CN101931019B - 低应力太阳能组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及尤其是一种低应力太阳能及其制造方法,其包括玻璃板及背膜,玻璃板与背膜间设有若干电池片,电池片通过焊带连接成整体,形成电池片组件;电池片组件分别通过粘结胶与玻璃板及背膜相固定;焊带的中心区设有折弯,折弯位于相邻的电池片间。本发明对焊带进行预拉,确保焊带的延伸率一致;在焊带的中心区设置折弯,能够为焊带在热胀冷时提供缓冲以减小电池片与电池片间的相互应力作用;在电池片与焊带焊接前,对电池片进行预热,减少电池片与烙铁头的温度差,减少焊带对单个电池片的热应力作用,大大降低了太阳能组件的热应力,提高了产品的一致性与合格率,降低了产品的破碎率,延长了太阳能组件的使用寿命,降低了使用成本,安全可靠。

Description

低应力太阳能组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能组件及其制造方法,尤其是一种低应力太阳能及其制造方法,属于太阳能的技术领域。
背景技术
太阳能作为一种可再生的新能源,因其节能和环保的效果,受到广泛的重视。特别是当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急,能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。目前,常用的太阳能组件的一致性差,且太阳能组件的热应力大,导致太阳能组件碎片率高,使用寿命短,使用成本高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种低应力太阳能组件及其制造方法,其结构简单紧凑,应力低,降低了破碎率,提高了太阳能组件的一致性,延长了使用寿命,降低了使用成本,安全可靠。
按照本发明提供的技术方案,所述低应力太阳能组件,包括玻璃板及背膜,所述玻璃板与背膜间设有若干电池片,所述电池片通过焊带连接成整体,形成电池片组件;所述电池片组件分别通过粘结胶与玻璃板及背膜相固定;所述焊带的中心区设有折弯,所述折弯位于相邻的电池片间。
所述折弯的高度为150μm~300μm。所述粘结胶为EVA胶。
所述低应力太阳能组件的制造方法包括如下步骤:
a、盘料:将焊带放在焊料盘上;b、预拉:对焊料盘上的焊带进行切料,得到所需规格的焊带,并对所述焊带进行拉伸,所述焊带的预拉力为8~12N;c、折弯:对拉伸后的焊带的中心区进行弯折,所述焊带的中心区得到折弯;d、预热:对电池片进行加热,使电池片的温度为60~185℃;e、焊接:将步骤d得到的电池片与步骤c得到的焊带通过焊接机进行焊接,所述焊带的两端分别与相邻的电池片焊接固定;焊带中心区的折弯位于相邻的电池片间;f、降温:对步骤e得到的焊带及电池片进行降温,使焊带与电池片的温度为60~185℃;g、层叠:将步骤f得到的焊带与电池片进行自然降温后,形成电池片组件,所述电池片组件通过粘结胶分别与玻璃板及背膜相连;h、层压:将步骤g得到的玻璃板、电池片组件及背膜通过层压机压紧固定,得到太阳能组件;i、削边:对玻璃板外边缘上的粘结胶及背膜进行切削,使背膜与粘结胶的形状与玻璃板相匹配;j、装框:将削边后的太阳能组件装入保护框架内,并利用硅密封胶进行密封固定;k、清洗:对装入保护框架内的太阳能组件进行清洗,去除太阳能组件表面的异物。
所述保护框架的材料包括铝。所述焊带中心区折弯的高度为150μm~300μm。所述步骤e中电池片与焊带焊接的温度为245℃。
本发明的优点:对焊带进行预拉,确保焊带的延伸率一致;在焊带的中心区弯折,得到折弯,能够为焊带在热胀冷时提供缓冲以减小电池片与电池片间的相互应力作用;在电池片与焊带焊接前,对电池片进行预热,减少电池片与烙铁头的温度差,从而减少焊带对单个电池片的热应力作用,大大降低了太阳能组件的热应力,提高了产品的一致性与合格率,降低了产品的破碎率,延长了太阳能组件的使用寿命,降低了使用成本,安全可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为现有太阳能组件制造方法的工艺流程图。
图3为本发明太阳能组件制造方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图3所示:本发明包括玻璃板1、粘结胶2、电池片3、焊带4、折弯5及背膜6。
如图1所示:所述太阳能组件包括玻璃板1与背膜6,所述玻璃板1与背膜6间设有若干电池片3,所述电池片3通过焊带4连接成整体,从而形成电池片组件;所述电池片组件分别通过粘结胶2与玻璃板1及背膜6相固定。所述焊带4的中心区设有折弯5,所述折弯5位于相邻的电池片3间,折弯5的高度为150μm~300μm。通过在焊带4的中心区弯折,形成折弯5,从而能够为焊带4在热胀冷缩时提供缓冲以减小电池片3与电池片3间的相互应力作用,得到低应力的太阳能组件。所述粘结胶2为EVA胶(乙烯-醋酸乙烯共聚物);玻璃板1用于增强组件的抗冲击能力,良好的透光率可以提高组件光吸收的效率,且能够作为密封组件。背膜6使组件能够防腐、防潮、耐老化并增加组件的使用寿命。玻璃板1、电池片组件及背膜6连接完成后,通过电池片组件吸收太阳能,并向外输出电能,完成太阳能发电的需要。
如图2所示:为现有太阳能组件制造方法的流程图。现有的太阳能组件制造方法包括如下步骤:盘料、切料、焊接、层叠、层压、削边、装框及清洗,其中盘料用于对焊带4上料,切料用于切割焊带,得到所需规格的焊带4;焊接是将电池片3与焊带4进行焊接固定,使电池片3连接成为电池片组件;层叠是将电池片组件通过EVA胶分别与玻璃板1及背膜6相连,层压是通过层压机将玻璃板1、电池片组件及背膜6压紧固定;削边是将玻璃板1端部边缘的EVA胶及背膜去除,从而能够使EVA胶及背膜6与玻璃板1相匹配;装框是将太阳能组件装入保护框内,并利用硅密封件密封,能够延长太阳能组件的使用寿命,清洗是清除太阳能组件上的异物,使太阳能组件的表面清洁。采用现有的太阳能组件制造方法得到的太阳能组件具有破碎率高,产品一致性性不好,使用寿命短,从而增大了使用成本。
如图3所示:要得到如图1所示的太阳能组件,可以采用下述的制造方法,所述制造方法包括如下步骤:
a、盘料:将焊带4放在焊料盘上,实现焊带4的上料;
b、预拉:对焊料盘上的焊带进行切料,得到所需规格的焊带4,并对所述焊带4进行拉伸,所述焊带4的预拉力为8~12N;通过对焊带4进行拉伸,能够确保焊带4的延伸率一致;
c、折弯:对拉伸后的焊带4的中心区进行弯折,所述焊带4的中心区得到折弯5;通过在焊带4的中心区增加折弯5,能够在焊带4热胀冷缩时提供缓冲带,以减小电池片3与电池片3间的相互应力;
d、预热:对电池片3进行加热,使电池片3的温度为60~185℃;焊带4与电池片3进行焊接时,焊带4与烙铁头相接触,焊带4具有较高的温度,如果不对电池片3进行预热,则会使电池片3与焊带4的温差较大,从而电池片3受到的热应力也较大,电池片3就容易破碎;对电池片3进行预热后,减少了与焊带4间的温度差,从而减小了热应力,降低了电池片3的破碎率;电池片3与焊带4的焊接通过自动焊接机进行焊接,所述焊接机采用瑞士3S集团生产的Rapid Four自动焊接机;瑞士3S集团生产的Rapid Four自动焊接机的焊接台面温度逐渐变化,能够为电池片3进行预热及降温;同时,焊带4的预拉与折弯步骤均通过所述焊接机操作完成;通过设置所述自动焊接机上的参数,能够得到焊带4与电池片3相应的工艺参数;
e、焊接:将步骤d得到的电池片3与步骤c得到的焊带4通过焊接机进行焊接,所述焊带4的两端分别与相邻的电池片3焊接固定;焊带4中心区的折弯5位于相邻的电池片3间;焊接通过上述的自动焊接机进行焊接,焊接工艺精确;通过将电池片3逐个与焊带4焊接,得到若干连接成整体的电池片3;自动焊接机焊接的温度为245℃;
f、降温:对步骤e得到的焊带4及电池片3进行降温,使焊带4与电池片3的温度为60~185℃;所述降温步骤中通过自动焊接机焊接台面温度的变化实现,对焊带4及电池片3降温后,避免由于温差过大造成的较大的热应力;
g、层叠:将步骤f得到的焊带4与电池片3进行自然降温后,形成电池片组件,所述电池片组件通过粘结胶2分别与玻璃板1及背膜6相连;所述层叠的作用与现有制造工艺中的层叠工艺要求相同;
h、层压:将步骤g得到的玻璃板1、电池片组件及背膜6通过层压机压紧固定,得到太阳能组件;
i、削边:对位于玻璃板1外边缘上的粘结胶2及背膜6进行切削,使背膜6与粘结胶2的形状与玻璃板1相匹配;
j、装框:将削边后的太阳能组件装入保护框架内,并利用硅密封胶进行密封固定;所述保护框架的材料包括铝,将太阳能组件装入保护框架内,能够对太阳能组件进行有效保护,延长太阳能组件的使用寿命;
k、清洗:对装入保护框架内的太阳能组件进行清洗,去除太阳能组件表面的异物;清洗时,清洗布利用酒精或水对太阳能组件的表面进行清除。
如图2和图3所示:为了能够得到应力较低的太阳能组件,对焊带4需要增加预拉与折弯步骤,并需要对电池片3预热焊接。采用上述工艺步骤后:大大降低热内应力,提高了组件的寿命;大大提高了产品的一致性,从而提高了产品的外观质量,提高了产品的合格率,由原来的98.5%提高到99.5%;降低了产品电池的破碎率,由原来的0.5%降低到0.3%。
下面进一步说明本发明制造方法的原理与作用:采用传统工艺焊接时,电池片3的温度约为50℃,而焊带4温度约为350℃,焊接时采用手工焊接。焊接过后,电池片3和焊带4的温度会迅速降到25℃左右。根据公式δ=(αgC-αgD)ΔT得知,温度差越大时,电池片3所受到的应力就越大,电池片3就越易碎;其中,δ表示应力值,αgC表示电池片的膨胀系数,αgD表示焊带4的膨胀系数,ΔT表示电池片3焊接前后的温度差。
采用传统工艺,实际焊接温度为350℃左右,而电池片3的温度等同于焊接台面温度,即电池片3的温度为50℃,在焊接过程中ΔT温度差较大,电池片3所受的内应力也较大。本发明的焊接工艺采用自动焊接机进行焊接,所述自动焊接机的焊接台面温度能够逐渐变化。自动焊接机的焊接台面特点为焊接台面采用分段式,焊接之前温度逐渐升高,当温度达到最高的时候进行焊接,电池片3的温度为185℃,而焊接温度为245℃,而焊接之后温度逐渐降低。传统工艺的温度差为300℃,而采用焊接设备时,焊接工艺温度差仅为60℃。由公式δ=(αgC-αgD)ΔT可得,电池片3受到的应力为传统工艺的五分之一。焊台温度的逐渐变化,基本符合焊接过程温度的变化,充分减少焊带对单个电池片3的应力作用。
以下是传统工艺和改进工艺碎片率比较:
电池厂家 尚德 瑞晶 海润 鸿喜 嘉瑞 晶科 向日葵
传统工艺 0.50% 0.47% 0.54% 0.31% 0.37% 0.63% 0.29%
改进工艺 0.29% 0.32% 0.28% 0.31% 0.35% 0.39% 0.26%
本发明对焊带4进行预拉,确保焊带4的延伸率一致;在焊带4的中心区弯折,得到折弯5,能够为焊带4在热胀冷时提供缓冲以减小电池片3与电池片3间的相互应力作用;在电池片3与焊带4焊接前,对电池片3进行预热,减少电池片3与烙铁头的温度差,从而减少焊带4对单个电池片3的热应力作用,大大降低了太阳能组件的热应力,提高了产品的一致性与合格率,降低了产品的破碎率,延长了太阳能组件的使用寿命,降低了使用成本,安全可靠。 

Claims (4)

1.一种低应力太阳能组件的制造方法,其特征是,所述制造方法包括如下步骤:
(a)、盘料:将焊带(4)放在焊料盘上;
(b)、预拉:对焊料盘上的焊带进行切料,得到所需规格的焊带(4),并对所述焊带(4)进行拉伸,所述焊带(4)的预拉力为8至12N;
(c)、折弯:对拉伸后的焊带(4)的中心区进行弯折,所述焊带(4)的中心区得到折弯(5);
(d)、预热:对电池片(3)进行加热,使电池片(3)的温度为60至185℃;
(e)、焊接:将步骤(d)得到的电池片(3)与步骤(c)得到的焊带(4)通过焊接机进行焊接,所述焊带(4)的两端分别与相邻的电池片(3)焊接固定;焊带(4)中心区的折弯(5)位于相邻的电池片(3)间;
(f)、降温:对步骤(e)得到的焊带(4)及电池片(3)进行降温,使焊带(4)与电池片(3)的温度为60至185℃;
(g)、层叠:将步骤(f)得到的焊带(4)与电池片(3)进行自然降温后,形成电池片组件,所述电池片组件通过粘结胶(2)分别与玻璃板(1)及背膜(6)相连;
(h)、层压:将步骤(g)得到的玻璃板(1)、电池片组件及背膜(6)通过层压机压紧固定,得到太阳能组件;
(i)、削边:对玻璃板(1)外边缘上的粘结胶(2)及背膜(6)进行切削,使背膜(6)与粘结胶(2)的形状与玻璃板(1)相匹配;
(j)、装框:将削边后的太阳能组件装入保护框架内,并利用硅密封胶进行密封固定;
(k)、清洗:对装入保护框架内的太阳能组件进行清洗,去除太阳能组件表面的异物。
2.根据权利要求1所述低应力太阳能组件的制造方法,其特征是:所述保护框架的材料包括铝。
3.根据权利要求1所述低应力太阳能组件的制造方法,其特征是:所述焊带(4)中心区折弯的高度为150μm至300μm。
4.根据权利要求1所述低应力太阳能组件的制造方法,其特征是:所述步骤(e)中电池片(3)与焊带(4)焊接的温度为245℃。
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