CN102412328A - 一种封装太阳能电池的注塑底板和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封装太阳能电池的注塑底板和方法。所述注塑底板通过注塑工艺一体成型；所述注塑底板包括：底板本体；设置在所述底板本体四周的边框；设置在所述底板本体背面的接线盒。本发明所提供的封装太阳能电池的注塑底板兼具现有技术中背板、边框和接线盒的作用，通过注塑工艺一体成型，不需要单独制作接线盒和边框，所以其生产周期短，自动化程度高，相应的，利用所述注塑底板封装太阳能电池的时候，工作效率也有所提高。

Description

一种封装太阳能电池的注塑底板和方法

技术领域

本发明属于太阳能电池制作领域，尤其涉及一种封装太阳能电池的注塑底板和方法。

背景技术

近年来，太阳能电池生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，使得光伏发电的应用日益普及并迅猛发展，逐渐成为电力供应的重要来源。太阳能电池可以在阳光的照射下，把光能转换为电能，实现光伏发电。

太阳能电池的生产工艺比较复杂，简单说来，目前的太阳能电池经过超声清洗，制绒面，扩散，等离子刻蚀，去磷硅玻璃，PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，等离子增强的化学气相沉积)，丝网印刷烧结，测试分选，之后再经过封装等步骤制得太阳能电池。

现有的太阳能电池的封装工艺为：

首先，提供钢化玻璃作为太阳能电池的表面防护基板，然后在钢化玻璃表面敷设EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物)胶，再在EVA胶上面敷设已经串接好的电池片，在电池片上敷设EVA胶，再在EVA胶上敷设背板，将组装好的太阳能电池置于层压机内，抽真空加热。

现有技术中的背板材料多为TPT(Tedlar PET Tedlar，聚氟乙烯复合膜)，其特性为绝缘、防水、耐腐蚀，但是其相对柔软、易划伤，因此在太阳能电池封装过程中必须使用与背板自身面积相同的EVA完全覆盖层压，由于普通背板自身没有机械强度，所以在组件层压完成后还必须增加铝合金边框才可使用。所以，之后还要装配铝合金边框，粘结接线盒等工序。

发明人发现，在利用现有技术封装太阳能电池的时候，其工序较多，生产周期长，工作效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种封装太阳能电池的注塑底板和方法，以解决采用现有方法封装太阳能电池的时候，其工序较多，生产周期长，工作效率较低的问题。

一种封装太阳能电池的注塑底板，该注塑底板通过注塑工艺一体成型；该注塑底板包括：

底板本体；

设置在所述底板本体四周的边框；

设置在所述底板本体背面的接线盒。

优选的，上述注塑底板的制作材料为热致性高分子液晶聚合物。

优选的，上述注塑底板还包括：

位于所述底板本体正面的多个电池片固定槽，所述电池片固定槽具有与电池片相适应的形状；

位于所述电池片固定槽四周的保护支撑架；

将所述保护支撑架分割成小段，用于放置汇流带和焊带的汇流带线槽；

设置在所述边框与保护支撑架之间的EVA容纳槽。

优选的，上述注塑底板中，所述热致性高分子液晶聚合物的热变形温度为180℃-250℃。

优选的，上述注塑底板中，所述热致性高分子液晶聚合物为改性热致性高分子液晶聚合物，具体为：

在热致性高分子液晶聚合物中添加有低分子液晶聚合物，共混后的聚合物即为改性热致性高分子液晶聚合物。

本发明还提供了一种封装太阳能电池的方法，该方法包括：

制作注塑底板，所述注塑底板包括底板本体、设置在所述底板本体四周的边框和设置在所述底板本体背面的接线盒；

将太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和所述注塑底板组装在一起；

将所述组装在一起太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和注塑底板放入层压机内进行层压。

优选的，上述方法中，所述制作注塑底板包括：

将处于熔融状态的改性热致性高分子液晶聚合物注入预设的模具中，冷却成型后取出，得到注塑底板。

优选的，上述方法中，所述将太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和注塑底板组装在一起，包括：

在所述注塑底板上敷设第一层EVA胶；

在所述第一层EVA胶上敷设太阳能电池串；

在所述太阳能电池串上敷设第二层EVA胶；

在所述第二层EVA胶上覆盖封装玻璃。

优选的，上述方法中，所述注塑底板还包括：

位于所述底板本体正面的多个电池片固定槽，所述电池片固定槽具有与电池片相适应的形状；

位于所述电池片固定槽四周的保护支撑架；

将所述保护支撑架分割成小段，用于放置汇流带和焊带的汇流带线槽；

设置在所述边框与保护支撑架之间的EVA容纳槽。

优选的，上述方法中，所述将太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和注塑底板组装在一起，包括：

将太阳能电池串置于所述注塑底板上的电池片固定槽和汇流带线槽内；

在所述注塑底板上的EVA容纳槽内敷设EVA胶；

在所述注塑底板上面盖上封装玻璃。

由上述方案可以看出，本发明所提供的封装太阳能电池的注塑底板通过注塑工艺一体成型；所述注塑底板包括：底板本体；设置在所述底板本体四周的边框；设置在所述底板本体背面的接线盒。

所述封装太阳能电池的注塑底板兼具现有技术中背板、边框和接线盒的作用，通过注塑工艺一体成型，不需要单独制作接线盒和边框，所以其生产周期短，自动化程度高，相应的，利用所述注塑底板封装太阳能电池的时候，工作效率也有所提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-图3分别为是本发明所提供的一种封装太阳能电池的注塑底板的剖面图、俯视图和仰视图；

图4-图5分别为是本发明所提供的又一种封装太阳能电池的注塑底板的剖面图和俯视图；

图6是本发明所提供的一种封装太阳能电池的方法流程图；

图7是本发明所提供的又一种封装太阳能电池的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术部分所述，在利用现有技术封装太阳能电池的时候，将太阳能电池从层压机内取出之后，还要做出接线盒，在电池周围加装铝合金边框，以维持电池的机械强度，其工序较多，生产周期长，工作效率较低。

本发明公开了一种封装太阳能电池的注塑底板，所述注塑底板通过注塑工艺一体成型；所述注塑底板包括：底板本体；设置在所述底板本体四周的边框；设置在所述底板本体背面的接线盒。

由上述方案可以看出，本发明所述封装太阳能电池的注塑底板兼具现有技术中的背板、边框和接线盒的作用，通过注塑工艺一体成型，所以其生产周期短，自动化程度高，相应的，利用所述注塑底板封装太阳能电池的时候，工作效率也有所提高。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一：

一种封装太阳能电池的注塑底板，所述注塑底板通过注塑工艺一体成型，如图1-图3所示，所述注塑底板包括：

底板本体1；

设置在所述底板本体1四周的边框2；

设置在所述底板本体1背面的接线盒3。

所述边框2用来和使用设备相连，固定太阳能电池组件。接线盒3为电源的引出线位置。

所述注塑底板通过注塑工艺将底板本体、边框和接线盒一体制作而成，与现有技术相比，不需要单独制作接线盒，配装铝合金边框，所以其生产周期短，自动化程度高，相应的，利用所述注塑底板封装太阳能电池的时候，工作效率也有所提高。

本实施例中所述注塑底板的制作材料为热致性高分子液晶聚合物，所述热致性高分子液晶聚合物为高分子液晶聚合物的一种。具体的，高分子液晶聚合物材料按照加工方式分为溶致性(需要在溶液中加工)和热致性(可在熔融状态加工)两种，本专利选用的为热致性高分子液晶聚合物材料以满足常规注塑设备和条件下能够进行批量生产。耐高温性能为热致性高分子液晶聚合物材料本身所具有的特性，一般热变形温度范围分为三个类型，本专利选用热变形温度为180℃-250℃的类型。

本实施例对所述热致性高分子液晶聚合物做改性处理，以达到使其熔融温度降低，改善注塑加工性能的目的。所述改性处理具体为在高分子液晶聚合物材料中添加低分子液晶聚合物使之共混，共混后的聚合物即为改性热致性高分子液晶聚合物。

改性后的高分子液晶聚合物具有符合太阳能电池组件工作环境要求的颜色、良好的耐高温性能(热变形温度为243℃-355℃)、良好的抗辐射性、抗水解性、耐候性、耐化学药品性、固有的阻燃性、低发烟性、高尺寸稳定性、低吸湿性、极低的线膨胀系数、高冲击强度和刚性(按相同重量比较，高分子液晶聚合物的强度大于钢，但刚性只是钢的15％)。高分子液晶聚合物可以耐酸、溶剂和烃类等化学品，并有较好的阻隔性。

本发明所用热致性高分子液晶聚合物材料具有全芳香族聚酯和共聚酯结构。它还具有密集排列的直链聚合物链结构，形成的产品，具有异常规整的纤维状结构，所以具有良好的单向机械性能和自增强性特点，因而不增强的液晶塑料即可达到甚至超过普通工程塑料用百分之几十玻璃纤维增强后的机械强度及其模量的水平。

本发明所用热致性高分子液晶聚合物材料具有优良的热稳定性、耐热性及耐化学药品性，对大多数塑料存在的蠕变特点，液晶材料可以忽略不计，而且耐磨、减磨性均优异。

本发明所用热致性高分子液晶聚合物材料的耐气候性、耐辐射性良好，具有优异的阻燃性，能熄灭火焰而不再继续进行燃烧，其燃烧等级达到UL94V-0级水平。

本发明所用热致性高分子液晶聚合物材料具有优良的电绝缘性能，可使太阳能电池组件免装地线，其介电强度比一般工程塑料高，耐电弧性良好。在200℃-300℃的温度下连续使用，其电性能不受影响。间断使用时的温度可达316℃左右。

本发明所用热致性高分子液晶聚合物材料具有突出的耐腐蚀性能，在浓度为90％的酸及浓度为50％的碱的环境下不会受到侵蚀，对于工业溶剂、燃料油、洗涤剂及热水，接触后不会被溶解，也不会引起应力开裂，完全适应太阳能电池组件的户外环境使用要求。

实施例二：

本实施例与上述实施例不同之处在于，如图4-图5所示，所述注塑底板还包括：

位于所述底板本体1正面的多个电池片固定槽4，所述电池片固定槽4具有与电池片相适应的形状；

位于所述电池片固定槽4四周的保护支撑架5；

将所述保护支撑架5分割成小段，用于放置汇流带和焊带的汇流带线槽6；

设置在所述边框2与保护支撑架5之间的EVA容纳槽7。

图4和图5分别为本实施例所提供的一种封装太阳能电池的注塑底板的剖视图和俯视图，其仰视图与实施例一中所述注塑底板的仰视图相同。

所述电池片固定槽4用来放置电池片，所述电池片固定槽4和四周的保护支撑架5配合，固定电池片，电池片固定槽4的尺寸可根据要放置的电池片的大小尺寸进行不同规格的生产。在封装过程中，保护支撑架5可将表面封装玻璃支撑起来，从而在抽真空产生负压的情况下保护电池片不被损坏，且电池片固定槽4、保护支撑架5与封装玻璃之间的间隙具有刚好可以容纳电池片、焊带和汇流带的厚度。汇流带线槽6是汇流带及焊带的走线槽，可以防止因汇流带或焊带的不平而影响封装效果。EVA容纳槽7具有预先设定好的容量，用来放置EVA胶，同时约束EVA胶高温熔化后的流向，确保使用最少量的EVA胶达到最佳的密封效果。

现有技术中用到了大量的EVA胶，在加温使EVA胶熔化过程中，随着EVA胶流动及层压机施加的压力还会使太阳能电池片偏离预定位置，可能造成电池片之间彼此接触，不仅影响外观，还会发生短路现象，影响太阳能电池组件的正常使用，严重时还会造成电池片损坏，浪费原材料，无形中提高了太阳能电池组件的生产成本。本实施例将电池片放置在电池片固定槽4内，通过所述电池片固定槽4和四周保护支撑架5配合，固定电池片，而只在边框2和保护支撑架5之间的EVA容纳槽7内敷设EVA胶，位于电池片固定槽4内的电池片周围不存在EVA胶，因此避免了电池片由于EVA胶的流动及层压机施加的压力而产生的移动偏离预定位置的现象，从而避免了太阳能电池片短路现象的发生，减少了因太阳能电池片短路而造成的成本。

现有技术中EVA胶在加温融化后紧密包裹在太阳能电池片的外层，同时将太阳能电池组件表面的钢化玻璃与绝缘保护背板牢牢粘接在一起，导致在太阳能电池组件废弃或寿命到期后的分解回收工作非常困难，同时在回收过程中可能会造成环境污染。利用本实施例所述注塑底板封装的太阳能电池组件非常易于回收，因为经容量计算的EVA容纳槽7用来放置EVA胶，同时所述EVA容纳槽7约束EVA胶高温熔化后的流向，确保使用最少量的EVA达到最佳的密封效果，本实施例可减少95％的EVA胶的使用，所以EVA胶的用量及密封面积很小，在回收过程中只需加热到150℃，破坏真空即可将封装玻璃与注塑底板轻易分离，同时暴露出太阳能电池片、汇流带等，所有材料均可较为容易的分离后回收再利用。由于本实施例中可减少95％的EVA胶的使用，且不再使用TPT背板材料，因此可节省原材料，降低成产成本。

实施例三：

本发明实施例还公开了一种封装太阳能电池的方法，如图6所示，该方法具体包括：

S11、制作注塑底板，所述注塑底板包括底板本体、设置在所述底板本体四周的边框和设置在所述底板本体背面的接线盒。

具体包括：

将处于熔融状态的改性热致性高分子液晶聚合物注入第一预设的模具中，冷却成型后取出，得到注塑底板。所述第一预设的模具内包括与本实施例所提供的注塑底板相同的结构。

本实施例所述方法通过注塑工艺将底板本体、边框和接线盒一体制作而成为一个注塑底板，与现有技术相比，不需要单独制作接线盒，配装铝合金边框，所以其生产周期短，自动化程度高，相应的，利用所述注塑底板封装太阳能电池的时候，省掉了装配铝合金边框工序和安装接线盒工序，节省了生产时间，提高了工作效率。

S12、将太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和所述注塑底板组装在一起。

该步骤具体包括：

在所述注塑底板上敷设第一层EVA胶；

在所述第一层EVA胶上敷设太阳能电池串；

在所述太阳能电池串上敷设第二层EVA胶；

在所述第二层EVA胶上覆盖封装玻璃。

S13、将所述组装在一起太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和注塑底板放入层压机内进行层压。

实施例四：

本实施例公开了又一种封装太阳能电池的方法，如图7所示，包括：

S21、制作注塑底板，所述注塑底板包括底板本体、位于所述底板本体正面的多个电池片固定槽、位于所述电池片固定槽四周的保护支撑架、将所述保护支撑架分割成小段，用于放置汇流带和焊带的汇流带线槽、设置在所述底板四周的边框、设置在所述边框与保护支撑架之间的EVA容纳槽和设置在所述底板本体背面的接线盒。

具体包括：

将处于熔融状态的改性热致性高分子液晶聚合物注入第二预设的模具中，冷却成型后取出，得到注塑底板。所述第二预设的模具内包括与本实施例所提供的注塑底板相同的结构。

所述注塑底板的电池片固定槽具有与电池片相适应的形状，所述注塑底板的EVA容纳槽的大小是经计算后所设计的具有设定容量的槽体。

S22、将太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和所述注塑底板组装在一起。

该步骤具体包括：

将太阳能电池串置于所述注塑底板上的电池片固定槽和汇流带线槽内；

在所述注塑底板上的EVA容纳槽内敷设EVA胶；

在所述注塑底板上面盖上封装玻璃。

所述电池片固定槽用来放置电池片，所述电池片固定槽和四周的保护支撑架配合，固定电池片，避免了电池片的移动，防止了电池片接触短路现象的发生。保护支撑架将表面封装玻璃支撑起来，在抽真空产生负压的情况下保护电池片不被损坏。汇流带线槽是汇流带及焊带的走线槽，防止因汇流带或焊带的不平影响封装效果。经容量计算的EVA容纳槽用来放置EVA胶，同时约束EVA胶高温熔化后的流向，确保使用最少量的EVA胶达到最佳的密封效果。

可见，本实施例所述方法既可以避免了电池片的移动，防止电池片接触短路现象的发生，又减少了EVA胶的使用，降低了成本，而且有利于回收。

S23、将所述组装在一起太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和注塑底板放入层压机内进行层压。

本发明各实施例中对封装太阳能电池的注塑底板和方法的描述各有侧重点，相关、相似之处可相互参考。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种封装太阳能电池的注塑底板，其特征在于，所述注塑底板通过注塑工艺一体成型；

所述注塑底板包括：

底板本体；

设置在所述底板本体四周的边框；

设置在所述底板本体背面的接线盒。

2.根据权利要求1所述的注塑底板，其特征在于，所述注塑底板的制作材料为热致性高分子液晶聚合物。

3.根据权利要求1所述的注塑底板，其特征在于，还包括：

位于所述底板本体正面的多个电池片固定槽，所述电池片固定槽具有与电池片相适应的形状；

位于所述电池片固定槽四周的保护支撑架；

将所述保护支撑架分割成小段，用于放置汇流带和焊带的汇流带线槽；

设置在所述边框与保护支撑架之间的EVA容纳槽。

4.根据权利要求2所述的注塑底板，其特征在于，所述热致性高分子液晶聚合物的热变形温度为180℃-250℃。

5.根据权利要求4所述的注塑底板，其特征在于，所述热致性高分子液晶聚合物为改性热致性高分子液晶聚合物，具体为：

在热致性高分子液晶聚合物中添加有低分子液晶聚合物，共混后的聚合物即为改性热致性高分子液晶聚合物。

6.一种封装太阳能电池的方法，其特征在于，包括：

制作注塑底板，所述注塑底板包括底板本体、设置在所述底板本体四周的边框和设置在所述底板本体背面的接线盒；

将太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和所述注塑底板组装在一起；

将所述组装在一起太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和注塑底板放入层压机内进行层压。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述制作注塑底板，包括：

将处于熔融状态的改性热致性高分子液晶聚合物注入预设的模具中，冷却成型后取出，得到注塑底板。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和注塑底板组装在一起，包括：

在所述注塑底板上敷设第一层EVA胶；

在所述第一层EVA胶上敷设太阳能电池串；

在所述太阳能电池串上敷设第二层EVA胶；

在所述第二层EVA胶上覆盖封装玻璃。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述注塑底板还包括：

位于所述底板本体正面的多个电池片固定槽，所述电池片固定槽具有与电池片相适应的形状；

位于所述电池片固定槽四周的保护支撑架；

将所述保护支撑架分割成小段，用于放置汇流带和焊带的汇流带线槽；

设置在所述边框与保护支撑架之间的EVA容纳槽。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述将太阳能电池串、EVA胶、封装玻璃和注塑底板组装在一起，包括：

将太阳能电池串置于所述注塑底板上的电池片固定槽和汇流带线槽内；

在所述注塑底板上的EVA容纳槽内敷设EVA胶；

在所述注塑底板上面盖上封装玻璃。

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