專利名稱：一種鋁合金背板太陽電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種太陽能光伏發(fā)電設(shè)備，更具體地說，本實用新型提 供一種散熱良好，電池工作溫度低于目前常見的平板式太陽電池組件的鋁合金 背板太陽電池組件。
背景技術(shù)：
目前太陽電池將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的效率多在14% ~ 20°/ 之間。該效率指標(biāo) 準(zhǔn)狀態(tài)下的效率。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件定義為工作溫度為25。C,大氣質(zhì)量為AM1.5,太 陽輻射強度為1000W/m2。實際上太陽電池并不總在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下工作。太陽電池 工作時一部分太陽能轉(zhuǎn)換為電能，其余轉(zhuǎn)換為熱能。這部分熱能首先使太陽電 池組件升溫，然后在溫差作用下散入周圍環(huán)境，使太陽電池達(dá)到一個平衡的工 作溫度。散熱迅速時平衡溫度較低，反之較高。溫度對太陽電池效率的影響用 溫度系數(shù)表示。占光伏市場份額90 %以上的晶硅太陽電池的溫度系數(shù)在-O. 4 ~ -0. 6。/。/。C之間，即其效率將隨工作溫度上升而下降。因此，加強散熱，降低太 陽電池工作溫度，是提高太陽電池實際工作效率的途徑之一。太陽電池散熱的 方法有被動散熱與主動散熱兩種。前者依靠大氣的自然流動帶走電池?zé)崃?，?者依靠電力驅(qū)動風(fēng)機或泵，強制空氣、水或其他流體流過人為設(shè)置在太陽電池 組件上的散熱設(shè)備，強化電池?zé)崃康纳⒊鲞^程，或者僅在太陽電池組件上增加 散熱設(shè)備，強化自然對流散熱。由于聚光式太陽電池組件工作在數(shù)個至數(shù)十個 太陽之下，不加強散熱時電池溫度可達(dá)上千度，組件會遭到破壞，故聚光式太 陽電池組件均采取強化散熱措施，例如中國公開專利CN101145743，公開 日2008.03.19，發(fā)明名稱太陽電池高效發(fā)電散熱系統(tǒng)，在太陽電池組件下部 附加導(dǎo)熱片和散熱構(gòu)件，強化向大氣散熱，中國公開專利CN201000896,
公開日2008.01.02,發(fā)明名稱水冷式光伏發(fā)電系統(tǒng)，以導(dǎo)熱硅膠粘接導(dǎo)熱水管于 太陽電池組件下方，管內(nèi)有水循環(huán)流動對聚光式太陽電池進(jìn)行冷卻。此外在太 陽能光伏熱綜合利用中，例如中國公開專利CN1716642，
公開日2006. 01. 04,發(fā) 明名稱混合式光電光熱收集器，中國公開專利CN1563844，
公開日2005. 01. 12, 發(fā)明名稱太陽電熱耳關(guān)產(chǎn)裝置，中國公開專利CN1988183,
公開日2007.06.27， 發(fā)明名稱太陽電池的電熱聯(lián)用裝置，都利用水循環(huán)流過太陽電池組件背部來 提取熱能，同時也起到降低太陽電池溫度的作用。對于普通的平板式太陽電池 組件， 一般認(rèn)為設(shè)置復(fù)雜的散熱系統(tǒng)意義不大，基本上未特別考慮散熱問題， 其工作溫度常達(dá)到50。C以上。對這些組件如何采用簡便而又有效的散熱措施， 來降低其工作溫度，值得研究。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型從太陽電池組件結(jié)構(gòu)熱設(shè)計入手，提供一種鋁合金背板太陽電 池組件，來解決減少太陽電池散熱熱阻，用自然冷卻方式降低太陽電池工作溫 度的問題。
本實用新型技術(shù)方案如下
本鋁合金背板太陽電池組件由太陽能玻璃、EVA膠膜、太陽電池、聚酯薄 膜條、EVA膠膜、鋁合金背板按順序以"三明治"方式疊合真空加熱層壓而成； 上述鋁合金背板上有數(shù)條縱橫交錯并形成井字形細(xì)窄的凹形膨脹彎，太陽電池 放置在鋁合金背板上的膨脹彎之間；上述太陽電池背面的連接條和電極引線與 EVA膠膜之間敷設(shè)聚酯薄膜條。 上述鋁合金背板是雙面經(jīng)陽極氧化處理的鋁合金板，陽極氧化膜厚10 ~ 15 Mm。 上述鋁合金背板采用0. 5 ~ lmm的鋁合金薄板。 上述鋁合金背板膨脹彎寬度為1 ~ 1. 5 ram,深度為2 ~ 3 mm。 上述聚酯薄膜條總長與太陽電池連接條和電極引線相同，寬度略寬于太陽電池連接條和電極引線。
本發(fā)明的有益效果是金屬背板使用了有凹形膨脹彎并經(jīng)雙面陽極氧化處理 的鋁合金板，以及太陽電池背面的連接條和電極引線與EVA膠膜之間敷設(shè)聚酯 薄膜條，降低了散熱熱阻，改善了太陽電池工作條件，并降低了組件成本。鋁 合金材料導(dǎo)熱系數(shù)比目前常用的高聚物背板高兩個數(shù)量級，降低了太陽電池組 件的導(dǎo)熱熱阻，同時對于波長較大的紅外輻射部分，鋁合金的反射率大于高聚 物背板，而透射率小于高聚物背板，有利于減少受熱地面對太陽電池組件背板的
長波輻射影響，從而降低太陽電池溫度，提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率；凹形膨脹彎 吸收金屬背板在太陽電池組件加工和工作時不同于玻璃面板的伸長量，避免虧1 起板面的平面變形，減少太陽電池的應(yīng)力應(yīng)變；雙面陽極氧化膜與聚酯薄膜條 配合保證了電絕緣，氧化膜同時也保護(hù)鋁合金板在大氣中不會被進(jìn)一步腐蝕。 另一方面鋁合金材料價格低于進(jìn)口 TPT,有利于降低材料成本。與使用大面積 聚酯薄膜相比，本實用新型找準(zhǔn)絕緣關(guān)鍵部位使用聚酯薄膜條，在保證達(dá)到絕 緣要求的同時減少聚酯薄膜的使用，降低了聚酯薄膜對于導(dǎo)熱的影響，同時降
低了材料成本。通過以上方案制造的鋁合金背板太陽電池組件散熱良好，電池 工作溫度低于目前常見的平板式太陽電池組件，可以提高太陽電池的轉(zhuǎn)換效率 和發(fā)電量。本實用新型的鋁合金背板太陽電池組件可作為常規(guī)平板式太陽電池 組件使用，也可用于水冷式光伏熱綜合利用設(shè)備，通過散熱特性良好的鋁合金 背板，避免中間環(huán)節(jié)，將太陽電池散發(fā)的熱量迅速散入大氣，或直接傳遞進(jìn)冷 卻水，降低太陽電池工作溫度，提高太陽電池的實際太陽能轉(zhuǎn)換效率。


圖1為本實用新型的鋁合金背板太陽電池組件剖面示意圖。 圖2為本實用新型的材料結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型的鋁合金背板膨脹彎與太陽電池布置示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做詳細(xì)描述。
鋁合金背板太陽電池組件由太陽能玻璃1、 EVA膠膜2、太陽電池3、聚酯薄 膜條4、 EVA膠膜5和鋁合金背板6組成。其結(jié)構(gòu)與順序參見圖1、圖2, 太陽能玻璃1采用3. 2mm超白太陽能玻璃。
EVA膠膜2和EVA膠膜5，是在乙烯和醋酸乙烯脂共聚物EVA的基礎(chǔ)上進(jìn)行 改性，添加抗紫外線劑，抗氧化劑和固化劑的太陽能專用EVA封裝材料，其厚 度優(yōu)選地可用0. 5mm或0. 7mm。
太陽電池3為單晶硅或多晶硅太陽電池。
聚酯薄膜條4采用透明普通聚酯薄膜，其厚度優(yōu)選地可用0. 15mm或0. 2mm。
鋁合金背板6采用鋁合金薄板材料，優(yōu)選地可使用5052鋁合金，或5182 鋁合金，其厚度優(yōu)選地使用0. 5mm或0. 7酬。
預(yù)先對鋁合金薄板進(jìn)行機械加工，形成數(shù)條吸收熱脹冷縮的膨脹彎以吸收 材料的熱脹冷縮，這些膨脹彎縱橫交錯形成井字形。參見圖3。膨脹彎尺寸優(yōu) 選地取為寬1 ~ 1. 5mm,高2 ~ 3mm。膨脹彎加工完畢后對鋁合金板進(jìn)行雙面陽極 氧化處理以加強電絕緣，氧化膜厚度優(yōu)選地取為15~10Mm。
按照預(yù)先設(shè)計，將太陽電池放置在鋁合金背板上的膨脹彎之間的位置，參 見圖3,用互連條焊接連接成太陽電池串，并將電極用引線連接至接線盒處。 當(dāng)引線穿過鋁合金背板時S1線上套耐熱絕緣套。
將聚酯薄膜按照太陽電池互聯(lián)條和電極引線的總長剪切成條狀，將其鋪設(shè)在 太陽電池背面連接條和電極引線與EVA膠膜之間。聚酯薄膜條寬度略寬于互連 條或電極引線，優(yōu)選地可取為互連條或電極引線寬度+4腿。
最后按照太陽能玻璃、EVA膠膜、太陽電池、EVA膠膜、聚酯膜條、鋁合金 背板的順序?qū)⑵浏B合，上層壓機用真空加熱層壓工藝加工出鋁合金背板太陽電 池組件。
權(quán)利要求1. 一種鋁合金背板太陽電池組件，由太陽能玻璃、EVA膠膜、太陽電池、聚酯薄膜條、EVA膠膜、鋁合金背板按順序疊合而成；其特征在于上述鋁合金背板上有數(shù)條縱橫交錯并形成井字形細(xì)窄的凹形膨脹彎，太陽電池放置在鋁合金背板上的膨脹彎之間；上述太陽電池背面的連接條和電極引線與EVA膠膜之間敷設(shè)聚酯薄膜條。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金背板太陽電池組件，其特征在于上述鋁 合金背板是雙面經(jīng)陽極氧化處理的鋁合金板，陽極氧化膜厚10 ~ 15 m m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁合金背板太陽電池組件，其特征在于上 述鋁合金背板采用0. 5 ~ lmm的鋁合金薄板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金背板太陽電池組件，其特征在于上述鋁 合金背板膨脹彎寬度為1 ~ 1. 5 mm，深度為2 ~ 3 mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金背板太陽電池組件，其特征在于上述聚 酯薄膜條總長與太陽電池連接條和電極引線相同，寬度略寬于太陽電池連接條 和電極引線。
專利摘要本實用新型公開了一種鋁合金背板太陽電池組件，該鋁合金背板太陽電池組件按太陽能玻璃、EVA膠膜、太陽電池、聚酯薄膜條、EVA膠膜、鋁合金背板順序以“三明治”方式疊合真空加熱層壓而成；鋁合金背板上有預(yù)先經(jīng)機械加工形成的膨脹彎，以吸收熱膨脹；背板經(jīng)雙面陽極氧化處理，同時在太陽電池互聯(lián)條和電極引線與EVA膠膜之間，敷設(shè)聚酯薄膜條以提高電絕緣性能；本實用新型的鋁合金背板太陽電池組件可作為常規(guī)平板式太陽電池組件使用，也可用于水冷式光伏熱綜合利用設(shè)備，通過散熱特性良好的鋁合金背板，將太陽電池散發(fā)的熱量迅速散入大氣，或直接傳遞進(jìn)冷卻水，降低太陽電池工作溫度，提高太陽電池的實際太陽能轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號H01L31/052GK201262958SQ20082020074
公開日2009年6月24日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者張仁元, 梁振南, 輝 沈, 紅 秦 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)