CN102013449A - 一种彩色太阳能光伏组件的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种彩色太阳能光伏组件的制造方法，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彩色太阳能光伏组件的制造方法，利用层叠铺设、组件固定、层压固化、退火处理等操作步骤。生产的成品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，且美观大方。

Description

一种彩色太阳能光伏组件的制造方法 

技术领域

本发明属于太阳能光伏领域和建筑材料领域。具体涉及一种用于建筑一体化(BIPV)的太阳能光伏发电系统或者建筑物屋顶、幕墙的彩色太阳能光伏组件的制造方法。 

背景技术

随着地球上煤、石油、天然气等化石能源的储存量的不断减少，太阳能的利用正越来越受到人们的重视。太阳能光伏组件是太阳能发电系统的一个基本单元，它是利用太阳能光电转换原理将太阳能转换成为电能。目前，太阳能光伏组件的电池芯片主要以单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅薄膜电池、CIS和CdTe化合物薄膜电池为主，这些太阳能电池制成的光伏组件的颜色是蓝色或者黑色。 

现代建筑正在试图将建筑、生态和科学技术融为一体，光伏建筑一体化(BIPV)就是在这种形势下诞生。光伏建筑一体化是结合太阳能发电和建筑物外墙两项功能，将太阳能电池模块或者组件阵列整合、设计并安装在建筑物上的双用途产品。太阳能光电玻璃幕墙是太阳能光伏发电和建筑材料的集成。太阳能光伏组件和控制器、蓄电池、逆变器等相关设备配合构成太阳能发电系统。 

使用常规太阳电池板组件用于光伏建筑一体化时，色彩比较单调，因此和许多建筑物搭配不相协调，在建筑物外观设计中非常单一，影响了建筑物的美感。另外，常规太阳电池板组件通常采用EVA封装，从建筑安全性能分析，采用EVA膜封装的光伏组件达不到建筑规范的要求，因此不适合用于光伏建筑一体化。而PVB封装的光伏组件，满足建筑用高性能安全玻璃的要求，无疑是光伏建筑一体化组件封装方面很好的选择。但是PVB材料性质与EVA材料差别较大，太阳能电池片又容易破碎，采用常规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，不能制造出可用的太阳能电池组件。 

发明内容

本发明的目的是提供一种彩色太阳能光伏组件的制造方法，这种彩色的太阳能光伏组件采用PVB膜封装，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。 

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 

1.层叠铺设，在平铺的普通钢化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彩色太阳能电池片，然后铺上至少一层PVB胶片，再铺上一超白钢化玻璃片，成为叠合组件； 

2.用高温胶带将叠合组件固定，为了更好地将玻璃与PVB膜界面间的残余空气排出，每隔10厘米处预留小口。 

3.层压固化，对上述层压件进行层压固化，层压温度为136-150℃；真空度≤-0.01MPa，加压压力0.04-0.02MPa，加压时间15-25秒，固化时间5-20分钟。 

4.退火处理。层压固化后退火处理2个小时，可均匀降温。 

在层叠铺设前先检测上玻璃和下玻璃的平整度：用塞规测量双玻的间隙度，配对玻璃间隙平均值≤0.08mm，单个测试间隙≤0.2mm。 

在层叠铺设前，需要先焊接单片晶体硅电池，然后将多个单片晶体硅电池串接组成晶体硅电池组。所述焊接/串接步骤全部采用锡焊接；焊接温度保持在350-370摄氏度。在串接晶体硅电池组件以前，先进行筛选，以保证电流的一致性，筛选标准是0.18-0.22mm。 

在层叠铺设前先进行PVB密封胶膜的裁剪：使PVB密封胶膜的尺寸略大于太阳能光伏玻璃5-8mm。 

在层压固化后粘结光伏连接器：用硅橡胶粘结光伏连接器，保证光伏连接器与层压件有良好的粘接强度；保证光伏连接器输出端口良好。 

在上述步骤1中，上玻璃采用厚度为2mm-8mm的高透光率的超白钢化玻璃，透过光率超过90％，大大缩短了太阳光在玻璃中的折射和反射路径，减少了光的损失。 

在上述步骤1中，中间层为串联的彩色太阳电池组和封装胶层，电池芯片为125mm*125mm或者156mm*156mm的单晶硅或者多晶硅彩色太阳电池，其颜色包括蓝色、绿色、砖红色、褐色、紫色、灰色等，电池片的厚度在160mm-300mm之间。封装胶层采用0.5mm-0.6mm的聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)或其它密封胶。 

在上述步骤1中，普通规格的太阳能电池组件是指采用72片125mm*125mm或者54片156mm*156mm的单、多晶硅电池串联做成常规组件。 

本发明采用预留排气口与层压机抽真空相结合的方法排除组件中的空气，选择合适的熔融温度使PVB胶片具有合适的流动性，利用退火的方法将组件温和压合，避免了太阳能电池片的破碎和气泡的产生，得到了较高的成品率，满足彩色太阳能光伏组件制造的成品率要求。 

另外光伏发电与彩色电池片完美结合，外观美观，可以根据环境选择不同的颜色，实现了光伏环境一体化(EIPV)。 

有益效果： 

本发明生产的成品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)，另外，光伏发电与彩色电池片的完美结合；外观美观、可以根据环境选择不同的颜色，实现了光伏环境一体化(EIPV)。 

具体实施方式

下面举实例对本发明进行详细描述。 

1.玻璃清洗：背板选用888mm×864mm×6mm普通钢化玻璃，面板选用888mm×864mm×6mm超白钢化玻璃，用酒精将玻璃两面清洗干净。 

2.晶体硅太阳能电池分选：对156mm*156mm的红色多晶硅电池进行功率筛选， 保证电流的一致性，外观无损伤，颜色均匀一致。 

3.PVB膜的裁剪：使PVB密封胶膜的尺寸略大于太阳能光伏玻璃5-8mm。 

4.晶体硅电池组的焊接，将单片晶体硅电池焊接成晶体硅电池组，包括单焊、串焊、汇焊。焊接温度保持在350-370℃的范围内，避免虚焊或堆锡尖等不良现象。 

5.双玻璃层叠铺设：在平铺的普通钢化玻璃片上铺上一层PVB胶片，接着放置已经完成电连接的彩色太阳能电池片，然后铺上一层PVB胶片，再铺上一超白钢化玻璃片，成为叠合组件； 

6.叠合组件的固定：用高温胶带将叠合组件固定，为了更好地将玻璃与PVB膜界面间的残余空气排出，平均每隔10厘米处预留小口。 

7.层压固化，对上述层压件进行层压固化，层压温度为145℃；真空度-0.01MPa，加压压力0.02MPa，加压时间20秒，固化时间10分钟。 

8.退火处理。层压固化后退火处理2个小时，可均匀降温。 

9.修边、清洗、粘接光伏连接器：用美工刀将组件边沿溢出的胶体切除，并清理干净表面的胶带等杂物，用硅橡胶粘接光伏连接器，保证光伏连接器与层压件有良好的粘接强度；保证光伏连接器输出端良好。 

10.成品测试：对电池组件的输出功率进行检验，测试其输出特性，确定组件的质量等级。 

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。 

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (4)

1.一种彩色太阳能光伏组件的制造方法，其特征在于，主要包括以下几个步骤：

1)层叠铺设，在平铺的普通钢化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彩色太阳能电池片，然后铺上至少一层PVB胶片，再铺上一超白钢化玻璃片，成为叠合组件；

2)用高温胶带将叠合组件固定，为了更好地将玻璃与PVB膜界面间的残余空气排出，每隔10厘米处预留小口。

3)层压固化，对上述层压件进行层压固化，层压温度为136-150℃；真空度≤-0.01MPa，加压压力0.04-0.02MPa，加压时间15-25秒，固化时间5-20分钟。

4)退火处理。层压固化后退火处理2个小时，可均匀降温。

2.根据权利要求1所述的一种彩色太阳能光伏组件的制造方法，其特征在于，在层叠铺设前先检测上玻璃和下玻璃的平整度：用塞规测量双玻的间隙度，配对玻璃间隙平均值≤0.08mm，单个测试间隙≤0.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种彩色太阳能光伏组件的制造方法，其特征在于，在层叠铺设前，需要先焊接单片晶体硅电池，然后将多个单片晶体硅电池串接组成晶体硅电池组，所述焊接步骤全部采用锡焊接；焊接温度保持在350-370摄氏度。

4.根据权利要求1所述的一种彩色太阳能光伏组件的制造方法，其特征在于，在层叠铺设前先进行PVB密封胶膜的裁剪：使PVB密封胶膜的尺寸略大于太阳能光伏玻璃5-8mm。