CN108565308B - 一种光伏电池组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光伏电池组件及其制备方法，该方法包括以下步骤：依次铺设树脂背板、第一导热封装胶层、第二导热封装胶层、第三导热封装胶层、光伏电池片层、第一隔热封装胶层、聚烯烃封装胶层、第二隔热封装胶层以及第一玻璃盖板，其中，在第一玻璃盖板的上表面的四周边缘形成第一环形沟槽，接着进行层压处理；在第二玻璃盖板的下表面形成多个呈阵列排布的半球形凸起，通过一环形密封圈将所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板粘结在一起，使得在所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板之间形成一空气间隙。本发明的光伏电池组件使用寿命长、稳定性好且输出功率高。

Description

一种光伏电池组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，特别是涉及一种光伏电池组件及其制造方法。
背景技术
现有的光伏电池组件的制备过程中，通常是先在光伏电池背板上依次铺设第一EVA封装胶层、光伏电池片层、第二EVA封装胶层以及透明钢化玻璃层，然后通过层压工艺以形成光伏电池组件。光伏电池组件各层紧密接触，在实际使用过程中，一方面，太阳光照射透明钢化玻璃的过程中，未透过透明钢化玻璃的太阳能将转化为热量，进而使得透明钢化玻璃温度升高；另一方面，光伏电池片在进行光电转换的过程中也会产生热量，进而使得整个光伏电池组件的工作温度较高，且光伏电池组件常在户外使用，空气中存在大量的水蒸气，EVA封装胶层长期处于高温湿热的环境中容易老化变黄，进而导致EVA封装胶层的透光率大幅度下降，进而导致光伏电池片的光电转换效率下降，从而影响光伏电池组件的输出功率。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种光伏电池组件及其制造方法。
为实现上述目的，本发明提出的一种光伏电池组件的制备方法，包括以下步骤：
1)提供一树脂背板，在所述树脂背板上开设多个通孔，在所述树脂背板上铺设第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为5-10重量份的第一导热纳米颗粒；
2)在所述第一导热封装胶层上铺设第二导热封装胶层，所述第二导热封装胶层包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以及相对于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100重量份为10-15重量份的第二导热纳米颗粒，所述第二导热纳米颗粒的粒径大于所述第一导热纳米颗粒的粒径；
3)在所述第二导热封装胶层上铺设第三导热封装胶层，所述第三导热封装胶层包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为15-20重量份的第三导热纳米颗粒，所述第三导热纳米颗粒的粒径大于所述第二导热纳米颗粒的粒径；
4)在所述第三导热封装胶层上铺设光伏电池片层；
5)在所述光伏电池片层上铺设第一隔热封装胶层，在所述第一隔热封装胶层上铺设聚烯烃封装胶层，在所述聚烯烃封装胶层上铺设第二隔热封装胶层，所述第一隔热封装胶层和所述第二隔热封装胶层均包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为15-30重量份的隔热材料；
6)在第一玻璃盖板的上表面的四周边缘形成第一环形沟槽，在所述第一环形沟槽内形成多个呈阵列排布的半球形凹槽，接着在所述第二隔热封装胶层上铺设所述第一玻璃盖板，接着进行层压处理；
7)在第二玻璃盖板的下表面形成多个呈阵列排布的半球形凸起，并在所述第二玻璃盖板的下表面的四周边缘形成与所述第一环形沟槽相对设置的第二环形沟槽，通过一环形密封圈将所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板粘结在一起，所述环形密封圈的一部分嵌入到所述第一环形沟槽和所述第二环形沟槽中，在所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板之间形成一空气间隙。
作为优选，所述树脂背板包括层叠的外耐候树脂层、聚酯主体层以及导热粘结层，所述外耐候树脂层的厚度为100-200微米，所述聚酯主体层的厚度为300-500微米，所述导热粘结层的厚度为50-100微米，所述通孔的直径为3-5毫米，相邻所述通孔之间的间距为3-5毫米。
作为优选，所述第一导热封装胶层的厚度为100-200微米，所述第二导热封装胶层的厚度为150-250微米，所述第三导热封装胶层的厚度为200-300微米。
作为优选，所述第一、第二、第三导热纳米颗粒的材质为氧化铝、氮化硼、氧化镁、氮化铝以及碳化硅中的一种，所述第一导热纳米颗粒的粒径为60-90纳米，所述第二导热纳米颗粒的粒径为120-150纳米，所述第三导热纳米颗粒的粒径为180-250纳米。
作为优选，所述光伏电池片层包括多个呈阵列排布的光伏电池片，所述光伏电池片为单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、砷化镓电池以及铜铟镓硒电池中的一种。
作为优选，所述第一隔热封装胶层的厚度为60-120微米，所述聚烯烃封装胶层的厚度为300-400微米，所述第二隔热封装胶层的厚度为60-90微米，所述隔热材料为膨胀珍珠岩粉末、玻璃棉粉末、膨胀蛭石粉末以及硅酸盐粉末中的一种。
作为优选，所述半球形凹槽的直径为5-15毫米，相邻所述半球形凹槽之间的间距为3-9毫米，所述半球形凸起的直径为5-15毫米，相邻所述半球形凸起之间的间距为3-9毫米。
作为优选，所述空气间隙的高度为2-5毫米。
本发明还提供了一种光伏电池组件，所述光伏电池组件为采用上述方法制造形成的。
本发明的光伏电池组件中，在树脂背板上设置第一、第二、第三导热封装胶层，通过优化各导热封装胶层中的导热纳米颗粒的含量以及粒径，使得第一、第二、第三导热封装胶层中导热纳米颗粒的含量以及粒径均持续增加，以形成优异的导热路径，且在所述树脂背板上开设多个通孔，可以确保光伏电池片在发电过程中产生的热量可以快速通过各导热封装胶层传导至空气中，且第一导热封装胶层的导热纳米颗粒的含量较少且粒径较小，确保优异导热性能的同时，可以提高树脂背板与各导热封装胶层的粘结性能，使得整个光伏电池组件的密封性优异。
光伏电池片层上设置有第一隔热封装胶层、聚烯烃封装胶层以及所述第二隔热封装胶层，两层较薄的隔热封装胶层夹持一较厚的聚烯烃封装胶层，可以阻挡太阳能电池片在发电过程中产生的热量传导至聚烯烃封装胶层，同时由于第一玻璃盖板和第二玻璃盖板之间空气间隙的存在，太阳光照射第一玻璃盖板产生的热量难以传导至第二玻璃盖板，进而使得聚烯烃封装胶层的工作温度较低，可以长时间工作而不会老化变黄，进而提高了太阳能电池组件的工作稳定性。
同时第一玻璃盖板和第二玻璃盖板上分别形成有对应设置的半球形凹槽和半球形凸起，该些结构的设置改善了太阳能的入射路径，增加了太阳能的透射率，增加了光伏电池片对太阳能的利用率，提高了整个光伏电池组件的输出功率。此外，本发明的制备方法简单易行，可以与现有的太阳能电池组件的制备工序兼容，易于工业化生产。
附图说明
图1为本发明的光伏电池组件的结构示意图。
图2为本发明的第一玻璃盖板的俯视结构图。
图3为本发明的第二玻璃盖板的仰视结构图。
具体实施方式
本发明具体实施例提出的一种光伏电池组件的制备方法，包括以下步骤：
1)提供一树脂背板，在所述树脂背板上开设多个通孔，在所述树脂背板上铺设第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为5-10重量份的第一导热纳米颗粒；
2)在所述第一导热封装胶层上铺设第二导热封装胶层，所述第二导热封装胶层包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以及相对于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100重量份为10-15重量份的第二导热纳米颗粒，所述第二导热纳米颗粒的粒径大于所述第一导热纳米颗粒的粒径；
3)在所述第二导热封装胶层上铺设第三导热封装胶层，所述第三导热封装胶层包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为15-20重量份的第三导热纳米颗粒，所述第三导热纳米颗粒的粒径大于所述第二导热纳米颗粒的粒径；
4)在所述第三导热封装胶层上铺设光伏电池片层；
5)在所述光伏电池片层上铺设第一隔热封装胶层，在所述第一隔热封装胶层上铺设聚烯烃封装胶层，在所述聚烯烃封装胶层上铺设第二隔热封装胶层，所述第一隔热封装胶层和所述第二隔热封装胶层均包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为15-30重量份的隔热材料；
6)在第一玻璃盖板的上表面的四周边缘形成第一环形沟槽，在所述第一环形沟槽内形成多个呈阵列排布的半球形凹槽，接着在所述第二隔热封装胶层上铺设所述第一玻璃盖板，接着进行层压处理；
7)在第二玻璃盖板的下表面形成多个呈阵列排布的半球形凸起，并在所述第二玻璃盖板的下表面的四周边缘形成与所述第一环形沟槽相对设置的第二环形沟槽，通过一环形密封圈将所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板粘结在一起，所述环形密封圈的一部分嵌入到所述第一环形沟槽和所述第二环形沟槽中，在所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板之间形成一空气间隙。
进一步的，所述树脂背板包括层叠的外耐候树脂层、聚酯主体层以及导热粘结层，所述外耐候树脂层的厚度为100-200微米，所述聚酯主体层的厚度为300-500微米，所述导热粘结层的厚度为50-100微米，所述通孔的直径为3-5毫米，相邻所述通孔之间的间距为3-5毫米。
进一步的，所述第一导热封装胶层的厚度为100-200微米，所述第二导热封装胶层的厚度为150-250微米，所述第三导热封装胶层的厚度为200-300微米。
进一步的，所述第一、第二、第三导热纳米颗粒的材质为氧化铝、氮化硼、氧化镁、氮化铝以及碳化硅中的一种，所述第一导热纳米颗粒的粒径为60-90纳米，所述第二导热纳米颗粒的粒径为120-150纳米，所述第三导热纳米颗粒的粒径为180-250纳米。
进一步的，所述光伏电池片层包括多个呈阵列排布的光伏电池片，所述光伏电池片为单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、砷化镓电池以及铜铟镓硒电池中的一种。
进一步的，所述第一隔热封装胶层的厚度为60-120微米，所述聚烯烃封装胶层的厚度为300-400微米，所述第二隔热封装胶层的厚度为60-90微米，所述隔热材料为膨胀珍珠岩粉末、玻璃棉粉末、膨胀蛭石粉末以及硅酸盐粉末中的一种。
进一步的，所述半球形凹槽的直径为5-15毫米，相邻所述半球形凹槽之间的间距为3-9毫米，所述半球形凸起的直径为5-15毫米，相邻所述半球形凸起之间的间距为3-9毫米。
进一步的，所述空气间隙的高度为2-5毫米。
本发明还提供了一种光伏电池组件，所述光伏电池组件为采用上述方法制备形成的。如图1-3所示，所述光伏电池组件包括树脂背板1、第一导热封装胶层2、第二导热封装胶层3、第三导热封装胶层4、光伏电池片层5、第一隔热封装胶层6、聚烯烃封装胶层7、第二隔热封装胶层8、第一玻璃盖板9以及第二玻璃盖板10，其中，所述树脂背板1包括层叠的外耐候树脂层11、聚酯主体层12以及导热粘结层13，在所述树脂背板1上开设多个通孔14，所述通孔14暴露所述第一导热封装胶层2，在第一玻璃盖板9的上表面的四周边缘形成有第一环形沟槽91，在所述第一环形沟槽内91形成多个呈阵列排布的半球形凹槽92，在第二玻璃盖板10的下表面形成多个呈阵列排布的半球形凸起101，并在所述第二玻璃盖板10的下表面的四周边缘形成与所述第一环形沟槽91相对设置的第二环形沟槽102，通过一环形密封圈93将所述第一玻璃盖板9和所述第二玻璃盖板10粘结在一起，所述环形密封圈93的一部分嵌入到所述第一环形沟槽91和所述第二环形沟槽102中，在所述第一玻璃盖板9和所述第二玻璃盖板10之间形成一空气间隙94。
实施例1：
一种光伏电池组件的制备方法，包括以下步骤：
1)提供一树脂背板，在所述树脂背板上开设多个通孔，在所述树脂背板上铺设第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为8重量份的第一导热纳米颗粒；
2)在所述第一导热封装胶层上铺设第二导热封装胶层，所述第二导热封装胶层包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以及相对于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100重量份为12重量份的第二导热纳米颗粒，所述第二导热纳米颗粒的粒径大于所述第一导热纳米颗粒的粒径；
3)在所述第二导热封装胶层上铺设第三导热封装胶层，所述第三导热封装胶层包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为18重量份的第三导热纳米颗粒，所述第三导热纳米颗粒的粒径大于所述第二导热纳米颗粒的粒径；
4)在所述第三导热封装胶层上铺设光伏电池片层；
5)在所述光伏电池片层上铺设第一隔热封装胶层，在所述第一隔热封装胶层上铺设聚烯烃封装胶层，在所述聚烯烃封装胶层上铺设第二隔热封装胶层，所述第一隔热封装胶层和所述第二隔热封装胶层均包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为25重量份的隔热材料；
6)在第一玻璃盖板的上表面的四周边缘形成第一环形沟槽，在所述第一环形沟槽内形成多个呈阵列排布的半球形凹槽，接着在所述第二隔热封装胶层上铺设所述第一玻璃盖板，接着进行层压处理；
7)在第二玻璃盖板的下表面形成多个呈阵列排布的半球形凸起，并在所述第二玻璃盖板的下表面的四周边缘形成与所述第一环形沟槽相对设置的第二环形沟槽，通过一环形密封圈将所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板粘结在一起，所述环形密封圈的一部分嵌入到所述第一环形沟槽和所述第二环形沟槽中，在所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板之间形成一空气间隙。
其中，所述树脂背板包括层叠的外耐候树脂层、聚酯主体层以及导热粘结层，所述外耐候树脂层的厚度为150微米，所述聚酯主体层的厚度为400微米，所述导热粘结层的厚度为80微米，所述通孔的直径为4毫米，相邻所述通孔之间的间距为4毫米。所述第一导热封装胶层的厚度为150微米，所述第二导热封装胶层的厚度为200微米，所述第三导热封装胶层的厚度为250微米。所述第一、第二、第三导热纳米颗粒的材质为氧化镁，所述第一导热纳米颗粒的粒径为70纳米，所述第二导热纳米颗粒的粒径为140纳米，所述第三导热纳米颗粒的粒径为200纳米。所述光伏电池片层包括多个呈阵列排布的光伏电池片，所述光伏电池片为单晶硅电池。所述第一隔热封装胶层的厚度为100微米，所述聚烯烃封装胶层的厚度为350微米，所述第二隔热封装胶层的厚度为80微米，所述隔热材料为膨胀珍珠岩粉末。所述半球形凹槽的直径为10毫米，相邻所述半球形凹槽之间的间距为6毫米，所述半球形凸起的直径为10毫米，相邻所述半球形凸起之间的间距为6毫米。所述空气间隙的高度为4毫米。
实施例2：
一种光伏电池组件的制备方法，包括以下步骤：
1)提供一树脂背板，在所述树脂背板上开设多个通孔，在所述树脂背板上铺设第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为10重量份的第一导热纳米颗粒；
2)在所述第一导热封装胶层上铺设第二导热封装胶层，所述第二导热封装胶层包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以及相对于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100重量份为15重量份的第二导热纳米颗粒，所述第二导热纳米颗粒的粒径大于所述第一导热纳米颗粒的粒径；
3)在所述第二导热封装胶层上铺设第三导热封装胶层，所述第三导热封装胶层包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为20重量份的第三导热纳米颗粒，所述第三导热纳米颗粒的粒径大于所述第二导热纳米颗粒的粒径；
4)在所述第三导热封装胶层上铺设光伏电池片层；
5)在所述光伏电池片层上铺设第一隔热封装胶层，在所述第一隔热封装胶层上铺设聚烯烃封装胶层，在所述聚烯烃封装胶层上铺设第二隔热封装胶层，所述第一隔热封装胶层和所述第二隔热封装胶层均包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为30重量份的隔热材料；
6)在第一玻璃盖板的上表面的四周边缘形成第一环形沟槽，在所述第一环形沟槽内形成多个呈阵列排布的半球形凹槽，接着在所述第二隔热封装胶层上铺设所述第一玻璃盖板，接着进行层压处理；
7)在第二玻璃盖板的下表面形成多个呈阵列排布的半球形凸起，并在所述第二玻璃盖板的下表面的四周边缘形成与所述第一环形沟槽相对设置的第二环形沟槽，通过一环形密封圈将所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板粘结在一起，所述环形密封圈的一部分嵌入到所述第一环形沟槽和所述第二环形沟槽中，在所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板之间形成一空气间隙。
其中，所述树脂背板包括层叠的外耐候树脂层、聚酯主体层以及导热粘结层，所述外耐候树脂层的厚度为200微米，所述聚酯主体层的厚度为500微米，所述导热粘结层的厚度为100微米，所述通孔的直径为5毫米，相邻所述通孔之间的间距为5毫米。所述第一导热封装胶层的厚度为200微米，所述第二导热封装胶层的厚度为250微米，所述第三导热封装胶层的厚度为300微米。所述第一、第二、第三导热纳米颗粒的材质为碳化硅，所述第一导热纳米颗粒的粒径为60纳米，所述第二导热纳米颗粒的粒径为120纳米，所述第三导热纳米颗粒的粒径为180纳米。所述光伏电池片层包括多个呈阵列排布的光伏电池片，所述光伏电池片为多晶硅电池。所述第一隔热封装胶层的厚度为60微米，所述聚烯烃封装胶层的厚度为300微米，所述第二隔热封装胶层的厚度为60微米，所述隔热材料为硅酸盐粉末。所述半球形凹槽的直径为15毫米，相邻所述半球形凹槽之间的间距为9毫米，所述半球形凸起的直径为15毫米，相邻所述半球形凸起之间的间距为9毫米。所述空气间隙的高度为5毫米。
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 (9)

1.一种光伏电池组件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)提供一树脂背板，在所述树脂背板上开设多个通孔，在所述树脂背板上铺设第一导热封装胶层，所述第一导热封装胶层包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为5-10重量份的第一导热纳米颗粒；
2)在所述第一导热封装胶层上铺设第二导热封装胶层，所述第二导热封装胶层包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物以及相对于所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100重量份为10-15重量份的第二导热纳米颗粒，所述第二导热纳米颗粒的粒径大于所述第一导热纳米颗粒的粒径；
3)在所述第二导热封装胶层上铺设第三导热封装胶层，所述第三导热封装胶层包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为15-20重量份的第三导热纳米颗粒，所述第三导热纳米颗粒的粒径大于所述第二导热纳米颗粒的粒径；
4)在所述第三导热封装胶层上铺设光伏电池片层；
5)在所述光伏电池片层上铺设第一隔热封装胶层，在所述第一隔热封装胶层上铺设聚烯烃封装胶层，在所述聚烯烃封装胶层上铺设第二隔热封装胶层，所述第一隔热封装胶层和所述第二隔热封装胶层均包括聚烯烃以及相对于所述聚烯烃100重量份为15-30重量份的隔热材料；
6)在第一玻璃盖板的上表面的四周边缘形成第一环形沟槽，在所述第一环形沟槽内形成多个呈阵列排布的半球形凹槽，接着在所述第二隔热封装胶层上铺设所述第一玻璃盖板，接着进行层压处理；
7)在第二玻璃盖板的下表面形成多个呈阵列排布的半球形凸起，并在所述第二玻璃盖板的下表面的四周边缘形成与所述第一环形沟槽相对设置的第二环形沟槽，通过一环形密封圈将所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板粘结在一起，所述环形密封圈的一部分嵌入到所述第一环形沟槽和所述第二环形沟槽中，在所述第一玻璃盖板和所述第二玻璃盖板之间形成一空气间隙。
2.根据权利要求1所述的光伏电池组件的制备方法，其特征在于：所述树脂背板包括层叠的外耐候树脂层、聚酯主体层以及导热粘结层，所述外耐候树脂层的厚度为100-200微米，所述聚酯主体层的厚度为300-500微米，所述导热粘结层的厚度为50-100微米，所述通孔的直径为3-5毫米，相邻所述通孔之间的间距为3-5毫米。
3.根据权利要求1所述的光伏电池组件的制备方法，其特征在于：所述第一导热封装胶层的厚度为100-200微米，所述第二导热封装胶层的厚度为150-250微米，所述第三导热封装胶层的厚度为200-300微米。
4.根据权利要求3所述的光伏电池组件的制备方法，其特征在于：所述第一、第二、第三导热纳米颗粒的材质为氧化铝、氮化硼、氧化镁、氮化铝以及碳化硅中的一种，所述第一导热纳米颗粒的粒径为60-90纳米，所述第二导热纳米颗粒的粒径为120-150纳米，所述第三导热纳米颗粒的粒径为180-250纳米。
5.根据权利要求1所述的光伏电池组件的制备方法，其特征在于：所述光伏电池片层包括多个呈阵列排布的光伏电池片，所述光伏电池片为单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、砷化镓电池以及铜铟镓硒电池中的一种。
6.根据权利要求1所述的光伏电池组件的制备方法，其特征在于：所述第一隔热封装胶层的厚度为60-120微米，所述聚烯烃封装胶层的厚度为300-400微米，所述第二隔热封装胶层的厚度为60-90微米，所述隔热材料为膨胀珍珠岩粉末、玻璃棉粉末、膨胀蛭石粉末以及硅酸盐粉末中的一种。
7.根据权利要求6所述的光伏电池组件的制备方法，其特征在于：所述半球形凹槽的直径为5-15毫米，相邻所述半球形凹槽之间的间距为3-9毫米，所述半球形凸起的直径为5-15毫米，相邻所述半球形凸起之间的间距为3-9毫米。
8.根据权利要求1所述的光伏电池组件的制备方法，其特征在于：所述空气间隙的高度为2-5毫米。
9.一种光伏电池组件，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的方法制备形成的。
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