本發(fā)明屬于光伏電池板技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型CIGS柔性電池組件。

背景技術(shù)：

太陽能屬于可再生清潔能源，在環(huán)境保護(hù)面前與化石能源相比，具有綠色、環(huán)保、無噪聲、無污染，且取之不盡用之不竭的優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)太陽能又存在能量密度低，隨著季節(jié)、晝夜與氣候條件的變化而變化，不連續(xù)，難以攜帶與運(yùn)輸?shù)葐栴}。目前解決這個(gè)問題最成熟的方案就是通過太陽能組件將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，然后通過電網(wǎng)將電能傳輸?shù)诫娏π枨蟮牡胤?，或?qū)㈦娔軆?chǔ)存于蓄電池，可以攜帶運(yùn)輸、隨時(shí)使用。

現(xiàn)有的太陽能組件主要分為晶硅太陽能電池組件和薄膜太陽能電池組件兩大類。薄膜太陽能電池組件分為非晶硅薄膜太陽能電池組件、碲化鎘(CdTe)薄膜太陽能電池組件和銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池組件三類：

晶硅太陽能電池組件的封裝結(jié)構(gòu)為鋼化玻璃/EVA膠膜/晶硅電池片/EVA膠膜/背板/鋁邊框/接線盒；

薄膜太陽能電池組件封裝結(jié)構(gòu)分為兩類：第1類為鋼化玻璃/EVA膠膜/薄膜電池片/EVA膠膜/鋼化玻璃/鋁邊框/接線盒，第2類為含氟隔水膜/EVA膠膜/薄膜電池片/EVA膠膜/背板，/接線盒，第2類封裝中因?yàn)闆]有采用玻璃、鋁邊框類的剛性材料，故其封裝的組件又被稱為柔性太陽能電池組件(以下簡(jiǎn)稱：柔性組件)；

現(xiàn)有太陽能電池組件封裝方面存在的問題：

問題1：目前晶硅及薄膜太陽能電池組件所用背板分為涂覆型與復(fù)合型兩類。涂覆型背板是在PET聚酯薄膜兩面涂覆氟樹脂，經(jīng)干燥固化成膜；復(fù)合型背板是在PET聚酯薄膜兩面復(fù)合含氟膜或者其中一面復(fù)合PE/EVA膠膜，常見類型有TPT、TPE、KPK、KPE等。另外，非晶硅太陽能電池組件含氟聚合物背板，由于聚合物中含有鹵族元素，在太陽能電池組件報(bào)廢后，含氟聚合物回收處理會(huì)面臨非常大的困難，由此帶來的環(huán)境污染問題未來將會(huì)凸顯。鑒于業(yè)內(nèi)目前尚無有效的回收方案和技術(shù)，加之碳氟化合物異常牢固的化學(xué)結(jié)構(gòu)，通常的掩埋處理方法在1000年內(nèi)都無法降解該成分。同時(shí)也因氟在燃燒后會(huì)釋放出有毒有害的氣體，所以也無法用焚燒的方法處理，含氟背板材料中含鹵阻燃劑，燃燒時(shí)釋放出大量煙霧和有毒、有腐蝕性的鹵化氫氣體，這些氣體的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)大于火焰的傳播速度，這會(huì)妨礙人員在火災(zāi)中的逃生和滅火工作，并可能腐蝕儀器和設(shè)備，使人員生命財(cái)產(chǎn)蒙受巨大損失，據(jù)國(guó)內(nèi)外的火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，火災(zāi)中的死亡事故，有70％以上是由于有毒氣體和煙的窒息造成的。特別是近些年來經(jīng)常光伏電站火災(zāi)有報(bào)道，在裝有光伏系統(tǒng)的屋頂因配電設(shè)備走火導(dǎo)致組件自燃和房屋火災(zāi)事件，一旦發(fā)生火災(zāi)整個(gè)屋頂基本上只能被燃燒殆盡，更為重要的是，在火災(zāi)過程中除明火燃燒破壞外，含氟聚合物的背板在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生一種有劇毒的氟化氫氣體，不但破環(huán)環(huán)境而且危害人員生命安全，給國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)及和人民的生產(chǎn)財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。

問題2：柔性組件除含氟聚合物背板外，其所用的含氟隔水膜也同樣存在問題1中的問題(即含氟聚合物回收處理困難及燃燒時(shí)產(chǎn)劇毒生氟化氫氣體的危害)；

問題3：目前晶硅及薄膜太陽能電池組件所用的封裝膠膜為EVA(乙烯和醋酸乙烯的共聚物)，EVA在固化過程中會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對(duì)太陽能電池板起到很好的密封作用，但是在太陽電池組件的使用過程中,這種結(jié)構(gòu)會(huì)在紫外線、高溫、濕氣和氧氣的作用下緩慢的發(fā)生變化,EVA性能不斷下降,從而導(dǎo)致太陽電池組件的性能降低。其主要表現(xiàn)在3個(gè)方面，①EVA變色，會(huì)降低光學(xué)透光率，從而降低組件的輸出功率；②脫層，是指EVA與背板、含氟隔水膜、電池片等之間失去粘合性,相互分離，不但會(huì)影響組件的外觀,而且脫層處形成的界面還會(huì)增加光學(xué)的損失,從而影響組件的效率。另外脫層發(fā)生在組件的邊緣時(shí),空氣會(huì)順著脫層處的界面進(jìn)入到內(nèi)部,使EVA被氧化。③產(chǎn)生乙酸、腐蝕電極，EVA老化產(chǎn)生的乙酸會(huì)腐蝕電池組件內(nèi)電池片的電極和焊帶等金屬部分,從而形成“蝸牛紋、柵線氧化”等外觀不良現(xiàn)象，該現(xiàn)象進(jìn)一步擴(kuò)展將導(dǎo)致組件性能降低；

太陽能電池組件帶來的環(huán)境污染問題十分嚴(yán)峻，現(xiàn)有的太陽能電池組件設(shè)計(jì)中，還沒有出現(xiàn)在環(huán)境保護(hù)、防止火災(zāi)等方面的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種環(huán)保型CIGS柔性電池組件，通過對(duì)太陽能電池板兩側(cè)的封裝材料進(jìn)行改進(jìn)，改善環(huán)境污染問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種環(huán)保型CIGS柔性電池組件，包括隔水膜、POE膠膜層、電池模塊和背板，電池模塊包括CIGS電池片、雙面導(dǎo)電銅箔和裸銅帶，CIGS電池片的一個(gè)側(cè)面附有雙面導(dǎo)電銅箔，裸銅帶制作的正、負(fù)極焊接于雙面導(dǎo)電銅箔表面，POE膠膜層設(shè)置于電池模塊的上下表面，隔水膜和背板分別設(shè)置在POE膠膜層外側(cè)，所述背板層設(shè)有接線盒。

作為本發(fā)明方案的優(yōu)選實(shí)施方式,所述隔水膜為PET材質(zhì)，在隔水膜外層添加有抗水解劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑。所述背板包括外層、第一中間層、第二中間層和內(nèi)層，外層為添加有抗水解劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑的PET材質(zhì)，第一中間層為鋁箔，第二中間層為PET材質(zhì)，內(nèi)層為PE膜。所述柔性電池組件在155～165℃溫度下進(jìn)行4～6min抽真空處理。所述抽真空處理的真空度為-1Mp。所述柔性電池組件在1Mp下進(jìn)行10～12min的固化處理。

本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明提供的太陽能電池組件，采用了綠色環(huán)保無污染的材料，在發(fā)生火災(zāi)組件燃燒時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體；組件原材料不含氟元素，作廢棄處理時(shí)既可以做深埋地下降解處理，又可以進(jìn)行燃燒處理；傳統(tǒng)的柔性組件因其封裝膠膜EVA存在變色、脫層、乙酸腐蝕電極的問題。該問題影響組件發(fā)電效率及使用壽命，降低了光伏電站的收益回報(bào)率，同時(shí)由于組件性能下降而增加了光伏電站的安全隱患。本發(fā)明的太陽能電池組件封裝采用了POE封裝膠膜替代EVA膠膜，使組件更加安全可靠。

附圖說明

下面對(duì)本說明書附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說明：

圖1是本發(fā)明的具體實(shí)施方式的柔性電池組件爆炸圖。

圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施方式的柔性電池組件的俯視圖。

其中，1隔水膜，2、CIGS電池片、3雙面導(dǎo)電銅箔、4裸銅帶、5POE膠膜層、6背板、7接線盒。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的具體實(shí)施方式如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。

如圖1-2所示，為本發(fā)明提供的CIGS柔性組件的結(jié)構(gòu)示意圖，由上至下，依次為隔水膜1、第一POE膠膜層5、CIGS電池片2、雙面導(dǎo)電銅箔3、裸銅帶4、第二POE膠膜層5和背板6，背板6層設(shè)有接線盒7。上述隔水膜1材料不含氟，是由兩層高質(zhì)量的PET以及粘劑組成，在PET中添加了抗水解劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑等功能助劑，使外層PET具有優(yōu)異的耐紫外、耐濕熱老化、耐氨、耐鹽、耐磨損等性能其表面的保護(hù)層具有抗強(qiáng)紫外線的性能確保組件內(nèi)部其他材料不受紫外線破壞，使組件具有更優(yōu)異的可靠性。

背板6采用高防潮APYE(A指鋁箔、PYE指改性PET聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)背板6，APYE背板6采用PET材料，APYE背板6包括外層(空氣面)、第一中間層、第二中間層和內(nèi)層，外層采用了白色防水解抗紫外的PET替代含氟材料(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，俗稱滌綸樹脂)，在PET中添加了劑抗水解劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑等功能助，使外層PET具有優(yōu)異的耐紫外、耐濕熱老化、耐氨、耐鹽、耐磨損等性能；第一中間層采用了超薄的高防水滲透鋁箔，保證了很高的隔汽性，使環(huán)境中的水汽無法滲透背板6進(jìn)入組件內(nèi)部腐蝕損傷太陽能電池片及其他材料；第二中間層采用了高電氣絕緣性能的PET，確保組件長(zhǎng)期戶外工作中具有安全絕緣性能；內(nèi)層(靠近電池片面)采用了PE(PE：聚乙烯)膜，在組件層壓過程中與組件封裝膠膜保證高度粘合。本發(fā)明的背板6報(bào)廢后可回收做深埋處理或燃燒處理，在燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，不會(huì)對(duì)人員生命安全及環(huán)境造成危害。

本發(fā)明專利所述的新環(huán)保型柔性組件，將隔水膜1、第一POE膠膜層5、CIGS電池片2、雙面導(dǎo)電銅箔3、裸銅帶4、第二POE膠膜層5和APYE背板6按照設(shè)計(jì)工藝要求制成層疊件。其中層疊件中的CIGS電池模塊是先采用雙面導(dǎo)電銅箔3將單個(gè)電池片拼接成串，然后再將單個(gè)CIGS電池串采用雙面導(dǎo)電銅箔3以串/并聯(lián)形式制作成電池模塊，然后將采用裸銅帶4制作的正、負(fù)極焊接于電池模塊背面；將POE(POE：以乙烯為重復(fù)單元的的聚合物)膠膜放置于電池模塊的上下表面；最后將隔水膜1、APYE背板6分別放置于POE膠膜的外層，層疊件制作完成；

將上述層疊件置于155～165℃層壓機(jī)熱板上，通過高溫及4～6min抽真空(真空度：-1Mp)處理，上下兩層POE膠膜由固態(tài)變?yōu)槿廴趹B(tài)，對(duì)隔水膜1、CIGS電池片2、APYE背板6之間的縫隙進(jìn)行填充；接著在層疊件背板6面施加1個(gè)大氣壓(1Mp)的壓力保持10～12min，使上下層POE膠膜進(jìn)行物理交聯(lián)反應(yīng)，使隔水膜1、CIGS電池片2、雙面導(dǎo)電銅箔3、裸銅帶4、APYE背板6三層材料復(fù)合為一體，固化后的CIGS電池片2不再移動(dòng)，基本上不產(chǎn)生熱收縮膨脹、POE膠膜不會(huì)變色、脫層、產(chǎn)生乙酸腐蝕CIGS電池片2電極。同時(shí)可避免現(xiàn)有含氟材料回收難及發(fā)生火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的氟化氫等有毒氣體對(duì)環(huán)境、人員生命安全危害的問題，有利于環(huán)境的保護(hù)。

另外、該技術(shù)完全適用于目前的柔性組件產(chǎn)線配置，不論是自動(dòng)化還是手動(dòng)化，在產(chǎn)線上均不需要任何硬件改造或投入。同時(shí)，組件的外形設(shè)計(jì)不需改動(dòng)，生產(chǎn)工藝不需調(diào)整，在組件成本合理增加的前提下，提高了組件可靠性及環(huán)保性，符合目前人們低碳環(huán)保的消費(fèi)理念。

太陽光照射到組件CIGS電池片2表面，CIGS電池片2將光能轉(zhuǎn)換為電能，然后通過接線盒7將電能引出，或儲(chǔ)存于蓄電池行進(jìn)過程中備用，或并入電網(wǎng)。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。