[发明专利]一种高性能光电转换模块

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换的技术领域，特别是涉及一种高性能光电转换模块。

背景技术

太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换 成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴- 电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P 区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将 太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太 阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池，三五族半导体电池，无机电池，有机 电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材 料为纯度达99.9999％、电阻率在10Ω-cm以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面p-n结、正面减反射膜、正背面电极等部分。在组件封装为正面受光照面 加透光盖片(如高透玻璃及EVA)保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电 子和质子的辐射损伤。单体太阳能电池不能直接做电源使用，必须将若干单体电池串、并联连接 和严密封装成组件。然而组件是太阳能发电系统中的核心部分，其作用是将太 阳能转化为电能，再将电能送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

太阳能电站在运行过程中，由于电池组件要接受太阳光的辐射，同时自身发电的原因，导致电池及组件产生很大的热量，造成温度升高。其中温度对太 阳能电池组件功率的输出有很大的影响。太阳能电池组件温度较高时，工作效率下降。随着太阳能电池温度的增加，其输出开路电压减小，在20-100℃范围， 大约每升高1℃，每片电池的电压减小2mV。整体而言，温度升高，太阳能电池 的功率下降，典型温度系数为-0.35％/℃。有数据表明，电池板的温度每升1℃， 光电转化率下降0.4％。目前光伏太阳能转换率在14％-18％之间，因此降低电池 板自身工作温度，让电池板的温度有效散发出来，保证光转换效率是一个不可忽 略的因素。目前有实验改变电池片下层EVA导热性的方法来解决散热问题，因 为100％EVA膜导热系数只有0.32W/m*K。如果加入合适的导热材料能使EVA 的导热系数提高到2.8W/m*K，这会是一个十分理想效果。但是把导热材料加入 到EVA后，会影响到EVA拉伸度，耐水性能，以及绝缘强度。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种高性能光电转换模块。

为实现上述目的，本发明提出的一种高性能光电转换模块，包括设置在第一层的超白玻璃层，设置在第二层的高透EVA胶膜层，设置在第三层的电池片层，设置在第四层的低导热EVA胶膜层，以及设置在第五层的导热背板层，所述电池片层中的电池片包括正面银电极、氮化硅层、氧化硅层、N+层、P型硅、背面铝背场和背面银电极，所述氮化硅层、氧化硅层、N+层、P型硅和背面铝背场依次层叠设置，正面银电极位于氮化硅层上侧且与氮化硅层相接触，背面银电极位于背面铝背场下侧与背面铝背场相接触，所述背面铝背场下侧层叠有石墨烯导热膜，背面银电极穿过石墨导热膜与背面铝背场相接触。

作为优选，所述低导热EVA胶膜层由如下质量百分比的各组份组成：EVA 75％，硫化锌母粒25％，过氧化物交联剂1.6-1.8％，抗老化剂0.8％，以及交联促进剂1.2％。

作为优选，所述导热背板层包括由上至下依次层叠的导热E膜，PET胶膜，以及PVDF胶膜，所述导热E膜的厚度为0.3mm，所述PET胶膜的厚度为0.3mm，所述PVDF胶膜的厚度为0.05mm。

作为优选，所述导热E膜由如下质量百分比的各组份组成：茂金属m-PE 75％，硫化锌母粒22％，以及抗老化剂 3％。

作为优选，所述石墨烯导热膜设有可让背面银电极穿过的镂空部，所述石墨烯导热膜厚度为30至60微米。

作为优选，所述石墨烯导热膜密度为1.5至2.1g/cm³，所述石墨烯导热膜导热系数为1000至2500W/mK。

作为优选，所述石墨烯导热膜为单层石墨烯层或者石墨烯复合层。

作为优选，所述石墨烯复合层由石墨烯层和PEN层压合而成。

作为优选，所述石墨烯导热膜与背面铝背场相接触，正面银电极的主栅根数为二至五根。