CN101887927A - 一种太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术，包括以下步骤：①将待封装的太阳能电池组件放入太阳能电池组件层压机内由加热工作台与上盖构成的真空室内后，密封真空室；②对真空室抽真空；③抽真空完成后，关闭真空阀门，在真空环境下对置于真空室内的太阳能电池组件进行加热加压；所述步骤③的加热加压步骤中，还包括对设于加热工作台内的温控点进行测温并根据反馈结果进行热补偿的工艺，本发明在原有的太阳能电池层压工艺中，加设了对于加热工作台的边缘散热进行补偿的热补偿工艺，其适用的层压机将加热工作台划分为辅助加热区和主加热区，在辅助加热区和主加热区内分别设置有温控点，并根据温控点的反馈调节加热温度以进行温度补偿，解决了以往的加热层压机中，由于边缘散热现象造成的加热温度不符合要求或者温差较大的造成的太阳能电池组件质量不佳的技术缺陷。

Description

一种太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池组件生产中的工艺技术，尤其涉及一种适用于太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术。

背景技术

伴随着经济的快速发展和科技的不断进步，社会生活对于能源的消耗和需求也急剧增加。目前人类广泛使用的能源大部分仍为以煤、石油为代表的化石类能源。化石类能源发展至今，其开采使用技术虽已非常成熟，但随之伴生的问题也同样不容忽视。首先，化石类能源为不可再生资源，其储存总量必然是一个不断减少的不可逆过程；其次，化石类能源在使用中会产生大量的污染，煤炭石油燃烧过程中产生的二氧化碳、二氧化硫和氮基化合物会造成温室效应和严重的污染。因此，近些年来人们对新能源的需求和开发得来的相当的重视和发展。

在目前具有实用价值的新能源研究中，太阳能的采集和利用属于相对比较成熟和具有实用价值的技术。其基本原理是太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流，将太阳辐射能直接转换成电能，光-电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池具有长期性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，组合方式灵活，这是其它电源无法比拟的。

在太阳能电池组件的生产中，目前采用的基本工艺主要由电池检测、正面焊接、背面串接、敷设、层压、去毛边、装边框、焊接接线盒和后续测试等几道工序组成。这其中，层压工序的作用，是将敷设好的电池放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起；最后冷却取出组件，良好的层压工艺不仅可以使太阳能电池的寿命得到保证，而且还增强了电池的抗击强度。由此可见，层压工序对于最终的太阳能电池的成品质量具有关键性的意义，没有良好的层压工艺，太阳能电池组件的光利用率、光电转换效率和使用寿命也就无从谈起。

目前所采用层压机，其热板一般均采用油加热的方式，油加热，即通过热源加热热载体油(导热油)的方式，来实现对受热体的升温。采用油加热具有加热均匀，可以做到大面积的温度均匀性，调温控制温准确，在边缘100毫米内能确保将温差控制在正负2摄氏度内，能在常压下产生较高温度，传热效果好和操作方便等优点，但是，通过导热油进行加热存在着一个较为明显的缺陷，即在事故原因引起系统泄漏的情况下，导热油与明火相遇时有可能发生燃烧或爆燃，造成较大的安全隐患；而采用电加热的方式对受热体进行加热，虽然安全性能好，但是相较于油加热的方法而言，传统的电加热方式难以做到大面积范围内的温度均匀性，温度控制精度不佳，在对太阳能电池组件进行层压时，经常由于组件整体受热不均造成平整度、层接性难以尽如人意，进而影响层压成型的太阳能组件的成品质量。

发明内容：

本发明的发明目的，在于提供一种太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术，采用该技术方案能够实现对太阳能电池组件的均匀加热，不仅解决了现有的油加热层压容易发生安全隐患的缺陷，同时解决了传统的电加热方式产生的温度均匀性差，难以做到大面积范围内温度的趋同性的问题，且本发明工艺完备，操控性好，成品质量高，设备故障率较低，检修也较为方便，适合于我国这样一个太阳能电池生产大国广泛使用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术，包括以下步骤：

①将待封装的太阳能电池组件放入太阳能电池组件层压机内由加热工作台与上盖构成的真空室内后，密封真空室；

②对真空室抽真空；

③抽真空完成后，关闭真空阀门，在真空环境下对置于真空室内的太阳能电池组件进行加热加压；

所述步骤③的加热加压步骤中，还包括对设于加热工作台内的温控点进行测温并根据反馈结果进行热补偿的工艺。

适用于太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，包括加热工作台和上盖，所述上盖由上箱室、硅胶板、上室密封圈依序组合构成，敷设好的电池组件置于层压机的加热工作台的工作台面上，所述加热工作台的台面周围还环设有下室密封圈，所述上盖下压使位于其上的上室密封圈与所述加热工作台的边缘处的下室密封圈相紧密结合并使所述上盖与加热工作台之间构成真空室，所述上室密封圈设于所述硅胶板的周边，所述真空室通过所述的上、下室密封圈实现密封，所述加热工作台内还布设有电热装置和温控装置，所述加热工作台为矩形，依其水平矩形台面分为主加热区和辅助加热区，所述辅助加热区环绕主加热区设置。

根据热效应原理，线性热体、平面热体及三维热体其散热均依据尖端(边缘、表面)热损耗大于中部的原则，因此，较大尺度的加热工作台如采用均一加热的方式，会造成由于热损耗原理引起的边缘温度与中心温度温差较大的问题，进而使得位于加热台上的太阳能电池板组件加热时受热不一致，引发组件层压加热的质量缺陷，因此在主加热区的外部环绕设置有辅助加热区，通过辅助加热区的加热对边缘散热现象进行补偿，从而确保了整个加热台的矩形台面上的温差分布符合温差控制的要求，保证了在其中受热加压的太阳能电池板组件的质量。

进一步的，所述环绕主加热区设置的辅助加热区为矩形环状，所述矩形环状的辅助加热区，其宽度小于或等于100mm，所述矩形环状的辅助加热区中分为宽边辅助加热区、长边辅助加热区和叠合辅助加热区。

进一步的，所述辅助加热区内设有3个辅助温控点，所述辅助温控点分别设置于所述宽边辅助加热区、长边辅助加热区和叠合辅助加热区内。

由于加热工作台的台面整体呈矩形，不难想见，在环状的辅助加热区内，构成矩形台面的宽边部分的宽边辅助加热区、构成矩形台面的长边部分的长边辅助加热区，以及宽边辅助加热区和长边辅助加热区所重叠的叠合辅助加热区三者间的边缘散热现象是不一致的，因此将三个温控点设于三个辅助加热区内，即可对两个宽边辅助加热区、两个长边辅助加热区和四个叠合辅助加热区内的温度进行精确的测量和控制。

进一步的，所述矩形的主加热区中，其宽边分为N等分，其长边分为M等分，所述矩形的主加热区分为P个主加热分区，所述P＝M＊N，所述P个主加热分区的面积均等。

更进一步的，所述主加热区的长边分为3等分，所述主加热区的宽边分为3等分，所述主加热区依其长宽划分为9个面积均等的主加热分区。

更进一步的，所述任意一个主加热分区内均设有主温控点。

如前所述，由于加热工作台的台面整体呈矩形，同样的，在矩形的主加热区内，位于中部的主加热分区和位于长边的主加热分区以及位于宽边的主加热分区三者间的边缘散热现象是不一致的，举例来说，以9个主加热分区的加热工作台为例，位于中部的1个主加热分区和位于四角的4个主加热分区以及位于矩形的边的中部的4个主加热分区间的散热现象是各不相同的，因此在各个主加热分区内分别设置温控点，可以对主加热分区内的温度进行精确的测量和控制。

进一步的，所述设于加热工作台内的电热装置，由若干个氧化铝陶瓷块和电热丝组合构成，所述电热丝通过可变电阻接通电源，所述氧化铝陶瓷块内设有通孔，所述电热装置由所述电热丝穿过若干个氧化铝将其连接构成条状。

进一步的，所述温控装置由设于所述加热工作台的温控点和温度显示装置组合构成。

位于加热工作台上的各个温控点将采集到的热信号传递到温度显示装置上，操作人员可以根据各个温控点采集的温度调整加热台的加热功率，以确保加热台的整体温度和台内的温差符合要求。

进一步的，所述加热工作台，其台面的上表面四边设有连通的环状铣槽，所述环状铣槽设于所述下密封圈内，所述环状铣槽的深度小于所述加热工作台的台板厚度，所述加热工作台的下表面设有若干个通孔，所述通孔均匀设置于所述台面的下表面的边缘，所述通孔贯穿于所述铣槽的槽底，所述若干个通孔内均连接到一抽气总管上，所述抽气总管通过一真空阀门与真空泵连接，所述上盖与所述加热工作台压合密封后，通过真空泵抽气在所述上盖与所述加热工作台之间构成真空室。

本发明的有益效果是：

1、本发明在原有的太阳能电池层压工艺中，加设了对于加热工作台的边缘散热进行补偿的热补偿工艺，其适用的层压机将加热工作台划分为辅助加热区和主加热区，在辅助加热区和主加热区内分别设置有温控点，并根据温控点的反馈调节加热温度以进行温度补偿，解决了以往的加热层压机中，由于边缘散热现象造成的加热温度不符合要求或者温差较大的造成的太阳能电池组件质量不佳的技术缺陷；

2、本发明的电热装置采用电热丝穿过氧化铝陶瓷块的方式整体构成，于根据不同加热区域需要的不同加热温度或者补偿温度进行设置，满足和加热装置的调节要求；同时连接方便，便于更换维修；

3、本发明的真空室采用边缘均匀穿孔，抽气总管连接抽真空的方式进行工作，真空效果均匀，抽真空度高。

附图说明：

图1是本发明的技术方案所采用的层压机的结构示意图；

图2是本发明中层压机内的加热工作台的加热区划分示意图；

图3是本发明中加热工作台台面的结构示意图；

图4是本发明的电热装置部分结构示意图。

图5是本发明中电热丝穿过氧化铝陶瓷块的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行进一步说明：

如图1-3所示，一种太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术，包括以下步骤：

①将待封装的太阳能电池组件放入太阳能电池组件层压机内由加热工作台1与上盖2构成的真空室7内后，密封真空室7；

②对真空室7抽真空；

③抽真空完成后，关闭真空阀门，在真空环境下对置于真空室7内的太阳能电池组件进行加热加压；所述步骤③的加热加压步骤中，还包括对设于加热工作台1内的温控点进行测温并根据反馈结果进行热补偿的工艺。

适用于一种太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，包括加热工作台1和上盖2，所述上盖2由上箱室3、硅胶板4、上室密封圈5依序组合构成，敷设好的电池组件置于层压机的加热工作台1的台面上，所述加热工作台1的台面周围环绕设置有下室密封圈6，所述上盖2下压使位于其上的上室密封圈5与所述加热工作台1的边缘处的下室密封圈6相紧密结合并使所述上盖2与加热工作台1之间构成真空室7，所述上室密封圈5设于所述硅胶板4的周边，所述真空室7通过上、下室密封圈的密合实现密封，所述加热工作台1内还布设有电热装置和温控装置，所述加热工作台1为矩形，依其水平矩形台面分为主加热区14和辅助加热区，所述辅助加热区环绕主加热区14设置。根据热效应原理，线性热体、平面热体及三维热体其散热均依据尖端(边缘、表面)热损耗大于中部的原则，因此，较大尺度的加热工作台如采用均一加热的方式，会造成由于热损耗原理引起的边缘温度与中心温度温差较大的问题，进而使得位于加热台上的太阳能电池板组件加热时受热不一致，引发组件层压加热的质量缺陷，因此在主加热区14的外部环绕设置有辅助加热区，通过辅助加热区的加热对边缘散热现象进行补偿，从而确保了整个加热台的矩形台面上的温差分布符合温差控制的要求，保证了在其中受热加压的太阳能电池板组件的质量。

在本发明中，所述环绕主加热区14设置的辅助加热区为矩形环状，所述矩形环状的辅助加热区，其宽度小于或等于100mm，所述矩形环状的辅助加热区中分为宽边辅助加热区11、长边辅助加热区12和叠合辅助加热区13。

作为具体实施方式给出的一个技术方案，所述辅助加热区内设有3个辅助温控点15，所述辅助温控点15分别设置于所述宽边辅助加热区11、长边辅助加热区12和叠合辅助加热区13内。由于加热工作台的台面整体呈矩形，不难想见，在环状的辅助加热区内，构成矩形台面的宽边部分的宽边辅助加热区11、构成矩形台面的长边部分的长边辅助加热区12，以及宽边辅助加热区和长边辅助加热区所重叠的叠合辅助加热区13三者间的边缘散热现象是不一致的，因此将三个辅助温控点15设于三个辅助加热区内，即可对两个宽边辅助加热区11、两个长边辅助加热区12和四个叠合辅助加热区13内的温度进行精确的测量和控制。

在本发明中，所述矩形的主加热区14中，其宽边分为N等分，其长边分为M等分，所述矩形的主加热区分为P个主加热分区，所述P＝M＊N，所述P个主加热分区的面积均等。举例来说，所述主加热区14的长边分为3等分，所述主加热区14的宽边分为3等分，所述主加热区依其长宽划分为9个面积均等的主加热分区，所述任意一个主加热分区内均设有主温控点。16如前所述，由于加热工作台1的台面整体呈矩形，同样的，在矩形的主加热14区内，位于中部的主加热分区和位于长边的主加热分区以及位于宽边的主加热分区三者间的边缘散热现象是不一致的，举例来说，以9个主加热分区的加热工作台为例，位于中部的1个主加热分区和位于四角的4个主加热分区以及位于矩形的边的中部的4个主加热分区间的散热现象是各不相同的，因此在各个主加热分区内分别设置主温控点16，可以对主加热分区内的温度进行精确的测量和控制。

作为优选的技术方案，所述设于加热工作台内的电热装置，由若干个氧化铝陶瓷块17和电热丝18组合构成，所述电热丝18通过可变电阻接通电源，所述氧化铝陶瓷块17内设有通孔，所述电热装置由所述电热丝18穿过若干个氧化铝陶瓷块17将其连接构成条状。所述温控装置由设于所述加热工作台1的温控点和温度显示装置组合构成。位于加热工作台1上的各个温控点将采集到的热信号传递到温度显示装置上，操作人员可以根据各个温控点采集的温度调整加热台的加热功率，以确保加热台的整体温度和台内的温差符合要求。

所述加热工作台，其台面的上表面四边设有连通的环状铣槽19，所述环状铣槽19设于所述下密封圈内，所述环状铣槽19的深度小于所述加热工作台的台板厚度，所述加热工作台的下表面设有若干个通孔8，所述通孔8均匀设置于所述台面的下表面的边缘，所述通孔贯穿于所述铣槽的槽底。在加工时，距离加热工作台表面边缘60m m的中心线上，围绕着加热工作台，在其下表面的四边钻有直径20mm的盲孔，盲孔间间隔300mm，盲孔距离上表面6mm，在用龙门铣床直径6mm的铣刀，在上表面与各个盲孔连接的对应位置，沿着所述加热工作台的四边54.5mm和65.5mm处的平行线上，铣出深度到达盲孔，宽度为6mm的两条直线槽，以贯通所有盲孔，使得若干个盲孔与真空室相通构成通孔，所述若干个通孔内均连接到一抽气总管上，所述抽气总管通过一真空阀门与真空泵连接，所述上盖与所述加热工作台压合密封后，通过真空泵抽气在所述上盖与所述加热工作台之间构成真空室。

由于国内难以采购到适于加工加热工作台的台面的宽幅铝合金板，且宽幅铝合金板材价格高昂，故在本发明中，加热工作台的台面采用低碳钢制作，采购较为方便，并且成本也相对低廉，

本发明采用上述的技术方案，将加热工作台划分为辅助加热区和主加热区，在辅助加热区和主加热区内分别设置有温控点，并根据温控点的反馈调节加热温度以进行温度补偿，解决了以往的加热层压机中，由于边缘散热现象造成的加热温度不符合要求或者温差较大的造成的太阳能电池组件质量不佳的技术缺陷；与此同时，本发明的电热装置采用电热丝穿过氧化铝陶瓷块的方式整体构成，于根据不同加热区域需要的不同加热温度或者补偿温度进行设置，满足和加热装置的调节要求；同时连接方便，便于更换维修；另外，本发明的真空室采用边缘均匀穿孔，抽气总管连接抽真空的方式进行工作，真空效果均匀，抽真空度高。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术，包括以下步骤：

①将待封装的太阳能电池组件放入太阳能电池组件层压机内由加热工作台与上盖构成的真空室内后，密封真空室；

②对真空室抽真空；

③抽真空完成后，关闭真空阀门，在真空环境下对置于真空室内的太阳能电池组件进行加热加压；

其特征在于：所述步骤③的加热加压步骤中，还包括对设于加热工作台内的温控点进行测温并根据反馈结果进行热补偿的工艺。

2.适用于权利要求1所述的太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，包括加热工作台(1)和上盖(2)，所述上盖(2)由上箱室(3)、硅胶板(4)、上室密封圈(5)依序组合构成，敷设好的电池组件置于层压机的加热工作台(1)的工作台面上，所述加热工作台(1)的台面周围还环设有下室密封圈(6)，所述上盖(2)下压使位于其上的上室密封圈(5)与所述加热工作台()1的边缘处的下室密封圈(6)相紧密结合并使所述上盖(2)与加热工作台(1)之间构成真空室(7)，所述上室密封圈(5)设于所述硅胶板(4)的周边，所述真空室(7)通过所述的上、下室密封圈实现密封，所述加热工作台内(1)还布设有电热装置和温控装置，所述加热工作台(1)为矩形，其特征在于：依其水平矩形台面分为主加热区(14)和辅助加热区，所述辅助加热区环绕主加热区(14)设置。

3.根据权利要求2所述的一种适用于太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，其特征在于：所述环绕主加热区(14)设置的辅助加热区为矩形环状，所述矩形环状的辅助加热区，其宽度小于或等于100mm，所述矩形环状的辅助加热区中分为宽边辅助加热区(11)、长边辅助加热区(12)和叠合辅助加热区(13)。

4.根据权利要求2所述的一种适用于太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，其特征在于：所述辅助加热区内设有3个辅助温控点(15)，所述辅助温控点分别设置于所述宽边辅助加热区(11)、长边辅助加热区(12)和叠合辅助加热区(13)内。

5.根据权利要求2或3所述的一种适用于太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，其特征在于：所述矩形的主加热区(14)中，其宽边分为N等分，其长边分为M等分，所述矩形的主加热区(14)分为P个主加热分区，所述P＝M＊N，所述P个主加热分区的面积均等。

6.根据权利要求5所述的一种适用于太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，其特征在于：所述主加热区(14)的长边分为3等分，所述主加热区(14)的宽边分为3等分，所述主加热区(14)依其长宽划分为9个面积均等的主加热分区。

7.根据权利要求5所述的一种适用于太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，其特征在于：所述任意一个主加热分区内均设有主温控点(16)。

8.根据权利要求2所述的一种适用于太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，其特征在于：所述设于加热工作台(1)内的电热装置，由若干个氧化铝陶瓷块(17)和电热丝(18)组合构成，所述电热丝(18)通过可变电阻接通电源，所述氧化铝陶瓷块(17)内设有通孔，所述电热装置由所述电热丝穿过若干个氧化铝陶瓷块(17)将其连接构成条状。

9.根据权利要求8所述的一种适用于太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，其特征在于：所述温控装置由设于所述加热工作台(1)的温控点和温度显示装置组合构成。

10.根据权利要求2所述的一种适用于太阳能电池组装工艺中的热板均匀加热技术的层压机，其特征在于：所述加热工作台(1)，其台面的上表面四边设有连通的环状铣槽(19)，所述环状铣槽(19)设于包围在所述下密封圈(6)内的加热工作台(1)的台面上，所述环状铣槽(19)的深度小于所述加热工作台(1)的台板厚度，所述加热工作台(1)的下表面设有若干个通孔(8)，所述通孔(8)均匀设置于所述台面的下表面的边缘，所述通孔(8)贯穿于所述环状铣槽(19)的槽底，所述若干个通孔内均连接到一抽气总管(9)上，所述抽气总管(9)通过一真空阀门与真空泵连接，所述上盖与所述加热工作台压合密封后，通过真空泵抽气在所述上盖与所述加热工作台之间构成真空室。

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