專利名稱：太陽能光伏全黑式組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能發(fā)電技術(shù)，具體地說是一種CTM較低，吸光性能好，尤其適合解決寒冷地區(qū)的光伏發(fā)電的太陽能光伏全黑式組件。
背景技術(shù)：
隨著化石能源逐步消耗，能源危機(jī)以展現(xiàn)在人們面前，按照目前的發(fā)展趨勢，煤、石油和天然氣等化石能源包括核電站所用的鈾材料在100— 200年終將消耗殆盡。其中光伏發(fā)電持有一系列特有優(yōu)勢，首先，太陽能所用的主要材料為硅材料，硅材料儲量豐富，為地殼上除氧之外的豐富排列第二，達(dá)26%之多；光伏發(fā)電沒有燃燒過程，不排放溫室氣體；廢氣和廢水，環(huán)境友好；沒有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，不存在機(jī)械磨損，無噪聲；發(fā)電不用冷卻水，能夠在無水的荒漠地帶安裝；在城市可以安裝到屋頂和墻面，不單獨(dú)占地；模塊化結(jié)構(gòu)，規(guī)模 大小隨意；使用壽命長(可達(dá)25年以上)，一次投資多年收益；維護(hù)管理簡單，可實(shí)現(xiàn)無人值守，維護(hù)成本極低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種主要是對大型電站安裝和對外觀有需求的建筑物使用的太陽能光伏全黑式組件。相對于普通組件，全黑式組件CTM較低，可以在寒冷地帶不受影響，同時因?yàn)楹谏猓庥^突出，在功率上沒有爭議，衰減速度慢。尤其適合在天氣寒冷地帶使用。另外，黑色組件更有可觀賞性和挑選性，非常適合進(jìn)行屋頂電站及建筑一體化搭建使用。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是太陽能光伏全黑式組件，包括鋼化玻璃、高透光復(fù)合膜、太陽能電池片或電池片組、復(fù)合膜、邊框，其特征在于，所述邊框內(nèi)由上而下層疊設(shè)置有鋼化玻璃、上層高透光復(fù)合膜、太陽能電池片或電池片組、下層高透光復(fù)合膜和復(fù)合膜。所述太陽能電池片或電池片組與接線盒相連。該接線盒為高密封性接線盒，主要起到一個引線和保護(hù)的功能，通過高密封性接線盒將電池組件的電流引出，以便更好的進(jìn)行串并鏈接。從而達(dá)到建設(shè)電站和發(fā)電系統(tǒng)的目的。同時高密封性接線盒中配有二極管和自動斷開保護(hù)功能，保證短路狀態(tài)下自動斷開電路保護(hù)組件。其主要特性為外殼采用進(jìn)口高級原料(PPO)生產(chǎn)，具有極高的抗老化，耐紫外線能力，適用于室外惡劣環(huán)境條件下的使用，使用實(shí)效長達(dá)30年以上。接線盒也可以根據(jù)需要可以任意內(nèi)置2 6個接線端子。所有的接線盒連接方式均采用快速插入式方式連接。其高密封性防護(hù)等級為IP65。線盒中的阻流二極管采用肖特基旁路二極管，肖特基旁路二極管是貴金屬(金、銀、鋁、鉬等)A為正極，以N型半導(dǎo)體B為負(fù)極，利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性而制成的金屬半導(dǎo)體器件。最顯著的特點(diǎn)為反向恢復(fù)時間極短(可以小到幾納秒)，正向?qū)▔航祪H0. 4V左右。所述鋼化玻璃為超白低鐵絨面鋼化玻璃或鍍膜鋼化玻璃，主要起到透光和保護(hù)作用。超白低鐵絨面鋼化玻璃的主要生產(chǎn)工藝為“壓延法”它是采用特制的花輥，通過在玻璃上下表面壓制特殊的壓花花紋設(shè)計(jì)減少玻璃定向反射，增加內(nèi)反射效應(yīng)，促進(jìn)其有效的吸收太陽光能，最大限度地提高太陽光線的透過率，提高發(fā)電效能。具有高太陽能透過率、低反射率、低含鐵量、高機(jī)械強(qiáng)度、高平整度等優(yōu)異特點(diǎn)。其高性能3. 2mm厚的玻璃在太陽電池光譜響應(yīng)的波長范圍內(nèi)(320-1100nm)可見光透光率達(dá)91. 7%以上，對于大于1200 nm的紅外光有較高的反射率。此玻璃同時能耐太陽紫外光線的輻射，透光率不下降。超白低鐵絨面鋼化玻璃還具有超強(qiáng)的抗機(jī)械沖擊力和抗風(fēng)、雪等巨大的壓力。所述高透光復(fù)合膜為高透光醋酸乙烯復(fù)合膜，分為兩層，主要起到粘合和保護(hù)作用。上層高透光醋酸乙烯復(fù)合膜覆蓋鏈接玻璃和電池片，下層高透光醋酸乙烯復(fù)合膜覆蓋鏈接聚氟乙烯復(fù)合膜和電池片。其主要成分為乙烯-醋酸(乙烯)共聚物，是一種膜狀熱熔膠。其基本特性為=EVA用于太陽能電池組件的封裝，在常溫下無粘性，便于裁剪操作。使用時，在一定條件熱壓便發(fā)生熱熔粘結(jié)與交聯(lián)固化，變得透明，其固化后的透光率在AMl. 5光譜下高達(dá)91%以上，產(chǎn)生永久性的粘合密封。固化后的EVA能承受大氣變化且具有彈性，可經(jīng)受各種氣候環(huán)境和惡劣條件下使用。EVA的主要作用是粘結(jié)密封，將電池片、玻璃、背板粘貼成一個整體，對太陽電池組件的質(zhì)量與壽命起著至關(guān)重要的作用。所述復(fù)合膜為聚氟乙烯復(fù)合膜，為黑色，對陽光起吸收和過濾反射作用，因此對組件的效率略有提高，并因其具有較高的紫外發(fā)射率，還可降低組件的工作溫度，也有利于提高組件的效率。當(dāng)然，此復(fù)合膜首先具有太陽電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、絕緣、耐壓、不透氣等基本要求。聚氟乙烯復(fù)合膜是由2層Tedlar中間一層PVF或者PET組成。Tedlar中不含可塑劑，顏色持久穩(wěn)定、抗漂白劑、防止粉化和真菌生長。其表面斥力大，可以防止灰塵玷污，容易清洗維護(hù)。而且，既便是最強(qiáng)的洗滌劑也不會損壞Tedlar薄膜。從零下70度到110度，Tedlar均可保證優(yōu)異的性能，瞬間溫度峰值最高到200度亦不會對其造成破壞。所述聚氟乙烯復(fù)合膜為黑色，由2層Tedlar中間一層PVF或者PET組成。位于電池組件最底層，主要起到保護(hù)全黑式組件的作用，同時聚氟乙烯材料感光性比較高，能夠更好的吸收太陽光，從而提高太陽光的有效利用率和組件的發(fā)電效率。所述焊帶為銅錫合金焊帶，又稱鍍錫銅帶或涂錫銅帶，分匯流帶和互連條，應(yīng)用于光伏組件電池片的連接，焊帶是光伏組件焊接過程中的重要原材料，焊帶質(zhì)量的好壞將直接影響到光伏組件電流的收集效率，對光伏組件的功率影響很大。銅錫合金焊帶的銅基是采用進(jìn)口精煉韌性無氧銅/T2紫銅，含銅量為99. 99%以上，導(dǎo)電率> 98%以上，銅基的電阻率為彡0. 0165Qmm2/m。涂層成分62%Sn36%Pb2%Ag，單面涂層厚度為0. 05mm。所述電池片組是由2 —198片太陽能電池片通過焊帶串聯(lián)而成。是最主要的發(fā)電部件，該太陽能電池片是由晶體硅片加工而成。首先按照功率檔次進(jìn)行設(shè)計(jì)配算，然后再通過銅錫合金焊帶將電池片按照正負(fù)逐片串聯(lián)起來，形成電流進(jìn)行發(fā)電。其主要以硅半導(dǎo)體材料為主，其中又以單晶硅和多晶硅為代表。其特點(diǎn)為效率高，低衰減，可靠性強(qiáng)，先進(jìn)的擴(kuò)散技術(shù)，保證了片間片內(nèi)的良好均勻性，降低了電池片之間的匹配損失。其次運(yùn)用先進(jìn)的管式PECVD成膜技術(shù)，使得覆蓋在電池表面的深藍(lán)色氮化硅減反射膜致密、均勻、美觀。為確保了電極良好的導(dǎo)電性、可焊性以及背場的平整性；應(yīng)用高品質(zhì)的金屬漿料制作電極和背場。高精度的絲網(wǎng)印刷圖形，使得電池片易于焊接。太陽能電池片主要特性為超薄(總厚度約190±20微米)、效率高(光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)18%以上)、重量輕(單晶125X 125mm的電池片單片的重量僅為7g)。所述邊框?yàn)楦邚?qiáng)度鋁合金邊框，是以鋁為主要材料的合金材料(6063T5)，表面有一層很薄的復(fù)合膜(氧化膜+涂層)。合金材料主要含有(鎂、硅、鐵、銅、錳、鋅、鈦等)。鋁合金邊框是太陽能電池組件的邊框，主要起到一個固定安裝的功能。鋁合金邊框通過四角角碼鏈接可以將全黑式組件很好的固定并按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)配有安裝孔，以便于電站和系統(tǒng)的安裝。同時配有標(biāo)準(zhǔn)出水孔，保證雨雪天氣下，組件背面不會出現(xiàn)積水現(xiàn)象。本實(shí)用新型的太陽能光伏全黑式組件與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果是本實(shí)用新型的太陽能光伏全黑式組件與現(xiàn)有技 術(shù)相比，具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、安全性好、壽命長等特點(diǎn)；直流電壓輸出穩(wěn)定，卓越的弱光效應(yīng)，美觀堅(jiān)固抗風(fēng)雪，25年輸出功率保證，光電轉(zhuǎn)換效率高(16%以上)，低衰減，可靠性強(qiáng)。
附圖I為本實(shí)用新型的工作原理示意圖；附圖2為本實(shí)用新型的工作原理電器連接示意圖；附圖3為本實(shí)用新型的外形正面示意圖；附圖3-1為本實(shí)用新型的外形反面示意圖；附圖3-2為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3-3為本實(shí)用新型的安裝示意圖；附圖4為多個太陽能光伏全黑式組件串聯(lián)示意圖。圖中，I、包括超白低鐵絨面鋼化玻璃，2、上層高透光醋酸乙烯復(fù)合膜，3、高效率太陽能電池片或電池片組，4、下層高透光醋酸乙烯復(fù)合膜，5、聚氟乙烯復(fù)合膜，6、銅錫合金焊帶，7、高密封性接線盒，8、高強(qiáng)度鋁合金邊框。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的太陽能光伏全黑式組件作以下詳細(xì)地說明。所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。如附圖所示，本實(shí)用新型的太陽能光伏全黑式組件，其結(jié)構(gòu)包括超白低鐵絨面鋼化玻璃I、上層高透光醋酸乙烯復(fù)合膜2、高效率太陽能電池片或電池片組3、下層高透光醋酸乙烯復(fù)合膜4、聚氟乙烯復(fù)合膜5、銅錫合金焊帶6、高密封性接線盒7和高強(qiáng)度鋁合金邊框8，所述高強(qiáng)度鋁合金邊框8內(nèi)由上而下層疊設(shè)置有超白低鐵絨面鋼化玻璃I、上層高透光醋酸乙烯復(fù)合膜2、高效率太陽能電池片或電池片組3、下層高透光醋酸乙烯復(fù)合膜4、聚氟乙烯復(fù)合膜5 ;所述電池片組有32片太陽能電池片并通過銅錫合金焊帶6串聯(lián)在一起構(gòu)成串聯(lián)電路，所述聞效率太陽能電池片3的串聯(lián)電路與聞密封性接線盒7相連。太陽能光伏全黑式組件的工作原理是基于“光生伏特效應(yīng)”。它實(shí)質(zhì)上是一個大面積的PN結(jié)，當(dāng)光照射到PN結(jié)的一個面，例如P型面。光伏發(fā)電時，若光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，那么P型區(qū)每吸收一個光子就產(chǎn)生一對自由電子和空穴，電子-空穴對從表面向內(nèi)迅速擴(kuò)散，在結(jié)電場的作用下，最后建立一個與光照強(qiáng)度有關(guān)的電動勢。將在P區(qū)和N區(qū)之間產(chǎn)生一個向外的可測試的電壓，對晶體硅太陽能電池來說，開路電壓的典型數(shù)值為0.5 0.6V。通過光照在界面層產(chǎn)生的電子一空穴對越多，電流越大。界面層吸收的光能越多，界面層即電池面積越大，在太陽能電池中形成的電流也越大。[0029]太陽能光伏全黑式組件就是根據(jù)這個原理，同時結(jié)合客戶對于系統(tǒng)電壓的要求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)配算。本實(shí)用新型的太陽能光伏全黑式組件其加工制作簡單方便，按說明書附圖所示加工制作即可。除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)?！?br> 權(quán)利要求1.太陽能光伏全黑式組件，包括鋼化玻璃、高透光復(fù)合膜、太陽能電池片或電池片組、復(fù)合膜、邊框，其特征在于，所述邊框內(nèi)由上而下層疊設(shè)置有鋼化玻璃、上層高透光復(fù)合膜、太陽能電池片或電池片組、下層高透光復(fù)合膜和復(fù)合膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能光伏全黑式組件，其特征在于，所述太陽能電池片或電池片組與接線盒相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能光伏全黑式組件，其特征在于，所述接線盒為高密封性接線盒。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能光伏全黑式組件，其特征在于，所述鋼化玻璃為超白低鐵絨面鋼化玻璃或鍍膜鋼化玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能光伏全黑式組件，其特征在于，所述高透光復(fù)合膜為高透光醋酸乙烯復(fù)合膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能光伏全黑式組件，其特征在于，所述復(fù)合膜為聚氟乙烯復(fù)合膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能光伏全黑式組件，其特征在于，所述焊帶為銅錫合金焊帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能光伏全黑式組件，其特征在于，所述電池片組是由2 —198片太陽能電池片通過焊帶串聯(lián)而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的太陽能光伏全黑式組件，其特征在于，所述邊框?yàn)楦邚?qiáng)度鋁合金邊框。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種太陽能光伏全黑式組件，屬于太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)包括鋼化玻璃、高透光復(fù)合膜、太陽能電池片或電池片組、復(fù)合膜、邊框，其特征在于，所述邊框內(nèi)由上而下層疊設(shè)置有鋼化玻璃、上層高透光復(fù)合膜、太陽能電池片或電池片組、下層高透光復(fù)合膜和復(fù)合膜。本實(shí)用新型的太陽能光伏全黑式組件與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、安全性好、壽命長等特點(diǎn)；直流電壓輸出穩(wěn)定，卓越的弱光效應(yīng)，美觀堅(jiān)固抗風(fēng)雪，25年輸出功率保證，光電轉(zhuǎn)換效率高(16%以上)，低衰減，可靠性強(qiáng)。
文檔編號H01L31/05GK202513177SQ201220111059
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者李海軍, 滕永坤, 薛海英 申請人:山東中晶新能源有限公司