一種低工作溫度太陽能電池組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種散熱性能優(yōu)異，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，易于產(chǎn)業(yè)化的太陽電池組件，包括電池片，位于電池片正面的玻璃側(cè)EVA膠膜層，位于玻璃側(cè)EVA膠膜層之上的玻璃層，還包括位于電池片背面的高散熱背板，所述高散熱背板包括高導(dǎo)熱耐候?qū)雍蜕嵬繉?，所述高?dǎo)熱耐候?qū)优c電池片背部接觸，所述電池片和高散熱背板之間包括背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層。本發(fā)明通過改變太陽電池組件封裝材料，采用導(dǎo)熱路徑更短的玻璃和玻璃側(cè)EVA層，具有高導(dǎo)熱系數(shù)的EVA和具有高導(dǎo)熱和高輻射性能的背板材料，解決了太陽電池組件實(shí)際使用中散熱性能不佳的現(xiàn)象、有效降低了其工作溫度，提高了太陽電池組件的實(shí)際發(fā)電性能。
【專利說明】—種低工作溫度太陽能電池組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種具有較低工作溫度的太陽能電池組件。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是一種清潔、高效和永不衰竭的新能源，是重要的可再生能源之一。在太陽能應(yīng)用中，光伏發(fā)電作為太陽能應(yīng)用的重要方式之一，其無噪音、免維護(hù)、無排放等優(yōu)點(diǎn)正逐漸得到普及。
[0003]太陽電池組件作為光伏發(fā)電的核心部件，其在發(fā)電時，由于電池片本身吸收的部分紅外線轉(zhuǎn)化為熱量，使得太陽電池組件的實(shí)際發(fā)電功率受其本身溫度的影響非常大。由于組件的發(fā)電功率隨組件的工作溫度的上升而下降，常規(guī)主流晶硅組件的最大功率溫度系數(shù)一般是-0.43%/0C，如單塊240W的太陽電池組件溫度每升高1°C，功率將下降約1W。通過降低組件的工作溫度來提高組件的發(fā)電功率，有助于提升系統(tǒng)發(fā)電量。如能把太陽電池組件的工作溫度(太陽電池標(biāo)稱工作溫度(Nominal Operating Cell Temperature,NOCT )是指當(dāng)太陽電池組件處于開路狀態(tài)，并在光強(qiáng)800 W /m2、環(huán)境溫度20°C、風(fēng)速I m /s的條件下的所達(dá)到的溫度。)降低3°C，則能使該組件較相同標(biāo)稱功率的常規(guī)組件的實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)電功率提高約2W，這將能夠大幅提升太陽電池組件的發(fā)電量。因此太陽電池組件散熱性能的優(yōu)劣是直接影響光伏系統(tǒng)發(fā)電效率的高低的重要因素之一。
[0004]目前，常規(guī)的晶硅太陽電池組件一般是由玻璃、EVA、電池片、背板及鋁邊框等部分組成。為了降低太陽電池組件的工作溫度，業(yè)內(nèi)也出現(xiàn)了一些提高散熱性能的太陽能電池。如申請?zhí)枮镃N201020138833.1號的中國專利申請，公開了一種電池，通過在太陽能電池組件的背板背面覆蓋一層具有良好的導(dǎo)熱性能且具有粗糙表面的導(dǎo)熱膠或?qū)崮z布，來提高太陽能電池組件的散熱性能。但由于其僅在常規(guī)背板基礎(chǔ)上增加了一層散熱膠，散熱性能并不理想，有待進(jìn)一步提高。另一種方式是采用光伏光熱一體化太陽電池組件，雖然能夠有效降低太陽電池組件的工作溫度，但該產(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜，造價成本高昂，很難得到規(guī)模化的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有太陽電池組件存在封裝材料導(dǎo)熱系數(shù)低，導(dǎo)熱路徑長，散熱性能較差，組件工作溫度較高的問題，本發(fā)明公開了一種散熱性能優(yōu)異，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，易于產(chǎn)業(yè)化的太陽電池組件。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種低工作溫度太陽能電池組件，包括電池片，位于電池片正面的玻璃側(cè)EVA膠膜層，位于玻璃側(cè)EVA膠膜層之上的玻璃層，還包括位于電池片背面的高散熱背板，所述高散熱背板包括高導(dǎo)熱耐候?qū)雍蜕嵬繉樱龈邔?dǎo)熱耐候?qū)优c電池片背部接觸，所述電池片和高散熱背板之間包括背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層，所述玻璃層厚度小于3mm，所述的玻璃側(cè)EVA膠膜層的厚度小于0.4mm,所述背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層導(dǎo)熱系數(shù)大于0.4 W/ (m.K)，高導(dǎo)熱耐候?qū)訉?dǎo)熱系數(shù)大于I W/(m.K)。
[0007]所述玻璃側(cè)EVA膠膜層采用具有光子上轉(zhuǎn)化功能的EVA封裝膠膜。
[0008]所述玻璃側(cè)EVA膠膜層透光率大于90%，導(dǎo)熱系數(shù)大于0.4 W/ (m.K)。
[0009]所述高導(dǎo)熱耐候?qū)雍蜕嵬繉油ㄟ^一體式工藝相結(jié)合，高導(dǎo)熱耐候?qū)雍穸刃∮?br> 0.3mm，所述高導(dǎo)熱耐候?qū)訛楦邔?dǎo)熱PET，所述散熱涂層厚度小于0.5mm，為碳納米管或納米級招粉。
[0010]所述散熱涂層中添加有具有紅外輻射功能的材料。
[0011]所述具有紅外輻射功能的材料為尖晶石。
[0012]所述背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層的厚度小于0.4_。
[0013]所述背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層的厚度為0.3mm。
[0014]所述玻璃的厚度為2.5mm。
[0015]所述玻璃側(cè)EVA膠膜層厚度為0.3mm。
[0016]本發(fā)明提供的低工作溫度太陽能電池組件通過改變太陽電池組件封裝材料，采用導(dǎo)熱路徑更短的玻璃和玻璃側(cè)EVA層，具有高導(dǎo)熱系數(shù)的EVA和具有高導(dǎo)熱和高輻射性能的背板材料，解決了太陽電池組件實(shí)際使用中散熱性能不佳的現(xiàn)象、有效降低了其工作溫度，提高了太陽電池組件的實(shí)際發(fā)電性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明提供的低工作溫度太陽能電池組件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為高散熱背板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記列表:
1-玻璃層，2-玻璃側(cè)EVA膠膜層，3-電池片，4-背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層，5-高散熱背板，5-1-高導(dǎo)熱耐候?qū)樱?-2-散熱涂層。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)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。
[0020]如圖1所示的一種低工作溫度太陽能電池組件，采用導(dǎo)熱路徑更短的玻璃、EVA、具有高導(dǎo)熱系數(shù)的EVA和具有高導(dǎo)熱和高輻射性能的背板材料，制備得出具有較優(yōu)散熱性能的太陽電池組件。具體地說，本電池組件包括電池片3，位于電池片3正面(以圖1中上方為電池正面)的玻璃側(cè)EVA膠膜層2，位于玻璃側(cè)EVA膠膜層2之上的玻璃層1，還包括位于電池片3背面的高散熱背板5，所述電池片3和高散熱背板5之間包括背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層4，所述玻璃層I厚度小于3mm，優(yōu)選的厚度為2.5mm，在保證太陽電池組件機(jī)械性能的同時，較薄的玻璃厚度減少了電池片的散熱途徑。所述的玻璃側(cè)EVA膠膜層2的厚度小于
0.4mm,優(yōu)選的厚度為0.3mm,很明顯，由于玻璃I厚度和玻璃側(cè)EVA膠膜層2的厚度較薄，電池片3正面的導(dǎo)熱路徑更短。所述背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層4的厚度小于0.4mm,優(yōu)選的厚度為0.3mm,導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)選大于0.4 ff/ (m.K),能夠保證優(yōu)良的導(dǎo)熱能力。
[0021]所述高散熱背板5包括高導(dǎo)熱耐候?qū)?-1和散熱涂層5-2，所述高導(dǎo)熱耐候?qū)?_1與電池片背部接觸。所述高導(dǎo)熱耐候?qū)?-1和散熱涂層5-2采用一體式工藝結(jié)合在一起，將散熱涂層制備到背板中，能夠較好的保證涂層的戶外長期可靠性。其中，高導(dǎo)熱耐候?qū)雍穸葢?yīng)小于0.3_，導(dǎo)熱系數(shù)大于I W/(m*K)，導(dǎo)熱性能優(yōu)秀。高導(dǎo)熱耐候?qū)涌刹捎酶邔?dǎo)熱PET或其他導(dǎo)熱性能良好的材料。
[0022]所述散熱涂層厚度小于0.5mm。所述的散熱涂層為碳納米管或納米級鋁粉等具有較高的熱傳導(dǎo)率的材料，更進(jìn)一步的，可增加尖晶石等具有紅外輻射功能的材料作為復(fù)合紅外輻射體，上述材料的圖層一方面提高了導(dǎo)熱系數(shù)和散熱面積，另一方面還能夠起到紅外輻射散熱的效果。
[0023]進(jìn)一步的，玻璃側(cè)EVA膠膜層2采用的EVA材料還可以是使用具有光子上轉(zhuǎn)化功能的EVA封裝膠膜，該EVA膠膜可以吸收容易產(chǎn)生熱量且不能被電池片吸收利用的紅外光，并將該紅外光轉(zhuǎn)化為可以被電池片吸收利用的可見光，從而在提升太陽電池組件發(fā)電效率的同時降低本身的工作溫度。
[0024]一般情況下，背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層導(dǎo)熱系數(shù)大于玻璃側(cè)EVA膠膜層導(dǎo)熱系數(shù)。但當(dāng)背板側(cè)EVA膠膜層4采用的高導(dǎo)熱率的EVA透光率大于90%時，也可將玻璃側(cè)EVA膠膜層2直接替換為該高導(dǎo)熱率的EVA材料。
[0025]我們通過多次試驗(yàn)，電池組件中各層尺寸采用最優(yōu)數(shù)據(jù)，即玻璃層I厚度為
2.5mm,玻璃側(cè)EVA膠膜層2的厚度為0.3mm,背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層4的厚度為0.3mm,高導(dǎo)熱耐候?qū)?-1厚度為0.25mm,散熱涂層5_2厚度為0.3mm,制備出的低工作溫度太陽電池組件與相同標(biāo)稱功率的常規(guī)太陽電池組件的溫度及發(fā)電量進(jìn)行對比并列表如下:
【權(quán)利要求】
1.一種低工作溫度太陽能電池組件，包括電池片，位于電池片正面的玻璃側(cè)EVA膠膜層，位于玻璃側(cè)EVA膠膜層之上的玻璃層，其特征在于:還包括位于電池片背面的高散熱背板，所述高散熱背板包括高導(dǎo)熱耐候?qū)雍蜕嵬繉?，所述高?dǎo)熱耐候?qū)优c電池片背部接觸，所述電池片和高散熱背板之間包括背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層，所述玻璃層厚度小于3mm，所述的玻璃側(cè)EVA膠膜層的厚度小于0.4mm,所述背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層導(dǎo)熱系數(shù)大于0.4W/ (m.K)，高導(dǎo)熱耐候?qū)訉?dǎo)熱系數(shù)大于I W/(m*K)0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低工作溫度太陽能電池組件，其特征在于:所述玻璃側(cè)EVA膠膜層采用具有光子上轉(zhuǎn)化功能的EVA封裝膠膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低工作溫度太陽能電池組件，其特征在于:所述玻璃側(cè)EVA膠膜層透光率大于90%,導(dǎo)熱系數(shù)大于0.4 W/ (m.K)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的低工作溫度太陽能電池組件，其特征在于:所述高導(dǎo)熱耐候?qū)雍蜕嵬繉油ㄟ^一體式工藝相結(jié)合，高導(dǎo)熱耐候?qū)雍穸刃∮?.3mm,所述高導(dǎo)熱耐候?qū)訛楦邔?dǎo)熱PET，所述散熱涂層厚度小于0.5mm,為碳納米管或納米級鋁粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低工作溫度太陽能電池組件，其特征在于:所述散熱涂層中添加有具有紅外輻射功能的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低工作溫度太陽能電池組件，其特征在于:所述具有紅外輻射功能的材料為尖晶石。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的低工作溫度太陽能電池組件，其特征在于:所述背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層的厚度小于0.4mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低工作溫度太陽能電池組件，其特征在于:所述背板側(cè)高導(dǎo)熱EVA膠膜層的厚度為0.3mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的低工作溫度太陽能電池組件，其特征在于:所述玻璃的厚度為2.5mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的低工作溫度太陽能電池組件，其特征在于:所述玻璃側(cè)EVA膠膜層厚度為0.3mm。
【文檔編號】H01L31/049GK103872162SQ201410098437
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】何濤, 何寶華, 杜軍偉, 趙邦桂, 王慧, 張忠衛(wèi) 申請人:連云港神舟新能源有限公司