一種太陽能電池封裝結構及太陽能電池的封裝方法與流程

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本發明屬于太陽能電池領域，尤其是鈣鈦礦太陽能電池領域，涉及一種太陽能電池封裝結構及太陽能電池的封裝方法，尤其涉及一種太陽能電池真空封裝結構及太陽能電池的封裝方法。

背景技術：

由于資源日趨短缺的原因，太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的新型綠色能源，已受到社會各界的普遍重視。太陽能電池作為發電動力供應主要來源之一的可能性，已日益引起人們的注目。

封裝技術在太陽能電池使用過程中對電池壽命有重要影響，現有的太陽能電池主要依靠玻璃封裝太陽能電池，如cn102222731a公開了一種提高太陽能電池轉換效率的太陽能電池封裝方法，其采用的方案為：將連接好的太陽能電池板放在兩片玻璃之間，兩片玻璃板四周通過粘接劑與密封膠進行封裝，封裝前預留抽氣孔，待玻璃周邊的密封膠固化后，抽真空，然后密封抽氣孔。本發明使硅片的回收簡單易行，提高了硅基太陽能電池的轉換效率，使太陽能電池的轉換效率在原有的基礎上提高了10％～15％，延長太陽能電池的使用壽命以及降低生產成本等；又如cn202268366u公開了一種玻璃封裝太陽能電池組件板，包括太陽能電池、固定于太陽能電池上表面的玻璃頂板、粘接固定于所述太陽能電池下表面的玻璃底板，以及設置于所述玻璃底板下表面的接線盒；所述玻璃封裝太陽能電池組件板上設置有至少兩個固定用的通孔。該太陽能電池組件板結構穩定，使太陽能電池邊框的封裝組件更加經久耐用。

但是，上述玻璃封裝的方式存在以下幾個缺點：(1)封裝后得到的太陽能電池厚度增加(2)不能對柔性的太陽能電池進行封裝(3)安裝過程中易破碎與損壞(4)不易排出封裝玻璃與電池之間的氣體。

技術實現要素：

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種太陽能電池封裝結構及太陽能電池的封裝方法，通過該封裝方法能夠阻隔水氧，兼容剛性太陽能電池和柔性太陽能電池，并能引出電極便于連接外電路，從而延長太陽能電池壽命。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種太陽能電池封裝結構，所述封裝結構包括：封裝袋、真空封裝在封裝袋內部的太陽能電池，以及2條電極引線；

所述2條電極引線各自的一端分別與封裝袋內部的太陽能電池的2個電極連接，且這2條電極引線各自的未連接端作為預留引出線，引出到封裝袋的外部。

本發明的太陽能電池封裝結構是太陽能電池真空封裝結構。

所述封裝袋的材料包括聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚氯乙烯或者聚二甲基硅氧烷中的任意一種或至少兩種的組合，但并不限于上述的材料，其他滿足以下條件的材料也可用于本發明：①透光率高，大于85％；②具有一定的強度，能承受一定的負壓，約-30pa；③化學性質不活潑，不與電池材料發生反應；④具有一定的延展性，延伸率大于8％，便于封裝柔性太陽能電池；⑤結構致密，可以阻隔水氧。

本發明選用的封裝袋的材料具有很好的透光性，從而保證了封裝完成后對太陽能電池使用時的光照強度。

本發明中，所述太陽能電池的基底的柔韌性不作限定，可以是柔性基底，也可以是剛性基底，本領域技術人員可以根據需要進行選擇。

優選地，所述電極引線為金屬絲或復合金屬絲中的任意一種或至少兩種的組合。

優選地，所述金屬絲包括金絲或銅絲中的任意一種，上述金屬絲的導電性能優良，作為電極引線，可很好地引出電極。

優選地，所述復合金屬絲包括金錫合金絲、銅錫合金絲或銀銦合金絲中的任意一種，上述復合金屬絲的導電性能優良，作為電極引線，可很好地引出電極。

優選地，所述電極引線的直徑為0.2mm～10mm，例如為0.2mm、0.5mm、1mm、1.2mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm等。若電極引線的直徑小于0.2mm，會導致電極的引出效果變差；若電極引線的直徑大于10mm，會導致真空封裝時封裝袋漏氣。因此，本發明優選電極引線的直徑為0.2mm～10mm，以使在保證很好的電極引出效果的同時，防止真空封裝時封裝袋漏氣。

優選地，所述2個電極為太陽能電池的正極和負極。

本發明中，電極可以是金屬電極，也可以是導電基底。

優選地，所述導電基底包括fto導電玻璃或ito導電玻璃中的任意一種或兩種的組合。

所述連接的方式為方式一或方式二中的任意一種，方式一為：2條電極引線分別點焊在太陽能電池的2個電極上。

方式二為：2條電極引線分別纏繞在太陽能電池的2個電極上。這種方法容易由于接觸不良而造成導電率不佳。使用銀漿或錫焊是利用他們的粘性，將導線與電極進行粘接，從而提高導電效率。

本發明中，當所述電極為金屬電極(比如常用作負極的銀電極)時，可以采用直接引線的方式(比如將電極引線點焊在電極上)，也可以采用將電極引線纏繞在電極上的方式，也就是說，既可以采用方式一，也可以采用方式二進行連接。

更優選地，當所述電極為金屬電極時，采用的連接的方式為所述方式一。

優選地，當所述電極為導電基底時，比如涂覆在玻璃上的摻雜氟的氧化錫(fluorinatedtinoxide，fto)或銦錫氧化物半導體(indiumtinoxide，ito)電極，簡稱為fto導電玻璃電極或ito導電玻璃電極，又比如fto導電聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，pen)薄膜、fto導電聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)薄膜、ito導電pen薄膜或ito導電pet薄膜。

由于fto導電玻璃和ito導電玻璃等導電基底不適合像金屬電極一樣采用直接引線的方式，因而，針對導電基底優先采用方式二實現所述的連接。

作為本發明所述太陽能電池封裝結構的優選技術方案，所述電極引線和電極的連接處還涂覆有銀漿或點焊有錫，使用銀漿或錫焊是利用他們的粘性，將電極引線與電極進行粘接，以提高電極引線和電極的接觸性。

本發明中，使用的銀漿優選為低溫銀漿，選取市面上主流的低溫銀漿產品即可。一般來說，在50℃下就可快速固化。

本發明中，銀漿的用量需視電極大小而定，只需粘結住電極引線和電極即可。

優選地，當采用方式一實現所述連接時，在所述電極引線和電極的連接處點焊有錫。

優選地，當采用方式二實現所述連接時，在所述電極引線和電極的連接處涂覆有銀漿。

第二方面，本發明提供一種太陽能電池的封裝方法，所述封裝方法用于制備第一方面所述的太陽能電池封裝結構，所述方法包括以下步驟：

(1)用2條電極引線分別與太陽能電池的2個電極連接，將2條電極引線各自的未連接端作為預留引出線；

(2)把太陽能電池套在封裝袋的內部，把預留引出線引出到封裝袋的外部，用真空封口機封住封裝袋，并抽掉封裝袋中的氣體實現真空封口；

(3)在預留引出線和封裝袋的接觸面上涂上環氧樹脂膠，固化，完成太陽能電池的封裝，得到太陽能電池封裝結構。

優選地，所述電極為金屬電極或導電基底中的任意一種；

優選地，所述導電基底包括fto導電玻璃、ito導電玻璃、fto導電pen薄膜、fto導電pet薄膜、ito導電pen薄膜或ito導電pet薄膜中的任意一種或至少兩種的組合。

優選地，步驟(1)所述連接的方式為方式(a)或方式(b)中的任意一種，方式(a)為：將2個電極引線分別點焊在太陽能電池的2個電極上；

方式(b)為：將2條電極引線分別纏繞在太陽能電池的2個電極上。

優選地，當所述電極為金屬電極時，連接采用的方式為所述方式(a)；

優選地，當所述電極為導電基底時，連接采用的方式為所述方式(b)。

作為本發明所述方法的優選技術方案，所述方法還包括在步驟(1)用2條電極引線分別與太陽能電池的2個電極連接之后，進行如下步驟：在所述電極引線和電極的連接處的接觸界面上點焊錫；或者，將銀漿涂覆在所述電極引線和電極的連接處的接觸界面上，以提高電極引線和電極的接觸性。

優選地，當采用方式(a)實現所述連接時，在將2個電極引線分別點焊在太陽能電池的2個電極上之后，進行如下步驟：在電極引線和電極的連接處的接觸界面上點焊錫，以提高電極引線和電極的接觸性。

優選地，當采用方式(b)實現所述連接時，在將2條電極引線分別纏繞在太陽能電池的2個電極上之后，進行如下步驟：將銀漿涂覆在電極引線和電極的連接處的接觸界面上，以提高電極引線和電極的接觸性。

優選地，步驟(2)所述真空封口的過程中，真空封口機的封口時間為0.2min～10min，例如為0.2min、0.5min、1min、2min、2.5min、3min、3.2min、3.5min、4min、5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min或10min等。

優選地，步驟(3)所述固化為紫外固化。

優選地，步驟(3)所述固化的時間為0.2min～10min，例如為0.5min、1min、2min、3min、3.5min、4min、4.5min、5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min、9.5min或10min等。

作為本發明所述方法的進一步優選技術方案，所述方法包括以下步驟：

(1)用2條電極引線分別纏繞在太陽能電池的2個電極上，將銀漿涂覆在2個電極引線和2個電極的纏繞處的接觸界面，將2條電極引線各自的未纏繞端作為預留引出線；

(2)把太陽能電池套在封裝袋的內部，把預留引出線引出到封裝袋的外部，用真空封口機封住封裝袋，并抽掉封裝袋中的氣體實現真空封口；

(3)在預留引出線和封裝袋的接觸面上涂上環氧樹脂膠，紫外固化0.2min～10min，完成太陽能電池的封裝，得到太陽能電池封裝結構。

與已有技術相比，本發明的有益效果在于：

(1)本發明提供了一種太陽能電池的封裝方法，其使用封裝袋將太陽能電池片完整包裹在其中，并使用細小的引線引出電極到封裝袋的外部，制備得到太陽能電池封裝結構。

(2)采用本發明的封裝方法制備得到的太陽能電池封裝結構能夠完整地封住整個電池，防止太陽能電池器件破裂或電池原料的泄漏，能夠很好地阻隔水氧，而且透光性很好的封裝袋的封裝不影響太陽能電池的高效使用，保證了太陽能電池的吸光效率，并能引出電極便于連接外電路，具有很長的壽命期。

(3)本發明的方法具有安裝使用過程中不易破碎與損壞、工藝簡便、成本低廉、密封性能好和無需依賴高溫的優點，而且本發明的太陽能電池封裝方法能夠兼容剛性太陽能電池和柔性太陽能電池，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為實施例1得到的太陽能電池封裝結構的俯視示意圖，其中，1是封裝電池所用的封裝袋，2是電極引線；

圖2為實施例1得到的太陽能電池封裝結構沿圖1中aa’的橫截面示意圖，其中，1代表封裝袋，2代表電極引線，3代表太陽能電池的電極；4代表太陽能電池；

圖3是實施例1得到的太陽能電池封裝結構的光電轉化效率隨時間的變化曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

實施例1

對面積為10cm×10cm的鈣鈦礦太陽能電池器件的封裝

具體步驟如下：

1)將2個直徑均為0.5mm的導電銅絲分別纏繞在太陽能電池的兩個電極上，導電銅絲的未纏繞端作為預留引出線；

2)用市售的低溫銀漿涂覆1-2毫升在銅絲和太陽能電池電極的連接處的接觸界面上，等待3min銀漿固化，提高銅絲和電極的接觸；

3)將聚苯乙烯真空封裝袋包裹住太陽能電池器件，將預留引出線引出到聚苯乙烯真空封裝袋的外部，用真空封口機在開口端處抽真空1min封住開口并使封裝袋內保持真空，實現真空封口；

4)在預留引出線和封裝袋的接觸處涂上環氧樹脂膠，在紫外燈下光照5min固化環氧膠，完成電池的封裝，得到太陽能電池封裝結構。

圖1為本實施例得到的太陽能電池封裝結構的俯視示意圖，其中，1代表封裝袋，2代表電極引線，3代表太陽能電池的電極；4代表太陽能電池。

圖2為本實施例得到的太陽能電池封裝結構的沿aa’的橫截面示意圖。

測試：

在am1.5g,100mwcm^-2的模擬太陽光下，測試經封裝后的鈣鈦礦太陽能電池光電轉化效率隨時間的變化，測試結果如圖3所示，測試數據經歸一化后處理成相對于最初值的效率變化，從圖中可以看出經過封裝后40天太陽能電池的效率基本不變，封裝效果較好。

實施例2

除將聚苯乙烯真空封裝袋替換為聚丙烯真空封裝袋外，其他制備方法和條件與實施例1相同。