專利名稱：光伏模塊的背板的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種光伏模塊，并且特別是涉及一種光伏模塊的背板。
背景技術(shù)：
太陽能似乎是一種用之不竭的能源，因此太陽能的相關研究引起了許多注意。太陽能電池便是為了將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能而開發(fā)的裝置。通常，太陽能模塊機械性地支撐太陽能電池，且保護太陽能電池免受環(huán)境影響而劣化。太陽能模塊通常包括一個剛性且透明的保護前板(例如玻璃)以及一個后板或背板。 前板及背板將太陽能電池封裝起來，并因此保護太陽能電池免受環(huán)境影響而劣化?，F(xiàn)有技術(shù)公開了一種背板，其包括一耐候?qū)?、一阻隔水氣層以及一絕緣層。現(xiàn)有技術(shù)中是以鋁箔作為阻隔水氣層。然而，鋁箔是導電材料，對于背板的絕緣性要求將因為鋁箔存在發(fā)生漏電的可能性而產(chǎn)生疑慮。再者，鋁箔并不透光，因此具有鋁箔的背板無法應用在穿透式薄膜太陽能電池中。有鑒于此，目前亟需一種能夠改善上述問題的改良式背板。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于光伏模塊的背板。此背板包括納米復合材料層、第一高分子層以及第二高分子層。納米復合材料層包含一高分子基質(zhì)以及多個硅酸鹽納米顆粒。高分子基質(zhì)包含至少一選自由聚酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯以及尼龍所組成的群組的高分子。硅酸鹽納米顆粒分散在高分子基質(zhì)中，每一硅酸鹽納米顆粒具有一多層結(jié)構(gòu)，且此多層結(jié)構(gòu)被高分子基質(zhì)的高分子嵌入，或多層結(jié)構(gòu)的層分別被高分子剝離。硅酸鹽納米顆粒是由硅酸鹽粘土所制成，且硅酸鹽粘土選自由蒙脫石、海泡石、氟云母以及蛭石所組成的群組。硅酸鹽粘土在納米復合材料層中的重量百分濃度為約0. 5%至約 20%。第一高分子層配置在納米復合材料層上方。第二高分子層配置在納米復合材料層下方。依據(jù)本發(fā)明一實施方式，其中硅酸鹽納米顆粒在納米復合材料層中的重量百分濃度為約至約10%。依據(jù)本發(fā)明一實施方式，其中多層結(jié)構(gòu)中的每一層分別具有一長度為約50nm至約 200nm。依據(jù)本發(fā)明一實施方式，其中多層結(jié)構(gòu)中的每一層分別具有一厚度為約0.5nm至約 2nm0依據(jù)本發(fā)明一實施方式，其中納米復合材料層具有一厚度為約 ομπι至約 100 μ m0依據(jù)本發(fā)明一實施方式，其中第一高分子層包含至少一高分子，選自由聚酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯以及尼龍所組成的群組。依據(jù)本發(fā)明一實施方式，其中第一高分子層具有一厚度為約0.01mm至約2mm。
依據(jù)本發(fā)明一實施方式，其中第二高分子層是由一氟化聚合物所制成。依據(jù)本發(fā)明一實施方式，其中第二高分子層具有一厚度為約0.01mm至約2mm。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光伏模塊，其包括上述的背板以及一光伏部件。 光伏部件用以將光轉(zhuǎn)換為電能，且光伏部件配置于背板的第一高分子層上。依據(jù)本發(fā)明實施方式的背板，可應用穿透式薄膜太陽能電池中。同時，依據(jù)本發(fā)明實施方式的背板可以避免經(jīng)背板漏電的風險。附圖簡要說明為了使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，提供附圖， 其中

圖1是繪示本發(fā)明一實施方式的背板的剖面示意圖。圖2是繪示本發(fā)明另一實施方式的背板的剖面示意圖。圖3繪示本發(fā)明一實施方式的光伏模塊的剖面示意圖。圖4繪示本發(fā)明另一實施方式的光伏模塊的剖面示意圖。
具體實施例方式為了使本公開內(nèi)容的敘述更加詳盡與完備，下文針對本發(fā)明的實施方面與具體實施例提出了說明性的描述；但這并非是實施或運用本發(fā)明具體實施例的唯一形式。以下所公開的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其它的實施例，而無須進一步的記載或說明。在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節(jié)以使讀者能夠充分理解以下的實施例。 然而，可在沒有這樣的特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的實施例。在其它情況下，為簡化附圖，熟知的結(jié)構(gòu)與裝置僅示意性地繪示于圖中。圖1是繪示根據(jù)本發(fā)明一實施方式的背板100的剖面示意圖。背板100是應用在一光伏模塊中，光伏模塊是一種用以將光轉(zhuǎn)換為電能的裝置或設備。如圖1所示，背板100 包括納米復合材料層110、第一高分子層120以及第二高分子層130。納米復合材料層110 位于第一高分子層120與第二高分子層130之間。納米復合材料層110作為阻隔水氣層，且納米復合材料層110包括一高分子基質(zhì)以及多個硅酸鹽納米顆粒，該些硅酸鹽納米顆粒大致均勻地分散在高分子基質(zhì)中。本文中， 用語“納米顆?！笔侵敢活w粒，其外觀具有至少一個維度在約0. Inm至約900nm范圍中。在一實施方式中，納米復合材料層110的厚度為約10 μ m至約100 μ m。高分子基質(zhì)包含至少一高分子材料，例如聚酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯以及尼龍。在一實施例中，高分子基質(zhì)可由透明高分子所制成，例如聚對苯二甲酸乙二酯。硅酸鹽納米顆粒包含至少一硅酸鹽粘土顆粒，例如蒙脫石、海泡石、氟云母及蛭石。每一硅酸鹽納米顆粒具有一多層結(jié)構(gòu)。存在于高分子基質(zhì)中的硅酸鹽納米顆粒的型態(tài)可以是一種嵌入結(jié)構(gòu)(intercalated structure)或是剝離結(jié)構(gòu)(exfoliated structure)。 具體而言，高分子基質(zhì)的高分子嵌入硅酸鹽納米顆粒的多層結(jié)構(gòu)中，或者高分子基質(zhì)的高分子嵌入多層結(jié)構(gòu)并且將多層結(jié)構(gòu)中的層分別剝離。在某些實施例中，嵌入結(jié)構(gòu)以及剝離結(jié)構(gòu)同時存在于高分子基質(zhì)中。通常，硅酸鹽粘土在納米復合材料層中的重量百分濃度為約0. 5%至約20%。更具體地說，硅酸鹽粘土在納米復合材料層中的重量百分濃度為約至約10%。當硅酸鹽粘土的濃度高于約20%時，硅酸鹽粘土很難均勻地分散在高分子基質(zhì)中。詳言之，在制造納米復合材料層的過程中將可能發(fā)生相分離的現(xiàn)象。另一方面，當硅酸鹽粘土的濃度太低時，很難顯著地產(chǎn)生阻隔水氣的效果。在一實施方式中，硅酸鹽納米顆粒的多層結(jié)構(gòu)中的每一層分別具有長度為約50nm 至約200nm，且多層結(jié)構(gòu)中的每一層分別的厚度為約0. 5nm至約2nm，更具體而言，約為lnm。 在此實施方式中，硅酸鹽粘土可例如為蒙脫石。第一高分子層120配置在納米復合材料層110上方，且第一高分子層120可提供絕緣的功能。諸如太陽能電池的光伏裝置可以設置在第一高分子層120上。在一實施方式中，第一高分子層120包含至少一諸如聚酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯以及尼龍的高分子材料。在一實施例中，第一高分子層120可由與高分子基質(zhì)相同的高分子材料所制成。例如，第一高分子層120以及高分子基質(zhì)兩者均為聚對苯二甲酸乙二酯，其為熱塑性的材料。在此實施例中，可通過對納米復合材料層110施加熱，而可以將納米復合材料層110 直接粘貼至第一高分子層120上。在某些實施例中，第一高分子層120的厚度在約0. 05mm 至約2mm的范圍中。第二高分子層130配置在納米復合材料層110的下方，且可作為一耐候?qū)?(weather-resistant layer)。在一實施方式中，第二高分子層130可由諸如聚酰亞胺或聚對苯二甲酸乙二酯的透明高分子制成，但第二高分子層130也可以是氟化聚合物所制成。 在某些實施例中，第二高分子層130的厚度為約0. 05mm至約2mm。在一實施方式中，納米復合材料層110、第一高分子層120以及第二高分子層130 三者都是透明的。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，背板100可以應用在穿透式薄膜太陽能電池中。背板100可非必要性地包括第一粘著層140以及第二粘著層150，如圖2所示。第一粘著層140配置在第一高分子層120與納米復合材料層110之間，而第二粘著層150是配置在第二高分子層130以及納米復合材料層110之間。第一粘著層140的材料可與第二粘著層150相同或不同。例如，第一和/或第二粘著層的材料可例如為乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(polyvinyl butyral, PVB)。在某些實施方式中，第一及第二粘著層的厚度為約0. Olmm至約0. 5mm。圖3繪示根據(jù)本發(fā)明一實施方式的光伏模塊300的剖面示意圖。光伏模塊300包括背板100以及光伏部件200。光伏部件200用以將光線310轉(zhuǎn)換為電能。在本實施方式中，背板100可以是上述任何實施方式的背板。光伏部件200可接觸于背板100的第一高分子層120。如圖3所示，光伏部件200包括背電極210、光電轉(zhuǎn)換層220、透明導電氧化物層 230以及前透明基板對0。背電極210配置在背板100的第一高分子層上或上方，且背電極210與光電轉(zhuǎn)換層220接觸。在某些實施例中，背電極210可由銀、鋁、銅、鉻、鎳或透明導電氧化物所制成， 其可根據(jù)產(chǎn)品需要選擇。光電轉(zhuǎn)換層220所產(chǎn)生的電能可經(jīng)由背電極210而傳遞至外部的負載裝置。將光轉(zhuǎn)換成電能的光電轉(zhuǎn)換層220夾置在背電極210與透明導電氧化物層230 之間。請注意，本文所述的“光電轉(zhuǎn)換層”是包含吸收光并將光轉(zhuǎn)換成電所需的所有層別。各種薄膜半導體材料可應用在光電轉(zhuǎn)換層220中。適合的材料包括但不限于非晶硅(a_Si:H)、多晶硅、單晶硅、非晶碳化硅(a-SiC)以及非晶鍺化硅(a_SiGe)。在非晶硅的實施方式中，光電轉(zhuǎn)換層220包括一 ρ型摻雜非晶硅層、一本質(zhì)非晶硅層(intrinsic amorphous silicon)以及一 η型摻雜非晶硅層(也稱為“p-i-n結(jié)構(gòu)”)。在此實施方式中，光伏部件200可為一穿透式薄膜太陽能電池。再者，可依序形成多個重復的p-i-n結(jié)構(gòu) ("pin-pin-pin〃或〃 pin-pin-pin-pin")。在其它實施例中，光電轉(zhuǎn)換層220可包含砷化鎵(GaAs)、銅銦鎵硒(CIGS)、或碲化鎘(CdTe)。透明導電氧化物層230配置在光電轉(zhuǎn)換層220上。在一實施例中，透明導電氧化物層230可包含氧化鋅(ZnO)、摻氟二氧化錫(SnO2 = F)或氧化銦錫(ITO)。在某些實施例中，透明導電氧化物層230具有一紋理結(jié)構(gòu)(未示出)形成在透明導電氧化物層230與光電轉(zhuǎn)換層220之間的接口，紋理結(jié)構(gòu)是用以截留傳遞進入光伏部件200的光線。前透明基板240設置在透明導電氧化物層230上。一般說來，前透明基板240配置在光伏部件200的最外側(cè)，前透明基板240可例如由玻璃所制成。在一實施方式，背板100的第一高分子層可由諸如聚對苯二甲酸乙二酯的熱塑性材料所制成，而光伏部件200可配置在其上。通過對背板100施加熱，可使背板100粘貼在光伏部件200上。在另一實施方式中，光伏模塊300可進一步包括密封層400。密封層400配置在光伏部件200與背板100之間，如圖4所示。光伏部件200可通過密封層400而貼附在背板100上。為了能夠應用在穿透式薄膜太陽能電池的目的，密封層400可由諸如乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的透明材料所制成。但是，在其它的實施例中，不透明的密封材料也可適用于本發(fā)明中。雖然本發(fā)明已以實施方式公開如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍視權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求
1.一種光伏模塊的背板，包括一納米復合材料層，包括一高分子基質(zhì)，包含至少一高分子，該高分子選自由聚酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯以及尼龍所組成的群組；以及多個硅酸鹽納米顆粒，分散在該高分子基質(zhì)中，每一該些硅酸鹽納米顆粒具有一多層結(jié)構(gòu)，且其中該多層結(jié)構(gòu)被該高分子基質(zhì)的高分子嵌入，或該多層結(jié)構(gòu)的層分別被該高分子剝離，其中該硅酸鹽納米顆粒是由硅酸鹽粘土所制成，且該硅酸鹽粘土選自由蒙脫石、海泡石、氟云母以及蛭石所組成的群組；其中該硅酸鹽粘土在該納米復合材料層中的重量百分濃度為約0. 5%至約20% ；一第一高分子層，配置在該納米復合材料層上方；以及一第二高分子層，配置在該納米復合材料層下方。
2.如權(quán)利要求1所述的背板，其中該些硅酸鹽納米顆粒在該納米復合材料層中的重量百分濃度為約至約10%。
3.如權(quán)利要求1所述的背板，其中該多層結(jié)構(gòu)中的每一層分別具有一長度為約50nm至約 200nm。
4.如權(quán)利要求1所述的背板，其中該多層結(jié)構(gòu)中的每一層分別具有一厚度為約0.5nm 至約aim。
5.如權(quán)利要求1所述的背板，其中該納米復合材料層具有一厚度為約IOym至約 100 μ m0
6.如權(quán)利要求1所述的背板，其中該第一高分子層包含至少一高分子，該高分子選自由聚酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯以及尼龍所組成的群組。
7.如權(quán)利要求1所述的背板，其中該第一高分子層具有一厚度為約0.Olmm至約2mm。
8.如權(quán)利要求1所述的背板，其中該第二高分子層是由一氟化聚合物所制成。
9.如權(quán)利要求1所述的背板，其中該第二高分子層具有一厚度為約0.Olmm至約2mm。
10.一種光伏模塊，包括如權(quán)利要求1所述的背板；以及一光伏部件，用以將光轉(zhuǎn)換為電能，且該光伏部件配置于該背板的該第一高分子層上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光伏模塊的背板。此背板包括納米復合材料層、第一高分子層以及第二高分子層。納米復合材料層包含高分子基質(zhì)以及多個硅酸鹽納米顆粒分散其中。高分子基質(zhì)包含至少一高分子選自由聚酯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯以及尼龍所組成的群組。硅酸鹽納米顆粒由選自蒙脫石、海泡石、氟云母以及蛭石所組成的群組的硅酸鹽粘土所制成。硅酸鹽粘土在納米復合材料層中的重量百分濃度為約0.5％至約20％。納米復合材料層配置在第一高分子層與第二高分子層之間。
文檔編號B32B27/04GK102280505SQ201110111869
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者游祥益, 蕭偉倫, 陳烜平 申請人:杜邦太陽能有限公司