一种薄膜太阳能电池组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉一种薄膜太阳能电池组件，该组件包括前板玻璃、位于前板玻璃内侧的太阳能电池薄膜层、与前板玻璃平行的背板玻璃、以及位于前板玻璃与背板玻璃之间的内粘层和外粘层；以及设于组件侧壁上的接线盒。该电池组件具有良好的耐紫外老化和耐湿热老化的性能，并且其自身老化前性能佳，且降低了组件成本，并提高了电池组件的可靠性。
【专利说明】—种薄膜太阳能电池组件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种薄膜太阳能电池组件，特别涉及一种低成本高可靠性薄膜太阳能电池组件。
【背景技术】
[0002]太阳能是一种绿色无污染并且取之不尽的能源，相对其它能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性、可就地取用，因而在最近十年，太阳能产业成为了全球各国发展的重点。目前主要是通过太阳能电池板将其转换成电能，然后再将其用作其它用途，如路灯、冰箱、电动汽车等。
[0003]常规的太阳能薄膜组件采用EVA+ 丁基胶/硅胶或者PVB作为中间的封装胶膜。EVA作为中间的封装胶膜，虽然价格低廉，但是其在长期太阳辐照作用下，EVA会发生分解，释放出乙酸腐蚀电池片，并且在老化后表现出显著的黄变，导致光伏组件功率的下降，此夕卜，由于丁基胶带较弱的与玻璃粘接性，且EVA树脂本身极性较高，对水分阻隔性能差，长期的室外使用过程中，水分通常从丁基胶粘接界面渗入，渗入组件的水汽会破坏黏合界面，导致无法维持长久粘结力；过多的水汽还会导致EVA胶膜的绝缘性能降低，严重的会引起电池短路；EVA+硅胶时，封边厚度仅I?3mm ;此外丁基胶价格也较昂贵；PVB作为中间的封装胶膜，其价格昂贵，并且其材料本身的体积电阻率和水汽透过率相对较差。
[0004]常规的太阳能薄膜组件因封装膜采用EVA，EVA本身极性较高，并且对水分阻隔差，所以内部汇流的导带采用镀锡焊带，其价格昂贵。
[0005]常规的太阳能薄膜组件所用的接线盒安装在背板玻璃的背面，此种安装方式的缺点在于接线盒两端线缆的长度至少要多于组件的宽度或者长度，浪费成本。
[0006]常规的太阳能薄膜组件所用的背板玻璃须钻孔，工艺复杂，良率偏低。
实用新型内容
[0007]针对现有技术的不足，本申请旨在提供一种低成本、高可靠性的薄膜太阳能电池组件。该电池组件具有良好的耐紫外老化和耐湿热老化的性能，并且其自身老化前性能佳，且降低了组件成本，并提高了电池组件的可靠性，使用寿命延长、提高了组件输出功率。
[0008]为了达到上述的目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0009]一种薄膜太阳能电池组件，包括前板玻璃、位于前板玻璃内侧的太阳能电池薄膜层、与前板玻璃平行的背板玻璃、以及位于前板玻璃与背板玻璃之间的内粘层和外粘层；所述内粘层位于太阳能电池薄膜层的下方，且内粘层的覆盖面积与太阳能电池薄膜层的面积一致；所述外粘层位于内粘层的两侧；所述内粘层为聚烯烃胶膜层或者有机硅膜层，所述外粘层为单组份硅酮密封胶层或双组份硅酮密封胶层。
[0010]所述太阳能电池薄膜层上设有多条用于将太阳能电池薄膜层分割成多个电池单元的激光刻蚀线，沿激光刻蚀线方向，设有导电银胶，在导电银胶上设有汇流条；垂直于激光刻蚀线方向，设有多条绝缘胶带，所述绝缘胶带的两端与汇流条连接，在绝缘胶带上设有用于将多个电池单元之间的正极串联的正极导带与用于将多个电池单元之间的负极串联的负极导带；所述正极导带与负极导带中间连接有SMT贴片二极管，且所述SMT贴片二极管设置在所述前板玻璃的镀太阳能电池薄膜层以外的区域；所述SMT贴片二极管与接线盒连接；所述接线盒设置在与前板玻璃和背板玻璃所在平面相垂直的侧壁上。
[0011]所述汇流条、正极导带和负极导带优选均为铜带。
[0012]所述外粘层的宽度优选为8mm-15mm。
[0013]所述内粘层优选为体积电阻率≥IxlO15 Ω.cm，黄变ΛΥΙ≤1.5的聚烯烃胶膜层或者有机娃膜层。
[0014]所述外粘层优选为体积电阻率≥IxlO15 Ω.cm, WVTR ( 2g/ (day.m2)的单组份硅酮密封胶层或双组份硅酮密封胶层。
[0015]所述前板玻璃优选为超白浮法镀膜玻璃。
[0016]所述背板玻璃优选为无孔的钢化玻璃或者半钢化玻璃。
[0017]下面对本申请做进一步解释和说明:
[0018]薄膜太阳能电池组件用于汇流的导带材质为铜带，与常规涂锡铜带相比，不仅降低了制作要求，更降低了成本，由于铜带具有良好的导电率，能够更好的增加组件的输出功
率。
[0019]薄膜太阳能电池组件的接线盒安装在与所述背板玻璃相垂直的两侧壁上，无需在背板玻璃上钻孔，所以本申请中的背板玻璃为无钻孔普白钢化玻璃，节约成本。
[0020]该封装方法适用于的薄膜太阳能电池组件包括非晶硅单结电池，非晶硅/非晶硅双结电池，非晶硅/非晶锗化硅双结电池，非晶硅/微晶硅双结电池和非晶硅/非晶锗化硅/微晶硅三结电池，铜铟镓硒电池、碲化镉电池等。
[0021]与现有技术相比，本实用新型的优势是:
[0022]1、内粘层的聚烯烃胶膜(简称PO)或者有机硅膜具有优秀的玻璃粘接性能、抗冲击性能、电气性能、水汽透过性能、抗黄变性能、PID风险低等，能够满足组件在户外长期使用的要求。成本低于具有相似性能的PVB，性能优于太阳能电池行业普遍使用的EVA。相对于EVA胶膜，聚烯烃胶膜或者有机硅膜的层压时间可缩短30%左右；相对于PVB胶膜，其层压时间可缩短50%左右。
[0023]2、外粘层的单组份硅酮密封胶或双组份硅酮密封胶具有优秀的阻隔潮气的能力、优异的耐候性、电气性能、界面粘接性能，提高了组件的可靠性。
[0024]3、用于汇流条、导带均为铜带，与常规涂锡铜带相比，不仅降低了制作要求，更降低了成本，由于铜带具有良好的导电率，能够更好的增加组件的输出功率。
[0025]5、本实用新型的外粘层封装厚度为8~15_，增加电池封装后的可靠性能。
[0026]6、接线盒的二极管采用SMT贴片二极管封装在组件内，节省接线盒两端线缆的成本；薄膜太阳能电池组件的接线盒安装在与所述前板玻璃和背板玻璃相垂直的两侧壁上，无需背板玻璃上钻孔，所以背板玻璃采用无孔普白钢化玻璃，节省成本，简单了工艺要求，提闻良率。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是电池组件的结构示意图；[0028]图2是电池组件中太阳能电池薄膜层上所述导电银胶、汇流条、绝缘胶带、导带的布置关系结构示意图；
[0029]图3是电池组件的接线盒安装位置示意图；
[0030]图4是单夹安装示意图；
[0031]图5是双夹安装示意图；
[0032]图6是实施例1所述工艺流程图；
[0033]图7是实施例2所述工艺流程图；
[0034]其中，I是前板玻璃，2是外粘层，3是内粘层，4是背板玻璃，5是太阳能电池薄膜层，6是接线盒，7是正极导带，8是汇流条，9是镀太阳能电池薄膜的区域，10是镀太阳能电池薄膜以外的区域，11是SMT贴片二极管，12是单夹或双夹，13是绝缘胶带，14是刻蚀线，15是固定块，16是负极导带，箭头表示光线入射方向。
【具体实施方式】
[0035]下面结合实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0036]实施例1
[0037]一种薄膜太阳能电池组件，包括前板玻璃1、位于前板玻璃内侧的太阳能电池薄膜层5、与前板玻璃平行的背板玻璃4、以及位于前板玻璃与背板玻璃之间的内粘层3和外粘层2 ;所述内粘层3位于太阳能电池薄膜层5的下方，且内粘层的覆盖面积与太阳能电池薄膜层的面积一致；所述外粘层2位于内粘层3的两侧；所述太阳能电池薄膜层5上设有多条用于将太阳能电池薄膜层分割成多个电池单元的激光刻蚀线14，沿激光刻蚀线方向，设有导电银胶，在导电银胶上设有汇流条8 ;垂直于激光刻蚀线方向，设有多条绝缘胶带13，所述绝缘胶带13的两端与汇流条8连接，在绝缘胶带上设有用于将多个电池单元之间的正极串联的正极导带7与用于将多个电池单元之间的负极串联的负极导带16 ;其特征是，所述内粘层3为聚烯烃胶膜层或者有机硅膜层，所述外粘层2为单组份硅酮密封胶层或双组份硅酮密封胶层；所述正极导带7与负极导带16中间连接有SMT贴片二极管11，且所述SMT贴片二极管11设置在所述前板玻璃的镀太阳能电池薄膜层以外的区域10 ;所述SMT贴片二极管11与接线盒连接；所述接线盒6设置在与前板玻璃I和背板玻璃4所在平面相垂直的侧壁上。所述正极导带7和负极导带16为铜带。所述外粘层2的宽度为8mm-15mm。
[0038]所述薄膜太阳能电池组件的封装方法，工艺流程图如图6所示，具体步骤为:
[0039]①超白浮法镀膜玻璃外观检验〈超白浮法镀膜玻璃的磨边倒角采用直线45°斜边，镀膜面<锡面〉;
[0040]②在前板玻璃上镀太阳能电池薄膜层；
[0041]③对所述太阳能电池薄膜层进行激光刻蚀，形成多个电池单元；沿刻蚀线方向，在太阳能电池单元上铺设多条导电银胶，然后在导电银胶上粘贴汇流条，并用固定垫将汇流条固定在太阳能电池单元上；垂直于刻蚀线方向，在太阳能电池单元上粘贴多条绝缘胶带，绝缘胶带的两端分别与汇流条相连接；在绝缘胶带上铺设导带，导带伸出电池单元所在区域；所述导带为铜带；焊接焊点，使得导带与汇流条相连接，形成将多个太阳能电池单元之间的正极串联的正极导带与将多个太阳能电池单元之间的负极串联的负极导带；将正极导带与负极导带用SMT贴片二极管连接，且所述SMT贴片二极管贴在所述前板玻璃的镀太阳能电池薄膜层以外的区域；
[0042]④将3M聚烯烃膜铺设在前板镀膜玻璃膜层内的区域，即距离边缘14mm处；
[0043]⑤铺设背板玻璃〈背板玻璃的磨边倒角同超白浮法镀膜玻璃，采用直线45°斜边，非锡面<锡面〉;
[0044]⑥层压过程如下:
[0045]I)抽真空，使层压机内的下室真空≤-1OOKPa ；
[0046]2)层压的温度设定为150°C，层压时间为15分钟，并将层压机上腔的压力设定在-0.5KPa ；
[0047]3)冷却；
[0048]⑦安装接线盒，将接线盒与所述SMT贴片二极管连接，并通过单夹或者双夹将接线盒设置在与前板玻璃和背板玻璃所在平面相垂直的侧壁上。
[0049]⑧用单组份粘结密封型硅酮胶填充四周，约8mm宽；
[0050]⑨测试功率和绝缘电阻；
[0051]⑩粘贴标签；
[0052]?测试湿漏电阻。
[0053]所述的前板受光面玻璃为超白浮法镀膜玻璃；所述的内粘层为聚烯烃膜，采用3M公司生产的；所述的外粘层为单组份粘接密封型硅酮胶(其水汽透过率为≤ 2g/m2.day，体积电阻率为≥IO15 Ω.cm，粘接力≥80N/cm，剪切强度≥1.3MPa);所述的背板玻璃为普白钢化玻璃。
[0054]实施例2
[0055]具体电池组件结构和制备步骤同实施例1，所述的内粘层为有机硅膜，采用瓦克公司生产的；所述的外粘层为单组份粘接密封型硅酮胶(其水汽透过率为<2g/m2*day，体积电阻率为≥1O15 Ω.cm，粘接力≥80N/cm，剪切强度≥1.3MPa);所述的背板玻璃为普白钢化玻璃。
[0056]对比实施例3
[0057]普通薄膜太阳能电池组件，包括前板受光面玻璃、背板带孔玻璃，两层玻璃之间采用EVA材料做粘结层，四周铺设丁基胶封边。
[0058]对比实施例4
[0059]普通薄膜太阳能电池组件，包括前板受光面玻璃、背板带孔玻璃，两层玻璃之间采用PVB材料做粘结层。
[0060]本实用新型实施例1-4所得电池组件性能测试结果如表1所示:
[0061]表1实施例1-4的结果对比
[0062]
【权利要求】
1.一种薄膜太阳能电池组件，包括前板玻璃(1)、位于前板玻璃内侧的太阳能电池薄膜层(5)、与前板玻璃平行的背板玻璃(4)、以及位于前板玻璃与背板玻璃之间的内粘层(3)和外粘层(2);所述内粘层(3)位于太阳能电池薄膜层(5)的下方，且内粘层的覆盖面积与太阳能电池薄膜层的面积一致；所述外粘层(2)位于内粘层(3)的两侧；其特征是，所述内粘层(3)为聚烯烃胶膜层或者有机硅膜层，所述外粘层(2)为单组份硅酮密封胶层或双组份硅酮密封胶层。
2.根据权利要求1所述薄膜太阳能电池组件，其特征是，所述太阳能电池薄膜层(5)上设有多条用于将太阳能电池薄膜层分割成多个电池单元的激光刻蚀线(14)，沿激光刻蚀线方向，设有导电银胶，在导电银胶上设有汇流条(8);垂直于激光刻蚀线方向，设有多条绝缘胶带(13)，所述绝缘胶带(13)的两端与汇流条(8)连接，在绝缘胶带上设有用于将多个电池单元之间的正极串联的正极导带(7)与用于将多个电池单元之间的负极串联的负极导带(16);所述正极导带(7)与负极导带(16)中间连接有SMT贴片二极管(11)，且所述SMT贴片二极管(11)设置在所述前板玻璃的镀太阳能电池薄膜层以外的区域(10);所述SMT贴片二极管(11)与接线盒连接；所述接线盒(6)设置在与前板玻璃(1)和背板玻璃(4)所在平面相垂直的侧壁上。
3.根据权利要求2所述薄膜太阳能电池组件，其特征是，所述汇流条(8)、正极导带(7)和负极导带(16)均为铜带。
4.根据权利要求1或2所述薄膜太阳能电池组件，其特征是，所述外粘层(2)的宽度为8mm_15mmο
5.根据权利要求1或2所述薄膜太阳能电池组件，其特征是，所述内粘层为体积电阻率≥1xlO15 Ω.cm，黄变指数Λ Y1≤ 1.5的聚烯烃胶膜层或者有机硅膜层。
6.根据权利要求1或2所述薄膜太阳能电池组件，其特征是，所述外粘层为体积电阻率≥1xlO15 Ω.cm，水汽透过率WVTR ≤2g/ (day.m2)的单组份硅酮密封胶层或双组份硅酮密封胶层。
7.根据权利要求1或2所述薄膜太阳能电池组件，其特征是，所述前板玻璃(1)为超白浮法镀膜玻璃。
8.根据权利要求1或2所述薄膜太阳能电池组件，其特征是，所述背板玻璃(4)为无孔的钢化玻璃或者半钢化玻璃。
【文档编号】H02S40/34GK203746871SQ201320849624
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】王晓娜, 丁敦庆, 李廷凯 申请人:湖南共创光伏科技有限公司