CN216563144U - 一种电池片及使用其的太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电池片及使用其的太阳能电池组件，所述电池片包括电池片衬底和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底的正面依次沉积的高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜，所述各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚。本实用新型的电池片可以解决现有技术中存在太阳能电池膜色发蓝的问题，使其做出的太阳能电池在组件层压后膜色发黑，解决现有电池片层压后膜色发蓝无法用于黑组件的难题，包含该该正膜结构的太阳能电池组件外观呈黑色，大大提高市场需求，同时底层膜的折射率高，提高了组件的抗PID性能。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能电池技术领域，涉及一种电池片及使用其的太阳能电池组件。
背景技术
太阳能因其无污染和可再生等特点已逐渐被各行各业所利用，最典型就是光伏行业。近几年，光伏行业中的BIPV(光伏建筑一体化)迅速发展，黑色的太阳能组件因其符合大众的审美，要求广泛用于居民屋顶。
目前主流的晶硅电池制造工艺所制备的太阳能电池在组件层压后膜色发蓝，无法满足人们对组件外观审美要求，急迫需要改变现有电池片的正膜结构，使之层压后膜色发黑，来满足市场需求。
CN211654833U公开了一种用于制备黑组件太阳能电池的正膜结构，包括电池片，所述电池片的正面依次沉积有高折射率氮氧化硅膜、氮化硅膜、低折射率氮氧化硅膜、氧化硅膜，氮化硅膜包括下层氮化硅膜、中层氮化硅膜、上层氮化硅膜，其中，氮化硅膜中各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚，各层膜的折射率关系为由内向外逐渐降低。虽然其能够使得所制备的太阳能电池在组件层压后膜色发黑，但是其膜层设计较为复杂。
在本领域中，期望开发一种可以解决现有技术中存在的太阳能电池膜色发蓝的问题并具有简单的膜层设计的电池片。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电池片及使用其的太阳能电池组件。本实用新型的电池片可以解决现有技术中存在太阳能电池膜色发蓝的问题，使其做出的太阳能电池在组件层压后膜色发黑，解决现有电池片层压后膜色发蓝无法用于黑组件的难题。
为达到此实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：
一方面，本实用新型提供一种电池片，所述电池片包括电池片衬底和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底的正面依次沉积的高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜，所述各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚。
在本实用新型中，在电池片正面依次设置高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜，各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚，这样的电池片的设计使得其与电池片基体通过匹配性设计，进而优化陷光效果，使其做出的太阳能电池在组件层压后膜色发黑，解决现有电池片层压后膜色发蓝无法用于黑组件的难题。
在本实用新型中，所述电池片的基体为硅。
优选地，所述高折射率膜的厚度为16-34nm(例如16nm、18nm、20nm、 23nm、25nm、28nm、30nm、34nm)，中折射率膜的厚度为23-40nm(例如 23nm、25nm、28nm、30nm、34nm、38nm或40nm)，低折射率膜的厚度为 26-52nm(例如26nm、28nm、30nm、35nm、38nm、40nm、45nm、48nm、 50nm或52nm)。
在本实用新型中，如果高折射率膜的厚度低于16nm，则不利于对电池钝化效果，会增加组件的PID风险，如果厚度高于34nm，则高折射率膜的寄生吸收会变大，不利于晶硅对光的有效利用。
优选地，所述高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总厚度为70-120nm，例如70nm、73nm、75nm、78nm、80nm、85nm、90nm、95nm、99nm、 100nm、110nm或120nm。
在本实用新型中，各层膜的折射率关系为由内向外逐渐降低，且在本实用新型中，所述中折射率膜的折射率的平方等于电池片基体的折射率，低折射率膜的折射率与高折射率膜的折射率的乘积等于电池片基体的折射率。这种匹配性设计的结构可以最大限度地增加太阳光的吸收，达到理想的陷光效果，其做出的太阳能电池在组件层压后膜色发黑。
优选地，所述高折射率膜为折射率2.30-2.69(例如2.30、2.32、2.35、2.38、 2.40、2.43、2.45、2.48、2.50、2.55、2.58、2.60、2.65或2.69)的膜，所述中折射率膜为折射率1.90-2.05(例如1.90、1.92、1.94、1.96、1.99、2.02、2.05) 的膜，所述低折射率膜为折射率为1.45-1.70(例如1.47、1.49、1.50、1.55、1.58、 1.60、1.62、1.65、1.68)的膜。
在本实用新型中，如果高折射率膜的折射率低于2.30，则不利于对电池钝化效果，进而会增加组件的PID风险，如果高于2.69，则高折射率膜的寄生吸收会变大，不利于晶硅对光的有效利用；如果中折射率膜的折射率低于1.90，则不利于膜层对光的减反射，如果高于2.05，则不利于膜层对光的减反射；如果低折射率膜的折射率低于1.45，则不利于膜层对光的减反射；如果低折射率膜的折射率高于1.70，则不利于膜层对光的减反射。
在本实用新型中，所述中折射率膜为基于电池片的硅基体的折射率选定，其为所述硅基体的折射率的开方运算值，即中折射率膜的折射率(n1)和电池片的硅基体(n0)的折射率满足如下关系n1 2＝n0。
优选地，所述高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总折射率为1.85-2.0。
在本实用新型中，所述高折射率膜为氮化硅膜或者氮氧化硅膜，所述中折射率膜为氮化硅膜或氮氧硅膜，所述低折射率膜可为氮氧化硅膜或二氧化硅膜。
在本实用新型中，所述各层膜的膜厚与折射率之积相等，即所述高折射率膜的膜厚与折射率之积等于中折射率膜的膜厚与折射率之积等于低折射率膜的膜厚与折射率之积。这样的膜层设定可以更好地减少对光的反射，增加太阳能电池对光的吸收，使得电池的膜色显得更暗。
在本实用新型中，所述电池片的膜色为暗蓝色。
在本实用新型中，所述各膜层的厚度和折射率可以通过全光谱椭偏仪进行测试得到。在电池片制备过程中，可通过控制各层膜沉积时的沉积时间来控制得到不同的膜厚，可以通过控制各层膜沉积时的各气体流量比来控制得到不同的折射率。而在本领域中，所述各膜层采用已知的沉积工艺即可得到，在此不再赘述。
另一方面，本实用新型提供一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括如上所述的电池片。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的电池片可以解决现有技术中存在太阳能电池膜色发蓝的问题，使其做出的太阳能电池在组件层压后膜色发黑，解决现有电池片层压后膜色发蓝无法用于黑组件的难题，包含该该电池片的太阳能电池组件外观呈黑色，大大提高市场需求，同时底层膜的折射率高，提高了组件的抗PID性能。
附图说明
图1为本实用新型提供的电池片的结构示意图，其中1为电池片，2为高折射率膜、3为中折射率膜，4为低折射率膜。
图2A为本实用新型对比例4提供的电池片进行组件外观层压图；
图2B为本实用新型实施例1提供的电池片进行组件外观层压图；
图2C为本实用新型实施例2提供的电池片进行组件外观层压图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种电池片，结构示意图如图1所示，所述电池片包括电池片衬底1，所述电池片衬底1的正面依次沉积有高折射率膜2、中折射率膜3和低折射率膜4，所述高折射率膜2的厚度为17.0nm，折射率为2.67，中折射率膜3的厚度为23nm，折射率为1.97，低折射率膜4厚度为31.2nm，折射率为 1.45。各膜层的总折射率为1.91。
实施例2
本实施例提供一种电池片，所述电池片包括电池片衬底1和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底1的正面依次沉积的高折射率膜2、中折射率膜3和低折射率膜4，所述高折射率膜2的厚度为32.5nm，折射率为2.3，中折射率膜3的厚度为38nm，折射率为1.97，低折射率膜4厚度为44nm，折射率为1.70。各膜层的总折射率为1.96。
实施例3
本实施例提供一种电池片，所述电池片包括电池片衬底1和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底1的正面依次沉积的高折射率膜2、中折射率膜3和低折射率膜4，所述高折射率膜2的厚度为24.6nm，折射率为2.4，中折射率膜3的厚度为30nm，折射率为1.97，低折射率膜4厚度为36.5nm，折射率为1.62。各膜层的总折射率为1.95。
实施例4
本实施例提供一种电池片，所述电池片包括电池片衬底1和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底1的正面依次沉积的高折射率膜2、中折射率膜3和低折射率膜4，所述高折射率膜2的厚度为16nm，折射率为2.67，中折射率膜3的厚度为40nm，折射率为1.97，低折射率膜4厚度为52nm，折射率为1.45。各膜层的总折射率为1.83。
实施例5
本实施例提供一种电池片，所述电池片包括电池片衬底1和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底1的正面依次沉积的高折射率膜2、中折射率膜3和低折射率膜4，所述高折射率膜2的厚度为20nm，折射率为2.3，中折射率膜3的厚度为32nm，折射率为1.97，低折射率膜4厚度为55nm，折射率为1.50。各膜层的总折射率为1.79。
实施例6
本实施例提供一种电池片，所述电池片包括电池片衬底1和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底1的正面依次沉积的高折射率膜2、中折射率膜3和低折射率膜4，所述高折射率膜2的厚度为34nm，折射率为2.52，中折射率膜3的厚度为38nm，折射率为1.97，低折射率膜4厚度为50nm，折射率为1.70。各膜层的总折射率为2.0。
实施例7
本实施例提供一种电池片，结构示意图如图1所示，所述电池片包括电池片衬底1，所述电池片衬底1的正面依次沉积有高折射率膜2、中折射率膜3和低折射率膜4，所述高折射率膜2的厚度为17.5nm，折射率为2.49，中折射率膜3的厚度为23nm，折射率为1.90，低折射率膜4厚度为30.1nm，折射率为 1.45。各膜层的总折射率为1.85。
实施例8
本实施例提供一种电池片，所述电池片包括电池片衬底1和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底1的正面依次沉积的高折射率膜2、中折射率膜3和低折射率膜4，所述高折射率膜2的厚度为33.8nm，折射率为2.3，中折射率膜3的厚度为38nm，折射率为2.05，低折射率膜4厚度为42.5nm，折射率为1.83。各膜层的总折射率为2.0。
对比例1
该对比例与实施例1相比，区别仅在于，所述电池片中高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的厚度相等，均为23.7nm。
对比例2
该对比例与实施例1相比，区别仅在于，电池片中电池片衬底1的正面依次沉积有高折射率膜2、中折射率膜3和低折射率膜4，所述高折射率膜2的厚度为23nm，中折射率膜3的厚度为17.0nm，其余设置与实施例1中相同。
对比例3
该对比例与实施例1相比，区别仅在于，电池片中电池片衬底1的正面依次沉积有高折射率膜2、中折射率膜3和低折射率膜4，所述高折射率膜2的厚度为31.2nm，中折射率膜3的厚度为23nm，低折射率膜4厚度为17.0nm，其余设置与实施例1中相同。
对比例4
该对比例与实施例1相比，区别仅在于，电池片中电池片衬底1的正面依次沉积有中折射率膜3、低折射率膜4和高折射率膜2，其余设置与实施例1中相同。
对比例5
该对比例与实施例1相比，区别仅在于，电池片中电池片衬底1的正面依次沉积有低折射率膜4、中折射率膜3和高折射率膜2，其余设置与实施例1中相同。
对比例6
与实施例1的区别仅在于，在本对比例中，设置高折射率膜的折射率为1.97，中折射率膜折射率为1.70，和低折射率膜折射率1.45。
对比例7
与实施例1的区别仅在于，在本对比例中，设置低折射率膜的折射率为1.97，中折射率膜折射率为2.30，和高折射率膜折射率2.69。
将实施例1-6以及对比例1-7的正膜结构应用于太阳能电池组件，所述太阳能电池组件的结构为从上到下依次为玻璃、EVA、电池片、EVA和背板，并对太阳能电池组件进行外观膜色检查和PID性能测试。PID性能测试方法：组件需要进行PID处理，通过IV机台分别测试组件处理前后的功率，对前后功率进行计算得到功率衰减。
测试结果如表1所示。
表1
其中将对比例4、实施例1和实施例2的电池片分别进行组件外观层压如图 2A、图2B和图2C所示，由图2A-2C可以看出，对比例4层压后外观为蓝色，实施例1和实施例2因具有较低的正面反射率所层压的组件外观为全黑色。
申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的电池片及使用其的太阳能电池组件，但本实用新型并不局限于上述实施例，即不意味着本实用新型必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种电池片，其特征在于，包括电池片衬底和表面膜结构，所述表面膜结构包括所述电池片衬底的正面依次沉积的高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜，所述各层膜的厚度关系为由内向外逐渐增厚。
2.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述高折射率膜的厚度为16-34nm，中折射率膜的厚度为23-40nm，低折射率膜的厚度为26-52nm。
3.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总厚度为70-120nm。
4.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述各层膜的折射率关系为由内向外逐渐降低；且所述中折射率膜的折射率的平方等于电池片基体的折射率，低折射率膜的折射率与高折射率膜的折射率的乘积等于电池片基体的折射率。
5.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述高折射率膜为折射率2.30-2.69的膜，所述中折射率膜为折射率1.90-2.05的膜，所述低折射率膜为折射率为1.45-1.70的膜。
6.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述高折射率膜、中折射率膜和低折射率膜的总折射率为1.85-2.0。
7.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述高折射率膜为氮化硅膜或者氮氧化硅膜，所述中折射率膜为氮化硅膜或氮氧硅膜，所述低折射率膜为氮氧化硅膜或二氧化硅膜。
8.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述各层膜的膜厚与折射率之积相等。
9.根据权利要求1所述的电池片，其特征在于，所述电池片的膜色为暗蓝色。
10.一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括如权利要求1-9中任一项所述的电池片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122485879.1U CN216563144U (zh) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 一种电池片及使用其的太阳能电池组件 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202122485879.1U CN216563144U (zh) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 一种电池片及使用其的太阳能电池组件 |
Publications (1)
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| CN216563144U true CN216563144U (zh) | 2022-05-17 |
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ID=81566068
Family Applications (1)
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| CN202122485879.1U Active CN216563144U (zh) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 一种电池片及使用其的太阳能电池组件 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-10-15 CN CN202122485879.1U patent/CN216563144U/zh active Active
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