CN101685838B - 一种光伏组件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件及其制作方法，本发明光伏组件包括玻璃板、电池阵列、粘结密封层、背板层；电池阵列为多个太阳能电池片连接而成，电池阵列放置在玻璃板上；玻璃板上设有若干凹槽，凹槽用于放置固定太阳能电池片；电池阵列上设有粘结密封层，粘结密封层上为背板层。采用本发明技术方案，在生产制作过程中可以保证太阳电池阵列与前后封装材料之间不会发生位置移动，不会在封装过程中由于错位产生不良品；提高了合格率。在玻璃板和电池阵列之间不再有粘结密封材料，节省了成本，增加了光在光伏组件的受光面透过率；增加了电池对光的吸收率。简化了太阳能电池片的生产步骤。
Description
【技术领域】
本发明涉及太阳能光伏电池领域，属太阳能发电领域。
【背景技术】
太阳能光伏电池作为一种新型能源，在人们的生产和生活中日益广泛应用，太阳能光伏发电应用中将多个太阳电池进行一定的组合连接后进行封装，形成光伏组件，可在各种恶劣的环境条件下使用。
如图1所示，现有光伏组件通常由玻璃板1’，粘结密封材料3’，太阳电池阵列2’，粘结密封材料3’，背板材料4’，按照顺序层压后，再安上铝边框5’、接上接线盒即可制得，其中粘结密封材料3’作为粘结剂用来将太阳电池阵列2’和玻璃板1’、背板材料4’牢固的粘合在一起，达到密封的作用，以保护太阳电池阵列2’不受外界环境的影响。
这种传统的组件产品及其生产过程中有如下问题：在太阳电池阵列的受光面上面有玻璃板和粘结密封材料两层材料，影响了光的透过，降低了组件的效率；在真空层压时，玻璃板，粘结密封材料，太阳电池阵列，粘结密封材料，背板材料相互之间的位置会移动，造成组件不合格。
【发明内容】
为解决光伏组件中各部件相对移动，造成组件不合格，及影响广的透过的问题，本发明的目的是提供一种合格率高、透光性好的光伏组件。
本发明光伏组件包括玻璃板、电池阵列、粘结密封层、背板层；电池阵列为多个太阳能电池片连接而成，电池阵列放置在玻璃板上；玻璃板上设有若干凹槽，凹槽用于放置固定太阳能电池片；电池阵列上设有粘结密封层，粘结密封层上为背板层。
本发明的另一目的是提供一种合格率高、透光性好的光伏组件的制造方法。
光伏组件制造方法，包括如下步骤：
a)制造具有凹槽的玻璃板；
b)将单个太阳能电池片焊上焊带；
c)将玻璃板上具有凹槽的一面朝上放置，然后将各具有焊带的太阳能电池片对应放置在凹槽中；然后各太阳能电池片通过焊带焊接连接成电池阵列；
d)然后在放置有电池阵列的玻璃板上铺上粘结密封材料和背板材料；
e)然后将其放入层压机中进行层压，粘结密封材料形成粘结密封层，背板材料形成背板层。
采用本发明技术方案，在生产制作过程中可以保证太阳电池阵列与前后封装材料之间不会发生位置移动，不会在封装过程中由于错位产生不良品，提高了合格率。在玻璃板和电池阵列之间不再有粘结密封材料，节省了成本，增加了光在光伏组件的受光面透过率，增加了电池对光的吸收率。简化了太阳能电池片的生产步骤。
【附图说明】
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1现有技术中光伏组件结构示意图；
图2本发明具体实施方式中玻璃板立体结构示意图；
图3本发明具体实施方式中玻璃板剖面示意图；
图4-图7本发明光伏组件制造过程示意图；
图8本发明具体实施方式中玻璃板进一步改进结构示意图；
【具体实施方式】
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图7所示，本实施例详细描述了一种光伏组件，或称太阳能电池组件或太阳能电池光伏组件，包括玻璃板1、电池阵列、粘结密封层3、背板层4；电池阵列为多个太阳能电池片2连接而成，电池阵列放置在玻璃板1上；玻璃板1上设有若干凹槽10，所述凹槽10用于放置固定太阳能电池片2；电池阵列上设有粘结密封层3，粘结密封层3上为背板层4。
光伏组件的玻璃板侧为光伏组件的受光面，背板层侧为背光面。
电池阵列为多个太阳能电池片2根据需要输出的电压电流大小，串联、并联或混联而成；本实施例中太阳能电池片2串联而成；太阳能电池片2通过焊带20串联或并联形成。太阳能电池片2的大小根据需要可自行设计，本例中采用的太阳能电池片2长为125mm，宽为125mm，厚为0.2mm，太阳能电池片2可以为单晶硅、多晶硅、或非晶硅太阳能电池，太阳能电池片2的具体原理和构造为本领域技术人员所公知，因此不多作描述。经串联或并联或混联后的电池阵列将留出两个焊带20，作为正极和负极引出，本例中称为正极焊带和负极焊带。焊带20的长为235mm，宽为1.6mm，厚为0.2mm。
如图2、图3所示，玻璃板1为低铁超白玻璃；制作时按照设计结构制作一模具，按照玻璃的制备工艺完成玻璃件的铸模与成型，并进行后续的钢化处理。这样就可得到本发明要求的具有凹槽10的超白玻璃板1，其厚度为3.2mm，透光率为95％。玻璃板1上的凹槽10根据太阳能电池片2的形状，设置成矩形凹槽10；凹槽10的排列方式与所使用的电池阵列的排列方式一样，凹槽10的长宽尺寸与所使用电池阵列中的太阳能电池片的长宽尺寸一致，本例中凹槽10的长为125mm，宽为125mm，并将太阳能电池片2限制于凹槽10中。这样就可防止在制作过程中太阳能电池片2相对玻璃板1及粘结密封材料、背板层4等相对移动。保证了封装的质量，该凹槽10还省去了玻璃板1和电池阵列间的粘结密封材料，降低了组件的成本。
凹槽10的深度为可以为太阳能电池片2厚度的0.1-10倍。优选为0.5-5倍。较好的是与太阳能电池厚度相等或略大于太阳能电池片2的厚度，比如选择0.2-0.4mm，这样，在层压时，可最大程度减少对太阳能电池片2的影响。
但也可在允许的情况下，比如在满足规定的透光率的情况下，在凹槽10内加入少量的粘结密封材料用于将太阳能电池片2预先固定在玻璃板1上，或者更优选的，在凹槽10的内侧壁上涂敷粘结密封材料，这样可很好的起到固定太阳能电池片2的作用，又防止因为过多的粘结密封材料而影响光的透过率。
优选地，如图8所示，还可在相邻凹槽10间设置供放置固定焊带20的焊带槽11。焊带槽11的尺寸不重要，只要能使焊带20顺利放置在焊带槽11内即可。也可在焊带槽11内设置密封粘结物质将焊带20预先粘结在焊带槽11内。
本发明中使用的带有凹槽10的超白玻璃与传统组件中使用的平整的超白玻璃相比，具有以下优势：1.固定太阳能电池片2的位置，可以避免封装过程中电池片移位，保证了封装的质量；2.减少了粘结密封材料的用量，降低了组件的成本。
粘结密封层3由粘结密封材料形成；粘结密封材料可以是传统的环氧树脂、聚氨酯以及硅橡胶等，也可以是EVA(聚乙烯醋酸乙烯酯)，同时可以在EVA内加入各种公知的添加剂，粘结密封材料需要的效果是在固化后呈现透明的效果，透光性好。
背板层4为通过背板材料层压后固化形成，采用本领域公知技术即可实现，比如采用杜邦公司生产的TPT背板。背板层4用于保护电池的背面以免受到外界环境的影响。背板层4一般具有以下特性：耐高压以及具有高绝缘性能，耐候性佳，抗UV紫外线老化，防震并可以有效保户电池片断裂。因其为本领域技术人员所公知，因此不多作描述。
优选地，可以在具有上述部件的光伏组件基础上再加上边框5，以保护其内部结构，边框5的材料可以不受限制，本例中从成本、制作简易程度考虑，选择铝材质作为边框5的材质，即边框5为铝边框。也可以用新型强化工程塑料边框代替。该边框5在背板材料和玻璃板1的周沿设置，即背板材料和玻璃板1中间有电池阵列和粘结密封层3，而边框5在背板材料和玻璃板1的外周沿上保护其光伏组件的内部结构。正极焊带和负极焊带从光伏组件中引出。
优选地，还包括有接线盒，接线盒内有控制系统和蓄电单元。控制系统控制将光伏组件产生的电能储存至蓄电单元，也控制蓄电单元向负载输出。正极焊带和负极焊带接入到接线盒内，经控制系统后向蓄电单元供电。接线盒内设有旁路二极管，用于保护由于个别太阳能电池的故障或者光照阴影形成热斑效应损坏太阳能电池组件。因接线盒为本领域技术人员公知，因此不多作描述。
接线盒即可设置在边框5上，也可设置在玻璃板1上或背板材料上。
实施例2
本实施例将详细讲述光伏组件的制造方法，如图3至图7所示，包括如下步骤：
a)制造具有凹槽10的玻璃板1；
b)将单个太阳能电池片2焊上焊带20；
c)将玻璃板1上具有凹槽10的一面朝上放置，然后将各具有焊带20的太阳能电池片2对应放置在凹槽10中；然后各太阳能电池片2通过焊带20焊接连接成电池阵列；
d)然后在放置有电池阵列的玻璃板1上铺上粘结密封材料，再铺上背板材料或已由背板材料形成的背板层4；
e)然后将其放入层压机中进行层压，粘结密封材料形成粘结密封层3，背板材料形成的背板层4在粘结密封层3上。
如图2、图3所示，制作一具有凹槽10的玻璃板1，玻璃板1为低铁超白玻璃；制作时按照设计结构制作一模具，按照玻璃的制备工艺完成玻璃件的铸模与成型，并进行后续的钢化处理。凹槽10的尺寸与太阳能电池片2相当，因前面已作描述，故不再熬述。
如图4所示，将玻璃板1具有凹槽10的一面朝上放置，将各太阳能电池片2一一对应放入玻璃板1上凹槽10中，在单个太阳能电池片2上焊上焊带20。
如图5所示，将图4中已放入凹槽10中的各太阳能电池片2通过焊带20串联，形成电池阵列，电池阵列引出一正极焊带和负极焊带作为电池正极、电池负极。
如图6所示，将已经放置有电池阵列的玻璃板1放入层压机中，层压机可使用奥瑞特公司生产的TDCZ-Y层压机；然后在其上敷上粘结密封材料和背板材料，再进行层压；或者在其上敷上粘结密封材料后再使用已经由背板材料形成的背板层4放置在粘结密封材料上再进行层压；背板可以市购，很多大型公司均有出售，比如杜邦公司等。层压温度140度，持续时间3分钟。
然后进行修边步骤。修边就是将层压后露出在玻璃板1外边的固化的EVA修剪掉，以使边缘整齐光滑，便于安装边框5。
如图7所示，还可在修改后的光伏组件周沿安装边框5，以保护光伏组件的内部结构。
进一步地，还可直接在本光伏组件上安装接线盒(图中未示出)，将电池阵列的正极焊带、和负极焊带电连接入接线盒中。
优选地，如图8所示，本例中在制作玻璃板1时，在串联的方向，相邻凹槽10之间还制作有焊带槽11，焊带20被固定在该焊带槽11内。
Claims (12)
1.一种光伏组件，包括玻璃板、电池阵列、粘结密封层、背板层；
所述电池阵列为多个太阳能电池片连接而成，电池阵列放置在玻璃板上；
玻璃板上设有若干凹槽，所述凹槽用于放置固定太阳能电池片；
电池阵列上设有粘结密封层，粘结密封层上为背板层。
2.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：电池阵列由太阳能电池片通过焊带串联或并联或混联连接。
3.如权利要求2所述的光伏组件，其特征在于：相邻凹槽之间还设有供放置固定焊带的焊带槽。
4.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：还包括起保护作用的边框，边框设置在玻璃板、背板层的周沿。
5.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：还包括接线盒，电池阵列中引出正、负极接入接线盒中。
6.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于：所述凹槽的深度为太阳能电池片厚度的0.1-10倍。
7.如权利要求6所述的光伏组件，其特征在于：所述凹槽的深度为太阳能电池片厚度的0.5-5倍。
8.一种光伏组件制造方法，包括如下步骤：
a)制造具有凹槽的玻璃板；
b)将单个太阳能电池片焊上焊带；
c)将玻璃板上具有凹槽的一面朝上放置，然后将各具有焊带的太阳能电池片对应放置在凹槽中；然后各太阳能电池片通过焊带焊接连接成电池阵列；
d)然后在放置有电池阵列的玻璃板上铺上粘结密封材料，再铺上背板材料或已由背板材料形成的背板层；
e)然后放入层压机中进行层压，粘结密封材料形成粘结密封层，背板材料形成的背板层在粘结密封层上。
9.如权利要求8所述的光伏组件制造方法，其特征在于：在步骤a)中制造具有凹槽的玻璃板时，相邻凹槽之间还设有供放置固定焊带的焊带槽；各太阳能电池片上的焊带位于该焊带槽内。
10.如权利要求8或9所述的光伏组件制造方法，其特征在于：还包括在步骤e)结束后对光伏组件进行修边的步骤。
11.如权利要求10所述的光伏组件制造方法，其特征在于：还包括在修边后的光伏组件周沿安装边框的步骤。
12.如权利要求11所述的光伏组件制造方法，其特征在于：还包括安装接线盒的步骤。
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