CN103956400A - 用于背接触太阳能组件的芯板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

用于背接触太阳能组件的芯板，它自下而上包括支撑层和金属箔层，金属箔层之上设有非银基合金纳米膜层，非银基合金纳米膜层之上设有纳米过渡膜层。由于本发明采用了非银基合金，非银基合金纳米膜层与金属箔层、尤其是铝质金属箔层之间有较大的附着力，并且纳米过渡膜层与非银基合金纳米膜层之间也具有非常好的附着力，因此金属箔层、非银基合金纳米膜层和纳米过渡膜层之间能够牢牢的贴合在一起，避免了非银基合金纳米膜层和纳米过渡膜层容易脱落的问题，因此在本芯板通过纳米过渡膜层与太阳能电池片连接后，太阳能电池片与本芯板之间的串联电阻值非常小，使得被接触式太阳能电池具有良好的性能。

Description

用于背接触太阳能组件的芯板及其制备方法

技术领域

本发明设计太阳能电池领域，具体地说涉及用于背接触太阳能组件的芯板及其制备方法。

背景技术

随着太阳能电池技术的发展，背接触式太阳能电池成为发展趋势，背接触式太阳能电池在成产过程中不需要串焊工序，其制备过程简单、生产效率高，而且背接触式太阳能电池的挡光少，具有优异的产品性能。其中背接触式太阳能电池背板位于太阳能电池板的背面，用于借助光伏效应将阳光转换成电能并对电池片起保护和支撑作用。

现有一种背接触式太阳能电池背板包括基板、芯板和绝缘层。其中芯板包括支撑层和金属箔层，金属箔层表面沉积有银膜或银基合金膜。背接触式太阳能电池背板通过银膜或银基合金膜与电池片相连，银膜或银基合金膜还可起到防氧化保护的作用。金属箔层大多采用铝箔，而银膜或银基合金膜与铝箔之间的附着力较小，因此银膜或银基合金膜很容易从铝箔上脱落，银膜或银基合金膜脱落后不但起不到防氧化作用，而且会造成银膜或银基合金膜与铝箔之间的接触电阻值增大，进而降低了背接触式太阳能电池的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米过渡膜层不易脱落、接触电阻值小的用于背接触太阳能组件的芯板。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：用于背接触太阳能组件的芯板，它自下而上包括支撑层和金属箔层，金属箔层之上设有非银基合金纳米膜层，非银基合金纳米膜层之上设有纳米过渡膜层。

所述支撑层的材质可选用乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、 聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚烯烃类膜等。

所述金属箔层的材质可选用银、铜、铝、镍、铜锌合金、银铜合金、银镍合金、铜镍合金、铝及铝硅合金等。

所述非银基合金纳米膜层的材质可选用铜、铝、镍、黄铜、铜镍合金、铝硅合金等，纳米过渡膜层的材质可选用银、银基合金、非银金属、非银基合金。

本发明中纳米过渡膜层采用银或银基合金时，非银基合金纳米膜层中不含有铝。

为简洁说明起见，以下本发明所述的用于背接触太阳能组件的芯板简称为本芯板。

由于本发明采用了非银基合金，非银基合金纳米膜层与金属箔层、尤其是铝质金属箔层之间有较大的附着力，并且纳米过渡膜层与非银基合金纳米膜层之间也具有非常好的附着力，因此金属箔层、非银基合金纳米膜层和纳米过渡膜层之间能够牢牢的贴合在一起，避免产生非银基合金纳米膜层和纳米过渡膜层容易脱落的问题，因此在本芯板通过纳米过渡膜层与太阳能电池片连接后，太阳能电池片与本芯板之间的串联电阻值非常小，使得被接触式太阳能电池具有良好的性能。

本发明还提供一种用于背接触太阳能组件的芯板的制备方法，包括以下步骤：

（1）采用加热加压的方法将支撑层和金属箔层复合到一起；

（2）采用高能量磁控反溅射的方法处理金属箔层；

（3）在金属箔层表面沉积非银基合金纳米膜层，在非银基合金纳米膜层表面沉积纳米过渡膜层；

（4）对纳米过渡膜层、非银基合金纳米膜层和金属箔层进行电路图的蚀刻。

本发明采用高能量磁控反溅射的方法处理金属箔层，这样可以去除金属箔层上的有机污染物和表面氧化层并增加其表面粗糙度，进一步增加非银基合金纳米膜层与金属箔层之间的附着力。并且本发明所述用于背接触太阳能组件的芯板的制备方法具有工艺简单、产品质量稳定的优点。

作为本发明用于背接触太阳能组件的芯板的制备方法的改进，通过激光蚀刻对纳米过渡膜层、非银基合金纳米膜层和金属箔层进行电路图的蚀刻。相比昂贵的、不环保的化学刻蚀法，激光蚀刻更加环保、且成本低。

附图说明

图1是本发明一实施例用于背接触太阳能组件的芯板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

如图1所示，本发明提供的用于背接触太阳能组件的芯板，它自下而上包括支撑层1、金属箔层2、非银基合金纳米膜层3以及纳米过渡膜层4。

支撑层1的材质可选用乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、 聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚烯烃类等膜，其厚度为50um—1000um。

金属箔层2的材质可选用银、铜、铝、镍、铜锌合金、银铜合金、银镍合金、铜镍合金、铝及铝硅合金等，对于铜、银等导电性良好的材质，其厚度为0.1μm—49.9μm，对于其它材质，其厚度为0.1μm—1000μm，金属箔层2的具体厚度由材质的导电率和芯板功率决定。

非银基合金纳米膜层3和纳米过渡膜层4的厚度为1nm—1000nm，非银基合金纳米膜层3的材质可选用铜、铝、镍、黄铜、铜镍合金、铝硅合金等，纳米过渡膜层4的材质可选用银、银基合金、非银金属、非银基合金。

本发明提供的用于背接触太阳能组件的芯板优选支持的太阳能组件功率为100W/m²——400W/m²，优选为150W/m²—250W/m²。

本发明还提供一种用于背接触太阳能组件的芯板的制备方法，包括以下步骤：

（1）采用加热加压的方法将支撑层和金属箔层复合到一起；

本发明在具体实施过程中可采用采用真空加热层压或加热滚压的方法，加热温度范围为0℃-200℃，真空度为1Pa—100Pa，时间为1分钟到20分钟；

（2）采用高能量磁控反溅射的方法处理金属箔层；

采用高能量磁控反溅射方法处理金属箔层，以去除金属箔层上的有机污染物和表面氧化层并增加其表面粗糙度；

（3）采用磁控溅射的方法在金属箔层表面沉积非银基合金纳米膜层，在非银基合金纳米膜层表面沉积纳米过渡膜层；

本发明在实施过程中可采用立式在线式磁控溅射镀膜法，采用直流电源溅射、中频电源或射频电源，具体步骤是：在金属箔层上利用阴极磁控溅射制取非银基合金纳米膜层，工作电压在200V—600V之间，工作电流在5A—400A之间，工作气体为氩气或氩气掺氮气，工作气压在1Pa—0.1Pa之间；在非银基合金纳米膜层上利用阴极磁控溅射制取纳米过渡膜层，工作电压在200V—600V之间，工作电流在5A—400A之间，工作气体为氩气或氩气掺氮气，工作气压在1Pa—0.1Pa之间；

制备非银基合金纳米膜层和纳米过渡膜层所采用的阴极可以是但不局限于平面靶、旋转靶；

（4）对纳米过渡膜层、非银基合金纳米膜层和金属箔层进行电路图的蚀刻。

本发明在实施过程中可采用激光蚀刻的方法，所用激光器的功率为6W—1000W，波长为1nm—10600nm，优选地为266nm—397nm、532nm、1064nm、10600nm，调制频率大于10KHz，脉宽可选用飞秒级、皮秒级、纳秒级、微秒级，刻划出电路图后用机械方法去除隔离带，纳米过渡膜层、非银基合金纳米膜层和金属箔层上蚀刻出的电路图图案相同且位置对应。

应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.用于背接触太阳能组件的芯板，它自下而上包括支撑层和金属箔层，其特征在于：金属箔层之上设有非银基合金纳米膜层，非银基合金纳米膜层之上设有纳米过渡膜层。

2.如权利要求1所述的用于背接触太阳能组件的芯板的制备方法，包括以下步骤：

（1）采用加热加压的方法将支撑层和金属箔层复合到一起；

（2）采用高能量磁控反溅射的方法处理金属箔层；

（3）在金属箔层表面沉积非银基合金纳米膜层，在非银基合金纳米膜层表面沉积纳米过渡膜层；

（4）对纳米过渡膜层、非银基合金纳米膜层和金属箔层进行电路图的蚀刻。