CN101826575A

CN101826575A - 一种光伏组件的敷设方法

Info

Publication number: CN101826575A
Application number: CN201010121549A
Authority: CN
Inventors: 王士元
Original assignee: Yingli Energy China Co Ltd
Current assignee: Lixian Yingli New Energy Resources Co Ltd
Priority date: 2010-02-20
Filing date: 2010-02-20
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2030-02-20
Also published as: CN101826575B

Abstract

本发明提供了一种光伏组件的敷设方法，包括：a)将焊带与汇流带真空蒸镀在玻璃板上；b)将电池片组激光焊接在所述焊带与所述汇流带上；得到焊有电池片的玻璃板；c)在所述电池片组上敷设EVA板；d)在所述EVA板上敷设背板得到敷设电池板。本发明提供的光伏组件的敷设方法，将玻璃板和电池片结合为一个整体，不需要再使用EVA将玻璃板与电池片粘结，减少光伏组件的厚度；与此同时，在敷设后即可以使用红外线对电池片进行检测碎片情况，不需要层压定型后再进行检测，降低碎片率，增加光伏组件质量的可控性。

Description

一种光伏组件的敷设方法

技术领域

本发明涉及光伏组件制备领域，具体涉及一种光伏组件的敷设方法。

背景技术

光伏电池即太阳能电池是一种通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。将太阳能电池与其他辅助材料经过一定的组合，达到一定的额定输出功率和输出电压的一组光伏电池，叫光伏组件。根据光伏电站大小和规模，由光伏组件可组成各种大小不同的阵列。光伏电池的大量应用推动了新能源的利用和开发，减少了煤炭发电的数量，降低了二氧化碳和二氧化硫等温室气体的排放量，从而节约了不可再生资源、保护了环境。

传统光伏组件的制造需经过以下步骤：首先将电池片正背面焊接成电池串，随后将电池串和玻璃板、EVA、背板用汇流带连接按照玻璃板、EVA、电池串、EVA、背板的顺序进行敷设，得到敷设电池板，再将所述敷设电池板放入层压机中，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热加压使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起，得到光伏组件，最后再利用红外测试有无隐裂、黑斑。

现有技术中光伏组件的制备方法中，敷设步骤是先将电池片焊接成电池串，再将所述电池串与玻璃板、背板用EVA粘结，这种方法会造成光伏组件的厚度不可调整、并且由于在光伏组件的敷设过程中无法对半成品进行检测而直接进行层压步骤，对于光伏组件的隐裂而造成的碎片现象无法即时检测，导致了光伏组件的光电转化率下降，影响成品质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种光伏组件的制备方法，有效的降低成品碎片率，同时降低成品厚度。

为了解决以上问题，本发明提供了一种光伏组件的敷设方法，包括：

a)将焊带与汇流带真空蒸镀在玻璃板上；

b)将电池片组激光焊接在所述所述焊带与所述汇流带上；得到焊有电池片的玻璃板；

c)在所述电池片组上敷设EVA板；

d)在所述EVA板上敷设背板得到敷设电池板。

优选的，步骤a)具体为：a1)将玻璃板、蒸镀材料、焊带和汇流带放置于真空蒸镀柜中，通入蒸汽加热，蒸汽温度为150℃～300℃，使蒸镀材料熔融将焊带与汇流带镀在所述玻璃板上。

优选的，所述蒸镀材料至少由银、铜、锡、铝、锌中的一种组成。

优选的，步骤a1)中蒸汽温度为160℃～240℃。

优选的，步骤a1)中真空蒸镀时，所述真空蒸镀柜中的真空度为1×10^-4torr～5×10^-4torr。

优选的，所述背板由以下材料中的任意一种制备：TPT、TPE、BBF、EVA、钢化玻璃；

所述TPT为氟化乙烯-对苯二甲酸乙二酯嵌段共聚物；所述TPE为热塑性弹性体；所述BBF为EVA、PET和THV三层复合物，所述THV是四氟乙烯、六氟丙烯和氟化亚乙烯的三元共聚物；所述EVA为乙烯醋酸乙烯共聚物。

优选的，步骤d)之后包括：

e)使用红外线检测所述敷设电池板。

优选的，所述电池片组中，相邻两个电池片的正极和负极连接。

优选的，所述玻璃板透光率大于98％。

优选的，步骤b)中焊接的电池片组包括数量为2～100的电池片。

本发明提供了一种光伏组件的敷设方法，包括a)将焊带与汇流带真空蒸镀在玻璃板上；b)将电池片组激光焊接在所述所述焊带与所述汇流带上；得到焊有电池片的玻璃板；c)在所述电池片组上敷设EVA板；d)在所述EVA板上敷设背板得到敷设电池板。本发明提供的光伏组件的敷设方法，先使用真空蒸镀的方法将焊带和汇流带沉积在玻璃板上，再用激光将预先按照顺序排列好的电池片与所述焊带和所述汇流带焊接，这样做将玻璃板和电池片结合为一个整体，不需要再使用EVA将所述玻璃板与所述电池片粘结，减少了光伏组件的厚度；与此同时，在敷设后即可以使用红外线对电池片进行检测对片情况，不需要层压定型后再进行检测，降低了碎片率，增加了光伏组件质量的可控性。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明提供了一种光伏组件的敷设方法，包括：

a)将焊带与汇流带真空蒸镀在玻璃板上；

c)在所述电池片组上敷设EVA板；

d)在所述EVA板上敷设背板得到敷设电池板。

本发明提供的光伏组件的敷设使用了真空蒸镀的方法将焊带与汇流带镀在玻璃板上。按照本发明真空蒸镀法优选为：

使用酒精清洁玻璃板的表面，并将所述玻璃板干燥待用；将干燥后的玻璃板、蒸镀材料、焊带和汇流带放置于真空蒸镀柜中使用蒸汽加热，蒸汽温度为150℃～300℃，使用蒸镀材料将焊带与汇流带镀在所述玻璃板上；得到的玻璃板冷却后取出，待用。

本发明使用的玻璃板优选为透光率大于98％的钢化玻璃，因为高的透光率能够减少玻璃对光的反射，增加电池片的光电转化率，提高整个光伏组件的效能。使用酒精、水、丙酮等清洁该玻璃板表面，本发明优选使用酒精，因为酒精易挥发，无毒，不影响工厂车间的作业环境。清洁完成后，优选在50℃～80℃下干燥，干燥介质本发明不做限定。

将干燥后的玻璃板置于真空蒸镀柜的真空室内，在真空室内壁有多个蒸汽孔，蒸汽孔连接有储水箱，储水箱周围有加热装置。在真空室内还有调节真空度的装置。在玻璃板上需要蒸镀焊带与汇流带的位置放置蒸镀材料，本发明对蒸镀材料不做限制，优选本领域人员熟知的蒸镀材料：银、铜、锡、铝、锌或使用上述金属任意组成的合金，本发明优选锡，因为锡具有低熔点，熔融后流动性好的特点，能够使蒸镀更均匀。再将焊带和汇流带放置在所诉玻璃板的指定位置上。然后将玻璃板放入真空室内，真空度优选为1×10^-4torr～5×10^-4torr，更优选为2×10^-4torr～4×10^-4torr；启动加热装置，蒸汽温度优选为150℃～300℃，更优选为160℃～240℃。当锡完全熔融后缓慢降温，焊带与汇流带沉积在玻璃板上后，说明蒸镀成功。这期间控制真空度与蒸汽温度在规定的范围内，否则将产生蒸镀材料不均匀，局部应力过剩的现象，产品质量得不到保证。将冷却后的玻璃板取出真空室备用。

按照本发明，将蒸镀焊带和汇流带的玻璃板上多余的蒸镀材料去除，清洁表面。再将电池片按照顺序叠放于上述玻璃板蒸镀焊带和汇流带的一面。所述顺序优选相邻两个电池片的正极和负极连接，依次类推。放置电池片的数量优选为2～100片，更优选为10～50片，最优选为20～40片。本发明对于电池片是否预先进行焊接没有限定，优选为不预先焊接，将电池片按照顺序码放整齐后统一进行焊接。

本发明使用激光焊接方法将电池片与玻璃板通过预先沉积在玻璃板上的焊带和汇流带进行焊接。因为光伏组件属于精密组件，而激光焊接最大的原理是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。优点为深宽比高，焊缝宽度小，热影响区小、变形小，焊接速度快，焊缝平整、美观，焊后无需处理或只需简单处理，焊缝质量高，无气孔，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易实现自动化。所以利用激光焊接可以很好的降低使用传统焊接方法导致的碎片现象。

激光焊接完成后得到焊接有电池片的玻璃板，将其与EVA、背板进行敷设。所谓敷设就是按照焊接有电池片的玻璃板、EVA、背板的顺序将进行拼接或叠放在一起。本发明使用的EVA优选为使用乙烯与醋酸乙烯在高温下共聚得到的热熔胶，其性能优越粘性大，不易老化。而本发明对背板的材料不做限定，选用本领域人员熟知的氟化乙烯-对苯二甲酸乙二酯嵌段共聚物TPT、热塑性弹性体TPE、EVA+PET+THV制成的复合物BBF。一般采用三层共挤。THV树脂是四氟乙烯、六氟丙烯和氟化亚乙烯的三元共聚物、EVA、钢化玻璃。本发明优选钢化玻璃，使用钢化玻璃代替TPT等作为背板与电池片载体——玻璃板的材料相同可以减少成本的开支，而且使用钢化玻璃作为背板可以2面采光，增加了光利用率。

按照本发明，激光焊接之后，在电池片上取10个点使用红外线进行检测碎片率，结果表明碎片率小于0.5％，而使用传统敷设方法得到光伏组件的碎片率为小于5％，说明真空蒸镀与激光焊接技术大大降低了碎片率。在敷设完成后再次进行红外线检测，结果平均碎片率依然小于0.5％。

敷设完成后得到敷设电池板，再将上述敷设电池板送入层压机，抽真空的同时加热使EVA熔融，将玻璃板与背板之间粘结，缓慢的冷却EVA固化，再进行一系列的接线工作就得到了光伏组件。

为了进一步证明利用本发明提供的光伏组件的敷设方法得到的敷设电池板再进行层压，得到的光伏组件产品碎片率依然小于传统方法制备的光伏组件，再次用红外线检测其碎片率为1％，这样的结果可以充分说明，使用本发明提供的光伏组件的敷设方法制备的敷设电池板甚至是最终的光伏组件的碎片率都远远小于传统方法制备的敷设电池板与最终产品。

本发明提供的光伏组件的敷设方法，先使用真空蒸镀的方法将焊带和汇流带沉积在玻璃板上，再用激光将预先按照顺序排列好的电池片与所述焊带和所述汇流带焊接，这样做将玻璃板和电池片结合为一个整体，不需要再使用EVA将所述玻璃板与所述电池片粘结，减少了光伏组件的厚度；与此同时，在敷设过程中可以使用红外线对电池片进行检测碎片片情况，不需要层压定型后再进行检测，降低了碎片率，增加了光伏组件质量的可控性。

为了更好的阐述本发明的方案，接下来用具体的实施例对本发明进行描述。

实施例

1、玻璃板预处理

取透光率大于98％，规格为1m×0.5m的钢化玻璃，本发明优选使用酒精情节钢化玻璃表面。清洁完成后，在60℃下干燥。

2、真空蒸镀

将干燥后的玻璃板置于真空蒸镀柜的真空室内，纯锡、焊带和汇流带放在所述玻璃板的指定位置。调节真空室内的真空度为3×10^-4torr，开抽真空阀门，将真空室内的空气排出；启动加热装置，加热储水箱内的水，水蒸发后蒸汽由蒸汽口进入真空室，蒸汽温度为210℃。当锡完全熔融后缓慢降温，焊带与汇流带固定在玻璃板上

3、激光焊接

将蒸镀焊带和汇流带的玻璃板上多余的锡去除，清洁表面。再将电池片按照顺序叠放与上述玻璃板蒸镀焊带和汇流带的一面。所述顺序为第一块电池片的正极叠放在玻璃板蒸镀焊带的一面，第二块电池片的正极叠放在第一块电池片的负极上的，剩下的依次类推。放置电池片的数量优选为36片，将叠放有电池片的玻璃板放入激光焊接机中，调节激光的功率为200W、激光脉冲能量为110J，开机按照焊带和汇流带的轨迹进行焊接。

4、敷设

激光焊接完成后得到焊接有电池片的玻璃板，将其与EVA、预先清洁表面的钢化玻璃按照上述顺序叠放在一起，完成敷设。

5、检测

激光焊接之后，在最顶层的电池片上取10个点，使用波长为750nm的红外线进行检测，利用公式：有碎片的电池片/总电池片数量×100％，来计算碎片率，结果表明碎片率为0.1％。敷设完成后按照同样的方法进行检测，结果为0.2％。

以上对本发明提供的一种光伏组件的敷设方法进行了详细的介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种光伏组件的敷设方法，其特征在于，包括：

a)将焊带与汇流带真空蒸镀在玻璃板上；

b)将电池片组激光焊接在所述焊带与所述汇流带上；得到焊有电池片的玻璃板；

c)在所述电池片组上敷设EVA板；

d)在所述EVA板上敷设背板得到敷设电池板。

2.根据权利要求1所述的敷设方法，其特征在于，步骤a)具体为：a1)将玻璃板、蒸镀材料、焊带和汇流带放置于真空蒸镀柜中；通入蒸汽加热，蒸汽温度为150℃～300℃，使蒸镀材料熔融将焊带与汇流带镀在所述玻璃板上。

3.根据权利要求2所述的敷设方法，其特征在于，所述蒸镀材料至少由银、铜、锡、铝、锌中的一种组成。

4.根据权利要求2所述的敷设方法，其特征在于，步骤a1)中蒸汽温度为160℃～240℃。

5.根据权利要求2所述的敷设方法，其特征在于，步骤a1)中真空蒸镀时，所述真空蒸镀柜中的真空度为1×10^-4torr～5×10^-4torr。

6.根据权利要求1所述的敷设方法，其特征在于，所述背板由以下材料中的任意一种制备：TPT、TPE、BBF、EVA、钢化玻璃；

7.根据权利要求1所述的敷设方法，其特征在于，步骤d)之后包括：

e)使用红外线检测所述敷设电池板。

8.根据权利要求1所述的敷设方法，其特征在于，所述电池片组中，相邻两个电池片的正极和负极连接。

9.根据权利要求1所述的敷设方法，其特征在于，所述玻璃板透光率大于98％。

10.根据权利要求1所述的敷设方法，其特征在于，步骤b)中焊接的电池片组包括数量为2～100的电池片。