CN108389923A - 一种单晶硅电池组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种单晶硅电池组件，所述单晶硅电池组件包括背面保护板、第一导热封装胶层、第二封装胶层、太阳能电池片层、第三封装胶层以及透明盖板，所述背面保护板包括设置在第一金属板表面的多个导热弹性柱，在第一金属板与第二金属板之间设置有导热硅胶片，在第二金属板的下表面具有多个金属柱，所述金属柱的下端部裸露于所述含氟树脂层，使得其具有优异的散热性能、抗震性能以及水汽阻隔性能，确保单晶硅电池的光电转换效率不衰减，确保其输出功率稳定，适于长期使用。

Description

一种单晶硅电池组件
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种单晶硅电池组件。
背景技术
随着科技的发展和进步，对能源的需求也急剧增加，其中常用的能源来自化石能源石油、煤炭和天然气。由于石化能源总储藏量有限，且为不可再生能源，因而全球面临着严峻的能源形势，使得人们对风能、地热、太阳能等新兴可再生能源的探索日益迫切。其中，太阳能作为一种取之不尽，用之不竭的绿色可再生能源逐渐受到人们的广泛关注，太阳能电池相关技术也日益蓬勃发展。光伏背板位于光伏组件背面的最外层，在室外环境下保护光伏电池片不受潮气和氧气的影响。现有的光伏背板分为两种：一种为涂胶复合式背板膜，在PET聚酯薄膜两面复合氟膜或者EVA胶膜，三层结构，常见的有TPT、TPE、KPK等结构；另一种为涂覆背板膜，在PET聚酯薄膜两面涂覆氟树脂，经干燥固化成膜。光伏组件的温度升高将严重影响光伏电池片的光电转换效率，导致硅电池片的效率大幅度下降，所以光伏背板散热性能和稳固性的优劣将影响硅电池片的转换效率和使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种单晶硅电池组件。
为实现上述目的，本发明提出的一种单晶硅电池组件，所述单晶硅电池组件包括：
背面保护板，所述背面保护板包括第一金属板，在所述第一金属板的上表面粘结有PET层，所述PET层的上表面粘结有ABS层，所述ABS层的上表面设置有第一聚烯烃粘结层，在所述第一金属板的上表面设置有多个呈阵列排布的第一柱状凹槽，所述第一柱状凹槽贯穿所述第一聚烯烃粘结层、所述ABS层以及所述PET层并暴露所述第一金属板的上表面，每个所述第一柱状凹槽中均嵌入一个导热弹性柱，所述导热弹性柱的上端部裸露于所述第一聚烯烃粘结层，所述导热弹性柱的底面与所述第一金属板接触，所述导热弹性柱包括金属铝芯，所述金属铝芯的侧表面设置有异戊橡胶层，所述异戊橡胶层的表面设置有第二聚烯烃粘结层；
导热硅胶片，所述导热硅胶片设置于所述第一金属板的下表面；
第二金属板，所述第二金属板设置于所述导热硅胶片的下表面，所述第二金属板的下表面粘结有PEN层，所述PEN层的下表面粘结有聚乙烯层，所述聚乙烯层的下表面粘结有含氟树脂层，在所述第二金属板的下表面设置有多个呈阵列排布的第二柱状凹槽，所述第二柱状凹槽贯穿所述含氟树脂层、聚乙烯层以及PEN层并暴露所述第二金属板的下表面，每个所述第二柱状凹槽中均嵌入一个金属柱，所述金属柱的顶表面与所述第二金属板的下表面接触，所述金属柱的下端部裸露于所述含氟树脂层；
第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层覆盖所述背面保护板，所述导热弹性柱中裸露于所述第一聚烯烃粘结层的所述上端部嵌入到所述第一导热封装胶层中；
第二封装胶层，所述第二封装胶层覆盖所述第一导热封装胶层；
太阳能电池片层，所述太阳能电池片层设置于所述第二封装胶层上，所述太阳能电池片层包括多个单晶硅太阳能电池片；
第三封装胶层，所述第三封装胶层覆盖所述太阳能电池片层；
透明盖板，所述透明盖板设置于所述第三封装胶层之上。
如上单晶硅电池组件，进一步，所述第一金属板和所述第二金属板的材质为铝、铜、不锈钢以及铝镁合金中的一种，所述第一金属板和所述第二金属板的厚度均为100-200微米，所述PET层的厚度为2-4毫米，所述ABS层的厚度为0.5-1毫米，所述第一聚烯烃粘结层的厚度为100-150微米。
如上单晶硅电池组件，进一步，所述金属铝芯的直径为3-6毫米，所述异戊橡胶层的厚度为5-8毫米，所述第二聚烯烃粘结层的厚度为50-100微米。
如上单晶硅电池组件，进一步，所述PEN层的厚度为2-4毫米，所述聚乙烯层的厚度为300-600微米，所述含氟树脂层的厚度为50-150微米，所述金属柱的材质为铝或铜，所述第二柱状凹槽的直径与所述金属柱的直径均为1-2厘米，所述金属柱裸露于所述含氟树脂层的所述下端部的长度为0.5-2毫米。
如上单晶硅电池组件，进一步，所述第一导热封装胶层包括聚烯烃树脂以及导热纳米颗粒，所述导热纳米颗粒为氧化铝、氮化铝、氮化硼、氮化硅、氧化镁中的一种，所述导热纳米颗粒的粒径为100-200纳米，所述第二封装胶层和所述第三封装胶层的材质为聚烯烃。
如上单晶硅电池组件，进一步，第一导热封装胶层的厚度为400-500微米，所述第二封装胶层的厚度为50-100微米，所述第三封装胶层的厚度为200-300微米，所述导热弹性柱嵌入到所述第一导热封装胶层中的所述上端部的长度为200-400微米。
如上单晶硅电池组件，进一步，所述含氟树脂层的材质为聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物或乙烯-四氟乙烯共聚物。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
本发明的单晶硅电池组件中，在第一金属板上表面的多层树脂层中形成第一柱状凹槽，每个所述第一柱状凹槽中均嵌入一个导热弹性柱，使得在形成较厚的背板中，多个导热弹性柱分别形成多条散热通路，可以将太阳能电池片产生的热量快速传导至第一金属板，且在第一金属板与第二金属板之间设置有导热硅胶片，方便传热，且使得该背面保护板具有优异的抗震性能，在第二金属板的下表面设置PEN层、聚乙烯层以及含氟树脂层，并形成第二柱状凹槽以嵌入金属柱，使得整个背面保护板具有优异导热形成的同时，第一、第二金属板的存在可以有效防止水汽侵入单晶硅电池组件。通过优化导热弹性柱的结构，所述导热弹性柱包括金属铝芯，、异戊橡胶层以及第二聚烯烃粘结层，使得导热弹性柱具有优异的导热性能同时还具有优异的缓冲减震性能，双重减震结构的设计使得单晶硅电池组件即使发生碰撞，太阳能电池片也不会损坏破碎。导热弹性柱的上端嵌入到第一导热封装胶层，增加导热弹性柱和第一导热封装层的面积，进一步提高单晶硅电池组件的稳固性和导热性能。封装背板的表面具有聚烯烃粘结层，且在第一导热封装胶层与单晶硅电池片层之间具有一超薄的第二封装胶层，使得整个电池组件更易粘结为一体。与现有的电池组件相比，通过优化本发明的单晶硅电池组件的具体结构以及各层的具体尺寸，使得本发明的单晶硅电池组件整体较厚，具有优异的散热性能、抗震性能以及水汽阻隔性能，确保单晶硅电池的光电转换效率不衰减，确保其输出功率稳定，适于长期使用。
附图说明
图1为本发明的散热型太阳能电池组件的结构示意图。
图2为本发明的导热弹性柱的底面的结构示意图。
图3为本发明的封装保护板的俯视图。
图4为本发明的封装保护板的仰视图。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明提出一种单晶硅电池组件，所述单晶硅电池组件包括：背面保护板1，所述背面保护板1包括第一金属板11，在所述第一金属板11的上表面粘结有PET层12，所述PET层12的上表面粘结有ABS层13，所述ABS层13的上表面设置有第一聚烯烃粘结层14，在所述第一金属板11的上表面设置有多个呈阵列排布的第一柱状凹槽15，所述第一柱状凹槽15贯穿所述第一聚烯烃粘结层14、所述ABS层13以及所述PET层12并暴露所述第一金属板11的上表面，每个所述第一柱状凹槽15中均嵌入一个导热弹性柱2，所述导热弹性柱2的上端部裸露于所述第一聚烯烃粘结层14，所述导热弹性柱2的底面与所述第一金属板11接触，所述导热弹性柱2包括金属铝芯21，所述金属铝芯21的侧表面设置有异戊橡胶层22，所述异戊橡胶层22的表面设置有第二聚烯烃粘结层23；导热硅胶片3，所述导热硅胶片3设置于所述第一金属板11的下表面；
第二金属板4，所述第二金属板4设置于所述导热硅胶片3的下表面，所述第二金属板4的下表面粘结有PEN层41，所述PEN层41的下表面粘结有聚乙烯层42，所述聚乙烯层42的下表面粘结有含氟树脂层43，在所述第二金属板4的下表面设置有多个呈阵列排布的第二柱状凹槽44，所述第二柱状凹槽44贯穿所述含氟树脂层43、聚乙烯层42以及PEN层41并暴露所述第二金属板4的下表面，每个所述第二柱状凹槽44中均嵌入一个金属柱5，所述金属柱5的顶表面与所述第二金属板4的下表面接触，所述金属柱5的下端部裸露于所述含氟树脂层43；
第一导热封装胶层6，所述第一导热封装胶层6覆盖所述背面保护板1，所述导热弹性柱2中裸露于所述第一聚烯烃粘结层14的所述上端部嵌入到所述第一导热封装胶层6中；第二封装胶层7，所述第二封装胶层7覆盖所述第一导热封装胶层6；太阳能电池片层，所述太阳能电池片层设置于所述第二封装胶层上，所述太阳能电池片层包括多个单晶硅太阳能电池片8；第三封装胶层9，所述第三封装胶层9覆盖所述太阳能电池片层；透明盖板10，所述透明盖板10设置于所述第三封装胶层9之上。
进一步，所述第一金属板11和所述第二金属板4的材质为铝、铜、不锈钢以及铝镁合金中的一种，所述第一金属板11和所述第二金属板4的厚度均为100-200微米，所述PET层12的厚度为2-4毫米，所述ABS层13的厚度为0.5-1毫米，所述第一聚烯烃粘结层14的厚度为100-150微米。
进一步，所述金属铝芯21的直径为3-6毫米，所述异戊橡胶层22的厚度为5-8毫米，所述第二聚烯烃粘结层23的厚度为50-100微米。
进一步，所述PEN层41的厚度为2-4毫米，所述聚乙烯层42的厚度为300-600微米，所述含氟树脂层43的厚度为50-150微米，所述金属柱5的材质为铝或铜，所述第二柱状凹槽44的直径与所述金属柱5的直径均为1-2厘米，所述金属柱5裸露于所述含氟树脂层43的所述下端部的长度为0.5-2毫米。
进一步，所述第一导热封装胶层6包括聚烯烃树脂以及导热纳米颗粒，所述导热纳米颗粒为氧化铝、氮化铝、氮化硼、氮化硅、氧化镁中的一种，所述导热纳米颗粒的粒径为100-200纳米，所述第二封装胶层7和所述第三封装胶层9的材质为聚烯烃。
进一步，第一导热封装胶层6的厚度为400-500微米，所述第二封装胶层7的厚度为50-100微米，所述第三封装胶层9的厚度为200-300微米，所述导热弹性柱2嵌入到所述第一导热封装胶层中的所述上端部的长度为200-400微米。
进一步，所述含氟树脂层43的材质为聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物或乙烯-四氟乙烯共聚物。
实施例1
如图1-4所示，本发明提出一种单晶硅电池组件，所述单晶硅电池组件包括：背面保护板1，所述背面保护板1包括第一金属板11，在所述第一金属板11的上表面粘结有PET层12，所述PET层12的上表面粘结有ABS层13，所述ABS层13的上表面设置有第一聚烯烃粘结层14，在所述第一金属板11的上表面设置有多个呈阵列排布的第一柱状凹槽15，所述第一柱状凹槽15贯穿所述第一聚烯烃粘结层14、所述ABS层13以及所述PET层12并暴露所述第一金属板11的上表面，每个所述第一柱状凹槽15中均嵌入一个导热弹性柱2，所述导热弹性柱2的上端部裸露于所述第一聚烯烃粘结层14，所述导热弹性柱2的底面与所述第一金属板11接触，所述导热弹性柱2包括金属铝芯21，所述金属铝芯21的侧表面设置有异戊橡胶层22，所述异戊橡胶层22的表面设置有第二聚烯烃粘结层23；导热硅胶片3，所述导热硅胶片3设置于所述第一金属板11的下表面；
第二金属板4，所述第二金属板4设置于所述导热硅胶片3的下表面，所述第二金属板4的下表面粘结有PEN层41，所述PEN层41的下表面粘结有聚乙烯层42，所述聚乙烯层42的下表面粘结有含氟树脂层43，在所述第二金属板4的下表面设置有多个呈阵列排布的第二柱状凹槽44，所述第二柱状凹槽44贯穿所述含氟树脂层43、聚乙烯层42以及PEN层41并暴露所述第二金属板4的下表面，每个所述第二柱状凹槽44中均嵌入一个金属柱5，所述金属柱5的顶表面与所述第二金属板4的下表面接触，所述金属柱5的下端部裸露于所述含氟树脂层43；
第一导热封装胶层6，所述第一导热封装胶层6覆盖所述背面保护板1，所述导热弹性柱2中裸露于所述第一聚烯烃粘结层14的所述上端部嵌入到所述第一导热封装胶层6中；第二封装胶层7，所述第二封装胶层7覆盖所述第一导热封装胶层6；太阳能电池片层，所述太阳能电池片层设置于所述第二封装胶层上，所述太阳能电池片层包括多个单晶硅太阳能电池片8；第三封装胶层9，所述第三封装胶层9覆盖所述太阳能电池片层；透明盖板10，所述透明盖板10设置于所述第三封装胶层9之上。
其中，所述第一金属板11和所述第二金属板4的材质为铝，所述第一金属板11和所述第二金属板4的厚度均为150微米，所述PET层12的厚度为3毫米，所述ABS层13的厚度为0.8毫米，所述第一聚烯烃粘结层14的厚度为120微米。所述金属铝芯21的直径为5毫米，所述异戊橡胶层22的厚度为7毫米，所述第二聚烯烃粘结层23的厚度为80微米。所述PEN层41的厚度为3毫米，所述聚乙烯层42的厚度为400微米，所述含氟树脂层43的厚度为100微米，所述金属柱5的材质为铝，所述第二柱状凹槽44的直径与所述金属柱5的直径均为1.5厘米，所述金属柱5裸露于所述含氟树脂层43的所述下端部的长度为1毫米。所述第一导热封装胶层6包括聚烯烃树脂以及导热纳米颗粒，所述导热纳米颗粒为氮化铝，所述导热纳米颗粒的粒径为150纳米，所述第二封装胶层7和所述第三封装胶层9的材质为聚烯烃。第一导热封装胶层6的厚度为450微米，所述第二封装胶层7的厚度为90微米，所述第三封装胶层9的厚度为250微米，所述导热弹性柱2嵌入到所述第一导热封装胶层中的所述上端部的长度为300微米。所述含氟树脂层43的材质为聚四氟乙烯。
实施例2
本实施例提供另一种单晶硅电池组件，与实施例1相比，区别仅在于，所述第一金属板11和所述第二金属板4的材质为铜，所述第一金属板11和所述第二金属板4的厚度均为200微米，所述PET层12的厚度为4毫米，所述ABS层13的厚度为0.5毫米，所述第一聚烯烃粘结层14的厚度为150微米。所述金属铝芯21的直径为3毫米，所述异戊橡胶层22的厚度为5毫米，所述第二聚烯烃粘结层23的厚度为50微米。所述PEN层41的厚度为2毫米，所述聚乙烯层42的厚度为600微米，所述含氟树脂层43的厚度为150微米，所述金属柱5的材质为铜，所述第二柱状凹槽44的直径与所述金属柱5的直径均为1厘米，所述金属柱5裸露于所述含氟树脂层43的所述下端部的长度为0.5毫米。所述第一导热封装胶层6中的导热纳米颗粒为氮化硼，所述导热纳米颗粒的粒径为100纳米，第一导热封装胶层6的厚度为500微米，所述第二封装胶层7的厚度为100微米，所述第三封装胶层9的厚度为300微米，所述导热弹性柱2嵌入到所述第一导热封装胶层中的所述上端部的长度为400微米。所述含氟树脂层43的材质为聚偏氟乙烯。
实施例3
本实施例提供另一种单晶硅电池组件，与实施例1相比，区别仅在于，所述第一金属板11和所述第二金属板4的材质为不锈钢，所述第一金属板11和所述第二金属板4的厚度均为100微米，所述PET层12的厚度为2毫米，所述ABS层13的厚度为1毫米，所述第一聚烯烃粘结层14的厚度为100微米。所述金属铝芯21的直径为6毫米，所述异戊橡胶层22的厚度为8毫米，所述第二聚烯烃粘结层23的厚度为100微米。所述PEN层41的厚度为4毫米，所述聚乙烯层42的厚度为300微米，所述含氟树脂层43的厚度为50微米，所述金属柱5的材质为铜，所述第二柱状凹槽44的直径与所述金属柱5的直径均为2厘米，所述金属柱5裸露于所述含氟树脂层43的所述下端部的长度为2毫米。所述第一导热封装胶层6中的导热纳米颗粒为氧化铝，所述导热纳米颗粒的粒径为200纳米。第一导热封装胶层6的厚度为400微米，所述第二封装胶层7的厚度为50微米，所述第三封装胶层9的厚度为200微米，所述导热弹性柱2嵌入到所述第一导热封装胶层中的所述上端部的长度为200微米。所述含氟树脂层43的材质为乙烯-四氟乙烯共聚物。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种单晶硅电池组件，其特征在于：所述单晶硅电池组件包括：
背面保护板，所述背面保护板包括第一金属板，在所述第一金属板的上表面粘结有PET层，所述PET层的上表面粘结有ABS层，所述ABS层的上表面设置有第一聚烯烃粘结层，在所述第一金属板的上表面设置有多个呈阵列排布的第一柱状凹槽，所述第一柱状凹槽贯穿所述第一聚烯烃粘结层、所述ABS层以及所述PET层并暴露所述第一金属板的上表面，每个所述第一柱状凹槽中均嵌入一个导热弹性柱，所述导热弹性柱的上端部裸露于所述第一聚烯烃粘结层，所述导热弹性柱的底面与所述第一金属板接触，所述导热弹性柱包括金属铝芯，所述金属铝芯的侧表面设置有异戊橡胶层，所述异戊橡胶层的表面设置有第二聚烯烃粘结层；
导热硅胶片，所述导热硅胶片设置于所述第一金属板的下表面；
第二金属板，所述第二金属板设置于所述导热硅胶片的下表面，所述第二金属板的下表面粘结有PEN层，所述PEN层的下表面粘结有聚乙烯层，所述聚乙烯层的下表面粘结有含氟树脂层，在所述第二金属板的下表面设置有多个呈阵列排布的第二柱状凹槽，所述第二柱状凹槽贯穿所述含氟树脂层、聚乙烯层以及PEN层并暴露所述第二金属板的下表面，每个所述第二柱状凹槽中均嵌入一个金属柱，所述金属柱的顶表面与所述第二金属板的下表面接触，所述金属柱的下端部裸露于所述含氟树脂层；
第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层覆盖所述背面保护板，所述导热弹性柱中裸露于所述第一聚烯烃粘结层的所述上端部嵌入到所述第一导热封装胶层中；
第二封装胶层，所述第二封装胶层覆盖所述第一导热封装胶层；
太阳能电池片层，所述太阳能电池片层设置于所述第二封装胶层上，所述太阳能电池片层包括多个单晶硅太阳能电池片；
第三封装胶层，所述第三封装胶层覆盖所述太阳能电池片层；
透明盖板，所述透明盖板设置于所述第三封装胶层之上。
2.根据权利要求1所述的单晶硅电池组件，其特征在于：所述第一金属板和所述第二金属板的材质为铝、铜、不锈钢以及铝镁合金中的一种，所述第一金属板和所述第二金属板的厚度均为100-200微米，所述PET层的厚度为2-4毫米，所述ABS层的厚度为0.5-1毫米，所述第一聚烯烃粘结层的厚度为100-150微米。
3.根据权利要求2所述的单晶硅电池组件，其特征在于：所述金属铝芯的直径为3-6毫米，所述异戊橡胶层的厚度为5-8毫米，所述第二聚烯烃粘结层的厚度为50-100微米。
4.根据权利要求2所述的单晶硅电池组件，其特征在于：所述PEN层的厚度为2-4毫米，所述聚乙烯层的厚度为300-600微米，所述含氟树脂层的厚度为50-150微米，所述金属柱的材质为铝或铜，所述第二柱状凹槽的直径与所述金属柱的直径均为1-2厘米，所述金属柱裸露于所述含氟树脂层的所述下端部的长度为0.5-2毫米。
5.根据权利要求1所述的单晶硅电池组件，其特征在于：所述第一导热封装胶层包括聚烯烃树脂以及导热纳米颗粒，所述导热纳米颗粒为氧化铝、氮化铝、氮化硼、氮化硅、氧化镁中的一种，所述导热纳米颗粒的粒径为100-200纳米，所述第二封装胶层和所述第三封装胶层的材质为聚烯烃。
6.根据权利要求5所述的单晶硅电池组件，其特征在于：第一导热封装胶层的厚度为400-500微米，所述第二封装胶层的厚度为50-100微米，所述第三封装胶层的厚度为200-300微米，所述导热弹性柱嵌入到所述第一导热封装胶层中的所述上端部的长度为200-400微米。
7.根据权利要求1所述的单晶硅电池组件，其特征在于：所述含氟树脂层的材质为聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物或乙烯-四氟乙烯共聚物。
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