CN107872198A - 模拟柔性电池芯片层压工艺的方法以及层压组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟柔性电池芯片层压工艺的方法以及层压组件，其中，前者包括：依次在底板上敷设第一耐高温布、待评估的柔性电池芯片、第二耐高温布和顶板，从而形成层压组件，将所述层压组件置于层压机的下腔室中，并进行层压。本发明采用在底板上敷设第一耐高温布、待评估的柔性电池芯片、第二耐高温布以及顶板的方式模拟柔性电池芯片的层压状态，该方式无需将整个太阳能电池加工完成，可在短期内得到生产工艺的评估结果，便于及时对生产工艺做出调整，缩短了研发周期。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种模拟柔性电池芯片层压工艺的方法以及层压组件。
背景技术
目前太阳能电池行业已经发展到了一个比较成熟的阶段，太阳能电池组件层压封装也有了相对成熟的技术，其中柔性电池芯片的质量对太阳能电池的性能起到了决定性的作用。
通过评估太阳能电池的转换率来验证柔性电池芯片的生产工艺是现阶段常用的方法，也即将柔性电池芯片与背板、前板等层压完成，加工为完整的太阳能电池之后，再根据完整的太阳能电池的转换率来评价柔性电池芯片的生产工艺是否合格，该生产工艺包括柔性电池芯片的本征层、掺杂层的厚度，以及镀膜所用工艺，和镀膜时间等等。
目前评估柔性电池芯片的生产工艺优劣时，需要将整个太阳能电池加工完成才能进行评估，然而太阳能电池整个加工完成所需周期非常长，从而导致很难在短期内得到生产工艺的评估结果，研发人员很难及时对生产工艺做出调整，导致研发周期拉长，生产效率严重降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种模拟柔性电池芯片层压工艺的方法以及层压组件，以解决上述问题，快速模拟柔性电池芯片整体加工完成后的状态，从而可以及时得到生产工艺的评估结果，从而有利于研发人员及时对生产工艺做出调整，缩短研发周期，提高生产效率。
本发明提供了一种模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，包括：
步骤S1：在底板上敷设第一耐高温布；
步骤S2：在第一耐高温布上敷设待评估的柔性电池芯片；
步骤S3：在待评估的柔性电池芯片上敷设第二耐高温布；
步骤S4：在第二耐高温布上敷设顶板，以形成层压组件；
步骤S5：将所述层压组件置于层压机的下腔室中，并进行层压。
如上所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其中，优选的是，步骤S1中，第一耐高温布为特氟龙高温布；
步骤S3中，第二耐高温布为特氟龙高温布。
如上所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其中，优选的是，步骤S2具体包括：在第一耐高温布上敷设多个待评估的柔性电池芯片，且多个待评估的柔性电池芯片两两之间间隔设定距离。
如上所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其中，优选的是，步骤S2具体包括：在第一耐高温布上敷设1至42个待评估的柔性电池芯片。
如上所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其中，优选的是，步骤S2具体包括：在第一耐高温布上敷设6个待评估的柔性电池芯片。
如上所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其中，优选的是，步骤S5中，对层压组件进行层压具体包括：
步骤S501：将层压机的上腔室和下腔室抽真空，同时对层压组件进行预热；
步骤S502：对层压机的上腔室加压，并使上腔室的压力上升至设定压力值，并使上腔室保持该设定压力值设定时间段；
步骤S503：将所述层压组件从层压机的下腔室中取出并冷却。
如上所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其中，优选的是，步骤S502具体包括：对层压机的上腔室加压，并使上腔室的压力在1分钟之内上升至101千帕，并使上腔室保持101千帕的压力10分钟。
如上所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其中，优选的是，所述底板为耐高温塑料板。
如上所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其中，优选的是，所述顶板为耐高温泡沫板。
如上所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其中，优选的是，所述第一耐高温布的面积和所述第二耐高温布的面积相同；所述顶板朝向所述第二耐高温布的一侧端面的面积大于所述第二耐高温布的面积；所述底板朝向所述第一耐高温布的一侧端面的面积大于所述顶板朝向所述第二耐高温布的一侧端面的面积。本发明还提供了一种层压组件，包括：
底板；
第一耐高温布，敷设于所述底板上；
待评估的柔性电池芯片，敷设于所述第一耐高温布上；
第二耐高温布，敷设于待评估的柔性电池芯片上；
顶板，敷设于所述第二耐高温布上。
如上所述的层压组件，其中，优选的是，所述底板为耐高温塑料板。
如上所述的层压组件，其中，优选的是，所述底板为环氧树脂材质制成。
如上所述的层压组件，其中，优选的是，所述顶板为耐高温泡沫板。
如上所述的层压组件，其中，优选的是，所述第一高温布和所述第二高温布均为特氟龙高温布。
如上所述的层压组件，其中，优选的是，所述柔性电池芯片的数量为1至42个。
如上所述的层压组件，其中，优选的是，所述柔性电池芯片的数量为6个。
如上所述的层压组件，其中，优选的是，所述第一耐高温布的面积和所述第二耐高温布的面积相同；所述顶板朝向所述第二耐高温布的一侧端面的面积大于所述第二耐高温布的面积；所述底板朝向所述第一耐高温布的一侧端面的面积大于所述顶板朝向所述第二耐高温布的一侧端面的面积。
本发明提供了一种模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，包括：步骤S1：在底板上敷设第一耐高温布；步骤S2：在第一耐高温布上敷设待评估的柔性电池芯片；步骤S3：在待评估的柔性电池芯片上敷设第二耐高温布；步骤S4：在第二耐高温布上敷设顶板，以形成层压组件；步骤S5：将所述层压组件置于层压机的下腔室，并进行层压。本发明中采用在底板上敷设第一耐高温布、待评估的柔性电池芯片、第二耐高温布以及顶板的方式模拟柔性电池芯片的层压状态，该方式无需将整个太阳能电池加工完成，所需周期非常短，可在短期内得到生产工艺的评估结果，从而便于研发人员及时对生产工艺做出调整，缩短了整个研发周期。
附图说明
图1为本发明实施例提供的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法所用层压机的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法所用层压机的剖视图；
图3为本发明实施例提供的层压组件的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的层压组件的第一耐高温布上敷设多个柔性电池芯片的结构示意图。
附图标记说明：
10-层压机 11-箱盖 12-工作台 13-下腔室
131-上腔室 14-气囊 20-层压组件 21-底板
22-第一耐高温布 23-第二耐高温布 24-顶板 30-柔性电池芯片
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
以下首先对层压机进行简单说明：层压机10包括箱盖11和工作台12，箱盖11能下行与工作台12配合形成密封层压腔；箱盖11上靠近工作台12的一侧设置有气囊14，箱盖11与工作台12配合时，气囊14与箱盖11的顶壁面之间形成有上腔室131，气囊14与工作台12之间形成有下腔室13；也即气囊14将上述密封层压腔分为上腔室和下腔室13。
而本发明的待评估柔性电池芯片30从上至下依次包括顶电极、透明导电层、缓冲层、吸收层、阻挡层以及不锈钢衬底。顶电极位于柔性电池芯片30的表面，主要用于收集电流。
实际生产加工过程中，柔性电池芯片30加工完成之后，柔性电池芯片30与前板和背板层压构成完整的太阳能电池，该太阳能电池从上至下依次包括前板、EVA胶膜、柔性电池芯片30、EVA胶膜和背板。并且在将柔性电池芯片30与前板和背板层压过程中，柔性电池芯片30表面的顶电极材料会发生融化现象，完成层压，并将太阳能电池从层压机10中取出之后，柔性电池芯片30表面的顶电极会发生固化现象。
以下对本发明进行详细说明，请参考图1至图4，本发明实施例提供的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，包括：
步骤S1：在底板21上敷设第一耐高温布22。优选地，该底板21为耐高温塑料板，其材质可以选用环氧树脂。第一高温布22可以为具有良好的防腐耐热性能、表面光滑平整，不粘性能好的特氟龙高温布。
步骤S2：在第一耐高温布22上敷设待评估的柔性电池芯片30。敷设柔性电池芯片30时，请参考图4，可以根据需要在敷设多个柔性电池芯片30，敷设多个柔性电池芯片30时，为了避免柔性电池芯片30两两之间相互干涉，因此，多个待评估的柔性电池芯片30两两之间间隔设定距离，本领域技术人员可以根据需要设置间隔的距离，以柔性电池芯片30两两之间不会发生干涉为基准。
优选地，多个待评估的柔性电池芯片30均采用不同的工艺方案加工完成，从而便于研发人员一次性对多种工艺方案做出评估，从而加快生产节拍。更优选地，柔性电池芯片30的数量为1至42个，请参考图4，图中示出了敷设有6个柔性电池芯片30的结构示意图，也即优选敷设6个柔性电池芯片30，经过试验验证，敷设6个柔性电池芯片30，可以达到最好的层压效果，同时加工效率也较高。
步骤S3：在待评估的柔性电池芯片30上敷设第二耐高温布23。第一耐高温布22和第二耐高温布23将待评估的柔性电池芯片30夹在中间，以确保柔性电池芯片30层压过程中处于类似于被胶膜粘接的状态。优选地，第二耐高温布23可以为具有良好的防腐耐热性能、表面光滑平整，不粘性能好的特氟龙高温布。
步骤S4：在第二耐高温布23上敷设顶板24，以形成层压组件20。优选地，顶板24优选为耐高温泡沫板。
步骤S5：将层压组件20置于层压机10的下腔室13中，并进行层压。步骤S5具体包括：
步骤S501：将层压机10的上腔室131和下腔室13抽真空，同时对层压组件20进行预热。具体地，需要对层压机10的上腔室131和下腔室13抽真空4分钟，并且在抽真空的同时，一直进行预热，也即预热与抽真空同时进行4分钟。
步骤S502：对层压机10的上腔室131加压，并使上腔室131的压力上升至设定压力值，并使上腔室131保持该设定压力值设定时间段。具体地，对层压机10的上腔室131加压，并使上腔室131的压力在1分钟之内上升至101千帕，并使上腔室131保持101千帕的压力10分钟。也即设定压力值为101千帕，设定时间段为10分钟。进一步地，对上腔室131加压，通过对气囊14充气来实现，也即在加压阶段，下腔室13保持真空状态，气囊充气。保持设定压力10分钟，为层压阶段，也称保压阶段，此时，下腔室13继续保持真空状态，气囊14也保持充气状态。
步骤S503：将层压组件20从层压机10的下腔室13中取出并冷却。取出层压组件20时，需要打开箱盖11，此时，下腔室13进空气，气囊14放气。
使用本发明实施例提供的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法层压的柔性电池芯片30，其表面的连接材料顶电极在下腔室13中，经过加热和加压之后，发生了融化现象，当将柔性电池芯片30从层压机10中取出之后，其表面的连接材料顶电极又固化。这一过程与柔性电池芯片30和前板、背板以及EVA胶膜等层压的过程中，状态基本相同。因此，研发人员可以对采用该方法层压完成的柔性电池芯片30进行评估，从而确定所用的加工工艺是否合适。
由于本发明中采用在底板21上敷设第一耐高温布22、待评估的柔性电池芯片30、第二耐高温布23以及顶板24的方式模拟柔性电池芯片的层压状态，该方式无需将整个太阳能电池加工完成，所需周期非常短，有利于在短期内得到生产工艺的评估结果，从而便于及时对生产工艺做出调整，缩短了整个研发周期。
优选地，第一耐高温布22的面积和第二耐高温布23的面积相同；顶板24朝向第二耐高温布23的一侧端面的面积大于第二耐高温布23的面积；底板21朝向第一耐高温布22的一侧端面的面积大于顶板24朝向第二耐高温布23的一侧端面的面积。也即底板21的尺寸最大，从而能为第一耐高温布22、第二耐高温布23、顶板24和待评估的柔性电池芯片30提供支撑，避免由于底板21尺寸太小，导致第一耐高温布22、第二耐高温布23、顶板24和待评估的柔性电池芯片30掉落，造成损伤。
第一耐高温布22和第二耐高温布23将待评估的柔性电池芯片30夹在中间，二者尺寸相同，便于待评估的柔性电池芯片30的设置，避免由于二者尺寸不一致，导致待评估的柔性电池芯片30的上表面或者下表面未被覆盖，从而影响层压效果，最终影响工艺的调整。
而顶板24需敷设在第二耐高温布23，为了将第二耐高温布23全面覆盖，因此顶板24的尺寸应大于第二耐高温布23。如此可以确保整个层压组件更加接近于真实的太阳能电池。
请参考图3，本发明实施例还提供了一种层压组件，包括底板21、第一耐高温布22、第二耐高温布23和顶板24。
其中，底板21用于为第一耐高温布22、第二耐高温布23、顶板24和待评估的柔性电池芯片30提供支撑。优选地，该底板21为耐高温塑料板，其材质可以选用环氧树脂。第一耐高温布22敷设于底板21上；待评估的柔性电池芯片30敷设于第一耐高温布22上；第二耐高温布23敷设于待评估的柔性电池芯片30上；顶板24敷设于第二耐高温布23上。顶板24优选为耐高温泡沫板。优选地，第一高温布22和第二耐高温布23均可以为具有良好的防腐耐热性能、表面光滑平整，不粘性能好的特氟龙高温布。
底板21、第一耐高温布22、第二耐高温布23和顶板24在层压过程中，发挥与太阳能电池中的前板、背板和胶膜相同的作用，从而便于研发人员对柔性电池芯片30的工艺进行快速评估。
请参考图4，可以根据需要在敷设多个柔性电池芯片30，敷设多个柔性电池芯片30时，为了避免柔性电池芯片30两两之间相互干涉，因此，多个待评估的柔性电池芯片30两两之间间隔设定距离，本领域技术人员可以根据需要设置间隔的距离，以柔性电池芯片30两两之间不会发生干涉为基准。优选地，柔性电池芯片30的数量为1至42个，请参考图4，图中示出了敷设有6个柔性电池芯片30的结构示意图。也即优选敷设6个柔性电池芯片30，经过试验验证，敷设6个柔性电池芯片30，可以达到最好的层压效果，同时加工效率也较高。
优选地，第一耐高温布22的面积和第二耐高温布23的面积相同；顶板24朝向第二耐高温布23的一侧端面的面积大于第二耐高温布23的面积；底板21朝向第一耐高温布22的一侧端面的面积大于顶板24朝向第二耐高温布23的一侧端面的面积。。也即底板21的尺寸最大，从而能为第一耐高温布22、第二耐高温布23、顶板24和待评估的柔性电池芯片30提供支撑，避免由于底板21尺寸太小，导致第一耐高温布22、第二耐高温布23、顶板24和待评估的柔性电池芯片30掉落，造成损伤。
第一耐高温布22和第二耐高温布23将待评估的柔性电池芯片30夹在中间，二者尺寸相同，便于待评估的柔性电池芯片30的设置，避免由于二者尺寸不一致，导致待评估的柔性电池芯片30的上表面或者下表面未被覆盖，从而影响层压效果，最终影响工艺的调整。
而顶板24需敷设在第二耐高温布23，为了将第二耐高温布23全面覆盖，因此顶板24的尺寸应大于第二耐高温布23。如此可以确保整个层压组件更加接近于真实的太阳能电池。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (18)
1.一种模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：在底板上敷设第一耐高温布；
步骤S2：在第一耐高温布上敷设待评估的柔性电池芯片；
步骤S3：在待评估的柔性电池芯片上敷设第二耐高温布；
步骤S4：在第二耐高温布上敷设顶板，以形成层压组件；
步骤S5：将所述层压组件置于层压机的下腔室中，并进行层压。
2.根据权利要求1所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其特征在于，步骤S1中，第一耐高温布为特氟龙高温布；
步骤S3中，第二耐高温布为特氟龙高温布。
3.根据权利要求1所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：在第一耐高温布上敷设多个待评估的柔性电池芯片，且多个待评估的柔性电池芯片两两之间间隔设定距离。
4.根据权利要求3所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：在第一耐高温布上敷设1至42个待评估的柔性电池芯片。
5.根据权利要求4所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：在第一耐高温布上敷设6个待评估的柔性电池芯片。
6.根据权利要求1所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其特征在于，步骤S5中，对层压组件进行层压具体包括：
步骤S501：将层压机的上腔室和下腔室抽真空，同时对层压组件进行预热；
步骤S502：对层压机的上腔室加压，并使上腔室的压力上升至设定压力值，并使上腔室保持该设定压力值设定时间段；
步骤S503：将所述层压组件从层压机的下腔室中取出并冷却。
7.根据权利要求6所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其特征在于，步骤S502具体包括：对层压机的上腔室加压，并使上腔室的压力在1分钟之内上升至101千帕，并使上腔室保持101千帕的压力10分钟。
8.根据权利要求1所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其特征在于，所述底板为耐高温塑料板。
9.根据权利要求1所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其特征在于，所述顶板为耐高温泡沫板。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的模拟柔性电池芯片层压工艺的方法，其特征在于，所述第一耐高温布的面积和所述第二耐高温布的面积相同；所述顶板朝向所述第二耐高温布的一侧端面的面积大于所述第二耐高温布的面积；所述底板朝向所述第一耐高温布的一侧端面的面积大于所述顶板朝向所述第二耐高温布的一侧端面的面积。
11.一种层压组件，其特征在于，包括：
底板；
第一耐高温布，敷设于所述底板上；
待评估的柔性电池芯片，敷设于所述第一耐高温布上；
第二耐高温布，敷设于待评估的柔性电池芯片上；
顶板，敷设于所述第二耐高温布上。
12.根据权利要求11所述的层压组件，其特征在于，所述底板为耐高温塑料板。
13.根据权利要求12所述的层压组件，其特征在于，所述底板为环氧树脂材质制成。
14.根据权利要求11所述的层压组件，其特征在于，所述顶板为耐高温泡沫板。
15.根据权利要求11所述的层压组件，其特征在于，所述第一高温布和所述第二高温布均为特氟龙高温布。
16.根据权利要求11所述的层压组件，其特征在于，所述柔性电池芯片的数量为1至42个。
17.根据权利要求16所述的层压组件，其特征在于，所述柔性电池芯片的数量为6个。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的层压组件，其特征在于，所述第一耐高温布的面积和所述第二耐高温布的面积相同；所述顶板朝向所述第二耐高温布的一侧端面的面积大于所述第二耐高温布的面积；所述底板朝向所述第一耐高温布的一侧端面的面积大于所述顶板朝向所述第二耐高温布的一侧端面的面积。
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