本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高性能光電轉(zhuǎn)換模塊。

背景技術(shù)：

太陽能電池是一種有效地吸收太陽輻射能，利用光生伏打效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，當(dāng)太陽光照在半導(dǎo)體p-n結(jié)(p-njunction)上，形成新的空穴-電子對(v-epair)，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。由于是利用各種勢壘的光生伏特效應(yīng)將太陽光能轉(zhuǎn)換成電能的固體半導(dǎo)體器件，故又稱太陽能電池或光伏電池，是太陽能電池陣電源系統(tǒng)的重要組件。太陽能電池主要有晶硅(si)電池，三五族半導(dǎo)體電池，無機(jī)電池，有機(jī)電池等，其中晶硅太陽能電池居市場主流主導(dǎo)地位。晶硅太陽能電池的基本材料為純度達(dá)99.9999％、電阻率在10ω-cm以上的p型單晶硅，包括正面絨面、正面p-n結(jié)、正面減反射膜、正背面電極等部分。在組件封裝為正面受光照面加透光蓋片(如高透玻璃及eva)保護(hù)，防止電池受外層空間范愛倫帶內(nèi)高能電子和質(zhì)子的輻射損傷。單體太陽能電池不能直接做電源使用，必須將若干單體電池串、并聯(lián)連接和嚴(yán)密封裝成組件。然而組件是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再將電能送往蓄電池中存儲起來，或推動負(fù)載工作。

太陽能電站在運(yùn)行過程中，由于電池組件要接受太陽光的輻射，同時(shí)自身發(fā)電的原因，導(dǎo)致電池及組件產(chǎn)生很大的熱量，造成溫度升高。其中溫度對太陽能電池組件功率的輸出有很大的影響。太陽能電池組件溫度較高時(shí)，工作效率下降。隨著太陽能電池溫度的增加，其輸出開路電壓減小，在20-100℃范圍，大約每升高1℃，每片電池的電壓減小2mv。整體而言，溫度升高，太陽能電池的功率下降，典型溫度系數(shù)為-0.35％/℃。有數(shù)據(jù)表明，電池板的溫度每升1℃，光電轉(zhuǎn)化率下降0.4％。目前光伏太陽能轉(zhuǎn)換率在14％-18％之間，因此降低電池板自身工作溫度，讓電池板的溫度有效散發(fā)出來，保證光轉(zhuǎn)換效率是一個(gè)不可忽略的因素。目前有實(shí)驗(yàn)改變電池片下層eva導(dǎo)熱性的方法來解決散熱問題，因?yàn)?00％eva膜導(dǎo)熱系數(shù)只有0.32w/m*k。如果加入合適的導(dǎo)熱材料能使eva的導(dǎo)熱系數(shù)提高到2.8w/m*k，這會是一個(gè)十分理想效果。但是把導(dǎo)熱材料加入到eva后，會影響到eva拉伸度，耐水性能，以及絕緣強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高性能光電轉(zhuǎn)換模塊。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種高性能光電轉(zhuǎn)換模塊，包括設(shè)置在第一層的超白玻璃層，設(shè)置在第二層的高透eva膠膜層，設(shè)置在第三層的電池片層，設(shè)置在第四層的低導(dǎo)熱eva膠膜層，以及設(shè)置在第五層的導(dǎo)熱背板層，所述電池片層中的電池片包括正面銀電極、氮化硅層、氧化硅層、n+層、p型硅、背面鋁背場和背面銀電極，所述氮化硅層、氧化硅層、n+層、p型硅和背面鋁背場依次層疊設(shè)置，正面銀電極位于氮化硅層上側(cè)且與氮化硅層相接觸，背面銀電極位于背面鋁背場下側(cè)與背面鋁背場相接觸，所述背面鋁背場下側(cè)層疊有石墨烯導(dǎo)熱膜，背面銀電極穿過石墨導(dǎo)熱膜與背面鋁背場相接觸。

作為優(yōu)選，所述低導(dǎo)熱eva膠膜層由如下質(zhì)量百分比的各組份組成：eva75％，硫化鋅母粒25％，過氧化物交聯(lián)劑1.6-1.8％，抗老化劑0.8％，以及交聯(lián)促進(jìn)劑1.2％。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)熱背板層包括由上至下依次層疊的導(dǎo)熱e膜，pet膠膜，以及pvdf膠膜，所述導(dǎo)熱e膜的厚度為0.3mm，所述pet膠膜的厚度為0.3mm，所述pvdf膠膜的厚度為0.05mm。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)熱e膜由如下質(zhì)量百分比的各組份組成：茂金屬m-pe75％，硫化鋅母粒22％，以及抗老化劑3％。

作為優(yōu)選，所述石墨烯導(dǎo)熱膜設(shè)有可讓背面銀電極穿過的鏤空部，所述石墨烯導(dǎo)熱膜厚度為30至60微米。

作為優(yōu)選，所述石墨烯導(dǎo)熱膜密度為1.5至2.1g/cm³，所述石墨烯導(dǎo)熱膜導(dǎo)熱系數(shù)為1000至2500w/mk。

作為優(yōu)選，所述石墨烯導(dǎo)熱膜為單層石墨烯層或者石墨烯復(fù)合層。

作為優(yōu)選，所述石墨烯復(fù)合層由石墨烯層和pen層壓合而成。

作為優(yōu)選，所述石墨烯導(dǎo)熱膜與背面鋁背場相接觸，正面銀電極的主柵根數(shù)為二至五根。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在電池片層的下層設(shè)置了低導(dǎo)熱eva膠膜層，不僅讓光電轉(zhuǎn)換模塊保持原有的性能，避免發(fā)生絕緣電阻下降，耐水性能降低，出現(xiàn)pid的現(xiàn)象。另外，本發(fā)明通過改善導(dǎo)熱背板的結(jié)構(gòu)，從而使得導(dǎo)熱背板的導(dǎo)熱系數(shù)由低至高，滿足原有電池板的要求，又能解決散熱、確保光能轉(zhuǎn)化的效率，同時(shí)在電池片的背面鋁背場下側(cè)加入石墨烯導(dǎo)熱膜，由于石墨導(dǎo)熱膜具有超高熱傳導(dǎo)率，在組件端可以將電池組于發(fā)電過程中的熱量傳導(dǎo)出去，并降低峰值溫度，將電池組本身的熱量均勻再分布，進(jìn)而有效的降低電池組熱斑效應(yīng)，保持電池片的光電轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定，進(jìn)而提升組件的發(fā)電量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種高性能光電轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的電池片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是石墨烯導(dǎo)熱膜的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：圖1-3所示，涉及一種高性能光電轉(zhuǎn)換模塊，包括設(shè)置在第一層的超白玻璃層1，設(shè)置在第二層的高透eva膠膜層2，設(shè)置在第三層的電池片層3，設(shè)置在第四層的低導(dǎo)熱eva膠膜層4，以及設(shè)置在第五層的導(dǎo)熱背板層5，所述電池片層4中的電池片包括正面銀電極31、氮化硅層32、氧化硅層33、n+層34、p型硅35、背面鋁背場36和背面銀電極37，所述氮化硅層32、氧化硅層33、n+層34、p型硅35和背面鋁背場36依次層疊設(shè)置，正面銀電極31位于氮化硅層32上側(cè)且與氮化硅層32相接觸，背面銀電極37位于背面鋁背場36下側(cè)與背面鋁背場36相接觸，所述背面鋁背場36下側(cè)層疊有石墨烯導(dǎo)熱膜38，背面銀電極37穿過石墨導(dǎo)熱膜38與背面鋁背場36相接觸。

所述低導(dǎo)熱eva膠膜層4由如下質(zhì)量百分比的各組份組成：eva75％，硫化鋅母粒25％，過氧化物交聯(lián)劑1.6-1.8％，抗老化劑0.8％，以及交聯(lián)促進(jìn)劑1.2％。制造時(shí)，將上述各組分的物質(zhì)經(jīng)過混合均勻后，通過流延或壓延工藝制膜，制得的低導(dǎo)熱eva膠膜層4的厚度在0.3-0.5mm之間。這樣制得的低導(dǎo)熱eva膠膜層4的體積電阻率：1*10¹³～1*10¹⁴，吸水率：〈0.025％，交聯(lián)度：140℃，18min75～85％，導(dǎo)熱系數(shù)：0.6w/m*k。上述低導(dǎo)熱eva膠膜層4是相對于純eva0.32w/m*k和導(dǎo)熱最好的eva2.8w/m*k而言，在不影響eva原有絕緣強(qiáng)度和耐水性提前下對eva進(jìn)行適當(dāng)導(dǎo)熱改性。

所述導(dǎo)熱背板層5包括由上至下依次層疊的導(dǎo)熱e膜，pet膠膜，以及pvdf膠膜，所述導(dǎo)熱e膜的厚度為0.3mm，所述pet膠膜的厚度為0.3mm，所述pvdf膠膜的厚度為0.05mm。制造時(shí)，將導(dǎo)熱e膜、pet膠膜和pvdf膠膜經(jīng)過二次復(fù)合，在經(jīng)60℃100小時(shí)老化處理即成導(dǎo)熱背板。

其中，所述導(dǎo)熱e膜由如下質(zhì)量百分比的各組份組成：茂金屬m-pe75％，硫化鋅母粒22％，以及抗老化劑3％。制造時(shí)，按上述比例將茂金m-pe和處理過的硫化鋅母粒、以及抗老化劑混合均勻后，由105℃開練20min，開練好的材料經(jīng)壓延或流延成厚度0.3mm的導(dǎo)熱e膜。這樣制得的導(dǎo)熱e膜的體積電阻1*10¹³～1*10¹⁴，耐水性〈0.01％，導(dǎo)熱系數(shù)1.0w/m*k。另外，還需要對硫化鋅母粒進(jìn)行活化處理；首先，選擇直徑1um以下的硫化鋅母粒40份，含10％ndz40-1的醇溶液100份(四異丙基(二辛基亞磷酸酰氧基))鈦酸酯。工藝為：將上述硫化鋅母粒和含10％ndz40-1的醇溶液升溫60℃，然后充分?jǐn)嚢杌旌?0min，脫醇去水，真空干燥100℃/600mmhg2小時(shí)，粉碎成原粒。成品活性硫化鋅水含量〈0.02％

此外，所述石墨烯導(dǎo)熱膜38設(shè)有可讓背面銀電極37穿過的鏤空部381，所述石墨烯導(dǎo)熱膜38厚度為30至60微米，所述石墨烯導(dǎo)熱膜38密度為1.5至2.1g/cm³，所述石墨烯導(dǎo)熱膜38導(dǎo)熱系數(shù)為1000至2500w/mk。

其中，所述石墨烯導(dǎo)熱膜38為單層石墨烯層或者石墨烯復(fù)合層，所述石墨烯復(fù)合層38由石墨烯層和pen層壓合而成，所述石墨烯導(dǎo)熱膜38與背面鋁背場36相接觸，正面銀電極31的主柵根數(shù)為二至五根。

本發(fā)明在電池片層的下層設(shè)置了低導(dǎo)熱eva膠膜層，不僅讓光電轉(zhuǎn)換模塊保持原有的性能，避免發(fā)生絕緣電阻下降，耐水性能降低，出現(xiàn)pid的現(xiàn)象。另外，本發(fā)明通過改善導(dǎo)熱背板的結(jié)構(gòu)，從而使得導(dǎo)熱背板的導(dǎo)熱系數(shù)由低至高，滿足原有電池板的要求，又能解決散熱、確保光能轉(zhuǎn)化的效率，同時(shí)在電池片的背面鋁背場下側(cè)加入石墨烯導(dǎo)熱膜，由于石墨導(dǎo)熱膜具有超高熱傳導(dǎo)率，在組件端可以將電池組于發(fā)電過程中的熱量傳導(dǎo)出去，并降低峰值溫度，將電池組本身的熱量均勻再分布，進(jìn)而有效的降低電池組熱斑效應(yīng)，保持電池片的光電轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定，進(jìn)而提升組件的發(fā)電量。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。