[发明专利]一种太阳能电池封装结构及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电领域，更具体的涉及一种太阳能电池封装结构及其制备方法。

背景技术

多晶硅片和单晶硅片是当前太阳能电池的主导材料，但晶硅原料日益紧缺，太阳能电池价格高居不下。因此，发展硅薄膜太阳能电池，减少对晶体硅片的依赖是降低太阳能电池成本的可行途径。

典型的薄膜太阳能电池的基本结构，通常为衬底/透明导电氧化物/硅层(p-i-n结构)/透明导电氧化物/金属。由于薄膜太阳能电池背电极一般用金属层，如铝或银层，所以如果不进行封装，其在空气中长期使用，会被雨水和氧气氧化绝缘并腐蚀穿孔，导致电池短路或者内阻增加致使电池效率降低，从而缩短了电池的使用寿命。

因此封装是决定电池寿命的主要因素。作为薄膜太阳能电池的封装胶，有以下要求(a)粘结性能好；(b)耐热防水性能；(c)有良好的绝缘性能；(d)具有弹性，能减少运输、安装和使用过程中对电池核心部件的损伤；(e)抗老化性能、寿命长，长期户外使用不会出现明显的脱胶、开裂现象。

传统薄膜太阳能电池封装结构如图1所示，首先在作为透光玻璃基底层1上溅镀和沉积薄膜太阳能电池层2(其依次包括透明导电氧化物层、硅层(p-i-n结构)、透明导电氧化物层、金属层)，在引出电极3后，利用封装胶4，例如：EVA(Ethylene Vinyl Acetate，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)或PVB(Polyvinyl Butyral，聚乙烯醇缩丁醛)层压将背板5和薄膜太阳能电池层2粘结在一起，由于PVB价格昂贵，现在常用的都是EVA胶膜。而且，EVA和PVB属于热熔胶，常温下无粘结性，在封装时必须加热到熔融温度(对于EVA一般130-180℃)下加压发生熔融粘结和交联固化。对于EVA，现在成熟的工艺方法是将电池，EVA胶膜和背板材料叠在一起，然后放到层压机中抽真空层压。为了达到最佳的固化效果，其耗费时间较长，生产效率低；所以一般太阳能电池生产厂家，为了满足其批量生产的要求，往往需要多台层压机同时工作(往往多达十台)，费用高且占地面积大。因此如何提高产能、减少成本是薄膜太阳能电池封装结构所需要解决的重要问题。

而且，采用EVA或PVB层压封装，由于需要加热加压，会出现褶皱、侧移和气泡残余等不良现象。

发明内容

针对EVA和PVB胶膜封装过程中的缺点，本发明的目的就是发展一种快速高效、费用低廉且设备简单的太阳能电池封装结构及其制备方法，以提高太阳能电池封装结构的产能并降低生产成本。

一方面，本发明提供一种制备太阳能电池封装结构的方法，包括以下步骤：

步骤一、在透光基底层上制备太阳能电池层，所述太阳能电池层背电极一面背向所述透光基底层，并同所述透光基底层一起形成太阳能电池组件；

步骤二、将UV胶涂覆在所述太阳能电池组件的所述太阳能电池层的背电极的一面上，覆盖所述太阳能电池层；

步骤三、对所涂覆的UV胶进行抚平处理，形成UV胶层；

步骤四、在真空环境下，将涂覆有UV胶层的太阳能电池组件和背板粘结在一起；

步骤五、将用UV胶层粘结好的所述太阳能电池组件和背板在装有紫外灯的固化设备中用紫外光照射固化，将UV胶层变成固化的UV胶层。

如上所述的方法，在所述步骤二中，所述UV胶的黏度在50～1000cps之间。

如上所述的方法，所述步骤二可以通过喷涂或幕涂的方式实现。

如上所述的方法，所述步骤四是在气压低于50Pa的真空环境下进行的。

如上所述的方法，所述紫外灯为波长在340-380nm的中压汞灯。

如上所述的方法，所述太阳能电池层为硅薄膜太阳能电池层、铜铟镓硒薄膜太阳能电池层或碲化镉薄膜太阳能电池层。

另一方面，本发明提供一种太阳能电池封装结构，包括：透光基底层，在所述透光基底层上沉积有太阳能电池层，在由所述透光基底层和所述太阳能电池层所形成的太阳能电池组件上，利用固化的UV胶层粘结好背板。

如上所述的太阳能电池封装结构，在所述太阳能电池层和所述UV胶层之间还包括保护层，所述保护层和所述透光基底层将所述太阳能电池层密封，所述保护层是厚度在5nm-10um之间的氮化硅、二氧化硅或氧化铝。

如上所述的太阳能电池封装结构，所述背板采用紫外光可透射材料。

如上所述的太阳能电池封装结构，所述太阳能电池层为硅薄膜太阳能电池层、铜铟镓硒薄膜太阳能电池层或碲化镉薄膜太阳能电池层。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：