CN109427925A - 一种组件的复合封装结构及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组件的复合封装结构及其封装方法，该复合封装结构由面板、第一封装胶膜、电池片、第二封装胶膜及背板依次层叠构成层叠件，电池片上的汇流主栅线通过背板上的通孔引出连接至接线盒即可；该组件通过将上述封装结构中的层叠件置于层压机内，低温抽真空并加热，然后将封装层叠件粘结形成层压件，冷却后取出层压件，最后将层压件的汇流主栅线通过背板上的通孔引出连接至接线盒后，制得光伏组件。本发明综合EVA和POE两种材料的优势，电池串正上方层叠透明EVA薄膜，在太阳能电池响应短波段实现良好的光学吸收，电池片四周层叠水汽阻隔性强的POE薄膜，保证了组件在高温高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性，使组件能够长效使用。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件技术领域，具体涉及一种组件的复合封装结构及其封装方法，尤其适用于密封短波段有良好光学吸收的黑硅电池片。
背景技术
太阳能电池组件是太阳能电池生产中的关键步骤，电池的封装不仅可以使电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。产品的高质量和高寿命是赢得可客户满意的关键，所以组件板的封装质量非常重要。太阳能电池组件常用的封装工艺流程为：电池检测→正面焊接→背面串接→敷设→层压→焊接接线盒→组件测试→外观检验→包装入库。其中，敷设主要时指将玻璃、EVA、电池、背板叠层设置。目前，双玻组件敷设层压用的封装胶膜主要包括EVA胶膜和POE胶膜，EVA胶膜是一种乙烯-醋酸乙烯共聚物，具有熔点低，流动性好，透明度高，层压工艺成熟等优点，是目前双玻组件主要的封装材料。但是由于EVA胶膜强度低，水蒸汽透过率和吸水率较大，耐候性较差，用于双玻组件上需要进行封边，然而在正常使用过程中也仍然会有水汽透过，导致胶膜雾化，影响透光率，降低组件的发电量。而POE是一种乙烯-辛稀共聚物，相对于EVA胶膜，POE胶膜最大的优势就是低水汽透过率和高体积电阻率，保证了组件在高温高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性，使组件能够长效使用。因此，采用单一光伏组件封装胶膜难以同时兼顾高透明度匹配短波段良好的光学吸收和低吸水率、高绝缘性、强耐候性的封边优势。
针对诸如反应离子干法刻蚀工艺（RIE）制备的黑硅太阳电池电池片，其电池片特点在于短波端响应较常规电池片好，从而捕获更多的太阳光能提高电池片的光电转换效率。如单纯用POE材料封装，限于其短波透光性较差，封装功率损耗较大，不能体现出此类电池片的优势。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种组件的复合封装结构及其封装方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种组件的复合封装结构，包括面板、第一封装胶膜、电池片、第二封装胶膜和背板，所述面板、第一封装胶膜、电池片、第二封装胶膜及背板依次层叠构成层叠件，所述电池片上设置有汇流主栅线，汇流主栅线通过所述背板上的通孔引出连接至接线盒后，制备得到光伏组件。
进一步，所述面板为高透光玻璃，对于波长在350nm到1200nm范围的波长必须有很高的透光。
进一步，所述第一封装胶膜为透明EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE(乙烯-辛稀共聚物)的复合材料。
进一步，所述电池片经由焊带串焊连接为电池串，电池片与电池片间距2.5mm～4.5mm，电池串与电池串平行排列，电池串间距2.5mm～4.5mm。
进一步，所述第二封装胶膜为白色EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE(乙烯-辛稀共聚物)复合材料。
进一步，所述背板采用玻璃或树脂平板。
如上所述的一种组件的封装方法，包括如下步骤：
（1）将面板、第一封装胶膜、电池片、第二封装胶膜及背板依次层叠构成层叠件，电池片上设置有汇流主栅线；
A.所述面板为高透光玻璃，对于波长在350nm到1200nm范围的波长必须有很高的透光；
B.所述第一封装胶膜为透明EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE(乙烯-辛稀共聚物)的复合材料，电池片主体部位正上方层叠高透光的透明EVA薄膜（乙烯- 醋酸乙烯共聚物），四周距组件边缘10～50mm、不覆盖电池片主体部位正上方的封装部位层叠水汽阻隔性强的POE薄膜(乙烯-辛稀共聚物)，透明EVA薄膜(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE薄膜(乙烯-辛稀共聚物)相搭界；
C.所述电池片经由焊带串焊连接为电池串，电池片与电池片间距2.5mm～4.5mm，电池串与电池串平行排列，电池串间距2.5mm～4.5mm；
D.所述第二封装胶膜为白色EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE(乙烯-辛稀共聚物)复合材料，电池串主体部位正下方层叠高反射率的白色EVA薄膜（乙烯-醋酸乙烯共聚物），四周距组件边缘10～50mm的封装部位层叠水汽阻隔性强的POE薄膜(乙烯-辛稀共聚物)；第一封装胶膜和第二封装胶膜的EVA薄膜和POE薄膜尺寸分别保持一致；第一封装胶膜和第二封装胶膜中选用的EVA薄膜和POE薄膜热熔性类似，熔融温度接近，熔融温度范围为60℃～100℃；
E.所述背板的材质为玻璃或树脂平板；
（2）将所述封装层叠件置于层压机内，低温抽真空并加热；
（3）将所述封装层叠件粘结形成层压件；
（4）冷却后取出所述层压件；
（5）将所述层压件的汇流主栅线通过所述背板上的通孔引出连接至接线盒后，制备得到光伏组件。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明采用的复合封装结构可以综合EVA和POE两种材料的优势，电池串主体部位正上方层叠高透光的透明EVA薄膜，在太阳能电池响应短波段实现良好的光学吸收，电池片主体部位四周层叠水汽阻隔性强的POE薄膜，保证了组件在高温高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性，使组件能够长效使用。
2、本发明的第一封装胶膜和第二封装胶膜均选用EVA和POE复合材料，EVA和POE热熔性类似，熔融温度接近，层压机内加热后烷基和羰基可形成良好键合，实际操作简单，易于实现。
附图说明
图1为一种组件的复合封装结构图；
图2为第一封装胶膜复合材料示意图；
图3为第二封装胶膜复合材料示意图；
图4为电池片串联示意图；
图中所示：1—面板，2—第一封装胶膜，21—透明EVA(乙烯- 醋酸乙烯共聚物)薄膜，22—POE(乙烯-辛稀共聚物)薄膜，3—电池片，4—第二封装胶膜，41—白色EVA(乙烯- 醋酸乙烯共聚物)薄膜，42—POE(乙烯-辛稀共聚物)薄膜，5—背板，6—汇流主栅线，71—电池片与电池片间距，72—电池串与电池串间距。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，一种组件的复合封装结构，包括面板1、第一封装胶膜2、电池片3、第二封装胶膜4和背板5，所述面板1、第一封装胶膜2、电池片3、第二封装胶膜4及背板5依次层叠构成层叠件，所述电池片3上设置有汇流主栅线6，汇流主栅线6通过所述背板5上的通孔引出连接至接线盒后，制备得到光伏组件。
如上所述的组件的封装方法，包括如下步骤：
1、将面板1、第一封装胶膜2、电池片3、第二封装胶膜4及背板5依次层叠构成层叠件，电池片3上设置有汇流主栅线6；
其中，面板1为高透光玻璃，对于波长在350nm到1200nm范围的波长必须有很高的透光；如图2所示，所述第一封装胶膜2为透明EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)薄膜21和POE(乙烯-辛稀共聚物)薄膜22的复合材料，电池片3主体部位正上方层叠高透光的透明EVA薄膜21（乙烯- 醋酸乙烯共聚物），四周距组件边缘10～50mm、不覆盖电池片3主体部位正上方的封装部位层叠水汽阻隔性强的POE薄膜22(乙烯-辛稀共聚物)，透明EVA薄膜21(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE薄膜22(乙烯-辛稀共聚物)相搭界；如图4所示，所述电池片3经由焊带串焊连接为电池串，电池片与电池片间距71 2.5mm～4.5mm，电池串与电池串平行排列，电池串与电池串间距72 2.5mm～4.5mm；如图3所示，所述第二封装胶膜4为白色EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)薄膜41和POE(乙烯-辛稀共聚物)薄膜42复合材料，电池串主体部位正下方层叠高反射率的白色EVA薄膜（乙烯-醋酸乙烯共聚物）41，四周距组件边缘10～50mm的封装部位层叠水汽阻隔性强的POE薄膜(乙烯-辛稀共聚物)42；第一封装胶膜2和第二封装胶膜4的EVA薄膜和POE薄膜尺寸分别保持一致；第一封装胶膜2和第二封装胶膜4中选用的EVA薄膜和POE薄膜热熔性类似，熔融温度接近，熔融温度范围为60℃～100℃；所述背板5的材质为玻璃或树脂平板；
2、将所述封装层叠件置于层压机内，低温抽真空并加热；
3、将所述封装层叠件粘结形成层压件；
4、冷却后取出所述层压件；
5、将所述层压件的汇流主栅线6通过所述背板5上的通孔引出连接至接线盒后，制备得到光伏组件。
本发明与现有常规组件封装方法相比，如果单独采用传统光伏组件封装EVA胶膜封边，优势在于透光率≥91%，但是EVA胶膜强度低，水蒸汽透过率和吸水率较大，耐候性较差，易导致胶膜雾化，影响透光率，降低组件的发电量；如果单独采用传统光伏组件封装POE胶膜封边，优势在于：吸水率低，水汽透过率低，绝缘性好，无酸性释放，耐候优异，抗PID有先天优势，阻抗值EVA一般为10的14次方，但是POE胶膜均匀性难控制且透明性差，尤其不能与黑硅太阳能电池响应波段实现良好的光学匹配，直接影响电池组件光电转换效率，大大增加了组件封装损失；本发明采用的组件复合封装结构可以综合EVA和POE两种材料的优势，电池串主体部位正上方层叠高透光的透明EVA薄膜，在太阳能电池响应短波段实现良好的光学吸收，电池片主体部位四周层叠水汽阻隔性强的POE薄膜，保证了组件在高温高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性，使组件能够长效使用。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (12)
1.一种组件的复合封装结构，其特征在于，包括面板、第一封装胶膜、电池片、第二封装胶膜和背板，所述面板、第一封装胶膜、电池片、第二封装胶膜及背板依次层叠构成层叠件，所述电池片上设置有汇流主栅线，汇流主栅线通过所述背板上的通孔引出连接至接线盒后，制备得到光伏组件。
2.如权利要求1所述的组件的复合封装结构，其特征在于，所述面板为高透光玻璃，对于波长在350nm到1200nm范围的波长必须有很高的透光。
3.如权利要求1所述的组件的复合封装结构，其特征在于，所述第一封装胶膜为透明EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE(乙烯-辛稀共聚物)的复合材料。
4.如权利要求1所述的组件的复合封装结构，其特征在于，所述电池片经由焊带串焊连接为电池串，电池片与电池片间距2.5mm～4.5mm，电池串与电池串平行排列，电池串间距2.5mm～4.5mm。
5.如权利要求1所述的组件的复合封装结构，其特征在于，所述第二封装胶膜为白色EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE(乙烯-辛稀共聚物)复合材料。
6.如权利要求1所述的组件的复合封装结构，其特征在于，所述背板采用玻璃或树脂平板。
7.如权利要求1所述的一种组件的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将面板、第一封装胶膜、电池片、第二封装胶膜及背板依次层叠构成层叠件，电池片上设置有汇流主栅线；
（2）将所述封装层叠件置于层压机内，低温抽真空并加热；
（3）将所述封装层叠件粘结形成层压件；
（4）冷却后取出所述层压件；
（5）将所述层压件的汇流主栅线通过所述背板上的通孔引出连接至接线盒后，制备得到光伏组件。
8.如权利要求7所述的一种组件的封装方法，其特征在于，所述面板为高透光玻璃，对于波长在350nm到1200nm范围的波长必须有很高的透光。
9.如权利要求7所述的一种组件的封装方法，其特征在于，所述第一封装胶膜为透明EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE(乙烯-辛稀共聚物)的复合材料，电池片主体部位正上方层叠高透光的透明EVA薄膜（乙烯- 醋酸乙烯共聚物），四周距组件边缘10～50mm、不覆盖电池片主体部位正上方的封装部位层叠水汽阻隔性强的POE薄膜(乙烯-辛稀共聚物)，透明EVA薄膜(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE薄膜(乙烯-辛稀共聚物)相搭界。
10.如权利要求7所述的一种组件的封装方法，其特征在于，所述电池片经由焊带串焊连接为电池串，电池片与电池片间距2.5mm～4.5mm，电池串与电池串平行排列，电池串间距2.5mm～4.5mm。
11.如权利要求7所述的一种组件的封装方法，其特征在于，所述第二封装胶膜为白色EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和POE(乙烯-辛稀共聚物)复合材料，电池串主体部位正下方层叠高反射率的白色EVA薄膜（乙烯-醋酸乙烯共聚物），四周距组件边缘10～50mm的封装部位层叠水汽阻隔性强的POE薄膜(乙烯-辛稀共聚物)；第一封装胶膜和第二封装胶膜的EVA薄膜和POE薄膜尺寸分别保持一致；第一封装胶膜和第二封装胶膜中选用的EVA薄膜和POE薄膜热熔性类似，熔融温度接近，熔融温度范围为60℃～100℃。
12.如权利要求7所述的一种组件的封装方法，其特征在于，所述背板的材质为玻璃或树脂平板。
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