一种光伏组件的制作方法

本发明涉及太阳能技术领域，特别涉及一种光伏组件。

背景技术：

太阳能作为一种清洁的可再生新能源受到了越来越多的关注，其应用也越来越广泛，目前太阳能一个最重要的应用就是光伏发电。光伏发电是利用光伏效应直接将太阳能转换为电能，光伏发电的基本单元是太阳能电池片，在具体的应用中，通常是将多个太阳能电池片连接构成光伏组件，然后再将各个光伏组件串联和并联后接入逆变器，通过逆变器将直流电转换为交流电。

目前广泛使用的光伏组件基本上都是由超白低铁钢化玻璃、两层eva（乙烯-醋酸乙烯共聚物）、两层eva之间的太阳能电池及背板组成。在光伏组件的工作过程中，太阳能电池片只是将照射到表面的小部分光能转化为电能，而其它大部分光能转化为热能，使得电池片工作时的温度比环境温度高很多；而且随着太阳光辐照强度的增加，电池片实际工作温度与环境温度的差距会更大。光伏组件的输出特性与温度有密切的关系，比如组件的最大输出功率、最大输出功率电压、最大输出功率电流等都会受到温度的影响。对于晶体硅光伏组件，其最大输出功率的温度系数为-(0.4-0.5)%/℃，这意味着组件工作温度的升高将导致其输出功率的线性下降。常规光伏组件使用的eva及背板导热性较差，导致电池片产生的热量不能及时散出，电池片的温度会随着光照强度的增加快速上升，严重影响组件的发电能力。因此，有必要尽可能降低光伏组件的工作温度，以提升组件的最大输出功率。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种光伏组件，通过在组件中使用具有良好导热性能的封装材料及背板，在组件工作时太阳能电池片的热量可通过背面材料及时导出，使得电池片保持在较低的工作温度，实现组件输出功率及发电量的较大提升。

本发明中一种光伏组件，包括钢化玻璃层、上封装层、太阳能电池片、下封装层和复合导热背板，其特征在于：所述下封装层掺杂有高导热填料，所述复合导热背板包括反光层、绝缘导热层、导热胶层及金属层，所述反光层为网格结构，包括交叉分布的反光区域和非反光区域，反光区域对应于太阳能电池片间隙区域，非反光区域对应太阳能电池片区域。

所述下封装层掺杂的高导热填料为石墨烯、碳纳米管、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化镍、碳化硅或碳化硼中的一种或多种。

所述高导热填料的形状为粒状、片状、球形、纤维状、立体状或多分支状的一种或多种组合，均匀分散于下封装层中形成导热网链。

所述绝缘导热层为无机物或有机聚合物材质。

所述绝缘导热层厚度为0.1mm~0.6mm。

所述金属层基材为铜、铝、铁、镍、锡、钛、钨、锌及它们的合金或组合。

所述金属层厚度为0.2mm~3mm。

所述上封装层和下封装层为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚烯烃或硅酮。

本发明具有如下有益效果：

相比常规组件使用的普通封装材料及背板，其导热性很差，使得电池片工作过程中具有很高的温度，严重降低了组件输出功率，而本发明中的组件使用的下封装层掺杂有高导热填料，导热填料在下封装层发生相互作用，形成导热网链，大幅提高其热导率。组件最外层的复合导热背板含有绝缘导热层、导热胶层及金属层，在保证组件绝缘性能的基础上大大增强了背部的导热能力。通过特殊的组件结构设计，太阳能电池片在光电转换中产生的大量热量通过其背面具有高热导率的下封装层、绝缘导热层、导热胶层及金属层快速传导至环境中，显著降低了电池片的工作温度，大幅提升了组件的输出功率及发电量。另外，通过在太阳能电池片间隙设置具有高反射率的反光层，增加了组件的光能利用率，进一步提升了组件的输出功率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明光伏组件的剖面示意图。

图2为本发明复合导热背板的剖面示意图。

图3为本发明反光层的结构示意图。

图中，1为钢化玻璃层，2为上封装层，3为太阳能电池片，4为下封装层，5为复合导热背板，6为反光层，7为绝缘导热层，8为导热胶层，9为金属层，10为反光区域，11为非反光区域。

具体实施方式

为进一步了解本发明的技术特征与内容，下面结合附图进行说明。

如图1所示，一种光伏组件，包括钢化玻璃层1、上封装层2、太阳能电池片3、下封装层4和复合导热背板5。所述下封装层4掺杂有高导热填料，高导热填料为石墨烯、碳纳米管、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化镍、碳化硅或碳化硼中的一种或多种，高导热填料的形状为粒状、片状、球形、纤维状、立体状或多分支状的一种或多种组合，均匀分散于下封装层中形成导热网链。通过在下封装层掺入适量的具有高热导率的填料，这些高导热填料之间发生直接的相互作用，在下封装层中基体材料中形成多个导热通道，大幅提高了下封装层的热导率，因此太阳能电池片在光电转换过程中产生的热量可通过具有高导热性能的下封装层向复合导热背板传导。

如图2所示，复合导热背板包括反光层、绝缘导热层、导热胶层及金属层，其中绝缘导热层为无机物或有机聚合物材质，用于提高组件绝缘性能；导热胶层设置于绝缘导热层与金属层之间，一方面是将两者粘合为一体，另一方面作为热量从绝缘导热层传递到金属层的通道；最外层的金属层用于将组件内部传导过来的热量快速散发至周围环境中。

如图3所示，复合导热背板最上部为反光层，反光层为网格结构，包括交叉分布的反光区域和非反光区域，反光区域对应于太阳能电池片间隙区域，非反光区域对应太阳能电池片区域。在组件生产过程中，每片电池片与下封装层嵌入单个对应的非反光区域单元中，对电池片的位置进行了严格限定，防止了层压中电池片的移位问题，使得每串电池片之间具有相同的间距，即保证了组件美观，也避免了外观质量问题。由于每片电池片背面未设置反光层，而是通过高热导率的下封装层与复合导热背板的绝缘导热层粘结在一起，形成导热通道，保证电池片内的热量通过导热通道快速传导至外界，使得太阳能电池片具有较低的工作温度。对于太阳能电池片间隙区域，网格状的反光层正好嵌入其中，由于反光层对太阳光具有很高的反射率，高于普通的白色背板，使得此区域更多的太阳光通过多次反射最后被电池片利用，整体增加了组件的光能利用率。本发明通过增加组件封装材料的导热性能，大幅降低了电池片的工作温度，通过定向设置反光层，增加了组件的光能利用率，总体使得组件的最大输出功率及发电能力得到显著提升。

以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的技术人员，根据本发明的上述内容，按照本领域的现有技术和知识，结合本发明的基本思想技术，可以做出各种改变或改进，这些改变或改进应该属于本发明保护范围之内。

技术特征：

1.一种光伏组件，包括钢化玻璃层、上封装层、太阳能电池片、下封装层和复合导热背板，其特征在于：所述下封装层掺杂有高导热填料，所述复合导热背板包括反光层、绝缘导热层、导热胶层及金属层，所述反光层为网格结构，包括交叉分布的反光区域和非反光区域，反光区域对应于太阳能电池片间隙区域，非反光区域对应太阳能电池片区域。

2.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述下封装层掺杂的高导热填料为石墨烯、碳纳米管、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化镍、碳化硅或碳化硼中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述高导热填料的形状为粒状、片状、球形、纤维状、立体状或多分支状的一种或多种组合，均匀分散于下封装层中形成导热网链。

4.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述绝缘导热层为无机物或有机聚合物材质。

5.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述绝缘导热层厚度为0.1mm~0.6mm。

6.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述金属层基材为铜、铝、铁、镍、锡、钛、钨、锌及它们的合金或组合。

7.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所所述金属层厚度为0.2mm~3mm。

8.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述上封装层和下封装层为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚烯烃或硅酮。

技术总结
本发明公布了一种具有低工作温度的光伏组件，包括钢化玻璃层、上封装层、太阳能电池片、下封装层和复合导热背板，其特征在于：所述下封装层掺杂有高导热填料，所述复合导热背板包括反光层、绝缘导热层、导热胶层及金属层，所述反光层为网格结构，包括交叉分布的反光区域和非反光区域，反光区域对应于太阳能电池片间隙区域，非反光区域对应太阳能电池片区域。本发明通过在组件中使用具有良好导热性能的封装材料及背板，在组件工作时太阳能电池片的热量可通过背面材料及时导出，使得电池片保持在较低的工作温度，实现组件输出功率及发电量的较大提升。

技术研发人员：王建军;宁兆伟;冯涛;梁丛武;黄涛华;石云;汤栋
受保护的技术使用者：南通美能得新能源科技股份有限公司
技术研发日：2019.12.24
技术公布日：2021.07.13