CN107342340A - 背接触太阳能电池双玻璃组件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背接触太阳能电池双玻璃组件及其制作方法，包括由下至上依次层叠在一起的第一玻璃层、金属导电线路芯板层、密封绝缘隔离材料层、导电介质连接点层、背接触电池片层、封装材料层以及第二玻璃层。本发明提供一种背接触太阳能电池双玻璃组件及其制作方法，易于产业化，同时制造成本低，良率高，耐候性好，具备良好的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种背接触太阳能电池双玻璃组件及其制作方法，属于MWT太阳能电池组件应用技术领域。
背景技术
常规的太阳能组件一般是单玻结构：组件正面是钢化玻璃，背面一般是聚合物背膜。因为聚合物背膜透水性较大、容易磨损等缺点使得光伏组件在户外恶劣环境下容易出现问题，影响其使用寿命，在这个背景下，近年来双玻光伏组件应运而生，其使用另一层玻璃取代聚合物背板，这样组件的正面和背面都是玻璃，结构对称，阻水能力更好，组件耐候性更好，户外实际使用寿命得到有效延长。但现有组件双玻产品和技术基本都是针对常规H型电池封装的，而背接触式电池一般认为很难实现双玻技术封装，根本原因是背接触式电池组件一般采用导电背板实现电池片的互联，而导电背板是聚合物背膜和金属线路的复合体，两者不可分割，所以不能简单的用另一层玻璃取代聚合物背膜做成双玻组件。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种背接触太阳能电池双玻璃组件及其制作方法，易于产业化，同时制造成本低，良率高，耐候性好，具备良好的经济和社会效益。
技术方案：一种背接触太阳能电池双玻璃组件，包括由下至上依次层叠在一起的第一玻璃层、金属导电线路芯板层、密封绝缘隔离材料层、导电介质连接点层、背接触电池片层、封装材料层以及第二玻璃层；
所述金属导电线路芯板层包括底层胶膜和上层金属电路，金属电路粘附在底层胶膜上；金属电路上设有导电介质连接点，该导电介质连接点位置与背接触电池片层的电池背面的正负电极点一一对应；
所述密封绝缘隔离材料层上打有若干通孔，通孔与背接触电池片层的电池背面的正负电极点一一对应；
所述背接触电池片层包括多个太阳能电池，多个太阳能电池通过导电介质连接点层的导电介质连接点设置在密封绝缘隔离材料层上，导电介质连接点穿过密封绝缘隔离材料层的通孔，每一块太阳能电池的电极与所述穿过通孔的导电介质连接点连接，背接触电池片层上方依次铺设封装材料层和第二玻璃层。
所述金属导电线路芯板层的导电线路的材质是铜箔或铝箔。铜箔或铝箔通过胶水或者热压和封装胶膜附着在一起，封装胶膜的材料是材质为EVA，POE，PVB，可以是透明的，也可以是白色的。
所述密封绝缘隔离材料层的绝缘层材料优选是EPE或玻纤EVA，厚度0.05mm-0.3mm，通孔的开孔直径一般为2-5mm，与电池片正负电极部位一一对应，保证电池正负电极通过导电介质连接点与导电芯板接触良好。
所述第一玻璃层为浮法平板钢化或半钢化玻璃，第二玻璃层为低铁超白压花钢化或半钢化玻璃。
所述封装材料层的材质为EVA，POE，PVB等封装材料，EVA或POE或PVB是高透光紫外截止的，用于电池接收太阳光，封装材料位于第二玻璃层玻璃的内侧，封装材料厚度为0.2—0.7mm，胶膜表面可以是有不同图案凸凹不同的花纹，意在增加与其他材料如玻璃，电池等的剥离力。
一种背接触太阳能电池双玻璃太阳能电池组件的制造方法，包括以下步骤：
1)铺设和定位金属导电线路芯板层，导电线路芯板层包括底层胶膜和上层金属电路组成，金属电路粘附在底层胶膜上；
2)在步骤1)所形成的金属导电线路芯板层的金属电路上印刷或者沉积导电介质连接点，该导电介质连接点的位置与背接触电池片层的电池背面的正负电极点一一对应；
3)在步骤2)的基础上再铺设一层打若干通孔的密封绝缘隔离材料层，密封绝缘隔离材料层通孔与背接触电池片层的电池背面的正负电极点一一对应，导电介质连接点穿过密封绝缘隔离材料层的通孔与背接触电池片层的太阳电池电极相连接；
4)将至少若干太阳能电池放置在密封绝缘隔离材料层上，并使得每一块太阳能电池的电极与所述通孔内的导电介质连接点相接触，然后在所有太阳能电池上方依次铺设封装材料层和第二玻璃层。
5)翻转以上叠层，再放置第一玻璃层，经过层压、接线盒安装等常规工序后完成组件制作。
所述第一玻璃层也可以放在第1)步骤进行，这样可以省去翻转的步骤。
本发明采用的金属导电线路芯板层是以铜箔或铝箔等金属箔为原料，金属箔通过胶水或者热压和封装胶膜附着在一起，再用激光或者机械刻蚀的方法在金属箔上形成所需的导电线路图案。
本发明在电池片与金属电路层之间用密封绝缘隔离层，确保除打孔区域外，其能很好的隔绝电池片和金属电路，防止短路，其绝缘层材料优选是EPE或玻纤EVA，厚度0.05mm-0.3mm，开孔的直径一般为2-5mm，与电池片正负电极部位一一对应，保证电池正负电极通过导电介质与导电芯板接触良好。
本发明采用上下两层玻璃封装，正面采用低铁超白压花钢化或半钢化玻璃，背面采用普通浮法平板钢化或半钢化玻璃。
本发明采用的封装材料层的密封材料一般为EVA，POE，PVB等封装材料，EVA或POE或PVB是高透光紫外截止的，用于电池接收太阳光，封装材料位于第二层玻璃的玻璃内侧，封装材料厚度为0.2—0.7mm，胶膜表面可以是有不同图案凸凹不同的花纹，意在增加与其他材料如玻璃，电池等的剥离力。
有益效果：与现有技术相比，本发明所提供的一种背接触太阳能电池双玻璃组件及其制作方法，具有如下优点：
1.本发明意在创造一种高效高可靠性的背接触式电池双玻组件及其制作方法，将双玻技术应用到背接触式电池的封装当中，制成高效高可靠性的背接触光伏双玻组件。目前双玻组件技术只能用在常规H型电池中，而背接触式组件封装因为需要导电背板很难实现双玻结构，本发明创造一种全新的背接触式电池双玻组件封装方案，工艺简单，易于实现，制造成本低，易于产业化，同时基于光伏行业的传统原料，方便取材，保证性能，材料成本低廉。成品组件美观大方，良率高。
2.本发明制成的背接触式电池双玻组件功率比普通双玻组件功率高8-10％以上，可靠性高，光伏组件质保30年，比普通组件的质保多5年，同时年衰减低至0.5％，普通背板式组件年衰减是0.7％。
3.本发明制成的光伏组件不产生PID现象，零PID效应，可获得较高的系统电压，普通背板组件要提供系统电压，必须使用较厚的背板，成本比较高，本发明组件不需要增加额外成本，就可以实现1500V的系统电压。本发明制成的组件有较高的防火等级，可到达classA级别，而普通背板组件仅是ClassC级。
附图说明
图1为本发明实施例的截面示意图；
图2为6*6方阵MWT背接触电池的背面电极示意图；
图3为背接触太阳能电池双玻璃组件的分解图；
图4为金属导电线路芯板层的导电线路的图形。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1和3所示，实施例1：
背接触太阳能电池双玻璃太阳能电池组由七层组成，具体包括由下至上依次层叠在一起的第一玻璃层1、金属导电线路芯板层2、密封绝缘隔离材料层3、导电介质连接点层4、背接触电池片层5、封装材料层6以及第二玻璃层7。若干个MWT背接触电池片10如图2所示，电池片10背面离散地分布着正电极9和负电极8。在这种背接触电池的组件生产中，将正电极9和负电极8用导体连接后封装。
金属导电线路芯板层2包括底层胶膜和上层金属电路，金属电路粘附在底层胶膜上；金属电路上设有导电介质连接点，所有导电介质连接点构成导电介质连接点层4，该导电介质连接点位置与背接触电池片层5的电池片10背面的正负电极点(9,8)一一对应；
密封绝缘隔离材料层3上打有若干通孔，通孔与背接触电池片层5的电池片10背面的正负电极点(9,8)一一对应；导电介质连接点穿过通孔。
背接触电池片层5包括多个太阳能电池，多个太阳能电池通过导电介质连接点层4的导电介质连接点设置在密封绝缘隔离材料层3上，导电介质连接点穿过密封绝缘隔离材料层3的通孔，每一块太阳能电池的电极与穿过通孔的导电介质连接点连接，背接触电池片层5上方依次铺设封装材料层6和第二玻璃层7。
金属导电线路芯板层2的导电线路材质是铜箔或铝箔。铜箔或铝箔通过胶水或者热压和封装胶膜附着在一起，再用激光或者机械刻蚀的方法在金属箔上形成所需的导电线路图案，图4为导电线路示意图，图中除圆圈部分的实线部分导电线路之间互相绝缘，线路绝缘间距1-3mm，圆圈部位是对应于电池正负电极点位置；封装胶膜的材质为EVA或POE或PVB，可以是透明的，也可以是白色的。
密封绝缘隔离材料层3的绝缘层材料优选是EPE或玻纤EVA，厚度0.05mm-0.3mm，通孔的开孔直径一般为2mm，与电池片正负电极部位一一对应，保证电池正负电极通过导电介质连接点与导电芯板接触良好。
第一玻璃层1为浮法平板钢化或半钢化玻璃，第二玻璃层7为低铁超白压花钢化玻璃。
封装材料层6的材质为EVA，POE，PVB等封装材料，EVA或POE或PVB是高透光紫外截止的，用于电池接收太阳光，封装材料位于第二层玻璃7的玻璃的内侧，封装材料厚度为0.2—0.7mm，胶膜表面可以是有不同图案凸凹不同的花纹，意在增加与其他材料如玻璃，电池等的剥离力。
实施例2：
选取一张导电铜质芯板作为导电线路芯板，在金属电路上印刷或者沉积导电介质连接点，该导电介质连接点位置与背接触式太阳能电池背面的正负电极点(9,8)相对应；再在上面铺设一层打若干通孔的密封绝缘隔离材料层3，通孔的数量与若干电池正负电极数量总和一致，通孔的位置需对应于预先排好的电池的正负电极位置，孔径为2mm，同时放置密封绝缘隔离材料层3时通孔的位置需要与导电芯板的导电胶点(电介质连接点)位置一一对应，让导电胶点穿过放置密封绝缘隔离材料层3的通孔。再在上面依次放置若干个电池片10，电池片10背面朝下正面朝上，且电池片10的背面负电极点8和正电极点9的每一个位置与导电胶点的每一个位置重合接触，并且由带有图案的铜芯板(金属导电线路芯板层2的导电线路芯板由铜芯+封装胶膜制成)连接起来，这样若干个电池通过导电胶点和电铜质芯板串联起来，第一个电池片的正极与第二个电池片的负极相连，同时第二个电池片的负极与第三个电池的正极相连，依次类推。电池片10正面再平铺一层封装材料层6，铺设面积应覆盖所有电池，封装材料层6的封装材料可选择EVA，厚度0.6mm。再在封装材料上放置2.5mm厚的第二玻璃层7，第二玻璃层7为低铁超白压花钢化玻璃，翻转以上叠层，再放置第一玻璃层1，经过层压、接线盒安装等常规工序后完成组件制作。
实施例3：
准备一块2mm厚度的平板玻璃作为第一玻璃层1，上面铺设金属导电线路芯板层2，居中放置，再在金属导电线路上印刷或者沉积导电介质连接点，该导电介质连接点位置与背接触式太阳能电池背面的正负电极点(9,8)相对应；再在上面放置打有若干通孔密封绝缘隔离材料层3，通孔的位置需对应于预先排好的电池的正负电极位置，孔径为2.5mm，同时放置密封绝缘隔离材料层3时，通孔的位置需要与导电胶点(导电介质连接点)位置一一对应，让导电介质连接点穿过密封绝缘隔离材料层3的通孔。再在上面依次放置若干个电池片10，电池片10的背面负电极点8和正电极点9的每一个位置与导电介质连接点的每一个位置接触，并且由带有图案(如图4所示)的铜芯板连接起来，这样若干个电池片10通过导电胶点和铜芯板串联起来，第一个电池片的正极与第二个电池片的负极相连，同时第二个电池片的负极与第三个电池的正极相连，依次类推。电池片10正面再平铺一层封装材料层6，铺设面积应覆盖所有电池和第一玻璃层，封装材料可选择POE，厚度0.5mm。再在电池片上放置2mm厚的正面超白压花钢化玻璃作为第二玻璃层7，经过层压、接线盒安装等常规工序后完成组件制作。
Claims (8)
1.一种背接触太阳能电池双玻璃组件，其特征在于：包括由下至上依次层叠在一起的第一玻璃层、金属导电线路芯板层、密封绝缘隔离材料层、导电介质连接点层、背接触电池片层、封装材料层以及第二玻璃层。
2.如权利要求1所述的背接触太阳能电池双玻璃组件，其特征在于：所述金属导电线路芯板层包括底层胶膜和上层金属电路，金属电路粘附在底层胶膜上；金属电路上设有导电介质连接点，该导电介质连接点位置与背接触电池片层的电池背面的正负电极点一一对应；
所述密封绝缘隔离材料层上打有若干通孔，通孔与背接触电池片层的电池背面的正负电极点一一对应。
3.如权利要求1所述的背接触太阳能电池双玻璃组件，其特征在于：所述背接触电池片层包括多个太阳能电池，多个太阳能电池通过导电介质连接点层的导电介质连接点设置在密封绝缘隔离材料层上，导电介质连接点穿过密封绝缘隔离材料层的通孔，每一块太阳能电池的电极与所述穿过通孔的导电介质连接点连接，背接触电池片层上方依次铺设封装材料层和第二玻璃层。
4.如权利要求1所述的背接触太阳能电池双玻璃件，其特征在于：所述金属导电线路芯板层的导电线路的材质是铜箔或铝箔；铜箔或铝箔通过胶水或者热压和封装胶膜附着在一起。
5.如权利要求1所述的背接触太阳能电池双玻璃组件，其特征在于：所述密封绝缘隔离材料层的绝缘层材料优选是EPE或玻纤EVA，厚度0.05mm-0.3mm，通孔的开孔直径一般为2-5mm，与电池片正负电极部位一一对应，保证电池正负电极通过导电介质连接点与导电芯板接触良好。
6.如权利要求1所述的背接触太阳能电池双玻璃组件，其特征在于：所述第一玻璃层为浮法平板钢化或半钢化玻璃，第二玻璃层为低铁超白压花钢化或半钢化玻璃。
7.一种背接触太阳能电池双玻璃组件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）铺设和定位金属导电线路芯板层，导电线路芯板层包括底层胶膜和上层金属电路组成，金属电路粘附在底层胶膜上；
2）在步骤 1）所形成的金属导电线路芯板层的金属电路上印刷或者沉积导电介质连接点，该导电介质连接点的位置与背接触电池片层的电池背面的正负电极点一一对应；
3）在步骤2）的基础上再铺设一层打若干通孔的密封绝缘隔离材料层，密封绝缘隔离材料层通孔与背接触电池片层的电池背面的正负电极点一一对应，导电介质连接点穿过密封绝缘隔离材料层的通孔与背接触电池片层的太阳电池电极相连接；
4）将至少若干太阳能电池放置在密封绝缘隔离材料层上，并使得每一块太阳能电池的电极与所述通孔内的导电介质连接点相接触，然后在所有太阳能电池上方依次铺设封装材料层和第二玻璃层；
5）翻转以上叠层，再放置第一玻璃层，经过层压、接线盒安装等工序后完成组件制作。
8.如权利要求7所述的背接触太阳能电池双玻璃组件的制造方法，其特征在于，所述第一玻璃层也可以放在第1）步骤进行，具体步骤为：在第一玻璃层上面铺设金属导电线路芯板层，居中放置，再在金属导电线路上印刷或者沉积导电介质连接点，该导电介质连接点位置与背接触式太阳能电池背面的正负电极点相对应；再在上面放置打有若干通孔密封绝缘隔离材料层，通孔的位置与导电介质连接点位置一一对应，让导电介质连接点穿过密封绝缘隔离材料层的通孔；再在上面依次放置若干个电池片，电池片的背面负电极点和正电极点的每一个位置与导电介质连接点的每一个位置接触，若干个电池片通过导电介质连接点和金属导电线路芯板层的铜芯板串联起来，第一个电池片的正极与第二个电池片的负极相连，同时第二个电池片的负极与第三个电池的正极相连，依次类推；电池片正面再平铺一层封装材料层，铺设面积应覆盖所有电池片和第一玻璃层；再在电池片上放置第二玻璃层，经过层压、接线盒安装等工序后完成组件制作。
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