CN111403516A - 太阳能电池组件及太阳能电池组件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施方式涉及太阳能发电领域，公开了一种太阳能电池组件及太阳能电池组件的制备方法。本发明中太阳能电池组件包括前板、背板和位于所述前板与所述背板之间的电池芯片，所述前板与所述背板均为热塑性材料或热固性材料，且所述背板的线性收缩率与所述前板的线性收缩率相匹配。由于前板与背板均为热塑性材料或热固性材料，在高温状态下能够在一定范围内流动，使得曲面类太阳能电池组件在成型后尺寸稳定性更高。同时，背板的线性收缩率与前板的线性收缩率相匹配，因而可避免因前板与背板之间的收缩率差值过大而造成前板、背板或电池芯片隐裂。从而不仅能够提高太阳能电池组件的层压效率，还能提高太阳能电池组件的良率。
Description
技术领域
本发明实施方式涉及太阳能发电领域，特别涉及一种太阳能电池组件及太阳能电池组件的制备方法。
背景技术
光伏建筑一体化电池组件：主要指太阳能发电窗、发电墙、发电瓦等建筑用太阳能发电产品，太阳能电池组件从上到下的材料依次为：钢化玻璃、胶膜、太阳能电池芯片、胶膜、钢化玻璃，并在生产太阳能电池组件时，采用层压成型设备，工艺温度在135℃—150℃之间，层压时间为10min—20min。现有太阳能电池组件主要采用钢化玻璃作为前板和背板支撑材料，因此需要首先成型前板和背板，再按照预设顺序依次放置后一起层压成型。
在现有技术中，由于前板、背板材料均为钢化玻璃材质，难以成型曲面结构。若采用热弯后的钢化玻璃作为前板、背板材料，则极大地提高了太阳能电池组件的材料成本，且钢化玻璃热弯的尺寸稳定性较低，层压过程中难以采用模具，因而在层压时需要在凹陷处手工填充橡胶垫，导致太阳能电池组件的层压效率较低。部分专利提出使用SMC作为太阳能瓦的背板支撑框架，而前板材料仍采用钢化玻璃，由于前板与背板材料不相同，两者的收缩率很难一致，而收缩率不一致会导致层压过程中形成内应力，造成玻璃或电池芯片隐裂，降低太阳能电池组件的良率。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种太阳能电池组件及太阳能电池组件的制备方法，使得能够提高太阳能电池组件的层压效率，并提高太阳能电池组件的良率。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种太阳能电池组件，包括前板、背板和位于所述前板与所述背板之间的电池芯片，其中，所述前板与所述背板均为热塑性材料或热固性材料，且所述背板的线性收缩率与所述前板的线性收缩率相匹配。
本发明的实施方式还提供了一种太阳能电池组件的制备方法，包括如下步骤：
提供背板、电池芯片、第一胶膜与前板，所述前板与所述背板均为热塑性材料或热固性材料；
将所述背板、所述电池芯片、所述第一胶膜和所述前板按顺序依次堆叠放置，得到太阳能组件备件；
将所述太阳能组件备件放于模具上，然后将所述放置有太阳能组件备件的模具移入层压装置中；
启动所述层压装置，对所述太阳能组件备件进行层压成型。
本发明实施方式相对于现有技术而言，由于前板与背板均为热塑性材料或热固性材料，在高温状态下能够在一定范围内流动，使得太阳能电池组件能够随模具的形状而改变，因而曲面类太阳能电池组件在成型后尺寸稳定性更高。并且，在层压太阳能电池组件时，能够直接利用模具成型，有效降低了太阳能电池组件的层压难度。同时，背板的线性收缩率与前板的线性收缩率相匹配，因而可避免因前板与背板之间的收缩率差值过大而造成前板、背板或电池芯片隐裂，有效提高太阳能电池组件的良率。从而不仅能够提高太阳能电池组件的层压效率，还能提高太阳能电池组件的良率。
另外，所述背板的线性收缩率与所述前板的线性收缩率之差的绝对值小于或等于0.5％。从而可保证前板与背板的线性收缩率相匹配。
另外，所述前板为热固性材料时，所述前板为透光片状模塑料SMC片材。
另外，所述太阳能电池组件还包括：设置在所述透光SMC片材与所述电池芯片之间的阻水膜；以及设置在所述阻水膜与所述电池芯片之间的第一胶膜。从而可对电池芯片进行保护，使得太阳能电池组件能够在潮湿的环境中使用。
作为一种替换方案，所述前板为热塑性材料，所述前板包括：若干层依次堆叠的透光薄膜，各所述透光薄膜均为复合有机化合物薄膜。
另外，所述复合有机化合物薄膜包括：含有纤维的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA复合薄膜或含有纤维的聚碳酸酯PC复合薄膜。
另外，所述太阳能电池组件还包括：第一阻水膜，设置在相邻两层所述复合有机化合物薄膜之间；第二胶膜，设置在所述复合有机化合物薄膜与所述电池芯片之间。从而可对电池芯片进行保护，使得太阳能电池组件能够在潮湿的环境中使用。
另外，所述背板为透光SMC片材、若干层依次堆叠的含有纤维的PC复合薄膜或若干层依次堆叠的含有纤维的PMMA复合薄膜中的任意一种。
另外，所述背板包括若干层含有纤维的PC复合薄膜或若干层含有纤维的PMMA复合薄膜时，所述太阳能电池组件还包括：第二阻水膜，设置在相邻两层所述含有纤维的PC复合薄膜之间，或设置在相邻两层所述含有纤维的PMMA复合薄膜之间；第三胶膜，设置在所述含有纤维的PC复合薄膜或含有纤维的PMMA复合薄膜与所述电池芯片之间。
另外，对所述太阳能组件备件层压的真空度为0.6-1，层压温度为130℃-160℃,层压的时间为10-30min。
附图说明
一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明第一实施方式中太阳能电池组件的结构示意图；
图2是本发明第三实施方式中太阳能电池组件制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种太阳能电池组件。如图1所示，该太阳能电池组件具体由前板1、电池芯片3及背板4构成。其中，电池芯片3位于前板1与背板4之间，并且，前板1与背板4均为热固性材料，且前板1的线性收缩率与背板4的线性收缩率相匹配。
通过上述内容不难发现，由于前板1与背板4均为热固性材料，而热固性材料在高温状态下能够在一定范围内流动，使得太阳能电池组件能够随模具的形状而改变，因而使得曲面类太阳能电池组件成型后的尺寸稳定性更高。并且，在层压太阳能电池组件时，能够直接利用模具成型，有效降低了太阳能电池组件的层压难度。同时，背板4的线性收缩率与前板1的线性收缩率相匹配，因而可避免因前板1与背板4的收缩率差值过大而造成前板1、背板4或电池芯片3隐裂，有效提高太阳能电池组件的良率。从而不仅能够提高太阳能电池组件的层压效率，还能提高太阳能电池组件的良率。
具体的说，在本实施方式中，背板4的线性收缩率与前板1的线性收缩率之差的绝对值小于或等于0.5％。由于前板1与背板4之间的线性收缩率差值较小，可保证前板1与背板4在进行层压时收缩率相互匹配，因而有效地保证了太阳能电池组件的良率。
具体的说，在本实施方式中，电池芯片3为异质结HIT(Heterojunction withintrinsic Thinlayer)太阳能电池、晶硅太阳能电池或薄膜太阳能电池中的任意一种。
另外，值得一提的是，在本实施方式中，前板1为透光SMC(Sheet MoldingCompound)片材。其中，SMC片材是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混合成树脂糊浸渍短切纤维粗砂或玻璃纤维毡，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模压料。并且，一般的SMC片材的收缩率可以在较大范围内进行调节，因而可方便成型多种不同形状的太阳能电池组件。此外，在本实施方式中，背板4同样为透光SMC片材，当然，在实际使用时，背板4也可为多层含有纤维的PC(Polycarbonate)复合薄膜或者为多层含有纤维的PMMA(polymethyl methacrylate)复合薄膜。
进一步的，为了对电池芯片进行保护，使得太阳能电池组件能够在潮湿的环境中使用，在本实施方式中，太阳能电池组件还包括：设置在SMC片材与电池芯片之间的阻水膜以及设置在阻水膜与电池芯片之间的第一胶膜，因而通过第一胶膜可将阻水膜粘接固定在电池芯片上，因而即可对电池芯片进行防水保护。其中，阻水膜可采用超薄钢化玻璃或聚酯类阻水膜，第二胶膜为聚乙烯醇缩丁醛PVB胶膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA胶膜或聚烯烃弹性体POE胶膜中的任意一种。
本发明的第二实施方式涉及一种太阳能电池组件。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在本实施方式中，前板为热塑性材料，具体的说，前板包括若干层依次堆叠的透光薄膜，且各层透光薄膜均为复合有机化合物薄膜。
具体的说，在本实施方式中，复合有机化合物薄膜为含有纤维的PC复合薄膜，其中，纤维增强材料为薄膜复合结构，单层复合薄膜的厚度为0.2mm-0.4mm，在实际使用时，可采用多层复合薄膜进行堆叠。并且，为了对电池芯片进行保护，使得太阳能电池组件能够在潮湿的环境中使用，太阳能电池组件还包括：设置在相邻两层复合有机化合物薄膜之间的第一阻水膜、设置在各复合有机化合物薄膜与电池芯片之间的第二胶膜，且第一阻水膜两侧的复合有机化合物薄膜的层数均相同，通过第二胶膜可将各复合有机化合物薄膜与电池芯片进行粘接固定，因而可实现电池芯片与前板之间的一体化成型。同样地，阻水膜可采用超薄钢化玻璃或聚酯类阻水膜，第二胶膜为PVB胶膜、EVA胶膜或POE胶膜中的任意一种。此外，由于含有纤维的PC复合薄膜与阻水膜之间的粘接力度较弱，因而在实际使用时，含有纤维的PC复合薄膜通常至少设置有两层，且阻水膜设置在相邻两层含有纤维的PC复合薄膜之间。当然，在实际使用时，复合有机化合物薄膜也可采用含有纤维的PMMA复合薄膜、不含纤维的PC复合薄膜或者不含纤维的PMMA复合薄膜，只要保证前板的线性收缩率与背板的线性收缩率之差的绝对值小于或等于0.5％即可。例如，当前板由两层透光薄膜组成时，阻水膜设置在两层含有纤维的PC复合薄膜之间，而当前板由六层含有纤维的PC复合薄膜组成时，阻水膜两侧分别设置有三层薄膜，因而可通过调节含有纤维的PC复合薄膜的层数来调节前板的厚度或背板的厚度，避免因前板的厚度太薄或者背板的厚度太薄损伤电池芯片。
此外，在本实施方式中，背板为透光SMC片材或多层含有纤维的PC复合物薄膜，并且，当背板为透光SMC片材时，背板与电池芯片可直接进行层压，而当背板为多层含有纤维的PC复合物薄膜时，由于含有纤维的PC复合物薄膜与电池芯片之间的粘接力较弱，因而在背板与电池芯片之间还设置有第三胶膜，通过第三胶膜实现背板与电池芯片之间的有效粘接固定，第三胶膜同样也可为PVB胶膜、EVA胶膜或POE胶膜中的任意一种。当另外，为了进一步提高太阳能电池组件的防水性能，太阳能电池组件还可包括设置在相邻两层PC复合物薄膜之间的第二阻水膜，因而可进一步避免潮湿环境对太阳能电池组件的影响。同样地，在实际使用时，背板也可采用多层含有纤维的PMMA复合薄膜，并且，当背板采用多层含有纤维的PMMA复合薄膜时，由于含有纤维的PMMA复合物薄膜与电池芯片之间的粘接力也较弱，因而在背板与电池芯片之间还设置有第三胶膜，通过第三胶膜实现背板与电池芯片之间的有效粘接固定，第三胶膜同样也可采用PVB胶膜、EVA胶膜或POE胶膜中的任意一种。另外，为了进一步提高太阳能电池组件的防水性能，太阳能电池组件还可包括设置在相邻两层PMMA复合物薄膜之间的第二阻水膜，因而可进一步避免潮湿环境对太阳能电池组件的影响。
本发明第三实施方式涉及一种太阳能电池组件的制备方法，如图2所示，包括如下步骤：
S101提供背板、电池芯片与前板，其中，前板与背板均为热塑性材料或热固性板；
S102将背板、电池芯片和前板按预设顺序依次堆叠放置，得到太阳能组件备件；
S103将太阳能组件备件放于模具上，然后将放置有太阳能组件备件的模具移入层压装置中；
S104启动层压装置，对得到的太阳能组件备件进行层压成型。
通过上述内容不难发现，由于前板与背板均为高温下具有一定流动性的材料，并且，背板、电池芯片与前板共同一体化层压成型，且当背板采用SMC片材、多层含有纤维的PMMA复合物薄膜、多层PC复合物薄膜或多层PMMA复合物薄膜时，可以省去背板与电池芯片之间粘接用的胶膜。
另外，在本实施方式中，前板为透光SMC片材、若干层含有纤维的PC复合薄膜、若干层含有纤维的PMMA复合薄膜中的任意一种，同理，背板为透光SMC片材、若干层含有纤维的PC复合薄膜、若干层含有纤维的PMMA复合薄膜中的任意一种。其中，对太阳能组件备件进行层压时的真空度为0.6-1之间，层压温度为130℃-160℃之间，层压的时间为10-30min之间。并且，当前板与背板所采用的材料不同时，对太阳能组件备件进行层压时的真空度、层压温度及层压时间均不相同。优选地，当前板与背板均采用透光SMC片材时，对太阳能组件备件进行层压时，层压的真空度为0.96，层压温度为145℃，层压的时间为16min；当前板为两层含有纤维的PC复合薄膜，背板为透光SMC片材时，对太阳能组件备件进行层压时，层压的真空度为0.95，层压温度为138℃，层压的时间为15min；当前板与背板均为六层含有纤维的PC复合薄膜时，对太阳能组件备件进行层压时，层压的真空度为0.97，层压温度为138℃，层压的时间为18min；当前板为六层含有纤维的PMMA复合薄膜，背板为透光SMC片材时，层压的真空度为0.97，层压温度为138℃，层压的时间为18min。实际使用时，真空度、层压温度及层压时间根据实际层压情况进行确定，例如，当层压真空为0.6，且层压温度为150℃时，层压时间为25min。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (11)
1.一种太阳能电池组件，包括前板、背板和位于所述前板与所述背板之间的电池芯片，其特征在于，所述前板与所述背板均为热塑性材料或热固性材料，且所述背板的线性收缩率与所述前板的线性收缩率相匹配。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述背板的线性收缩率与所述前板的线性收缩率之差的绝对值小于或等于0.5％。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述前板为热固性材料时，所述前板为透光片状模塑料SMC片材。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件还包括：设置在所述透光SMC片材与所述电池芯片之间的阻水膜；
以及设置在所述阻水膜与所述电池芯片之间的第一胶膜。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述前板为热塑性材料时，所述前板包括：若干层依次堆叠的透光薄膜，所述透光薄膜均为复合有机化合物薄膜。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述复合有机化合物薄膜包括：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA复合薄膜或聚碳酸酯PC复合薄膜。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件还包括：
第一阻水膜，设置在相邻两层所述复合有机化合物薄膜之间；
第二胶膜，设置在所述复合有机化合物薄膜与所述电池芯片之间。
8.根据权利要求3至7中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述背板为透光SMC片材、若干层依次堆叠的含有纤维的PC复合薄膜或若干层依次堆叠的含有纤维的PMMA复合薄膜中的任意一种。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述背板包括若干层含有纤维的PC复合薄膜或若干层含有纤维的PMMA复合薄膜时，所述太阳能电池组件还包括：
第二阻水膜，设置在相邻两层所述含有纤维的PC复合薄膜之间，或设置在相邻两层所述含有纤维的PMMA复合薄膜之间；
第三胶膜，设置在所述含有纤维的PC复合薄膜或含有纤维的PMMA复合薄膜与所述电池芯片之间。
10.一种太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供背板、电池芯片与前板，所述前板与所述背板均为热塑性材料或热固性材料；
将所述背板、所述电池芯片和所述前板按顺序依次堆叠放置，得到太阳能组件备件；
将所述太阳能组件备件放于模具上，然后将所述放置有太阳能组件备件的模具移入层压装置中；
启动所述层压装置，对所述太阳能组件备件进行层压成型。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，对所述太阳能组件备件层压的真空度为0.6-1，层压温度为130℃-160℃，层压的时间为10-30min。
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