CN110429151A - 一种太阳能组件的封装方法 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能组件的封装方法，所述方法包括：将由太阳能电池片和封装材料组成的待层压组件放置在隔热高温板上；将层压机加热至设定的层压温度，将待层压组件和隔热高温板送入层压机，进行抽真空、加压；或者，将待层压组件和隔热高温板送入层压机，进行抽真空、加压，将层压机加热至设定的层压温度；其中，在待层压组件的温度达到封装材料的热形变温度前完成抽真空和加压步骤；对待层压组件进行层压；以及将完成层压的太阳能组件和隔热高温板进行保压冷却。本申请的太阳能组件的封装方法避免了闪电纹、波浪纹等外观不良的产生，并且生产效率较高。

Description

一种太阳能组件的封装方法
技术领域
本申请涉及但不限于太阳能技术领域，尤其涉及但不限于一种太阳能组件的封装方法。
背景技术
太阳能光伏电池组件的主要部件是太阳能电池片。由于太阳能电池片不能直接暴露在阳光、雨水等自然条件下，因此，要实现太阳能发电的实际应用，就要采用特定的材料对其进行保护性封装，并形成电池组件，保证其在有效的生命周期内，免受物理和化学侵蚀，使其提供稳定可靠的输出。层压是一种广泛采用的太阳能组件封装方法，层压是指在真空条件下，用加热、加压的方法，把多层相同或不同的封装材料与太阳能电池片结合成整体的成型加工方法。
柔性太阳能组件是指具有柔性，可折叠、卷曲的太阳能组件。目前的柔性太阳能组件封装使用的都是各种功能的超薄膜材，以更好地体现薄膜太阳能电池轻、薄、柔的特性。但是由于超薄膜材的厚度过薄，不同材料间受热变形、遇冷收缩量的差异很大，导致柔性太阳能组件的封装容易产生闪电纹、波浪纹、内部走线痕迹明显、明显高度差等外观不良现象，所以柔性太阳能组件的封装难度很大。针对柔性太阳能组件的封装，目前行业中采用的是变温层压的工艺，即，使待层压组件在低温时进入层压机，在真空状态下加压，然后逐渐升温至层压温度，达到层压温度后保持一段时间，然后利用循环水冷方式将层压机加热平台降温并保持压力不变，待组件冷却后取出。其中，使待层压组件在低温时进入层压机，可以有效可控制闪电纹的产生；在高温下使待层压组件完成粘合封装；使完成封装的组件在低温下离开层压机可以防止波浪纹等其它外观不良的产生。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请的发明人发现现有的变温层压工艺虽然可以避免闪电纹、波浪纹等外观不良的产生，但是也存在一些缺点，总结如下：(1)水冷循环***的设备投入大、能耗高；而且水冷循环***的采用使得需要对设备进行定制化改造，进一步提高了生产成本。(2)整个封装工艺中的所有步骤都在层压机中完成，一批组件完成整个封装工艺后下一批产品才能进入层压机，导致生产效率低；同时，反复的进行升温、降温，延长了层压时间，进一步降低了生产效率。(3)层压机平台因反复经受温度骤变，寿命降低。
在对现有封装方法存在的问题深入探究的基础上，本申请提供了一种产品无外观不良现象、生产效率较高的太阳能组件的封装方法。
具体地，本申请提供了一种太阳能组件的封装方法，所述方法包括下述步骤：将由太阳能电池片和封装材料组成的待层压组件放置在隔热高温板上；
将层压机加热至设定的层压温度，将待层压组件和隔热高温板送入层压机，进行抽真空、加压；或者，将待层压组件和隔热高温板送入层压机，进行抽真空、加压，将层压机加热至设定的层压温度；其中，在待层压组件的温度达到封装材料的热形变温度前完成抽真空和加压步骤；
对待层压组件进行层压；以及
将完成层压的太阳能组件和隔热高温板进行保压冷却。
需要说明的是，先将待层压组件和隔热高温板送入层压机，再将层压机加热至设定的层压温度的技术方案包括下述情况：层压机的初始温度不等于室温或者先将层压机加热至小于设定的层压温度的一定温度，将待层压组件和隔热高温板送入层压机，再将层压机加热至设定的层压温度，即在层压机升温过程中将待层压组件和隔热高温板送入层压机。
在本申请的技术方案中，术语“待层压组件”定义为已经在太阳能电池片表面铺设好封装材料，等待层压的太阳能电池片与封装材料的组合。
在本申请的技术方案中，术语“热形变温度”定义为封装材料出现不平整、翘曲、褶皱等形变时的温度。
在一些实施方式中，可以先将层压机加热至设定的层压温度，再将待层压组件和隔热高温板送入的层压机。
在一些实施方式中，所述保压冷却步骤可以为：将完成层压的太阳能组件输出层压机外，采用冷压设备进行保压冷却，冷却过程中维持压力恒定。
在一些实施方式中，所述冷压设备可以包括：
相对设置的第一压合部和第二压合部，所述第一压合部和所述第二压合部相对的面均为平面，所述第一压合部和所述第二压合部之间形成用于容纳层压组件的压合区，所述第一压合部和所述第二压合部之间的间隙可调；
用于对位于所述压合区内的待加工件进行冷却的冷却机构。
在一些实施方式中，所述冷压设备还可以包括：用于驱动所述第二压合部升降的驱动机构。
在一些实施方式中，所述冷压设备还可以包括支架，所述第一压合部水平地设置在所述支架上，所述第二压合部设置在所述第一压合部下方。
在一些实施方式中，所述第一压合部的下表面还可以设置有缓冲保护板。
在一些实施方式中，所述冷却机构可以包括冷却盘管，所述冷却盘管可以设置在所述第一压合部和/或所述第二压合部的外侧表面。
在一些实施方式中，所述冷压设备还可以包括传动机构，所述传动机构可以设置在所述第二压合部上，用于传送待加工件脱离所述压合区。
在一些实施方式中，所述传动机构可以包括至少一个驱动滚轴，所述第二压合部上设置有与所述驱动滚轮一一对应的开槽，且所述开槽可用于容纳对应的驱动滚轮，所述驱动滚轴用于驱动待加工件运动。所述驱动滚轴外周缘还可以设置有摩擦胶垫。
在一些实施方式中，所述冷压设备还可以包括：用于检测所述压合区内的压力的压力传感器。
在一些实施方式中，所述隔热高温板可以选自胶木板和玻璃纤维板中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述胶木板可以由选自棉布和牛皮纸中的任意一种或两种作为补强物与作为树脂粘合剂的酚醛树脂压合形成。
在一些实施方式中，所述玻璃纤维板可以由玻璃纤维和选自硅酸盐胶合物、超耐热环氧树脂、磷酸盐胶合物和硼酸盐胶合物中的任意一种或更多种胶合物胶合在一起形成。
在一些实施方式中，所述抽真空、加压的步骤可以为：同时对层压机的上腔和下腔抽真空，抽真空一段时间后使层压机上腔与外界环境连通，使得层压机上腔中的压力与外界环境压力相同，并持续对层压机下腔抽真空，从而对待层压组件进行加压。
在一些实施方式中，所述一段时间可以为3～8分钟，可以同时对层压机的上腔和下腔抽真空至200～30Pa。
在一些实施方式中，层压机上腔中的压力达到与外界环境压力相同的时间可以为0.5～1.5分钟。
在一些实施方式中，所述层压温度可以为90～160℃。
在一些实施方式中，所述层压的时间可以为8～50分钟。
在一些实施方式中，所述保压冷却步骤中的压力可以为0.5～1个标准大气压。
在一些实施方式中，所述封装材料可以为厚度在100微米以下的膜材料。
在一些实施方式中，所述方法可以包括下述步骤：
将层压机加热至设定的层压温度；
在隔热高温板上依次铺设第一防粘高温布、由太阳能电池片和封装材料组成的待层压组件和第二防粘高温布，送入层压机中；
同时对层压机的上腔和下腔抽真空，抽真空一段时间后使层压机上腔与外界环境连通，并持续对层压机下腔抽真空，从而对待层压组件进行加压，其中，在待层压组件的温度达到封装材料的热形变温度前完成抽真空和加压步骤；
当待层压组件的温度达到设定的层压温度时，开始层压；
层压结束后，将完成层压的组件、隔热高温板、第一防粘高温布和第二防粘高温布输送至层压机外，采用冷压设备进行冷却，冷却过程中维持压力恒定。
在一些实施方式中，所述第一防粘高温布与所述第二防粘高温布所占的面积可以相等。
在一些实施方式中，所述待层压组件所占的面积可以小于所述第一防粘高温布和所述第二防粘高温布所占的面积。
在一些实施方式中，所述第一防粘高温布和所述第二防粘高温布所占的面积可以小于所述隔热高温板所占的面积。
本申请的太阳能组件的封装方法能够获得以下有益效果：
1、避免了闪电纹、波浪纹等外观不良的产生。
2、可以减小设备投入，避免对设备进行定制化改造，降低了生产成本。
3、使得组件层压和层压机外的保压冷却可同时进行，提高了生产效率。
4、可以避免反复进行升温、降温，提高了生产效率，并且提高了层压机加热平台的使用寿命。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例2的太阳能组件的封装方法的工艺流程图；
图2为本申请实施例2采用的冷压设备的结构示意图；
图3为本申请实施例2采用的冷压设备的传动机构的结构示意图；
图4为本申请实施例2采用的冷压设备的主视图；
图5为采用现有封装方法和本申请实施例2的封装方法得到的太阳能组件的外观对比图。
附图标记说明：
11-第一压合部，12-第二压合部，13-开槽，2-驱动滚轴，21-摩擦胶垫，3-驱动机构，4-支架，41-骨架，42-底板，43-支脚。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
以下实施例中采用的隔热高温板为由玻璃纤维和超耐热环氧树脂形成的玻璃纤维板，太阳能电池片可以为任意类型的太阳能电池片。
实施例1
(1)将隔热高温板放到层压机的进料平台上，在隔热高温板上平铺一张第一防粘高温布，将由太阳能电池片和封装材料组成的待层压组件放置在防粘高温布上，并在待层压组件上再平铺一张第二防粘高温布，其中，所述待层压组件所占的面积＜所述第一防粘高温布所占的面积＝所述第二防粘高温布所占的面积＜所述隔热高温板所占的面积；
(2)将层压机升温至设定的层压温度90～160℃，在升温前或升温过程中将所述隔热高温板、第一防粘高温布、所述第二防粘高温布和所述待层压组件送至层压机的加热台上；
(3)同时对层压机的上腔和下腔抽真空，抽真空3～8分钟后缓慢打开层压机上腔的气阀，使层压机上腔与外界环境连通，并在1分钟内与外界环境压力相同，这期间持续对层压机下腔抽真空，从而对待层压组件进行加压，其中，在待层压组件的温度达到封装材料的热形变温度前完成抽真空和加压步骤；
(4)待层压组件不断升温，直至达到设定的层压温度90～160℃时，封装材料在温度和压力的作用下流动，逐步发生胶联，即开始层压，8～50分钟后结束层压；
(5)通过层压机的水冷循环***对加热平台进行降温并保持压力不变，直至组件冷却。
(6)对层压机的上腔抽真空，下腔放气，开盖，取出冷却的组件、隔热高温板、第一防粘高温布和第二防粘高温布。
本实施例中采用隔热高温板延长了待封装组件达到层压温度的时间，有效避免了闪电纹等外观不良的产生；同时，完成封装的组件经保压冷却后离开层压机可以防止波浪纹等其它外观不良的产生。此外，使得待封装组件可以直接放入高温的层压机中，当层压机中没有放入待封装组件时，可以以较快的速率进行升温，然后再放入待封装组件，在一定程度上提高了生产效率。
实施例2
(1)将层压机加热至设定的层压温度90～160℃；
(2)将隔热高温板放到层压机的进料平台上，在隔热高温板上平铺一张第一防粘高温布，将由太阳能电池片和封装材料组成的待层压组件放置在防粘高温布上，并在待层压组件上再平铺一张第二防粘高温布，其中，所述待层压组件所占的面积＜所述第一防粘高温布所占的面积＝所述第二防粘高温布所占的面积＜所述隔热高温板所占的面积；
(3)将所述隔热高温板、所述防粘高温布和所述待层压组件送至已达到设定的层压温度的层压机的加热台上；
(4)同时对层压机的上腔和下腔抽真空，抽真空3～8分钟后缓慢打开层压机上腔的气阀，使层压机上腔与外界环境连通，并在1分钟内与外界环境压力相同，这期间持续对层压机下腔抽真空，从而对待层压组件进行加压，其中，在待层压组件的温度达到封装材料的热形变温度前完成抽真空和加压步骤；
(5)待层压组件不断升温，直至达到设定的层压温度90～160℃时，封装材料在温度和压力的作用下流动，逐步发生胶联，即开始层压，8～50后结束层压；
(6)对层压机的上腔抽真空，下腔放气，开盖，取出完成层压的组件、隔热高温板、第一防粘高温布和第二防粘高温布；
(7)将完成层压的组件、隔热高温板和防粘高温布输送到冷压设备的冷却平台上，启动冷压设备进行冷却，对组件施加一个标准大气压的压力，并一直持续到组件完成冷却。
其中，所述冷压设备的结构如图2-4所示，包括：
相对设置的第一压合部11和第二压合部12，所述第一压合部11和所述第二压合部12相对的面均为平面，所述第一压合部11和所述第二压合部12之间形成用于容纳层压组件的压合区，所述第一压合部11和所述第二压合部12之间的间隙可调；
用于对位于所述压合区内的待加工件进行冷却的冷却机构。
所述冷压设备还可以包括：用于驱动所述第二压合部12升降的驱动机构3。驱动机构3也可驱动第一压合部11升降，也可同时驱动第一压合部11和第二压合部12相对靠近或远离。驱动机构3的实现方式有多种，可以是弹簧、液压、机械臂等结构，只要能实现第一压合部11和第二压合部12相对靠近或远离即可。
所述冷压设备还可以包括支架4，所述第一压合部11水平的设置在所述支架4上，所述第二压合部12设置在所述第一压合部11下方；且所述第二压合部12位于所述驱动机构3上，所述驱动机构3设置在支架4上。所述支架4可以包括位于第二压合部12上方的骨架41、位于第二压合部12下方的底板42，底板42下方设有支脚43，所述第一压合部11设置在所述骨架41的下表面，所述驱动机构3设置在所述底板42上，所述驱动机构3驱动所述第二压合部12靠近或远离所述第一压合部11。
所述第一压合部11的下表面还可以设置有缓冲保护板。缓冲保护板一般采用硅胶板，其平铺在第一压合部11的下表面，厚度一般为5-6mm，从而可以对待加工件上表面的不规则凸起形成保护，防止第一压合部11的压力对其产生损坏。
所述冷却机构可以包括冷却盘管，所述冷却盘管可以设置在所述第一压合部11和/或所述第二压合部12的外侧表面。这里所指的外侧表面不包括第一压合部11朝向第二压合部12的一面以及第二压合部12朝向第一压合部11的一面。其中，冷却机构的实现方式有多种，可以采用水冷、风冷，自然冷却等，例如，采用水冷，即通过通有冷却水的冷却盘管贴服在第一压合部11和/或第二压合部12外侧表面，从而对夹持其中的待加工件实现快速均匀冷却，同时不影响待加工件。
在夹持前或夹持后均需要使得待加工件自动运动，从而大大提高自动化程度。因此，所述冷压设备还可以包括传动机构，所述传动机构可以设置在所述第二压合部12上，用于传送待加工件脱离压合区。所述传动机构可以包括至少一个驱动滚轴2，所述第二压合部12上设置有与所述驱动滚轴2一一对应的开槽13，且所述开槽13可用于容纳对应的驱动滚轴2，所述驱动滚轴2用于驱动待加工件运动。所述驱动滚轴2外周缘还可以设置有摩擦胶垫21。
所述冷压设备还可以包括压力传感器，其可以设置在所述第一压合部11和所述第二压合部12之间，也可以设置在其他位置，通过压力传感器感知并调控对待加工件的压力。
本实施例中采用隔热高温板延长了待封装组件达到层压温度的时间，有效避免了闪电纹等外观不良的产生，同时在冷压设备中的保压冷却可以防止波浪纹等其它外观不良的产生。
此外，本实施例采用冷压设备可以减少外观不良的产生，并提高组件的功率稳定性。而且，冷压设备的投入小，采用冷压设备代替水冷循环***，无需对设备进行定制化改造，进一步降低了设备投入。而且，避免了冷却时占用层压机，使得组件层压和层压机外的保压冷却可同时进行，提高了生产效率。
本实施例的封装方法只需在启动层压机时进行一次升温，之后可以维持在层压温度下持续进行不同批次产品的层压，直至生产结束。因此，无需反复升温降温，提高了生产效率和层压机寿命。
现有层压方法的层压时间为2～2.5小时，本实施例的封装方法的层压时间为20～30分钟，显著缩短了层压时间，使生产效率提高了4倍以上。
图5为采用现有封装方法和本申请实施例2的封装方法得到的太阳能组件的外观对比图，图左为现有封装方法得到的太阳能组件，图右为本申请实施例2的封装方法得到的太阳能组件。从图中可以看出，本申请实施例2的封装方法得到的太阳能组件的无外观不良现象，能够获得与现有封装方法一样具有良好外观的产品。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种太阳能组件的封装方法，所述方法包括下述步骤：
将由太阳能电池片和封装材料组成的待层压组件放置在隔热高温板上；
将层压机加热至设定的层压温度，将待层压组件和隔热高温板送入层压机，进行抽真空、加压；或者，将待层压组件和隔热高温板送入层压机，进行抽真空、加压，将层压机加热至设定的层压温度；其中，在待层压组件的温度达到封装材料的热形变温度前完成抽真空和加压步骤；
对待层压组件进行层压；以及
将完成层压的太阳能组件和隔热高温板进行保压冷却。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，先将层压机加热至设定的层压温度，再将待层压组件和隔热高温板送入的层压机。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保压冷却步骤为：将完成层压的太阳能组件输出层压机外，采用冷压设备进行保压冷却，冷却过程中维持压力恒定。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述冷压设备包括：
相对设置的第一压合部和第二压合部，所述第一压合部和所述第二压合部相对的面均为平面，所述第一压合部和所述第二压合部之间形成用于容纳层压组件的压合区，所述第一压合部和所述第二压合部之间的间隙可调；
用于对位于所述压合区内的待加工件进行冷却的冷却机构。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述隔热高温板选自胶木板和玻璃纤维板中的任意一种或更多种。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述抽真空、加压的步骤为：同时对层压机的上腔和下腔抽真空，抽真空一段时间后使层压机上腔与外界环境连通，使得层压机上腔中的压力与外界环境压力相同，并持续对层压机下腔抽真空，从而对待层压组件进行加压。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述一段时间为3～8分钟，同时对层压机的上腔和下腔抽真空至200～30Pa。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，层压机上腔中的压力达到与外界环境压力相同的时间为0.5～1.5分钟。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述层压温度为90～160℃。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述层压的时间为8～50分钟。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述保压冷却步骤中的压力为0.5～1个标准大气压。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述封装材料为厚度在100微米以下的膜材料。
13.一种太阳能组件的封装方法，所述方法包括下述步骤：
将层压机加热至设定的层压温度；
在隔热高温板上依次铺设第一防粘高温布、由太阳能电池片和封装材料组成的待层压组件和第二防粘高温布，送入层压机中；
同时对层压机的上腔和下腔抽真空，抽真空一段时间后使层压机上腔与外界环境连通，并持续对层压机下腔抽真空，从而对待层压组件进行加压，其中，在待层压组件的温度达到封装材料的热形变温度前完成抽真空和加压步骤；
当待层压组件的温度达到设定的层压温度时，开始层压；
层压结束后，将完成层压的组件、隔热高温板、第一防粘高温布和第二防粘高温布输送至层压机外，采用冷压设备进行冷却，冷却过程中维持压力恒定。
CN201810403379.9A 2018-04-28 2018-04-28 一种太阳能组件的封装方法 Active CN110429151B (zh)

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