CN110176511B - 制备光伏组件的层压机及光伏组件的制备工艺、光伏组件 - Google Patents
制备光伏组件的层压机及光伏组件的制备工艺、光伏组件 Download PDFInfo
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Abstract
本公开提供的制备光伏组件的层压机及光伏组件的制备工艺、光伏组件，涉及光伏组件领域。本公开中的光伏组件的制备工艺步骤简单，对现有的层压机改进要求低，工艺稳定性高。本公开中的光伏组件的制备工艺包括如下步骤：(1)、层压前的预处理；(2)、层压处理；(3)、冷却；4)、后加工。其有益效果是：本公开通过对层压机进行简单地改造——在常规的层压机的高温布上设置正负极导电金属箔，同时在常规层压机的上料台与抽真空腔、以及抽真空腔与层压腔结合处的金属横梁上安装气动工装探针，并使气动工装探针与电流源连接，以形成组件通电回路，实现了组件层压工艺与电注入氢化的完美结合。
Description
技术领域
本公开涉及光伏组件领域，具体涉及制备光伏组件的层压机及光伏组件的制备工艺、光伏组件。
背景技术
目前，晶体硅太阳能光伏组件大规模使用的是掺硼P型硅片。掺硼P型硅片制备成的太阳组件，当其暴晒于阳光之下，电池性能会发生衰减，最终达到一个稳定的电池性能数值，这种现象通常称之为光致衰减。
据相关研究报道，单晶掺硼全铝背场常规单晶硅电池效率衰减率在2-3％，单晶掺硼单晶PERC电池的效率衰减率会在3-5％。衰减机理普遍认为是由于硼氧键及其他复合中心的存在，电池或组件在额外的、非平衡载流子注入的情况下，引起复合导致少子寿命和扩散长度降低，最终引起光伏组件的电性能下降。
目前，能够解决光致衰减问题主要有以下方法。一种是控制氧含量或掺杂其他元素，如掺镓或磷替代硼掺杂，但是，该方法受限于硅片制造成本和电池工艺等因素影响，均未实现大规模的产业化推广。近来另一种新方法被提出，在组件制备完成后，在一定温度下，通过非平衡载流子注入，使硼氧键失活，以达到抑制光致衰减的效果。如中国专利公开号CN105789382A公开了一种在一定温度下组件通过正向偏置电压的方式来抑制光衰的方法，但该方法需将组件进行预处理，然后在后续的组件封装过程中，需要进行焊接和层压等封装工艺，其焊接和封装工艺温度分别达到了200℃和120℃以上，存在再次激活硼氧键，导致光致衰减的风险。
为了解决在组件在焊接和层压工艺中存在再次激活硼氧键，导致光致衰减的风险的问题。中国专利公开号CN108565304A公开了一种抗衰减掺硼光伏组件及其生产方法，该专利公开了在一定温度下，通过设置正向偏置电压及光照的处理方式来使硼氧键对失活，达到抑制光衰效果。
上述方法需在现有的常规产线的层压机——包括3腔：抽真空腔、层压腔、冷却腔的基础上，增加光照辐射腔、冷却腔，改造成本较大，占地面积较多；另外，该专利中对探针与组件电极接触精确度要求特别高，并且该专利中，探针与组件电极在腔体内接触，不易于观察、调整，因此，该专利公开的技术方案实行难度很高，不易推广。
因此，研制一种工艺步骤简单，对现有的层压机改进要求低，工艺稳定性高的光伏组件的制备工艺十分必要。
发明内容
本公开的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺步骤简单，对现有的层压机改进要求低，工艺稳定性高的制备光伏组件的层压机及光伏组件的制备工艺、光伏组件。
本公开提供的一种用于制作光伏组件的层压机，在常规层压机的高温布上设置有正负极导电金属箔，在常规层压机的上料台与抽真空腔、以及抽真空腔与层压腔结合处的金属横梁上设置有工装探针。
本公开还提供了一种光伏组件的制备工艺，其技术方案为：
包括如下步骤：
(1)、层压前的预处理：将电池分选、串焊互联、层叠，形成预层压光伏组件后，将所述预层压光伏组件放置在层压机的上料台上；
(2)、层压处理：将导电金属夹具的一端分别与预层压光伏组件上汇流条的正负极连接，另一端在进入层压机的抽真空腔和层压腔后分别与高温布上的正负极导电金属箔接触，并使工装探针的一端与高温布上的正负极导电金属箔连接，工装探针的另一端与电流源的正负极连接，形成通电回路后，打开工装探针的控制阀和电流源的开关，层压机通过所述通电回路将预层压光伏组件的电注入处理与层压处理同步进行；
(3)、冷却：关闭工装探针的控制阀和电流源的开关，放入冷却腔进行冷却；
(4)、后加工：装框、接线、固化、终检和终测，形成光伏组件。
本公开提供的一种光伏组件的制备工艺，还包括如下附属技术方案：
其中，所述工装探针为气动工装探针，气动工装探针的气源接自层压机，所述控制阀为气动阀。
其中，所述电流源包括第一电流源和第二电流源，所述第一电流源与第二电流源通过导线并联。
其中，所述第一电流源和第二电流源均为电压为60V，电流为20A的电流源。
本公开还提供了一种光伏组件，所述光伏组件是根据上述所述的光伏组件的制备工艺制备的。
本公开的实施包括以下技术效果：
1、本公开通过对层压机进行简单地改造——在常规的层压机的高温布上设置正负极导电金属箔，在常规层压机的上料台与抽真空腔、以及抽真空腔与层压腔结合处的金属横梁上安装工装探针，并使工装探针一端与高温布上的正负极导电金属箔连接，另一端通过导线与电流源的正负极连接，形成通电回路，当打开工装探针的控制阀和电流源的开关时，通过所述通电回路将组件的电注入处理与层压处理同步进行，从而实现了组件层压工艺与电注入氢化的完美结合。
2、现有的P型晶体硅太阳光伏组件抗LID的主要措施有：1)掺硼电池端氢化处理(光注入、电注入)；2)改用掺Ga硅片做电池。
相比于上述两种抑制LID的方法，本公开有以下技术优点：
(1)层压工艺与电注入工艺温度区间接近，层压时组件中电池串联，并有现成引出线，具备电注入的基础条件；
(2)相对电池端电注入、光注入来抑制LID的方法，本公开可为电池生产节省一道工序；而相对于掺Ga硅片抑制LID的方法，本公开的层压机改造成本、难度低，在保证抗LID效果的同时，可为组件制造降本；
3、本公开通过在一腔抽真空、二腔层压时完成组件的氢钝化处理，避免了光焊工艺对氢钝化处理效果的影响，工艺时间短，产能与生产常规掺Ga组件相当，且能兼容常规掺Ga组件生产。
4、本公开的层压时组件内组件温度相对均匀，量产工艺效果相比电池端电注入稳定性更高。
5、本公开通过将小量程的电流源并联，实现了对组件通以30～40A的恒定大电流。
6、本公开的气动工装探针与高温布铜箔接触点在层压机外部，接触范围弹性较大、易于调节，其对于探针与电极接触精度要求更低，更容易实现，能保证工艺运行的稳定性，防止接触不良导致的断路情况出现。
7、通过本公开提供的制备工艺小批量生产的组件的CTM>98％，其与常规产品水平相当，抽测60kWh室内接负载暴晒，LID为1.30％，其小于LID为2.00％的质量标准。
附图说明
图1为本公开的高温布的结构示意图。
图2为本公开的组件与导电金属夹具的连接示意图。
图3为本公开的光伏组件的制备工艺流程示意图。
图中，1-高温布，2-导电金属箔，3-预层压光伏组件，4-导电金属夹具，5-汇流条，6-工装探针，7-气源，8-电流源。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
如图1-3所示，本公开提供的一种用于制作光伏组件的层压机，在常规层压机的高温布1上设置有正负极导电金属箔2，在常规层压机的上料台与抽真空腔、以及抽真空腔与层压腔结合处的金属横梁上设置有工装探针6。本公开提供的一种用于制作光伏组件的层压机，通过在常规的层压机的高温布1上设置正负极导电金属箔2，在常规层压机的上料台与抽真空腔、以及抽真空腔与层压腔结合处的金属横梁上安装工装探针6，在进行层压工艺时，将导电金属夹具4的一端分别与预层压光伏组件3上的汇流条5的正负极连接，另一端在进入层压机的抽真空腔和层压腔后分别与高温布1上的正负极导电金属箔2接触，并使工装探针6的一端与高温布1上的正负极导电金属箔2连接，另一端通过导线与电流源8的正负极连接，形成通电回路，当打开工装探针6的控制阀和电流源8的开关时，通过通电回路将组件的电注入处理与层压处理同步进行。因此，本公开中的层压机能够实现组件层压工艺与电注入氢化的完美结合。
如图1-3所示，本公开提供的一种光伏组件的制备工艺，包括如下步骤：
(1)、层压前的预处理：将电池分选、串焊互联、层叠后，形成预层压光伏组件后，将所述预层压光伏组件放置在层压机的上料台上；
(2)、层压处理：调整上料台上预层压光伏组件的位置，将导电金属夹具4的一端分别与预层压光伏组件3上的汇流条5的正负极连接，另一端在进入层压机的抽真空腔和层压腔后分别与高温布1上的正负极导电金属箔2接触；并使工装探针6的一端与高温布1上的正负极导电金属箔2连接，工装探针6的另一端与电流源8的正负极连接，形成通电回路后，打开工装探针的控制阀和电流源的开关，层压机通过所述通电回路将预层压光伏组件3的电注入处理与层压处理同步进行；
(3)、冷却：关闭工装探针的控制阀和电流源的开关，进入冷却腔冷却；
(4)、后加工：装框、接线、固化、终检和终测，从而形成光伏组件。
需要说明的是，在第一次使用上述的层压机制备光伏组件时，需对层压机进行试机，具体试机过程为：手动控制工装探针6一端压紧导电金属箔2，用万用表检查二者是否充分接触、以保证后续电流能够顺利传导。
本公开在进行层压工艺时，将导电金属夹具4的一端分别与所述预层压光伏组件3上的汇流条5的正负极连接，另一端在进入层压机的抽真空腔和层压腔后分别与高温布1上的正负极导电金属箔2接触，并使工装探针6的一端与高温布1上的正负极导电金属箔2连接，另一端通过导线与电流源8的正负极连接，形成通电回路后，打开工装探针6的控制阀和电流源的开关，通过所述通电回路将所述预层压光伏组件3的电注入处理与层压处理同步进行。因此，本公开中的层压机能够实现组件层压工艺与电注入氢化的完美结合。并且，本公开通过在一腔抽真空、二腔层压时完成组件的氢钝化处理，避免了光焊工艺对氢钝化处理效果的影响，工艺时间短，产能与生产常规掺Ga组件相当，且能兼容常规掺Ga组件生产。再者，本公开的工装探针与高温布铜箔接触点在层压机外部，接触范围弹性较大、易于调节，其对于探针与电极接触精度要求更低，更容易实现，能保证工艺运行的稳定性，防止接触不良导致的断路情况出现。最后，本公开提供的制备工艺小批量生产的组件的CTM>98％，其与常规产品水平相当，抽测60kWh室内接负载暴晒，LID为1.30％，其小于LID为2.00％的质量标准。
优选地，所述工装探针6为气动工装探针，所述气动工装探针的气源接自层压机，所述控制阀为气动阀。本公开通过将工装探针6设置为气动工装探针，并使气动工装探针6的气源接自层压机，便于操作。
优选地，所述述电流源8包括第一电流源和第二电流源，所述第一电流源与第二电流源通过导线并联。更优选地，所述第一电流源和第二电流源均为电压为60V，电流为20A的电流源。本公开通过将小量程的电流源并联，以实现对组件通以30～40A的恒定大电流。
本公开还提供了一种光伏组件，所述光伏组件是根据上述所述的光伏组件的制备工艺制备的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (5)
1.一种用于制作光伏组件的层压机，其特征在于：在常规层压机的高温布上设置有正负极导电金属箔，在常规层压机的上料台与抽真空腔、以及抽真空腔与层压腔结合处的金属横梁上设置有工装探针；
在进行层压处理时，工装探针的一端与高温布上的正负极导电金属箔连接，工装探针的另一端与电流源的正负极连接。
2.一种光伏组件的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)、层压前的预处理：将电池分选、串焊互联、层叠，形成预层压光伏组件后，将所述预层压光伏组件放置在层压机的上料台上；
(2)、层压处理：将导电金属夹具的一端分别与预层压光伏组件上汇流条的正负极连接，另一端在进入层压机的抽真空腔和层压腔后分别与高温布上的正负极导电金属箔接触，并使工装探针的一端与高温布上的正负极导电金属箔连接，工装探针的另一端与电流源的正负极连接，形成通电回路后，打开工装探针的控制阀和电流源的开关，层压机通过所述通电回路将所述预层压光伏组件的电注入处理与层压处理同步进行；
(3)、冷却：关闭工装探针的控制阀和电流源的开关，放入冷却腔进行冷却；
(4)、后加工：装框、接线、固化、终检和终测，形成光伏组件。
3.根据权利要求2所述的光伏组件的制备工艺，其特征在于，所述工装探针为气动工装探针，所述气动工装探针的气源接自层压机，所述控制阀为气动阀。
4.根据权利要求2所述的电池组件的制备工艺，其特征在于，所述电流源包括第一电流源和第二电流源，所述第一电流源与第二电流源通过导线并联。
5.根据权利要求4所述的电池组件的制备工艺，其特征在于，所述第一电流源和第二电流源均为电压为60V，电流为20A的电流源。
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