CN111435687A - 一种太阳能电池的封装结构及封装方法 - Google Patents

一种太阳能电池的封装结构及封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池的封装结构及封装方法,本发明的封装结构包括由下到上依次层叠的光伏背板、太阳能电池芯片、光伏前板以及设置在所述太阳能电池芯片和所述光伏前板之间的第一PVA薄膜。本发明的封装方法为:按照所述的封装结构层叠,形成待层压太阳能组件,将待层压的太阳能组件放入层压机中,经过升温阶段,抽真空阶段,加压第一阶段,加压第二阶段,加压第三阶段,冷却阶段,形成一个整体。本发明的封装结构和封装方法能够降低太阳能电池芯片受水汽侵蚀的影响,提高太阳能电池的使用寿命,降低太阳能电池组件在使用期间的功率衰减。

Description

一种太阳能电池的封装结构及封装方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域,特别是指一种太阳能电池的封装结构及封装方法。
背景技术
由于太阳能电池芯片在制备之后易受外界温湿度和氧气的影响,如果不进行封装,尤其在空气中长期使用,易受水汽侵蚀和氧气氧化绝缘并腐蚀穿孔,导致电池短路或者内阻增加致使电池效率降低,从而缩短了电池的使用寿命。
因此封装是决定电池寿命的主要因素,现有的太阳能电池的封装结构,如图1所示,100-磨砂保护膜,200-粘结层,300-阻水膜,400-前封装胶膜,500-薄膜电池芯片,600-后封装胶膜,700-光伏背板。但是现有的太阳能电池的封装结构,往往只考虑阻挡水汽渗入电池,但是往往事情无决定性,长时间的使用无法完全避免电池芯片遭受水汽侵蚀,难以保证电池的超长寿命,长期使用过程中功率衰减的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种太阳能电池的封装结构及封装方法,本发明的封装结构和封装方法能够降低太阳能电池芯片受水汽侵蚀的影响,提高太阳能电池的使用寿命,降低太阳能电池组件在使用期间的功率衰减。
基于上述目的,本发明提供的一种太阳能电池的封装结构,包括由下到上依次层叠的光伏背板、太阳能电池芯片及光伏前板,以及设置在所述太阳能电池芯片和所述光伏前板之间的第一PVA(聚乙烯醇)薄膜。
在本发明的一些实施例中,所述封装结构还包括设置在所述太阳能芯片和所述光伏背板之间的第二PVA薄膜。
在本发明的一些实施例中,所述封装结构还包括密封胶条,所述密封胶条的上端面环绕设置在所述光伏前板的边缘,所述密封胶条的下端面环绕设置在所述光伏背板的边缘。
在本发明的一些实施例中,所述光伏前板为超白浮法玻璃;
和/或,所述光伏背板为钢化玻璃。
在本发明的一些实施例中,所述光伏前板的厚度为4-5mm;
和/或,所述第一PVA薄膜的厚度为200-500μm;
和/或,所述光伏背板的厚度为3.2-4mm。
在本发明的一些实施例中,所述第二PVA薄膜的厚度为200-500μm。
本发明还提供了一种太阳能电池的封装方法,按照上述的封装结构进行层叠,形成待层压太阳能组件,将待层压的太阳能组件放入层压机中,包括以下步骤:
升温阶段,开始层压机加热部分,控制升温温度范围120~160℃;
抽真空阶段,敷设合片完成的待层压太阳能组件进入层压机内腔后抽真空,抽真空时间400~800S,真空度为5~25Pa;
加压第一阶段,对太阳能组件进行加压,压力为-75~-65kPa,加压时间120~240S;
加压第二阶段,对太阳能组件继续进行加压,压力为-45~-55kPa,加压时间120~240S;
加压第三阶段,对太阳能组件继续进行加压,压力为-45~-35kPa,加压时间720~960S;
冷却阶段,层压完毕太阳能组件经传送带输送至冷却区域,冷却时间300S~600S,冷却至室温。
从上面所述可以看出,与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的太阳能电池的封装结构和封装方法能够降低太阳能电池芯片受水汽侵蚀的影响,提高太阳能电池的使用寿命,降低太阳能电池组件在使用期间的功率衰减。
附图说明
图1为现有的太阳能电池的封装结构示意图;
图2为本发明实施例所述的一种太阳能电池的封装结构示意图;
图3为本发明实施例所述的太阳能电池的封装方法流程示意图;
其中,1-光伏前板;2-第一PVA薄膜;3-密封胶条;4-太阳能电池芯片;5-第二PVA薄膜;6-光伏背板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
本实施例提供的一种太阳能电池的封装结构,包括由下到上依次层叠的光伏背板6、太阳能电池芯片4及光伏前板1,以及设置在所述太阳能电池芯片4和所述光伏前板1之间的第一PVA薄膜2。
在本实施例中,可选的,当在太阳能电池芯片4和光伏前板1之间设置第一PVA薄膜2时,在太阳能芯片4和光伏背板6之间设置的封装胶膜可选自EVA(聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物)胶膜、POE(乙烯-α-烯烃共聚物)胶膜或PVB(聚乙烯醇缩丁醛)胶膜中的一种,此时,设置在太阳能电池芯片4和光伏前板1之间的第一PVA薄膜2可以有效吸收从光伏前板1渗入太阳能电池内部的水汽,从而有效解决水汽渗入太阳能电池组件中侵蚀太阳能电池芯片4而导致的电池组件性能衰减的问题,延长太阳能电池芯片4的使用寿命。
如图2所示,在本实施例中,优选的,所述封装结构还包括设置在所述太阳能芯片4和所述光伏背板6之间的第二PVA薄膜5,即在太阳能电池芯片4和光伏前板1之间设置第一PVA薄膜2,同时在太阳能芯片4和所述光伏背板6之间的第二PVA薄膜5,设置在太阳能电池芯片4和光伏前板1之间的第一PVA薄膜2可以有效吸收从光伏前板1渗入太阳能电池内部的水汽,设置在所述太阳能芯片4和所述光伏背板6之间的第二PVA薄膜5可以有效吸收从光伏背板6渗入太阳能电池内部的水汽。第一PVA薄膜2和第二PVA薄膜5均为高吸水树脂薄膜,上下两层高吸水树脂薄膜可以有效吸收从光伏前板6的一侧和光伏背板1的一侧渗入太阳能电池组件内部的水汽,阻隔水汽、潮湿进入太阳能电池芯片4,同时还阻隔氧气,延长太阳能芯片4的使用寿命。
在本实施例中,优选的,第一PVA薄膜2和第二PVA薄膜5的长度长于太阳能电池芯片4的长度,在使用密封胶条3对太阳能电池芯片4的两侧进行封装时,溢出的第一PVA薄膜2和第二PVA薄膜5能够吸收从两侧进入的水汽,不会让水汽侵蚀太阳能电池芯片4。
所述的PVA薄膜具有以下优点:
PVA薄膜是一种吸水能力高,保水能力强的功能高分子材料,它能吸收自身重量的几十倍及至上千倍的水分,即使受外加压力也不能把水分分离出来,将其应用在太阳能电池封装上,有效防止水汽侵蚀太阳能电池芯片4。
PVA薄膜在吸水过程中完全无吸热,放热现象存在,所以将其应用在电池封装上,无需考虑其工作过程中对电池造成影响。
PVA薄膜具有良好的透光性,其还具有极低的雾化度,将其使用在封装结构上,不用担心对电池吸光产生影响。
PVA薄膜具有良好的热封性,致密性,粘结力强,而且其具有良好的任性,抗压强度大,抗撕裂强度高,使用寿命长,其可以采用热压形式应用在太阳能电池封装上。
由此选择PVA薄膜,其具有高透光率,低雾化度可以有效减少对太阳能电池芯片4吸收太阳光的影响,有效增加光电转化效率;PVA薄膜具有超强的吸水保水能力,有效吸收进入太阳能电池组件内部的水分,保护太阳能电池芯片4不受水汽侵蚀和氧化,增加太阳能电池使用寿命,降低太阳能电池使用过程的功率衰减。
太阳能组件封装后的环境,要求水汽含量低于0.5g/m2,PVA薄膜作为吸水膜能有效吸收水汽、防止水汽侵入太阳能电池芯片4,同时,在水汽含量低于0.5g/m2的环境下,PVA其自身粘度衰减值很小,PVA/玻璃的剥离强度>30N/cm,故可以满足封装粘结性和粘结强度的要求。
在本实施例中,所述封装结构还包括密封胶条3,所述密封胶条3的上端面环绕设置在所述光伏前板1的边缘,所述密封胶条3的下端面环绕设置在所述光伏背板6的边缘。由此,光伏前板1、光伏背板6和密封胶条3之间构成一种密闭的空间,使第一PVA薄膜2、第二PVA薄膜5和太阳能电池芯片4封装在该空间中,从而提高了对太阳能电池芯片4的保护,其中,密封胶条3可以与光伏前板1和光伏背板6的边缘固定粘连,由此也增强了对太阳能电池芯片4封装的可靠性。
为了增强该太阳能电池组件的防水性,密封胶条3优选为丁基橡胶,其具有良好的化学稳定性和热稳定性,最突出的是气密性和水密性,它还具有良好的耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药品,并有吸震、电绝缘性能,对阳光及臭氧具良好的抵抗性,可以有效增加电池整体结构的稳定性。
在本实施例中,光伏前板1可以为具有一定的透光性、耐候性、绝缘性、阻水性的刚性材料,优选的,光伏前板1为超白浮法玻璃。
为了延长太阳能电池组件的使用寿命,降低长期使用过程中功率衰减问题,要求光伏背板6可以对电池片起保护和支撑作用,具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性,优选的,光伏背板6为钢化玻璃。
在本实施例中,光伏前板1的厚度为4-5mm,第一PVA薄膜2的厚度为200-500μm,密封胶条3的厚度为400-1000μm,第二PVA薄膜5的厚度为200-500μm,光伏背板6的厚度为3.2-4mm。其中,如果第一PVA薄膜2的厚度过大,则会影响太阳能电池组件的通透性,如果第一PVA薄膜2的厚度过小,则会造成粘结性能降低;如果光伏前板1的厚度过大,则会影响太阳能电池组件的透光性,如果光伏前板1的厚度过小,则会造成阻水性能下降;如果光伏背板6的厚度过大,则会影响太阳能电池组件的反光率,如果光伏背板6的厚度过小,则会造成阻水性能下降。
如图3所示,本实施例还提供了一种太阳能电池的封装方法,按照上述的封装结构进行层叠,例如可按照光伏背板6、第二PVA薄膜5、太阳能电池芯片4、密封胶条3、第一PVA薄膜2和光伏前板1的顺序由下到上依次层叠,形成待层压太阳能组件,将待层压的太阳能组件放入层压机中,包括以下步骤:
升温阶段,开始层压机加热部分,控制升温温度范围120~160℃;
抽真空阶段,敷设合片完成的待层压太阳能组件进入层压机内腔后抽真空,抽真空时间400~800S,真空度为5~25Pa;
加压第一阶段,对太阳能组件进行加压,压力为-75~-65kPa,加压时间120~240S;
加压第二阶段,对太阳能组件继续进行加压,压力为-45~-55kPa,加压时间120~240S;
加压第三阶段,对太阳能组件继续进行加压,压力为-45~-35kPa,加压时间720~960S;
冷却阶段,层压完毕太阳能组件经传送带输送至冷却区域,冷却时间300S~600S,冷却至室温。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的,并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子;在本发明的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化,为了简明它们没有在细节中提供。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种太阳能电池的封装结构,其特征在于,包括由下到上依次层叠的光伏背板、太阳能电池芯片及光伏前板,以及设置在所述太阳能电池芯片和所述光伏前板之间的第一PVA薄膜。
2.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,还包括设置在所述太阳能芯片和所述光伏背板之间的第二PVA薄膜。
3.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,还包括密封胶条,所述密封胶条的上端面环绕设置在所述光伏前板的边缘,所述密封胶条的下端面环绕设置在所述光伏背板的边缘。
4.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述光伏前板为超白浮法玻璃;
和/或,所述光伏背板为钢化玻璃。
5.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述光伏前板的厚度为4-5mm;
和/或,所述第一PVA薄膜的厚度为200-500μm;
和/或,光伏背板的厚度为3.2-4mm。
6.根据权利要求2所述的封装结构,其特征在于,所述第二PVA薄膜的厚度为200-500μm。
7.一种太阳能电池的封装方法,其特征在于,按照权利要求1-6任一项所述的封装结构进行层叠,形成待层压太阳能组件,将待层压的太阳能组件放入层压机中,包括以下步骤:
升温阶段,开始层压机加热部分,控制升温温度范围120~160℃;
抽真空阶段,敷设合片完成的待层压太阳能组件进入层压机内腔后抽真空,抽真空时间400~800S,真空度为5~25Pa;
加压第一阶段,对太阳能组件进行加压,压力为-75~-65kPa,加压时间120~240S;
加压第二阶段,对太阳能组件继续进行加压,压力为-45~-55kPa,加压时间120~240S;
加压第三阶段,对太阳能组件继续进行加压,压力为-45~-35kPa,加压时间720~960S;
冷却阶段,层压完毕太阳能组件经传送带输送至冷却区域,冷却时间300S~600S,冷却至室温。
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