CN209344093U - 太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种太阳能电池组件，包括电池芯片层、第一保护膜和第二保护膜，所述电池芯片层设置在所述第一保护膜和所述第二保护膜之间，所述第一保护膜和所述第二保护膜均为热塑性高分子膜，所述第一保护膜以及所述第二保护膜的边缘热熔粘合固定形成封闭的收容空间，所述电池芯片层收容并固定至所述收容空间。因而本组件不仅实现了整个产品组件的密闭封装，很好地保护了电池芯片，且同时减少了胶膜的使用，使得本组件具备轻薄柔化的特点，适用范围更加广泛，尤其适用于移动能源类产品上。
Description
技术领域
本公开涉及太阳能电池技术领域，具体地，涉及一种太阳能电池组件。
背景技术
随着太阳能发电技术的发展，其应用范围越来越广泛，太阳能电池是太阳能发电的核心部件，其中，柔性太阳能电池，因其具有柔性且重量较轻，而受到广泛的应用。目前，柔性太阳能电池的封装主要是通过设置封装膜实现，各个膜层之间不仅需要设置胶膜进行粘接，而且仅仅是堆叠成型，无法将电池芯片密闭封装，电池芯片不能得到有效保护，而过多的使用胶膜会导致封装后的产品组件较厚，并且胶膜在热层压时，会发生交联反应，会导致封装后的产品柔性较差。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种厚度较薄的太阳能电池组件。
为了实现上述目的，本公开提供一种太阳能电池组件，包括电池芯片层、第一保护膜和第二保护膜，所述电池芯片层设置在所述第一保护膜和所述第二保护膜之间，其中，所述第一保护膜和所述第二保护膜均为热塑性高分子膜，所述第一保护膜以及所述第二保护膜的边缘热熔粘合固定形成封闭的收容空间，所述电池芯片层收容并固定至所述收容空间。
可选地，所述第一保护膜和所述第二保护膜的边缘凸出于所述电池芯片层，且凸出长度为9mm-13mm。
可选地，所述热塑性高分子膜为热塑性聚氨酯弹性体橡胶膜或氟膜。
可选地，所述热塑性高分子膜为聚三氟氯乙烯膜或聚氟乙烯膜。
可选地，所述第一保护膜和所述第二保护膜相同；或
所述第一保护膜和所述第二保护膜的厚度为25μm～70μm。
可选地，所述电池芯片层包括太阳能电池芯片和设置在该太阳能电池芯片两侧的阻水膜。
可选地，所述阻水膜为PET膜；或
所述阻水膜包括PET膜及形成于所述PET膜表面的水汽阻隔层。
可选地，所述阻水膜的厚度为50μm～200μm。
可选地，所述阻水膜通过胶膜粘接固定至所述太阳能电池芯片。
可选地，所述胶膜为POE胶膜、PVB胶膜、EVA胶膜或TPU胶膜。
本技术的有益效果是：采用热压后可进行相互粘合的热塑性高分子膜构成封装电池芯片层的保护膜，通过利用热塑性高分子膜热压后可进行粘合的特点，一方面，实现第一保护膜和第二保护膜粘接后形成密闭收容空间，保护电池芯片层；另一方面，可以减少胶膜的使用，有效降低整体太阳能电池组件的厚度，加之所使用的热塑性高分子膜在热压过程中不发生或极少发生交联反应，使得本组件产品能够实现轻薄柔化的特性。因此适用范围更加广泛，尤其适用于移动能源类产品上，并且也有利于节省成本。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开提供的太阳能电池组件的结构图。
附图标记说明
1 电池芯片层 11 太阳能电池芯片
4 第一保护膜 5 第二保护膜
12 阻水膜 13 胶膜
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
如图1所示，本公开提供一种太阳能电池组件，包括电池芯片层1、第一保护膜4和第二保护膜5，所述电池芯片层1设置在第一保护膜4和第二保护膜5之间，其中，所述第一保护膜4和所述第二保护膜5均为热塑性高分子膜，所述第一保护膜4以及所述第二保护膜5的边缘热熔粘合固定形成封闭的收容空间，所述电池芯片层1收容并固定至所述收容空间。
也即，本公开采用了可热压融合的耐磨、耐老化、高透明的热塑性高分子膜作为封装电池芯片层1的保护膜，通过利用热塑性高分子膜热压后可进行粘合的特点，一方面，通过第一保护膜4和第二保护膜5相互粘合构成了封闭的收容空间，不仅实现了对于电池芯片层1的封闭式保护，其整个组件产品的侧面，隔绝性能将优于现有技术中电池芯片层1和第一保护膜4、第二保护膜5之间简单的叠加结构的设置；另一方面，第一保护膜4与第二保护膜5之间通过热压粘合固定后将电池芯片层1固定至第一保护膜4和第二保护膜5之间，而不需要单独设置另外的例如胶膜等具有粘接功能的膜，正因为减少了胶膜等粘接膜的使用，有效降低整体太阳能电池组件的厚度，使得本组件产品能够实现轻薄化。
除此之外，由于减少了胶膜的使用，还可增加整体太阳能电池组件的柔性。具体地，现有技术方案中会使用较多层的胶膜进行组件层间的粘接，而胶膜在热压过程中会因发生交联反应而变硬，这就会导致组件产品柔性变差；而本发公开，通过热塑性高分子膜代替封装膜，不仅减少了胶膜的使用数，而且本公开中所使用的热塑性高分子膜在热压过程中不发生或极少发生交联反应，能够使得封装后的太阳能电池组件具有较好的柔性。
基于此，本公开中的太阳能电池组件通过使用热塑性高分子膜作为封装保护膜，不仅实现了整个产品组件的密闭封装，很好地保护了电池芯片层1，而且同时又能够减少胶膜的使用，从而使得本组件产品进一步具有轻薄柔化的特点，使得适用范围更加广泛，尤其适用于移动能源类产品上，并且由于胶膜使用的减少也有利于节省成本。
具体地，为了能够实现第一保护膜4和第二保护膜5的边缘热熔粘合后形成上述的收容空间，在本实施方式中，所述第一保护膜4和所述第二保护膜5的边缘凸出于所述电池芯片层1，且凸出长度为9mm-13mm。
也即，第一保护膜4和第二保护膜5的边缘尺寸要比电池芯片层1边缘的尺寸大，以能够满足在封装时，形成封闭的收容空间，实现整体包覆的工艺，将电池芯片层1完整的包容到该收容空间内，实现密闭封闭。
而保证凸出长度在9mm-13mm的范围内，能够实现第一保护膜4和第二保护膜5粘接共同构成收容空间，使得本组件产品的侧面被完全包覆，并且不会浪费保护膜的使用，控制成本。
具体地，在本实施方式中，所述热塑性高分子膜为热塑性聚氨酯弹性体橡胶膜或氟膜，以具备耐磨、抗老化、高透明等特点，能够保护太阳能电池芯片。其中，氟膜具体可以为例如聚三氟氯乙烯膜、聚氟乙烯膜等的一种。其中，为保证轻薄化，第一保护膜4和第二保护膜5的厚度在25μm～70μm之间，优选为25μm～50μm。
同时为了保证第一保护膜4和第二保护膜5的粘接强度，在本实施方式中，所述第一保护膜4和所述第二保护膜5相同，也就是由相同材质的热塑性高分子膜构成。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，所述电池芯片层1包括太阳能电池芯片11和设置在该太阳能电池芯片11两侧的阻水膜12。也即，第一保护膜4、第二保护膜5和太阳能电池芯片11之间还增设有阻水膜12，用以阻隔水汽，对太阳能电池芯片11起到进一步的保护作用。
在一些实施方式中，太阳能电池芯片11为铜铟镓硒柔性薄膜太阳能芯片。当然，在其他实施方式中，太阳能电池芯片11不限于为铜铟镓硒柔性薄膜太阳能芯片，其他类型的芯片同样可以，比如砷化镓太阳能芯片或晶硅太阳能芯片。
具体地，在本实施方式中，所述阻水膜12为PET膜，也即为耐高温聚酯膜，具有耐高温、高透明性、良好的气密性等特点。在一些实施方式中，阻水膜包括PET膜及形成于PET膜表面的水汽阻隔层。水汽阻隔层可通过原子沉积工艺或磁控溅射工艺形成，水汽阻隔层为氧化铝层、氮化硅层或氧化硅层。其中，阻水膜12厚度可在50μm～200μm之间选取。
其中，由于保护膜为热塑性高分子膜，因此，保护膜与阻水膜之间不需要单独设置胶膜进行粘接，而每个阻水膜12和太阳能电池芯片11之间可以采用胶膜13进行粘接固定。
具体地，胶膜13为POE胶膜、PVB胶膜、EVA胶膜或TPU胶膜。并且胶膜的厚度可以在50μm～200μm之间选取。当然，在其他实施方式中，还可以采用其他具备高透明性、高粘着力、良好的耐久性的膜。
并且，需要说明的是，本组件产品关于太阳能电池芯片11是对称布置的，这样，保持太阳能电池芯片11的两侧膜层的结构对称，可以有效地避免人工敷设出错，并且敷设方便，不需区分方向，同时由于减少了胶膜的使用，还可减少在人工敷设过程中的工序，加快敷设进度。
另外，在制作过程中，首先根据太阳能电池芯片11的尺寸大小对保护膜、阻水膜以及胶膜进行裁切，可以使得保护膜的长与宽大于阻水膜和胶膜的长与宽约10mm，以保证有足够余量使第一保护膜与第二保护膜在热压条件下进行融合。然后将“第一保护膜→阻水膜→胶膜→太阳能电池芯片→胶膜→阻水膜→第二保护膜”依次堆叠，再使用热层压机进行热层压，层压结束后即得到本公开所需要的太阳能电池组件产品。其中层压温度、压力可根据胶膜与保护膜的性质进行选择，温度的选择要求不能破坏胶膜与保护膜的性能与结构。由于膜层结构对称，堆叠过程可使用自动化，进行批量生产。
为了进一步的明确体现本组件产品的柔性特性，下面将具体介绍三组实施例进行比对，其中实施例一基于本组件产品的结构进行设计，实施例二和三分别基于现有设计的两种组件产品的结构进行设计，以此作为对比。
实施例一
柔性太阳能电池包括依次层叠的第一保护膜/第一阻水膜/第一胶膜/太阳能电池芯片/第二胶膜/第二阻水膜/第二保护膜，其中“/”代表层叠，以下相同。
其中第一保护膜为TPU(即为上述的热塑性聚氨酯弹性体橡胶膜)，厚度选取为50μm，尺寸为172*59.75mm；第一阻水膜为PET膜，厚度为125μm，尺寸为162*49.75mm；第一胶膜为POE膜，厚度为200μm，尺寸为162*49.75mm；第二胶膜为POE膜，厚度为200μm，尺寸为162*49.75mm；第二阻水膜为PET膜，厚度为125μm，尺寸为162*49.75mm；第二保护膜为TPU膜，厚度为50μm，尺寸为172*59.75mm。太阳能电池芯片为铜铟镓硒柔性薄膜太阳能芯片，例如美国的Miasole芯片，厚度200μm，尺寸为156*43.75mm。由此所得样品编号为①，可满足轻薄柔化的特点。
实施例二
该太阳能电池组件包括依次层叠的第一保护膜/第一胶膜/第一阻水膜/第二胶膜/太阳能电池芯片/第三胶膜/第二阻水膜/第四胶膜/第二保护膜。
其中第一保护膜为ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜，厚度为25μm，尺寸为162*59.75mm；第一胶膜为POE膜，厚度为200μm，尺寸为162*49.75mm；第一阻水膜为PET膜，厚度为125μm，尺寸为162*49.75mm；第二胶膜为POE膜，厚度为200μm，尺寸为162*49.75mm；第三胶膜为POE膜，厚度为200μm，尺寸为162*49.75mm；第二阻水膜为PET膜，厚度为125μm，尺寸为162*49.75mm；第四胶膜为POE膜，厚度为200μm，尺寸为162*49.75mm；第二保护膜为ETFE膜，厚度为25μm，尺寸为162*59.75mm。太阳能电池芯片为铜铟镓硒柔性薄膜太阳能芯片，例如美国的Miasole芯片，厚度200μm，尺寸为156*43.75mm。由此所得到样品编号②。
实施例三
太阳能电池组件包括依次层叠的第一阻水膜/第一胶膜/太阳能电池芯片/第二胶膜/第二阻水膜/第三胶膜/第一保护膜。
其中第一阻水膜为PET膜，厚度为125μm，尺寸为162*49.75mm；第一胶膜为POE膜，厚度为200μm，尺寸为162*49.75mm；第二胶膜为POE膜，厚度为200μm，尺寸为162*49.75mm；第二阻水膜为PET膜，厚度为125μm，尺寸为162*49.75mm；第三胶膜为POE膜，厚度为200μm，尺寸为162*49.75mm；第一保护膜为ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜，厚度为25μm，尺寸为162*59.75mm。太阳能电池芯片为铜铟镓硒柔性薄膜太阳能芯片，例如美国的Miasole芯片，厚度200μm，尺寸为156*43.75mm。由此所得样品编号③。
根据以上三组样品进行如下的柔性对比实验。
验证方案为用万能材料试验机，以三点抗弯的方法进行测试：设定仪器以恒定速度(5mm/min)对样品中心点位置施加压力，设定行程为30mm，然后测试整个过程的弯曲强度、弯曲模量以及最大力，以此判断其柔性的优劣。对比验证样品分别是新技术方案样品①和现有技术方案样品②、③。测试数据如下：
| 样品编号 | 弯曲强度(Mpa) | 弯曲模量(Mpa) | 最大力(N) |
| ① | 6.54 | 214.68 | 11.63 |
| ② | 18.89 | 561.26 | 33.59 |
| ③ | 14.17 | 430.95 | 26.19 |
通过测试数据发现，新技术样品①号的柔性明显优于原技术方案样品号②与③号。
因此，本公开通过采用热塑性高分子膜作为封装保护膜，使得本组件具有较好的柔性。其中，上述中的“第一、第二、第三、第四”等词语来限定相应部件，仅仅是为了便于对相应部件进行区别，并没有其他特殊含义。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种太阳能电池组件，包括电池芯片层(1)、第一保护膜(4)和第二保护膜(5)，所述电池芯片层(1)设置在所述第一保护膜(4)和所述第二保护膜(5)之间，其特征在于，所述第一保护膜(4)和所述第二保护膜(5)均为热塑性高分子膜，所述第一保护膜(4)以及所述第二保护膜(5)的边缘热熔粘合固定形成封闭的收容空间，所述电池芯片层(1)收容并固定至所述收容空间。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一保护膜(4)和所述第二保护膜(5)的边缘凸出于所述电池芯片层(1)，且凸出长度为9mm-13mm。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述热塑性高分子膜为热塑性聚氨酯弹性体橡胶膜或氟膜。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述热塑性高分子膜为聚三氟氯乙烯膜或聚氟乙烯膜。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述第一保护膜(4)和所述第二保护膜(5)相同；或
所述第一保护膜(4)和所述第二保护膜(5)的厚度为25μm～70μm。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述电池芯片层(1)包括太阳能电池芯片(11)和设置在该太阳能电池芯片(11)两侧的阻水膜(12)。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述阻水膜(12)为PET膜；或
所述阻水膜(12)包括PET膜及形成于所述PET膜表面的水汽阻隔层。
8.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述阻水膜(12)的厚度为50μm～200μm。
9.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述阻水膜(12)通过胶膜(13)粘接固定至所述太阳能电池芯片(11)。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述胶膜(13)为POE胶膜、PVB胶膜、EVA胶膜或TPU胶膜。
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| CN111509069B (zh) * | 2020-04-23 | 2023-10-20 | 苏州太阳井新能源有限公司 | 一种光伏组件 |
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