专利名称：一种太阳能电池组件及其封装方法
技术领域：
本发明涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种太阳能电池组件及其封装方法。
背景技术：
太阳能电池组件，从上至下依次由玻璃板、上胶膜、电池片阵列、下胶膜及背板组成，采用真空热熔层压工艺，将电池片阵列封装在上胶膜和下胶膜之间，完成太阳能电池组件的封装。其中的电池片阵列通常包括多个电池片，电池片上印刷有栅线电极，多个电池片通过焊带串联或并联。制作太阳能电池的单晶硅片主要采用CZ法(直拉单晶制造法)生长〈100〉晶向的圆棒，经过开方，将圆棒切割成横截面为四角带圆弧的准方形柱体，然后经过滚圆机砂轮滚 圆，使原来生长不均匀的圆棒毛胚获得均一的尺寸，一般磨削量为2 5mm，用这种准方形棒进行在线切割，即可获得用于生产的单晶硅片。行业内普遍生产的为6英寸(直径151_)和8英寸(直径196mm)的圆棒，经过上述加工过程形成为125mmX 125mm,和156mmX 156mm四角带圆弧的准方形娃片；125mmX 125mm准方形娃片的圆弧直径为150mm, 156mmX 156mm准方形硅片圆弧直径为195_，这种形状的单晶硅片经过相关工序加工成单晶硅太阳能电池的单晶电池片。然而，目前的太阳能电池组件存在缺点由于在电池片四周存在较多的空隙，尤其是单晶电池片的四个圆角处存在空白倒角区域，造成太阳能电池组件表面入射光线未能有效利用而损耗，降低了太阳能电池组件的发电功率和整体光电转换效率。
发明内容
本发明提供了一种太阳能电池组件及其封装方法，以解决太阳能电池组件的入射光线光学损耗较大，导致发电输出功率较低，整体光电转换效率较低的技术问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种太阳能电池组件，包括玻璃板、上胶膜、电池片阵列、下胶膜、背板和边框，其中，在电池片阵列中的电池片之间形成间隙部，间隙部设置有反光元件，反光元件将入射到间隙部的至少部分光线反射至玻璃板与空气的界面处形成全反射。进一步地，电池片为单晶电池片，间隙部包括单晶电池片的空白倒角区域。进一步地，电池片与边框之间的空隙处也设置有反光元件。进一步地,反光元件具有至少一个反光单元,反光单元的表面镀有反射率大于70%的光反射材料层。进一步地，反光单元为凹面镜结构、凸面镜结构、棱镜结构或平面镜结构。进一步地，光反射材料层是金属膜或者多层介质滤光膜。进一步地，金属膜是铝膜、钛膜或银膜。根据本发明的另一个方面，提供了一种太阳能电池组件的封装方法，包括如下步骤将多个电池片的一面通过胶膜层粘接在玻璃板上；将反光元件压合在多个电池片之间形成的间隙部并固化；将多个电池片的另一面通过胶膜层粘接到背板上；以及将边框包覆在太阳能电池组件的四个侧边。应用本发明的技术方案的太阳能电池组件及其封装方法，通过在电池片之间的间隙部设置反光元件，该反光元件将入射到间隙部的光线反射，被反光元件反射的光线中至少部分到达玻璃板与空气的界面处，在该界面处光线的入射角大于全反射的临界角，从而形成全反射，经过一轮或多轮上述的二次反射过程，光线被引导照射到电池片表面，被电池片吸收，进而转换为电能。因此，本发明的太阳能电池组件的光学损耗降低，输出功率增大，整体光电转换效率提高。
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I示出了用于生产太阳能电池组件的单晶硅片的截面轮廓示意图； 图2示出了太阳能电池组件的电池片阵列的示意图；图3示出了根据本发明的太阳能电池组件的第一实施例的结构示意图；图4示出了根据本发明的太阳能电池组件的第二实施例的结构示意图；图5示出了根据本发明的太阳能电池组件的第三实施例的结构示意图；以及图6示出了根据本发明的太阳能电池组件的第四实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行详细的说明，但如下实施例仅是用以理解本发明，而不能限制本发明，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。在本发明的一种典型实施方式中，太阳能电池组件由上至下依次包括玻璃板、上胶膜、电池片阵列、下胶膜和背板，在太阳能电池组件周边还包括边框，其中，在电池片阵列中的电池片之间形成间隙部，所述间隙部设置有反光元件，该反光元件将入射到间隙部的至少部分光线反射至玻璃板与空气的界面处形成全反射。从太阳能电池组件的玻璃板入射进来的入射光线大部分直接照射在电池片阵列的各个电池片上，但也有一部分照射在了电池片之间形成的间隙部，这部分入射光线往往未能有效利用而白白损耗掉，通过在电池片之间的间隙部设置反光元件，该反光元件将入射到间隙部的光线反射，被反光元件反射的光线中至少部分到达玻璃板与空气的界面处，在该界面处光线的入射角大于全反射的临界角，从而形成全反射，经过一轮或多轮上述的二次反射过程，光线被引导照射到电池片表面，被电池片吸收，进而转换为电能。因此，上述具有光反射功能的反光元件的设置，使得太阳能电池组件的光学损耗降低，输出功率增大，整体光电转换效率提高。在本发明优选的实施方式中，太阳能电池组件的电池片为采用截面轮廓为圆角矩形的单晶硅片制作的单晶电池片，上述间隙部包括各个单晶电池片的空白倒角区域。如图I所示，以156mmX 156mm的单晶电池片组成的太阳能电池组件为例，圆角矩形的两组对边间距H都是156mm，面积Stl为239cm2，四个圆角与相应的邻边延长线所围成的区域为空白倒角区域，该空白倒角区域的面积S= (H2-S0) /4=1. 09cm2,四个空白倒角区域的面积之和4S与圆角矩形面积Stl之比4S/\S 1.8%。对于由60片单晶硅片组成的太阳能电池组件中，上述空白倒角区域的面积总和达到261. 60cm2。可见，随着电池片阵列中单晶硅片数目的增多，空白倒角区域的面积总和也变得相当大，如图2所示，因此，在这些空白倒角区域也设置上述反光元件，能够有效地降低光学损耗，提高太阳能电池组件的输出功率和整体光电转换效率。在本发明优选的实施方式中，电池片与边框之间的空隙处也设置有上述反光元件。由于电池片与边框之间的空隙处也存在光学损耗，因此在该空隙处也设置有上述反光元件，能够进一步降低光学损耗，提高输出功率和整体光电转换效率。在本发明优选的实施方式中，反光兀件具有至少一个反光单兀，该反光单兀的表面镀有反射率大于70%的光反射材料层。通过表面镀覆光反射材料层的方式，可以保证在反光元件的反光单元整个表面上都能有效地对入射光线进行反射。
本发明的反光元件的反光单元可以设计成多种不同的具体形状，只要能够将至少部分入射到间隙部的光线反射至玻璃板与空气的界面处的入射角大于全反射的临界角，形成全反射，从而通过二次反射将原先被损耗掉的光线重新引导照射到电池片表面，被电池片吸收，进而转换为电能即可。例如，如图3所示的第一实施例中，反光单元设置为凹面镜结构，通过在具有凹弧面结构的基材表面镀覆光反射材料层而形成；如图4所示的第二实施例中，反光单元设置为凸面镜结构，通过在具有凸弧面结构的基材表面镀覆光反射材料层而形成；如图5所示的第三实施例中，反光单元设置为棱镜结构，通过在具有凸棱形结构的基材表面镀覆光反射材料层而形成；如图6所示的第四实施例中，反光单元设置为平面镜结构，通过在具有平面结构的基材表面镀覆光反射材料层而形成。其中，上述基材可以选用无机玻璃、有机玻璃(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等聚酯材料、或者其它类似材料作为原材料，采用光刻、机械加工、化学刻蚀、浇铸等工艺方法加工成相应的结构形状，然后采用喷镀、浸镀、溅射等工艺方法在特定结构形状的基材表面镀覆光反射材料层。优选地，上述反光元件的反光单元的表面镀覆的光反射材料层可以是金属膜，也可以是多层介质滤光膜等。进一步优选地，上述金属膜可以是铝膜、钛膜或银膜等。采用这些材料制作光反射材料层，具有对光的吸收系数小、反射率高的优点。在本发明一种典型的实施方式中，上述包括玻璃板、上胶膜、电池片阵列、下胶膜、背板、边框以及反光元件的太阳能电池组件的制造方法包括如下步骤(I)将多个电池片的第一面通过胶膜层粘接在玻璃板上，通常使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)来形成胶膜层；(2)将反光元件压合在多个电池片之间形成的间隙部中并固化；(3)将多个电池片的第二面通过胶膜层粘接到背板上，通常使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)来形成胶膜层；(4)将边框包覆在太阳能电池组件的周边，从而完成封装，通常使用铝合金边框。通过上述方法封装的太阳能电池组件，由于在电池片阵列中多个电池片之间形成的间隙部中压合并固化了反光元件，该反光元件将入射到间隙部的光线反射，被反光元件反射的光线中至少部分到达玻璃板与空气的界面处，在该界面处光线的入射角大于全反射的临界角，从而形成全反射，经过一轮或多轮上述的二次反射过程，光线被引导照射到电池片表面，被电池片吸收，进而转换为电能。因此，上述太阳能电池组件的光学损耗降低，输出功率增大，整体光电转换效率提高。实施例I采用具有空白倒角区域的单晶电池片制作太阳能电池组件，将多个电池片的一面通过EVA胶膜层粘接在玻璃板上；将如图3所示的凹面镜结构的、镀有银膜的反光单元组成的反光元件压合在多个电池片之间形成的间隙部并固化；再将多个电池片的另一面通过EVA胶膜层粘接到背板上；最后将铝合金边框包覆在太阳能电池组件的周边，完成封装。实施例2采用具有空白倒角区域的单晶电池片制作太阳能电池组件，将多个电池片的一面通过EVA胶膜层粘接在玻璃板上；将如图4所示的凸面镜结构的、镀有多层介质滤光膜的反光单元组成的反光元件压合在多个电池片之间形成的间隙部并固化；再将多个电池片的另一面通过EVA胶膜层粘接到背板上；最后将铝合金边框包覆在太阳能电池组件的周边，完成封装。实施例3采用具有空白倒角区域的单晶电池片制作太阳能电池组件，将多个电池片的一面通过EVA胶膜层粘接在玻璃板上；将如图5所示的棱镜结构的、镀有铝膜的反光单元组成的反光元件压合在多个电池片之间形成的间隙部并固化；再将多个电池片的另一面通过EVA胶膜层粘接到背板上；最后将铝合金边框包覆在太阳能电池组件的周边，完成封装。实施例4采用具有空白倒角区域的单晶电池片制作太阳能电池组件，将多个电池片的一面通过EVA胶膜层粘接在玻璃板上；将如图6所示的平面镜结构的、镀有钛膜的反光单元组成的反光元件压合在多个电池片之间形成的间隙部并固化；再将多个电池片的另一面通过EVA胶膜层粘接到背板上；最后将铝合金边框包覆在太阳能电池组件的周边，完成封装。对比例I采用具有空白倒角区域的单晶电池片制作太阳能电池组件，将多个电池片的一面通过EVA胶膜层粘接在玻璃板上；将多个电池片的另二面通过EVA胶膜层粘接到背板上；最后将铝合金边框包覆在太阳能电池组件的周边，完成封装。上述实施例以及对比例所选用的均是相同工艺制作而成的同一批次的单晶电池片。采用相同的光源进行照射，对实施例I 4以及对比例I封装得到的太阳能电池组件进行电性能测试，测试结果如表I所示表I
权利要求
1.一种太阳能电池组件，包括玻璃板、上胶膜、电池片阵列、下胶膜、背板和边框，其特征在于，在所述电池片阵列中的电池片之间形成间隙部，所述间隙部设置有反光元件，所述反光元件将入射到所述间隙部的至少部分光线反射至所述玻璃板与空气的界面处形成全反射。
2.根据权利要求I所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述电池片为单晶电池片，所述间隙部包括所述单晶电池片的空白倒角区域。
3.根据权利要求I所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述电池片与所述边框之间的空隙处也设置有所述反光元件。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，所 述反光元件具有至少一个反光单元，所述反光单元的表面镀有反射率大于70%的光反射材料层。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述反光单元为凹面镜结构、凸面镜结构、棱镜结构或平面镜结构。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述光反射材料层是金属膜或者多层介质滤光膜。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其特征在于，所述金属膜是铝膜、钛膜或银膜。
8.一种如权利要求I至7中任一项所述的太阳能电池组件的封装方法，其特征在于，包括如下步骤 将多个电池片的一面通过胶膜层粘接在玻璃板上； 将反光元件压合在多个所述电池片之间形成的间隙部并固化； 将多个所述电池片的另一面通过胶膜层粘接到背板上；以及 将边框包覆在所述太阳能电池组件的四个侧边。
全文摘要
本发明提供了一种太阳能电池组件及其封装方法。该太阳能电池组件包括玻璃板、上胶膜、电池片阵列、下胶膜、背板和边框，其中，在电池片阵列中的电池片之间形成间隙部，间隙部设置有反光元件，反光元件将入射到间隙部的至少部分光线反射至玻璃板与空气的界面处形成全反射。本发明通过在电池片之间的间隙部设置反光元件，将至少部分入射到间隙部的光线经过一轮或多轮二次反射过程，引导照射到电池片表面，被电池片吸收，进而转换为电能，从而使得太阳能电池组件的光学损耗降低，输出功率增大，整体光电转换效率提高。
文档编号H01L31/048GK102969384SQ20121056059
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者李高非, 刘大伟, 郎芳, 胡志岩, 熊景峰 申请人:英利能源(中国)有限公司