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CN107799622A - 一种太阳光能碳纤维地暖及其制备方法 - Google Patents

一种太阳光能碳纤维地暖及其制备方法 Download PDF

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CN107799622A CN201610806943.2A CN201610806943A CN107799622A CN 107799622 A CN107799622 A CN 107799622A CN 201610806943 A CN201610806943 A CN 201610806943A CN 107799622 A CN107799622 A CN 107799622A
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Abstract

本发明公开了一种太阳光能碳纤维地暖及其制备方法。所述太阳光能碳纤维地暖包括太阳光能电池组和与太阳光能电池组电连接的碳纤维发热线，所述太阳光能电池组包括多个太阳光能电池，所述太阳光能电池包括P型半导体硅和分别设置在P型半导体硅两侧的第一N型半导体硅、第二N型半导体硅，所述的第一N型半导体硅上设有减反射膜和正电极，且所述的正电极穿过减反射膜与第一N型半导体硅连接，所述的第二N型半导体硅上设有铝浆层和背电极，所述的铝浆层穿透第二N型半导体硅与P型半导体硅连接，所述的背电极穿过铝浆层与P型半导体硅连接。本发明能够利用太阳能驱动地暖，具有节能、环保的优点。

Description

一种太阳光能碳纤维地暖及其制备方法
技术领域
本发明属于地面辐射采暖领域领域，具体涉及一种太阳光能碳纤维地暖及其制备方法。
背景技术
太阳能（solar energy），是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。
地暖是地板辐射采暖的简称，是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。而为了取暖，人们需要消耗大量能量。因此提供一种节能、环保的地暖成为人们的研究热点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种太阳光能碳纤维地暖及其制备方法。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
一种太阳光能碳纤维地暖，其包括太阳光能电池组和与太阳光能电池组电连接的碳纤维发热线，所述太阳光能电池组包括多个太阳光能电池，所述太阳光能电池包括P型半导体硅和分别设置在P型半导体硅两侧的第一N型半导体硅、第二N型半导体硅，所述的第一N型半导体硅上设有减反射膜和正电极，且所述的正电极穿过减反射膜与第一N型半导体硅连接，所述的第二N型半导体硅上设有铝浆层和背电极，所述的铝浆层穿透第二N型半导体硅与P型半导体硅连接，所述的背电极穿过铝浆层与P型半导体硅连接。
在一些实施方案之中，所述的碳纤维发热线包括碳纤维、包裹在碳纤维上的耐高温绝缘层和包裹在耐高温绝缘层上的保护层，所述保护层包括聚乙烯层和包裹在聚乙烯层上的低烟无卤材料层，所述碳纤维的两端通过导线与所述的太阳光能电池组电连接。
在一些实施方案之中，所述的减反射膜包括氮化硅膜。
在一些实施方案之中，所述太阳光能电池组还包括分别设置在太阳光能电池上下两侧的钢化玻璃板和太阳光能背板，且所述的太阳光能电池与太阳光能背板之间通过EVA材料层连接，所述的太阳光能电池与钢化玻璃板之间通过EVA材料层连接。
所述EVA材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物 化学品英文名称：ethylene-vinylacetate copolymer。
在一些较为具体的实施方案之中，所述太阳光能电池组还包括用于容纳钢化玻璃板、太阳光能背板和太阳光能电池的密封框，所述密封框上设有接线盒。
在一些实施方案之中，所述太阳光能电池的正电极包括主柵线和副栅线，且相邻两个太阳光能电池的主柵线通过汇流带连接。
本发明提供了一种所述太阳光能碳纤维地暖的制备方法，其包括将碳纤维发热线填充在夹层中制得产品、制备太阳光能电池组并将该太阳光能电池组安装在室外、以及将所述的产品与所述的太阳光能电池组电连接。
在一些较为具体的实施方案之中，所述太阳光能电池组的制备方法包括以下步骤：
（1）、电池片分选，选取性能一致或相近的多个太阳光能电池，备用；
（2）、电池片焊接，将汇流带焊接到所述太阳光能电池的主栅线上；
（3）、电池串焊接，将步骤二所述的多个太阳光能电池串接在一起；
（4）、铺设，将串接后的多个太阳光能电池、玻璃、切割好的胶垫和背板按照一定的层次铺设好，将汇流带和引出电极焊好，准备进行层压，所述汇流带为镀锡的铜带；
（5）、层压封装，将铺设好的太阳光能电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使胶垫熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起，最后冷却取出组件；
（6）、切边，层压时胶垫熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，层压完毕后将其切除；
（7）、装框，将步骤六层压后的太阳光能电池组件装密封框，以增加太阳光能组件的强度；
（8）、接线盒安装、导线端子连接：在组件背面引线处粘接一个接线盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接；
（9）、成品测试：对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。
在一些更为具体的实施方案之中，所述太阳光能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制绒，分别在P型半导体硅的表面制造单晶和/或多晶；
步骤二、扩散，分别在P型半导体硅表面的上下两侧掺杂五价元素磷形成第一N型半导体硅和第二N型半导体硅，从而在P型半导体硅表面形成PN结；
步骤三、湿法腐蚀清洗，去除边缘PN结，以防止上下短路，之后用酸把湿法腐蚀中用到的磷硅玻璃去除；
步骤四、镀减反射膜，在第一N型半导体硅表面镀上减反射膜；
步骤五、背电极印刷，在第二N型半导体硅表面通过丝网印刷印上引出背电极；
步骤六、背电场印刷，在第二N型半导体硅表面丝网印刷铝浆料，通过烧结穿透背面P型半导体硅与第二N型半导体硅之间的PN结，并和P型半导体硅形成良好的接触；
步骤七、正电极印刷，在第一N型半导体硅表面印刷银浆形成正电极，所述正电极包括主栅线和副栅线；
步骤八、分类检测，对电池的各项参数进行检测。
在一些更为具体的实施方案之中，步骤三中所述的酸包括HF酸，和/或步骤四中所述的减反射膜包括氮化硅膜，和/或步骤五中所述背电极的材料包括银浆。
在一些实施方案之中，所述参数包括开路电压、短路电流、工作电压、工作电流、最大功率、填充因子、辐射照度、转换效率、串联电阻、并联电阻、点电流、反向电流和/或温度中的任意一种或两种以上的组合。
与现有技术相比，本发明的优点包括：
1．本发明提供了一种太阳光能碳纤维地暖能够利用太阳能驱动地暖，具有节能、环保的优点，且本发明的太阳光能碳纤维地暖可将太阳能储存起来，在需要取暖时打开太阳光能电池组即可。
2. 本发明提供的太阳光能碳纤维地暖的制备方法简单、材料低廉，且大大提高太阳光能电池的生产效率和可靠性。
附图说明
图1是本发明一典型实施方案之中太阳光能电池的工艺流程图；
图2是本发明一典型实施方案之中太阳光能电池的结构示意图；
附图标记说明：1—P型半导体硅，2—第一N型半导体硅，3—第二N型半导体硅，4—正电极，5—背电极，6—减反射膜，7—铝浆层。
具体实施方式
下文将对本发明的技术方案作更为详尽的解释说明。但是，应当理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和在下文（如实施例）中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
如图所示：一种太阳光能碳纤维地暖，其包括太阳光能电池组和与太阳光能电池组电连接的碳纤维发热线，所述太阳光能电池组包括多个太阳光能电池，所述太阳光能电池包括P型半导体硅1和分别设置在P型半导体硅1两侧的第一N型半导体硅2、第二N型半导体硅3，所述的第一N型半导体硅2上设有减反射膜6和正电极4，且所述的正电极4穿过减反射膜6与第一N型半导体硅2连接，所述的第二N型半导体硅3上设有铝浆层7和背电极5，所述的铝浆层7穿透第二N型半导体硅3与P型半导体硅1连接，所述的背电极5穿过铝浆层7与P型半导体硅1连接。
在一些实施方案之中，所述的碳纤维发热线包括碳纤维、包裹在碳纤维上的耐高温绝缘层和包裹在耐高温绝缘层上的保护层，所述保护层包括聚乙烯层和包裹在聚乙烯层上的低烟无卤材料层，所述碳纤维的两端通过导线与所述的太阳光能电池组电连接。
在一些实施方案之中，所述的减反射膜6包括氮化硅膜。
在一些实施方案之中，所述太阳光能电池组还包括分别设置在太阳光能电池上下两侧的钢化玻璃板和太阳光能背板，且所述的太阳光能电池与太阳光能背板之间通过EVA材料层连接，所述的太阳光能电池与钢化玻璃板之间通过EVA材料层连接。
在一些较为具体的实施方案之中，所述太阳光能电池组还包括用于容纳钢化玻璃板、太阳光能背板和太阳光能电池的密封框，所述密封框上设有接线盒。
在一些实施方案之中，所述太阳光能电池的正电极4包括主柵线和副栅线，且相邻两个太阳光能电池的主柵线通过汇流带连接。
本发明提供了一种所述太阳光能碳纤维地暖的制备方法，其包括将碳纤维发热线填充在夹层中制得产品、制备太阳光能电池组并将该太阳光能电池组安装在室外、以及将所述的产品与所述的太阳光能电池组电连接。
在一些较为具体的实施方案之中，所述太阳光能电池组的制备方法包括以下步骤：
（1）、电池片分选，选取性能一致或相近的多个太阳光能电池，备用；
（2）、电池片焊接，将汇流带焊接到所述太阳光能电池的主栅线上；
（3）、电池串焊接，将步骤二所述的多个太阳光能电池串接在一起；
（4）、铺设，将串接后的多个太阳光能电池、玻璃、切割好的胶垫和背板按照一定的层次铺设好，将汇流带和引出电极焊好，准备进行层压，所述汇流带为镀锡的铜带；
（5）、层压封装，将铺设好的太阳光能电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使胶垫熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起，最后冷却取出组件；
（6）、切边，层压时胶垫熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，层压完毕后将其切除；
（7）、装框，将步骤六层压后的太阳光能电池组件装密封框，以增加太阳光能组件的强度；
（8）、接线盒安装、导线端子连接：在组件背面引线处粘接一个接线盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接；
（9）、成品测试：对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。
在一些更为具体的实施方案之中，所述太阳光能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制绒，分别在P型半导体硅1的表面制造单晶和/或多晶；
步骤二、扩散，分别在P型半导体硅1表面的上下两侧掺杂五价元素磷形成第一N型半导体硅2和第二N型半导体硅3，从而在P型半导体硅1表面形成PN结；
步骤三、湿法腐蚀清洗，去除边缘PN结，以防止上下短路，之后用酸把湿法腐蚀中用到的磷硅玻璃去除；
步骤四、镀减反射膜6，在第一N型半导体硅2表面镀上减反射膜6；
步骤五、背电极5印刷，在第二N型半导体硅3表面通过丝网印刷印上引出背电极5；
步骤六、背电场印刷，在第二N型半导体硅3表面丝网印刷铝浆料，通过烧结穿透背面P型半导体硅1与第二N型半导体硅3之间的PN结，并和P型半导体硅1形成良好的接触；
步骤七、正电极4印刷，在第一N型半导体硅2表面印刷银浆形成正电极4，所述正电极4包括主栅线和副栅线；
步骤八、分类检测，对电池的各项参数进行检测。
在一些更为具体的实施方案之中，步骤三中所述的酸包括HF酸，和/或步骤四中所述的减反射膜6包括氮化硅膜，和/或步骤五中所述背电极5的材料包括银浆。
在一些实施方案之中，所述参数包括开路电压、短路电流、工作电压、工作电流、最大功率、填充因子、辐射照度、转换效率、串联电阻、并联电阻、点电流、反向电流和/或温度中的任意一种或两种以上的组合。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种太阳光能碳纤维地暖，其特征在于：包括太阳光能电池组和与太阳光能电池组电连接的碳纤维发热线，所述太阳光能电池组包括多个太阳光能电池，所述太阳光能电池包括P型半导体硅和分别设置在P型半导体硅两侧的第一N型半导体硅、第二N型半导体硅，所述的第一N型半导体硅上设有减反射膜和正电极，且所述的正电极穿过减反射膜与第一N型半导体硅连接，所述的第二N型半导体硅上设有铝浆层和背电极，所述的铝浆层穿透第二N型半导体硅与P型半导体硅连接，所述的背电极穿过铝浆层与P型半导体硅连接。
2.根据权利要求1所述的太阳光能碳纤维地暖，其特征在于：所述的碳纤维发热线包括碳纤维、包裹在碳纤维上的耐高温绝缘层和包裹在耐高温绝缘层上的保护层，所述保护层包括聚乙烯层和包裹在聚乙烯层上的低烟无卤材料层，所述碳纤维的两端通过导线与所述的太阳光能电池组电连接。
3.根据权利要求1所述的太阳光能碳纤维地暖，其特征在于：所述的减反射膜包括氮化硅膜。
4.根据权利要求1所述的太阳光能碳纤维地暖，其特征在于：所述太阳光能电池组还包括分别设置在太阳光能电池上下两侧的钢化玻璃板和太阳光能背板，且所述的太阳光能电池与太阳光能背板之间通过EVA材料层连接，所述的太阳光能电池与钢化玻璃板之间通过EVA材料层连接。
5.根据权利要求4所述的太阳光能碳纤维地暖，其特征在于：所述太阳光能电池组还包括用于容纳钢化玻璃板、太阳光能背板和太阳光能电池的密封框，所述密封框上设有接线盒。
6.根据权利要求1或4所述的太阳光能碳纤维地暖，其特征在于：所述太阳光能电池的正电极包括主柵线和副栅线，且相邻两个太阳光能电池的主柵线通过汇流带连接。
7.如权利要求1-6中任一项所述太阳光能碳纤维地暖的制备方法，其特征在于：包括将碳纤维发热线填充在夹层中制得产品、制备太阳光能电池组并将该太阳光能电池组安装在室外、以及将所述的产品与所述的太阳光能电池组电连接。
8.根据权利要求7所述太阳光能碳纤维地暖的制备方法，其特征在于，所述太阳光能电池组的制备方法包括以下步骤：
（1）、电池片分选，选取性能一致或相近的多个太阳光能电池，备用；
（2）、电池片焊接，将汇流带焊接到所述太阳光能电池的主栅线上；
（3）、电池串焊接，将步骤二所述的多个太阳光能电池串接在一起；
（4）、铺设，将串接后的多个太阳光能电池、玻璃、切割好的胶垫和背板按照一定的层次铺设好，将汇流带和引出电极焊好，准备进行层压；
（5）、层压封装，将铺设好的太阳光能电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使胶垫熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起，最后冷却取出组件；
（6）、切边，层压时胶垫熔化后由于压力而向外延伸固化形成毛边，层压完毕后将其切除；
（7）、装框，将步骤六层压后的太阳光能电池组件装密封框，以增加太阳光能组件的强度；
（8）、接线盒安装、导线端子连接：在组件背面引线处粘接一个接线盒子，以利于电池与其他设备或电池间的连接；
（9）、成品测试：对电池的输出功率进行标定，测试其输出特性，确定组件的质量等级。
9.根据权利要求8所述太阳光能碳纤维地暖的制备方法，其特征在于，所述太阳光能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制绒，分别在P型半导体硅的表面制造单晶和/或多晶；
步骤二、扩散，分别在P型半导体硅表面的上下两侧掺杂五价元素磷形成第一N型半导体硅和第二N型半导体硅，从而在P型半导体硅表面形成PN结；
步骤三、湿法腐蚀清洗，去除边缘PN结，以防止上下短路，之后用酸把湿法腐蚀中用到的磷硅玻璃去除；
步骤四、镀减反射膜，在第一N型半导体硅表面镀上减反射膜；
步骤五、背电极印刷，在第二N型半导体硅表面通过丝网印刷印上引出背电极；
步骤六、背电场印刷，在第二N型半导体硅表面丝网印刷铝浆料，通过烧结穿透背面P型半导体硅与第二N型半导体硅之间的PN结，并和P型半导体硅形成良好的接触；
步骤七、正电极印刷，在第一N型半导体硅表面印刷银浆形成正电极，所述正电极包括主栅线和副栅线；
步骤八、分类检测，对电池的各项参数进行检测。
10.根据权利要求9所述太阳光能碳纤维地暖的制备方法，其特征在于：步骤三中所述的酸包括HF酸，和/或步骤四中所述的减反射膜包括氮化硅膜，和/或步骤五中所述背电极的材料包括银浆。
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