CN114267744B - 双玻光伏电池片、制备方法及光伏组件 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于揭示一种双玻光伏电池片、制备方法及光伏组件，双玻光伏电池片，包括第一硅片和第二硅片，所述第一硅片的光照面与所述第二硅片的非光照面同向，所述第一硅片和所述第二硅片错开分布，所述第一硅片的光照面复合第一镂空铜箔复合材料作为电极，所述第二硅片的光照面复合第二镂空铜箔复合材料作为电极，所述第一镂空铜箔复合材料和第二镂空铜箔复合材料均是由聚丙烯薄膜和镂空铜箔复合而成，本发明的有益效果是：在双玻光伏电池片中，以镂空铜箔替代现有的银浆栅线作为光伏电池片的光照面电极，而铜的电阻率为1.75*10^‑8Ω.m，既能够降低单玻光伏电池片的电极材料成本，也能使双玻光伏电池片的光电性能保持在可接受范围。

Description

双玻光伏电池片、制备方法及光伏组件

技术领域

本发明涉及光伏电池技术领域，尤其涉及一种双玻光伏电池片、制备方法及光伏组件。

背景技术

在光伏电池技术领域，现有的双玻光伏组件包括光照面光伏玻璃、光照面EVA胶膜、电池片、非光照面EVA胶膜以及非光照面光伏玻璃或透明背板等，而电池片的光照面设置有正面电极，而非光照面设置有背面电极，通常情况下，无论是正面电极还是背面电极，其电极栅线的主要材料为银浆。因银浆成本昂贵，据统计，银浆在电池片中的非硅成本占比高达33％。银浆作为电极材料在电池片中起到重要的导电作用，其性能直接关系到光伏电池的光电性能。

另外，现有的双玻组件电池片的光照面处于同一个方向，电池片的非光照面处于另一个方向，通常主要通过光照面进行发电，非光照面利用率不足，使得双玻组件的光转化效率未充分发挥，尤其是随着HIT(Heterojunction with Intrinsic Thinfilm)电池技术的逐步成熟，如何利用好电池片的光照面及非光照面，同时降低电极的材料成本，成为了业内难题。

在现有的光伏组件中，之所以用银浆作为电极材料，是因为银具有良好的导电性能，其电阻率为1.65*10^-8Ω.m，低于铜和铝的电阻率。但，鉴于银浆作为电极材料时，成本太高且银资源比较紧缺，如何开发一种以铜为电极材料的光伏电池片，并应用于双玻组件中，在降低成本的同时，还还尽量满足电池片对电极导电性能的要求，以满足光伏电池片光电性能，提高光转化效率。

发明内容

本发明的目的在于揭示一种双玻光伏电池片、制备方法及光伏组件，开发一种以铜为电极材料的双玻光伏电池片，在降低电极材料成本的同时，尽量满足电池片对电极导电性能的要求，并提高光转化效率。

为实现上述第一个发明目的，本发明提供了双玻光伏电池片，包括第一硅片和第二硅片，所述第一硅片的光照面与所述第二硅片的非光照面同向，所述第一硅片和所述第二硅片错开分布，所述第一硅片的光照面复合第一镂空铜箔复合材料作为电极，所述第二硅片的光照面复合第二镂空铜箔复合材料作为电极，所述第一镂空铜箔复合材料和第二镂空铜箔复合材料均是由聚丙烯薄膜和镂空铜箔复合而成。

优选地，所述第一硅片的非光照面电极为第三镂空铜箔复合材料或焊带，所述第二硅片的非光照面电极为第四镂空铜箔复合材料或焊带，所述第三镂空铜箔复合材料和所述第四镂空铜箔复合材料均是由聚丙烯薄膜和镂空铜箔复合而成。

优选地，所述第一镂空铜箔复合材料和所述第二镂空铜箔复合材料通过热压工艺分别复合于所述第一硅片的光照面、所述第二硅片的光照面。

优选地，所述第三镂空铜箔复合材料和所述第四镂空铜箔复合材料通过热压工艺分别复合于所述第一硅片的非光照面、所述第二硅片的非光照面。

优选地，所述镂空铜箔厚度为25μm-100μm。

优选地，所述镂空铜箔包括横向铜带、纵向铜带和镂空部，所述镂空部为矩形，所述横向铜带和所述纵向铜带交叉连接。

为实现上述第二个发明目的，本发明提供了一种双玻光伏电池片的制备方法，包括以下步骤：

将第一铜箔、第二铜箔分别复合于聚丙烯薄膜的第一面及第二面，形成复合铜箔，所述第一铜箔和第二铜箔错开设置；

通过双面刻蚀工艺在铜箔的表面形成镂空结构，形成第一镂空铜箔复合材料和第二镂空铜箔复合材料；

制备第一硅片和第二硅片；

将第一硅片的光照面热压复合于第一镂空铜箔复合材料，将第二硅片的光照面热压复合于第二镂空铜箔复合材料。

优选地，还包括以下步骤：

将镂空铜箔复合材料与PET薄膜进行复合，所述PET薄膜作为支撑层；

撕掉所述PET薄膜后将镂空铜箔复合材料热压于所述硅片的光照面。

优选地，所述所述PET薄膜与所述聚丙烯薄膜的复合面粗糙度为0.3μm-0.5μm。

为实现上述第三个发明目的，本发明提供了一种双玻光伏组件，包括边框组件、第一光照面玻璃、第二光照面玻璃以及第一发明创造所述的双玻光伏电池片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)在双玻光伏电池片中，以镂空铜箔替代现有的银浆栅线作为光伏电池片的光照面电极，而铜的电阻率为1.75*10^-8Ω.m，既能够降低单玻光伏电池片的电极材料成本，同时，也能使双玻光伏电池片的光电性能保持在可接受范围内；

(2)通过对铜箔与聚丙烯薄膜的复合材料进行刻蚀工艺处理，使铜箔具有镂空结构，后续再通过热压工艺将刻蚀后的铜箔与聚丙烯薄膜的复合材料复合于电池片光照面，薄膜在热压下热熔软化，因所述铜箔的厚度小于等于所述薄膜的厚度，使薄膜通过铜箔的镂空处与电池片表面进行粘合；

(3)双玻光伏电池片包括了第一硅片和第二硅片，且第一硅片和第二硅片错开设置于聚丙烯薄膜的两侧，使得双玻光伏电池片实现了两面的同一性，也就是无论该电池片那一面面向太阳，其发电效率相同；也就是说，双玻光伏电池片的任一面面向太阳时，均有一个硅片的正面及另一个硅片的反面在面向太阳，从整天的光照来看，也就是考虑上午和下午的光照方向变化，相比第一硅片的光照面和第二硅片的光照面同向设计而言，本发明的双玻设计能够充分利用整天的光照，从而提高光转化效率。

附图说明

图1为本发明聚丙烯薄膜与铜箔复合结构示意图；

图2为本发明双玻光伏电池片结构示意图；

图3是本发明实施例二双玻光伏电池片结构示意图；

图4是本发明实施例一双玻光伏电池片结构示意图；

图5是本发明镂空铜箔结构示意图；

图6是本发明双玻光伏电池片制备方法流程图。

其中，1、第一硅片；11、第一硅片光照面；12、第一硅片非光照面；2、第二硅片；21、第二硅片光照面；22、第二硅片非光照面；3、聚丙烯薄膜；31、聚丙烯薄膜第一面；32、聚丙烯薄膜第二面；4、镂空铜箔；41、横向铜带；42、纵向铜带；43、镂空部；5、焊带；6、镂空铜箔；7、聚丙烯薄膜；8、镂空铜箔；9、聚丙烯薄膜。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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发明和简化描述，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发明的限制。

以下通过多个实施例对本发明的具体实现过程予以阐述。

实施例一：

本实施例揭示了一种双玻光伏电池片，参见图2，包括第一硅片1和第二硅片2，所述第一硅片1的光照面11与所述第二硅片2的非光照面22同向，所述第一硅片1和所述第二硅片2错开分布，所述第一硅片1的光照面11复合第一镂空铜箔复合材料作为电极，所述第二硅片2的光照面21复合第二镂空铜箔复合材料作为电极，所述第一镂空铜箔复合材料和第二镂空铜箔复合材料均是由聚丙烯薄膜3和镂空铜箔4复合而成。具体地，参见图1，在聚丙烯薄膜3的第一面31复合镂空铜箔4，得到第一镂空铜箔复合材料，在聚丙烯薄膜3的第二面32复合镂空铜箔4，得到第二镂空铜箔复合材料，所述第一镂空铜箔复合材料和所述第二镂空铜箔复合材料错开设置，也就是两者没有重叠之处，互不干扰，且分布于聚丙烯薄膜3的两个面，将第一硅片1复合于第一镂空铜箔复合材料，使第一镂空铜箔复合材料作为第一硅片1的光照面电极，将第二硅片2复合于第二镂空铜箔复合材料，使第二镂空铜箔复合材料作为第二硅片2的光照面电极，使得所述第一硅片1的光照面11与所述第二硅片2的非光照面22同向，所述第一硅片1和所述第二硅片2错开分布，也就是第一硅片1和第二硅片2之间没有重叠之处，互不干扰，且分布于聚丙烯薄膜3的两个面，使得无论是聚丙烯薄膜3的第一面31还是第二面32面向阳光，总有一个硅片的光照面和另一个硅片的非光照面面向阳光，实现电池片双面的同一性，有利于综合利用两个面进行发电，从而提高发电效率。

另外，本实施例的双玻光伏电池片，以镂空铜箔替代现有的银浆栅线作为光伏电池片的光照面电极，而铜的电阻率为1.75*10^-8Ω.m，既能够降低单玻光伏电池片的电极材料成本，同时，也能使双玻光伏电池片的光电性能保持在可接受范围内。

需要进一步说明的是，参见图4，所述第一硅片1的非光照面12电极为第三镂空铜箔复合材料，所述第二硅片2的非光照面22电极为第四镂空铜箔复合材料，所述第三镂空铜箔复合材料和所述第四镂空铜箔复合材料均是由聚丙烯薄膜和镂空铜箔复合而成。具体地，所述第三镂空铜箔复合材料和所述第四镂空铜箔复合材料的具体结构与所述第一镂空复合材料的结构相同，第三镂空铜箔复合材料由聚丙烯薄膜7和镂空铜箔6组成，第四镂空铜箔复合材料由聚丙烯薄膜9和镂空铜箔8组成，通过该实施例的设计，使得该双玻光伏电池片的两个面电极均采用了铜电极，一方面进一步代替银浆栅线而降低材料成本，另一方面还实现了光照面及非光照面在添加光伏玻璃后均可以实现发电，无论哪个面面向阳光，其发电效率是一样的，这样有助于使非光照面接受反射光，或者一面主要面向上午的阳光，另一面主要面向下午的阳光。

需要进一步说明的是，此设计适合于日趋成熟的HIT(Heterojunction withIntrinsic Thinfilm)电池技术，同时，通过铜电极代替现有的银栅线电极，大幅减小了电极成本的同时，最大化利用了电池片的光转化效率。

需要进一步说明的是，第一镂空铜箔复合材料、第二镂空铜箔复合材料、第三镂空铜箔复合材料和所述第四镂空铜箔复合材料均通过热压工艺复合于硅片表面，为了能够使镂空铜箔复合材料热压于硅片，聚丙烯薄膜需要有一定的厚度且聚丙烯薄膜的厚度大于等于镂空铜箔的厚度，具体地，参见图1，所述聚丙烯薄膜的厚度为30μm-100μm，所述镂空铜箔厚度为25μm-100μm，图1是聚丙烯薄膜与镂空铜箔复合后但未热压的状态示意图，可以看出镂空铜箔复合于聚丙烯薄膜的表面，但将镂空铜箔复合材料热压于硅片的表面后，具体参见图2，聚丙烯薄膜在一定温度的作用下软化并通过镂空铜箔的镂空部与硅片的表面进行粘合，从而实现了镂空铜箔复合材料与硅片表面的复合，使硅片和镂空铜箔之间形成欧姆连接，镂空铜箔成为了光照面电极，同时光照面电极2被聚丙烯薄膜包裹，避免了光照面电极被氧化；镂空铜箔复合材料热压于硅片表面，同样适应于第一镂空铜箔复合材料、第二镂空铜箔复合材料、第三镂空铜箔复合材料和所述第四镂空铜箔复合材料与硅片表面的复合。

需要进一步说明的是，在将镂空铜箔与聚丙烯薄膜的复合材料热压于电池片表面过程中，热压既可以是辊压也可以是平压；参见图5，所述镂空铜箔4包括横向铜带41、纵向铜带42和镂空部43，所述镂空部43为矩形或多边形，所述横向铜带41和所述纵向铜带42交叉连接，横向铜带41和纵向铜带42作为栅线汇集和导出硅片表面的电流，因此，对横向铜带41和纵向铜带42的宽度要满足一定的电流载荷，具体地，所述横向铜带的宽度为30μm-100μm，所述纵向铜带的宽度为30μm-100μm。

实施例二：

本实施例揭示了一种双玻光伏电池片，与实施例一不同之处在于，参见图3，所述第一硅片1的非光照面的电极采用焊带5，第二硅片2的非光照面电极采用焊带5，在所述第一硅片1的非光照面与EVA胶膜及透明背板组合形成光伏组件，而所述第二硅片2的非光照面与EVA胶膜及透明背板组合形成光伏组件，实施例二实现了光照面用铜电极代替银栅线电极，降低了成本，同时背面采用透明背板，使得电池片的双面均可以接受阳光，充分利用光照。

实施例三：

本实施例揭示了一种双玻光伏电池片的制备方法，参见图6，包括以下步骤：将第一铜箔、第二铜箔分别复合于聚丙烯薄膜的第一面及第二面，形成复合铜箔，所述第一铜箔和第二铜箔错开设置；通过双面刻蚀工艺在铜箔的表面形成镂空结构，形成第一镂空铜箔复合材料和第二镂空铜箔复合材料，具体刻蚀工艺包括在复合铜箔表面进行贴膜、曝光、显影、刻蚀、退膜、酸洗等流程；制备第一硅片和第二硅片；将第一硅片的光照面热压复合于第一镂空铜箔复合材料，将第二硅片的光照面热压复合于第二镂空铜箔复合材料。

具体地，参见图1和图2，在同一张聚丙烯薄膜的第一面及第二面分别复合第一铜箔、第二铜箔，所述第一铜箔和第二铜箔错开设置，形成复合铜箔后，将复合铜箔进行双面刻蚀使铜箔的表面形成镂空结构，形成第一镂空铜箔复合材料和第二镂空铜箔复合材料；将第一硅片的光照面热压复合于第一镂空铜箔复合材料，将第二硅片的光照面热压复合于第二镂空铜箔复合材料，形成双玻光伏电池片。

需要进一步说明的是，参见图1，所述聚丙烯薄膜的厚度为30μm-100μm，所述镂空铜箔厚度为25μm-100μm，图1是聚丙烯薄膜与镂空铜箔复合后但未热压的状态示意图，可以看出镂空铜箔复合于聚丙烯薄膜的表面，但将镂空铜箔复合材料热压于硅片的表面后，具体参见图2，聚丙烯薄膜在一定温度的作用下软化并通过镂空铜箔的镂空部与硅片的表面进行粘合，从而实现了镂空铜箔复合材料与硅片表面的复合，使硅片和镂空铜箔之间形成欧姆连接，镂空铜箔成为了光照面电极，同时光照面电极2被聚丙烯薄膜包裹，避免了光照面电极被氧化；镂空铜箔复合材料热压于硅片表面，同样适应于第一镂空铜箔复合材料、第二镂空铜箔复合材料与硅片表面的复合。

需要进一步说明的是，在将镂空铜箔与聚丙烯薄膜的复合材料热压于电池片表面过程中，热压既可以是辊压也可以是平压；参见图5，所述镂空铜箔4包括横向铜带41、纵向铜带42和镂空部43，所述镂空部43为矩形或多边形，所述横向铜带41和所述纵向铜带42交叉连接，横向铜带41和纵向铜带42作为栅线汇集和导出硅片表面的电流，因此，对横向铜带41和纵向铜带42的宽度要满足一定的电流载荷，具体地，所述横向铜带的宽度为30μm-100μm，所述纵向铜带的宽度为30μm-100μm。

需要进一步说明的是，镂空结构的复合铜箔较为容易发生翘曲从而影响后续的热压合工艺，为此，所述聚丙烯薄膜以厚度为50μm-75μm的PET膜为支撑膜，以防止复合材料的卷曲，在具体使用复合材料时，需要将PET膜撕下后迅速将复合材料与硅片进行热压；为了增加PET膜与薄膜之间的摩擦力，采用表面粗糙度为0.3μm-0.5μm的PET膜，增加PET膜与薄膜之间的结合力。

与现有技术相比，实施例三的有益效果是：

(1)在双玻光伏电池片中，以镂空铜箔替代现有的银浆栅线作为光伏电池片的光照面电极，而铜的电阻率为1.75*10^-8Ω.m，既能够降低单玻光伏电池片的电极材料成本，同时，也能使双玻光伏电池片的光电性能保持在可接受范围内；

(2)通过对铜箔与聚丙烯薄膜的复合材料进行刻蚀工艺处理，使铜箔具有镂空结构，后续再通过热压工艺将刻蚀后的铜箔与聚丙烯薄膜的复合材料复合于电池片光照面，薄膜在热压下热熔软化，因所述铜箔的厚度小于等于所述薄膜的厚度，使薄膜通过铜箔的镂空处与电池片表面进行粘合；

(3)双玻光伏电池片包括了第一硅片和第二硅片，且第一硅片和第二硅片错开设置于聚丙烯薄膜的两侧，使得双玻光伏电池片实现了两面的同一性，也就是无论该电池片那一面面向太阳，其发电效率相同。

实施例四

本实施例揭示了一种双玻光伏组件，包括边框组件、第一光照面玻璃、第二光照面玻璃以及实施例一所述的双玻光伏电池片。具体地，本实施例的双玻光伏组件，包括第一光照面玻璃、双玻光伏电池片及第二光照玻璃面，所述第一光照玻璃面覆盖第一硅片，所述第二光照玻璃面覆盖第二硅片，第一硅片及第二硅片的光照面采用镂空铜箔代替了现有的银浆栅线，起到了汇集和导出硅片表面的电流的作用，一方面可以降低电极的材料成本，另外，也能使单玻光伏电池片的光电性能保持在可接受范围内。

下面列举本实施例的部分可行实施例，具体参见表1。

表1镂空铜箔及薄膜的性能参数

参见图5，横向铜带41和纵向铜带42作为栅线汇集和导出硅片表面的电流，因此，对横向铜带41和纵向铜带42的宽度要满足一定的电流载荷，较优的实施例，在铜箔较厚情况下，可以选择减小横向铜带41和纵向铜带42的宽度，如序号6的镂空铜箔及薄膜的性能参数；在铜箔较薄的情况下，可以选择增加横向铜带41和纵向铜带42的宽度，如序号1的镂空铜箔及薄膜的性能参数。

本实施例所揭示的双玻光伏组件与实施例一、实施例二、实施例三中具有相同部分的技术方案，请参实施例一、实施例二、实施例三所述，在此不再赘述。

Claims (7)

1.双玻光伏电池片，其特征在于，包括第一硅片和第二硅片，所述第一硅片的光照面与所述第二硅片的非光照面同向，所述第一硅片和所述第二硅片错开分布，所述第一硅片的光照面复合第一镂空铜箔复合材料作为电极，所述第二硅片的光照面复合第二镂空铜箔复合材料作为电极，所述第一镂空铜箔复合材料和第二镂空铜箔复合材料均是由聚丙烯薄膜和镂空铜箔复合而成，聚丙烯薄膜的厚度大于等于镂空铜箔的厚度；

所述镂空铜箔包括横向铜带、纵向铜带和镂空部，所述镂空部为矩形，所述横向铜带和所述纵向铜带交叉连接，所述横向铜带的宽度为60μm -100μm，所述纵向铜带的宽度为60μm-100μm；

将镂空铜箔复合材料与PET薄膜进行复合，所述PET薄膜作为支撑层；

撕掉所述PET薄膜后将镂空铜箔复合材料热压于所述硅片的光照面；

所述聚丙烯薄膜以厚度为50μm -75μm的PET薄膜为支撑膜，以防止复合材料的卷曲；

所述PET薄膜与所述聚丙烯薄膜的复合面粗糙度为0.3μm -0.5μm；

通过热压工艺将刻蚀后的镂空铜箔与聚丙烯薄膜的复合材料复合于电池片光照面，聚丙烯薄膜在热压下热熔软化，聚丙烯薄膜通过镂空铜箔的镂空处与电池片表面进行粘合。

2.如权利要求1所述的双玻光伏电池片，其特征在于，所述第一硅片的非光照面电极为第三镂空铜箔复合材料或焊带，所述第二硅片的非光照面电极为第四镂空铜箔复合材料或焊带，所述第三镂空铜箔复合材料和所述第四镂空铜箔复合材料均是由聚丙烯薄膜和镂空铜箔复合而成。

3.如权利要求1所述的双玻光伏电池片，其特征在于，所述第一镂空铜箔复合材料和所述第二镂空铜箔复合材料通过热压工艺分别复合于所述第一硅片的光照面、所述第二硅片的光照面。

4.如权利要求2所述的双玻光伏电池片，其特征在于，所述第三镂空铜箔复合材料和所述第四镂空铜箔复合材料通过热压工艺分别复合于所述第一硅片的非光照面、所述第二硅片的非光照面。

5. 如权利要求1-4任一所述的双玻光伏电池片，其特征在于，所述镂空铜箔厚度为25μm -100μm。

6.双玻光伏电池片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将第一铜箔、第二铜箔分别复合于聚丙烯薄膜的第一面及第二面，形成复合铜箔，所述第一铜箔和第二铜箔错开设置；

通过双面刻蚀工艺在铜箔的表面形成镂空结构，形成第一镂空铜箔复合材料和第二镂空铜箔复合材料；

制备第一硅片和第二硅片；

将第一硅片的光照面热压复合于第一镂空铜箔复合材料，将第二硅片的光照面热压复合于第二镂空铜箔复合材料；

还包括以下步骤：

将镂空铜箔复合材料与PET薄膜进行复合，所述PET薄膜作为支撑层；

撕掉所述PET薄膜后将镂空铜箔复合材料热压于所述硅片的光照面；

所述聚丙烯薄膜以厚度为50μm -75μm的PET薄膜为支撑膜，以防止复合材料的卷曲；所述PET薄膜与所述聚丙烯薄膜的复合面粗糙度为0.3μm -0.5μm；

通过热压工艺将刻蚀后的镂空铜箔与聚丙烯薄膜的复合材料复合于电池片光照面，聚丙烯薄膜在热压下热熔软化，聚丙烯薄膜通过镂空铜箔的镂空处与电池片表面进行粘合。

7.双玻光伏组件，其特征在于，包括边框组件、第一光照面玻璃、第二光照面玻璃以及权利要求1-5任一所述的双玻光伏电池片。