CN208570623U - 一种光伏电池组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光伏电池组件，涉及光伏技术领域，用于光伏发电，在保证光伏电池组件密封性能的基础上，减轻光伏电池组件的重量，从而扩展光伏电池组件的应用范围。所述光伏电池组件包括太阳能电池芯片和背板，太阳能电池芯片和背板通过封框件连接在一起，所述封框件的外表面设有疏水封装层。

Description

一种光伏电池组件

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，尤其涉及一种光伏电池组件。

背景技术

太阳能电池组件又被称为光伏电池组件，是一种将吸收的太阳光转换成电能的装置。光伏电池组件通常在室外环境具有25年以上的使用寿命；如果光伏电池组件所处环境的湿度较大，则所处环境的水汽容易侵蚀光伏电池组件，导致光伏电池组件内的太阳能电池芯片发电量降低。因此，光伏电池组件都需要进行防潮密封处理，以适应湿度较大的环境要求。

现有光伏电池组件包括透光基板和背板，以及形成在透光基板和背板之间的太阳能电池层；透光基板和太阳能电池层之间，以及背板与太阳能电池层之间均通过EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物，英文全称为Ethylene-vinyl Acetate Copolymer，缩写为EVA)胶膜或PVB(聚乙烯醇缩丁醛，英文全称为Poly Vinyl Butyral，缩写为PVB)胶膜粘合在一起，以将太阳能电池层夹胶密封。然而由于PVB材料的耐水性不佳，长期潮湿浸泡易脱落开胶，而EVA易渗水并且容易发黄，所以，在透光基板的边缘和太阳能电池层的边缘之间，以及背板的边缘与太阳能电池层的边缘之间均涂覆有丁基热熔胶，以最大可能的实现防水密封的目的。但是，这种密封方式也使得光伏电池组件的重量增加，使得光伏电池组件难以用于对重量要求比较严格的应用环境，导致光伏电池组件的应用范围受限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光伏电池组件，以在保证光伏电池组件密封性能的基础上，减轻光伏电池组件的重量，从而扩展光伏电池组件的应用范围。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光伏电池组件，该光伏电池组件包括太阳能电池芯片和背板，所述太阳能电池芯片和所述背板通过封框件连接在一起，所述封框件的外表面设有疏水封装层。

与现有技术相比，本实用新型提供的光伏电池组件中，封框件的外表面设有疏水封装层，使得封框件具有良好的疏水能力；当光伏电池组件应用于湿度较高的环境时，空气中含有的水汽只会以水珠的形式凝结到疏水封装层的表面，而无法穿过封框件腐蚀太阳能电池芯片，这样就能够保证光伏电池组件的防水汽性能；另外，由于封框件的外表面设有疏水封装层，使得疏水封装层相当于封框件的保护层，以利用疏水封装层避免水氧对封框件的侵蚀，保证封框件的封框性能持久发挥；而且，本实用新型提供的光伏电池组件中，只是在封框件的外表面设有疏水封装层，就能够保证光伏电池组件的防水汽性能，因此，无需在背板相对太阳能电池芯片的表面形成防水密封结构，相对于现有技术，本实用新型提供的光伏电池组件的重量较轻，使得光伏电池组件的应用范围拓宽。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的光伏电池组件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中太阳能电池芯片的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的光伏电池组件的制作方法流程图；

图4为本实用新型实施例中利用封框件将太阳能电池芯片和背板连接在一起的流程图。

附图标记：

1-太阳能电池芯片， 10-透光基板；

11-太阳能电池单元， 111-第一电极层；

112-第二电极层， 112a-AZO电极层；

112b-Ag/NiCr/Al电极层， 113-电池功能层；

113a-第一PIN结构电池功能层， 113b-第二PIN结构电池功能层；

2-背板， 3-封框件；

4-疏水封装层， 40-侧面疏水部；

401-第一弯折部， 402-第二弯折部；

41-第一疏水接触部， 42-第二疏水接触部；

51-第一SGP胶膜， 52-第二SGP胶膜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

针对现有技术中由于湿汽较重，水汽侵蚀进入光伏电池组件内部后会腐蚀光伏电池组件所包括的太阳能电池芯片，使得光伏电池组件内部的载流子浓度降低、电导率严重衰退，造成电池芯片性能参数中的开路电压Voc以及填充因子FF下降明显，最终导致发电量的降低。请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的光伏电池组件包括太阳能电池芯片1和背板2，太阳能电池芯片1和背板2通过封框件3连接在一起，封框件3的外表面设有疏水封装层4。

下面结合图1～图3对本实用新型实施例提供的光伏电池组件的制作过程进行详细说明。

第一步：提供太阳能电池芯片1和背板2；

第二步：利用封框件3将太阳能电池芯片1和所述背板2连接在一起，封框件3的外表面设有疏水封装层4。

基于本实用新型实施例提供的光伏电池组件中，封框件3的外表面设有疏水封装层4，使得封框件3具有良好的疏水能力；当光伏电池组件应用于湿度较高的环境时，空气中含有的水汽只会以水珠的形式凝结到疏水封装层4 的表面，而无法穿过封框件3腐蚀太阳能电池芯片1，例如：光伏电站长期运营时，光伏电池组件边缘凝结的水珠会被风干，即使连续阴雨天气，在光伏电站运营维护时，维护人员只需擦去每块组件边缘疏水膜上凝结的水珠即可，从而提高光伏组件使用寿命，这样就能够保证光伏电池组件的防水汽性能。

另外，由于封框件3的外表面设有疏水封装层4，使得疏水封装层4相当于封框件3的保护层，以利用疏水封装层4避免水氧对封框件3的侵蚀，保证封框件3的封框性能持久发挥；而且，本实用新型实施例提供的光伏电池组件中，只是在封框件3的外表面设有疏水封装层4，就能够保证光伏电池组件的防水汽性能，因此，无需在背板2相对太阳能电池芯片1的表面形成防水密封结构，相对于现有技术，本实用新型实施例提供的光伏电池组件的重量较轻，使得光伏电池组件的应用范围拓宽。

需要说明的是，本实用新型实施例中背板2可以透明，也可以不透明，当背板2为透明背板时，能够增加太阳能电池芯片1的载流子吸收量，从而增加其发电量。

考虑到现有技术中封框件3接触外界的侧面最容易接触到水汽，基于此，如图1和图2所示，本实用新型实施例中疏水封装层4至少包括侧面疏水部 40，侧面疏水部40设在封框件3远离太阳能电池芯片1的一侧(即侧面疏水部40的外立面)，以对封框件3的外立面进行防水防氧保护，以减少水汽对于封框件3的腐蚀。

具体的，如图1和图2所示，本实用新型实施例中疏水封装层4还包括第一疏水接触部41和/或第二疏水接触部42；第一疏水接触部41位于太阳能电池芯片1相对背板2的表面和封框件3之间，第二疏水接触部42位于背板 2与封框件3之间，这相当于在太阳能电池芯片1相对背板2的表面和封框件 3之间的缝隙内增设了第一疏水接触部41，以利用第一疏水接触部41位防止水汽进入太阳能电池芯片1相对背板2的表面和封框件3之间的缝隙，从而进一步增加疏水封装层4的防水汽能力和对封框件3的保护作用；同理，第二疏水接触部42可防止水汽进入背板2与封框件3之间的缝隙，从而进一步增加疏水封装层4的防水汽能力和对封框件3的保护作用。

为了方便制作，如图1和图2所示，本实用新型实施例中侧面疏水部40 与第一疏水接触部41和/或第二疏水接触部42连接，并以一体式结构为最佳连接方式。而考虑到侧面疏水部40设在所述封框件3靠近外界的侧面，第一疏水接触部41位于太阳能电池芯片1相对背板2的表面和封框件3之间，第二疏水接触部42位于背板2与封框件3之间，使得第一疏水接触部41、第二疏水接触部42和侧面疏水部40为一体式结构时，第一疏水接触部41与侧面疏水部40之间需要有弯折部连接，第二疏水接触部42与侧面疏水部40需要有弯折部连接。基于此，第一疏水接触部41与侧面疏水部40通过第一弯折部401连接，相对疏水封装层4的其他部分，第一弯折部401所受到的应力比较大，第二疏水接触部42与侧面疏水部40之间通过第二弯折部402连接，相对疏水封装层4的其他部分，第二弯折部402所述受到的应力比较大；基于此，第一弯折部401的抗折弯性能至少大于第一疏水接触部41的抗折弯性能、第二疏水接触部42的抗折弯性能和侧面疏水部40的抗折弯性能，第二弯折部402的抗折弯性能至少大于第一疏水接触部41的抗折弯性能、第二疏水接触部42的抗折弯性能和侧面疏水部40的抗折弯性能。具体的，第一弯折部401和第二弯折部402为经过等离子轰击处理的弯折部，经过等离子轰击处理的弯折部结构强度增大，因此，当第一疏水接触部41、第二疏水接触部42和侧面疏水部40为一体式结构时，只需要在最后对第一弯折部401和第二弯折部402进行等离子轰击处理，以提高第一弯折部401和第二弯折部 402的强度，防止因为长时间遭受过大应力所导致的第一弯折部401和第二弯折部402断裂的问题，从而增加疏水封装层4的使用寿命。

可以理解的是，本实用新型实施例中疏水封装层4为接触角大于90°的疏水封装层4。进一步，疏水封装层4为接触角是120°～160°的疏水封装层，此时疏水封装层4能够较好的发挥其疏水能力，使得靠近疏水封装层4空气所含有的水汽能够最大化的凝结在疏水封装层4表面。

可选的，本实用新型实施例中疏水封装层4可以为有机疏水薄膜，也可以为无机疏水薄膜。其中，有机疏水薄膜为聚酰胺疏水薄膜、PMMA-SiO₂复合疏水薄膜或聚四氟乙烯薄膜，但不仅限于此；无机疏水薄膜为二氧化硅薄膜、三氧化二铝薄膜或绝缘陶瓷膜，但不仅限于此。

例如：PMMA-SiO₂复合疏水薄膜是用亲水性的工程塑料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和环氧树脂作为基体,通过引入疏水性SiO₂纳米颗粒，制备 PMMA-SiO₂复合超疏水薄膜，该PMMA-SiO₂复合超疏水薄膜表面与水接触角甚至超过150°，具备很强的疏水性能。

考虑到操作便利性，本实用新型实施例中封框件3为热熔性封框层，疏水封装层4为有机疏水薄膜，这种情况下，由于热熔性封框层和有机疏水薄膜均能够在加热条件下融化，冷却后凝固，基于这一特征，可先在太阳能电池芯片1相对背板2的表面形成作为疏水封装层4的疏水基材，然后在疏水基材背离太阳能电池芯片1的表面形成封框件3，接着将封框件3包裹，并将背板2与太阳能电池芯片1形成封框件3的表面相对，最后反复热层压太阳能电池芯片1和背板2，使得背板2与太阳能电池芯片1紧密结合在一起。

需要说明的是，本实用新型实施例中的封框件3可以为丁基胶，或其他可实现封框的胶体或树脂，在此不在一一列举。

可选的，如图1和图2所示，本实用新型实施例中太阳能电池芯片1分为边框区域和感光区域，该太阳能电池芯片1包括透光基板，透光基板对应感光区域的表面设有太阳能电池单元11，封框件3设在透光基板10对应边框区域的部分。

进一步，如图1和图2所示，本实用新型实施例中太阳能电池单元11包括依次叠置在透光基板的第一电极层111、电池功能层113和第二电极层112，第一电极层111与透光基板的感光区域表面相对，第二电极层112背离电池功能层113的表面与背板2相对。

具体制作太阳能电池芯片1时，采用成膜工艺在透光基板10的表面形成层叠的第一电极层111、电池功能层113和第二电极层112，成膜工艺为化学气相沉积工艺或磁控溅射工艺等；然后采用激光(波长1064nm)将透光基板10边缘的部分膜层清除，这样就使得所制作的太阳能电池芯片1分为边框区域和感光区域，边框区域的膜层被激光去除，而感光区域的膜层保留，将感光区域所保留的膜层称为太阳能电池单元11，且边框区域为电绝缘区域，其宽度为7mm-10mm，此处电绝缘区域的宽度是指：从太阳能电池单元11的侧边到透光基板10的侧边的最短距离d。

示例性的，如图2所示，第一电极层111为TCO电极层，第二电极层112 为叠置在一起的AZO电极层112A和Ag/NiCr/Al电极层112b，AZO电极层 112A位于Ag/NiCr/Al电极层112b和电池功能层113之间，电池功能层113 为双层的PIN结构电池功能层，具体包括第一PIN结构电池功能层113a和第二PIN结构电池功能层113b，且第一PIN结构电池功能层113a位于第一电极层111和第二PIN结构电池功能层113b之间。

针对现有技术中EVA胶膜或PVB胶膜的缺陷，本实用新型实施例中将原有的EVA胶膜或PVB胶膜替换为SGP胶膜，以增加粘结性能。具体的，如图1和图2所示，本实用新型实施例中背板2相对太阳能电池单元11的表面形成有用于粘合背板2与太阳能电池单元11的第一SGP胶膜51，封框件3 还与第一SGP胶膜51的侧边接触；和/或，透光基板与太阳能电池单元11之间形成有用于粘合所述透光基板与太阳能电池单元11的第二SGP胶膜52，封框件3还与所述第二SGP胶膜52的侧边接触。由于SGP胶膜的吸湿性比较小，且具有较好的胶黏性能，因此，本实用新型实施例提供的光伏发电组件中，虽然在背板2与太阳能电池单元11之间通过第一SGP胶膜51粘合，和/或在透光基板与太阳能电池单元11之间通过第二SGP胶膜52粘合，但通过测试发现，采用第一SGP胶膜51和/或第二SGP胶膜52能够减轻所使用的背板2和/或透光基板10的厚度，使得光伏发电组件的重量降低。

具体的，当背板2为普通玻璃或钢化玻璃，图1和图2示出的结构中，通过应用SGP胶膜，使得3.2mm的背板2和透光基板10的厚度减小至2.5mm， 4mm的背板2和透光基板10的厚度减小至2mm。同时，采用本实用新型实施例提供的光伏电池组件制作的光伏大棚用的BIPV(光伏建筑一体化，英文全称为Building Integrated PV，缩写为BIPV)组件的重量从14.4kg降低到9kg，从而降低了光伏大棚建筑的承重要求。

可见，经试验表明背板2和/或透光基板均为透光玻璃时，本实用新型实施例中透光玻璃的厚度均小于3mm，能够极大的降低光伏电池组件的重量。

如图1～图3所示，本实用新型实施例提供了一种光伏电池组件的制作方法，该光伏电池组件的制作方法包括：

步骤S100：提供一太阳能电池芯片1和一背板2；

步骤S300：利用封框件3将太阳能电池芯片1和背板2连接在一起，封框件3的外表面设有疏水封装层4。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的光伏电池组件的制作方法的有益效果与上述实施例提供的光伏电池组件的有益效果相同，在此不做赘述。

作为一种可实现的实施例，如图1、图2和图4所示，本实用新型实施例中利用封框件3将太阳能电池芯片1和背板2连接在一起包括：

步骤S310：在太阳能电池芯片1的表面形成第一疏水接触部41，第一疏水接触部41通过侧面疏水部40与第二疏水接触部42连接；

步骤S320：在第一疏水接触部41背离太阳能电池芯片1的表面形成封框件3；

步骤S330：将侧面疏水部40与封框件3的侧面连接，将第二疏水接触部 42与封框件3背离第一疏水接触部41的表面连接。具体操作时，采用折弯的方式将侧面疏水部40与封框件3的侧面接触(以实现连接)，将第二疏水接触部42翻转至与封框件3背离第一疏水接触部41的表面，以使得第二疏水接触部42与封框件3背离第一疏水接触部41的表面接触(以实现连接)。

步骤S340：将太阳能电池芯片1形成第一疏水接触部41的表面与背板2 相对；

步骤S350：反复热层压所述太阳能电池芯片1和背板2，使得封框件3 将太阳能电池芯片1和背板2连接在一起；封框件3连接侧面疏水部40的侧面位于封框件3远离太阳能电池芯片1的一侧。

进一步，如图1～图3所示，在太阳能电池芯片1的表面形成第一疏水接触部41前，利用封框件3将太阳能电池芯片1和背板2连接在一起还包括：

步骤S200：将太阳能电池芯片1划分为感光区域以及设在感光区域周向的非感光区域；去除太阳能电池芯片1的非感光区域所包含的功能膜层，使得太阳能电池芯片1的非感光区域形成绝缘的边框区域；

步骤S310具体包括：在太阳能电池芯片1的表面形成第一疏水接触部41 包括：在边框区域形成第一疏水接触部41。

如图1、图2和图4所示，如果第一疏水接触部41与侧面疏水部40通过第一弯折部401连接，第二疏水接触部42与侧面疏水部40之间通过第二弯折部402连接；上述利用封框件3将太阳能电池芯片1和背板2连接在一起后，本实用新型实施例提供的光伏电池组件的制作方法还包括：

步骤S400：采用等离子轰击工艺分别对第一弯折部401和第二弯折部402 进行处理，使得第一弯折部401的抗折弯性能至少大于第一疏水接触部41的抗折弯性能、第二疏水接触部42的抗折弯性能和侧面疏水部40的抗折弯性能，第二弯折部402的抗折弯性能至少大于第一疏水接触部41的抗折弯性能、第二疏水接触部42的抗折弯性能和侧面疏水部的抗折弯性能。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种光伏电池组件，包括太阳能电池芯片和背板，所述太阳能电池芯片和所述背板通过封框件连接在一起，其特征在于，所述封框件的外表面设有疏水封装层。

2.根据权利要求1所述的光伏电池组件，其特征在于，所述疏水封装层至少包括侧面疏水部，所述侧面疏水部设在所述封框件远离所述太阳能电池芯片的一侧。

3.根据权利要求2所述的光伏电池组件，其特征在于，所述疏水封装层还包括第一疏水接触部和/或第二疏水接触部；

所述第一疏水接触部位于所述太阳能电池芯片相对背板的表面和所述封框件之间，所述第二疏水接触部位于所述背板与所述封框件之间。

4.根据权利要求3所述的光伏电池组件，其特征在于，所述第一疏水接触部与所述侧面疏水部通过第一弯折部连接，所述第二疏水接触部与所述侧面疏水部之间通过第二弯折部连接；所述第一弯折部的抗折弯性能至少大于所述第一疏水接触部的抗折弯性能、第二疏水接触部的抗折弯性能和侧面疏水部的抗折弯性能，所述第二弯折部的抗折弯性能至少大于所述第一疏水接触部的抗折弯性能、第二疏水接触部的抗折弯性能和侧面疏水部的抗折弯性能。

5.根据权利要求1所述的光伏电池组件，其特征在于，所述太阳能电池芯片分为边框区域和感光区域，所述太阳能电池芯片包括透光基板，所述透光基板对应感光区域的表面设有太阳能电池单元，所述封框件设在所述透光基板对应边框区域的表面。

6.根据权利要求5所述的光伏电池组件，其特征在于，所述太阳能电池单元包括依次叠置在透光基板的第一电极层、电池功能层和第二电极层，所述第一电极层与所述透光基板的感光区域表面相对，所述第二电极层背离电池功能层的表面与所述背板相对，所述电池功能层为双层的PIN结构电池功能层。

7.根据权利要求5所述的光伏电池组件，其特征在于，所述背板相对太阳能电池单元的表面形成有用于粘合所述背板与太阳能电池单元的第一SGP胶膜，所述封框件还与所述第一SGP胶膜的侧边接触；和/或，

所述透光基板与所述太阳能电池单元之间形成有用于粘合所述透光基板与所述太阳能电池单元的第二SGP胶膜，所述封框件还与所述第二SGP胶膜的侧边接触。

8.根据权利要求7所述的光伏电池组件，其特征在于，所述背板和/或所述透光基板均为透光玻璃，所述透光玻璃的厚度均小于3mm。

9.根据权利要求1～8任一项所述的光伏电池组件，其特征在于，所述疏水封装层是接触角为120°～160°的疏水封装层。

10.根据权利要求1～8任一项所述的光伏电池组件，其特征在于，所述疏水封装层为有机疏水薄膜或无机疏水薄膜。

11.根据权利要求10所述的光伏电池组件，其特征在于，所述有机疏水薄膜为聚酰胺疏水薄膜、PMMA-SiO₂复合疏水薄膜或聚四氟乙烯薄膜；所述无机疏水薄膜为二氧化硅薄膜、三氧化二铝薄膜或绝缘陶瓷膜。

12.根据权利要求1～8任一项所述的光伏电池组件，其特征在于，所述封框件为热熔性封框层。