雙面異質結電池模塊及其制作方法與流程

本發明涉及太陽能電池的技術領域，特別是涉及一種雙面異質結電池模塊及其制作方法。

背景技術：

近年來，太陽能作為一種清潔、綠色的可再生新能源受到了越來越多的關注，其應用也非常廣泛。在太陽能的各種應用中，目前最重要的一個應用就是光伏發電，隨著各國對太陽能發電的重視，光伏發電在整個發電系統中所占的比例越來越大。

太陽能光伏發電的最基本單元是太陽能電池，在具體的應用中，通常是將多個太陽能電池片構成太陽能電池組件，然后再將各個太陽能電池組件連接起來構成整體的電流輸出。目前廣泛使用的太陽能電池組件主要為常規的單晶硅、多晶硅以及非晶硅薄膜組件，這些組件有一個共同的特點，即它們都只能單面吸收太陽光將光能轉換為電能，而當太陽光照射到組件的背面時，則不會產生光生伏特效應。

由于太陽能電池組件的轉換效率比較低，單個太陽能電池組件的輸出功率較小，為了達到很高的功率輸出，必須使用很多的太陽能電池組件，顯然這么多組件將會占據很大的面積。對于那些沒有充足地方安裝太陽能電池組件的場合，如地面和建筑物的屋頂，為了達到預期的功率輸出，唯一的辦法是增加單塊組件的功率，即讓每單位面積組件的發電量最大化。提高單塊組件功率的方法有一些，其中一種是提高組件的轉換效率，也就是提高電池片的轉換效率，由于工藝的限制，目前組件效率的提升比較緩慢，而且其增加的空間也不大；另外一種方法是組件使用雙面太陽能電池，雙面光伏電池幕墻組件采用了雙面單晶硅太陽能電池片，每個雙面單晶硅太陽能電池片之間用互聯條連接，每組雙面太陽能電池片之間用匯流條連接到接線盒。雙面太陽能電池片的正、反面都得到了利用，從而間接地提高了單片電池片的相應的轉換效率。然而在使用時，僅能使用一面產生電能，即不能同時使用兩個面。因此該雙面太陽能電池片的使用受到了限制。另外這種雙面幕墻組件的制作工藝復雜，成本較高，使得整個組件的成本也很高，難以推廣使用。

技術實現要素：

本發明的一個目的在于提供一種雙面異質結電池模塊，這種雙面異質結電池模塊正反兩面能夠同時吸收太陽光并轉換成電能輸出，使得模塊充分利用了太陽能資源，直接提高了雙面異質結電池模塊總輸出功率。

為實現上述目的，本發明提出的一種雙面異質結電池模塊，包括超白低鐵鋼化玻璃和透明背板，所述鋼化玻璃和透明背板之間設有四層EVA層，其中，第一EVA層和第二EVA層之間設置有串接在一起的上層異質結電池，第三EVA層和第四EVA層之間設置有串接在一起的下層異質結電池，所述第二EVA層和第三EVA層之間為中間層，所述上層異質結電池和所述下層異質結電池包括依次疊置的金屬背電極、n型硅基襯底、共軛有機物與二維層狀納米晶體材料均勻混合的有機共軛薄膜、以及金屬柵電極，所述共軛有機物包括PEDOT:PSS，所述二維層狀納米晶體材料包括Bi₂Te₃、Bi₂Se₃、Sb₂Te₃、CoS₂中的一種或多種。

作為優選，所述上層異質結電池和所述下層異質結電池具有相同的排列方式。

作為優選，所述上層異質結電池和所述下層異質結電池具有不同的排列方式。

作為優選，中間層的材料為TPT或PET。

作為優選，所述中間層為不透明材料。

作為優選，所述中間層的上下表面的形狀為平面。

作為優選，所述中間層的上下表面的形狀為規則排列的V型溝槽，所述V形溝槽的內夾角為140度～160度。

作為優選，中間層為透明的材料。

作為優選，透明背板為高透光率的鋼化玻璃、TPT或PET材料中的一種。

本發明的另一個目的在于提供一種雙面異質結電池模塊的制作方法，制作步驟如下：(1) 異質結電池正面焊接：將浸泡過助焊劑的焊帶焊接在異質結電池正面的主柵線上，焊接的溫度在350～400℃；(2) 異質結電池背面串焊：根據模塊的異質結電池排列方式將一定數目的異質結電池串接在一起；(3)敷設：敷設的順序從下到上依次是：超白低鐵鋼化玻璃、第一EVA 層、上層異質結電池、第二EVA層、中間層、第三EVA層、下層異質結電池、第四EVA層、透明底層；(4)層壓：將敷設好的組件放入層壓機，在真空高溫條件下組件各部分材料粘合在一起成為一個整體的層壓件，然后對其進行修邊處理；(5)裝框：對組件層壓件安裝鋁合金邊框，層壓件和邊框接觸的部分用硅膠密封，然后在組件背面安裝接線盒，最后對其進行清潔；(6)測試：在標準測試條件下對裝框清潔完畢的組件進行最終的電性能測試，確定組件的各項電性能參數。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明所述的雙面異質結電池模塊有兩個受光面，可以同時吸收太陽光，當太陽光照射到此模塊上時，其中上層異質結電池吸收透過超白低鐵鋼化玻璃的光產生功率輸出，下層異質結電池則吸收透過背板材料的光產生另一部分功率輸出，因此直接增加了模塊的總輸出功率。該雙面異質結電池模塊的制作方法簡單，適于推廣。

附圖說明

圖1為本發明雙面異質結電池模塊第一種實施方式的剖面圖；圖2為本發明異質結電池的結構示意圖；圖3為本發明雙面異質結電池模塊第二種實施方式的剖面圖。

具體實施方式

下面，將結合附圖來對本發明的示例實施例進行詳細描述。在附圖中，相同或相似的參考標號自始至終表示相同或相似的元件。

如圖1和3所示，一種雙面異質結電池模塊，包括超白低鐵鋼化玻璃和透明背板6，所述鋼化玻璃1和透明背板6之間設有四層EVA層，其中，第一EVA層21和第二EVA層22之間設置有串接在一起的上層異質結電池3，第三EVA層23和第四EVA層24之間設置有串接在一起的下層異質結電池5，所述第二EVA層22和第三EVA層23之間為中間層4，所述上層異質結電池3和所述下層異質結電池5包括依次疊置的金屬背電極351、n型硅基襯底352、共軛有機物與二維層狀納米晶體材料均勻混合的有機共軛薄膜353、以及金屬柵電極354，所述共軛有機物包括PEDOT:PSS，所述二維層狀納米晶體材料包括Bi₂Te₃、Bi₂Se₃、Sb₂Te₃、CoS₂中的一種或多種。

其中表層的鋼化玻璃1具有高透光率并起到保護異質結電池的作用，EVA材料具有密封和粘結的作用，中間層4具有隔離和絕緣上下兩層異質結電池的作用，透明背板6采用高透光率的材料，如鋼化玻璃、透明的TPT、 PET等。其中TPT材料除了具有透光的功能，還具有耐老化、耐腐蝕、阻止水汽滲透的能力及良好的絕緣性能。

所述的雙面異質結電池模塊的所述上層異質結電池3和所述下層異質結電池5均采用串聯的連接方式，這兩層異質結電池最后的輸出端是相互獨立的；所述上層異質結電池3和所述下層異質結電池5可以采用相同或不同的排列方式。

所述的中間層4一般為不透明的材料，其上下兩個表面對入射光有很大的反射率，其中上表面可以反射透過玻璃的入射光，這部分反射光再被所述上層異質結電池3吸收，從而增加上層異質結電池3的輸出功率；中間層的下表面則反射透過底層的入射光，然后這部分反射光再被下層異質結電池5吸收，同樣也增加了下層異質結電池5的輸出功率。

所述的中間層4也可以采用透明的材料，使得雙面異質結電池模塊同時還具有透光的功能。作為第一種實施方式，所述中間層4的上、下表面的形狀優選為平面。

圖2為本發明的另一實施方式，與第一種實施方式不同的是：中間層 4的上、下表面的形狀為規則排列的V型溝槽，該結構相對于第一種實施方式具有很高的反射率。當太陽光照射到此雙面太陽能電池組件上時，其正反兩面均能吸收太陽光。對于上層異質結電池3，除了正常吸收透過鋼化玻璃的光，此外還吸收一部分來自玻璃下表面的二次反射光，由于中間層4上表面具有高反射率且設有V型溝槽，所述V形溝槽(41)的內夾角為 140度～160度。

雙面異質結電池模塊的制作方法，制作步驟如下：(1) 異質結電池正面焊接：將浸泡過助焊劑的焊帶焊接在異質結電池正面的主柵線上，焊接的溫度在350～400℃；(2) 異質結電池背面串焊：根據模塊的異質結電池排列方式將一定數目的異質結電池串接在一起；(3)敷設：敷設的順序從下到上依次是：超白低鐵鋼化玻璃、第一EVA 層、上層異質結電池、第二EVA層、中間層、第三EVA層、下層異質結電池、第四EVA層、透明底層；(4)層壓：將敷設好的組件放入層壓機，在真空高溫條件下組件各部分材料粘合在一起成為一個整體的層壓件，然后對其進行修邊處理；(5)裝框：對組件層壓件安裝鋁合金邊框，層壓件和邊框接觸的部分用硅膠密封，然后在組件背面安裝接線盒，最后對其進行清潔；(6)測試：在標準測試條件下對裝框清潔完畢的組件進行最終的電性能測試，確定組件的各項電性能參數。

在實際的系統中應用此雙面異質結電池模塊時，盡管模塊的上下兩層異質結均能吸收光而產生功率輸出，但由于上下兩層異質結電池的太陽輻照強度不一樣，則它們的輸出參數如最大輸出功率電壓、最大輸出功率電流等也會有差異，因此在系統設計中將所有模塊的上層異質結電池的輸出端進行連接，所有模塊的下層異質結電池輸出端進行另外的連接，利用 DC/DC轉換器使上層異質結電池與下層異質結電池的輸出端電壓相等，最后并聯在一起，這樣將會減少失配帶來的功率損失。

本發明工藝簡單，實現了雙面異質結電池模塊正反兩面均能發電的功能，間接的增加了模塊總輸出功率，即單位面積模塊的發電量增加了，因此對于那些安裝空間有限的地方使用此雙面異質結電池模塊，將會獲得比常規單面電池模塊更大的收益。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。