一种光伏组件的制作方法

1.本实用新型属于光伏技术领域，尤其涉及一种光伏组件。


背景技术：

2.能源问题的日益严重，太阳能作为可再生清洁能源一直备受人们关注。光伏技术作为可直接将太阳的光能转换为电能供人们使用的技术，能够有效利用太阳能为解决能源问题做出重要贡献。
3.光伏组件是光伏技术的直接体现，是太阳能发电系统中的核心部分，将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来。现有光伏组件主要包括前层基板、前层胶膜、电池片、后层胶膜和后层基板，其中电池片用于进行光电转化，前层基板、前层胶膜、后层胶膜和后层基板用于保护电池片。光伏组件发电时，电池片通过光生伏特效应产生电动势，电连接电池片两个表面产生电流，光伏组件由此完成光电转化。
4.得益于单晶硅片的大规模推广，设备国产化快速提升等因素，自2017年起perc电池技术得以迅速推广和应用，该技术制造工艺简单、生产成本低，可结合选择性发射技术提升电池转换效率，为目前主流组件厂家普遍使用的电池技术。但perc电池组件存在pid问题。perc电池片正面为化学钝化sinx，含有高密度的正电荷，能够有效降低阳离子的富集；perc电池片背面为场钝化，其中的al2o3具有高密度的负电荷，易形成阳离子富集，减弱钝化效果。因此perc电池片的pid效应主要集中于perc电池片的背面。在高温高湿情况下，封装材料的体积电阻率会减小，且材料中的硅烷偶联剂及交联剂中含有少量的带负电的离子，因此，光伏组件背面更易出现pid现象是因为双面perc电池片正面为化学钝化，其氮化硅中含有高密度的固定正电荷，对na
+
有一定的排斥作用，会减弱一部分na
+
的富集。但是其背面为场钝化，al2o3/si接触面具有较高的固定负电荷密度，背面玻璃中析出的na
+
使氧化铝内的电荷发生再分布，导致钝化效果恶化。同时，双面perc电池片正面含有一层氧化硅减反射层，可以起到抗pid效应，而背面没有。
5.因此基于perc电池片组件的pid效应，亟需提供一种光伏组件的封装方案解决电池片背面引起的pid效应。


技术实现要素：

6.本技术实施例通过提供一种光伏组件，降低光伏组件使用时的pid效应，保证光伏组件的发电效率，提高光电转化效率。
7.本技术实施例提供了一种光伏组件，依次包括前层基板、前层胶膜、perc电池片、后层胶膜和后层基板，后层胶膜为透明epe胶膜、白色epe胶膜、透明poe胶膜、白色poe胶膜或白色eva胶膜中的至少一种。
8.作为优选，光伏组件为单玻组件，后层胶膜为白色eva胶膜、白色poe胶膜或白色epe胶膜。
9.作为优选，光伏组件为单玻组件，前层胶膜为透明eva胶膜、透明poe胶膜或透明
epe胶膜中的一种。
10.作为优选，光伏组件为单玻组件，前层胶膜为透明eva胶膜。
11.作为优选，光伏组件为双面双玻组件，后层胶膜为透明poe胶膜或透明epe胶膜。
12.作为优选，光伏组件为双面双玻组件，前层胶膜为透明eva胶膜、透明poe胶膜或透明epe胶膜中的一种。
13.作为优选，光伏组件为双面双玻组件，前层胶膜为透明eva胶膜。
14.作为优选，光伏组件为双面透背组件，后层胶膜为透明poe胶膜或透明epe胶膜。
15.作为优选，光伏组件为双面透背组件，前层胶膜为透明eva胶膜、透明poe胶膜或透明epe胶膜中的一种。
16.作为优选，光伏组件为双面透背组件，前层胶膜为透明eva胶膜或透明epe胶膜中的一种。
17.综上所述，本技术实施例至少具有以下有益效果：
18.1、本技术实施例提供的光伏组件通过在perc电池片背面设置透明epe胶膜、白色epe胶膜、透明poe胶膜、白色poe胶膜或白色eva胶膜中的至少一种，解决光伏组件使用时产生pid效应的问题，使光伏组件具有优异的抗pid性能；
19.2、本技术实施例在不对封装胶膜和光伏基板进行改进的前提下，采用特定种类的封装胶膜匹配perc电池片与光伏组件种类，改善光伏组件的抗pid性能，有效降低光伏组件的抗pid成本。
附图说明
20.图1为本技术光伏组件的一种剖面结构示意图；
21.图中：光伏组件100，前层基板11，前层胶膜12，perc电池片13，后层胶膜14，后层基板15。
具体实施方式
22.为了使本领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本技术实施方式，对本技术具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本技术。
23.本技术为解决光伏组件由于pid效应产生功率衰减的问题，本技术根据光伏组件种类在perc电池片背面设置透明epe胶膜、白色epe胶膜、透明poe胶膜、白色poe胶膜或白色eva胶膜中的至少一种，使光伏组件具有优异的抗pid性能。
24.光伏组件通常需要将电池片串联使用，随着光伏系统大规模应用，电池片表面的电动势也越来越大。由于防雷工程的需要，一般光伏组件的边框都要求接地，这样在电池片和边框之间就形成了较高的电压。pid效应(potential induced degradation)又称电势诱导衰减,是指当光伏组件的电极与边框之间存在较高的偏置电压时,玻璃中的阳离子出现离子迁移,附着在电池片表面,从而造成光伏组件功率下降的现象。大量电荷聚集在电池片表面，使电池片表面钝化效果恶化，从而导致电池片的填充因子、开路电压、短路电流降低，电池组件功率衰减。光伏组件在潮湿环境中使用时，水汽通过作为封边用途的硅胶或背板
进入组件内部。而传统光伏组件通常采用eva材料作为封装胶膜，而eva材料的酯键在遇到水后发生分解，产生可以自由移动的醋酸。醋酸和玻璃表面碱反应后，产生了游离态的阳离子。阳离子在外加电场的作用下向电池片表面移动并富集进一步加剧了pid效应。本技术实施例针对光伏组件中的perc电池片13与光伏组件100的种类，在光伏组件100的特定位置采用特定种类的封装胶膜进行匹配和封装，达到提高光伏组件抗pid性的效果。
25.本技术实施例提供一种光伏组件100，依次包括前层基板11、前层胶膜12、perc电池片13、后层胶膜14和后层基板15。后层胶膜14为透明epe胶膜、白色epe胶膜、透明poe胶膜、白色poe胶膜或白色eva胶膜中的至少一种。
26.perc电池片是通过perc技术，即钝化发射极和背面电池技术制造的光伏电池片，通过在电池片的背面添加一个电介质钝化层(通常使用al2o3钝化)来提高电池片的光电转换效率。perc电池片最大化跨越了p-n结的电势梯度，使得电子更稳定的流动，减少电子重组，使电池片达到更高的发电效率水平。perc电池片正面为化学钝化sin
x
，含有高密度的正电荷，能够有效降低阳离子的富集；perc电池片背面为场钝化，其中的al2o3具有高密度的负电荷，易形成阳离子富集，减弱钝化效果。因此perc电池片的pid效应主要集中于perc电池片的背面。本技术实施例针对perc电池片13的pid效应，对perc电池片13采用相匹配的封装胶膜进行封装，封装胶膜中后层胶膜14为透明epe胶膜、白色epe胶膜、透明poe胶膜、白色eva胶膜或白色poe胶膜中的至少一种。在perc电池片13背面使用水汽透过率低、抗pid性能好的poe胶膜或epe胶膜能够有效提高电池片为perc电池片13的光伏组件100封装后的抗pid性能。poe胶膜具有优异的水汽阻隔能力和离子阻隔能力，且其分子链结构稳定，老化过程不会分解产生酸性物质，能够减少游离态阳离子的产生并阻止游离态阳离子与perc电池片13表面的接触，从而降低光伏组件100的pid效应。epe胶膜为eva胶膜与poe胶膜的共挤胶膜，具有优秀的粘接性能与较低的生产成本。epe胶膜不能减少游离态阳离子的产生，但epe胶膜为eva胶膜与poe胶膜的共挤胶膜，因此能够达到与poe胶膜相同的阻隔水汽与阳离子的效果，从而提高光伏组件100的抗pid性能。本技术实施例中后层胶膜14为poe胶膜或epe胶膜，水汽富集时poe胶膜或epe胶膜能够很好地阻隔水汽，并阻止游离态阳离子在perc电池片13背面富集，降低光伏组件100的pid效应，达到提高光伏组件100抗pid性能的效果。在perc电池片13背面使用白色eva胶膜同样能够起到阻隔阳离子的效果。白色eva胶膜为了提高胶膜的反射率，其中会添加钛白粉作为反光填料。白色eva胶膜使用的金红石型钛白粉表面晶格上的o
2-容易失去电子，导致体系显示负电性，这些电子能够起到加强perc电池片13背面al2o3负电场的钝化作用。白色eva胶膜中的钛白粉还可以吸附perc电池片13表面的阳离子，并阻隔玻璃等材料析出的阳离子，防止阳离子在perc电池片13背面钝化层富集的效果，从而提升光伏组件100的抗pid性能。因此在perc电池片13背面使用透明epe胶膜、白色epe胶膜、透明poe胶膜、白色poe胶膜或白色eva胶膜作为后层胶膜14都能够达到提高光伏组件100抗pid性能的效果。本技术实施例中光伏电池片为perc电池片13，正面含有高密度的正电荷，能够有效降低阳离子的富集，perc电池片13正面的pid效应弱，因此本技术实施例中对光伏组件100前层胶膜12没有抗pid性能的要求，可使用价格更低，技术更成熟的eva胶膜封装，达到降低光伏组件100生产成本的效果。
27.作为一种具体实施方式，当光伏组件100为单玻组件时，后层胶膜14为白色eva胶膜、白色poe胶膜或白色epe胶膜，前层胶膜12为透明eva胶膜、透明poe胶膜或透明epe胶膜
中的一种。
28.本技术实施例根据光伏组件的种类对使用的封装胶膜进行特定调整。单玻组件是指仅通过电池片正面进行光电转化的光伏组件，所以前层基板11使用光伏玻璃，后层基板15使用其他材质。单玻组件的前层基板11与前层胶膜12都需要具有较高的透光率，后层胶膜14或后层基板15至少之一需要具有较高的反光率，以保证单玻组件具有较高的发电效率。电池片为perc电池片13的单玻组件提高抗pid性能的同时需要增加单玻组件背面对光的反射，因此后层胶膜14可以使用白色eva胶膜、白色poe胶膜、透明epe胶膜或白色epe胶膜，提高光的反射与光伏组件100发电效率的同时减少阳离子在perc电池片13背面表面的富集，保证单玻组件的抗pid性能。其中白色eva胶膜通过阻隔阳离子的方式提高单玻组件抗pid性能；白色poe胶膜通过减少游离态阳离子的产生，并阻隔水汽与阳离子的方式，提高单玻组件的抗pid性能；透明epe胶膜与白色epe胶膜通过阻隔水汽与阳离子的方式提高单玻组件的抗pid性能。电池片为perc电池片13的单玻组件的前层胶膜12没有具体限制，具有高透光率的封装胶膜都可以用于前层胶膜12。本技术实施例可以使用高透光率的透明eva胶膜降低单玻组件的成本，适应单玻组件的生产需求；也可以使用性能更优良的透明poe胶膜或透明epe胶膜中的一种，进一步提高光伏组件100的抗pid性能与防水汽性能，达到延长光伏组件100使用寿命与提高光伏组件100环境适应能力的效果。
29.作为一种具体实施方式，当光伏组件100为双面双玻组件时，后层胶膜14为透明poe胶膜或透明epe胶膜，前层胶膜12为透明eva胶膜、透明poe胶膜或透明epe胶膜中的一种。
30.本技术实施例中的光伏组件100可以是单玻组件，也可以是双面双玻组件、双面透背组件，根据不同的光伏组件100的种类对使用的封装胶膜进行针对性的调整。双面组件顾名思义就是正面、背面都能接收太阳光进行发电的光伏组件100。当太阳光照到双面组件的时候，会有部分光线被周围的环境反射到双面组件的背面，这部分光可以被perc电池片13吸收，从而对perc电池片13的光电流和效率产生一定的贡献。双面组件两面都能进行光电转化，因此双面组件的两面都需要有较高的透光率，保证perc电池片13两面都能接收到太阳光进行光电转化。双面组件的前层基板11、前层胶膜12、后层胶膜14和后层基板15都需要由透明材料制成，保证双面组件两个面都有极高的透光率。双面组件的前层基板11都是光伏玻璃，根据后层基板15的不同可分为双面双玻组件与双面透背组件。双面双玻组件即前层基板11与后层基板15均为光伏玻璃的双面组件，这种组件具有生命周期较长、低衰减率、耐候性、防火等级高、散热性好、绝缘好、易清洗、更高的发电效率等优势。在本技术实施例中光伏组件100为双面双玻组件时，后层胶膜14为透明poe胶膜或透明epe胶膜。由透明poe胶膜或透明epe胶膜封装的光伏组件，因poe结构均由c-c键和c-h键组成，不含有c＝o或其他的不饱和双键，无酸性物质释放，且其体积电阻率比eva材料高约1～2个数量级，水汽透过率比eva低约1个数量级，因此，在高温高湿情况下，玻璃析出的na
+
要想迁移至电池片表面较为困难。透明poe胶膜与透明epe胶膜能够有效阻隔水汽与阳离子，降低阳离子在perc电池片13背面的富集，提高双面双玻组件的抗pid性能，并且透明poe胶膜与透明epe胶膜具有极高的透光率，提高光的透过量，提高双面双玻组件的发电量。perc电池片13正面的pid效应较弱，因此在光伏组件100为双面双玻组件时，前层胶膜12的选择不需要过于考虑光伏组件100的pid效应，前层胶膜12为透明eva胶膜、透明poe胶膜或透明epe胶膜中的一种。透
明eva胶膜、透明poe胶膜和透明epe胶膜都具有优秀的透光率，作为双面双玻组件的前层胶膜12能够有效提高光的入射量，提高光伏组件100的发电量。在光伏组件100为双面双玻组件时，本技术实施例前层胶膜12可采用透明eva胶膜降低产品的生产成本，也可以采用透明poe胶膜或透明epe胶膜进一步提升光伏组件100的抗pid性能与防水汽性能，延长光伏组件100的使用寿命与发电效率。
31.作为一种具体实施方式，当光伏组件为双面透背组件时，后层胶膜14为透明poe胶膜或透明epe胶膜，前层胶膜12为透明eva胶膜、透明poe胶膜或透明epe胶膜中的一种。
32.双面透背组件即后层基板15为透明背板的双面组件。透明背板通常为非玻璃的透明材料制成，生产成本低、无爆裂风险、重量轻且体积电阻高，适合高功率、大尺寸的光伏组件100使用，能够有效降低光伏组件100的生产成本与安装成本。透明背板的抗pid效果好，且对多种封装胶膜都具有很好的粘接性能，因此与多种封装胶膜能够达到很好的封装效果，能进一步降低双面组件的封装成本，提高光伏组件100的可靠性。光伏组件100为双面透背组件时，双面透背组件的后层胶膜14使用透明poe胶膜或透明epe胶膜，不仅具备优异的透光率，还能够保证双面透背组件的抗pid性能。光伏组件100为双面透背组件时，前层胶膜12为透明eva胶膜、透明poe胶膜或透明epe胶膜中的一种，根据生产要求与光伏组件100的使用要求，前层胶膜12可进行适应性调整，保证光伏组件100的抗pid性能与优秀的发电效果。
33.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，但本技术不限于及具体的实施方式。
34.实施例1
35.一种光伏组件100，依次包括前层基板11、前层胶膜12、perc电池片13、后层胶膜14和后层基板15，其具体为单玻组件。
36.其中，前层基板11为光伏玻璃，前层胶膜12为透明eva胶膜，后层胶膜14为白色epe胶膜，后层基板15为tpt结构背板。
37.实施例2
38.一种光伏组件100，依次包括前层基板11、前层胶膜12、perc电池片13、后层胶膜14和后层基板15，其具体为单玻组件。
39.其中，前层基板11为光伏玻璃，前层胶膜12为透明epe胶膜，后层胶膜14为白色eva胶膜，后层基板15为tpt结构背板。
40.实施例3
41.一种光伏组件100，依次包括前层基板11、前层胶膜12、perc电池片13、后层胶膜14和后层基板15，其具体为单玻组件。
42.其中，前层基板11为光伏玻璃，前层胶膜12为透明poe胶膜，后层胶膜14为白色poe胶膜，后层基板15为tpt结构背板。
43.实施例4
44.一种光伏组件100，依次包括前层基板11、前层胶膜12、perc电池片13、后层胶膜14和后层基板15，其具体为双面双玻组件。
45.其中，前层基板11为光伏玻璃，前层胶膜12为透明poe胶膜，后层胶膜14为透明poe胶膜，后层基板15为光伏玻璃。
46.实施例5
47.一种光伏组件100，依次包括前层基板11、前层胶膜12、perc电池片13、后层胶膜14和后层基板15，其具体为双面双玻组件。
48.其中，前层基板11为光伏玻璃，前层胶膜12为透明eva胶膜，后层胶膜14为透明epe胶膜，后层基板15为光伏玻璃。
49.实施例6
50.一种光伏组件100，依次包括前层基板11、前层胶膜12、perc电池片13、后层胶膜14和后层基板15，其具体为双面透背组件。
51.其中，前层基板11为光伏玻璃，前层胶膜12为透明epe胶膜，后层胶膜14为透明poe胶膜，后层基板15为透明背板。
52.实施例7
53.一种光伏组件100，依次包括前层基板11、前层胶膜12、perc电池片13、后层胶膜14和后层基板15，其具体为双面透背组件。
54.其中，前层基板11为光伏玻璃，前层胶膜12为透明eva胶膜，后层胶膜14为透明epe胶膜，后层基板15为透明背板。
55.本技术上述实施例1-7提供的光伏组件抗pid性能好，生产成本低，生产适应性高，应用前景良好。
56.应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。