一种太阳能电池封装结构的制作方法

专利2022-05-09  25


本实用新型涉及半导体领域,具体涉及一种太阳能电池封装结构。



背景技术:

太阳能电池是一种清洁能源电池,太阳能电池广泛的应用在生活和生产中。目前太阳能电池组件是采用多个太阳能电池串联或并联在一起。

对于太阳能电池组件的封装结构,多采用前板玻璃、后板玻璃进行封装,主要结构是前板玻璃、封装胶膜、电池串、封装胶膜和后板背板(背板玻璃)。这样的结构没有柔性特点,大多使用在集中式和分布式光伏系统发电,其使用范围较窄。

因此,现有技术中的太阳能电池封装结构难以实现柔性和轻型化。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中太阳能电池封装结构难以实现柔性和轻型化的问题。

为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种太阳能电池封装结构,包括:第一柔性透光封装层;与所述第一柔性透光封装层相对设置的第二柔性透光封装层;位于所述第一柔性透光封装层和第二柔性透光封装层之间的太阳能电池组,所述太阳能电池组包括若干个串联连接的异质结太阳能电池,各所述异质结太阳能电池包括半导体衬底层,所述异质结太阳能电池的整体厚度小于等于100微米。

可选的,所述半导体衬底层的厚度为75微米至85微米。

可选的,所述第一柔性透光封装层包括乙烯-四氟乙烯共聚物。

可选的,所述第二柔性透光封装层包括乙烯-四氟乙烯共聚物。

可选的,所述第一柔性透光封装层的厚度为80微米至100微米。

可选的,所述第二柔性透光封装层的厚度为80微米至100微米。

可选的,还包括:位于所述第一柔性透光封装层和所述太阳能电池组之间的第一封装胶层;位于所述第二柔性透光封装层和所述太阳能电池组之间的第二封装胶层;所述第一封装胶层的质量与第一封装胶层在所述第一柔性透光封装层上的正投影面积之比小于或等于200g/m2;所述第二封装胶层的质量与第二封装胶层在所述第二柔性透光封装层上的正投影面积之比小于或等于200g/m2

可选的,所述第一封装胶层的厚度小于或等于0.3mm。

可选的,所述第二封装胶层的厚度小于或等于0.3mm。

可选的,所述第一封装胶层为乙烯和丁烯的高聚物、乙烯和辛烯的高聚物、或聚乙烯醇;所述第二封装胶层为乙烯和丁烯的高聚物、乙烯和辛烯的高聚物、或聚乙烯醇。

可选的,所述太阳能电池组还包括:连接相邻所述异质结太阳能电池的互联条;所述互联条的厚度小于或等于0.1mm。

可选的,所述异质结太阳能电池包括:位于所述半导体衬底层一侧的第一本征半导体层;位于所述半导体衬底层另一侧的第二本征半导体层;位于所述第一本征半导体层背向所述半导体衬底层一侧的n型半导体层;位于所述第二本征半导体层背向所述半导体衬底层一侧的p型半导体层;位于所述n型半导体层背向所述半导体衬底层一侧的第一透光导电层;位于所述p型半导体层背向所述半导体衬底层一侧的第二透光导电层;位于所述第一透光导电层背向所述半导体衬底层一侧的第一栅线电极;位于所述第二透光导电层背向所述半导体衬底层一侧的第二栅线电极;对于相邻的两个异质结太阳能电池,一个异质结太阳能电池的第一透光导电层为入光侧,另一个异质结太阳能电池的第二透光导电层为入光侧;所述互联条的一端连接一个异质结太阳能电池的第一栅线电极,所述互联条的另一端连接另一个异质结太阳能电池的第二栅线电极。

本实用新型技术方法具有以下有益效果:

1.本实用新型技术方案提供的太阳能电池封装结构,包括:第一柔性透光封装层;与所述第一柔性透光封装层相对设置的第二柔性透光封装层;位于所述第一柔性透光封装层和第二柔性透光封装层之间的太阳能电池组。所述第一柔性透光封装层和第二柔性透光封装层均具有透光的特点,保证太阳光较好的入射至太阳能电池组。所述第一柔性透光封装层和第二柔性透光封装层均具有柔性的特点,因此利于太阳能电池封装结构实现柔性和轻型化。所述太阳能电池组包括若干个串联连接的异质结太阳能电池,各所述异质结太阳能电池包括半导体衬底层,所述半导体衬底层的厚度为75微米至85微米,所述异质结太阳能电池的整体厚度小于等于100微米。由于各所述异质结太阳能电池中的半导体衬底层的厚度较小,因此异质结太阳能电池的厚度降低,相应的,太阳能电池组的厚度降低,对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用,对太阳能电池封装结构的柔性特性有帮助。

2.进一步,所述第一柔性透光封装层包括乙烯-四氟乙烯共聚物。所述第一柔性透光封装层的光透过率好、阻水性高、耐紫外线照射。所述第一柔性透光封装层对太阳能电池封装结构的减重和柔性特性起到关键作用。

3.进一步,第二柔性透光封装层包括乙烯-四氟乙烯共聚物。所述第二柔性透光封装层的光透过率好、阻水性高、耐紫外线照射。所述第二柔性透光封装层对太阳能电池封装结构的减重和柔性特性起到关键作用。

4.进一步,所述第一柔性透光封装层的厚度为80微米至100微米;所述第二柔性透光封装层的厚度为80微米至100微米。第一柔性透光封装层的厚度较低,第二柔性透光封装层的厚度较低,对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用。

6.进一步,所述第一封装胶层的质量与第一封装胶层在所述第一柔性透光封装层上的正投影面积之比小于或等于200g/m2;所述第二封装胶层的质量与第二封装胶层在所述第二柔性透光封装层上的正投影面积之比小于或等于200g/m2。这样使得第一封装胶层的厚度得到降低,第二封装胶层的厚度得到降低。第一封装胶层对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用,对太阳能电池封装结构的柔性特性有帮助,第二封装胶层对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用,对太阳能电池封装结构的柔性特性有帮助。

7.进一步,所述第一封装胶层的厚度小于或等于0.3mm,所述第二封装胶层的厚度小于或等于0.3mm。第一封装胶层的厚度较低,第二封装胶层的厚度较低,对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用,对太阳能电池封装结构的柔性特性有帮助。

其次,太阳能电池组的厚度降低,也为第一封装胶层和第二封装胶层的厚度较小提供了基础。

8.进一步,所述太阳能电池组还包括:连接相邻的异质结太阳能电池的互联条;所述互联条的厚度小于或等于0.1mm。由于互联条的厚度较小,因此太阳能电池组的厚度降低,对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用,对太阳能电池封装结构的柔性特性有帮助。其次,互联条的厚度降低,也为第一封装胶层和第二封装胶层的厚度较小提供了基础。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图;

图1是本实用新型一实施例中的太阳能电池封装结构的结构示意图;

图2是本实用新型一实施例中的多个异质结太阳能电池串联连接的结构示意图;

附图标记:

10、太阳能电池组;12a、第一柔性透光封装层;12b、第二柔性透光封装层;11a、第一封装胶层;11b、第二封装胶层;

101、半导体衬底层;102、n型半导体层;103、p型半导体层;104、第一透光导电层;105、第二透光导电层;106、互联条。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外,下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型一实施例提供一种太阳能电池封装结构,请结合参考图1和图2,包括:第一柔性透光封装层12a;与所述第一柔性透光封装层12a相对设置的第二柔性透光封装层12b;位于所述第一柔性透光封装层12a和第二柔性透光封装层12b之间的太阳能电池组10;所述太阳能电池组10包括若干个串联连接的异质结太阳能电池,各所述异质结太阳能电池包括半导体衬底层101,所述半导体衬底层101的厚度为75微米至85微米,所述异质结太阳能电池的厚度小于等于100微米。

所述第一柔性透光封装层12a和第二柔性透光封装层12b均具有透光的特点,保证太阳光较好的入射至太阳能电池组。所述第一柔性透光封装层12a和第二柔性透光封装层12b均具有柔性的特点,因此利于太阳能电池封装结构实现柔性和轻型化。所述太阳能电池组包括若干个串联连接的异质结太阳能电池,各所述异质结太阳能电池包括半导体衬底层,所述半导体衬底层的厚度为75微米至85微米,所述异质结太阳能电池的厚度小于等于100微米。由于各所述异质结太阳能电池中的半导体衬底层的厚度较小,因此异质结太阳能电池的厚度降低,相应的,太阳能电池组的厚度降低,对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用,对太阳能电池封装结构的柔性特性有帮助。

进一步,所述第一柔性透光封装层12a的厚度为80微米至100微米;所述第二柔性透光封装层12b的厚度为80微米至100微米。第一柔性透光封装层12a的厚度较低,第二柔性透光封装层12b的厚度较低,对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用。

进一步,所述第一柔性透光封装层12a包括乙烯-四氟乙烯共聚物。所述第一柔性透光封装层12a的光透过率好、阻水性高、耐紫外线照射。所述第一柔性透光封装层12a对太阳能电池封装结构的减重和柔性特性起到关键作用。

进一步,第二柔性透光封装层12b包括乙烯-四氟乙烯共聚物。所述第二柔性透光封装层12b的光透过率好、阻水性高、耐紫外线照射。所述第二柔性透光封装层12b对太阳能电池封装结构的减重和柔性特性起到关键作用。

所述太阳能电池封装结构还包括:位于所述第一柔性透光封装层12a和所述太阳能电池组10之间的第一封装胶层11a;位于所述第二柔性透光封装层12b和所述太阳能电池组10之间的第二封装胶层11b。

本实施例中,所述第一封装胶层11a的质量与第一封装胶层11a在所述第一柔性透光封装层12a上的正投影面积之比小于或等于200g/m2,如180g/m2、160g/m2、140g/m2、或120g/m2。所述第二封装胶层11b的质量与第二封装胶层11b在所述第二柔性透光封装层12b上的正投影面积之比小于或等于200g/m2,如180g/m2、160g/m2、140g/m2、或120g/m2。这样使得第一封装胶层11a的克重降低,第二封装胶层11b的克重降低。这样使得第一封装胶层11a的厚度得到降低,第二封装胶层11b的厚度得到降低。第一封装胶层11a对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用,对太阳能电池封装结构的柔性特性有帮助,第二封装胶层11b对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用,对太阳能电池封装结构的柔性特性有帮助。

所述第一封装胶层11a的厚度小于或等于0.3mm,如0.25mm或0.2mm。所述第二封装胶层11b的厚度小于或等于0.3mm,如0.25mm或0.2mm。第一封装胶层11a的厚度较低,第二封装胶层11b的厚度较低,对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用,对太阳能电池封装结构的柔性特性有帮助。

所述第一封装胶层11a为乙烯和丁烯的高聚物、乙烯和辛烯的高聚物、或聚乙烯醇;所述第二封装胶层11b为乙烯和丁烯的高聚物、乙烯和辛烯的高聚物、或聚乙烯醇。

所述太阳能电池组10,参考图2,还包括:连接相邻异质结太阳能电池的互联条106;所述互联条106的厚度小于或等于0.1mm。由于互联条106的厚度较小,因此太阳能电池组的厚度降低,对太阳能电池封装结构的减重起到关键作用,对太阳能电池封装结构的柔性特性有帮助。其次,互联条106的厚度降低,也为第一封装胶层11a和第二封装胶层11b的厚度较小提供了基础。

所述异质结太阳能电池包括:半导体衬底层101;位于所述半导体衬底层101一侧的第一本征半导体层(未图示);位于所述半导体衬底层101另一侧的第二本征半导体层(未图示);位于所述第一本征半导体层背向所述半导体衬底层101一侧的n型半导体层102;位于所述第二本征半导体层背向所述半导体衬底层101一侧的p型半导体层103;位于所述n型半导体层102背向所述半导体衬底层101一侧的第一透光导电层104;位于所述p型半导体层103背向所述半导体衬底层101一侧的第二透光导电层105;位于所述第一透光导电层104背向所述半导体衬底层101一侧的第一栅线电极(未图示);位于所述第二透光导电层105背向所述半导体衬底层101一侧的第二栅线电极(未图示)。

对于相邻的两个异质结太阳能电池,一个异质结太阳能电池的第一透光导电层104为入光侧,另一个异质结太阳能电池的第二透光导电层105为入光侧。

所述互联条106的一端连接一个异质结太阳能电池的第一栅线电极,所述互联条106的另一端连接另一个异质结太阳能电池的第二栅线电极。

所述半导体衬底层101的材料包括单晶硅。

所述第一本征半导体层的材料包括非晶硅。所述第二本征半导体层的材料包括非晶硅。

第一透光导电层104的材料包括铟系氧化物,如掺锡氧化铟,所述第二透光导电层105的材料包括铟系氧化物,如掺锡氧化铟。

第一栅线电极的材料包括银,所述第二栅线电极的材料包括银。

本实施例的太阳能电池封装结构,通过封装材料的改进和电池串厚度的控制,突破了现有常规组件无法实现物理上大幅度弯曲的缺陷,而且质量轻,对安装支架的要求降低,适用范围也更广。

需要说明的是,对于现有的异质结太阳能电池的封装结构,采用的半导体衬底层相对较厚,约为140微米左右,相应的,太阳能电池串也较厚,主要是为了在层压封装层和太阳能电池串的过程中避免太阳能电池破碎,而当半导体衬底层较厚时,太阳能电池串自身也就无法实现柔性弯折。

而本实施例中,创造性的减薄了半导体衬底层的厚度,也就是采用较薄的半导体衬底层,半导体衬底层较薄时,半导体衬底层的柔性弯折性能较好,不容易在较小形变下破碎,相应的,本实用新型的异质结太阳能电池的厚度也较小,整个太阳能电池组的厚度较小,且太阳能电池组的柔性弯折性能较好。在此基础上,当层压第一柔性透光封装层12a和第二柔性透光封装层12b的过程中,在第一柔性透光封装层12a背向所述太阳能电池组的一侧设置第一工装层,在第二柔性透光封装层12b背向所述太阳能电池组的一侧设置第二工装层,之后对第一工装层和第二工装层之间的膜层进行层压,层压之后,去除第一工装层和第二工装层,避免层压过程对太阳能电池组的损伤。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。


技术特征:

1.一种太阳能电池封装结构,其特征在于,包括:

第一柔性透光封装层;

与所述第一柔性透光封装层相对设置的第二柔性透光封装层;

位于所述第一柔性透光封装层和第二柔性透光封装层之间的太阳能电池组,所述太阳能电池组包括若干个串联连接的异质结太阳能电池,各所述异质结太阳能电池包括半导体衬底层,所述异质结太阳能电池的整体厚度小于等于100微米。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池封装结构,其特征在于,所述第一柔性透光封装层包括乙烯-四氟乙烯共聚物,所述第二柔性透光封装层包括乙烯-四氟乙烯共聚物。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池封装结构,其特征在于,所述半导体衬底层的厚度为75微米至85微米。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池封装结构,其特征在于,所述第一柔性透光封装层的厚度为80微米至100微米;所述第二柔性透光封装层的厚度为80微米至100微米。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池封装结构,其特征在于,还包括:位于所述第一柔性透光封装层和所述太阳能电池组之间的第一封装胶层;位于所述第二柔性透光封装层和所述太阳能电池组之间的第二封装胶层;

所述第一封装胶层的质量与第一封装胶层在所述第一柔性透光封装层上的正投影面积之比小于或等于200g/m2

所述第二封装胶层的质量与第二封装胶层在所述第二柔性透光封装层上的正投影面积之比小于或等于200g/m2

6.根据权利要求5所述的太阳能电池封装结构,其特征在于,所述第一封装胶层的厚度小于或等于0.3mm。

7.根据权利要求5所述的太阳能电池封装结构,其特征在于,所述第二封装胶层的厚度小于或等于0.3mm。

8.根据权利要求5所述的太阳能电池封装结构,其特征在于,所述第一封装胶层为乙烯和丁烯的高聚物、乙烯和辛烯的高聚物、或聚乙烯醇;所述第二封装胶层为乙烯和丁烯的高聚物、乙烯和辛烯的高聚物、或聚乙烯醇。

9.根据权利要求1-8任一项所述的太阳能电池封装结构,其特征在于,所述太阳能电池组还包括:连接相邻所述异质结太阳能电池的互联条;所述互联条的厚度小于或等于0.1mm。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池封装结构,其特征在于,所述异质结太阳能电池包括:

位于所述半导体衬底层一侧的第一本征半导体层;位于所述半导体衬底层另一侧的第二本征半导体层;

位于所述第一本征半导体层背向所述半导体衬底层一侧的n型半导体层;

位于所述第二本征半导体层背向所述半导体衬底层一侧的p型半导体层;

位于所述n型半导体层背向所述半导体衬底层一侧的第一透光导电层;

位于所述p型半导体层背向所述半导体衬底层一侧的第二透光导电层;

位于所述第一透光导电层背向所述半导体衬底层一侧的第一栅线电极;

位于所述第二透光导电层背向所述半导体衬底层一侧的第二栅线电极;

对于相邻的两个异质结太阳能电池,一个异质结太阳能电池的第一透光导电层为入光侧,另一个异质结太阳能电池的第二透光导电层为入光侧;

所述互联条的一端连接一个异质结太阳能电池的第一栅线电极,所述互联条的另一端连接另一个异质结太阳能电池的第二栅线电极。

技术总结
一种太阳能电池封装结构,包括:第一柔性透光封装层;与所述第一柔性透光封装层相对设置的第二柔性透光封装层;位于所述第一柔性透光封装层和第二柔性透光封装层之间的太阳能电池组,所述太阳能电池组包括若干个串联连接的异质结太阳能电池,各所述异质结太阳能电池包括半导体衬底层,所述异质结太阳能电池的整体厚度小于等于100微米。所述太阳能电池封装结构能够实现柔性和轻型化。

技术研发人员:不公告发明人
受保护的技术使用者:宣城睿晖宣晟企业管理中心合伙企业(有限合伙)
技术研发日:2021.01.22
技术公布日:2021.08.03

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