CN101419998A - 用于光伏-建筑一体化的太阳能光伏组件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光伏－建筑一体化的太阳能光伏组件的制造方法，将玻璃片－PVB胶片－太阳能电池片－PVB胶片－玻璃片叠合后装于挠性气袋中，气袋中减压，加热后对叠合组件外部增压，再缓速降温，得到太阳能光伏组件。本发明采用气袋真空排除组件中的空气，选择熔融温度使PVB胶片具有合适的流动性，利用气压和玻璃自重将组件温和压合，避免了太阳能电池片的破碎，得到了较高的成品率，得到的产品满足建筑安全玻璃规范要求，可用于建筑外侧的围护包括幕墙、屋面、遮阳、门窗、护栏、地板，实现光伏－建筑一体化。

Description

用于光伏-建筑一体化的太阳能光伏组件的制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能发电装置的制造方法，特别涉及用于光伏-建筑一体化的太阳能光伏组件的制造方法。
背景技术
现有的太阳能光伏组件一般为上层高透光玻璃，下层为玻璃或TPT板，中间夹EVA膜和太阳能电池片，采用铝框等框架将这种复合结构保护后，拼搭在室外或建筑物上作为发电装置。但这种与建筑结合的发电方式只是光伏产品简单附载在建筑上(BAPV形式)，而不是光伏产品集成到建筑上(BIPV形式)，成为建筑物的组成部分。
中国专利公开说明书CN101232053公开一种工艺双玻璃光伏组件及其生产方法，该光伏组件包含以下层结构：底层是工艺玻璃；顶层是太阳能光伏玻璃；中间层是两层EVA密封胶膜，该两层EVA密封胶膜中间夹有晶体硅电池，采用双玻璃结构，抗冲击强度高，耐候性好，但EVA夹层与玻璃之间吸附强度较低(大约5.15N/mm)，达不到建筑安全玻璃规范要求，不适用于建筑外侧的围护。
CN1901236太阳能电池组件制造方法，自下而上将玻璃/EVA/太阳电池阵列/EVA/TPT叠合放入真空层压机内，采用真空层压法将层压机下腔室抽真空，加压加热，将玻璃/EVA/太阳电池串/EVA/TPT热压到一起，成型后加装边框，制成太阳能电池组件。但因不透光不能作为玻璃幕墙。
除了EVA，聚乙烯醇缩丁醛(PVB)也常用作玻璃复合层材料，采用真空层压法对玻璃和复合层材料加压加热，可以制成层压复合玻璃。但由于PVB材料性质与EVA材料差别较大，太阳能电池片又容易破碎，当复合层中出现太阳能电池片时，采用层压复合玻璃的制造方法，或者EVA夹层的太阳能电池组件的制造方法，由于太阳能电池片破碎而不能制造出可用的太阳能电池组件，因此国内未见PVB材料作为太阳能电池组件复合材料的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种满足建筑安全玻璃规范要求，可用于建筑外侧的围护包括幕墙、屋面、遮阳、门窗、护栏、地板，即用于光伏-建筑一体化的太阳能光伏组件的制造方法。
本发明制造方法依次包括如下步骤：
A.在平铺的玻璃片上铺上至少一层PVB胶片，接着放置已经完成电连接的太阳能电池片，然后铺上至少一层PVB胶片，再铺上一玻璃片，成为叠合组件；
B.将叠合组件在平铺状态下装于挠性气袋中，气袋中减压至0.05～0.15巴，气袋外减压至0.5～0.9巴，同时加热至130～135℃，恒温5～20分钟；
C.对叠合组件外部增压至1.1～1.6巴，在130～135℃下恒温3～10分钟，按3～6℃/分钟的速度降温至50℃以下，泄压至常压，得到太阳能光伏组件。
在上述步骤A中，太阳能电池片之间用锡线串联、并联汇集至引线端，用胶粘剂或局部加热后粘贴在PVB胶片的合适位置，使太阳能电池片位置得到固定，避免电池片在组件的合成过程中出现移动而影响美观。
上述步骤B结束后，可以直接对气袋外或气袋中加压，实施步骤C的操作。但优选的是，将叠合组件冷却至室温，撤除负压取出气袋，这样可以对PVB材料进行二次加热，进一步提高PVB材料与玻璃的粘贴效果。
在上述步骤B中，气袋减压的优选压力是0.08～0.12巴，加热温度优选为132±1℃。
在上述步骤C中，叠合组件外部空气压力优选是1.2～1.4巴，加热温度优选为132±1℃。
本发明采用气袋真空排除组件中的空气，选择熔融温度使PVB胶片具有合适的流动性，利用气压和玻璃自重将组件温和压合，避免了太阳能电池片的破碎，得到了较高的成品率，满足太阳能光伏组件制造的成品率要求。生产的成品“PVB双玻光伏组件”具有较强的抗剥离强度，不需要边框予以加固，满足建筑安全玻璃的抗冲击和安全性能，可直接安装在建筑物的幕墙、屋面、遮阳、门窗等对安全有要求的部位，实现光伏-建筑一体化(BIPV)。
具体实施方式
实施例1
1.材料前处理：切割1350mm×750mm×6mm高透光玻璃和普通玻璃，四周精磨直边，清洗并干燥之后钢化处理，然后用纯净水及玻璃清洗剂进行二次清洗并干燥。对125mm×125mm太阳能电池片表面进行清洁，用锡焊方式按设计的串并联方式焊接成9×4片的电池串。将厚度为0.76mm的PVB胶片切割成1370mm×770mm。
2.叠合玻璃组件：在上述普通玻璃上先平铺一张PVB胶片，再放置上述成串的太阳能电池片，调整局部的位置使其尽量整齐，然后用80±2℃的电烙铁将太阳能电池片逐一粘贴在PVB胶片上，再覆盖一张PVB胶片，最后叠上高透光玻璃。
3.层合成型：把上述叠合组件在平铺状态下套上挠性气袋，置于容器中，气袋连接真空泵减压至0.1巴，容器连接真空泵减压至0.7巴，在减压的同时容器加热至132±1℃，恒温10分钟后，容器加压至1.4巴使叠合组件通过柔软气袋接受1.4巴的空气压力，再恒温5分钟，按4℃/分钟的速度降温至45℃，泄压至常压，撤除气袋，取组件，修边，引接电极，作防水处理，得到PVB双玻光伏组件成品。
上述方法得到的成品外观透明，太阳能电池片清晰可见，PVB层未见气泡。
以制得的成品中的所有太阳能电池片完好并且可以正常使用为基准计算成品率，上述方法得到的成品率为95％。
剥离强度检验：取两块尺寸为300mm×20mmPVB胶膜作为试样，分别按TPT/胶膜/胶膜/玻璃叠合，按上述工艺进行固化，按GB/T2790规定进行检验。测试得到的抗张强度22N/mm2，抗张伸展率300％，玻璃吸附17N/mm。可见，上述方法得到的成品符合建筑安全玻璃标准，可以作为光伏-建筑一体化的太阳能光伏组件，不需要加载框架。
实施例2
1.采用与实施例1相同的材料前处理和叠合玻璃组件方法得到叠合组件。
2.层合成型：把上述叠合组件在平铺状态下套入挠性气袋，置于容器中，气袋连接真空泵减压至0.1巴，容器连接真空泵减压0.7巴，在减压的同时容器加热至132±1℃，恒温10分钟后，冷却至室温，撤除负压取出气袋。
3.容器加压至1.4巴，再恒温5分钟，按4℃/分钟的速度降温至45℃，泄压至常压，取组件，修边，引接电极，作防水处理，得到PVB双玻光伏组件成品。
上述方法得到的成品外观透明，太阳能电池片清晰可见，PVB层未见气泡，成品率为96％。
剥离强度检验：取两块尺寸为300mm×20mmPVB胶膜作为试样，分别按TPT/胶膜/胶膜/玻璃叠合，按上述工艺进行固化，按GB/T2790规定进行检验。测试得到的抗张强度22N/mm2，抗张伸展率300％，玻璃吸附17.5N/mm。可见，上述方法得到的成品符合建筑安全玻璃标准，可以作为光伏-建筑一体化的太阳能光伏组件，不需要加载框架。

Claims (7)

1.用于光伏-建筑一体化的太阳能光伏组件的制造方法，依次包括如下步骤：
A.在平铺的玻璃片上铺上至少一层PVB胶片，接着放置已经完成电连接的太阳能电池片，然后铺上至少一层PVB胶片，再铺上一玻璃片，成为叠合组件；
B.将叠合组件在平铺状态下装于挠性气袋中，气袋中减压至0.05～0.15巴，气袋外减压至0.5～0.9巴，同时加热至130～135℃，恒温5～20分钟；
C.对叠合组件外部增压至1.1～1.6巴，在130～135℃下恒温3～10分钟，按3～6℃/分钟的速度降温至50℃以下，泄压至常压，得到太阳能光伏组件。
2.根据权利要求1所述制造方法，其特征在于，所述步骤B结束后，将叠合组件冷却至室温，撤除负压取出气袋。
3根据权利要求1所述制造方法，其特征在于，所述步骤A中，太阳能电池片用胶粘剂或局部加热后粘贴在PVB胶片的合适位置。
4.根据权利要求1所述制造方法，其特征在于，所述步骤B中，气袋减压至0.08～0.12巴。
5.根据权利要求1所述制造方法，其特征在于，所述步骤B中，加热温度为132±1℃。
6.根据权利要求1所述制造方法，其特征在于，所述步骤C中，叠合组件外部压力为1.2～1.4巴。
7.根据权利要求1所述制造方法，其特征在于，所述步骤C中，加热温度为132±1℃。
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