一种用于双面发电双玻光伏组件的散射镀膜玻璃背板的制作方法

本发明涉及太阳能电池领域，具体地涉及一种用于双面发电双玻光伏组件的散射镀膜玻璃背板。

背景技术：

太阳能光伏发电具有无污染、可持续、总量大、分布广、应用形式多样等优点，受到世界各国的高度重视。目前为止人们已经发明了多种光伏组件。其中，双面发电的双玻组件因为可以通过电池片背面接收地面反射回来的太阳光参与发电，其实际发电效率通常比单面发电组件可以高出5-25％左右。

现有的双面发电的双玻组件，其背板材料有2种，一种是全透明无镀膜的玻璃钢化片作为背板材料。这种材料因为全透明，虽然可以通过双面发电的电池片背面接收地面反射的太阳光，但是，对于组件中电池片间隙位置透过的正面入射的太阳光却无法利用，影响了组件的整体发电功率。另一种是镀制了平滑的网格状反射层的镀膜钢化玻璃作为背板材料(实用新型专利cn205542820u)。这种网格状反射层可以将组件中电池片间隙位置透过的正面入射的太阳光重新反射回组件的盖板玻璃表面，然后从盖板玻璃表面再次反射到组件的电池片正面参与发电，因此，可以再次增加组件的整体发电功率。但是，这种网格状反射层通常被放置于背板玻璃和eva胶膜之间，反射层距离电池片背面距离很近，同时反射层表面光滑平整，对入射太阳光的散射角度小。因此，大部分入射太阳光都被重新反射回光伏组件的正面玻璃盖板的表面，很少会被直接散射到电池片背面参与发电。由于正面玻璃盖板的表面反射率在实际条件下约为～10-20％，因此，电池片间隙位置如果占组件面积为～10％，那么这～10％的正面入射太阳光重新反射回组件的正面盖板玻璃，然后从盖板玻璃表面再次反射到组件的电池片正面的比例仅是正面入射太阳光总量的1-2％，也即是大约只能提升约1-2％的组件实际发电功率。这与电池片间隙位置占组件面积约为～10％的比例差距较大，存在明显的入射太阳光利用损失。

因此，如果双面发电双玻组件的玻璃背板能将电池片间隙位置入射太阳光直接散射到双面电池片的背面参与发电，将极大的提升双面发电双玻组件的实际发电效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有特定表面结构(三维凹陷结构+高反射层)的玻璃背板，以期显著提高使用其组装的双面发电双玻组件对入射太阳光的利用效率。

本发明的第一方面，提供了一种散射镀膜玻璃背板，所述玻璃背板包括：

1)玻璃基板，所述玻璃基板的一个表面具有三维凹陷结构层；和

2)散射镀膜层，所述散射镀膜层以周期性网状结构结合于所述玻璃基板的三维凹陷结构层上。

在另一优选例中，所述三维凹陷结构层位于所述玻璃基板的下表面。

在另一优选例中，所述玻璃基板为钢化玻璃。

在另一优选例中，所述三维凹陷结构层是通过选自下组的工艺在所述玻璃基板上形成的：压延、刻蚀、或其组合。

在另一优选例中，所述玻璃背板中，所述散射镀膜层填充于所述三维凹陷结构层的三维凹陷结构中形成凸起状的散射镀膜层。

在另一优选例中，所述散射镀膜层是通过选自下组的工艺结合于所述三维凹陷结构层上的：淋涂、喷涂、辊涂、丝网印刷、磁控溅射、热蒸发、气相沉积、或其组合。

在另一优选例中，所述三维凹陷结构层的厚度是所述玻璃基板厚度的0.1-50％。

在另一优选例中，所述三维凹陷结构层的厚度是所述玻璃基板厚度的0.3-40％，较佳地0.5-30％。

在另一优选例中，所述玻璃基板的厚度为1-3mm，较佳地1.5-2.5mm。

在另一优选例中，所述三维凹陷结构层的厚度为5-1100μm，较佳地10-1000μm，更佳地10-800μm，最佳地10-500μm。

在另一优选例中，所述三维凹陷结构层的三维凹陷结构具有选自下组的结构：金字塔型、蜂巢形、半球形、圆锥形、无规则绒面型、或其组合。

在另一优选例中，所述散射镀膜层的厚度与所述三维凹陷结构层的厚度可相同或不同。

在另一优选例中，所述散射镀膜层的厚度与所述三维凹陷结构层的厚度相同。

在另一优选例中，所述散射镀膜层完全填充于所述三维凹陷结构层的三维凹陷结构中。

在另一优选例中，所述三维凹陷结构层的三维凹陷结构的二维方向的尺寸范围为0.1-3mm。

在另一优选例中，所述三维凹陷结构层的三维凹陷结构的二维方向的尺寸范围为0.2-2.5mm，较佳地0.2-2mm。

在另一优选例中，所述散射镀膜层对所述玻璃基板表面的三维凹陷结构层的覆盖率为5-30％。

在另一优选例中，所述散射镀膜层对所述玻璃基板表面的三维凹陷结构层的覆盖率为8-25％，较佳地10-20％。

在另一优选例中，所述散射镀膜层对可见光的平均反射率≥70％，较佳地80％，更佳地90％。

在另一优选例中，所述散射镀膜层选自下组：高折射率氧化物层、致密金属反光层、或其组合。

在另一优选例中，所述高折射率氧化物层为选自下组的物质形成的层：氧化钛、氧化锆、或其组合。

在另一优选例中，所述致密金属反光层为选自下组的物质形成的层：铝、铬、或其组合。

本发明的第二方面，提供了一种双面发电双玻组件，所述组件采用本发明第一方面所述玻璃背板。

在另一优选例中，所述组件由上到下依次包含：光伏玻璃前盖板、eva等胶膜封装层、双面发电电池片层、eva等胶膜封装层、权利要求1所述玻璃背板，其中，所述散射镀膜层位于所述双面发电电池片层的电池片之间的间隙位置，且所述散射镀膜层位于所述组件的最底部外面。

在另一优选例中，所述双面发电电池片层的电池片分布于所述散射镀膜层的网孔中。

在另一优选例中，所述网状结构的散射镀膜层的网的二维方向的宽度比所述双面发电电池片层的电池片之间的间隙宽度大1-10mm。

在另一优选例中，所述网状结构的散射镀膜层的网的二维方向的宽度为5-15mm，较佳地8-12mm。

在另一优选例中，所述网状结构的散射镀膜层的网的二维方向的宽度比所述双面发电电池片层的电池片之间的间隙宽度大2-5mm。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1是散射镀膜玻璃背板的周期网格状镀膜结构示意图；

图2是散射镀膜玻璃背板在双面发电双玻组件中安装位置和膜层散射作用机理的示意图；

其中:11.玻璃背板，12.周期网格状镀膜层，13.电池片安装位置，

21.光伏玻璃前盖板，22.eva胶膜封装层，23.双面发电电池片，24.eva胶膜封装层，25.玻璃背板，26.表面凹陷结构，27.散射镀膜层。

具体实施方式

本发明人经过长期而深入的研究，通过对玻璃背板进行结构改进，获得了一种具有特定表面结构(三维凹陷结构+高反射层)的散射镀膜玻璃背板，使用所述散射镀膜玻璃背板组装的双面发电双玻组件可实现对入射太阳光的充分利用。在此基础上，发明人完成了本发明。

散射镀膜玻璃背板

本发明的目的是克服现有技术存在双面发电双玻组件的玻璃背板不能充分利用电池片间隙位置入射太阳光的缺陷，提供一种能高效利用电池片间隙位置入射太阳光的散射镀膜玻璃背板。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

利用压延或者刻蚀等技术手段，在1.5-2.5mm厚度的玻璃背板一个表面制备出金字塔型、蜂巢形、半球形、圆锥形或者无规则绒面型的三维凹陷结构，凹陷结构的深度范围约为10um-1000um，凹陷结构的二维方向尺寸范围约为0.2mm-2mm。在玻璃背板表面凹陷结构获得之后，通过淋涂、喷涂、辊涂、丝网印刷、磁控溅射、热蒸发、气相沉积等手段，在玻璃背板表面凹陷结构处制备出一层高反射层作为散射镀膜层。散射镀膜层的化学成分可以是氧化钛、氧化锆为主的高折射率氧化物层，也可以是金属铝、铬等致密金属反光层。散射镀膜层的可见光区平均反射率要求大于70％以上。散射镀膜层制备在双面发电组件电池片之间的间隙位置，形成周期的网格状图形。为避免散射镀膜层正面漏光，同时不能遮挡双玻组件电池片背面，影响电池片背面自身光转化率，所述的散射镀膜层可以从电池片间隙位置延伸1-5mm至双面发电电池片底部位置。

双面发电双玻组件

带有表面凹陷结构的玻璃背板在完成镀制周期网格状图形的散射镀膜层后，作为双面发电双玻组件的背板进行层压制作组件。按照双面发电双玻组件：光伏玻璃前盖板/eva等胶膜封装层/双面发电电池片/eva等胶膜封装层/玻璃背板的上下次序，镀有散射镀膜层的表面凹陷结构在组件封装时放置于组件最底部外面。

与现有技术相比，本发明具有以下主要优点：

(1)透明双玻组件的散射镀膜玻璃背板，背板玻璃上所有的凹陷结构对于正面入射太阳光可视为凸起结构，凸起结构上镀制的高反射层可以将电池片间隙位置正面入射的太阳光以倾斜的角度直接投射到电池片背面参与发电。由于底部的凸起结构上的散射镀膜层对太阳光的反射率很高，一般都能做到70％以上的反射率。同时，镀制的散射镀膜层与电池片背面之间隔有一层eva胶膜和一层玻璃背板的厚度，可以有充足的空间和角度将电池片间隙位置的入射太阳光大部分投射到电池片背面参与发电。因此，双面发电双玻组件的实际发电效率得以明显提升。

(2)本发明的玻璃背板镀制的周期网格状图形的散射镀膜层在组件层压时被放置于玻璃背板的最底部外表面，不参与eva胶膜和玻璃背板的层压粘合过程，不改变原有的双玻组件层压工艺。使得该散射镀膜玻璃背板易于在行业推广和使用。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

实施例1

如图1和图2所示，一种双面发电双玻组件，由上至下依次包括光伏玻璃前盖板21，eva胶膜封装层22，双面发电电池片23，eva胶膜封装层24，玻璃背板25，其中背板25的表面通过玻璃制造压延工艺，制造出金字塔型凹陷结构26，金字塔凹陷的深度为300um，金字塔顶部夹角约120度。金字塔凹陷长度和宽度方向的周期尺寸为0.8mm。背板25的金字塔型凹陷结构表面对应电池片间隙位置通过白色高温油墨丝网印刷工艺制备出以二氧化钛为主要成分的散射镀膜层27。二氧化钛散射镀膜层27在可见光区平均反射率经过测试为82％，所述的二氧化钛散射镀膜层27的宽度为10mm。所述的二氧化钛散射镀膜层27延伸至双面发电电池片23底部重叠约2mm。

对比实施例1

一种双面发电双玻组件，由上至下依次包括光伏玻璃前盖板，eva胶膜封装层，双面发电电池片，eva胶膜封装层，玻璃背板，其中所述玻璃背板是采用2mm厚度普通浮法钢化玻璃，没有经过任何镀膜工艺处理。

实测效率对比

组件实际生产，采用的是双面发电的电池片，光伏玻璃前盖板采用3.2mm厚度镀减反膜压花钢化玻璃，玻璃背板采用的是丝网印刷有网格状二氧化钛散射镀膜层27的2mm厚度压花钢化玻璃(实施例1)以及2mm厚度普通浮法钢化玻璃(对比实施例1)，采用的其它材料和工艺均保持相同，组件功率根据iec61215的规范进行测试对比。实施例1的组件正面测试功率为280.5w，对比实施例1的组件正面测试功率为272.2w。采用了丝网印刷有网格状二氧化钛散射镀膜层27的散射镀膜玻璃背板其组件测试功率提升了约8.3w。

实施例2

将实施例1中散射镀膜层27替换为磁控溅射镀制10um厚度的金属铬层，其它结构同实施例1。经测试，在相同条件下(光伏玻璃前盖板、双面发电电池片、eva封装材料等均相同)，采用了磁控溅射10um厚度的网格状金属铬散射层的玻璃背板25的双面发电双玻组件的测试发电功率较无反射层普通2mm厚度浮法玻璃背板的双面发电双玻组件(对比实施例1)增加了约6.5w。

实施例3

将实施例1中金字塔型凹陷结构26替换为六方密排的半球形凹陷结构，半球形凹陷的深度为500um，其它结构同实施例1。经测试，在相同条件下(光伏玻璃前盖板、双面发电电池片、eva封装材料等均相同)，背板25的表面经过压延工艺制有半球形凹陷结构26，并且通过丝网印刷有网格状二氧化钛散射镀膜层27的2mm厚度压花钢化玻璃背板的双面发电双玻组件，其测试发电功率较无反射层普通2mm厚度浮法玻璃背板的双面发电双玻组件(对比实施例1)增加了约6.9w。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。