CN216671660U

CN216671660U - 光伏组件以及光伏设备

Info

Publication number: CN216671660U
Application number: CN202220208694.8U
Authority: CN
Inventors: 张达奇; 吴坚; 蒋方丹; 毛立中
Original assignee: Jiaxing Canadian Solar Technology Research Institute
Current assignee: Jiaxing Canadian Solar Technology Research Institute
Priority date: 2022-01-25
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2032-01-25

Abstract

本实用新型公开了一种光伏组件以及光伏设备，光伏组件包括：盖板、封装胶膜层和异质结电池，所述封装胶膜层设置于所述异质结电池和所述盖板之间，所述异质结电池与所述封装胶膜层之间的剥离能值大于等于200J/m²。异质结电池的表面与封装胶膜层之间的剥离能值大于等于200J/m²，这样可以保证异质结电池的表面与封装胶膜层之间的剥离能值处于一个可靠的范围内，剥离能值不能太小，这样可以避免在光伏组件的户外发电过程中封装胶膜层与异质结电池的剥离能下降，可以提升封装胶膜层与异质结电池的连接可靠性。

Description

光伏组件以及光伏设备

技术领域

本实用新型涉及光伏组件技术领域，尤其是涉及一种光伏组件以及光伏设备。

背景技术

相关技术中，在异质结电池的制备过程中，低温烘干固化过程中浆料有机成分容易挥发在异质结电池的表面，导致透明导电膜层的表面能下降，透明导电膜层的表面能下降会导致透明导电膜层与封装胶膜层的剥离能下降，导致可靠性失效风险，特别是在户外受到光照、温度变化、湿气等影响。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种光伏组件，该光伏组件可以避免在光伏组件的户外发电过程中封装胶膜层与异质结电池的剥离能下降，可以提升封装胶膜层与异质结电池的连接可靠性。

本实用新型进一步地提出了一种光伏设备。

根据本实用新型的光伏组件，包括：盖板；封装胶膜层；以及异质结电池，所述封装胶膜层设置于所述异质结电池和所述盖板之间，所述异质结电池与所述封装胶膜层之间的剥离能值大于等于200J/m²。

根据本实用新型的光伏组件，异质结电池的表面与封装胶膜层之间的剥离能值大于等于200J/m²，这样可以保证异质结电池的表面与封装胶膜层之间的剥离能值处于一个可靠的范围内，剥离能值不能太小，这样可以避免在光伏组件的户外发电过程中封装胶膜层与异质结电池的剥离能下降，可以提升封装胶膜层与异质结电池的连接可靠性

在本实用新型的一些示例中，所述异质结电池与所述封装胶膜层之间的剥离能值大于等于400J/m²。

在本实用新型的一些示例中，所述异质结电池包括：电池主体；透明导电膜层，所述透明导电膜层设置于所述电池主体且所述封装胶膜层设置于所述透明导电膜层背离所述电池主体的表面；以及金属电极，所述金属电极设置于所述透明导电膜层背离所述电池主体的表面。

在本实用新型的一些示例中，所述盖板包括：第一盖板和第二盖板，所述封装胶膜层包括：第一封装胶膜层和第二封装胶膜层，所述第一封装胶膜层设置于所述第一盖板与所述异质结电池之间，所述第二封装胶膜层设置于所述第二盖板与所述异质结电池之间；所述异质结电池与所述第一封装胶膜层之间的剥离能值为200J/m²。

在本实用新型的一些示例中，所述电池主体具有受光面和背光面，所述透明导电膜层包括第一透明导电膜层和第二透明导电膜层，所述第一透明导电膜层设置于所述受光面且所述第二透明导电膜层设置于所述背光面，所述第一透明导电膜层的表面与所述第一封装胶膜层之间的剥离能值大于等于200J/m²。

在本实用新型的一些示例中，所述第二透明导电膜层的表面与所述第二封装胶膜层之间的剥离能值大于等于200J/m²。

在本实用新型的一些示例中，所述透明导电膜层为三氧化二铟质量浓度大于90％的透明导电膜层。

在本实用新型的一些示例中，所述透明导电膜层为三氧化二铟质量浓度大于95％的透明导电膜层。

在本实用新型的一些示例中，所述电池主体包括：硅衬底和非晶硅层，所述非晶硅层设置于所述硅衬底表面，所述透明导电膜层设置于所述非晶硅层表面，所述硅衬底的表面为绒面，所述绒面的平均尺寸小于2μm。

在本实用新型的一些示例中，所述绒面的平均尺寸大于等于1.3μm且小于等于1.7μm。

根据本实用新型的光伏设备，其特征在于，包括：以上所述的光伏组件。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的光伏组件的示意图；

图2是异质结电池的示意图。

附图标记：

1、光伏组件；

10、盖板；11、第一盖板；12、第二盖板；20、封装胶膜层；21、第一封装胶膜层；22、第二封装胶膜层；30、异质结电池；31、电池主体；310、受光面；311、背光面；312、硅衬底；313、非晶硅层；32、透明导电膜层；320、第一透明导电膜层；321、第二透明导电膜层；33、金属电极。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1和图2描述根据本实用新型实施例的光伏组件1。

如图1所示，根据本实用新型实施例的光伏组件1，包括：盖板10、封装胶膜层20和异质结电池30。异质结电池30为光伏组件1的主体部分，可以进行发电。盖板10可以增加光伏组件1的透光率，减少反射率，从而提高光伏组件1的发电效率。而封装胶膜层20主要是将盖板10和异质结电池30固定连接在一起，从而使光伏组件1形成一个整体。其中，封装胶膜层20一般为透光、可粘接、耐紫外线及高温、低透水和高电阻率的材质。

如图1所示，封装胶膜层20设置于异质结电池30和盖板10之间，封装胶膜层20可以将盖板10固定连接在异质结电池30上，而且封装胶膜层20位于盖板10和异质结电池30之间，在光伏组件1实际应用中，太阳光会先经过盖板10，然后经过封装胶膜层20，最终到达异质结电池30的位置，异质结电池30进行光伏发电。

需要说明的是，剥离能为作用于两物体之间的剥离能力，一般剥离能值越大，作用于两物体之间的剥离能力就会越大，两物体之间的连接强度就越大，而剥离能值越小，作用于两物体之间的剥离能力就会越小，两物体之间的连接强度就越小。而异质结电池30的表面与封装胶膜层20之间的剥离能值大于等于200J/m²，这样可以保证异质结电池30的表面与封装胶膜层20之间的剥离能值处于一个可靠的范围内，剥离能值不能太小，这样可以避免在光伏组件1的装配过程中，封装胶膜层20与异质结电池30的剥离能下降，降低封装胶膜层20与异质结电池30的连接可靠性。

进一步地，异质结电池30的表面与封装胶膜层20之间的剥离能值大于等于400J/m²。电池的表面与封装胶膜层20之间的剥离能值进一步地设置为大于等于400J/m²，这样可以进一步地避免在光伏组件1的装配过程中，封装胶膜层20与异质结电池30的剥离能下降，降低封装胶膜层20与异质结电池30的连接可靠性。

具体地，如图2所示，异质结电池30包括：电池主体31、透明导电膜层32和金属电极33。电池主体31为异质结电池30的主体部分，而透明导电膜层32可以与金属电极33配合，从而可以实现异质结电池30的导电功能。

如图2所示，透明导电膜层32设置于电池主体31上，这样可以使透明导电膜层32与电池主体31相联系，从而可以作用于异质结电池30上，起到导电的作用。封装胶膜层20设置于透明导电膜层32背离电池主体31的表面，金属电极33可以设置于透明导电膜层32背离电池主体31的表面，这样金属电极33可以更好地与透明导电膜层32连接配合。

此外，如图1和图2所示，盖板10包括：第一盖板11和第二盖板12，封装胶膜层20包括：第一封装胶膜层21和第二封装胶膜层22，第一封装胶膜层21设置于第一盖板11与异质结电池30之间，第二封装胶膜层22设置于第二盖板12与异质结电池30之间，异质结电池30与第一封装胶膜层21之间的剥离能值为200J/m²。

如图1和图2所示，电池主体31具有受光面310和背光面311，透明导电膜层32包括第一透明导电膜层320和第二透明导电膜层321，第一透明导电膜层320设置于受光面310，而且第二透明导电膜层321设置于背光面311，第一透明导电膜层320的表面与第一封装胶膜层21之间的剥离能值大于等于200J/m²。

可以理解地，电池主体31或异质结电池30具有两个表面，主要接收太阳光的面为正面，也就是受光面310，与正面相对的另一面是电池主体31或异质结电池30的非主要接收太阳光的面，也就是背光面311。第一透明导电膜层320可以与位于受光面310一侧的金属电极33配合，在电池主体31的受光面310起到导电的作用，而第二透明导电膜层321可以与位于背光面311一侧的金属电极33配合，在电池主体31的背光面311起到导电的作用。

第一透明导电膜层320设置于第一封装胶膜层21上，而第一封装胶膜层21设置于第一盖板11，第一封装胶膜层21设置于第一盖板11与第一透明导电膜层320之间，第二透明导电膜层321设置于第二封装胶膜层22上，而第二封装胶膜层22设置于第二盖板12，第二封装胶膜层22设置于第二盖板12与第二透明导电膜层321之间，太阳光经过第一盖板11以及第一封装胶膜层21之后，到达第一透明导电膜层320进行导电，并且通过异质结电池30之间的缝隙到达第二封装胶膜层22，太阳光穿过第二封装胶膜层22到达第二盖板12，并通过第二盖板12反射太阳光，反射的太阳光经过第二封装胶膜层22照射到第二透明导电膜层321上，也就是再次回到异质结电池30上，从而可以增加异质结电池30的转换效率。

另外，异质结电池30和第一透明导电膜层320的表面与第一封装胶膜层21之间的剥离能值大于等于200J/m²，这样可以保证异质结电池30和第一透明导电膜层320的表面与第一封装胶膜层21之间的剥离能值处于一个可靠的范围内，剥离能值不能太小，这样可以避免在光伏组件1的装配过程中，异质结电池30和第一封装胶膜层21与第一透明导电膜层320的表面的剥离能下降，降低异质结电池30和第一封装胶膜层21与异质结电池30的连接可靠性。

进一步地，第二透明导电膜层321的表面与第二封装胶膜层22之间的剥离能值大于等于200J/m²。同样，这样可以保证第二透明导电膜层321的表面与第二封装胶膜层22之间的剥离能值处于一个可靠的范围内，剥离能值不能太小，这样可以避免在光伏组件1的装配过程中，第二封装胶膜层22与第二透明导电膜层321的表面的剥离能下降，降低第二封装胶膜层22与异质结电池30的连接可靠性。

根据本实用新型的一个可选实施例，透明导电膜层32为三氧化二铟质量浓度大于90％的透明导电膜层32。需要说明的是，透明导电膜层32的主要成分为三氧化二铟和二氧化锡，三氧化二铟是一种新的n型透明半导体功能材料，具有较宽的禁带宽度、较小的电阻率和较高的催化活性，在光电领域、气体传感器、催化剂方面得到了广泛应用，而透明导电膜层32中三氧化二铟的质量浓度大于90％，这样可以使透明导电膜层32的相关性能更好，起到更好的透明导电效果，而且这样设置，可以在一定程度上提升透明导电膜层32的表面能，降低在异质结电池30的制备过程中透明导电膜层32表面的表面能的下降程度，从而可以提升封装胶膜层20与透明导电膜层32的表面的剥离能。

优选地，透明导电膜层32为三氧化二铟质量浓度大于95％的透明导电膜层32。将透明导电膜层32中三氧化二铟的质量浓度进一步地设置大于95％，如此，不仅可以使透明导电膜层32的相关性能更好，起到更好的透明导电效果，而且可以进一步地提升透明导电膜层32的表面能，降低在异质结电池30的制备过程中电极固定面的表面能的下降程度，提升封装胶膜层20与透明导电膜层32的表面的剥离能。

可选地，如图2所示，电池主体31包括：硅衬底312和非晶硅层313，非晶硅层313设置于硅衬底312表面，透明导电膜层32设置于非晶硅层313表面，硅衬底312的表面为绒面，绒面的平均尺寸小于2μm。硅衬底312为质结电池的制作材质，非晶硅层313设置于硅衬底312表面，而且同时设置于硅衬底312的受光面310和背光面311，从而可以使硅衬底312的受光面310和背光面311均可以形成晶体硅衬底312。将硅衬底312的表面设置为绒面，而且绒面的平均尺寸小于2μm，需要说明的是，该尺寸下的绒面和抛光面对比，该尺寸下的绒面在UV辐照后更容易达到高表面能，从而可以避免封装胶膜层20与透明导电膜层32的剥离能下降，降低封装胶膜层20与异质结电池301的连接可靠性。

当然，绒面的平均尺寸大于等于1.3μm，而且绒面的平均尺寸小于等于1.7μm。进一步地对绒面的平均尺寸范围进行限定，使绒面的平均尺寸更加合理，而且更容易达到高表面能，避免封装胶膜层20与透明导电膜层32的剥离能下降，降低封装胶膜层20与异质结电池30的连接可靠性。

需要说明的是，绒面的尺寸又为金字塔费雷特直径。在硅衬底312受光面310的单位面积内，费雷特直径在1μm-1.5μm范围内的金字塔数量占比为20％-40％，费雷特直径在1.5μm-2μm范围内的金字塔数量占比为20％-40％，进一步，在硅衬底312受光面310的单位面积内，费雷特直径小于1μm的金字塔数量占比不大于10％，费雷特直径在2μm-2.5μm范围内的金字塔数量占比为5％-25％，费雷特直径大于2.5μm的金字塔数量占比小于5％。优选地，在硅衬底312的受光面102上，金字塔的费雷特直径均不大于3μm。

在硅衬底312的背光面311的单位面积内，费雷特直径在1.5μm-2μm范围内的金字塔数量占比为10％-30％，费雷特直径在2μm-2.5μm范围内的金字塔数量占比为20％-40％，进一步地，在硅衬底312的背光面311的单位面积内，费雷特直径小于1μm的金字塔数量占比不大于10％，费雷特直径在1μm-1.5μm范围内的金字塔数量占比为10％-20％，费雷特直径在2.5μm-3μm范围内的金字塔数量占比为5％-20％，费雷特直径大于3μm的金字塔数量占比小于5％。优选地，在硅衬底312的背光面311上，金字塔的费雷特直径均不大于4μm。

由上所述，将不同直径范围内的金字塔数量乘以该直径，然后除以金字塔的总数量，可以得出绒面的平均尺寸，绒面的平均尺寸大于等于1.3μm，而且绒面的平均尺寸小于等于1.7μm。

以下为详细介绍异质结电池30表面能的测试方法。

异质结电池30选择不同表面能数值的墨水刷涂在异质结电池30表面，在5秒时间内观察墨水拓展或收缩情况。如果异质结电池30表面能小于等于墨水表面能值，墨水不拓展或收缩，如果电池表面能大于墨水表面能值，墨水拓展。其中，测试墨水表面能上限为72mN/m。

制备流程：制绒、CVD(化学气相沉积)、PVD(物理气相沉积)、丝网印刷、低温烘干、固化以及光热制备得到的异质结电池30。

高表面能异质结电池30通过后处理实现，主要是使用一定的方法分解异质结电池30表面吸附的有机物，包括高温处理、紫外(UV)光照、等离子体(plasma)处理、臭氧(O₃)氧化等。

异质结电池30受光面310的初始表面能为34mN/m，背光面311的表面能为34mN/m。

后处理1：UV-150W/m²-60℃辐照异质结电池30受光面310的时间为12h，异质结电池30受光面310表面能提升至48mN/m，异质结电池30背光面311表面能维持不变。组件初始剥离能510J/m²较未经处理的异质结电池30受光面310的剥离能有提升。特别的，在经过DH&UV处理后，后处理1的受光面310剥离能可维持在390J/m²，较未经处理的130J/m²显著改善，有利于改善组件在户外的可靠性。

后处理2：UV-150W/m²-60℃辐照异质结电池30受光面310的时间为48h，异质结电池30受光面310表面能提升至58mN/m，异质结电池30背光面311表面能维持不变。组件初始剥离能660J/m²较未经处理的异质结电池30受光面310的剥离能有提升。特别的，在经过DH&UV处理后，后处理1的受光面310剥离能可维持在640J/m²，较未经处理的130J/m²显著改善，与初始剥离能基本持平。

后处理3：UV-150W/m²-60℃辐照异质结电池30受光面310的时间为168h，异质结电池30受光面310表面能提升至大于72mN/m，异质结电池30背光面311表面能维持不变。组件初始剥离能660J/m²较未经处理的异质结电池30受光面310的剥离能有提升。特别的，在经过DH&UV处理后，后处理1的受光面310剥离能会上升至1150J/m²，说明处理足够充分的电池表面与胶膜粘结后，在受到一定温度和紫外线作用下，反而会起到加固粘合的作用，极大地提升了组件的户外可靠性。

上文所述DH&UV处理指的是在不小于170W/m²的紫外辐照下，在温度85℃，85％相对湿度下，进行连续200小时老化处理。紫外光谱应符合IEC61215-2:2016关于紫外光谱的描述。

后处理4：180℃加热1h，异质结电池30受光面310表面能提升至44mN/m，背光面311表面能提升至44mN/m。

后处理5：空气plasma，50W，30s，异质结电池30受光面310表面能提升至40mN/m，异质结电池30背光面311表面能提升至40mN/m。

表1不同后处理对异质结电池30受光面310表面能的改善

由上表1可知，异质结电池30在经过后处理3后，可以更好地提升异质结电池30受光面310表面能，从而可以更好地提升异质结电池30受光面310与EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)或POE(聚乙烯-辛烯弹性体)剥离能，也就是封装胶膜层与透明导电膜层32的剥离能，从而可以提升封装胶膜层与异质结电池30的连接可靠性。

根据本实用新型实施例的光伏设备，包括：以上实施例所述的光伏组件1。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种光伏组件，其特征在于，包括：

盖板；

封装胶膜层；以及

异质结电池，所述封装胶膜层设置于所述异质结电池和所述盖板之间，所述异质结电池与所述封装胶膜层之间的剥离能值大于等于200J/m²。

2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述异质结电池与所述封装胶膜层之间的剥离能值大于等于400J/m²。

3.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述异质结电池包括：

电池主体；

透明导电膜层，所述透明导电膜层设置于所述电池主体且所述封装胶膜层设置于所述透明导电膜层背离所述电池主体的表面；以及

金属电极，所述金属电极设置于所述透明导电膜层背离所述电池主体的表面。

4.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，所述盖板包括：第一盖板和第二盖板，所述封装胶膜层包括：第一封装胶膜层和第二封装胶膜层，所述第一封装胶膜层设置于所述第一盖板与所述异质结电池之间，所述第二封装胶膜层设置于所述第二盖板与所述异质结电池之间；

所述异质结电池与所述第一封装胶膜层之间的剥离能值为200J/m²。

5.根据权利要求4所述的光伏组件，其特征在于，

所述电池主体具有受光面和背光面，所述透明导电膜层包括第一透明导电膜层和第二透明导电膜层，所述第一透明导电膜层设置于所述受光面且所述第二透明导电膜层设置于所述背光面，所述第一透明导电膜层的表面与所述第一封装胶膜层之间的剥离能值大于等于200J/m²。

6.根据权利要求5所述的光伏组件，其特征在于，所述第二透明导电膜层的表面与所述第二封装胶膜层之间的剥离能值大于等于200J/m²。

7.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，所述透明导电膜层为三氧化二铟质量浓度大于90％的透明导电膜层。

8.根据权利要求7所述的光伏组件，其特征在于，所述透明导电膜层为三氧化二铟质量浓度大于95％的透明导电膜层。

9.根据权利要求3所述的光伏组件，其特征在于，所述电池主体包括：硅衬底和非晶硅层，所述非晶硅层设置于所述硅衬底表面，所述透明导电膜层设置于所述非晶硅层表面，所述硅衬底的表面为绒面，所述绒面的平均尺寸小于2μm。

10.根据权利要求9所述的光伏组件，其特征在于，所述绒面的平均尺寸大于等于1.3μm且小于等于1.7μm。

11.一种光伏设备，其特征在于，包括：权利要求1-10中任一项所述的光伏组件。