[发明专利]用于提升小片非晶硅薄膜太阳能电池组件使用寿命的选材及其封装技术

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种用于提升小片非晶硅薄膜太阳能电池组件使用寿命的选材及其封装技术。

背景技术

近年来太阳能电池行业发展迅猛，随着成本的不断降低，太阳能电池正逐步进入人们的生活之中，发挥越来越大的作用。

非晶硅薄膜太阳能电池是太阳能电池中的一种，其有着生产成本低廉、生产过程环保无污染、弱光发电性能优良、高温发电性能优良、综合发电能力强等显著优势。在当前有着广阔的发展空间。尤其是在离网的小型太阳能电池应用产品领，如太阳能灯具、太阳能玩具等有着巨大的发展优势和发展空间。

一般情况下，非晶硅薄膜太阳能电池产品可分为小片型和大片型。其中小片型为发电功率小，一般在10W以下，其主要应用于太阳能灯具，太阳能玩具，太阳能充电器等离网消费型电子产品领域，要求太阳能电池产品使用寿命在3-5年以上；大片型为发电功率较大，一般在10W以上，其主要应用于大中型光伏发电系统，如屋顶光伏系统，荒漠光伏电站，BIPV光伏发电系统等，要求太阳能电池产品使用寿命在20年以上。

目前各个非晶硅薄膜太阳能电池厂商的电池制造工艺相差不大，只是由于工艺细节和设备性能的差别，不同厂商的非晶硅薄膜太阳能电池产品的电性能有一定的差异，但差别不大。

相比之下，非晶硅薄膜太阳能电池实际使用寿命是更重要的产品性能衡量指标。

非晶硅薄膜太阳能电池的封装技术是决定其使用寿命的关键。目前主要采用以下几种方案进行封装：

第一种：采用EVA材料，用玻璃层压封装。这种封装效果最好，能保证产品在户外使用20年以上。但这种技术成本较高，主要用在应用于中大型光伏发电系统的大片型非晶硅薄膜太阳能电池组件产品上，而应用于消费性电子产品领域的小型太阳能产品的非晶硅薄膜太阳能电池产品不适宜采用该技术。

第二种：以PVC胶膜贴附在薄膜太阳能电池层上面进行封装。该方式的缺点是：PVC胶膜贴附的封装效果一般，水汽极易浸入电池层，侵蚀太阳能电池；PVC胶膜贴附工艺容易形成气泡，影响美观降低成品率，同时气泡区域也容易被侵蚀；超声点焊效果不佳，UV胶在实际使用中容易老化脱落，不够美观；采用PVC膜封装直接暴露在户外的有效使用寿命短，通常半年左右。

第三种：采用丝网印刷耐酸碱油墨的方法，在非晶硅薄膜太阳能电池表面印刷一层耐酸碱的油墨进行封装。该技术来源于电路板制造工艺中印刷保护油墨保护电路板的技术。其封装工艺流程是：在大片非晶硅薄膜太阳能电池设计位置处用丝网印刷机印刷上引出导线焊接用导电铜膏，烘干固化；再进行第二次丝网印刷在整块电池上丝网印刷上一层保护油墨（导电铜膏位置处不印刷），烘干固化。再进行玻璃切割，将大片电池切割成设计好的小片电池，再在导电铜膏上手工焊接导线。该技术的缺点是：①生产工艺较复杂，需要丝网印刷设备，丝印工艺要求高；丝印技术通常必须在电池四边留1mm左右宽度的空白区以便定位和方便规模化生产，四边丝印无保护区是降低寿命的潜在隐患；②由于小片非晶硅薄膜太阳能电池均是由同一规格的大片非晶硅薄膜太阳能电池通过玻璃切割机按设计尺寸和版图裁切而成，其丝印也是一次性在大片上完成丝印，因此在每块小片四周需要留一定间隙（1-2mm）的空白区以便方便玻璃切割定位，减少后续工艺流程复杂度，降低成本；③由于丝印导致的工序较复杂，成品率不够高；④丝印油墨厚度很薄（无法进一步增厚保护层），容易刮破伤及电池。

总体看来，目前在小片型非晶硅薄膜太阳能电池的封装技术领域，仍缺乏一种生产工艺简便，在有效提升电池使用寿命的同时具有成本低的封装技术。

发明内容

本发明就是针对技术的不足，提出一种用于提升小片非晶硅薄膜太阳能电池组件使用寿命的选材及其封装技术，实现对小片非晶硅薄膜太阳能电池的全面保护，使保护层与非晶硅薄膜太阳能电池完全紧密融合，有效隔离防止水汽、酸碱液体进入所导致的侵蚀以提高小片非晶硅薄膜太阳能电池使用寿命。

本发明所述的用于提升小片非晶硅薄膜太阳能电池组件使用寿命的选材，其特征在于，所述封装非晶硅薄膜太阳能电池为自流平封装材料，如环氧树脂地坪。

所述的非晶硅薄膜电池背电池上采用磁控溅射或蒸发镀膜制备一层合金膜，所述合金膜为镍合金NiX薄膜或铜镍合金薄膜。

进一步的，通过合金薄膜，实现可直接在非晶硅薄膜太阳能电池背面用焊锡焊接导线。

本发明所述的用于提升小片非晶硅薄膜太阳能电池组件使用寿命的封装技术为：