[發(fā)明專利]用于提升小片非晶硅薄膜太陽能電池組件使用壽命的選材及其封裝技術(shù)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210009967.7
• 申請(qǐng)日: 2012-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN102522443A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳宇;周志文;李民英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東志成冠軍集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/048
• 分類號(hào): H01L31/048;H01L31/20
• 代理公司: 北京連城創(chuàng)新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11254
• 代理人: 劉伍堂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于提升小片非晶硅薄膜太陽能電池組件使用壽命的選材及其封裝技術(shù)。

背景技術(shù)

近年來太陽能電池行業(yè)發(fā)展迅猛，隨著成本的不斷降低，太陽能電池正逐步進(jìn)入人們的生活之中，發(fā)揮越來越大的作用。

非晶硅薄膜太陽能電池是太陽能電池中的一種，其有著生產(chǎn)成本低廉、生產(chǎn)過程環(huán)保無污染、弱光發(fā)電性能優(yōu)良、高溫發(fā)電性能優(yōu)良、綜合發(fā)電能力強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì)。在當(dāng)前有著廣闊的發(fā)展空間。尤其是在離網(wǎng)的小型太陽能電池應(yīng)用產(chǎn)品領(lǐng)，如太陽能燈具、太陽能玩具等有著巨大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)和發(fā)展空間。

一般情況下，非晶硅薄膜太陽能電池產(chǎn)品可分為小片型和大片型。其中小片型為發(fā)電功率小，一般在10W以下，其主要應(yīng)用于太陽能燈具，太陽能玩具，太陽能充電器等離網(wǎng)消費(fèi)型電子產(chǎn)品領(lǐng)域，要求太陽能電池產(chǎn)品使用壽命在3-5年以上；大片型為發(fā)電功率較大，一般在10W以上，其主要應(yīng)用于大中型光伏發(fā)電系統(tǒng)，如屋頂光伏系統(tǒng)，荒漠光伏電站，BIPV光伏發(fā)電系統(tǒng)等，要求太陽能電池產(chǎn)品使用壽命在20年以上。

目前各個(gè)非晶硅薄膜太陽能電池廠商的電池制造工藝相差不大，只是由于工藝細(xì)節(jié)和設(shè)備性能的差別，不同廠商的非晶硅薄膜太陽能電池產(chǎn)品的電性能有一定的差異，但差別不大。

相比之下，非晶硅薄膜太陽能電池實(shí)際使用壽命是更重要的產(chǎn)品性能衡量指標(biāo)。

非晶硅薄膜太陽能電池的封裝技術(shù)是決定其使用壽命的關(guān)鍵。目前主要采用以下幾種方案進(jìn)行封裝：

第一種：采用EVA材料，用玻璃層壓封裝。這種封裝效果最好，能保證產(chǎn)品在戶外使用20年以上。但這種技術(shù)成本較高，主要用在應(yīng)用于中大型光伏發(fā)電系統(tǒng)的大片型非晶硅薄膜太陽能電池組件產(chǎn)品上，而應(yīng)用于消費(fèi)性電子產(chǎn)品領(lǐng)域的小型太陽能產(chǎn)品的非晶硅薄膜太陽能電池產(chǎn)品不適宜采用該技術(shù)。

第二種：以PVC膠膜貼附在薄膜太陽能電池層上面進(jìn)行封裝。該方式的缺點(diǎn)是：PVC膠膜貼附的封裝效果一般，水汽極易浸入電池層，侵蝕太陽能電池；PVC膠膜貼附工藝容易形成氣泡，影響美觀降低成品率，同時(shí)氣泡區(qū)域也容易被侵蝕；超聲點(diǎn)焊效果不佳，UV膠在實(shí)際使用中容易老化脫落，不夠美觀；采用PVC膜封裝直接暴露在戶外的有效使用壽命短，通常半年左右。

第三種：采用絲網(wǎng)印刷耐酸堿油墨的方法，在非晶硅薄膜太陽能電池表面印刷一層耐酸堿的油墨進(jìn)行封裝。該技術(shù)來源于電路板制造工藝中印刷保護(hù)油墨保護(hù)電路板的技術(shù)。其封裝工藝流程是：在大片非晶硅薄膜太陽能電池設(shè)計(jì)位置處用絲網(wǎng)印刷機(jī)印刷上引出導(dǎo)線焊接用導(dǎo)電銅膏，烘干固化；再進(jìn)行第二次絲網(wǎng)印刷在整塊電池上絲網(wǎng)印刷上一層保護(hù)油墨（導(dǎo)電銅膏位置處不印刷），烘干固化。再進(jìn)行玻璃切割，將大片電池切割成設(shè)計(jì)好的小片電池，再在導(dǎo)電銅膏上手工焊接導(dǎo)線。該技術(shù)的缺點(diǎn)是：①生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，需要絲網(wǎng)印刷設(shè)備，絲印工藝要求高；絲印技術(shù)通常必須在電池四邊留1mm左右寬度的空白區(qū)以便定位和方便規(guī)模化生產(chǎn)，四邊絲印無保護(hù)區(qū)是降低壽命的潛在隱患；②由于小片非晶硅薄膜太陽能電池均是由同一規(guī)格的大片非晶硅薄膜太陽能電池通過玻璃切割機(jī)按設(shè)計(jì)尺寸和版圖裁切而成，其絲印也是一次性在大片上完成絲印，因此在每塊小片四周需要留一定間隙（1-2mm）的空白區(qū)以便方便玻璃切割定位，減少后續(xù)工藝流程復(fù)雜度，降低成本；③由于絲印導(dǎo)致的工序較復(fù)雜，成品率不夠高；④絲印油墨厚度很薄（無法進(jìn)一步增厚保護(hù)層），容易刮破傷及電池。

總體看來，目前在小片型非晶硅薄膜太陽能電池的封裝技術(shù)領(lǐng)域，仍缺乏一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，在有效提升電池使用壽命的同時(shí)具有成本低的封裝技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對(duì)技術(shù)的不足，提出一種用于提升小片非晶硅薄膜太陽能電池組件使用壽命的選材及其封裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小片非晶硅薄膜太陽能電池的全面保護(hù)，使保護(hù)層與非晶硅薄膜太陽能電池完全緊密融合，有效隔離防止水汽、酸堿液體進(jìn)入所導(dǎo)致的侵蝕以提高小片非晶硅薄膜太陽能電池使用壽命。

本發(fā)明所述的用于提升小片非晶硅薄膜太陽能電池組件使用壽命的選材，其特征在于，所述封裝非晶硅薄膜太陽能電池為自流平封裝材料，如環(huán)氧樹脂地坪。

所述的非晶硅薄膜電池背電池上采用磁控濺射或蒸發(fā)鍍膜制備一層合金膜，所述合金膜為鎳合金NiX薄膜或銅鎳合金薄膜。

進(jìn)一步的，通過合金薄膜，實(shí)現(xiàn)可直接在非晶硅薄膜太陽能電池背面用焊錫焊接導(dǎo)線。

本發(fā)明所述的用于提升小片非晶硅薄膜太陽能電池組件使用壽命的封裝技術(shù)為：