CN107393989A - 可弯曲单晶硅太阳能电池的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可弯曲单晶硅太阳能电池生产工艺，先将电池硅片拼焊成电池组件，然后将电池组件固定在玻璃纤维毡上，将自上而下依次层叠的第一胶膜、前支撑膜、第二胶膜、电池组件、玻璃纤维毡、第三胶膜和背板构成电池组件基层材料，先放入低温层压设备中，在真空状态下加温加压使上述各胶膜初步熔化及完成初步粘合，一方面在后续的作业过程各层材料不容易移位，另一方面第一胶膜已熔化且具黏性，方便将ETFE膜平整贴合在该第一胶膜上，再放入高温层压设备中，使各层材料之间相互交联高度粘合，达到设定的交联度及剥离强度，本发明不仅工艺步骤合理、且封装的成品不容易开裂，质量稳定可靠，所生产出的产品密封性好，具有良好的柔韧性和耐候性。

Description

可弯曲单晶硅太阳能电池的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种太阳能供电领域，特别是涉及一种可弯曲单晶硅太阳能电池的生产工艺。

背景技术

传统的太阳能电池，大多采用玻璃、树脂材料封装，并且外框利用金属、木材、硬质塑料等刚性材料制作，体型笨重，脆弱易损，携带不方便。为了适配各种户外的使用场景，需要一种可弯曲太阳能板的太阳能电池来贴合例如庭院灯的弧形面、屋顶的弧形面等等。

ETFE膜材是一种耐高温、耐磨性能极佳、透光性能好的高分子材料，具有良好的化学稳定性能与防腐蚀性能，ETFE膜材的极限抗拉强度在40MPa以上，在低于20MPa时，膜材料呈现弹性状态，允许折叠，具有良好的抗撕裂能力。其耐候性能极佳，经长时间曝晒试验表明其力学性能并无变化。生产厂家对ETFE膜材的质量保证期为10年，实际的使用寿命可超过25年。ETFE膜面光洁，抗灰尘和污迹的侵蚀，在雨水中具有很好的自洁性，同时具有良好的抗冰雹冲击韧性。ETFE膜材超过使用寿命后，可回收，可重新整合，也可热熔成颗粒状原材料。

业界已有将ETFE膜材应用于太阳能电池中的实例，但其层压工艺存在明显的缺陷，封装后制得的太阳能电池成品很容易开裂，返修率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺步骤合理、密封性好且封装成成品不容易开裂的可弯曲单晶硅太阳能电池的生产工艺。

本发明一种可弯曲单晶硅太阳能电池的生产工艺，其中可弯曲单晶硅太阳能电池自上而下依次包括ETFE膜、第一胶膜、前支撑膜、第二胶膜、电池硅片、玻璃纤维毡、第三胶膜和背板, 该电池硅片通过汇流条、电极焊带构成完整电池组件，通过定位胶带将电池组件固定于玻璃纤维毡上，接线盒与电池组件电性连接，生产时，先将电池硅片拼焊成电池组件，然后将电池组件固定在玻璃纤维毡上，将自上而下依次层叠的第一胶膜、前支撑膜、第二胶膜、电池组件、玻璃纤维毡、第三胶膜和背板构成电池组件基层材料，再将该电池组件基层材料放入低温层压设备中，在真空状态下加温加压使上述第一胶膜、第二胶膜和第三胶膜初步熔化及完成初步粘合，将该电池组件基层材料移出低温层压设备，将ETFE膜平整贴合在该第一胶膜上，使ETFE膜与电池组件基层材料构成半成品组件，再将该半成品组件放入高温层压设备中，使半成品组件各层材料之间相互交联高度粘合，达到设定的交联度及剥离强度，得到成品组件，经检测、修边、组装接线盒、灌胶后，制得成品。

进一步的，具体包括如下步骤：

步骤1、电池硅片分选：

检测电池硅片电性能并分类，优化组件排列方式，根据电池硅片的色差、崩边、隐裂、缺角的外观不良的情况进行筛选；

步骤2、电池硅片拼焊：

按照设计要求对电池硅片进行排列分布并裁切汇流条，通过汇流条和电极焊带对电池硅片进行串并联构成电池组件，使电池组件达到设计要求的输出功率、输出电压及电流值；

步骤3、EL检测：

检测焊接后的电池组件的电性能是存在隐裂、短路、反置的不良情况；

步骤4、真空排气：

将电池组件通过定位胶带固定于玻璃纤维毡上，然后将自上而下依次层叠的第一胶膜、前支撑膜、第二胶膜、电池组件、玻璃纤维毡、第三胶膜和背板构成电池组件基层材料，将该电池组件基层材料放入低温层压设备中，抽3到10分钟空气，排除设备及上述层叠材料之间的空气，确保无气泡产生；

步骤5、低温层压预处理：

在真空状态下加温及加压使上述第一胶膜、第二胶膜和第三胶膜初步熔化及完成初步粘合，层压温度70-100℃，层压时间：3-20min ；

步骤6、贴ETFE膜：

将电池组件基层材料从低温层压设备中移出，在ETFE膜平整贴合在已熔化具黏性的第一胶膜上，使ETFE膜与电池组件基层材料构成半成品组件；

步骤7、高温固化：

将该半成品组件放入高温层压设备中，在温度130-150℃下层压，层压时间：3-35min，使半成品组件各层材料之间相互交联高度粘合，达到设定的交联度及剥离强度，得到成品组件；

步骤8、检测：

检测该成品组件电性能是否符合设计要求；

步骤9、修边：

裁切成品组件边缘，使成品组件外形符合设计要求；

步骤10、组装接线盒：

焊接正负极，焊接引出线，将接线盒下盖和接线盒上盖组装成接线盒与电池组件电性连接；

步骤11、灌胶：

灌密封胶，使成品组件有良好的散热性，并做到防水防尘；

步骤12、成品检测：

对成品组件进行EL检测及I-V测试，检查成品组件是否有机械损害及电性能是否满足要求，若符合检测条件，则清洁包装。

本发明先将电池硅片拼焊成电池组件，然后将电池组件固定在玻璃纤维毡上，将自上而下依次层叠的第一胶膜、前支撑膜、第二胶膜、电池组件、玻璃纤维毡、第三胶膜和背板构成电池组件基层材料，再将该电池组件基层材料放入低温层压设备中，在真空状态下加温及加压使上述第一胶膜、第二胶膜和第三胶膜初步熔化及完成初步粘合，此时的电池组件基层材料一方面在后续的作业过程各层材料不容易移位，另一方面第一胶膜已熔化且具黏性，方便将ETFE膜平整贴合在该第一胶膜上，使ETFE膜与电池组件基层材料构成半成品组件；然后再将该半成品组件放入高温层压设备中，使半成品组件各层材料之间相互交联高度粘合，达到设定的交联度及剥离强度，得到成品组件，经检测、修边、组装接线盒、灌胶后，制得成品。本发明不仅工艺步骤合理、且封装的成品不容易开裂，质量稳定可靠，所生产出的产品密封性好，具有良好的柔韧性和耐候性。

附图说明

图1是本发明生产出的产品结构示意图。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详述。

具体实施方式

图1是本发明所要生产的一种可弯曲单晶硅太阳能电池，自上而下依次包括ETFE膜1、第一胶膜2、前支撑膜3、第二胶膜4、电池硅片5、玻璃纤维毡6、第三胶膜7和背板8, 该电池硅片5通过汇流条9、电极焊带10构成完整电池组件，通过定位胶带11将电池组件固定于玻璃纤维毡6上，该接线盒下盖12和接线盒上盖13组装成接线盒与电池组件电性连接。

上述可弯曲单晶硅太阳能电池中的前支撑膜和背板大多选用PET、TPE和TPT三种材质中的任一种，根据使用环境的不同以及成本的要求，进行排列组合，其中，前支撑膜从成本和性能上优选PET，而背板优选TPE。

本发明是一种可弯曲单晶硅太阳能电池的生产工艺，包括以下具体步骤：

步骤1、电池硅片5分选：

检测电池硅片5电性能并分类，优化组件排列方式，根据电池硅片5的色差、崩边、隐裂、缺角等外观不良的情况进行筛选；

步骤2、电池硅片5拼焊：

按照设计要求对电池硅片5进行排列分布并裁切汇流条9，通过汇流条9和电极焊带10对电池硅片5进行串并联构成电池组件，使电池组件达到设计要求的输出功率、输出电压及电流值；

步骤3、EL检测：

检测焊接后的电池组件的电性能是存在隐裂、短路、反置等不良情况；

步骤4、真空排气：

将电池组件通过定位胶带11固定于玻璃纤维毡6上，然后将自上而下依次层叠的第一胶膜2、前支撑膜3、第二胶膜4、电池组件、玻璃纤维毡6、第三胶膜7和背板8构成电池组件基层材料，将该电池组件基层材料放入低温层压设备中，抽3到10分钟空气，排除设备及上述层叠材料之间的空气，确保无气泡产生；

步骤5、低温层压预处理：

在真空状态下加温及加压使上述第一胶膜2、第二胶膜4和第三胶膜7初步熔化及完成初步粘合，层压温度70-100℃，层压时间：3-20min ；

步骤6、贴ETFE膜1：

将电池组件基层材料从低温层压设备中移出，在ETFE膜1平整贴合在已熔化具黏性的第一胶膜2上，使ETFE膜1与电池组件基层材料构成半成品组件；

步骤7、高温固化：

将该半成品组件放入高温层压设备中，在温度130-150℃下层压，层压时间：3-35min，使半成品组件各层材料之间相互交联高度粘合，达到设定的交联度及剥离强度，得到成品组件；

步骤8、检测：

检测该成品组件电性能是否符合设计要求；

步骤9、修边：

裁切成品组件边缘，使成品组件外形符合设计要求；

步骤10、组装接线盒：

焊接正负极，焊接引出线，将接线盒下盖12和接线盒上盖13组装成接线盒与电池组件电性连接；

步骤11、灌胶：

灌密封胶，使成品组件有良好的散热性，并做到防水防尘；

步骤12、成品检测：

对成品组件进行EL检测及I-V测试，检查成品组件是否有机械损害及电性能是否满足要求，若符合检测条件，则清洁包装。

本发明的重点在于：先将电池硅片拼焊成电池组件，然后将电池组件固定在玻璃纤维毡上，将自上而下依次层叠的第一胶膜、前支撑膜、第二胶膜、电池组件、玻璃纤维毡、第三胶膜和背板构成电池组件基层材料，再将该电池组件基层材料放入低温层压设备中，在真空状态下加温及加压使上述第一胶膜、第二胶膜和第三胶膜初步熔化及完成初步粘合，此时的电池组件基层材料一方面在后续的作业过程各层材料不容易移位，另一方面第一胶膜已熔化且具黏性，方便将ETFE膜平整贴合在该第一胶膜上，使ETFE膜与电池组件基层材料构成半成品组件；然后再将该半成品组件放入高温层压设备中，使半成品组件各层材料之间相互交联高度粘合，达到设定的交联度及剥离强度，得到成品组件，经检测、修边、组装接线盒、灌胶后，制得成品。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (2)

1.一种可弯曲单晶硅太阳能电池的生产工艺，其特征在于：可弯曲单晶硅太阳能电池自上而下依次包括ETFE膜、第一胶膜、前支撑膜、第二胶膜、电池硅片、玻璃纤维毡、第三胶膜和背板, 该电池硅片通过汇流条、电极焊带构成完整电池组件，通过定位胶带将电池组件固定于玻璃纤维毡上，接线盒与电池组件电性连接，生产时，先将电池硅片拼焊成电池组件，然后将电池组件固定在玻璃纤维毡上，将自上而下依次层叠的第一胶膜、前支撑膜、第二胶膜、电池组件、玻璃纤维毡、第三胶膜和背板构成电池组件基层材料，再将该电池组件基层材料放入低温层压设备中，在真空状态下加温加压使上述第一胶膜、第二胶膜和第三胶膜初步熔化及完成初步粘合，将该电池组件基层材料移出低温层压设备，将ETFE膜平整贴合在该第一胶膜上，使ETFE膜与电池组件基层材料构成半成品组件，再将该半成品组件放入高温层压设备中，使半成品组件各层材料之间相互交联高度粘合，达到设定的交联度及剥离强度，得到成品组件，经检测、修边、组装接线盒、灌胶后，制得成品。

2.根据权利要求1所述的一种可弯曲单晶硅太阳能电池的生产工艺，其特征在于具体包括如下步骤：

步骤1、电池硅片分选：

检测电池硅片电性能并分类，优化组件排列方式，根据电池硅片的色差、崩边、隐裂、缺角的外观不良的情况进行筛选；

步骤2、电池硅片拼焊：

按照设计要求对电池硅片进行排列分布并裁切汇流条，通过汇流条和电极焊带对电池硅片进行串并联构成电池组件，使电池组件达到设计要求的输出功率、输出电压及电流值；

步骤3、EL检测：

检测焊接后的电池组件的电性能是存在隐裂、短路、反置的不良情况；

步骤4、真空排气：

将电池组件通过定位胶带固定于玻璃纤维毡上，然后将自上而下依次层叠的第一胶膜、前支撑膜、第二胶膜、电池组件、玻璃纤维毡、第三胶膜和背板构成电池组件基层材料，将该电池组件基层材料放入低温层压设备中，抽3到10分钟空气，排除设备及上述层叠材料之间的空气，确保无气泡产生；

步骤5、低温层压预处理：

在真空状态下加温及加压使上述第一胶膜、第二胶膜和第三胶膜初步熔化及完成初步粘合，层压温度70-100℃，层压时间：3-20min ；

步骤6、贴ETFE膜：

将电池组件基层材料从低温层压设备中移出，在ETFE膜平整贴合在已熔化具黏性的第一胶膜上，使ETFE膜与电池组件基层材料构成半成品组件；

步骤7、高温固化：

将该半成品组件放入高温层压设备中，在温度130-150℃下层压，层压时间：3-35min，使半成品组件各层材料之间相互交联高度粘合，达到设定的交联度及剥离强度，得到成品组件；

步骤8、检测：

检测该成品组件电性能是否符合设计要求；

步骤9、修边：

裁切成品组件边缘，使成品组件外形符合设计要求；

步骤10、组装接线盒：

焊接正负极，焊接引出线，将接线盒下盖和接线盒上盖组装成接线盒与电池组件电性连接；

步骤11、灌胶：

灌密封胶，使成品组件有良好的散热性，并做到防水防尘；

步骤12、成品检测：

对成品组件进行EL检测及I-V测试，检查成品组件是否有机械损害及电性能是否满足要求，若符合检测条件，则清洁包装。