專利名稱：太陽能電池板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型太陽能電池板，它具有高的輸出功率；還涉及這種新型 太陽能電池板的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著全球氣候的變暖，各國政府對節(jié)能減排的要求越來越高。因此尋找新能 源替代石化燃料成為迫切需要解決的問題。
太陽能是一種干凈無污染并且取之不盡的能源。目前太陽能的利用主要通過 太陽能電池板將其轉(zhuǎn)化成電能，隨后用于驅(qū)動例如電熱水爐、電動汽車、衛(wèi)星部 件等。
太陽能電池板是指從光，尤其是太陽光，直接產(chǎn)生電流的光電元件?，F(xiàn)有的 晶體硅太陽能電池板主要包括背板、太陽能電池電路、包封材料和前板。
太陽能電池板中包封材料(例如乙烯-乙酸乙烯酯薄膜)的作用是將前板和背 板結(jié)合在一起。在約15(TC的層壓操作中，乙烯-乙酸乙烯酯熔體會流入太陽能電 池的間隙中，將太陽能電池封裝。也可采用導(dǎo)電粘合劑將太陽能電池各部件相互 連接。
太陽能電池板中前板的作用主要是保護電池免遭機械和風(fēng)化的影響。為了充 分利用光線，所述前板必須在一定的光譜范圍內(nèi)(例如對于晶體硅電池，這一范 圍是400-1100 nm)具有高的透光率?，F(xiàn)有的太陽能電池板的前板主要由玻璃(通 常為3-4mm厚的低鐵燧石鋼化玻璃)組成，它位于太陽能電池板的外表面上，在 400-1100 nm范圍內(nèi)透光率是90%-92%，作為受光表面直接裸露。玻璃作為前板 使用具有機械剛度高的優(yōu)點，但是玻璃的缺點是透光率較很多塑料還是略低，笨 重，耐沖擊性較差，在運輸、安裝和使用過程中需要非常小心以免碎裂。例如在 惡劣的氣候例如冰雹中直接裸露的前板玻璃會因受到?jīng)_擊而碎裂。
為了克服該缺陷，中國專利CN02143582.0提到用塑料材料作為前板同時使用 玻璃作為背板。雖然作為前板的塑料材料具有高的法向透光度，但是光線的入射 角度較大時未經(jīng)過處理的塑料材料光線俘獲能力較差，透過塑料前板而進入太陽 能電池內(nèi)部的光線在受到太陽能電池板內(nèi)部組件(如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層、太陽能電池電路)反射后會容易地透過所述塑料前板從太陽能電池的內(nèi)部出射， 從而限制了光線利用效率。因此用塑料材料作為前板制得的太陽能電池的輸出功 率尚有很大的提高余地。
另外，太陽能電池板的背板主要用于保護太陽能電池和包封材料或?qū)щ娬澈?劑隔絕水蒸氣和氧氣。在組裝太陽能電池板的過程中也利用背板作為防止劃痕等 的機械保護和起絕緣作用。常規(guī)的太陽能電池板的背板雖然能滿足上述常規(guī)的要 求，但是在提高光線利用效率方面仍具有改進的余地。
本發(fā)明的一個發(fā)明目的是提供一種新型的太陽能電池板，它具有改進的光線 俘獲效率，因此具有改進的輸出功率。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種所述新型太陽能電池的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面提供一種太陽能電池板，它包括背板、前板和在所述背板 和前板之間的太陽能電池電路，所述前板具有受光的第一表面和與所述太陽能電 池電路相鄰的第二表面，其特征在于所述第二表面具有能提高光俘獲性能的表面 紋理。
本發(fā)明的第二方面提供一種太陽能電池板，它包括背板、前板和在所述背板 和前板之間的太陽能電池電路，所述背板具有第一表面和與所述太陽能電池電路 相鄰的第二表面，其特征在于所述第二表面具有能提高光俘獲性能的表面紋理。
本發(fā)明的第三方面提供一種太陽能電池板的制造方法，它包括
提供背板；
提供前板，所述前板具有第一表面和第二表面； 在所述前板的第二表面上形成能提高光俘獲性能的表面紋理；和 在所述背板和前板的第二表面之間放置太陽能電池電路。 本發(fā)明的第四方面提供一種太陽能電池板的制造方法，它包括 提供背板，所述背板具有第一表面和第二表面； 提供前板；
在所述背板的第二表面上形成能提高光俘獲性能的表面紋理；和 在所述前板和背板的第二表面之間放置太陽能電池電路。


下面結(jié)合附圖更詳細地說明本發(fā)明。附圖中圖1是現(xiàn)有的常規(guī)結(jié)晶硅太陽能電池板的示意圖2是本發(fā)明一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的示意圖3是本發(fā)明一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的前板或背板第二表面上表面 紋理的示意圖4是圖3表面紋理的剖面圖5是本發(fā)明另一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的前板或背板第二表面上表 面紋理的示意圖6是圖5表面紋理的剖面圖7是本發(fā)明另一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的前板或背板第二表面上表 面紋理的示意圖8是圖7表面紋理的剖面圖；和
圖9是本發(fā)明另一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的前板或背板第二表面上表 面微處理的立體示意圖。
具體實施例方式
如附圖1所示，現(xiàn)有的太陽能電池板包括由塑料制成的背板1、包封材料層2 和4、太陽能電池電路3和由玻璃制成的前板5。這種太陽能電池板存在如下缺 點前板玻璃容易受外力作用而碎裂；透光率還不夠高；光線俘獲性能尚嫌不足。
如附圖2所示，本發(fā)明太陽能電池板包括任選經(jīng)表面處理的背板1、太陽能電 池電路3和由塑料制成的任選經(jīng)表面處理的前板6。所述前板6具有受光的第一 表面和與所述太陽能電池電路相鄰的第二表面。在本發(fā)明中，術(shù)語太陽能電池板 的"背板"是指在位于太陽能電池非受光一側(cè)的表面上的外層表面板。
在本發(fā)明中，術(shù)語太陽能電池板的"前板"是指在位于太陽能電池受光一側(cè) 表面上的外層表面板，所述前板具有第一表面和第二表面。所述前板的第一表面 是一個受光表面，使用時它面朝太陽的方向；所述前板的第二表面鄰近太陽能電 池的太陽能電池電路放置。
在本發(fā)明中，術(shù)語"鄰近太陽能電池電路放置"并不意味著所述前板和/或背 板的第二表面與太陽能電池電路直接接觸，在太陽能電池電路和前板和/或背板 的第二表面之間還可包括例如一層乙烯-乙酸乙烯酯共聚物包封層或?qū)щ娬澈?劑。
在本發(fā)明中，術(shù)語用于構(gòu)成前板的"塑料"是指任何法向透光度(對于波長 為350-1150腦的光線)大于88%，較好大于92%，更好大于96%的聚合物材料。這種聚合物材料的非限定性例子有例如含氟聚合物，如聚全氟乙丙烯共聚物、乙 烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙 烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物； 液晶聚合物；聚對苯二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚甲基丙烯酸酯， 如聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯；聚碳酸酯；乙烯-乙烯醇共聚物； 聚氨酯等以及它們的兩種或多種形成的層壓物。
在本發(fā)明中，術(shù)語用于構(gòu)成背板的"塑料"是指能向太陽能電池板提供結(jié)構(gòu) 支持的任何聚合物材料。這種聚合物材料的非限定性例子有含氟聚合物，如聚全 氟乙丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟垸氧基乙烯基醚共聚物、 四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物；液晶聚合物；聚對苯二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯； 聚甲基丙烯酸酯，如聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯；聚碳酸酯；乙 烯-乙烯醇共聚物；聚氨酯等以及它們的兩種或多種形成的層壓物。
在本發(fā)明中，術(shù)語"太陽能電池板"包括受光照能產(chǎn)生電流的各種電池或電 池模塊，可根據(jù)具體用途的要求對多塊所述太陽能電池模塊進行組合以獲得所需 的電功率、電壓、電流等。本發(fā)明太陽能電池板的非限定性例子有例如單晶硅太 陽能電池、多晶硅太陽能電池、納米硅太陽能電池、非晶體硅薄膜太陽能電池、 碲化鎘薄膜太陽能電池和銅銦稼硒薄膜太陽能電池等。
在本發(fā)明中，術(shù)語"光俘獲性能"是指提高單位面積內(nèi)光子向太陽能電池板
內(nèi)入射的量和/或減少入射的光子從太陽能電池板內(nèi)逃逸的量的性能。
在本發(fā)明中，術(shù)語"具有能提高光俘獲性能的表面紋理"是指對塑料或玻璃 表面進行表面處理以在塑料或玻璃表面上形成許多微結(jié)構(gòu)，所述表面微結(jié)構(gòu)能使 入射在該表面上的光線發(fā)生反射、散射，從而將其保留在太陽能電池板的內(nèi)部。 所述表面處理包括例如壓紋、微球涂覆、模制等。
1.背板
太陽能電池板的背板用于保護太陽能電池和包封材料或?qū)щ娬澈蟿└艚^水蒸 氣和氧氣。在組裝太陽能電池板的過程中也利用背板作為防止劃痕等的機械保護 和起絕緣作用。適合于本發(fā)明太陽能電池板的背板無特別的限制，它可以是本領(lǐng) 域任何常規(guī)的背板。用于制造所述背板的材料可以是玻璃、塑料、金屬等材料。 背板的一個主要作用是向太陽能電池板提供結(jié)構(gòu)強度，在本發(fā)明的一個較好的實 例中，使用玻璃作為太陽能電池板的背板。背板的厚度無特別的限制，只要能向太陽能電池板提供結(jié)構(gòu)支持即可。本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員可根據(jù)具體的用途容易地確定所需的背板的厚度。在本發(fā)明的 一個實例中，所述太陽能電池板是單晶硅太陽能電池板，背板是由玻璃制成的， 其厚度為2-4mm。
當(dāng)背板是由透明的塑料材料制成時，為了提高太陽能電池板的光效率，從而 提高其整體輸出功率，可對背板的第二表面進行表面處理以提高其光反射率。
適合的背板表面處理方法無特別的限制，只要能提高背板的光反射率從而防 止光子從太陽能電池板內(nèi)部逃逸即可。
在本發(fā)明的一個實例中，所述太陽能電池板是單晶硅太陽能電池板，其背板 由塑料制成，塑料背板的厚度為20微米-4毫米。
在本發(fā)明的一個實例中，所述背板的表面處理包括對背板靠近太陽能電池電 路-側(cè)的主表面進行壓紋，形成凸起微結(jié)構(gòu)。所述凸起微結(jié)構(gòu)包括連續(xù)的或者離 散的棱錐、棱臺、圓錐、圓臺、半球等。
所述凸起微結(jié)構(gòu)的高度一般為500nm - 2 mra，較好為2 - 500陶；高寬比一 般為4: 1-1: 10，較好為1: 1-1: 4。
在本發(fā)明中術(shù)語"凸起微結(jié)構(gòu)的高度"是指一個微結(jié)構(gòu)的底面中心至該微結(jié) 構(gòu)的頂點(棱錐或圓錐的情形)、上表面(棱臺或圓臺的情形)或者最高點(半 球的情形)之間的距離。
如上所述，本發(fā)明塑料背板可包括連續(xù)的或者離散的微結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一 個較好的實例中，所述塑料背板在靠近太陽能電池電路的一個主表面上包括離散
的凸起微結(jié)構(gòu)，所述凸起微結(jié)構(gòu)在該主表面上均勻分布，其密度為1-108個/cm2， 較好為104-107個/2。
在本發(fā)明的一個較好的實例中，所述塑料背板在靠近太陽能電池電路的一個 主表面上包括離散的凸起微結(jié)構(gòu)，所述凸起微結(jié)構(gòu)在該主表面上形成多個離散的 島，在每個島上所述凸起微結(jié)構(gòu)是連續(xù)分布的。
在本發(fā)明的一個較好的實例中，所述塑料背板在靠近太陽能電池電路的一個 主表面上包括離散的凸起微結(jié)構(gòu)，所述凸起微結(jié)構(gòu)在該主表面上形成多個離散的 島，在每個島上所述凸起微結(jié)構(gòu)是均勻地離散分布的，其密度為l-108個/cm2， 較好為104-107個/0112。
當(dāng)用塑料材料形成所述背板時，所述凸起微結(jié)構(gòu)可采用任何常規(guī)的方法制得。 例如，可采用帶有所需陰紋理的模板(例如壓輥)在聚合物片上用壓紋的方法壓 制微結(jié)構(gòu)，或者直接用模具將微結(jié)構(gòu)模制在聚合物片上。在本發(fā)明的一個實例中將空心的玻璃微球涂覆在聚合物片的表面上形成凸起的微結(jié)構(gòu)。
為了進一步提高光線的俘獲性能，在本發(fā)明的一個實例中，在所述塑料或玻 璃背板的外層表面(即遠離所述太陽能電池電路的背板外表面上)施加一層反射 層，用于將從背板出射的光線反射回太陽能電池板的內(nèi)部。所述反射層無特別的 限制，它可以是本領(lǐng)域任何常規(guī)的反射膜，例如它可以是鋁箔、或者是由納米技 術(shù)形成的薄膜。
當(dāng)背板由玻璃制成時，為了提高光線俘獲性能，也可對玻璃背板靠近太陽能 電池電路的表面(即玻璃的第二表面)進行表面處理使之表面粗糙，有利于漫反 射。適合的玻璃背板表面處理方法無特別的限制，只要能提高背板的光反射率從 而防止光子從太陽能電池板內(nèi)部逃逸即可。
在本發(fā)明的一個實例中，所述玻璃背板的表面處理包括將玻璃背板加熱軟化， 隨后用模板對靠近太陽能電池電路一側(cè)的主表面(第二表面)進行壓紋，形成凸 起微結(jié)構(gòu)。所述凸起微結(jié)構(gòu)包括連續(xù)的或者離散的棱錐、棱臺、圓錐、圓臺、半 球、或者規(guī)則或不規(guī)則的溝槽或上面兩種或多種的組合。
在本發(fā)明的另一個實例中，可將熔融的玻璃直接澆注在模具中，形成一個主 表面(第二表面)帶有表面紋理的玻璃板，所述表面紋理包括連續(xù)的或者離散的 棱錐、棱臺、圓錐、圓臺、半球、或者規(guī)則或不規(guī)則的溝槽或上面兩種或多種的 組合。
在本發(fā)明的另一個實例中，使用化學(xué)蝕刻方法形成所述表面紋理。合適的化 學(xué)蝕刻玻璃的方法是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的。
在本發(fā)明的另一個實例中，使用光刻腐蝕方法形成所述表面紋理。合適的光 刻腐蝕玻璃的方法是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的。
所述凸起微結(jié)構(gòu)的高度一般為500nm - 2 mm，較好為2 - 500 高寬比一 般為4: 1-1: 10，較好為1: 1-1: 4。
如上所述，本發(fā)明玻璃背板可包括連續(xù)的或者離散的微結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一 個較好的實例中，所述玻璃背板在靠近太陽能電池電路的一個主表面上包括離散
的凸起微結(jié)構(gòu)，所述凸起微結(jié)構(gòu)在該主表面上均勻分布，其密度為1-108個/cra2， 較好為104-1()7個/cm2。
在本發(fā)明的一個較好的實例中，所述玻璃背板在靠近太陽能電池電路的一個 主表面上包括離散的凸起微結(jié)構(gòu)，所述凸起微結(jié)構(gòu)在該主表面上形成多個離散的 島，在每個島上所述凸起微結(jié)構(gòu)是連續(xù)分布的。
在本發(fā)明的一個較好的實例中，所述玻璃背板在靠近太陽能電池電路的一個主表面上包括離散的凸起微結(jié)構(gòu)，所述凸起微結(jié)構(gòu)在該主表面上形成多個離散的 島，在每個島上所述凸起微結(jié)構(gòu)是均勻地離散分布的，其密度為1-108個/(^2， 較好為104-107個/(:1112。
圖3是本發(fā)明一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的背板第二表面上表面紋理的 示意圖。由其剖面圖(圖4)可見，該背板第二表面上的表面紋理是許多規(guī)則的 槽溝，其剖面呈三角形。
圖5本發(fā)明另一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的背板第二表面上表面紋理的 示意圖；由其剖面圖(圖6)可更清楚地看到其表面紋理由許多規(guī)則的棱錐組成， 所述棱錐均勻地分布在整個背板的第二表面上。
圖7是本發(fā)明另一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的背板第二表面上表面紋理 的示意圖；由其剖面圖(圖8)可見，其表面紋理由許多規(guī)則的半球組成，所述 半球均勻地分布在整個背板的第二表面上。
圖9是本發(fā)明另一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的背板第二表面上表面紋理 的立體示意圖，由圖可以看出，其由許多涂敷的空心透明微球組成的。
2.前板
前板的主要作用是讓太陽光透過太陽能電池板的同時保護太陽能電池電路免 遭例如冰雹的沖擊。為了提高太陽能電池板的抗沖擊性并增加其撓性，本發(fā)明采 用聚合物材料作為太陽能電池板的前板。
前板的厚度無特別的限制，只要能最大限度地透過太陽光并且保護太陽能電 池電路免遭例如冰雹的沖擊即可。在本發(fā)明的一個實例中，所述前板是由塑料材 料制成的，其厚度為20 Wn - 2 mra。
適合作為本發(fā)明太陽能電池板前板的塑料材料可選自具有高透光度的材料。 它對350-1150nm波長范圍內(nèi)光線的透射率一般大于88X，較好大于92%，更好 大于96%。這種塑料材料的非限定性例子有例如含氟聚合物如聚全氟乙丙烯共聚 物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟垸氧基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和聚三氟氯 乙烯等；液晶聚合物；聚對苯二甲酸乙二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚甲基丙 烯酸甲酯；乙烯-乙烯醇共聚物；聚碳酸酯；聚氨酯等；或者它們中的兩種或多 種形成的層壓物。
為了提高太陽能電池板的光線入射率，可在前板的第一表面上增加減反射膜 或者叫增透膜，增加太陽光線的入射。適合的增透膜沒有特別的限制。如果前板材料是塑料，適合的增透膜材料可 以是比前板材料的折射率更低的高透光率材料。在本發(fā)明的一個實例中，前板材 料用聚偏氟乙烯，增透膜材料用聚全氟乙丙烯共聚物。如果前板材料是玻璃，適 合的增透膜材料可以是比玻璃的折射率更低的高透光率材料。
為了提高太陽能電池板的光線俘獲效率，從而提高其整體輸出功率，可對前 板靠近太陽能電池電路的表面進行表面處理以提高其光反射率，減少光線從太陽 能電池板內(nèi)部出射的量。
適合的前板表面處理方法無特別的限制，只要能提高前板的光反射率從而防 止光子從太陽能電池板內(nèi)部逃逸即可。
在本發(fā)明的一個實例中，所述前板的表面處理包括對前板靠近太陽能電池電 路一側(cè)的主表面進行壓紋，形成凸起或凹陷的微結(jié)構(gòu)。所述凸起微結(jié)構(gòu)包括連續(xù) 的或者離散的溝槽、棱錐、棱臺、圓錐、圓臺、半球或其兩種或多種的組合等。
所述凸起微結(jié)構(gòu)的高度一般為500nm - 2 mm，較好為2 - 500 高寬比一 般為4:卜1: 10，較好為1: 1-1: 4。
如上所述，本發(fā)明前板可包括連續(xù)的或者離散的微結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一個較 好的實例中，所述前板在靠近太陽能電池電路的一個主表面上包括離散的凸起微
結(jié)構(gòu)，所述凸起微結(jié)構(gòu)在該主表面上均勻分布，其密度為1-108個/cm2，較好為 104-1。7個/W。
在本發(fā)明的一個較好的實例中，所述前板在靠近太陽能電池電路的一個主表 面上包括離散的凸起微結(jié)構(gòu)，所述凸起微結(jié)構(gòu)在該主表面上形成多個離散的島， 在每個島上所述凸起微結(jié)構(gòu)是連續(xù)分布的。
在本發(fā)明的一個較好的實例中，所述前板在靠近太陽能電池電路的一個主表 面上包括離散的凸起微結(jié)構(gòu)，所述凸起微結(jié)構(gòu)在該主表面上形成多個離散的島， 在每個島上所述凸起微結(jié)構(gòu)是均勻地離散分布的，其密度為l-108個/cm2，較好 為104-1()7個/cm2。
所述凸起微結(jié)構(gòu)可采用任何常規(guī)的方法制得。例如，可采用帶有所需陰紋理 的模板(例如壓輥)在聚合物片上用壓紋的方法壓制微結(jié)構(gòu)，或者直接用模具將 微結(jié)構(gòu)模制在聚合物片上。在本發(fā)明的一個實例中將中空的玻璃微球涂覆在聚合 物片的表面上形成凸起的微結(jié)構(gòu)。
圖3是本發(fā)明一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的前板第二表面上表面紋理的 示意圖。由其剖面圖(圖4)可見，該前板第二表面上的表面紋理是許多規(guī)則的 槽溝，其剖面呈三角形。圖5本發(fā)明另一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的前板第二表面上表面紋理的 示意圖；由其剖面圖(圖6)可更清楚地看到其表面紋理由許多規(guī)則的棱錐組成， 所述棱錐均勻地分布在整個前板的第二表面上。
圖7是本發(fā)明另一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的前板第二表面上表面紋理 的示意圖；由其剖面圖(圖8)可見，其表面紋理由許多規(guī)則的半球組成，所述 半球均勻地分布在整個背板的第二表面上。
圖9是本發(fā)明另一個實例的結(jié)晶硅太陽能電池板的背板第二表面上表面紋理 的立體示意圖，由圖可以看出，其由許多涂敷的空心透明微球組成的。
在本發(fā)明太陽能電池板中，前板的第二表面和背板的第二表面上的表面紋理 可相同或不同。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)其專業(yè)知識結(jié)合電池的具體要求，例 如壓紋的工藝要求、電池板的厚度等，可容易地確定合適的表面紋理。
3.聚合物包封層
本發(fā)明太陽能電池板使用常規(guī)的聚合物包封層包封太陽能電池電路并將所述 前板和背板粘附在太陽能電池電路上。合適的聚合物包封層材料的例子有例如乙 烯-乙酸乙烯酯共聚物。聚合物包封層的厚度一般為100-800微米，較好為200-750 微米，更好為300-650微米。
在本發(fā)明的一個實例中，使用導(dǎo)電粘合劑代替聚合物包封材料。所述導(dǎo)電粘 合劑可以是太陽能電池領(lǐng)域中常用的任何導(dǎo)電粘合劑。
本發(fā)明還提供一種太陽能電池板的制造方法，它包括
提供背板；
提供前板，所述前板具有第一表面和第二表面，在所述前板的第二表面上形 成能提高光俘獲性能的表面紋理；和
在所述背板和前板的第二表面之間放置太陽能電池電路。 本發(fā)明還提供一種太陽能電池板的制造方法，它包括 提供背板，所述背板具有第一表面和第二表面； 提供前板；
在所述背板的第二表面上形成能提高光俘獲性能的表面紋理；和 在所述前板和背板的第二表面之間放置太陽能電池電路。
本發(fā)明太陽能電池板的制造方法可以是本領(lǐng)域任何常規(guī)的制造方法。在本發(fā) 明的一個實例中，使用中國專利CN02143582.0公開的太陽能電池板的制造方法， 但是用本發(fā)明經(jīng)表面處理的前板和任選的經(jīng)表面處理的塑料或玻璃背板代替該文獻提到的前板和背板。
下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例 試驗方法
1. 光線俘獲性能
按照本發(fā)明描述的方法分別制備前板和背板，以測試前板和背板及其各個表 面的光線俘獲性能，并與普通前板和背板進行比較。用美國珀金埃爾默公司的
Lambda 950紫外/可見/近紅外分光光度計(含150 mm積分球)分別單獨測試前 板和背板的光線透射率和其各個表面的反射率，并在波長范圍400 nm到1100 nm 做平均。在測試一個表面的反射率時，為防止另一個表面的干擾，根據(jù)其親水與 否，用市售墨汁或者油性的黑色記號筆將該另一個表面做涂黑處理。
2. 太陽能電池的輸出功率測試方法
用本發(fā)明描述的方法制備前板和背板，并按照圖2所示的結(jié)構(gòu)封裝成為電池。 太陽能電池組件封裝所采用的流程包括電池片分選，單焊，串焊，疊層，層壓， 組件測試，裝框和清洗。太陽能電池的輸出功率由3500 SLP組件測試儀(購自 美國Spire公司)測試得到，并與普通前板和背板制備的單晶硅太陽能電池板進 行比較。
實施例1
提供一種聚全氟乙丙烯共聚物板(厚度為50微米，美國杜邦公司特富龍⑧)。 該聚合物經(jīng)由一臺戴維斯一標(biāo)準(zhǔn)有限公司的NRM擠出機(直徑4.5英寸，長徑 比20比1)擠出，再經(jīng)過一臺中心喂料的美國EDI公司的T字型摸頭(寬100 英寸)，拉伸至膜厚50微米，然后在室溫下經(jīng)過一個光滑表面的滾筒，再在200 。C時經(jīng)過美國BGE公司的軋花輥，在其一個表面上形成四方錐形的表面紋理， 該表面紋理均勻分布在所述共聚物板的整個表面上，分布密度為l.OX 1(^個/cm2， 單個四方錐的高度為5.0微米，底邊長為IO微米，兩個相鄰四方錐頂點之間的距 離為IO微米。
用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面的反射率，結(jié)果為6.7%。 提供一種玻璃(鋼化玻璃，購自東莞南玻太陽能玻璃有限公司，3.2mm厚)， 用熱壓的方法在該玻璃表面上壓制均勻的四方錐表面紋理，該表面紋理均勻分布在所述玻璃板的整個表面上，分布密度為1.0Xl(^個/cm2，單個四方錐的高度為 5.0微米，底邊長為10微米，兩個相鄰四方錐頂點之間的距離為IO微米。 用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面的反射率，結(jié)果為58.4%。 隨后，用真空噴涂的方法在該玻璃板無表面紋理的一側(cè)形成0.1微米厚的鋁鍍層。
用上面方法測定其整個玻璃(含第二表面)的反射率，結(jié)果為95.8%。 將所述聚全氟乙丙烯共聚物板作為前板、玻璃板作為背板形成太陽能電池板， 其中前板和背板的帶紋理的一側(cè)均鄰近太陽能電池電路放置。 用上述方法測定電池的輸出功率，結(jié)果為183瓦。
比較例1
重復(fù)實施例1的步驟，但是未對聚全氟乙丙烯共聚物板和玻璃板進行表面紋 理處理。
用同樣的方法測定聚全氟乙丙烯共聚物板的表面反射率，結(jié)果為4.2%。 用同樣的方法測定玻璃第二表面的反射率，結(jié)果為9.2%。 隨后用真空噴涂的方法在該玻璃板的第二表面形成0.1微米厚的鋁鍍層。 將所述聚全氟乙丙烯共聚物板作為前板、經(jīng)鋁鍍覆的玻璃板作為背板形成太 陽能電池板，用上述方法測定電池的輸出功率，結(jié)果為175瓦。
實施例2
提供一種聚全氟乙丙烯共聚物板(厚度為50微米，美國杜邦公司特富龍@)。 該聚合物經(jīng)由一臺戴維斯一標(biāo)準(zhǔn)有限公司的NRM擠出機(直徑4.5英寸，長徑 比20比1)擠出，再經(jīng)過一臺中心喂料的美國EDI公司的T字型摸頭(寬100 英寸)，拉伸至膜厚50微米，然后在室溫下經(jīng)過一個光滑表面的滾筒。用涂敷 的方法在共聚物板的一個表面上均勻平鋪一層中空的玻璃微球，分布密度為2.3 Xl()S個/cm2，微球平均直徑為18微米，標(biāo)準(zhǔn)偏差為4微米。
用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面的反射率，結(jié)果為5.6%。
提供一種玻璃(鋼化玻璃，購自東莞南玻太陽能玻璃有限公司，3.2mm厚)， 用熱壓的方法在該玻璃表面上壓制均勻的半球表面紋理，該表面紋理均勻分布在 所述玻璃板的整個表面上，分布密度為5.1X10S個/cm2，單個半球的高度為7.0 微米，底邊直徑為12微米，兩個相鄰半球頂點之間的距離平均為14微米。
用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面的反射率，結(jié)果為47.3%。隨后，用真空噴涂的方法在該玻璃板無表面紋理的一側(cè)形成O.l微米厚的鋁鍍層。
用上面方法測定其整個玻璃(含第二表面)的反射率，結(jié)果為94.9%。
將所述聚全氟乙丙烯共聚物板作為前板、玻璃板作為背板形成太陽能電池板， 其中前板和背板的帶紋理的一側(cè)均鄰近太陽能電池電路放置。
用上述方法測定電池的輸出功率，結(jié)果為181瓦。 實施例3
提供一種聚全氟乙丙烯共聚物板(厚度為50微米，美國杜邦公司特富龍@)。 該聚合物經(jīng)由一臺戴維斯一標(biāo)準(zhǔn)有限公司的NRM擠出機(直徑4.5英寸，長徑 比20比1)擠出，再經(jīng)過一臺中心喂料的美國EDI公司的T字型摸頭(寬100 英寸)，拉伸至膜厚50微米，然后在室溫下經(jīng)過一個光滑表面的滾筒，再在200 。C時經(jīng)過美國BGE公司的軋花輥，在其一個表面上形成半球的表面紋理，該表 面紋理均勻分布在所述共聚物板的整個表面上，分布密度為1.0Xl(^個/cm2，單 個半球的高度為5.0微米，底邊直徑為IO微米，兩個相鄰半球頂點之間的距離為 IO微米。
用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面的反射率，結(jié)果為6.6%。 提供一種玻璃(鋼化玻璃，購自東莞南玻太陽能玻璃有限公司，3.2mm厚)， 用熱壓的方法在該玻璃表面上壓制均勻的平行溝槽，該平行溝槽均勻分布在所述 玻璃板的整個表面上，單個平行溝槽的高度為5.0微米，寬為10微米，兩條相鄰 平行溝槽頂點之間的距離為IO微米。用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面 的反射率，結(jié)果為52.8%。
隨后，用真空噴涂的方法在該玻璃板無表面紋理的一側(cè)形成O.l微米厚的鋁鍍層。
用上面方法測定其整個玻璃(含第二表面)的反射率，結(jié)果為95.3%。 將所述聚全氟乙丙烯共聚物板作為前板、玻璃板作為背板形成太陽能電池板， 其中前板和背板的帶紋理的一側(cè)均鄰近太陽能電池電路放置。 用上述方法測定電池的輸出功率，結(jié)果為182瓦。
實施例4
提供一種乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜(厚度為50微米，美國杜邦公司特富龍@)。 該聚合物由一臺戴維斯一標(biāo)準(zhǔn)有限公司的NRM擠出機(直徑4.5英寸，長徑比20比l)擠出，再經(jīng)過一臺中心喂料的美國EDI公司的T字型摸頭(寬100英寸)， 拉伸至膜厚50微米，然后在室溫下經(jīng)過一個光滑表面的滾筒，再在200 。C時經(jīng) 過美國BGE公司的軋花輥，在其一個表面上形成四方錐形的表面紋理，該表面 紋理均勻分布在所述共聚物板的整個表面上，分布密度為1.0Xl(^個/cm2，單個 四方錐的高度為5.0微米，底邊長為IO微米，兩個相鄰四方錐頂點之間的距離為 IO微米。
用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面的反射率，結(jié)果為7.1%。 提供一種玻璃(鋼化玻璃，購自東莞南玻太陽能玻璃有限公司，3.2mm厚)， 用熱壓的方法在該玻璃表面上壓制均勻的四方錐表面紋理，該表面紋理均勻分布 在所述玻璃板的整個表面上，分布密度為1.0Xl(^個/cm2，單個四方錐的高度為 5.0微米，底邊長為10微米，兩個相鄰四方錐頂點之間的距離為IO微米。 用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面的反射率，結(jié)果為58.4%。 隨后，用真空噴涂的方法在該玻璃板無表面紋理的一側(cè)形成O.l微米厚的鋁鍍層。
用上面方法測定其整個玻璃(含第二表面)的反射率，結(jié)果為95.8%。 將所述乙烯-四氟乙烯共聚物板作為前板、玻璃板作為背板形成太陽能電池 板，其中前板和背板的帶紋理的一側(cè)均鄰近太陽能電池電路放置。 用上述方法測定電池的輸出功率，結(jié)果為182瓦。
實施例5
提供一種四氟乙烯-全氟垸氧基乙烯基醚共聚物板(厚度為50微米，美國杜 邦公司特富龍"。該聚合物經(jīng)由一臺戴維斯一標(biāo)準(zhǔn)有限公司的NRM擠出機(直 徑4.5英寸，長徑比20比1)擠出，再經(jīng)過一臺中心喂料的美國EDI公司的T字 型摸頭(寬100英寸)，拉伸至膜厚50微米，然后在室溫下經(jīng)過一個光滑表面 的滾筒，再在200 。C時經(jīng)過美國BGE公司的軋花輥，在其一個表面上形成半球 的表面紋理，該表面紋理均勻分布在所述共聚物板的整個表面上，分布密度為1.0 XlC^個/cm2，單個半球的高度為5.0微米，底邊直徑為10微米，兩個相鄰半球 頂點之間的距離為IO微米。
用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面的反射率，結(jié)果為7.6%。 提供一種玻璃(鋼化玻璃，購自東莞南玻太陽能玻璃有限公司，3.2mm厚)， 用熱壓的方法在該玻璃表面上壓制均勻的平行溝槽，該平行溝槽均勻分布在所述 玻璃板的整個表面上，單個平行溝槽的高度為5.0微米，寬為10微米，兩條相鄰平行溝槽頂點之間的距離為10微米。用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面
的反射率，結(jié)果為47.3%。
隨后，用真空噴涂的方法在該玻璃板無表面紋理的一側(cè)形成0.1微米厚的鋁鍍層。
用上面方法測定其整個玻璃(含第二表面)的反射率，結(jié)果為95.3%。 將所述四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物板作為前板、玻璃板作為背板形 成太陽能電池板，其中前板和背板的帶紋理的一側(cè)均鄰近太陽能電池電路放置。 用上述方法測定電池的輸出功率，結(jié)果為180瓦。
實施例6
提供一種聚全氟乙丙烯共聚物板(厚度為50微米，美國杜邦公司特富龍@)。 該聚合物經(jīng)由一臺戴維斯一標(biāo)準(zhǔn)有限公司的NRM擠出機(直徑4.5英寸，長徑 比20比1)擠出，再經(jīng)過一臺中心喂料的美國EDI公司的T字型摸頭(寬100 英寸)，拉伸至膜厚50微米，然后在室溫下經(jīng)過一個光滑表面的滾筒，再在200 。C時經(jīng)過美國BGE公司的軋花輥，在其一個表面上形成四方錐形的表面紋理， 該表面紋理均勻分布在所述共聚物板的整個表面上，分布密度為1.0Xl(^個/cm2， 單個四方錐的高度為5.0微米，底邊長為IO微米，兩個相鄰四方錐頂點之間的距 離為IO微米。
用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面的反射率，結(jié)果為6.7%。 提供一種聚碳酸酯板(925A， VO，厚度為3.0毫米，美國通用電氣塑料公司 Lexan )。用熱壓的方法在該聚合物板的一個表面上形成半球的表面紋理，該表 面紋理均勻分布在所述共聚物板的整個表面上，分布密度為1.0Xl(^個/cm2，單 個半球的高度為5.0微米，底邊直徑為IO微米，兩個相鄰半球頂點之間的距離為 IO微米。
用上面方法測定其帶表面紋理的第二表面的反射率，結(jié)果為10.7%。 將所述帶有四方錐紋理的聚全氟乙丙烯共聚物板作為前板、所述帶有半球表
面紋理的聚碳酸酯板作為背板形成太陽能電池板，其中前板和背板的帶紋理的一
側(cè)均鄰近太陽能電池電路放置。
用上述方法測定電池的輸出功率，結(jié)果為174瓦。
比較例2
重復(fù)實施例6的步驟，但是未對聚合物進行表面微處理。用上述方法測定電池的輸出功率，結(jié)果為171瓦。
權(quán)利要求
1. 一種太陽能電池板，它包括背板、塑料前板和在所述背板和塑料前板之間的太陽能電池電路，所述塑料前板具有受光的第一表面和與所述太陽能電池電路相鄰的第二表面，其特征在于所述第二表面具有能提高光俘獲性能的表面紋理。
2. 如權(quán)利要求1所述的太陽能電池板，其特征在于所述塑料前板是由選自聚 全氟乙丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚 物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共 聚物、聚三氟氯乙烯、液晶聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇 酯、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚碳酸酯；聚氨酯、或者它們中 的兩種或多種形成的層壓物的塑料材料制得的。
3. 如權(quán)利要求l所述的太陽能電池板，其特征在于所述前板第二表面上能提 高光俘獲性能的表面紋理選自連續(xù)的或者離散的棱錐、棱臺、圓錐、圓臺、半球 或其兩種或多種的組合。
4. 如權(quán)利要求3所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理的高度為 500nm — 2 mm，高寬比為4: 1-1: 10。
5. 如權(quán)利要求4所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理的高度為2 -500陶，高寬比為1: 1-1: 4。
6. 如權(quán)利要求3所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理是離散的， 表面紋理在該主表面上均勻分布，其密度為卜108個/cni2。
7. 如權(quán)利要求6所述的太陽能電池板，其特征在于所述密度為104-107個/0112。
8. 如權(quán)利要求3所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理是離散的， 在該主表面上形成多個離散的島，在每個島上所述凸起微結(jié)構(gòu)是連續(xù)分布的。
9. 如權(quán)利要求3所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理是離散的， 在該主表面上形成多個離散的島，在每個島上所述紋理是均勻地離散分布的，其 密度為1-108個/，2。
10. 如權(quán)利要求9所述的太陽能電池板，其特征在于所述密度為104-1()7個/cm2。
11. 如權(quán)利要求1所述的太陽能電池板，其特征在于在所述前板的外層表面 上具有一層增透膜。
12. 如權(quán)利要求1-11中任一項所述的太陽能電池板，其特征在于所述背板由 選自聚全氟乙丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基 醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、液晶聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸 乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚碳酸酯、聚氨酯等、或者它們中的兩種或多種形成的層壓物的塑料材料或者是由玻璃制得的。
13. 如權(quán)利要求12所述的太陽能電池板，其特征在于所述背板靠近太陽能電池電路的表面上具有能提高光反射性能的表面紋理，所述表面紋理選自連續(xù)的或 者離散的棱錐、棱臺、圓錐、圓臺、半球或其兩種或多種的組合。
14. 如權(quán)利要求13所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理的高度為 500nm - 2 mm，高寬比為4: 1-1: 10。
15. 如權(quán)利要求14所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理的高度為 2 — 500陶，高寬比為1: 1-1: 4。
16. 如權(quán)利要求13所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理是離散的， 表面紋理在該主表面上均勻分布，其密度為1-1()8個/cm2。
17. 如權(quán)利要求16所述的太陽能電池板，其特征在于所述密度為104-107個/CI!] o
18. 如權(quán)利要求13所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理是離散的， 在該主表面上形成多個離散的島，在每個島上所述凸起微結(jié)構(gòu)是連續(xù)分布的。
19. 如權(quán)利要求13所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理是離散的， 在該主表面上形成多個離散的島，在每個島上所述紋理是均勻地離散分布的，其 密度為1-1(f個/cm2。
20. 如權(quán)利要求19所述的太陽能電池板，其特征在于所述密度為104-107個 / cm20
21. 如權(quán)利要求12所述的太陽能電池板，其特征在于在所述背板在遠離所述 太陽能電池電路的表面上具有一層金屬反射層。
22. —種權(quán)利要求1所述太陽能電池板的制造方法，它包括 提供背板；提供前板，所述前板具有第一表面和第二表面； 在所述前板的第二表面上形成能提高光俘獲性能的表面紋理；和 在所述背板和前板的第二表面之間放置太陽能電池電路。
23. —種太陽能電池板，它包括背板、塑料前板和在所述背板和塑料前板之間 的太陽能電池電路，所述背板具有受光的第一表面和與所述太陽能電池電路相鄰 的第二表面，其特征在于所述第二表面具有能提高光俘獲性能的表面紋理。
24. 如權(quán)利要求23所述的太陽能電池板，其特征在于所述背板是由選自聚全氟乙丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、 四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、 聚三氟氯乙烯、液晶聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚 甲基丙烯酸甲酯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚碳酸酯、聚氨酯、或者它們中的兩種 或多種形成的層壓物的塑料材料或者是由玻璃制得的。
25. 如權(quán)利要求23所述的太陽能電池板，其特征在于所述背板第二表面上能提高光俘獲性能的表面紋理選自連續(xù)的或者離散的棱錐、棱臺、圓錐、圓臺、半 球或其兩種或多種的組合。
26. 如權(quán)利要求25所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理的高度為 500nm - 2 mra，高寬比為4: 1-1: 10。
27. 如權(quán)利要求26所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理的高度為 2 — 500 Wn，高寬比為1: 1-1: 4。
28. 如權(quán)利要求25所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理是離散的， 表面紋理在該主表面上均勻分布，其密度為l-108個/cm2。
29. 如權(quán)利要求28所述的太陽能電池板，其特征在于所述密度為104-107個 /cm 。
30. 如權(quán)利要求25所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理是離散的， 在該主表面上形成多個離散的島，在每個島上所述凸起微結(jié)構(gòu)是連續(xù)分布的。
31. 如權(quán)利要求25所述的太陽能電池板，其特征在于所述表面紋理是離散的， 在該主表面上形成多個離散的島，在每個島上所述紋理是均勻地離散分布的，其 密度為1-108個/，2。
32. 如權(quán)利要求31所述的太陽能電池板，其特征在于所述密度為104-107個 /cm o
33. 如權(quán)利要求32所述的太陽能電池板，其特征在于在所述前板的外層表面 上具有一層增透膜。
34. 如權(quán)利要求23-33中任一項所述的太陽能電池板，其特征在于所述前板 由選自聚全氟乙丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟垸氧基乙烯 基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、乙烯-三氟 氯乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、液晶聚合物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲 酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚碳酸酯；聚氨酯、或 者它們中的兩種或多種形成的層壓物的塑料材料制得的。
35. —種權(quán)利要求23所述太陽能電池板的制造方法，它包括提供前板；提供背板，所述背板具有第一表面和第二表面； 在所述背板的第二表面上形成能提高光俘獲性能的表面紋理；和 在所述背板和前板的第二表面之間放置太陽能電池電路。
全文摘要
公開了一種太陽能電池板，它包括背板、塑料前板和在所述背板和塑料前板之間的太陽能電池電路，所述塑料前板具有受光的第一表面和與所述太陽能電池電路相鄰的第二表面，其特征在于所述第二表面具有能提高光俘獲性能的表面紋理。還公開了其制造方法。
文檔編號H01L31/0203GK101431115SQ200710166978
公開日2009年5月13日 申請日期2007年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者葉昌明, 尹廣軍, 趙若飛 申請人:E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司