硅太陽能組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體太陽能光伏設(shè)備組件，特別是硅太陽能組件。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池組件是一種由于光生伏特效應(yīng)而將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能的器件，太陽能是一種新型能源，具有永久性、清潔性和靈活性三大優(yōu)點。太陽能電池組件的壽命比較長，其主要由低鐵超白鋼化玻璃、EVA膠膜、晶體硅太陽能電池陣列以及背板在一定的溫度、壓力和真空條件下熔融、粘結(jié)形成剛性的整體結(jié)構(gòu)?？紤]太陽能電池組件在實際中的使用效果，單位面積功率產(chǎn)出已經(jīng)成為評價光伏組件的重要參數(shù)之一。同時，考慮單晶硅、多晶硅原材料的短缺、晶片成本高以及降低生產(chǎn)成本等因素，在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上必須提高太陽能電池組件的光電轉(zhuǎn)化效率，即高效率的太陽能電池組件。可以知道的是，太陽能組件的效率不僅僅受到光照效率的影響，組件的溫度同樣會對發(fā)電效率產(chǎn)生較大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明公開了硅太陽能組件具有組件結(jié)構(gòu)堅定穩(wěn)定，太陽能利用效率高，發(fā)電效率高，同時具有良好的散熱性能，使用壽命長，在壽命期限內(nèi)效率穩(wěn)定，不易發(fā)生損壞。
[0004]本發(fā)明公開的硅太陽能組件，包括鋼化玻璃層、EVA層1、硅層(可以根據(jù)產(chǎn)品需要選用單晶硅或者多晶硅，形成合適的晶片或者薄層，其中薄層可以為硅摻雜高聚物的柔性薄層或者剛性薄層)、EVA層II以及背板，
[0005]鋼化玻璃層，其外表面還鍍覆有至少一層增透膜，所述每一層增透膜的厚度為d，且 d = (n+0.25) λ，其中 λ = 400-760nm ；
[0006]EVA層II，其為外露表面(即EVA層I在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中不做遮蔽處理時直接暴露于空氣中的部分，下同)包覆有隔氧層(隔氧層為密閉性的具有氧氣阻隔能力薄層，下同)的高散熱熱穩(wěn)定改性EVA塑膠層；
[0007]背板，其為由多層的膜或者板組成的多層結(jié)構(gòu)；
[0008]其中，η的取值選自0、1、2、3、4、5.......
[0009]通過在外露表面處設(shè)置隔氧層，將EVA層II置于一個由隔氧層、鋼化玻璃層、硅層以及背板等共同構(gòu)成的具有良好的氧氣隔絕能力的防護性結(jié)構(gòu)中，從而從封裝之日起就可以有效隔絕環(huán)境中氧氣對樹脂結(jié)構(gòu)的影響和侵蝕，減少氧化老化的發(fā)生幾率，延緩材料的老化，同時還能夠減少樹脂材料中抗氧劑的使用，而降低生產(chǎn)和應(yīng)用的成本。
[0010]本發(fā)明方案中主要通過從提高光子吸收效率和散熱效率，從而光源和溫度控制兩個方面來控制光能損失，從而提高組件的轉(zhuǎn)化效率，提高太陽能電池的輸出功率。另外多層背板結(jié)構(gòu)有利于控制對照射到背板上關(guān)系的反射，同時還便于提高熱量的散發(fā)，從而體系的多個方面來提高組件的轉(zhuǎn)換效率。
[0011]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，EVA層II的高散熱熱穩(wěn)定改性EVA塑膠層的組成包括(以重量份計）：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，交聯(lián)固化劑1-2份，熱穩(wěn)定劑0. 2-0. 5份，導(dǎo)熱劑5-10份，苯基乙烯基硅樹脂15-20份。
[0012]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，EVA層II的高散熱熱穩(wěn)定改性EVA塑膠層中導(dǎo)熱劑包括經(jīng)過偶聯(lián)劑預(yù)處理的多孔材料，所述多孔材料包括多孔氧化鋅粉末和多孔氧化鋁粉末，在導(dǎo)熱劑中其組成包括（以重量份數(shù)計）多孔氧化鋅粉末10-20份；多孔氧化鋁粉末20-30份。
[0013]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，EVA層II的高散熱熱穩(wěn)定改性EVA塑膠層中導(dǎo)熱劑的多孔材料還包括經(jīng)過偶聯(lián)劑預(yù)處理的泡沫鋁鎂合金粉（以重量份數(shù)計）10-15 份。
[0014]由半導(dǎo)體物理理論可知，載流子的擴散系數(shù)隨溫度的升高而稍有增大，因此，光生電流IL也隨溫度的升高有所增加。但Io隨溫度的升高是指數(shù)增加，因而Uoc隨溫度的升高急劇下降。由此，當(dāng)溫度升高時，I-U曲線形態(tài)改變，填充因子下降，故光/電轉(zhuǎn)換效率隨溫度的增加而下降。
[0015]經(jīng)研究和試驗表明，太陽能電池工作溫度的升高會引起短路電流的少量增加，并引起開路電壓發(fā)生嚴(yán)重降低。溫度變化對于開路電壓的影響之所以大，是因為開路電壓直接同制造電池的半導(dǎo)體材料的禁帶寬度有關(guān)，而禁帶寬度會隨溫度的變化而發(fā)生改變。對于硅材料來說，禁帶寬度隨溫度的變化率約為-0. 003eV/°C，從而導(dǎo)致開路電壓變化率約為-2mV/°C。也就是說，電池的工作溫度每升高1°C，開路電壓約下降2mV，大約是正常室溫時0.55V的0.4%。隨著溫度的升高，電池的光電轉(zhuǎn)換效率還好持續(xù)下降。由此可以看出溫度控制對太陽能電池效率的重要性和突出意義。
[0016]通過設(shè)置的具有多孔結(jié)構(gòu)的多孔材料，在EVA層II中通過多孔結(jié)構(gòu)跟樹脂材料進行充分的接觸，極大地增加散熱和熱傳導(dǎo)面積，從而利于提高將組件產(chǎn)生的熱量及時傳導(dǎo)散發(fā)出去，有利于對溫度的控制，降低溫度因素對組件發(fā)電效率的影響，同時還能降低產(chǎn)品的熱老化速度，從而延長使用壽命，降低應(yīng)用成本。
[0017]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，偶聯(lián)劑預(yù)處理為將多孔材料經(jīng)偶聯(lián)劑溶液蒸汽充分浸潤，浸潤的程度為在溶劑被蒸發(fā)后多孔材料表面形成偶聯(lián)劑薄層。
[0018]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，偶聯(lián)劑溶液為偶聯(lián)劑均勻地溶于溶劑中成均勻溶液，標(biāo)準(zhǔn)狀況下偶聯(lián)劑溶液的粘度為l-10Pa. So
[0019]通過采用偶聯(lián)劑溶液蒸汽浸潤的方式對多孔材料進行表面預(yù)處理以提高其與EVA的相容性，該方式可以可以克服表面張力對液相偶聯(lián)劑溶液在微孔浸潤時的阻礙作用，在多孔材料的多孔表面形成一個薄層的有效的偶聯(lián)劑層，從而極大地降低對偶聯(lián)劑的消耗避免浪費，同時還能夠減小過量偶聯(lián)劑對環(huán)境的污染，同時該偶聯(lián)劑薄層還有利于多孔材料與EVA混溶時EVA進入表面微孔，增加材料的接觸面積提高熱量傳遞效果的同時還起到了增強機械性能的作用。
[0020]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，多孔氧化鋅粉末或多孔氧化鋁粉末或泡沫鋁鎂合金粉中有一種為小粒徑粉體，其余為大粒徑粉體。
[0021]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，小粒徑粉體的粒徑為50-100納米，所述大粒徑粉體的粒徑為2-5微米，小粒徑粉體和大粒徑粉體的粒徑均以80%以上顆粒的平均粒徑計。
[0022]通過采用具有不同粒徑尺寸的多孔氧化鋅粉末或多孔氧化鋁粉末或泡沫鋁鎂合金粉，可以在材料內(nèi)形成浮島型的級配體系，增強機械性能，同時還可以充分地促進多孔氧化鋅粉末、多孔氧化鋁粉末、泡沫鋁鎂合金粉之間的接觸和傳熱，提高傳熱效果，發(fā)揮對體系的散熱效果。
[0023]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，背板的多層結(jié)構(gòu)中，與EVA層II相鄰的兩層膜或者板之間緊密貼合。通過將與EVA層II相鄰的兩層膜或者板之間無縫隙地緊密連接（即與EVA層II相鄰的多層結(jié)構(gòu)中第一層和第二層之間緊密貼合）來改善傳熱效果，此時從第三層開始的其它層與第二層或者其它的彼此之間（此處理解即為第二層和第三層之間、第三層和第四層之間、第四層和第五層之間.? ?可以根據(jù)需要而存在間隙，如此類推）可以存在一定寬度的間隙，從而利用高低溫度不同形成的氣壓差而形成“巷道風(fēng)”以改善散熱效果。
[0024]本發(fā)明公開的硅太陽能組件具有組件結(jié)構(gòu)堅定穩(wěn)定，質(zhì)量輕便，降低太陽能電池對架設(shè)依附條件的要求，從有效光照和溫度控制兩個方面來提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，太陽能利用效率高，發(fā)電效率高，同時具有良好的散熱性能，使用壽命長，在壽命期限內(nèi)效率穩(wěn)定，不易發(fā)生損壞。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0026]本發(fā)明公開的硅太陽能組件，包括鋼化玻璃層、EVA層I、硅層、EVA層II以及背板，
[0027]鋼化玻璃層，其外表面還鍍覆有至少一層增透膜，所述每一層增透膜的厚度為d，且 d = (n+0. 25)入，其中人=400-760nm ；
[0028]EVA層II，其為外露表面包覆有隔氧層的高散熱熱穩(wěn)定改性EVA塑膠層；
[0029]背板，其為由多層的膜或者板組成的多層結(jié)構(gòu)；
[0030]其中，n的取值選自0、1、2、3、4、5.......
[0031]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，EVA層II的高散熱熱穩(wěn)定改性EVA塑膠層的組成包括（以重量份計）：乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，交聯(lián)固化劑1-2份，熱穩(wěn)定劑0. 2-0. 5份，導(dǎo)熱劑5-10份，苯基乙烯基硅樹脂15-20份。
[0032]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，EVA層II的高散熱熱穩(wěn)定改性EVA塑膠層中導(dǎo)熱劑包括經(jīng)過偶聯(lián)劑預(yù)處理的多孔材料，所述多孔材料包括多孔氧化鋅粉末和多孔氧化鋁粉末，在導(dǎo)熱劑中其組成包括（以重量份數(shù)計）多孔氧化鋅粉末10-20份；多孔氧化鋁粉末20-30份。
[0033]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，EVA層II的高散熱熱穩(wěn)定改性EVA塑膠層中導(dǎo)熱劑的多孔材料還包括經(jīng)過偶聯(lián)劑預(yù)處理的泡沫鋁鎂合金粉（以重量份數(shù)計）10-15 份。
[0034]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，偶聯(lián)劑預(yù)處理為將多孔材料經(jīng)偶聯(lián)劑溶液蒸汽充分浸潤，浸潤的程度為在溶劑被蒸發(fā)后多孔材料表面形成偶聯(lián)劑薄層。
[0035]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，偶聯(lián)劑溶液為偶聯(lián)劑均勻地溶于溶劑中成均勻溶液，標(biāo)準(zhǔn)狀況下偶聯(lián)劑溶液的粘度為l-10Pa. so
[0036]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，多孔氧化鋅粉末或多孔氧化鋁粉末或泡沫鋁鎂合金粉中有一種為小粒徑粉體，其余為大粒徑粉體。
[0037]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，小粒徑粉體的粒徑為50-100納米，所述大粒徑粉體的粒徑為2-5微米，小粒徑粉體和大粒徑粉體的粒徑均以80%以上顆粒的平均粒徑計。
[0038]本發(fā)明公開的硅太陽能組件的一種改進，背板的多層結(jié)構(gòu)中，與EVA層II相鄰的兩層膜或者板之間緊密貼合。
[0039]結(jié)構(gòu)實施例1
[0040]本實施例中高效硅太陽能組件，包括鋼化玻璃層、EVA層I、單晶硅層（可以為晶片或者薄層，下同）、EVA層II以及背板，鋼化玻璃層，其外表面還鍍覆有一層增透膜，每一層增透膜的厚度為d，且d= (n+0.25)A，其中A = 400_760nm，增透膜實際厚度根據(jù)工藝以及實際產(chǎn)品需要選擇；EVA層II，其為外露表面包覆有隔氧層的高散熱熱穩(wěn)定改性EVA塑膠層；背板，其為2層結(jié)構(gòu)，與EVA層II相鄰的兩層結(jié)構(gòu)彼此之間緊密貼合；其中，n的取值選自 0、1、2、3、4、5.......
[0041]結(jié)構(gòu)實施例2
[0042]本實施例中高效硅太陽能組件，包括鋼化玻璃層、EVA層I、單晶硅層、EVA層II以及背板，鋼化玻璃層，其外表面還鍍覆有一層增透膜，每一層增透膜的厚度為d，且d =(n+0. 25)