專利名稱：一種用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著石油能源的日益短缺，太陽能將成為新型能源中的明星能源。太陽能光伏(PV)產(chǎn)業(yè)是指把太陽光能通過太陽能電池轉(zhuǎn)化為電能的產(chǎn)業(yè)。太陽能作為一種開發(fā)潛力巨大的新能源和可再生能源，早已引起了世界各國的廣泛關(guān)注，目前國內(nèi)外太陽能電池均以單、多晶硅電池為主，現(xiàn)有的晶體硅太陽能電池片的基本結(jié)構(gòu)是由一個制有平面半導(dǎo)體Π-Ρ的晶體硅，加上背電極和前電極所構(gòu)成，前電極十分關(guān)鍵，它既不能遮擋入射光以保證大部分入射光進入n-p結(jié)構(gòu)內(nèi)，又要對光生載流子有充分的收集，這是兩個相互矛盾的要求，目前的技術(shù)是采用金屬柵狀電極來解決這對矛盾的。為了減少太陽光在硅表面的反射，通常使用了光學(xué)減反射層，他們是折射率在2.0 2.2之間的氧化硅、氮化硅等絕緣薄膜。柵狀前電極接收入射光而光產(chǎn)生電流依靠光生載流子在太陽能電池表層的橫向運動，被主柵線收集形成，每片晶硅電池片都有2 3根1.5_ 4_寬的主柵線通常電流形成后是通過互聯(lián)條和匯流條來進行導(dǎo)向輸出的。主柵線和副柵線的成分都是導(dǎo)電銀漿，導(dǎo)電銀漿的優(yōu)劣直接影響到太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率，目前前電極導(dǎo)電銀漿的采購主要是從國外進口，并且價格昂貴，導(dǎo)電銀漿占太陽能電池器件成本的10%左右，綜上所述現(xiàn)有的技術(shù)問題:1.采用前電極導(dǎo)電銀漿大約要覆蓋6% 10%的表面積，使太陽能電池有效面積減少，從而使轉(zhuǎn)換效率降低；2.為了減少太陽光在硅表面的反射，通常使用了光學(xué)減反射層，來增加太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率；3.導(dǎo)電銀漿價格昂貴，占太陽能電池器件成本的10%，大大提高了太陽能電池的成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用于太陽能電池片正面的透明導(dǎo)電膜，取代主柵線銀漿，解決了主柵線銀漿覆蓋太陽能電池的有效面積減少的問題，提高了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率；目的之二是提供工藝簡單、成本低廉的該透明導(dǎo)電膜的制備方法。在第一方面，本發(fā)明提出了一種用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜，所述透明導(dǎo)電膜厚度為0.05 0.2_，折射率為1.8 2.0 ;所述透明導(dǎo)電膜具有上下兩層結(jié)構(gòu)，其中，所述上層結(jié)構(gòu)由改性聚乙烯膜和金屬線組成，所述透明導(dǎo)電膜通過所述上層結(jié)構(gòu)與所述晶硅太陽能電池的電池片正面接觸；所述下層結(jié)構(gòu)為透明聚合物，所述透明導(dǎo)電膜通過所述下層結(jié)構(gòu)與所述晶硅太陽能電池的玻璃面接觸。優(yōu)選地，所述改性聚乙烯膜，其乙烯含量為85% 95wt%。優(yōu)選地，所述改性聚乙烯膜為乙烯-丙烯共聚物、丁烯改性聚乙烯、辛烯改姓聚乙烯、己烯改性聚乙烯中的一種或幾種。該改性聚乙烯可以含有該領(lǐng)域常有的添加劑，如抗氧齊U，光穩(wěn)定劑等，以提聞其使用性能和使用壽命。優(yōu)選地，所述改性聚乙烯膜的密度為0.895g/cm2 0.935g/cm2，熔融指數(shù)為2g/10min 20g/10min。優(yōu)選地,改性聚乙烯體積電阻率為3 * IO14 Ω.cm I * IO15 Ω.cm,用于電池片與EVA的中間可以提高太陽能電池組件的抗PID性能，延長了電池組件的使用壽命。優(yōu)選地，所述金屬線為銦錫合金線，其中銦含量為40% SOwt %，錫含量為50% 90wt%。金屬線主要作用是取代電池片上面主柵線導(dǎo)電銀漿，用于收集細(xì)柵線的電流，提聞從電流的收集效率，并且提聞了電池片的有效面積，可使光電轉(zhuǎn)化效率提聞1% 2 %，也起到了簡化工藝和降低成本的作用。優(yōu)選地，所述透明聚合物為聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚砜中的一種。優(yōu)選地，所述的金屬線平行排列在所述改性聚乙烯膜上，所述金屬線的間距為3mm 5mm0在第二方面，本發(fā)明提供一種制備用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜的方法，包括如下步驟:步驟S10，第一單螺桿擠出機和第二單螺桿擠出機組成擠出機組，所述第一單螺桿擠出機和所述第二單螺桿擠出機分別通過模頭擠出所述改性聚乙烯和所述透明聚合物，所述模頭排出物為薄膜狀物料，所述薄膜狀物料的上層為改性聚乙烯膜，所述薄膜狀物料的下層為透明聚合物；步驟S20，將所述模頭排出的薄膜狀物料通過第一滾筒的牽引，傳送至第二滾筒上；步驟S30，第三滾筒與第四滾筒間牽引有金屬線，從所述第二滾筒牽引的薄膜狀物料，經(jīng)過所述第三滾筒、第四滾筒中間，與所述金屬線滾壓成型，所述金屬線滾壓在所述改性聚乙烯膜上。優(yōu)選地，所述第一滾筒的工作溫度為45 60°C ；所述第二滾筒的工作溫度為35 45°C，所述第二滾筒的轉(zhuǎn)速為第一滾筒轉(zhuǎn)速的120% 140% ；所述第三滾筒、第四滾筒的工作溫度和轉(zhuǎn)速與所述第二滾筒的工作溫度和轉(zhuǎn)速相同。本發(fā)明的有益效果為:1.增加了電池片的有效面積，提高了光電轉(zhuǎn)化效率；2.減少了正面導(dǎo)電銀漿的用量，降低了成本；3.簡化了太陽能電池組件的制作工藝；4.降低了 PID 風(fēng)險。
具體實施例方式在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的具體實施方式
中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。在另外一些實例中，對于大家熟知的方法、手段、化合物未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。實施例1在由第一單螺桿擠出機和第二單螺桿擠出機組成的一組擠出機組中，依次加入丁烯改性聚乙烯和聚對苯二甲酸乙二酯，第一單螺旋擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為55rpm、模頭出口物料擠出量為80%，出口物料溫度150°C、第二單螺旋擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為85rpm，模頭出口物料擠出量為20%，出口物料溫度280°C。兩個擠出機模頭狹縫尺寸均為0.5_，第一滾筒牽引的薄膜溫度低于110°C、轉(zhuǎn)速8m/min，第二滾筒轉(zhuǎn)速為10m/min，然后該薄膜和金屬線經(jīng)過第三滾筒和第四滾筒滾壓、最后冷卻、牽引、收卷，該方法制備出來的導(dǎo)電膜厚度為0.1mm，將導(dǎo)電膜進行熱氧老化試驗和紫外老化試驗，前者條件是85°C，85%濕度環(huán)境下，老化1000小時，后者條件是UVA340型紫外燈暴露750小時，UVB313型紫外燈250小時，暴露條件:先在黑標(biāo)溫度60°C輻照4小時，然后在黑標(biāo)溫度為50°C無輻照條件下冷凝暴露4小時，總暴露時間1000小時。實施例2在由第一單螺桿擠出機和第二單螺桿擠出機組成的一組擠出機組中，依次加入丁烯改性聚乙烯和聚醚砜，第一單螺旋擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為55rpm、模頭出口物料擠出量為90%，出口物料溫度150°C、第二單螺旋擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為80rpm，模頭出口物料擠出量為10%，出口物料溫度280°C。兩個擠出機模頭狹縫尺寸均為0.5mm，第一滾筒牽引的薄膜溫度低于110°C、轉(zhuǎn)速6m/min，第二滾筒轉(zhuǎn)速為10m/min，然后該薄膜和金屬線經(jīng)過第三滾筒和第四滾筒滾壓、最后冷卻、牽引、收卷，該方法制備出來的導(dǎo)電膜厚度為0.1mm，將導(dǎo)電膜進行熱氧老化試驗和紫外老化試驗，前者條件是85°C，85%濕度環(huán)境下，老化1000小時，后者條件是UVA340型紫外燈暴露750小時，UVB313型紫外燈250小時，暴露條件:先在黑標(biāo)溫度60°C輻照4小時，然后在黑標(biāo)溫度為50°C無輻照條件下冷凝暴露4小時，總暴露時間1000小時。實施例3在由第一單螺桿擠出機和第二單螺桿擠出機組成的一組擠出機組中，依次加入辛烯改性聚乙烯和聚對苯二甲酸乙二酯，第一單螺旋擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為75rpm、模頭出口物料擠出量為80%，出口物料溫度180°C、第二單螺旋擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為85rpm，模頭出口物料擠出量為20%，出口物料溫度280°C。兩個擠出機模頭狹縫尺寸均為0.4_，第一滾筒牽引的薄膜溫度低于110°C、轉(zhuǎn)速8m/min，第二滾筒轉(zhuǎn)速為10m/min，然后該薄膜和金屬線經(jīng)過第三滾筒和第四滾筒滾壓、最后冷卻、牽引、收卷，該方法制備出來的導(dǎo)電膜厚度為0.1mm，將導(dǎo)電膜進行熱氧老化試驗和紫外老化試驗，前者條件是85°C，85%濕度環(huán)境下，老化1000小時，后者條件是UVA340型紫外燈暴露750小時，UVB313型紫外燈250小時，暴露條件:先在黑標(biāo)溫度60°C輻照4小時，然后在黑標(biāo)溫度為50°C無輻照條件下冷凝暴露4小時，總暴露時間1000小時。實施例4在由第一單螺桿擠出機和第二單螺桿擠出機組成的一組擠出機組中，依次加入辛烯改性聚乙烯和聚丙烯酸酯，第一單螺旋擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為75rpm、模頭出口物料擠出量為80%，出口物料溫度180°C、第二單螺旋擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為75rpm，模頭出口物料擠出量為20%，出口物料溫度260°C。兩個擠出機模頭狹縫尺寸均為0.5_，第一滾筒牽引的薄膜溫度低于100°C、轉(zhuǎn)速8m/min，第二滾筒轉(zhuǎn)速為10m/min，然后該薄膜和金屬線經(jīng)過第三滾筒和第四滾筒滾壓、最后冷卻、牽引、收卷，該方法制備出來的導(dǎo)電膜厚度為0.1mm，將導(dǎo)電膜進行熱氧老化試驗和紫外老化試驗，前者條件是85°C，85%濕度環(huán)境下，老化1000小時，后者條件是UVA340型紫外燈暴露750小時，UVB313型紫外燈250小時，暴露條件:先在黑標(biāo)溫度60°C輻照4小時，然后在黑標(biāo)溫度為50°C無輻照條件下冷凝暴露4小時，總暴露時間1000小時。實施例5在由第一單螺桿擠出機和第二單螺桿擠出機組成的一組擠出機組中，依次加入辛烯改性聚乙烯和聚醚砜，第一單螺旋擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為75rpm、模頭出口物料擠出量為80%，出口物料溫度180°C、第二單螺旋擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為80rpm，模頭出口物料擠出量為20%，出口物料溫度280°C。兩個擠出機模頭狹縫尺寸均為0.5_，第一滾筒牽引的薄膜溫度低于110°C、轉(zhuǎn)速8m/min，第二滾筒轉(zhuǎn)速為10m/min，然后該薄膜和金屬線經(jīng)過第三滾筒和第四滾筒滾壓、最后冷卻、牽引、收卷，該方法制備出來的導(dǎo)電膜厚度為0.1mm，將導(dǎo)電膜進行熱氧老化試驗和紫外老化試驗，前者條件是85°C，85%濕度環(huán)境下，老化1000小時，后者條件是UVA340型紫外燈暴露750小時，UVB313型紫外燈250小時，暴露條件:先在黑標(biāo)溫度60°C輻照4小時，然后在黑標(biāo)溫度為50°C無輻照條件下冷凝暴露4小時，總暴露時間1000小時。聚合物物料出口模頭狹縫尺寸為0.3mm 0.5mm。從模頭出來的聚合物材料溫度為230°C 285°C，該方法生產(chǎn)出來的膜厚度在0.05mm 0.2mm之間，透光率可以達到90% 95%。為了提高減反射效率，太陽能電池的下一層膜的折射率要大于上一層膜的折射率，本發(fā)明所述的透明導(dǎo)電膜厚度在0.05 0.2mm，折射率為1.8 2.0。將0.1mm厚的導(dǎo)電膜進行熱氧老化試驗，老化前后對可見光的透過率(AT)變化為0.1 % 2.2%，對黃變指數(shù)(AYi值)變化為0.3 3.2 ;將0.1mm厚的導(dǎo)電膜進行紫外老化試驗，老化前后對可見光的透過率(AT)變化為0.5% 2.0%，對黃變指數(shù)(AYi值)變化為0.5 3.5。各項數(shù)值都在比較良好的水平內(nèi)。導(dǎo)電膜經(jīng)熱氧老化和紫外老化前后對可見光透過率變化(AT)和黃變指數(shù)(AYi)變化，如下表:
權(quán)利要求
1.一種用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述透明導(dǎo)電膜厚度為0.05 0.2mm,折射率為1.8 2.0 ; 所述透明導(dǎo)電膜具有上下兩層結(jié)構(gòu)，其中， 所述上層結(jié)構(gòu)由改性聚乙烯膜和金屬線組成，所述透明導(dǎo)電膜通過所述上層結(jié)構(gòu)與所述晶硅太陽能電池的電池片正面接觸； 所述下層結(jié)構(gòu)為透明聚合物，所述透明導(dǎo)電膜通過所述下層結(jié)構(gòu)與所述晶硅太陽能電池的玻璃面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述改性聚乙烯膜，其乙烯含量為85% 95wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述改性聚乙烯膜為乙烯-丙烯共聚物、丁烯改性聚乙烯、辛烯改姓聚乙烯、己烯改性聚乙烯中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述改性聚乙烯膜的密度為0.895g/cm2 0.935g/cm2,熔融指數(shù)為2g/10min 20g/10min。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述金屬線為銦錫合金線，其中銦含量為40% 80wt%，錫含量為50% 90wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述透明聚合物為聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚砜中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一所述的用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜，其特征在于，所述的金屬線平行排列在所述改性聚乙烯膜上，所述金屬線的間距為3mm 5mm。
8.一種制備用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S10，第一單螺桿擠出機和第二單螺桿擠出機組成擠出機組，所述第一單螺桿擠出機和所述第二單螺桿擠出機分別通過模頭擠出所述改性聚乙烯和所述透明聚合物，所述模頭排出物為薄膜狀物料，所述薄膜狀物料的上層為改性聚乙烯膜，所述薄膜狀物料的下層為透明聚合物； 步驟S20，將所述模頭排出的薄膜狀物料通過第一滾筒的牽引，傳送至第二滾筒上； 步驟S30，第三滾筒與第四滾筒間牽引有金屬線，從所述第二滾筒牽引的薄膜狀物料，經(jīng)過所述第三滾筒、第四滾筒中間，與所述金屬線滾壓成型，所述金屬線滾壓在所述改性聚乙烯膜上。
9.一種制備用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜的方法，其特征在于， 所述第一滾筒的工作溫度為45 60°C ； 所述第二滾筒的工作溫度為35 45 °C，所述第二滾筒的轉(zhuǎn)速為第一滾筒轉(zhuǎn)速的120% 140% ； 所述第三滾筒、第四滾筒的工作溫度和轉(zhuǎn)速與所述第二滾筒的工作溫度和轉(zhuǎn)速相同。
全文摘要
一種用于晶硅太陽能電池的透明導(dǎo)電膜，所述透明導(dǎo)電膜厚度為0.05～0.2mm，折射率為1.8～2.0；所述透明導(dǎo)電膜具有上下兩層結(jié)構(gòu)，其中，所述上層結(jié)構(gòu)由改性聚乙烯膜和金屬線組成，所述透明導(dǎo)電膜通過所述上層結(jié)構(gòu)與所述晶硅太陽能電池的電池片正面接觸；所述下層結(jié)構(gòu)為透明聚合物，所述透明導(dǎo)電膜通過所述下層結(jié)構(gòu)與所述晶硅太陽能電池的玻璃面接觸。
文檔編號H01L31/18GK103199127SQ201310095030
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者趙世界, 唐銘徽 申請人:江蘇斯威克新材料有限公司