一种双面光伏组件及其制备方法、光伏系统与流程

本发明涉及光伏组件，具体涉及一种双面光伏组件及其制备方法、光伏系统。

背景技术：

1、双面光伏组件通过电池片背面的光吸收能力提升发电效率，广泛应用于高反射率地面（如沙漠、雪地）、高湿度沿海地区以及强紫外线辐射区域（如高原）。在这些场景中，组件需同时满足以下需求：

2、高光谱利用率：充分利用太阳光谱中紫外、可见光和近红外波段的能量，特别是对传统硅电池响应较弱的紫外光（300-400nm）进行高效转换。

3、抗pid（电势诱导衰减）能力：在高温高湿、高电压环境下长期运行时，需抑制玻璃中的钠离子迁移导致的电池性能衰减。

4、因此，如何设计一种集成化功能结构，实现光吸收提升与抗pid性能的协同增强，具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明所提供的双面光伏组件和光伏系统，采用一体集成化功能结构，同时实现了光吸收提升与抗pid性能的协同增强。

2、本发明所提供的双面光伏组件的制备方法，复合功能层在组件封装一次性铺设，简化了生产流程。

3、本发明的第一方面提供一种双面光伏组件，包括多个双面发电电池，相邻双面发电电池的间隙区域设置有复合功能层，所述复合功能层沿第一方向依次包括光谱转换与结构化反射层、高阻隔绝缘层和电场调制与钝化层，所述第一方向为双面发电电池正面指向背面的方向；

4、所述光谱转换与结构化反射层包括光谱转换材料和表面微结构，所述表面微结构对600-1200nm波段的近红外具有选择性高反射特性且能够将反射光以有利于双面发电电池吸收的角度进行定向反射；

5、所述高阻隔绝缘层的电阻率＞5×1015ω.cm；

6、所述电场调制与钝化层的介电常数＜3.0。

7、由上所述的双面光伏组件，所述光谱转换材料能够吸收300-400nm波段的紫外光并将其转换为450-600nm波段的可见光。

8、由上所述的双面光伏组件，所述光谱转换材料包括下转换荧光材料。

9、由上所述的双面光伏组件，所述下转换荧光材料包括稀土掺杂荧光材料、钙钛矿量子点中的至少一种。

10、由上所述的双面光伏组件，所述钙钛矿量子点的量子产量＞85%，在85℃/85%rh条件下的老化1000h后性能衰减＜8%。

11、由上所述的双面光伏组件，所述光谱转换与结构化反射层还包括第一粘结剂，所述第一粘结剂包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚烯烃弹性体、有机硅树脂、丙烯酸树脂中的至少一种。

12、由上所述的双面光伏组件，基于光谱转换与结构化反射层的总质量，所述光谱转换材料的质量占比为5%-30%，所述第一粘结剂的质量占比为70%-95%。

13、由上所述的双面光伏组件，所述表面微结构为微棱镜或微透镜阵列，所述表面微结构位于所述光谱转换与结构化反射层靠近高阻隔绝缘层的一侧表面。

14、由上所述的双面光伏组件，所述高阻隔绝缘层的介电强度＞120kv/mm；

15、由上所述的双面光伏组件，所述高阻隔绝缘层包括聚酰亚胺、聚芳酰胺、改性聚烯烃中的至少一种。

16、由上所述的双面光伏组件，所述电场调制与钝化层的水接触角＞105°。

17、由上所述的双面光伏组件，所述电场调制与钝化层还含有活性官能团，所述活性官能团化学捕获并固定穿透的金属离子；优选地，活性官能团包括羧基、磺酸基、磷酸基、冠醚基、氨基中的至少一种。

18、由上所述的双面光伏组件，所述电场调制与钝化层的孔隙率为40%-70%。

19、由上所述的双面光伏组件，所述电场调制与钝化层包括低介电常数材料和第二粘结剂；优选地，低介电常数材料包括多孔二氧化硅、中空玻璃微珠、聚四氟乙烯纳米粉、有机硅树脂微球中的至少一种，第二粘结剂包括氟碳树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的至少一种；优选地，基于电场调制与钝化层的总质量，所述低介电常数材料的质量占比为40%-80%，所述第二粘结剂的质量占比为20%-60%。

20、由上所述的双面光伏组件，所述光谱转换与结构化反射层的厚度为20μm -80μm，所述高阻隔绝缘层的厚度为15μm -50μm，所述电场调制与钝化层的厚度为10μm -40μm。

21、由上所述的双面光伏组件，所述复合功能层的厚度为80μm -250μm。

22、由上所述的双面光伏组件，所述双面光伏组件沿入射光方向依次还包括前板玻璃、第一封装胶膜层、第二封装胶膜层和背板玻璃，所述双面发电电池位于第一封装胶膜层和所述第二封装胶膜层之间，所述第一封装胶膜和/或所述第二封装胶膜包括抗pid型封装胶膜；优选地，所述抗pid型封装胶膜的电阻率＞1×1015ω.cm。

23、由上所述的双面光伏组件，相邻所述双面发电电池的间隙区域的宽度为1-3mm。

24、由上所述的双面光伏组件，所述第一封装胶膜和/或所述第二封装胶膜中还包括辅助性离子清除剂，所述辅助性离子清除剂包括多孔结构的纳米材料，平均粒径为20nm-100nm。

25、由上所述的双面光伏组件，辅助性离子清除剂包括分子筛、水滑石中的至少一种。

26、由上所述的双面光伏组件，基于所述第一封装胶膜或所述第二封装胶膜的总质量，所述辅助性离子清除剂的质量占比为0.5%-5%。

27、由上所述的双面光伏组件，所述双面发电电池与第一封装胶膜层和/或第二封装胶膜层之间还设置有界面层，所述界面层用于增强双面发电电池与所述第一封装胶膜和/或所述第二封装胶膜之间的粘附性。

28、由上所述的双面光伏组件，所述界面层的材料包括无机颗粒，优选地，所述无机颗粒包括氧化铝、氧化钛、氧化硅中的至少一种。

29、由上所述的双面光伏组件，所述界面层的厚度为2nm-10nm。

30、本发明的第二方面提供了一种上述双面光伏组件的制备方法，包括以下步骤：

31、制备复合功能层并裁切，然后将裁切后的复合功能层放置在相邻双面发电电池的间隙区域，封装，即得双面光伏组件。

32、本发明的第三方面提供了一种光伏系统，包括上述的双面光伏组件或上述制备方法制备得到的双面光伏组件。

33、本发明所提供的双面光伏组件，当太阳光照射到组件时，除了直接照射到双面发电电池表面的光线外，部分光线会透过电池间隙到达复合功能层，复合功能层中的光谱转换与结构化反射层可以实现光的转换与发射，从而达到提高光利用率的目的；高阻隔绝缘层形成的物理屏障，可以阻挡离子的直接迁移，电场调制与钝化层可以消除可能引发pid的电场集中点，从而达到改善pid的作用，通过上述作用，同时实现了光吸收提升与抗pid性能的协同增强。

1.一种双面光伏组件，其特征在于，包括多个双面发电电池，相邻双面发电电池的间隙区域设置有复合功能层，所述复合功能层沿第一方向依次包括光谱转换与结构化反射层、高阻隔绝缘层和电场调制与钝化层，所述第一方向为双面发电电池正面指向背面的方向；

2.根据权利要求1所述的双面光伏组件，其特征在于，所述光谱转换材料能够吸收300-400nm波段的紫外光并将其转换为450-600nm波段的可见光；

3.根据权利要求1或2所述的双面光伏组件，其特征在于，所述高阻隔绝缘层的介电强度＞120kv/mm；

4.根据权利要求1-3任一项所述的双面光伏组件，其特征在于，所述电场调制与钝化层的水接触角＞105°；

5.根据权利要求1-4任一项所述的双面光伏组件，其特征在于，所述光谱转换与结构化反射层的厚度为20μm -80μm，所述高阻隔绝缘层的厚度为15μm -50μm，所述电场调制与钝化层的厚度为10μm -40μm；

6.根据权利要求1-5任一项所述的双面光伏组件，其特征在于，所述双面光伏组件沿入射光方向依次还包括前板玻璃、第一封装胶膜层、第二封装胶膜层和背板玻璃，所述双面发电电池位于第一封装胶膜层和所述第二封装胶膜层之间，所述第一封装胶膜和/或所述第二封装胶膜包括抗pid型封装胶膜；优选地，所述抗pid型封装胶膜的电阻率＞1×1015ω.cm；

7.根据权利要求6所述的双面光伏组件，其特征在于，所述第一封装胶膜和/或所述第二封装胶膜中还包括辅助性离子清除剂，所述辅助性离子清除剂包括多孔结构的纳米材料，平均粒径为20nm-100nm；

8.根据权利要求1-7任一项所述的双面光伏组件，其特征在于，所述双面发电电池与第一封装胶膜层和/或第二封装胶膜层之间还设置有界面层，所述界面层用于增强双面发电电池与所述第一封装胶膜和/或所述第二封装胶膜之间的粘附性；

9.一种权利要求1-8任一项所述的双面光伏组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种光伏系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的双面光伏组件或权利要求9所述制备方法制备得到的双面光伏组件。