用于背接觸太陽能組件的集成背板及其制備方法
【專利摘要】用于背接觸太陽能組件的集成背板，它自下而上包括基板、芯板和絕緣層，所述絕緣層上開有若干沿其厚度方向貫通的孔，絕緣層自下而上包括第一粘接層、強(qiáng)化層、第二粘接層；所述強(qiáng)化層的材料選自無紡布、石英纖維或竹纖維。本發(fā)明在絕緣層中設(shè)置了第一粘接層和第二粘接層，這兩層粘接層之間設(shè)有強(qiáng)化層，強(qiáng)化層不僅可以增加絕緣層的強(qiáng)度，減小粘接層的厚度，而且由于強(qiáng)化層同第一粘接層和第二粘接層之間的附著力比較大，可以防止第一粘接層和第二粘接層產(chǎn)生收縮和位移，因此本背板具有絕緣層不會收縮和位移、且絕緣性能好的優(yōu)點(diǎn)，從而消除了太陽能電池組件質(zhì)量的下降，并保證絕緣符合要求。
【專利說明】用于背接觸太陽能組件的集成背板及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，具體地說涉及一種用于背接觸太陽能組件的集成背 板及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著太陽能電池技術(shù)的發(fā)展，背接觸式太陽能電池成為發(fā)展趨勢，背接觸式太陽 能電池在成產(chǎn)過程中不需要串焊工序，其制備過程簡單、生產(chǎn)效率高，而且背接觸式太陽能 電池的擋光少，具有優(yōu)異的產(chǎn)品性能。其中背接觸式太陽能電池背板位于太陽能電池板的 背面，用于借助光伏效應(yīng)將陽光轉(zhuǎn)換成電能并對電池片起保護(hù)和支撐作用。
[0003] 現(xiàn)有一種背接觸式太陽能電池背板，它包括基板、芯板和絕緣層，芯板包括支撐 層和金屬箔層，金屬箔層表面沉積有銀膜或銀基合金膜。其中絕緣層大多采用單層的乙 烯-醋酸乙烯共聚物（EVA膜)、聚乙烯醇縮丁醛（PVB膜）或者聚烯烴膜等有機(jī)膜，但是由于 材料本身原因，這層有機(jī)膜在后續(xù)的使用中會產(chǎn)生或多或少的收縮和位移，導(dǎo)致太陽能電 池組件質(zhì)量下降，而減少收縮和位移又會使得材料變薄，導(dǎo)致絕緣達(dá)不到要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種絕緣層不會收縮和位移、且絕緣性能好的 用于背接觸太陽能組件的集成背板。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：用于背接觸太陽能組件的集 成背板，它自下而上包括基板、芯板和絕緣層，所述絕緣層上開有若干沿其厚度方向貫通的 孔，絕緣層自下而上包括第一粘接層、強(qiáng)化層、第二粘接層；所述強(qiáng)化層的材料選自無紡布、 石英纖維或竹纖維。
[0006] 基板的材料選自玻璃、聚偏氟乙烯（PVDF)、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚氟乙 烯復(fù)合膜（TPT)、聚偏氟乙烯復(fù)合膜（KPE)等本領(lǐng)域常用的適用于基板的材料。
[0007] 芯板中支撐層的材料可選用乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)膜、聚乙烯醇縮丁醛 (PVB)膜、聚烯烴類膜等；金屬箔層的材料可選用銀、銅、鋁、鎳、銅鋅合金、銀銅合金、銀鎳合 金、銅鎳合金、鋁及鋁硅合金等。
[0008] 第一粘接層的材料選自乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA膜)、聚乙烯醇縮丁醛（PVB膜） 和聚烯烴膜等有機(jī)膜，膜的厚度在〇. 1-2000微米，所述EVA膜包括但不局限于熱塑型和交 聯(lián)型，PVB膜包括但不局限于大分子結(jié)構(gòu)。
[0009] 第二粘接層的材料選自EVA膜、PVB膜和聚烯烴膜等有機(jī)膜，膜的厚度在0. 1- 2000微米，所述EVA膜包括但不局限于熱塑型和交聯(lián)型，PVB膜包括但不局限于大分子結(jié) 構(gòu)。
[0010]為簡潔描述起見，以下本發(fā)明所述的用于背接觸太陽能組件的集成背板簡稱為本 背板。
[0011] 從上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明在絕緣層中設(shè)置了第一粘接層和第二粘接層，這兩 層粘接層之間設(shè)有強(qiáng)化層，強(qiáng)化層不僅可以增加絕緣層的強(qiáng)度，減小粘接層的厚度，而且由 于強(qiáng)化層同第一粘接層和第二粘接層之間的附著力比較大，可以防止第一粘接層和第二粘 接層產(chǎn)生收縮和位移，因此本背板具有絕緣層不會收縮和位移、且絕緣性能好的優(yōu)點(diǎn)，從而 消除了太陽能電池組件質(zhì)量的下降，并保證絕緣符合要求。
[0012] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述芯板自下而上包括支撐層、金屬箔層、非銀基合金納米膜 層和納米過渡膜層。所述非銀基合金納米膜層的材質(zhì)選自銅、鋁、鎳、黃銅、銅鎳合金、鋁硅 合金等，納米過渡膜層的材質(zhì)選自銀、銀基合金、非銀金屬、非銀基合金。本發(fā)明中納米過渡 膜層采用銀或銀基合金時，非銀基合金納米膜層中不含有鋁。
[0013] 非銀基合金納米膜層與金屬箔層、尤其是鋁質(zhì)金屬箔層之間有較大的附著力，并 且納米過渡膜層與非銀基合金納米膜層之間也具有非常好的附著力，因此金屬箔層、非銀 基合金納米膜層和納米過渡膜層之間能夠牢牢的貼合在一起，避免產(chǎn)生非銀基合金納米膜 層和納米過渡膜層容易脫落的問題，在本背板與太陽能電池片連接后，太陽能電池片與芯 板之間的串聯(lián)電阻值非常小，從而使得背接觸式太陽能電池具有良好的性能。
[0014] 本發(fā)明還提供一種上述用于背接觸太陽能組件的集成背板的制備方法，包括以下 步驟： (1) 采用加熱加壓的方法將支撐層和金屬箔層復(fù)合到一起； (2) 采用高能量磁控反濺射的方法處理金屬箔層； (3) 在金屬箔層表面沉積非銀基合金納米膜層，在非銀基合金納米膜層表面沉積納米 過渡膜層； (4) 對納米過渡膜層、非銀基合金納米膜層和金屬箔層進(jìn)行電路圖的蝕刻后即得所述 芯板； (5) 采用加熱加壓的方法將基板、芯板、第一粘接層、強(qiáng)化層和第二粘接層復(fù)合到一 起； (6) 在第一粘接層、強(qiáng)化層和第二粘接層上打孔。
[0015] 本發(fā)明提供的用于背接觸太陽能組件的集成背板的制備方法的步驟簡單、適用于 工業(yè)化生產(chǎn)、且所得產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。本發(fā)明采用高能量磁控反濺射的方法處理金屬箔層，這 樣可以去除金屬箔層上的有機(jī)污染物和表面氧化層并增加其表面粗糙度，進(jìn)一步增加非銀 基合金納米膜層與金屬箔層之間的附著力。
[0016] 作為本發(fā)明用于背接觸太陽能組件的集成背板的制備方法的改進(jìn)，通過激光蝕刻 對納米過渡膜層、非銀基合金納米膜層和金屬箔層進(jìn)行電路圖的蝕刻。相比昂貴的、不環(huán)保 的化學(xué)刻蝕法，激光蝕刻更加環(huán)保、且成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明用于背接觸太陽能組件的集成背板一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 參見圖1。
[0019] 用于背接觸太陽能組件的集成背板，它自下而上包括基板1、芯板2和絕緣層3,芯 板2自下而上包括支撐層21、金屬箔層22、非銀基合金納米膜層23、納米過渡膜層24,所述 絕緣層3上開有若干沿其厚度方向貫通的孔4,絕緣層3自下而上包括第一粘接層31、強(qiáng)化 層32、弟_粘接層33。
[0020] 芯板2中支撐層21的材料可選用乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)膜、聚乙烯醇縮 丁醛（PVB)膜、聚烯烴類膜等有機(jī)膜；金屬箔層22的材料可選用銀、銅、鋁、鎳、銅鋅合金、銀 銅合金、銀鎳合金、銅鎳合金、鋁及鋁硅合金等；非銀基合金納米膜層23的材質(zhì)選自銅、鋁、 鎳、黃銅、銅鎳合金、鋁硅合金等，納米過渡膜層24的材質(zhì)選自銀、銀基合金、非銀金屬、非 銀基合金，本發(fā)明中納米過渡膜層24采用銀或銀基合金時，非銀基合金納米膜層23中不含 有鋁。
[0021] 第一粘接層31和第二粘接層33的材料選自乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA膜)、聚 乙烯醇縮丁醛（PVB膜)和聚烯烴膜等有機(jī)膜，膜的厚度在0. 1-2000微米，所述EVA膜包括 但不局限于熱塑型和交聯(lián)型，PVB膜包括但不局限于大分子結(jié)構(gòu)。
[0022] 所述強(qiáng)化層32的材料選自無紡布、石英纖維或竹纖維。材料為聚丙烯（pp)的無紡 布是一種不需要紡紗織布而形成的織物，將PP纖維進(jìn)行定向或隨機(jī)排列，形成纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)， 然后采用機(jī)械、熱粘或化學(xué)等方法加固而成。無紡布用的纖維包括但不局限于由離心紡織 和電紡織獲得。
[0023] 上述用于背接觸太陽能組件的集成背板的制備方法，包括以下步驟： (1) 采用加熱加壓的方法將支撐層21和金屬箔層22復(fù)合到一起； 本發(fā)明在具體實(shí)施過程中可采用采用真空加熱層壓或加熱滾壓的方法，加熱溫度范圍 為0°C-200°C，真空度為IPa - lOOPa，時間為1分鐘到20分鐘； (2) 采用高能量磁控反濺射的方法處理金屬箔層22 ; 采用高能量磁控反濺射方法處理金屬箔層22,以去除金屬箔層22上的有機(jī)污染物和 表面氧化層并增加其表面粗糙度； (3) 采用磁控濺射的方法在金屬箔層22表面沉積非銀基合金納米膜層23,在非銀基合 金納米膜層23表面沉積納米過渡膜層24 ; 本發(fā)明在實(shí)施過程中可采用立式在線式磁控濺射鍍膜法，采用直流電源濺射、中頻電 源或射頻電源，具體步驟是：在金屬箔層22上利用陰極磁控濺射制取非銀基合金納米膜層 23,工作電壓在200V - 600V之間，工作電流在5A - 400A之間，工作氣體為氬氣或氬氣摻氮 氣，工作氣壓在IPa-0. IPa之間；在非銀基合金納米膜層23上利用陰極磁控濺射制取納米 過渡膜層24,工作電壓在200V - 600V之間，工作電流在5A - 400A之間，工作氣體為氬氣或 氬氣摻氮?dú)?，工作氣壓在IPa - 0. IPa之間； 制備非銀基合金納米膜層23和納米過渡膜層24所采用的陰極可以是但不局限于平面 靶、旋轉(zhuǎn)靶； (4) 對納米過渡膜層24、非銀基合金納米膜層23和金屬箔層22進(jìn)行電路圖的蝕刻； 本發(fā)明在實(shí)施過程中可采用激光蝕刻的方法，所用激光器的功率為6W - 1000W，波長 為1腦一1060011111，優(yōu)選地為 26611111-39711111、53211111、106411111、1060011111，調(diào)制頻率大于101(取， 脈寬可選用飛秒級、皮秒級、納秒級、微秒級，刻劃出電路圖后用機(jī)械方法去除隔離帶，納米 過渡膜層24、非銀基合金納米膜層23和金屬箔層22上蝕刻出的電路圖圖案相同且位置對 應(yīng)； (5) 采用加熱加壓的方法將基板1、芯板2、第一粘接層31、強(qiáng)化層32和第二粘接層33 復(fù)合到一起，所述方法可以但不局限于熱壓復(fù)合和化合物粘結(jié)復(fù)合； (6) 在第一粘接層31、強(qiáng)化層32和第二粘接層33上打孔，形成孔4,孔4的孔徑為 0.5mm - 5mm，打孔的方式包括但不局限于激光打孔、機(jī)械沖孔、熱熔打孔。
[0024] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 用于背接觸太陽能組件的集成背板，它自下而上包括基板、芯板和絕緣層，其特征在 于：所述絕緣層上開有若干沿其厚度方向貫通的孔，絕緣層自下而上包括第一粘接層、強(qiáng)化 層、第二粘接層；所述強(qiáng)化層的材料選自無紡布、石英纖維或竹纖維。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于背接觸太陽能組件的集成背板，其特征在于：所述芯板自 下而上包括支撐層、金屬箔層、非銀基合金納米膜層和納米過渡膜層。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于背接觸太陽能組件的集成背板的制備方法，包括以下步 驟： (1) 采用加熱加壓的方法將支撐層和金屬箔層復(fù)合到一起； (2) 采用高能量磁控反濺射的方法處理金屬箔層； (3) 在金屬箔層表面沉積非銀基合金納米膜層，在非銀基合金納米膜層表面沉積納米 過渡膜層； (4) 對納米過渡膜層、非銀基合金納米膜層和金屬箔層進(jìn)行電路圖的蝕刻后即得所述 芯板； (5) 采用加熱加壓的方法將基板、芯板、第一粘接層、強(qiáng)化層和第二粘接層復(fù)合到一 起； (6) 在第一粘接層、強(qiáng)化層和第二粘接層上打孔。
【文檔編號】H01L31/049GK104064614SQ201410345982
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】孫嵩泉, 王楊陽, 李晨, 張鳳鳴, 路忠林 申請人:普樂新能源（蚌埠）有限公司, 南京日托光伏科技有限公司