一种高发电量晶硅太阳能电池组件及其制作工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池领域，具体是一种高发电量晶硅太阳能电池组件及其制作工艺。
【背景技术】
[0002]尽管太阳能电池的应用能有效地减少人类生产活动对化石燃料的依赖，太阳能电池组件的发电效率至今依然制约着太阳能发电技术的发展。因此，提高太阳能电池组件的单位发电量对光伏工业的发展起着关键性作用。
[0003]太阳能电池组件实现将光能转换为电能，在实际生产生活中提供电力。在现行光伏产品市场中，单晶/多晶硅太阳能电池组件仍占据主导位置。因此，大幅度提升单晶/多晶硅太阳能电池组件单位发电总量成为光伏行业必须突破的技术关键点。尤其对于光伏电站的建设和运营，太阳能电池组件发电总量的大幅提高将创造出巨大的经济效益。
[0004]对于现行光伏市场的单晶/多晶硅太阳能电池组件，存在以下几点短板。一为，上表面封装材料为镀膜特殊钢化玻璃，透光率一般为90%至93%，对光线抗反射效果差，该种材料透光率难以进一步提升；二为，当前单晶/多晶硅太阳能电池组件无法有效地控制入射光线，实现最大化吸收利用；三为，现行单晶/多晶硅太阳能电池组件对入射光角度依赖性强；四为，现行单晶/多晶硅太阳能电池组件无法有效延长发电时间；五为，空气中的颗粒物(如灰尘)等降落在太阳能电池组件表面，会阻挡部分光线的照射，造成太阳能电池组件发电总量减少。
[0005]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种高发电量晶硅太阳能电池组件及其制作工艺，在晶硅太阳能电池组件封装技术和结构的基础上，将具有微纳米陷光结构的一种薄膜材料层引入到太阳能电池组件中，使得太阳能电池组件具有强抗反射、大幅度降低对入射光的角度依赖性、表面强疏水性、高透光率等的性能。因此，本发明提及的太阳能电池组件能实现大幅度提尚发电总量。
[0006]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种高发电量晶硅太阳能电池组件，其特征在于:包括从上至下依次层叠的前表面层、胶质密封层、晶硅太阳能电池片层、胶质密封层、背支撑板，其特征在于:所述前表面层材料为乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜，乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜上具有三维微纳米阵列结构；所述胶质密封层为乙烯-醋酸乙烯共聚物或者热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU ;
所述晶硅太阳能电池片层为单晶硅太阳能电池或者多晶硅太阳能电池；
所述背支撑板为钢化玻璃或者其他具有良好机械强度的聚合物材料。
[0007]所述的一种高发电量晶硅太阳能电池组件，其特征在于:所述前表面层的厚度为25微米或者50微米，构成前表面层的乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜上的三维微纳米阵列结构有以下三种:
(I )、三维微纳米全息结构的形状为规则金字塔阵列，金字塔底边长宽相等为50 μ m，高度为23 μ m，纵横比为1:2，金字塔结构周期为60微米； (2)、三维微纳米全息结构的形状为带有脊梁分隔的规则金字塔阵列，金字塔底边长宽相等为50 μ m，高度为10 μ m，纵横比为1:5，金字塔结构周期为70微米，金字塔之间带有凸起的脊作分隔，脊梁高度为10 μ m ;
(3)、三维微纳米全息结构的形状为蛾眼阵列结构，蛾眼底面直径300微米，高150微米，纵横比为1:2，周期300微米。
[0008]所述的一种高发电量晶硅太阳能电池组件，其特征在于:还包括有框在各层外的铝合金边框，以及粘结在背支撑板上并与晶硅太阳能电池片层连接的接线盒。
[0009]一种高发电量晶硅太阳能电池组件的制作工艺，其特征在于:包括以下步骤:
(1)、首先将各层按顺序层叠好形成太阳能电池组件，然后将具有三维微纳米结构的镍模具以及辅助加热装置放于乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜之上，并与层叠好的太阳能电池组件一起放入太阳能电池组件层压机内；将太阳能电池组件层压机的辅助加热装置加热至260摄氏度后由太阳能电池组件层压机施加压力，压力值为一个大气压，随后立刻停止加执.(2)、太阳能电池组件层压机通过抽真空将太阳能电池组件内的空气抽出，然后加热至140摄氏度使胶质密封层熔化，将乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜、晶硅太阳能电池片层和背支撑板粘接在一起，保持加温加压的时间约为20分钟后，完成组件层压，送出机腔，冷却后进行削边去除层压时待胶质密封层融化后由于压力向外延伸固化而形成的毛边，随机装上接线盒和铝合金边框，完成高发电量晶硅太阳能电池组件的制作。
[0010]本发明优点为:
1.大幅提高组件发电总量；
2.微纳米阵列的组件表面使得太阳能电池组件表面具有强疏水性。结合ETFE薄膜的抗粘性，落在太阳能电池组件表面的灰尘或油渍不容易附着于太阳能电池组件表面，当雨水冲刷的时候，颗粒物(如灰尘)会被自动冲走；
3.提高太阳能电池组件前表面透光率。透光率由原本光伏玻璃的90%提升至ETFE薄膜的95% ；
4.减弱或消除太阳能电池组件对光线入射角度依赖性大的问题；
5.太阳能电池组件的封装工艺改造成本能被有效控制，在提升组件性能的同时，能快速接入成熟的大规模批量化实际生产中，实现低成本高效率生产，创造出巨大经济效益。
【附图说明】
[0011]图1为本发明结构示意图。
[0012]图2为不同表面结构对光线的吸收示意图，其中:
图2a为平面结构表面对入射光的反射和吸收图，图2b为三维微纳米结构对入射光的反射和吸收图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，一种高发电量晶硅太阳能电池组件，包括从上至下依次层叠的前表面层1、胶质密封层2-1、晶硅太阳能电池片层3、胶质密封层2-2、背支撑板4，前表面层I材料为乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜，乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜上具有三维微纳米阵列结构；
胶质密封层2-1和2-2为乙烯-醋酸乙烯共聚物或者热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU ; 晶硅太阳能电池片层3为单晶硅太阳能电池或者多晶硅太阳能电池；
背支撑板4为钢化玻璃或者其他具有良好机械强度的聚合物材料。
[0014]前表面层I的厚度为25微米或者50微米，构成前表面层的乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜上的三维微纳米阵列结构有以下三种:
(I )、三维微纳米全息结构的形状为规则金字塔阵列，金字塔底边长宽相等为50 μ m，高度为23 μ m，纵横比为1:2，金字塔结构周期为60微米；
(2)、三维微纳米全息结构的形状为带有脊梁分隔的规则金字塔阵列，金字塔底边长宽相等为50 μ m，高度为10 μ m，纵横比为1:5，金字塔结构周期为70微米，金字塔之间带有凸起的脊作分隔，脊梁高度为10 μ m ;
(3)、三维微纳米全息结构的形状为蛾眼阵列结构，蛾眼底面直径300微米，高150微米，纵横比为1:2，周期300微米。
[0015]还包括有框在各层外的铝合金边框，以及粘结在背支撑板上并与晶硅太阳能电池片层连接的接线盒。
[0016]一种高发电量晶硅太阳能电池组件的制作工艺，包括以下步骤:
(1)、首先将各层按顺序层叠好形成太阳能电池组件，然后将具有三维微纳米结构的镍模具以及辅助加热装置放于乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜之上，并与层叠好的太阳能电池组件一起放入太阳能电池组件层压机内；将太阳能电池组件层压机的辅助加热装置加热至260摄氏度后由太阳能电池组件层压机施加压力，压力值为一个大气压，随后立刻停止加执.