專利名稱：一種太陽能電池組件及其封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電池領(lǐng)域，具體而言，涉及一種太陽能電池組件及其封裝方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池組件，從上至下依次由玻璃板、上膠膜、電池片陣列、下膠膜及背板組成，采用真空熱熔層壓工藝，將電池片陣列封裝在上膠膜和下膠膜之間，完成太陽能電池組件的封裝。其中的電池片陣列通常包括多個(gè)電池片，電池片上印刷有柵線電極，多個(gè)電池片通過焊帶串聯(lián)或并聯(lián)。制作太陽能電池的單晶硅片主要采用CZ法(直拉單晶制造法)生長〈100〉晶向的圓棒，經(jīng)過開方，將圓棒切割成橫截面為四角帶圓弧的準(zhǔn)方形柱體，然后經(jīng)過滾圓機(jī)砂輪滾 圓，使原來生長不均勻的圓棒毛胚獲得均一的尺寸，一般磨削量為2 5mm，用這種準(zhǔn)方形棒進(jìn)行在線切割，即可獲得用于生產(chǎn)的單晶硅片。行業(yè)內(nèi)普遍生產(chǎn)的為6英寸(直徑151_)和8英寸(直徑196mm)的圓棒，經(jīng)過上述加工過程形成為125mmX 125mm,和156mmX 156mm四角帶圓弧的準(zhǔn)方形娃片；125mmX 125mm準(zhǔn)方形娃片的圓弧直徑為150mm, 156mmX 156mm準(zhǔn)方形硅片圓弧直徑為195_，這種形狀的單晶硅片經(jīng)過相關(guān)工序加工成單晶硅太陽能電池的單晶電池片。然而，目前的太陽能電池組件存在缺點(diǎn)由于在電池片四周存在較多的空隙，尤其是單晶電池片的四個(gè)圓角處存在空白倒角區(qū)域，造成太陽能電池組件表面入射光線未能有效利用而損耗，降低了太陽能電池組件的發(fā)電功率和整體光電轉(zhuǎn)換效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種太陽能電池組件及其封裝方法，以解決太陽能電池組件的入射光線光學(xué)損耗較大，導(dǎo)致發(fā)電輸出功率較低，整體光電轉(zhuǎn)換效率較低的技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種太陽能電池組件，包括玻璃板、上膠膜、電池片陣列、下膠膜、背板和邊框，其中，在電池片陣列中的電池片之間形成間隙部，間隙部設(shè)置有反光元件，反光元件將入射到間隙部的至少部分光線反射至玻璃板與空氣的界面處形成全反射。進(jìn)一步地，電池片為單晶電池片，間隙部包括單晶電池片的空白倒角區(qū)域。進(jìn)一步地，電池片與邊框之間的空隙處也設(shè)置有反光元件。進(jìn)一步地,反光元件具有至少一個(gè)反光單元,反光單元的表面鍍有反射率大于70%的光反射材料層。進(jìn)一步地，反光單元為凹面鏡結(jié)構(gòu)、凸面鏡結(jié)構(gòu)、棱鏡結(jié)構(gòu)或平面鏡結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，光反射材料層是金屬膜或者多層介質(zhì)濾光膜。進(jìn)一步地，金屬膜是鋁膜、鈦膜或銀膜。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種太陽能電池組件的封裝方法，包括如下步驟將多個(gè)電池片的一面通過膠膜層粘接在玻璃板上；將反光元件壓合在多個(gè)電池片之間形成的間隙部并固化；將多個(gè)電池片的另一面通過膠膜層粘接到背板上；以及將邊框包覆在太陽能電池組件的四個(gè)側(cè)邊。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案的太陽能電池組件及其封裝方法，通過在電池片之間的間隙部設(shè)置反光元件，該反光元件將入射到間隙部的光線反射，被反光元件反射的光線中至少部分到達(dá)玻璃板與空氣的界面處，在該界面處光線的入射角大于全反射的臨界角，從而形成全反射，經(jīng)過一輪或多輪上述的二次反射過程，光線被引導(dǎo)照射到電池片表面，被電池片吸收，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能。因此，本發(fā)明的太陽能電池組件的光學(xué)損耗降低，輸出功率增大，整體光電轉(zhuǎn)換效率提高。


構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I示出了用于生產(chǎn)太陽能電池組件的單晶硅片的截面輪廓示意圖； 圖2示出了太陽能電池組件的電池片陣列的示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池組件的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池組件的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池組件的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池組件的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明，但如下實(shí)施例僅是用以理解本發(fā)明，而不能限制本發(fā)明，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合，本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。在本發(fā)明的一種典型實(shí)施方式中，太陽能電池組件由上至下依次包括玻璃板、上膠膜、電池片陣列、下膠膜和背板，在太陽能電池組件周邊還包括邊框，其中，在電池片陣列中的電池片之間形成間隙部，所述間隙部設(shè)置有反光元件，該反光元件將入射到間隙部的至少部分光線反射至玻璃板與空氣的界面處形成全反射。從太陽能電池組件的玻璃板入射進(jìn)來的入射光線大部分直接照射在電池片陣列的各個(gè)電池片上，但也有一部分照射在了電池片之間形成的間隙部，這部分入射光線往往未能有效利用而白白損耗掉，通過在電池片之間的間隙部設(shè)置反光元件，該反光元件將入射到間隙部的光線反射，被反光元件反射的光線中至少部分到達(dá)玻璃板與空氣的界面處，在該界面處光線的入射角大于全反射的臨界角，從而形成全反射，經(jīng)過一輪或多輪上述的二次反射過程，光線被引導(dǎo)照射到電池片表面，被電池片吸收，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能。因此，上述具有光反射功能的反光元件的設(shè)置，使得太陽能電池組件的光學(xué)損耗降低，輸出功率增大，整體光電轉(zhuǎn)換效率提高。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，太陽能電池組件的電池片為采用截面輪廓為圓角矩形的單晶硅片制作的單晶電池片，上述間隙部包括各個(gè)單晶電池片的空白倒角區(qū)域。如圖I所示，以156mmX 156mm的單晶電池片組成的太陽能電池組件為例，圓角矩形的兩組對邊間距H都是156mm，面積Stl為239cm2，四個(gè)圓角與相應(yīng)的鄰邊延長線所圍成的區(qū)域?yàn)榭瞻椎菇菂^(qū)域，該空白倒角區(qū)域的面積S= (H2-S0) /4=1. 09cm2,四個(gè)空白倒角區(qū)域的面積之和4S與圓角矩形面積Stl之比4S/\S 1.8%。對于由60片單晶硅片組成的太陽能電池組件中，上述空白倒角區(qū)域的面積總和達(dá)到261. 60cm2?？梢?，隨著電池片陣列中單晶硅片數(shù)目的增多，空白倒角區(qū)域的面積總和也變得相當(dāng)大，如圖2所示，因此，在這些空白倒角區(qū)域也設(shè)置上述反光元件，能夠有效地降低光學(xué)損耗，提高太陽能電池組件的輸出功率和整體光電轉(zhuǎn)換效率。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，電池片與邊框之間的空隙處也設(shè)置有上述反光元件。由于電池片與邊框之間的空隙處也存在光學(xué)損耗，因此在該空隙處也設(shè)置有上述反光元件，能夠進(jìn)一步降低光學(xué)損耗，提高輸出功率和整體光電轉(zhuǎn)換效率。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，反光兀件具有至少一個(gè)反光單兀，該反光單兀的表面鍍有反射率大于70%的光反射材料層。通過表面鍍覆光反射材料層的方式，可以保證在反光元件的反光單元整個(gè)表面上都能有效地對入射光線進(jìn)行反射。
本發(fā)明的反光元件的反光單元可以設(shè)計(jì)成多種不同的具體形狀，只要能夠?qū)⒅辽俨糠秩肷涞介g隙部的光線反射至玻璃板與空氣的界面處的入射角大于全反射的臨界角，形成全反射，從而通過二次反射將原先被損耗掉的光線重新引導(dǎo)照射到電池片表面，被電池片吸收，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能即可。例如，如圖3所示的第一實(shí)施例中，反光單元設(shè)置為凹面鏡結(jié)構(gòu)，通過在具有凹弧面結(jié)構(gòu)的基材表面鍍覆光反射材料層而形成；如圖4所示的第二實(shí)施例中，反光單元設(shè)置為凸面鏡結(jié)構(gòu)，通過在具有凸弧面結(jié)構(gòu)的基材表面鍍覆光反射材料層而形成；如圖5所示的第三實(shí)施例中，反光單元設(shè)置為棱鏡結(jié)構(gòu)，通過在具有凸棱形結(jié)構(gòu)的基材表面鍍覆光反射材料層而形成；如圖6所示的第四實(shí)施例中，反光單元設(shè)置為平面鏡結(jié)構(gòu)，通過在具有平面結(jié)構(gòu)的基材表面鍍覆光反射材料層而形成。其中，上述基材可以選用無機(jī)玻璃、有機(jī)玻璃(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等聚酯材料、或者其它類似材料作為原材料，采用光刻、機(jī)械加工、化學(xué)刻蝕、澆鑄等工藝方法加工成相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形狀，然后采用噴鍍、浸鍍、濺射等工藝方法在特定結(jié)構(gòu)形狀的基材表面鍍覆光反射材料層。優(yōu)選地，上述反光元件的反光單元的表面鍍覆的光反射材料層可以是金屬膜，也可以是多層介質(zhì)濾光膜等。進(jìn)一步優(yōu)選地，上述金屬膜可以是鋁膜、鈦膜或銀膜等。采用這些材料制作光反射材料層，具有對光的吸收系數(shù)小、反射率高的優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明一種典型的實(shí)施方式中，上述包括玻璃板、上膠膜、電池片陣列、下膠膜、背板、邊框以及反光元件的太陽能電池組件的制造方法包括如下步驟(I)將多個(gè)電池片的第一面通過膠膜層粘接在玻璃板上，通常使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)來形成膠膜層；(2)將反光元件壓合在多個(gè)電池片之間形成的間隙部中并固化；(3)將多個(gè)電池片的第二面通過膠膜層粘接到背板上，通常使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)來形成膠膜層；(4)將邊框包覆在太陽能電池組件的周邊，從而完成封裝，通常使用鋁合金邊框。通過上述方法封裝的太陽能電池組件，由于在電池片陣列中多個(gè)電池片之間形成的間隙部中壓合并固化了反光元件，該反光元件將入射到間隙部的光線反射，被反光元件反射的光線中至少部分到達(dá)玻璃板與空氣的界面處，在該界面處光線的入射角大于全反射的臨界角，從而形成全反射，經(jīng)過一輪或多輪上述的二次反射過程，光線被引導(dǎo)照射到電池片表面，被電池片吸收，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能。因此，上述太陽能電池組件的光學(xué)損耗降低，輸出功率增大，整體光電轉(zhuǎn)換效率提高。實(shí)施例I采用具有空白倒角區(qū)域的單晶電池片制作太陽能電池組件，將多個(gè)電池片的一面通過EVA膠膜層粘接在玻璃板上；將如圖3所示的凹面鏡結(jié)構(gòu)的、鍍有銀膜的反光單元組成的反光元件壓合在多個(gè)電池片之間形成的間隙部并固化；再將多個(gè)電池片的另一面通過EVA膠膜層粘接到背板上；最后將鋁合金邊框包覆在太陽能電池組件的周邊，完成封裝。實(shí)施例2采用具有空白倒角區(qū)域的單晶電池片制作太陽能電池組件，將多個(gè)電池片的一面通過EVA膠膜層粘接在玻璃板上；將如圖4所示的凸面鏡結(jié)構(gòu)的、鍍有多層介質(zhì)濾光膜的反光單元組成的反光元件壓合在多個(gè)電池片之間形成的間隙部并固化；再將多個(gè)電池片的另一面通過EVA膠膜層粘接到背板上；最后將鋁合金邊框包覆在太陽能電池組件的周邊，完成封裝。實(shí)施例3采用具有空白倒角區(qū)域的單晶電池片制作太陽能電池組件，將多個(gè)電池片的一面通過EVA膠膜層粘接在玻璃板上；將如圖5所示的棱鏡結(jié)構(gòu)的、鍍有鋁膜的反光單元組成的反光元件壓合在多個(gè)電池片之間形成的間隙部并固化；再將多個(gè)電池片的另一面通過EVA膠膜層粘接到背板上；最后將鋁合金邊框包覆在太陽能電池組件的周邊，完成封裝。實(shí)施例4采用具有空白倒角區(qū)域的單晶電池片制作太陽能電池組件，將多個(gè)電池片的一面通過EVA膠膜層粘接在玻璃板上；將如圖6所示的平面鏡結(jié)構(gòu)的、鍍有鈦膜的反光單元組成的反光元件壓合在多個(gè)電池片之間形成的間隙部并固化；再將多個(gè)電池片的另一面通過EVA膠膜層粘接到背板上；最后將鋁合金邊框包覆在太陽能電池組件的周邊，完成封裝。對比例I采用具有空白倒角區(qū)域的單晶電池片制作太陽能電池組件，將多個(gè)電池片的一面通過EVA膠膜層粘接在玻璃板上；將多個(gè)電池片的另二面通過EVA膠膜層粘接到背板上；最后將鋁合金邊框包覆在太陽能電池組件的周邊，完成封裝。上述實(shí)施例以及對比例所選用的均是相同工藝制作而成的同一批次的單晶電池片。采用相同的光源進(jìn)行照射，對實(shí)施例I 4以及對比例I封裝得到的太陽能電池組件進(jìn)行電性能測試，測試結(jié)果如表I所示表I
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池組件，包括玻璃板、上膠膜、電池片陣列、下膠膜、背板和邊框，其特征在于，在所述電池片陣列中的電池片之間形成間隙部，所述間隙部設(shè)置有反光元件，所述反光元件將入射到所述間隙部的至少部分光線反射至所述玻璃板與空氣的界面處形成全反射。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述電池片為單晶電池片，所述間隙部包括所述單晶電池片的空白倒角區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述電池片與所述邊框之間的空隙處也設(shè)置有所述反光元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的太陽能電池組件，其特征在于，所 述反光元件具有至少一個(gè)反光單元，所述反光單元的表面鍍有反射率大于70%的光反射材料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述反光單元為凹面鏡結(jié)構(gòu)、凸面鏡結(jié)構(gòu)、棱鏡結(jié)構(gòu)或平面鏡結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述光反射材料層是金屬膜或者多層介質(zhì)濾光膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能電池組件，其特征在于，所述金屬膜是鋁膜、鈦膜或銀膜。
8.一種如權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的太陽能電池組件的封裝方法，其特征在于，包括如下步驟 將多個(gè)電池片的一面通過膠膜層粘接在玻璃板上； 將反光元件壓合在多個(gè)所述電池片之間形成的間隙部并固化； 將多個(gè)所述電池片的另一面通過膠膜層粘接到背板上；以及 將邊框包覆在所述太陽能電池組件的四個(gè)側(cè)邊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種太陽能電池組件及其封裝方法。該太陽能電池組件包括玻璃板、上膠膜、電池片陣列、下膠膜、背板和邊框，其中，在電池片陣列中的電池片之間形成間隙部，間隙部設(shè)置有反光元件，反光元件將入射到間隙部的至少部分光線反射至玻璃板與空氣的界面處形成全反射。本發(fā)明通過在電池片之間的間隙部設(shè)置反光元件，將至少部分入射到間隙部的光線經(jīng)過一輪或多輪二次反射過程，引導(dǎo)照射到電池片表面，被電池片吸收，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能，從而使得太陽能電池組件的光學(xué)損耗降低，輸出功率增大，整體光電轉(zhuǎn)換效率提高。
文檔編號H01L31/048GK102969384SQ20121056059
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者李高非, 劉大偉, 郎芳, 胡志巖, 熊景峰 申請人:英利能源(中國)有限公司