一種具有凹槽結構的光伏組件及其製備方法與流程

2023-06-13 23:13:36

本發明涉及太陽能電池技術領域，具體涉及一種具有凹槽結構的光伏組件及其製備方法。

背景技術：

目前，傳統的燃料能源正在一天天減少，對環境造成的危害日益突出，同時全球還有20億人得不到正常的能源供應。這個時候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變人類的能源結構，維持長遠的可持續發展。這之中太陽能以其獨有的優勢而成為人們重視的焦點。豐富的太陽輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的、無汙染、廉價、人類能夠自由利用的能源。太陽能每秒鐘到達地面的能量高達80萬千瓦，假如把地球表面0.1％的太陽能轉為電能，轉變率5％，每年發電量可達5.6×1012千瓦小時，相當於目前世界上能耗的40倍。雖然太陽能是最為豐富的可再生能源資源，然而太陽能電池組件的散熱問題一直是人們的研究熱點，而現有的散熱型太陽能電池組件的散熱性能較差。

技術實現要素：

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種具有凹槽結構的光伏組件及其製備方法，通過將背接觸太陽能電池設置於金屬基板的凹槽中，使得背接觸太陽能電池在光電轉換過程中產生的熱量直接通過金屬背板而傳導出去，提高了太陽能電池組件的散熱性能，進而提高了太陽能電池組件的使用壽命。

為實現上述目的，本發明提出的一種具有凹槽結構的光伏組件，所述光伏組件由下至上依次包括金屬基板、絕緣層、導電線路層、多個背接觸太陽能電池、封裝膠以及玻璃蓋板，所述金屬背板包括多個陣列分布的凹槽，在所述金屬背板的表面以及所述凹槽的側面和底面覆蓋有所述絕緣層，所述導電線路層位於所述絕緣層上且電連接多個所述背接觸太陽能電池，每一所述凹槽容納一個或多個所述背接觸太陽能電池。

作為優選，所述金屬背板的材質為鋁、銅、不鏽鋼或銀，所述金屬背板的厚度為500微米-10毫米，所述凹槽具有傾斜的側面，所述傾斜的側面與凹槽底部的水平面的夾角為30-60度，所述凹槽的底部的尺寸與所述背接觸太陽能電池的尺寸相同。

作為優選，所述絕緣層為有機絕緣層或無機絕緣層，所述絕緣層的厚度為50-200納米，所述絕緣層中含有光散射粒子。

作為優選，所述導電線路層的材質為銀、鋁、銅、鈦、鈀中的一種或多種。

作為優選，所述封裝膠的材質為矽膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、環氧樹脂或氟樹脂中的一種。

作為優選，所述背接觸太陽能電池為單晶矽電池片、多晶矽電池片、砷化鎵電池片、銅銦鎵硒電池片、單晶鍺電池片中的一種。

本發明還提出了一種具有凹槽結構的光伏組件的製備方法，其包括如下步驟：

（1）製備金屬背板，利用選擇性刻蝕工藝在金屬基材上形成多個陣列分布的凹槽；

（2）然後在金屬背板的表面以及所述凹槽的側面和底面形成有所述絕緣層，然後在絕緣層上形成導電線路層；

（3）將背接觸太陽能電池置於凹槽中，並且與導電線路層進行電連接；

（4）注入封裝膠，蓋上玻璃蓋板，以形成具有凹槽結構的光伏組件。

本發明的有益效果如下：本發明通過將背接觸太陽能電池設置於金屬基板的凹槽中，使得背接觸太陽能電池在光電轉換過程中產生的熱量直接通過金屬背板而傳導出去，提高了太陽能電池組件的散熱性能，進而提高了太陽能電池組件的使用壽命；本發明在絕緣層中設置光散射粒子，照射至絕緣層的太陽能經過多次反射或折射而被太陽能電池吸收，提高了太陽光的利用率，進而提高了太陽能電池的光電轉換效率，通過優化凹槽傾斜的側面與凹槽底部的水平面的夾角，進一步提高太陽光的利用率。

附圖說明

圖1為本發明的具有凹槽結構的光伏組件的剖視圖；

圖2為本發明的具有凹槽結構的光伏組件的俯視圖；

圖3為圖1中aa區域的放大圖。

具體實施方式

參見圖1至圖3，本發明首先提供了一種具有凹槽結構的光伏組件，所述光伏組件由下至上依次包括金屬基板1、絕緣層2、導電線路層3、多個背接觸太陽能電池4、封裝膠5以及玻璃蓋板6，所述金屬背板1包括多個陣列分布的凹槽，在所述金屬背板1的表面以及所述凹槽的側面和底面覆蓋有所述絕緣層2，所述導電線路層3位於所述絕緣層2上且電連接多個所述背接觸太陽能電池4，每一所述凹槽容納一個或多個所述背接觸太陽能電池4。所述金屬背板的材質為鋁、銅、不鏽鋼或銀，所述金屬背板的厚度為500微米-10毫米，所述凹槽具有傾斜的側面，所述傾斜的側面與凹槽底部的水平面的夾角為30-60度，所述凹槽的底部的尺寸與所述背接觸太陽能電池的尺寸相同。所述絕緣層為有機絕緣層或無機絕緣層，所述絕緣層的厚度為50-200納米，所述絕緣層中含有光散射粒子。所述導電線路層的材質為銀、鋁、銅、鈦、鈀中的一種或多種。所述封裝膠的材質為矽膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、環氧樹脂或氟樹脂中的一種。所述背接觸太陽能電池為單晶矽電池片、多晶矽電池片、砷化鎵電池片、銅銦鎵硒電池片、單晶鍺電池片中的一種。

本發明還提出了一種具有凹槽結構的光伏組件的製備方法，其包括如下步驟：

（1）製備金屬背板，利用選擇性刻蝕工藝在金屬基材上形成多個陣列分布的凹槽；

（2）然後在金屬背板的表面以及所述凹槽的側面和底面形成有所述絕緣層，然後在絕緣層上形成導電線路層；

（3）將背接觸太陽能電池置於凹槽中，並且與導電線路層進行電連接；

（4）注入封裝膠，蓋上玻璃蓋板，以形成具有凹槽結構的光伏組件。

實施例1：

參見圖1至圖3，一種具有凹槽結構的光伏組件，所述光伏組件由下至上依次包括金屬基板1、絕緣層2、導電線路層3、多個背接觸太陽能電池4、封裝膠5以及玻璃蓋板6，所述金屬背板1包括多個陣列分布的凹槽，在所述金屬背板1的表面以及所述凹槽的側面和底面覆蓋有所述絕緣層2，所述導電線路層3位於所述絕緣層2上且電連接多個所述背接觸太陽能電池4，每一所述凹槽容納一個或多個所述背接觸太陽能電池4。所述金屬背板的材質為鋁，所述金屬背板的厚度為5毫米，所述凹槽具有傾斜的側面，所述傾斜的側面與凹槽底部的水平面的夾角為45度，所述凹槽的底部的尺寸與所述背接觸太陽能電池的尺寸相同。所述絕緣層為有機絕緣層，所述絕緣層的厚度為150納米，所述絕緣層中含有光散射粒子。所述導電線路層的材質為銀。所述封裝膠的材質為矽膠。所述背接觸太陽能電池為單晶矽電池片。

本發明通過將背接觸太陽能電池設置於金屬基板的凹槽中，使得背接觸太陽能電池在光電轉換過程中產生的熱量直接通過金屬背板而傳導出去，提高了太陽能電池組件的散熱性能，進而提高了太陽能電池組件的使用壽命；本發明在絕緣層中設置光散射粒子，照射至絕緣層的太陽能經過多次反射或折射而被太陽能電池吸收，提高了太陽光的利用率，進而提高了太陽能電池的光電轉換效率，通過優化凹槽傾斜的側面與凹槽底部的水平面的夾角，進一步提高太陽光的利用率。

最後應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。