CN101872807B - 太阳能光伏组件背板生产方法及生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能光伏背板技术，特别是涉及一种太阳能光伏组件背板的生产工艺及专用生产设备。本发明包括放卷、预处理、涂层、烘干、整理、衬膜收卷和干燥步骤。本发明实现了太阳能光伏组背板的自动化生产，生产效率大大提高，而且涂层厚度均匀，附着力高，性能优良。产品质量稳定可靠。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏背板技术，特别是涉及一种太阳能光伏组件背板的生产工艺及专用生产设备。
背景技术
太阳能是自然界取之不尽用之绿色能源，近年来，光电转换太阳能利用取得了长足的发展，技术不断进步，市场迅速拓展。由于硅太阳能电池组件的光电转换效率较其它种类的太阳电池高，因而发展迅速，特别是由太阳能光伏背板组合多晶硅太阳能电池组件，成为太阳能光伏组件发电已逐渐成为市场主流。
太阳能光伏背板是太阳能电池组件的结构性封装材料，用于太阳能电池组件的衬底，具有良好的电绝缘性能、抗紫外线和抗腐蚀性能，可起到很好的保护作用。太阳能电池组背板是以PET膜为基膜，表面为含氟涂层。现有美国杜邦TPT和TPE两种产品，TPT即在PET膜的两表面均涂氟涂料，形成氟涂层，而TPE即在PET膜的一面涂氟涂料，形成氟涂层，另一面则由EVA层替代氟涂层。目前，太阳能电池组背板氟涂层的形成过程，基本上采用手工或半自动方式，劳动强度大，生产效率低，而且所涂的涂层厚度不匀，附着力低，性能不稳定。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的不足，提出了一种太阳能光伏组背板生产方法以及为实施该方法而设计的专用设备。本发明实现了太阳能光伏组背板的自动化生产，生产效率大大提高，而且涂层厚度均匀，附着力高，性能优良。产品质量稳定可靠。
本发明所采取的技术方案是：
一种太阳能光伏组件背板生产方法，包括放卷、预处理、涂层、整理和干燥步骤，而且在涂层步骤与整理步骤间还包括烘干步骤，在整理步骤与干燥步骤间还包括衬膜收卷步骤；其中：
(1)放卷：牵引基膜使其从卷中放出；
(2)预处理：对基膜进行静电消除处理，使其静电感应系数为0-0.5；然后进行电晕处理或清洗处理，使基膜表面清洁无杂质；经等离子处理，将膜的表层进行刨花，增加涂层的表面积提高涂料吸附强度。
(3)涂层：采用氟钛涂料并经双轴高速机均匀搅拌，胶斗及胶桶间涂料循环，使涂料活性增强，性能均匀，不露死角。对经预处理的基膜进行涂层，控制涂层速度为8m/min-10m/min，温度为130℃，涂层厚度为0.08mm；
(4)烘干：对经涂层的膜进行烘干处理，自动温控，烘道控制温度为80℃-130℃。
(5)整理：经烘干的膜通过10米烘箱降温冷却通道，然后进行静电处理和循环水冷处理；
(6)衬膜收卷：经整理后收卷，同时衬垫不粘，以防粘连；
作为上述方案的一种优化，所述涂层步骤中，控制涂层速度为8m/min，涂层厚度为0.08mm；在烘干步骤中，控制温度为80-130℃；
一种为实施上述方法的设备，包括放卷装置、预处理装置、涂层装置、烘道、整理装置、收卷装置和干燥装置；其中：
所述放卷装置包括翻架式连续放卷机构和放卷牵引装置；所述放卷机构为塔式双工位回转式放料架，料卷采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；放卷轴为平键式气胀轴，可横向手动调节；所述放卷牵引装置包括橡胶辊钢辊各一件，用于主动牵引，采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；
所述预处理装置包括静电消除器、清洗装置和等离子体电源处理，可以大幅度减小因电极间差异，气氛浓度差异等产生的薄膜沉积速度的不一致，提高各电极间镀膜的均匀性。
所述涂层装置为三辊逆向涂层装置；涂层辊间间隙可调，并用千分表显示，速度可调；上胶辊速度可调，配置匀胶辊抹平涂层，控制涂层厚度及均匀度。由逗号刮刀计量控制涂层厚度，各辊驱动电机独立变频调速控制涂层速度，气动快速复位；
所述烘道长度为70m，所述烘道设置于带保温层的箱体内，其中初始段长10m，采用远红外石英玻璃管灯从基膜下层加热，温度可调。中间50米烘道有17套封闭式烘干箱，油加热热风系统，可根据烘箱内溶剂浓度进行二次回风风量，进风及排风量调节，温度自动调节，达到最佳干燥效果并节约能源；烘箱内导向辊主动运转，同步带传动，导向辊与主机速度同步，防止料膜划伤、拉毛，由变频专用电机驱动。
所述整理装置：10米烘箱进行循环冷风降温定型，烘箱内导向辊主动运转，同步带传动，导向辊与主机速度同步，防止料膜划伤、拉毛，由变频专用电机驱动。
牵引装置包括橡胶辊钢辊各一件，牵引冷却辊冷却，辊内冷水循环，主动牵引，变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；
所述小卷收卷装置：双工位固定收料架，经切边后整理收卷，料卷采用变频专用电机驱动，张力传感器张力检测，自动张力控制保证稳定走料张力。同时衬垫白纸，以防粘连；收卷张力自动控制，保证料膜均匀平整。配备储料机构，可实现不停机换料。电脑设定收料长度，定长收料。
所述收卷装置，为塔式双工位回转式收料架，料卷采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；放卷轴为平键式气胀轴，可横向手动调节；
电器控制系统：放料装置、放料牵引、收料牵引、收料装置均采用自动张力控制，自动检测，PLC集中控制。每单元设有操作台，进行设备操作控制。设有触摸屏进行设备参数设定、调试。也可进行速度，张力，收料长度设定，运行状态及参数显示。
在本发明中，自放卷装置始，依次经预处理装置、涂层装置，烘道、整理装置，直至收卷装置，形成了一条流水线；而干燥装置则是独立的烘箱。在所述烘道后续段，输送热风的风机一般采用多翼风机；烘道所处箱体的保温层一般采用一定厚度保温棉，以达到良好的保温效果；烘道或通道，膜输送过程的导辊，均采用同步带传动，与主机速度同步。
实施本发明，对于单面涂层的TPE产品，经所述各工艺步骤，通过干燥装置干燥后即得成品膜；对于双面涂层的TPT产品，经所述各工艺步骤，通过干燥装置干燥后即得到半成品，该半成品为单面涂层，需将衬膜分离并重新收卷，然后再次按上述工艺步骤处理，直至再次完成干燥步骤即得到成品膜。将成品膜中的衬膜分离并进行分切、包装，即得到最终产品。
利用本发明技术，可以生产优质的太阳能电池组背膜产品，使用年限在20年以上，其主要性能指标如下：
| 项目名称 | 指标值 |
| 厚度，mm | 0.18，0.23，0.35 |
| 拉伸强度，N/10mm，≥ | 120 |
| 拉伸率，％ | 135-145 |
| 撕裂强度，N/mm | 140-145 |
| 层间剥离强度，N/5cm，≥ | 25 |
| 剥离强度，N/cm，≥ | 45 |
| 失重，24h/150℃，％，≤ | 2 |
| 尺尺稳定性，0.5h/150℃，％，≤ | 2.5 |
| 水蒸气透过率，g/m2d，≤ | 1.5 |
| 击穿电压，KV，≥ | 17 |
| 紫外氙气灯照射，60℃/1KW/100h | 不变色，性能稳定 |
附图说明
图1为本发明实施方式生产工艺流程示意图；
图2为本发明实施方式生产设备的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明设备举例，如图2所示，本发明由翻架式连续放卷机构1、放料牵引2装置、预处理装置3、涂层装置4、烘道5、整理装置6、收小卷装置7、收卷装置8和烘箱9组成。放卷装置包括翻架式连续放卷机构1和放卷牵引装置2；翻架式连续放卷机构1为塔式双工位回转式放料架，料卷采用变频专用电机驱动，放卷轴为平键式气胀轴；放卷牵引装置2包括橡胶辊钢辊各一件，用于主动牵引，并通过变频调速。预处理装置3包括静电消除器和清洗装置。涂层装置4为三辊逆向涂层装置；由逗号刮刀计量控制涂层厚度，各电机独立变频调速控制涂层速度，气动快速复位。烘道5长度为70m，烘道5设置于带保温层的箱体内，其中初始段10m，采用远红外石英玻璃管灯加热，后续段50m采用热风加热；加热热风由风机送入，风机采用多翼风机；通过变频调速控制风压和/或以风门控制风量；烘道所处箱体的保温层采用保温棉，厚度50mm；后段10m烘道冷风冷却通道，膜输送过程的导辊，均采用同步带传动，与主机速度同步。收小卷装置7为双工位固定收料架，经切边后整理收卷，料卷采用变频专用电机驱动，张力传感器张力检测，自动张力控制保证稳定走料张力。同时衬垫白纸，以防粘连；收卷张力自动控制，保证料膜均匀平整。配备储料机构，可实现不停机换料。电脑设定收料长度，定长收料。收卷装置8，为塔式双工位回转式收料架，料卷采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；放卷轴为平键式气胀轴，可横向手动调节；上述翻架式连续放卷机构1、放料牵引2装置、预处理装置3、涂层装置4、烘道5、整理装置6、收小卷装置7、收卷装置8构成流水生产系统。干燥装置为独立的烘箱9。
实施例2
本发明方法举例之一，利用实施例1之设备实施本发明之方法，生产单面涂层太阳能电池组背膜。如图1所示，包括放卷、预处理、涂层、烘干、整理、衬膜收卷和干燥步骤。首先，选取拉伸强度(N/10mm)≥120，撕裂强度(N/mm)为135-145，半亚光PET膜为基膜，将成卷的基膜置于放卷装置上，通过牵引使基膜从卷中放出；然后对基膜进行静电处理，使其静电感应系数为≤0.6，再进行电晕处理或清洗处理，使基膜表面清洁无杂质，经等离子处理，将膜的表层进行刨花，增加涂层的表面积提高涂料吸附强度。然后用进口氟钛涂料搅拌均匀，通过三辊逆向涂层装置对经预处理的基膜进行涂层，控制涂层速度为8m/min，并由逗号刮刀计量控制涂层厚度为0.08mm；随后对经涂层的膜送入烘道，进行烘干处理，通过控制远红外石英玻璃管灯和加热热风风压，来控制烘道箱体内温度为130℃；烘干时间为8分钟。经烘干的膜通过水冷却通道，然后进行静电处理。经检测屏整理后进行衬膜收卷，即在收卷的同时衬垫不粘膜，然后分切包装成为最终产品。
实施例3
本发明方法举例之二，利用实施例1之设备实施本发明之方法，生产双面涂层太阳能电池组背膜。实施例2所述，经过放卷、预处理、涂层、烘干、整理、衬膜收卷和干燥步骤，完成了单面涂层。然后将衬膜分离并重新收卷，再次按上述工艺步骤对另一面进行处理，即再次经过放卷、预处理、涂层、烘干、整理、衬膜收卷和干燥步骤，直至再次完成干燥步骤即得到成品膜。将成品膜中的衬膜分离并进行分切、包装，即得到最终产品。
Claims (1)
1.一种太阳能光伏组件背板生产设备，其特征在于：包括放卷装置、预处理装置、涂层装置、烘道、整理装置、收卷装置及收小卷装置；其中：
所述放卷装置包括翻架式连续放卷机构和放卷牵引装置；所述放卷装置为塔式双工位回转式放料架，料卷采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；放卷轴为平键式气胀轴，可横向手动调节；所述放卷牵引装置包括橡胶辊钢辊各一件，用于主动牵引，采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；
所述预处理装置包括静电消除器、清洗装置和等离子体电源处理，可以大幅度减小因电极间差异，气氛浓度差异等产生的薄膜沉积速度的不一致，提高各电极间镀膜的均匀性。
所述涂层装置为三辊逆向涂层装置；涂层辊间间隙可调，并用千分表显示，速度可调；上胶辊速度可调，配置匀胶辊抹平涂层，控制涂层厚度及均匀度。由逗号刮刀计量控制涂层厚度，各辊驱动电机独立变频调速控制涂层速度，气动快速复位；
所述烘道长度为70m，所述烘道设置于带保温层的箱体内，其中初始段长10m，采用远红外石英玻璃管灯从基膜下层加热，温度可调。中间50米烘道有17套封闭式烘干箱，油加热热风系统，可根据烘箱内溶剂浓度进行二次回风风量，进风及排风量调节，温度自动调节，达到最佳干燥效果并节约能源；烘箱内导向辊主动运转，同步带传动，导向辊与主机速度同步，防止料膜划伤、拉毛，由变频专用电机驱动；
所述整理装置：10米烘箱进行循环冷风降温定型，烘箱内导向辊主动运转，同步带传动，导向辊与主机速度同步，防止料膜划伤、拉毛，由变频专用电机驱动；
牵引装置包括橡胶辊钢辊各一件，牵引冷却辊冷却，辊内冷水循环，主动牵引，变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；
所述收小卷装置：双工位固定收料架，经切边后整理收卷，料卷采用变频专用电机驱动，张力传感器张力检测，自动张力控制保证稳定走料张力。同时衬垫白纸，以防粘连；收卷张力自动控制，保证料膜均匀平整。配备储料机构，可实现不停机换料。电脑设定收料长度，定长收料。
所述收卷装置，为塔式双工位回转式收料架，料卷采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；放卷轴为平键式气胀轴，可横向手动调节；
电器控制系统：放料装置、放料牵引、收料牵引、收料装置均采用自动张力控制，自动检测，PLC集中控制。每单元设有操作台，进行设备操作控制。设有触摸屏进行设备参数设定、调试。也可进行速度，张力，收料长度设定，运行状态及参数显示。
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