜的折射率为2.01-2.04，厚度为15-20nm；第二层膜的折射率为2.26-2.9，厚度为25-30nm；第三层膜折射率为2.13-2.15，厚度为30-35nm。

所述散热层由上散热板和下散热板通过卡接件扣接而成，上散热板和下散热板在扣合状态内部形成树型微通道；所述树型微通道包括多级通道，多级通道从散热板中心向外扩散，上级通道与下级通道垂直设置且通道横截面积逐级变小。

框架结构为整体式框架，整体式框架包括上框架和下框架，上框架和下框架内分别设有多个前后左右交叉连接的上间隔边框和下间隔边框，所述上间隔边框包括由横板和纵板构成的∏型结构，所述横板上端设有折型挡板，所述纵板上相背两侧面下部设有向上倾斜的斜齿，两纵板之间形成嵌槽，嵌槽内前后设有定位柱；所述下间隔边框包括连接主体，连接主体上设有凹槽，凹槽两侧面设有与斜齿相适应的齿形槽、凹槽中间设有与嵌槽相配合的嵌块，嵌块上开有与定位柱配合的定位孔，所述连接主体两侧设有支撑板，支撑板与横板构成前后或左右的太阳能电池板安装槽。

所述框架结构为可拆卸式框架，可拆卸式框架包括若干单元边框，单元边框上两侧设有太阳能电池板安装槽，单元边框上端设有支撑盖板，支撑盖板上设有镜像对称的F型板，两F型板内上下形成螺栓安装槽和十字角铁安装槽，单元边框通过十字角铁安装槽上的十字角铁进行前后左右连接，共同构成太阳能电池板框架。

所述十字角铁安装槽上设有弹性垫片。

所述框架结构上与镀膜铝合金背板层接触端设有多个加强杆，每个加强杆与太阳能电池板之间设有多个缓冲件，所述缓冲件包括与太阳能电池板接触的弹性件，弹性件两端为弧形面、下端设有槽口，硬质件通过槽口与弹性件连接，所述硬质件底面为折形面，折形面与加强杆直接接触。

所述弹性件为橡胶或弹性塑料，硬质件采用硬质树脂。

所述分组设置的细栅线上下之间和左右之间均间隔3um-5um。

一种太阳能电池板组件的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：对太阳能电池片进行制备，具体包括以下步骤：

1）、将硅片进行化学表面处理、进行磷扩散；

2）、将磷扩散后的硅片进行周边及背结刻蚀；

3）、在发射极表面沉积三层氮化硅钝化减反射层；

4）、丝网印刷背电极和正面电极，然后烧结测试分选；

步骤二： 对太阳能电池片进行焊接，用恒温电烙铁沿电池片的主栅线方向焊接电极焊带，焊带的起始、终止接触点距离太阳能电池片边缘的长度保持在2mm-2.3mm，随后将多片太阳能电池片进行串焊；

步骤三：制备太阳能电池板背板，具体包括以下步骤：

1）、首先制作上、下模板，上、下模板上设有形成与树型微通道相适应的凸起和相互扣接的卡接件；

2）、在模板上涂覆加固化剂的液态散热涂料，待散热 涂料固化后取出，进行上散热层和下散热层的扣合、压实；

3）、通过PVB胶膜将铝合金层、隔热层、散热层及防水耐磨层进行粘接成型；

步骤四：将钢化玻璃层、第一EVA胶膜层、环氧树脂云母片、串接的太阳能电池片、第二EVA胶膜层、镀膜铝合金背板层进行敷设，将敷设好的电池放入到层压机内进行加热、层压，加热温度控制在160-170摄氏度之间，采用逐级升温方式，升温时间控制在40-50分钟，加热时间不少于3小时；

步骤五： 在层压好的半成品上铺设一层自清洁净化层，然后将半成品放置在框架结构上进行封装。

所述步骤一的3）中在发射极表面沉积三层氮化硅钝化减反射层，具体制备过程包括：

a）、将晶体硅片用管式PECVD沉积，得到第一层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD的参数设置为：氨气流量6.5-7.2slm，硅烷流量750-850sccm，压强1750Torr，射频功率6780w，时间40-75s。

b）、将a）的减反射膜用管式PECVD再次沉淀，得到第二层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD的参数设置为：氨气流量6.8-7.5slm，硅烷流量650-750sccm，压强1750mTorr，射频功率4500w，时间135-270s。

c）、将b）的减反射膜用管式PECVD再次沉淀，得到第三层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD的参数设置为：氨气流量4.8-5.5slm，硅烷流量850-950sccm，压强1750mTorr，射频功率6780w，时间280-340s。

所述步骤一的4）中丝网印刷产生的金属栅线结构由主栅线、副栅线和细栅线构成，其中，主栅线的厚度为140-170um，主栅线的宽栅段宽度在1mm-1.5mm之间、细栅段宽度在0.6 mm -0.8 mm之间；所述细栅线厚度在在30-40um之间，细栅线宽度在19um-21um之间。

所述步骤五中装框的具体封装过程为：针对整体式框架：首先将单个的太阳能电池板放置在下间隔边框相对设置的支撑板上，然后将上间隔边框的定位柱与下间隔边框的定位孔进行初步定位，逐步将斜齿压入到齿形槽中，并保证嵌槽与嵌块配合连接，进而完成封装；针对可拆卸式框架，利用十字角铁将单元边框进行组装拼接，在拼接过程中将太阳能电池板放入太阳能电池板安装槽中，由此共同完成太阳能电池板封装。

所述步骤五中自清洁净化层的具体制备过程具体包括：

a）、在钢化玻璃层表面涂上聚二甲基硅氧烷层；

b）、制备与高分子胶粘剂上端面相适应的模板，涂覆可固化的高分子胶粘剂；

c）、将模板的涂覆有高分子胶粘剂的面与聚二甲基硅氧烷层进行挤压，使高分子胶粘剂与聚二甲基硅氧烷层粘接，待高分子胶粘剂固化后取出模板；

d）、提供表面均布纳米柱的基板，并将基板上的纳米柱与高分子胶粘剂表面凸起部粘附，形成纳米束后去除基板。

本发明一种太阳能电池板组件，具有以下技术效果：

1）、通过对栅线的宽度和厚度进行合理的设置，减少电池顶部扩散层的横向电流所引起的损耗；通过将细栅线进行分组，减小断栅现象，也为降低栅线宽度，提高栅线厚度降低制备难度；通过将主栅线进行分段拆分处理、且平行布置的细栅线两侧，在分组细栅线另一侧用副栅线垂直连接，这样既保证连接的可靠性，又降低遮光损失。另外通过主、副、细三种栅线的合理布置，减小细栅线将电流传导到主栅线上的距离，提高传导效率。

2）、通过设置三层氮化硅钝化减反射层，且三层氮化硅钝化减反射层由下往上厚度逐渐增加，折射率由下往上呈小-大-中的渐变过程，这样在高折射率入射时提高厚度，保证最终射到太阳能电池板上的光入射点到初始入射点的水平距离最小，提高了聚光效果，另外也避免电位衰减现象。

3）、通过设置两种框架，第一种采用整体式结构，这样可避免了连接过程中的错位、角缝等问题，同时，通过设置的定位件及斜齿，提高连接速度和精度，保证安装效率和安装后的紧密性；第二种采用可拆卸式结构，通过十字角铁即可进行框架前后左右垂直定位，避免错位，通过将紧固件用F型板局部包覆，减少环境腐蚀造成松动，提高使用寿命。

4）、通过采用弹性件与硬质件构成的缓冲件，利用弹性件的柔韧性，当弹性件与APE背板的直接接触时，可避免接触部位（尤其是边缘）的应力集中；利用硬质件的坚硬度可将加强杆与APE背板隔离，在受外界载荷作用时，避免在没有配置缓冲材料的部位，太阳能电池板与加强框架直接接触，导致划伤或碰撞，使底面片材磨损的现象。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的示意图。

图2为本发明中太阳能电池片的示意图。

图3为本发明中氮化硅钝化减反射层的示意图。

图4为本发明中金属栅线电极的示意图。

图5为本发明中框架结构的整体示意图（整体式）。

图6为本发明中上框架和下框架配合部位的示意图（整体式）。

图7为本发明中单元边框的示意图（拆卸式）。

图8为本发明中单元边框中连接部位的局部示意图。

图9为本发明中示意图的示意图。

图10为散热层内部散热通道的示意图。

图中：钢化玻璃层1、第一EVA胶膜层2、太阳能电池片3、第二EVA胶膜层4、镀膜铝合金背板层5，硅片6，氮化硅钝化减反射层7，金属电极8，主栅线9，副栅线10，细栅线11，并联栅线12，上框架13，下框架14，上间隔边框15，下间隔边框16，横板17，纵板18，折型挡板19，斜齿20，嵌槽21，定位柱22，连接主体23，凹槽24，齿形槽25，嵌块26，定位孔27，支撑板28，单元边框29，太阳能电池板安装槽30，支撑盖板31，F型板32，螺栓安装槽33，十字角铁安装槽34，十字角铁35，加强杆36，缓冲件37，弹性件38，硬质件39, 聚二甲基硅氧烷层40, 高分子胶粘剂41, 纳米束42,铝合金层43,隔热层44,散热层45,防水耐磨层46，树型微通道47。

具体实施方式

如图1所示， 一种太阳能电池板组件，包括钢化玻璃层1、第一EVA胶膜层2、太阳能电池片3、第二EVA胶膜层4、镀膜铝合金背板层5及框架结构。

如图1所示，所述钢化玻璃层1上表面为由多个弧形凸起构成的弧形面，弧形面上设有自清洁净化层。由此对太阳能电池板表面的灰层等进行自动处理，保证发电效率。

如图1所示，所述自清洁净化层包括聚二甲基硅氧烷层40、上端间隔均布凸起部的高分子胶粘剂41及高分子胶粘剂41凸起部上设置的纳米束42。聚二甲基硅氧烷层40为透明薄膜。所述高分子胶粘剂41的凸起部上表面为弧形面。相邻弧形面上的纳米束形成向外扩张的张开状态，这样使两侧相邻的纳米束与工作时落在上面的水珠的基础面最大化，使水接触角和滚动角合理。

通过设置具有疏水性和透光性良好的聚二甲基硅氧烷层，利用表面的纳米束42作为粗糙触角，当液滴落到自清洁净化层时，液滴在自清洁净化层表面来回滚动，污染物粘附在水珠表面被带走，从而起到自清洁作用

另外，所述高分子胶粘剂41上表面粗糙，且凸起部增加了表面积。由此可形成多次漫反射，钢化玻璃层表面为弧形面，不仅折射率高且可进行聚光，通过漫反射增大透光率，通过弧形面折射聚光，二者配合可提高整体的光吸收率。

如图1所示，所述钢化玻璃层1与第一EVA胶膜层2之间设有环氧树脂云母片。由于环氧树脂云母可防止电荷聚集形成复合中心，防止潜在的光诱导衰减，保证组件在高电压工作环境中性能的稳定性。

如图2所示，所述太阳能电池片3包括经刻蚀后的硅片6，硅片6上镀有一层氮化硅钝化减反射层7，氮化硅钝化减反射层7上表面和硅片6底面设有金属电极8。

如图3所示，所述氮化硅钝化减反射层7为三层膜，三层膜的第一层膜7-1的折射率为2.01-2.04，厚度为15-20nm；第二层膜7-2的折射率为2.26-2.9，厚度为25-30nm；第三层膜7-3折射率为2.13-2.15，厚度为30-35nm。

通过设置变化的三层氮化硅钝化减反射层，且上两层的膜折射率逐渐增大，厚度较大，在三层膜总的折射率不变的情况下，通过这种膜层的合理配置（折射率从上往下设置呈由中——大——小的渐变过程，厚度设置呈由厚变薄的渐变过程），可使聚光效果最佳，提高了单位面积的受光率，提升了成品开路电压、电流，进而使成品的转化率提高。另外由于三层氮化硅钝化减反射层可使折射率达到2.14，可降低电位衰减现象的发生。

如图4所示，所述太阳能电池片3正面金属电极8为金属栅线结构，包括主栅线9、副栅线10和细栅线11，所述主栅线9位于正电极表面两端边缘、且平行于细栅线11，主栅线9由宽栅段9-1和细栅段9-2交替连接；所述细栅线11分多组间隔并排，每组中的细栅线11一端通过并联栅线12连接，每组中的细栅线11另一端通过副栅线10连接、并与相邻组细栅线连接构成整体；所述副栅线10宽度介于主栅线9和细栅线11之间，副栅线10与细栅线11垂直、且两端与主栅线9连接。

由于栅线负责把电池体内的光生电流引到电池外部，因此太阳能电池栅线的好坏关系到功率输出大小。与栅线有关的功率损失机理包括电池顶部扩散层的横向电流所引起的损耗，各个金属栅线串联电阻一级金属线与半导体之间的接触电阻引起的损耗，另外还有被这些金属栅线遮蔽所引起的遮光损失直接降低光电流输出。数据表明，扩散层的横向电流损失是总功率损失重最主要的。而工艺上细栅线宽度的减小可以使所需的最佳细栅线间距减小，可以很大程度上减少顶层横向电流总相对功率损耗和细栅线遮光相对功率损耗，从而减少电极引起的功率损耗。因此在提高方阻的同时，降低由于电极引起的总的功率损耗，就需要增加细栅线条数，减小细栅线宽度。

由于传统的细栅线都是连续结构，这不仅增加了巨额的银浆单耗成本，而且由于主栅之间的细栅宽度窄、长度长，在生产过程中容易产生断栅，进而影响太阳能电池的光电转换效率。

通过将细栅线分组设置且进行分割，有效降低了折断风险，同时为降低细栅线宽度及细栅间隔提供条件。通过将主栅线进行分段处理，将原来宽度相同的一根主栅线分成粗细交替的两根主栅线，并设置在平行布置的细栅线两侧，相对于原来而言不仅减小受光面积，还将中间的主栅线剔除掉，进一步减小主要受光地带的遮光面积。相对于原来单纯将主栅线移到两侧引发细栅线与主栅线之间间隔距离长，传导时间长的问题。通过在平行设置的主栅线和细栅线之间设置垂直的副栅线，利用副栅线进行引流，保证连接的可靠性。

如图1所示，所述镀膜铝合金背板层5包括依次设置铝合金层43、隔热层44、散热层45及防水耐磨层46。隔热层采用陶瓷材质，防水耐磨层采用EVA材质。

如图10所示，所述散热层45由上散热板和下散热板扣接而成，上散热板和下散热板在扣合状态内部形成树型微通道47。树型微通道47包括多级通道，多级通道从散热板中心向外扩散，上级通道与下级通道垂直设置且通道横截面积逐级变小。

研究表明，在散热层上设置树型微通道相对与其他通道（如平行设置的通道或迂回弯曲设置的通道）而言，树型微通道是仿真树叶散热通道进行的设计，具有散热效果更好的特点。且该散热层是通过模板涂覆固化后的产物，加工简单，一次成型效果好，满足实际需要。

框架结构是保证电池组件密封严密的最外层防护措施，框架结构的好坏直接影响到太阳能电池板的使用寿命。这里给出太阳能电池板的两种框架结构，分别为整体式框架和可拆卸式框架。

如图5-6所示，其中，整体式框架包括上框架13和下框架14，上框架13和下框架14内分别设有多个前后左右交叉连接的上间隔边框15和下间隔边框16，所述上间隔边框15包括由横板17和纵板18构成的∏型结构，所述横板17上端设有折型挡板19（折型挡板在太阳能电池板倾斜放置的时候可以形成对太阳能电池板边缘的遮挡，对流体进行引流，减少液体从太阳能电池板边缘渗透），所述纵板18上相背两侧面下部设有向上倾斜的斜齿20，（由于斜齿向上，且斜齿上下两个面均向上倾斜，在向下与齿形槽25配合连接后能实现很好的反锁扣紧，防止脱落），两纵板18之间形成嵌槽21，嵌槽21内前后设有定位柱22，由于框架采取整体式结构，整个框架整体的面积较大，通过事先设置的定位柱可对上框架13和下框架14的位置进行预先定位，保证连接的准确性，避免安装过程中反复调试，节省时间和劳动强度。所述下间隔边框16包括连接主体23，连接主体23上设有凹槽24，凹槽24两侧面设有与斜齿20相适应的齿形槽25、凹槽24中间设有与嵌槽21相配合的嵌块26，嵌块26上开有与定位柱22配合的定位孔27，所述连接主体23两侧设有支撑板28，支撑板28与横板17构成前后或左右的太阳能电池板安装槽，在扣合后形成多个连续的单元安装框架，无需在每个太阳能电池板封装后另外与其他太阳能电池板拼接（现有的技术中为了提高太阳能电池板受光面积，通常需要将多块太阳能电池板进行拼接），节省工序和时间。另外，由于整体式框架是由上框架13和下框架14扣合而成，减少各个单元之间的连接件，减少安装工序和整体的质量。同时，避免了连接过程中的错位、角缝等问题（现有的太阳能电池板通过边框进行封装的过程中，存在长边框与短边框高低错位、前后错位、角缝等缺陷，从而导致封装后的太阳能电池板的结构稳定性比较低）。

如图7-8所示，所述可拆卸式框架包括若干单元边框29，各个单元边框29之间通过十字角铁进行连接。所述单元边框29上两侧设有太阳能电池板安装槽30，单元边框29上端设有支撑盖板31，支撑盖板31上设有镜像对称的F型板32，两F型板32内上下形成螺栓安装槽33和十字角铁安装槽34，单元边框29通过十字角铁安装槽34上的十字角铁35进行前后左右连接，共同构成太阳能电池板框架。由于可拆卸式框架方便运输转移，现有大多数框架仍然采用此结构。但由于连接部位较多，太阳能电池板又放置在室外，紧固组件常常因腐蚀而导致松动，直接影响太阳能电池板的寿命。通过设置镜像对称的F型板，通过在下部的十字角铁安装槽34中放置十字角铁并用弹性垫片进行隔离，可很好的对十字角铁与螺栓连接部位进行保护，保证连接始终紧密牢靠，避免松脱。同整体式框架一样，通过十字角铁连接的多个单元框架构成一个整体，无需另外拼接，节约成本。

如图7或图9所示，所述框架结构上与镀膜铝合金背板层5接触端设有多个加强杆36（每个单元太阳能电池板中部设有一根），每个加强杆36与太阳能电池板之间设有多个缓冲件37，所述缓冲件37包括与太阳能电池板接触的弹性件38，弹性件38为橡胶或弹性塑料，弹性件38两端为弧形面、下端设有槽口，硬质件39通过槽口与弹性件38连接，硬质件（39）采用硬质树脂。所述硬质件39底面为折形面，折形面与加强杆直接接触。针对大型化电池板特别是透明基板的耐载荷性能会明显降低，为了避免因环境因素（积雪）而增大太阳能电池板的负载，现有技术中采用加强框架并设置缓冲件。

在缓冲件的选择上，有的为弹性件，但弹性体材质较软，镀膜铝合金背板层5的背面容易与加强框架碰撞或摩擦而引起底面片材的磨损或单元的破损；有的为硬质件，硬质件虽然可起到隔离加强杆和镀膜铝合金背板层的作用，但是由于材质较硬，容易产生应力集中，即使针对缓冲件的结构进行改变（如将缓冲件与加强杆36接触面设置为弧形面，使反作用力分散），但缓冲件边缘与镀膜铝合金背板层接触的地方始终存在较大的应力，在太阳能电池板受载荷变形弯曲的过程中与缓冲件直接接触，也同样容易产生底面片材的磨损或单元的破损，降低太阳能电池板的使用寿命。

因此本申请中采用弹性件与硬质件结合的方式，上端的弹性件具有缓冲作用，可以避免与太阳能电池板直接接触导致的应力集中，下端的硬质件可将加强杆和镀膜铝合金背板层进行隔离，弥补弹性件过软而导致加强框架埋没与缓冲材料中，避免在没有配置缓冲材料的部位，太阳能电池板与加强框架直接接触，导致划伤或碰撞，使底面片材磨损的现象。另外由于硬质件的底面为折形面，弹性件与硬质件连接处均布有多个槽口，当组件上受到重载荷时，组件作用在缓冲件上的力与加强杆通过折形面施加的反作用力平衡，由于折形面、槽口可将力进行分散，从而改善组件的耐载荷能力。

一种太阳能电池板组件的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：对太阳能电池片进行制备，具体包括以下步骤：

1）、将硅片进行化学表面处理、进行磷扩散；

2）、将磷扩散后的硅片进行周边及背结刻蚀；

3）、在发射极表面沉积三层氮化硅钝化减反射层；

4）、丝网印刷背电极和正面电极，然后烧结测试分选；

步骤二： 对太阳能电池片进行焊接，用恒温电烙铁沿电池片的主栅线方向焊接电极焊带，焊带的起始、终止接触点距离太阳能电池片边缘的长度保持在2mm-2.3mm，随后将多片太阳能电池片进行串焊；

步骤三：制备太阳能电池板背板，具体包括以下步骤：

1）、首先制作上、下模板，上、下模板均由硬质材料制作，由于树型微通道横截面为圆形，将上、下模板上对称设置横截面为半圆形、整体外形为树型微通道的槽，在上模板上均布有带斜齿的多个立柱，在下模板上开有带齿形槽的凹槽，这样保证后期形成的上散热层和下散热层紧密扣合且形成树型微通道。

2）、在模板上涂覆加固化剂的液态散热涂料(散热涂料重量配比为：中空碳材7-8，环己酮11-12，表面活性湿润分散剂5-5.5，触变剂2-3，改性聚硅氧烷0.2-0.5，丙烯酸树脂50-60，氨基树脂11-14，环氧树脂5-6，高分子胶粘剂2-3。此散热涂料采用申请号为“201210175335”的专利“纳米中空散热涂料及其制作方法”中的产品)，待散热涂料固化后取出，进行上散热层和下散热层的扣合、压实。

3）、通过PVB胶膜将铝合金层、隔热层、散热层及防水耐磨层进行粘接成型。

通过对散热层材料及结构的双重改进，保证散热效果。通过在铝合金层下部设置隔热层可阻挡外界热量进入，影响太阳能电池板的光电转换效率，通过散热板的散热，可将吸收的热量及时散发出去，保证太阳能电池板温度维持在合理的范围内，提高太阳能电池板的发电效率和输出功率，避免组件过快老化。

步骤四：将钢化玻璃层、第一EVA胶膜层、环氧树脂云母片、串接的太阳能电池片、第二EVA胶膜层、镀膜铝合金背板层进行敷设，将敷设好的电池放入到层压机内进行加热、层压，加热温度控制在160-170摄氏度之间，采用逐级升温方式，升温时间控制在40-50分钟，加热时间不少于3小时。

步骤五： 在层压好的半成品上铺设一层自清洁净化层，然后将半成品放置在框架结构上进行封装。

所述步骤一的3）中在发射极表面沉积三层氮化硅钝化减反射层，具体制备过程包括：

a）、将晶体硅片用管式PECVD沉积，得到第一层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD的参数设置为：氨气流量6.5-7.2slm，硅烷流量750-850sccm，压强1750Torr，射频功率6780w，时间40-75s。

b）、将a）的减反射膜用管式PECVD再次沉淀，得到第二层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD的参数设置为：氨气流量6.8-7.5slm，硅烷流量650-750sccm，压强1750mTorr，射频功率4500w，时间135-270s。

c）、将b）的减反射膜用管式PECVD再次沉淀，得到第三层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD的参数设置为：氨气流量4.8-5.5slm，硅烷流量850-950sccm，压强1750mTorr，射频功率6780w，时间280-340s。

通过设置合理的工艺参数，保证获得理想厚度且均匀的氮化硅钝化减反射层。

所述步骤一的4）中丝网印刷产生的金属栅线结构由主栅线、副栅线和细栅线构成，其中，主栅线的厚度为140-170um，主栅线的宽栅段宽度在1mm-1.5mm之间、细栅段宽度在0.6 mm -0.8 mm之间；所述细栅线厚度在在30-40um之间，细栅线宽度在19um-21um之间。所述分组设置的细栅线上下之间和左右之间均间隔3um-5um。

由于增加主栅线和细栅线的厚度可以适当降低的降低主栅线部分总功率损失和细栅线电阻相对功率损耗，理论上可尽量增加栅线厚度。在考虑到实际工艺因素后，将主栅线厚度和细栅线厚度控制在设备可制备的合理的范围内，即保证可行性，同时又降低功率损失。前面提到的主栅线和细栅线的宽度同理，从工艺实际出发，结合理论推理进行设置，在遮光和导电之间取得平衡。另外，合理的间距既满足分组要求，与生产加工工艺相匹配，同时也保证受光与电流传导的整体平衡。

所述步骤五中装框的具体封装过程为：针对整体式框架：首先将单个的太阳能电池板放置在下间隔边框相对设置的支撑板上，然后将上间隔边框的定位柱与下间隔边框的定位孔进行初步定位，逐步将斜齿压入到齿形槽中，并保证嵌槽与嵌块配合连接，进而完成封装；针对可拆卸式框架，利用十字角铁将单元边框进行组装拼接，在拼接过程中将太阳能电池板放入太阳能电池板安装槽中，由此共同完成太阳能电池板封装，在封装过程中，太阳能电池板的安装槽内均设有粘接材料，从而保证连接的紧密、可靠。两种框架结构简单，均可采用铝合金进行钣金加工然后粘接而成，这样加工简单易操作且精确度高。

所述步骤五中自清洁净化层的具体制备过程具体包括：

a）、利用硅模板在钢化玻璃层表面涂覆上聚二甲基硅氧烷层，聚二甲基硅氧烷层上表面到钢化玻璃层上表面顶端的距离为10um-15um，待聚合成型后，将硅模板取下；

b）、制备与高分子胶粘剂上端面相适应的模板，涂覆可固化的高分子胶粘剂（高分子胶粘剂为按重量份计的以下材料制成：聚氨酯丙烯酸25份，聚丙烯酸异辛脂40份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯13份，二甲基丙烯酸二甘醇酯17份，丙烯酸脂类单体14份，甲基丙烯酸羟乙酯21份，纳米氧化钛1份，冬青油6份，光引发剂3份附着力促进剂3份，助剂3份，具体制备方法见专利申请号为“201510823302.3”的专利“一种新型UV光固化胶粘剂及其制备方法”），高分子胶粘剂上端凸起部长为20-40um，高为50-80um，凸起部之间的间隔为10um-20um；

c）、将模板的涂覆有高分子胶粘剂的面与聚二甲基硅氧烷层进行挤压，使高分子胶粘剂与聚二甲基硅氧烷层粘接，待高分子胶粘剂固化后取出模板；

d）、利用电化学氧化法在基板表面形成纳米柱(所述基本为铝板，铝板作为电解阳极，草酸作为电解液，另一金属作为阴极，接入恒压电源，由于反应过程中，铝板形成氧化铝膜，使电解暂停，而氧化铝膜较薄处被草酸去除-电解继续，这样就形成孔洞，最后，孔洞两侧逐渐形成立柱)，纳米柱的外围尺寸在0.1um-0.15um之间，相邻距离在0.13um-0.18um之间。并将基板上的纳米柱与高分子胶粘剂表面凸起部粘附，形成纳米束，然后将基板用刻蚀液去除。

Claims (10)

1.一种太阳能电池板组件，包括钢化玻璃层（1）、第一EVA胶膜层（2）、太阳能电池片（3）、第二EVA胶膜层（4）、镀膜铝合金背板层（5）及框架结构，其特征在于：所述钢化玻璃层（1）上表面为由多个弧形凸起构成的弧形面，弧形面上设有自清洁净化层；所述钢化玻璃层（1）与第一EVA胶膜层（2）之间设有环氧树脂云母片；所述太阳能电池片（3）包括经刻蚀后的硅片（6），硅片（6）上镀有一层氮化硅钝化减反射层（7），氮化硅钝化减反射层（7）上表面和硅片（6）底面设有金属电极（8）；所述氮化硅钝化减反射层（7）为三层膜；所述太阳能电池片（3）正面金属电极（8）为金属栅线结构，包括主栅线（9）、副栅线（10）和细栅线（11），所述主栅线（9）位于正电极表面边缘、且平行于细栅线（11），主栅线（9）由宽栅段（9-1）和细栅段（9-2）交替连接；所述细栅线（11）分多组间隔并排，每组中的细栅线（11）一端通过并联栅线（12）连接，每组中的细栅线（11）另一端通过副栅线（10）连接、并与相邻组细栅线连接构成整体；所述副栅线（10）宽度介于主栅线（9）和细栅线（11）之间，副栅线（10）与细栅线（11）垂直、且两端与主栅线（9）连接；所述镀膜铝合金背板层（5）包括依次设置铝合金层（43）、隔热层（44）、散热层（45）及防水耐磨层（46）；所述框架结构为整体式框架或者可拆卸式框架，框架内设有多个用于安装太阳能电池板的隔断。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板组件，其特征在于：所述自清洁净化层包括聚二甲基硅氧烷层（40）、上端间隔均布凸起部的高分子胶粘剂（41）及高分子胶粘剂（41）凸起部上设置的纳米束（42）,所述高分子胶粘剂（41）的凸起部上表面为弧形面。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板组件，其特征在于：所述氮化硅钝化减反射层（7）的三层膜的第一层膜（7-1）的折射率为2.01-2.04，厚度为15-20nm；第二层膜（7-2）的折射率为2.26-2.9，厚度为25-30nm；第三层膜（7-3）折射率为2.13-2.15，厚度为30-35nm。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板组件，其特征在于：所述散热层（45）由上散热板和下散热板通过卡接件扣接而成，上散热板和下散热板在扣合状态内部形成树型微通道（47）；所述树型微通道（47）包括多级通道，多级通道从散热板中心向外扩散，上级通道与下级通道垂直设置且通道横截面积逐级变小。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板组件，其特征在于：框架结构为整体式框架，整体式框架包括上框架（13）和下框架（14），上框架（13）和下框架（14）内分别设有多个前后左右交叉连接的上间隔边框（15）和下间隔边框（16），所述上间隔边框（15）包括由横板（17）和纵板（18）构成的∏型结构，所述横板（17）上端设有折型挡板（19），所述纵板（18）上相背两侧面下部设有向上倾斜的斜齿（20），两纵板（18）之间形成嵌槽（21），嵌槽（21）内前后设有定位柱（22）；所述下间隔边框（16）包括连接主体（23），连接主体（23）上设有凹槽（24），凹槽（24）两侧面设有与斜齿（20）相适应的齿形槽（25）、凹槽（24）中间设有与嵌槽（21）相配合的嵌块（26），嵌块（26）上开有与定位柱（22）配合的定位孔（27），所述连接主体（23）两侧设有支撑板（28），支撑板（28）与横板（17）构成前后或左右的太阳能电池板安装槽。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板组件，其特征在于：所述框架结构为可拆卸式框架，可拆卸式框架包括若干单元边框（29），单元边框（29）上两侧设有太阳能电池板安装槽（30），单元边框（29）上端设有支撑盖板（31），支撑盖板（31）上设有镜像对称的F型板（32），两F型板（32）内上下形成螺栓安装槽（33）和十字角铁安装槽（34），单元边框（29）通过十字角铁安装槽（34）上的十字角铁（35）进行前后左右连接，共同构成太阳能电池板框架，所述十字角铁安装槽（34）上设有弹性垫片。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板组件，其特征在于：所述框架结构上与镀膜铝合金背板层（5）接触端设有多个加强杆（36），每个加强杆（36）与太阳能电池板之间设有多个缓冲件（37），所述缓冲件（37）包括与太阳能电池板接触的弹性件（38），弹性件（38）两端为弧形面、下端设有槽口，硬质件（39）通过槽口与弹性件（38）连接，所述硬质件（39）底面为折形面，折形面与加强杆直接接触，所述弹性件（38）为橡胶或弹性塑料，硬质件（39）采用硬质树脂。

8.一种太阳能电池板组件的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：对太阳能电池片进行制备，具体包括以下步骤：

1）、将硅片进行化学表面处理、进行磷扩散；

2）、将磷扩散后的硅片进行周边及背结刻蚀；

3）、在发射极表面沉积三层氮化硅钝化减反射层；

4）、丝网印刷背电极和正面电极，然后烧结测试分选；

步骤二： 对太阳能电池片进行焊接，用恒温电烙铁沿电池片的主栅线方向焊接电极焊带，焊带的起始、终止接触点距离太阳能电池片边缘的长度保持在2mm-2.3mm，随后将多片太阳能电池片进行串焊；

步骤三：制备太阳能电池板背板，具体包括以下步骤：

1）、首先制作上、下模板，上、下模板上设有形成与树型微通道相适应的凸起和相互扣接的卡接件；

2）、在模板上涂覆加固化剂的液态散热涂料，待散热 涂料固化后取出，进行上散热层和下散热层的扣合、压实；

3）、通过PVB胶膜将铝合金层、隔热层、散热层及防水耐磨层进行粘接成型；

步骤四：将钢化玻璃层、第一EVA胶膜层、环氧树脂云母片、串接的太阳能电池片、第二EVA胶膜层、镀膜铝合金背板层进行敷设，将敷设好的电池放入到层压机内进行加热、层压，加热温度控制在160-170摄氏度之间，采用逐级升温方式，升温时间控制在40-50分钟，加热时间不少于3小时；

步骤五： 在层压好的半成品上铺设一层自清洁净化层，然后将半成品放置在框架结构上进行封装。

9.根据权利要求8所述的一种太阳能电池板组件的制备工艺，其特征在于：所述步骤一的3）中在发射极表面沉积三层氮化硅钝化减反射层，具体制备过程包括：

a）、将晶体硅片用管式PECVD沉积，得到第一层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD的参数设置为：氨气流量6.5-7.2slm，硅烷流量750-850sccm，压强1750Torr，射频功率6780w，时间40-75s；

b）、将a）的减反射膜用管式PECVD再次沉淀，得到第二层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD的参数设置为：氨气流量6.8-7.5slm，硅烷流量650-750sccm，压强1750mTorr，射频功率4500w，时间135-270s；

c）、将b）的减反射膜用管式PECVD再次沉淀，得到第三层高折射率氮化硅减反射膜，PECVD的参数设置为：氨气流量4.8-5.5slm，硅烷流量850-950sccm，压强1750mTorr，射频功率6780w，时间280-340s；

所述步骤一的4）中丝网印刷产生的金属栅线结构由主栅线、副栅线和细栅线构成，其中，主栅线的厚度为140-170um，主栅线的宽栅段宽度在1mm-1.5mm之间、细栅段宽度在0.6mm -0.8 mm之间；所述细栅线厚度在在30-40um之间，细栅线宽度在19um-21um之间。

10.根据权利要求8所述的一种太阳能电池板组件的制备工艺，其特征在于：所述步骤五中装框的具体封装过程为：针对整体式框架：首先将单个的太阳能电池板放置在下间隔边框相对设置的支撑板上，然后将上间隔边框的定位柱与下间隔边框的定位孔进行初步定位，逐步将斜齿压入到齿形槽中，并保证嵌槽与嵌块配合连接，进而完成封装；针对可拆卸式框架，利用十字角铁将单元边框进行组装拼接，在拼接过程中将太阳能电池板放入太阳能电池板安装槽中，由此共同完成太阳能电池板封装；

所述步骤五中自清洁净化层的具体制备过程具体包括：

a）、在钢化玻璃层表面涂上聚二甲基硅氧烷层；

b）、制备与高分子胶粘剂上端面相适应的模板，涂覆可固化的高分子胶粘剂；

c）、将模板的涂覆有高分子胶粘剂的面与聚二甲基硅氧烷层进行挤压，使高分子胶粘剂与聚二甲基硅氧烷层粘接，待高分子胶粘剂固化后取出模板；

d）、提供表面均布纳米柱的基板，并将基板上的纳米柱与高分子胶粘剂表面凸起部粘附，形成纳米束后去除基板。