CN101281934B - 太阳能电池组件的维护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用光电效应使太阳能转换为电能的太阳能电池组件的维护方法。本发明涉及一种关于为了更换维护内部破损的太阳能电池而研究的太阳能电池组件的维护方法，其包括加热破损的太阳能电池去除覆膜的第一阶段；去除破损太阳能电池的第二阶段，更换新太阳能电池的第三阶段；在新太阳能电池上方配置玻璃纤维板的第四阶段及结合新的覆膜进行层压处理的第五阶段的太阳能电池组件的维护方法。根据本发明当内藏的太阳能电池的一部分损伤和裂开时，对其进行迅速的更换及修理达到顺利的运转避免造成宝贵资源的浪费。可实现一直保持高效率太阳能电池的生产，获得干净能源的生产量最大化的优越效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种关于利用光电效应使太阳能转换为电能的太阳能电池组件的维护方法，进一步涉及当设置在内部的太阳能电池的一部分损伤和裂开时，进行迅速的更换及修理使其顺利的运转避免造成宝贵资源的浪费，使太阳能电池一直保持高效率生产，从而使干净能源的生产量达到最大化而改善太阳能电池组件的维护方法。
背景技术
通常的太阳能电池组件(100)如图1所示，呈现出从几个到几十个太阳能电池(110)横向、竖向配置从而形成直列、并列连接的组件形态。从上述太阳能电池(100)产生的电能因无公害、无噪音、可以无限供给能源而受到瞩目。
一般太阳能电池组件(Solar Module)(100)又称太阳能电池板(SolarPanel)、光电能组件(Photovoltaic Module)或光电池板(Photovoltaic Panel).
上述太阳能电池组件(100)的制造是由几个到几十个的太阳能电池(SolarCells)(110)横向、竖向配置而成，然后使它们通过主材料成分由(Pb+Sn+Ag)和(Sn+Ag)组成的导电性互连条带(Interconnect Ribbon)(132)和总线条带(Bus Ribbon)(133)连接，对被连接的太阳能电池(110)如图1所示一样积层来进行层压作业。
即，如图1所示，太阳能电池组件(100)的构造为配置低铁质强化玻璃(120)的前面嵌板，在其上方前面形成乙烯-醋酸乙烯EVA(EthyleneVinyl Acetate)薄膜(130)，在其上方配置多数的太阳能电池(110)，在其上方形成后面的EVA薄膜(140)，在其上方配置覆膜(Back Cover)(150)。如上述构造的太阳能电池组件(100)用互连条带(132)结合配置在前后面EVA薄膜(130)(140)之间的太阳能电池(110)时，根据它的连接方式，利用烙铁，紫外线灯(IR Lamp)，碘钨灯，高温空气(Hot Air)等以直接接触及间接接触的方式进行结合.
直接接触方式是，在太阳能电池(110)之间配置互连条带(132)利用烙铁的热直接人工焊接，间接接触方式是，用真空垫(图中未显示)把太阳能电池(110)吊起后，移动到紫外线灯(IR Lamp)，碘钨灯，高温空气(Hot Air)喷射装置的下方后，用灯或者高温空气的热进行结合.
这时，太阳能电池(110)上会产生细小的裂缝和龟裂，因太阳能电池(110)的厚度一般为180-280μm非常薄以致于频繁发生这种现象。这种情况下，通过互连条带(132)连接的太阳能电池(110)用肉眼一个个进行第一阶段的裂缝(crack)观察，第二阶段是用日光灯和灯的照明仔细地检查太阳能电池(110)的背面。
除此以外，用互连条带(132)和总线条带(Bus Ribbon)(133)全部连接的太阳能电池(110)在重新进行层压工作前测定总电压和电流，这时利用第三阶段中的测定器例如测试器、电流电压测试器(IV Tester)等进行检验。但是在第三阶段检验过的太阳能电池(110)中也发生了肉眼看不见的龟裂。当太阳能电池(110)受到细微的冲击情况下，当测定太阳能电池(110)时，测出测定器里的电流及电压值都是正常的。所以一般直接放进层压机的内部进行层压作业。上述的层压作业如图1所示一样排列在层压机内部的底板(铜板)上，盖上层压机的盖以后完成层压作业。
观察太阳能电池组件(100)的通常性制造过程，第一阶段用互连条带(Interconnecting Ribbon)(132)连接太阳能电池(100)后，按照低铁质强化玻璃(120)，下部EVA薄膜(130)，太阳能电池(110)，上部EVA薄膜(140)，覆膜(150)的顺序排列内部部件。
除此以外，为了在上述排列的太阳能电池组件(100)中使低铁质强化玻璃(120)位于层压机的底部铜板上，放置上述排列的太阳能电池组件(100)，盖上上述层压机的上部盖以后进行运作，使低铁质强化玻璃(120)通过接触的底部铜板上的供给电的电热作用溶解上下部的EVA薄膜(130)(140)。
通过真空泵(无图示)吸进层压机的内部空气去除太阳能电池组件(100)中发生的气泡。通过压缩机(Compressor)(无图示)向层压机上部顶盖部位供给压缩空气，以大约80psi加压太阳能电池组件(100)使之紧贴上下部EVA薄膜(130)(140)。
还有，上述太阳能电池组件(100)连接以后，为了降低层压机的内部温度通过水冷过程冷却底部铜板的热度的阶段制作太阳能电池组件(100)。
通过上述过程制造的太阳能电池组件(100)在上述低铁质强化玻璃(120)上粘贴太阳能电池(Solar Cells)(110)情况下，因用硅片(siliconwafer)作材料具有容易破裂的构造，利用上述层压机上部的顶盖以80psi以上的压力来加压太阳能电池组件(100)，由于上部顶盖的加压，会频繁地发生在层压机之前的检验中没有发现的微小龟裂。也就是说，会制造出具有损伤的太阳能电池(110)的太阳能电池组件(100)的严重问题。
如上制造的太阳能电池组件(100)在制造过程中平均不合格率在3～4％左右，在太阳能电池组件(100)内部因太阳能电池(110)的龟裂发生的不合格率大概为2.0％。避免制作工程的不合格是困难的，如上因太阳能电池(110)的龟裂发生的损失每年达到数千亿个，而到现在为止因破损的太阳能电池组件(100)的累计的损失是严重到无法计算的程度。
到现在太阳能电池组件制造公司因放置或报废太阳能电池(110)破损的太阳能电池组件(100)引起电能的损失。最近大量生产太阳能电池组件(100)的制作公司在工厂内有数百张以至于数千张的弃之不用的内有破损太阳能电池(110)的太阳能电池组件。因此，废弃的太阳能电池组件(100)的费用也很高，这些不合格品的库存费用也重新反映在正常的太阳能电池组件(100)的价格上使成本上升，使其又转价到消费者身上，造成了在国内外使用新，再生能源方面面临相当大地负担。
发明内容
为了解决现有的上述问题，本发明提供一种太阳能电池组件的维护方法，其目的在于，一旦内部的太阳能电池的一部分发生破损或是龟裂时，迅速地对其进行更换及修理，使其顺利地运作，不会弃置库存从而活用成品，减少了宝贵资源的浪费。
除此之外，本发明提供一种太阳能电池组件的维护方法，其另一目的在于，对部分破损的太阳能电池进行局部维护，使其功能正常化，可实现高效率太阳电能的生产从而使干净能源的生产量最大化。
为了达到上述目的，本发明为了更换和维护内藏破损的太阳能电池提供一种太阳能电池组件的维护方法，其特征在于，包括加热破损的太阳能电池去除覆膜的第一阶段；去除破损太阳能电池的第二阶段，更换新太阳能电池的第三阶段；在新太阳能电池上方配置玻璃纤维板的第四阶段；及结合新覆膜进行层压处理的第五阶段。
附图说明
图1表示根据适用发明的太阳能电池组件维护方法的太阳能电池组件的剖视图。
图2表示根据本发明的太阳能电池组件维护方法的阶段性作业流程图。
图3的a)，b)表示根据本发明的太阳能电池组件维护方法中去除覆膜工程的说明图。
图4的a)，b)表示根据本发明的太阳能电池组件的维护方法中去除破损的太阳能电池工程的说明图。
图5的a)，b)是表示根据本发明的太阳能电池组件维护方法中固定新EVA薄膜和新太阳能电池工程说明图。
图6的a)，b)是根据本发明的太阳能电池组件维护方法中连接新太阳能电池的互连条带工程的说明图。
图7表示根据本发明的太阳能电池组件的维护方法中在太阳能电池的后面固定玻璃纤维工程的说明图。
图8的a)，b)表示根据本发明的太阳能电池组件的维护方法中在后面配置EVA薄膜工程的说明图。
图9是表示根据本发明的太阳能电池组件的维护方法中重新固定覆膜工程的解说图。
图10表示根据本发明的太阳能电池组件的维护方法更换太阳能电池的太阳能电池组件的立体图。
附图编号说明
1....根据本发明的太阳能电池组件的维护方法
10....去除覆膜的第一阶段
20....去除破损太阳能电池的第二阶段
30....更换成新太阳能电池的第三阶段
40....配置玻璃纤维的第四阶段
50....层压处理的第五阶段
70....玻璃纤维
100....太阳能电池组件 110....太阳能电池
120....低铁质强化玻璃
130....乙烯-醋酸乙烯酯(EVA，Ethylene Vinyl Acetate)薄膜
132....导电连接条带(Interconnect Ribbon) 132a....切断部位
133....总线条带(Bus Ribbon) 134....孔眼
140，145....EVA薄膜 150....覆膜(Back Cover)
P....烙铁 P′....棉棒
具体实施方式
以下，通过参考附图来详细说明本发明的优选实施利。本发明适用于建筑物一体化光伏电池系统(BIPV，Building Intergrated PhotovoltaicSystem：双重结合玻璃太阳能电池组件)的维护，只是在维护BIPV太阳能电池组件时，存在事先将粘贴在覆膜外侧的玻璃利用线状锯(Wire Saw)或电热丝(Heating Wire)分离的作业上的差异，其他的维护工程都是一样的。
根据本发明的太阳能电池组件的维护方法(1)如图2所示，是关于更换和维护内藏的破损的太阳能电池(110)的方法。
根据本发明的太阳能电池组件的维护方法(1)包括通过加热破损太阳能电池(110)去除具有防水、绝缘及切断紫外线功能的覆膜(150)的第一阶段。
上述第一阶段(10)是包括破损太阳能电池(110)的太阳能电池组件(100)通过加热手段(无图示)以80℃到150℃的温度加热，溶解EVA薄膜(130)(140)以后，去除覆膜(150)，上述加热机构由太阳能电池层压机和电热板板面形成。
即，本发明把太阳能电池(110)破损的太阳能电池组件(100)放在层压机和电热板板面上。这时将底板的温度逐渐从80℃提升到150℃。设定温度在大约80℃时EVA薄膜(130)(140)逐渐融化，当到最高150℃的时候，物性变得柔软使粘贴在低铁质强化玻璃(120)上的EVA薄膜(130)(140)同上述破损的太阳能电池(110)一起达到轻易去除的状态。
如上加热的机构的底板温度大约在150℃，当EVA薄膜(130)(140)的物性变柔软时，将太阳能电池组件(100)的背面覆膜(150)从EVA薄膜(130)(140)逐渐地全部去掉。这种状态如图3所示。
除此以外，本发明到下一个去除破损太阳能电池(110)的第二阶段(20)。第二阶段(20)将破损的太阳能电池(110)从太阳能电池组件(100)去除以后，从低铁质强化玻璃(120)去除EVA薄膜(130)，去除破损太阳能电池(110)的互连条带(132)但从其左右侧的太阳能电池(110)截断每3-20mm长度的互连条带(132)，使其突出。
在这个过程中当EVA薄膜(130)(140)的物性变柔软时，用烙铁、小型紫外线灯(IR Lamp)、碘钨灯、高温空气(Hot Air)等从破损的太阳能电池(110)去除左右太阳能电池(110)之间连接的互连条带(132)，用刀或板凿从太阳能电池组件(100)去除破损的太阳能电池(110)。这时首先用绒布沾上稀释剂轻擦附着在已去除的太阳能电池下面的EVA薄膜(130)，然后用酒精洗干净，从低铁质强化玻璃(120)完全去除EVA薄膜(130)(140)。上述过程如图4所示。
然后，同上去除EVA薄膜(130)(140)后，把用布擦拭干净的太阳能电池组件(100)放在层压机和电炉上，进行下一个作业。
上述中左侧太阳能电池(110)的互连条带(132)除去太阳能电池(110)间的连接间距，从将要更换放置新的太阳能电池(110)位置的左侧尾部开始留下大约3-20mm的连接条带截断剩下的部分。然后，破损的太阳能电池(110)的右侧连接条带(132)也同样去除从右侧太阳能电池左边尾部开始大约3-20mm，剩下的部分按右侧太阳能电池(110)连接的原来状态保留。
这是以往太阳能电池(Solar Cells)制造公司在太阳能电池(110)的后面涂覆银或类似可粘贴的标签(宽2～8mm：为了使连接条带(132)容易钎焊、粘贴、连接，而使用银贴)，根据材质的不同会出现剥落现象，因为如果出现一次剥落的话，重新在原来位置上连接连接条带(132)是不可能的，所以要使粘贴在良好状态的太阳能电池(110)上的标签不受到损伤。
因此将破损的太阳能电池(110)的左右侧配置的太阳能电池(110)的连接条带(132)配置成各突出大约3-20mm。
如上构成的话，没有破损的右侧太阳能电池(110)的银标签维持良好状态，并可以很容易的和新更换的太阳能电池(110)的连接条带(132)重新连接.
至此，本发明到下一个更换新太阳能电池(110)的第三阶段。第三阶段(30)首先在去除的太阳能电池的位置上将厚度为0.4mm～0.6mm的新EVA薄膜(130)截断成比要更换的太阳能电池大小横向竖向长10mm以上，并放在低铁质强化玻璃(120)上。
上述EVA薄膜(Ethylene Vinyl Acetate)(130)是乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物(Copolymer)，具有非常优越的透明性，缓冲性，弹性，延伸强度的乙烯基薄膜。
上述第三阶段(30)露出从左右侧的太阳能电池(110)各个突出的连接条带(132)，使其贯通上述新EVA薄膜(130)，然后在新EVA薄膜(130)的上方配置新太阳能电池(110)并和连接条带(132)焊接。
.图5表示在新配置的EVA薄膜(130)上方配置新太阳能电池(110)的状态。
如上配置的状态中，本发明2个左侧连接条带(132)使新放置的EVA薄膜(130)以大约10mm长度剪断并形成孔眼(134)，穿上连接条带(132)使其贯通孔眼。万一上述破损的太阳能电池(110)的周边左右上下存在太阳能电池(110)的话，要必须按照比上下左右太阳能电池(110)的规格长约10mm截断上述新配置的EVA薄膜(130)，使其可以充分地与上下左右的原来的太阳能电池(110)上方重叠。上述EVA薄膜(130)一般是两面平平的模样其中仅有一边有压纹处理，压纹处理的EVA薄膜(130)有压纹纹样的面以低铁质强化玻璃(120)的方向配置。
除此以外，本发明在上述第三阶段中具有下述的构造，即新太阳能电池(110)的左右棱角部分从左右侧的太阳能电池(110)的各个突出的连接条带(132)以突起的形态维持弯曲部(132a)以后，在新太阳能电池(110)的连接条带上连接。
即，安装新更换的太阳能电池(110)用左侧的连接条带(132)利用烙铁(P)进行焊接，以同样的方式如图6所示连接右侧的太阳能电池(110)的连接条带(132)。这时将左侧的连接条带(132)连接到要更换的新太阳能电池(110)时，形成微突起的弯曲部(132a)而留下一定空间，而在新太阳能电池(110)的棱角部位连接新太阳能电池(110)的连接条带(132)。
这是使连接条带(132)不会直接触及到新太阳能电池(110)的棱角当层压时，上部顶盖的加压不会去破损棱角，右侧太阳能电池(110)的左侧尾部部分也用同样的方式留下突起的空间进行连接是非常重要的。
在上述中用无烟铅制作的连接条带(132)进行连接时，使用异丙醇作为连接的溶剂，含有铅的连接条带(132)用棉棒(P)涂抹糊状钎料和糊状松脂。
本发明在上述第三阶段(30)中连接新太阳能电池(110)的连接条带(132)后，加热新EVA薄膜(130)和低铁质强化玻璃(120)使之粘贴。即在EVA薄膜(130)上放置更换的太阳能电池(110)连接互连条带(132)后，为先使EVA薄膜(130)和低铁质强化玻璃(120)紧贴而加热EVA使薄膜(130)稍微融化。
这时将作为加热机构的层压机和电炉的底板的温度在150℃维持五分钟左右，或间隔一定距离(30cm～50cm)，利用200W级的紫外线灯(IRLamp)，200W级碘钨灯的光线检查破损的太阳能电池(110)2～3分钟的时间，在温度大约在80℃左右，EVA薄膜(130)稍微融化紧贴在低铁质强化玻璃(120)上。
本发明包括在新的太阳能电池(110)上配置玻璃纤维(70)的第四阶段。第四阶段(40)更换破损的太阳能电池(110)后，用连接条带(132)连接，然后在新更换的太阳能电池(110)上方放置玻璃纤维(70)。玻璃纤维(FiberGlass)(70)呈现网丝形态的构造其厚度大约0.1～0.2mm。
上述玻璃纤维(70)具有如下重要功能，当其上方重叠的EVA薄膜(140)层压时，受热融化的话会浸透玻璃纤维(70)的内部使太阳能电池(110)和覆膜(150)坚固地紧贴一起的同时，用层压机的真空功能脱泡太阳能电池组件(100)内的空气气泡，在大约150℃的内部底板的温度上，EVA薄膜(140)融化，利用真空的力量空气脱泡，并使太阳能电池(110)不能移动。上述构造如图7所示。
本发明是在上述玻璃纤维(70)上方放置比新太阳能电池面积横竖大10mm以上的EVA薄膜(140)，再在上方放置比整体太阳能电池组件(100)横竖宽10mm以上的EVA薄膜(140)的构造。
即，在新太阳能电池(110)的上方放置玻璃纤维(70)，再在上方放上比太阳能电池(110)的面积上在横向竖向大10mm以上厚度为0.6mm的EVA薄膜(140)，再在上方放上比太阳能电池组件(100)的整体的横宽竖宽宽10mm以上的EVA薄膜(145)。上述构造如图8所示。
然后，放上上述EVA薄膜(145)后，最后在上方再放上比太阳能电池组件(100)整体要宽10mm以上的覆膜(150)。上述构造如图9所示。
在这里，上述覆膜(150)使太阳能电池(110)具有防水，绝缘及防紫外线的作用的同时，为了延长太阳能电池组件(100)的寿命用可以抵抗高温和潮湿的优越耐久性能的材质构成。
本发明包括结合新覆膜(150)，层压处理的第五阶段(50)。第五阶段(50)在层压机的内部一边加压太阳能电池组件(100)一边加热做层压处理。
即，更换破损的太阳能电池(110)后，在它的上方放置玻璃纤维(70)，再在上方放置EVA薄膜(140)(145)以后，重新做层压处理，如图10所示，完成太阳能电池组件(100)的完成品。
本发明参照上述图，关于特定的实施例进行了详细地说明，但本发明不限定在如上特定的构造和实施例上。如果是拥有所属领域常识的人，在不脱离专利权利要求项中记载的本发明的技术思想及权利范围下，也可以多样的改变和变更本发明。但是提前声明所谓的改变和变更构造显然属于本发明的权利范围之内。
发明的效果
根据本发明，一旦内藏的太阳能电池的一部分损伤和裂开时，要对其进行迅速的更换及修理使其达到顺利的运作，不用弃之于库存中，且活用成品，从而达到不会浪费宝贵资源的优良效果。
除此之外，本发明的对部分破损的太阳能电池进行局部维护，使之功能正常化，实现高效率太阳电能的生产和干净能源的生产量最大化的优良效果。
Claims (10)
1.一种太阳能电池组件的维护方法，对该太阳能电池组件的内置的破损的太阳能电池予以更换，其特征在于，包括具有
加热所述太阳能电池组件，去除覆膜的第一阶段；
去除破损太阳能电池的第二阶段；
更换新太阳能电池的第三阶段；
在新太阳能电池上方配置玻璃纤维并在之上放置EVA薄膜，再在上方放上比该太阳能电池组件的整体的横宽竖宽宽10mm以上的EVA薄膜并在之上放置覆膜的第四阶段；
结合新覆膜进行层压处理的第五阶段；
所述去除破损太阳能电池的第二阶段，还包括以下步骤：
在去除破损太阳能电池之后，从低铁质强化玻璃去除位于该破损太阳能电池下面的下部EVA薄膜，并且按照破损太阳能电池左右侧的太阳能电池上使连接条带每个突出3-20mm长度的方式，去除该破损太阳能电池的连接条带。
2.如权利要求项1所述的太阳能电池组件的维护方法，其特征在于，所述太阳能电池组件为玻璃层压太阳能电池组件，且在上述第一阶段之前，还具备利用线状锯或电热丝分离结合的玻璃的阶段。
3.如权利要求项1所述的太阳能电池组件的维护方法，其特征在于，上述第一阶段在对包含破损太阳能电池的太阳能电池组件的加热机构中，以80℃到150℃的温度加热溶解该太阳能电池组件中位于所有太阳能电池上面的上部EVA薄膜和位于所有太阳能电池下面的下部EVA薄膜后，去除覆膜。
4.如权利要求项1所述的太阳能电池组件的维护方法，其特征在于，上述第三阶段是在去除破损太阳能电池位置上配置比新太阳能电池横向竖向上长10mm以上截断的新EVA薄膜，并放在低铁质强化玻璃上，再在上方配置新太阳能电池。
5.如权利要求项4所述太阳能电池组件的维护方法，其特征在于，上述第三阶段是使从新太阳能电池的左右侧的太阳能电池分别突出的连接条带贯通上述新EVA薄膜而露出后，焊接到新太阳能电池的连接条带上。
6.如权利要求项5所述太阳能电池组件的维护方法，其特征在于，上述第三阶段是在新太阳能电池的左右棱角部分，从新太阳能电池的左右侧的太阳能电池分别突出的连接条带以突起的形态维持弯曲部，并连接到新太阳能电池的连接条带上。
7.如权利要求项6所述太阳能电池组件的维护方法，其特征在于，上述第三阶段是在连接新太阳能电池的连接条带后，加热上述新EVA薄膜和低铁质强化玻璃使其紧贴。
8.如权利要求项1所述太阳能电池组件的维护方法，其特征在于，上述第四阶段的玻璃纤维具有网丝形态。
9.如权利要求项8所述太阳能电池组件的维护方法，其特征在于，上述第四阶段是上述玻璃纤维上方放置比新太阳能电池面积横竖大10mm以上的EVA薄膜，再在上方放置比整体太阳能电池组件横宽竖宽宽10mm以上的EVA薄膜。
10.如权利要求项1所述太阳能电池组件的维护方法，其特征在于，上述第五阶段是在层压机的内部一边加压太阳能电池组件一边加热做层压处理。
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