CN102820352B - 一种晶体硅光伏组件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种晶体硅光伏组件，它包括自上而下依次叠放的上盖板、第一有机胶膜、晶体硅电池片、第二有机胶膜和背板形成的组件，在背板上连接有防水接线盒，组件的周边设有铝合金边框。本发明还公开了一种晶体硅光伏组件的制备方法，它包括准备工序、焊接、组装、检测、层压、层压后处理、装框和后道处理工序。本发明晶体硅光伏组件具有高效、电压输出稳定、坚固可靠、长期稳定性，非常适用于陆地电站及屋顶电站的应用。 本发明方法合理配置送料及生产流水线工艺，优化了工艺流程，缩短了组件制造时间，并确保组件制品的高质量和批次稳定性。

Description

一种晶体硅光伏组件及其制备方法

技术领域

本发明提供一种晶体硅光伏组件及其制备方法，属于太阳能光伏技术领域。

背景技术

太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，是重要的可再生能源之一，是各国政府在资源利用方面可持续发展战略的重要内容。太阳能一方面作为一种对环境不产生或很少产生污染的新能源和可再生能源，是高含碳化石能源在污染物排放上不能比拟的一类重要替代能源；另一方面，在我国广阔的国土上，太阳能又是一种急需补充的能源，利用太阳能独立发电系统，为缺电或无电的偏远地区、沿海岛屿等解决供电问题，对于促进这些地区脱贫致富、使农村经济和生态环境协调发展，具有重大意义。本产品属于新能源领域，既节省了化石能源，加快能源回收；同时又不会对外界造成污染，是一种绿色、高效、可持续的能源利用方式。目前，高转化效率、低成本是晶体硅光伏组件发展的主要趋势，也是技术研究者追求的目标。另外，由于在野外使用光伏组件会遭遇各种恶劣环境，因而为了从环境方面保护光伏组件提出了难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的缺陷，提供一种设计更业合理、使用寿命长的晶体硅光伏组件。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述晶体硅光伏组件的一种制备方法。 

本发明所要解决定的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种晶体硅光伏组件，其特点是：它包括自上而下依次叠放的上盖板、第一有机胶膜、晶体硅电池片、第二有机胶膜和背板形成的组件，在背板上连接有防水接线盒，组件的周边设有铝合金边框；所述的第一有机胶膜和第二有机胶膜的材料优选为有机硅树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种；所述的上盖板的透光率不低于90%，上盖板的强度为承受至少2400Pa的风压和5400Pa的雪压；所述的背板选自多层聚合物的复合膜，钢化玻璃，改性的PET膜，透明TPT膜。

本发明中所述的晶体硅电池片可以采用单晶硅电池片或者多晶硅电池片。

本发明所要解决定的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现的。本发明还提供了一种如以上技术方案所述的晶体硅光伏组件的制备方法，其特点是，其具体步骤如下：

（1）准备工序：对电池片进行分选，对焊带进行预处理；使用裁切机对有机胶膜、背板进行精确尺寸裁切；对焊带的预处理方法是：将焊带放在焊带浸泡工装内，放入助焊剂中浸泡5-10min，取出后晾干；

（2）焊接：焊接分为单片焊接和串联焊接，焊接时将电池片放在一加热器具表面上，先对电池片进行50~60℃预热处理，然后用330~360℃的电烙铁进行焊接，焊接时电池片与电烙铁头部成30~60°倾斜角度，以竖焊或者横拉焊方式进行焊接，焊接速度在2-3s/根；串连焊接时，在串连模板上用330~360℃的电烙铁进行焊接，焊接时串连模板与电烙铁头部成30~60°倾斜角度，焊接速度在2-3s/根；串连焊接得到晶体硅电池片；

（3）组装：按照逆向叠层顺序将上盖板放在最底层，上铺第一有机胶膜，然后铺设晶体硅电池片，将其串连组成电气输出回路，其汇流条连接处用340~370℃电烙铁焊接，并形成四条引出线；然后再铺设第二有机胶膜，最后铺设背板，完成组装工序，得组装件；使用电致发光或光致发光检测设备，对组装件进行质量检测，合格后进行层压；

（4）层压：将组装件置于温度为140~160℃层压机中，上层压室抽真空320-340s，延时10-15s，后逐步加压，从-70kPa，逐步加至-30kPa，在此压力下层压500-700s后，下层压室充气50-60s，最终完成层压交联；

（5）层压后处理：层压后进行冷却、削边和层压检测处理；冷却采用风冷方式，冷却时间为15~30min，冷却至30℃以下；削边时采用中间有V字型缺口的削边刀，以铲切或者回拉式削边方式完成层压件毛边的去除；

（6）装框：用装框机对经层压后处理的层压件进行四边装框，并用紧固件紧固，边框与层压件之间通过胶带、橡胶条或者密封胶进行密封；

（7）后处理：安装接线盒，对接线盒进行密封处理，即得晶体硅光伏组件。

本发明所述的晶体硅光伏组件的制备方法中，进一步优选的技术方案或者技术特征是：

1、步骤（1）中，对电池片进行分选采用电流档、电压档、转化效率、功率档中的一种或多种分选方式。

2、步骤（2）中，对电池片进行组装焊接时采用耐高温隔垫，防止焊接时烫伤有机角膜，并在汇流条之间隔以绝缘垫条。

本发明提供的晶体硅光伏组件具有高效率，24V直流电压稳定输出，卓越的弱光效应、采用高透光率优质钢化玻璃、独特工艺使组件美观坚固抗风雪，安装方便、独有技术避免柜架内积水冻结和变形、可根据客户需求专门设计，单独包装、25年输出功率保证等特 点。由于采用了专用铝合金外框，组件安装架设十分方便。组件的背面安装有一个防水接线盒，通过接线盒可以方便的与外电路连接。

本发明中，上盖板为受光侧的透明保护材料，最好选用高透光率高强度的低铁绒面钢化玻璃或镀膜玻璃或高透光率高强度的硬质塑料板；电池片上下的第一第二有机胶膜可以是同一种材料也可以是不同材料。背板为非受光侧的防护材料，般采用多层聚合物的复合膜或者钢化玻璃中的一种。

本发明晶体硅光伏组件的制备方法，其技术方案是合理配置送料及生产流水线工艺，优化了工艺流程，缩短了组件制造时间，并确保组件制品的高质量和批次稳定性。

组装过程中，电池串间要有适当的间距，并与上盖板边缘保持有一定的间距。装框机最好为气动平推模式，以预装框和装框两步完成装框。

本发明组件或者本发明方法制得的组件在满足IEC61730-1的基本设计结构要求的基础上，使用品质优良的原材料制造，使用先进的真空层压工艺以及高效焊接工艺制造，确保产品在最严酷的环境中的长寿命和高可靠性。

附图说明

图1为本发明晶体硅光伏组件的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明中的晶体硅光伏组件及其制备方法作进一步的说明。

实施例1，参照图1，一种晶体硅光伏组件，它包括自上而下依次叠放的上盖板1、第一有机胶膜2、晶体硅电池片3、第二有机胶膜4和背板5形成的组件，在背板5上连接有防水接线盒，组件的周边设有铝合金边框6；所述的第一有机胶膜2和第二有机胶膜4的材料为有机硅树脂、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种；所述的上盖板1的透光率不低于90%，上盖板1的强度为承受至少2400Pa的风压和5400Pa的雪压；所述的背板5选自多层聚合物的复合膜，钢化玻璃，改性的PET膜，透明TPT膜。该晶体硅电池片采用单晶硅电池片或者多晶硅电池片。

实施例2，一种如实施例1所述的晶体硅光伏组件的制备方法，其具体步骤如下：

（1）准备工序：对电池片进行分选，对焊带进行预处理；使用裁切机对有机胶膜、背板进行精确尺寸裁切；对焊带的预处理方法是：将焊带放在焊带浸泡工装内，放入助焊剂中浸泡8min，取出后晾干；

（2）焊接：焊接分为单片焊接和串联焊接，焊接时将电池片放在一加热器具表面上，先对电池片进行55℃预热处理，然后用345℃的电烙铁进行焊接，焊接时电池片与电烙铁头部成 45°倾斜角度，以竖焊或者横拉焊方式进行焊接，焊接速度在2.5s/根；串连焊接时，在串连模板上用345℃的电烙铁进行焊接，焊接时串连模板与电烙铁头部成45°倾斜角度，焊接速度在2.5s/根；串连焊接得到晶体硅电池片；

（3）组装：按照逆向叠层顺序将上盖板放在最底层，上铺第一有机胶膜，然后铺设晶体硅电池片，将其串连组成电气输出回路，其汇流条连接处用355℃电烙铁焊接，并形成四条引出线；然后再铺设第二有机胶膜，最后铺设背板，完成组装工序，得组装件；使用电致发光或光致发光检测设备，对组装件进行质量检测，合格后进行层压；

（4）层压：将组装件置于温度为150℃层压机中，上层压室抽真空33s，延时12s，后逐步加压，从-70kPa，逐步加至-30kPa，在此压力下层压600s后，下层压室充气55s，最终完成层压交联；

（5）层压后处理：层压后进行冷却、削边和层压检测处理；冷却采用风冷方式，冷却时间为22min，冷却至30℃以下；削边时采用中间有V字型缺口的削边刀，以铲切或者回拉式削边方式完成层压件毛边的去除；

（6）装框：用装框机对经层压后处理的层压件进行四边装框，并用紧固件紧固，边框与层压件之间通过胶带、橡胶条或者密封胶进行密封；

（7）后处理：安装接线盒，对接线盒进行密封处理，即得晶体硅光伏组件。

实施例3，一种如实施例1所述的晶体硅光伏组件的制备方法，其具体步骤如下：

（1）准备工序：对电池片进行分选，对焊带进行预处理；使用裁切机对有机胶膜、背板进行精确尺寸裁切；对焊带的预处理方法是：将焊带放在焊带浸泡工装内，放入助焊剂中浸泡5min，取出后晾干；

（2）焊接：焊接分为单片焊接和串联焊接，焊接时将电池片放在一加热器具表面上，先对电池片进行50℃预热处理，然后用330℃的电烙铁进行焊接，焊接时电池片与电烙铁头部成30°倾斜角度，以竖焊或者横拉焊方式进行焊接，焊接速度在2s/根；串连焊接时，在串连模板上用330℃的电烙铁进行焊接，焊接时串连模板与电烙铁头部成30°倾斜角度，焊接速度在2s/根；串连焊接得到晶体硅电池片；

（3）组装：按照逆向叠层顺序将上盖板放在最底层，上铺第一有机胶膜，然后铺设晶体硅电池片，将其串连组成电气输出回路，其汇流条连接处用340℃电烙铁焊接，并形成四条引出线；然后再铺设第二有机胶膜，最后铺设背板，完成组装工序，得组装件；使用电致发光或光致发光检测设备，对组装件进行质量检测，合格后进行层压；

（4）层压：将组装件置于温度为140℃层压机中，上层压室抽真空320s，延时10s，后逐步 加压，从-70kPa，逐步加至-30kPa，在此压力下层压500后，下层压室充气50s，最终完成层压交联；

（5）层压后处理：层压后进行冷却、削边和层压检测处理；冷却采用风冷方式，冷却时间为15min，冷却至30℃以下；削边时采用中间有V字型缺口的削边刀，以铲切或者回拉式削边方式完成层压件毛边的去除；

（6）装框：用装框机对经层压后处理的层压件进行四边装框，并用紧固件紧固，边框与层压件之间通过胶带、橡胶条或者密封胶进行密封；

（7）后处理：安装接线盒，对接线盒进行密封处理，即得晶体硅光伏组件。

实施例4，一种如实施例1所述的晶体硅光伏组件的制备方法，其具体步骤如下：

（1）准备工序：对电池片进行分选，对焊带进行预处理；使用裁切机对有机胶膜、背板进行精确尺寸裁切；对焊带的预处理方法是：将焊带放在焊带浸泡工装内，放入助焊剂中浸泡10min，取出后晾干；

（2）焊接：焊接分为单片焊接和串联焊接，焊接时将电池片放在一加热器具表面上，先对电池片进行60℃预热处理，然后用360℃的电烙铁进行焊接，焊接时电池片与电烙铁头部成60°倾斜角度，以竖焊或者横拉焊方式进行焊接，焊接速度在3s/根；串连焊接时，在串连模板上用360℃的电烙铁进行焊接，焊接时串连模板与电烙铁头部成60°倾斜角度，焊接速度在3s/根；串连焊接得到晶体硅电池片；

（3）组装：按照逆向叠层顺序将上盖板放在最底层，上铺第一有机胶膜，然后铺设晶体硅电池片，将其串连组成电气输出回路，其汇流条连接处用370℃电烙铁焊接，并形成四条引出线；然后再铺设第二有机胶膜，最后铺设背板，完成组装工序，得组装件；使用电致发光或光致发光检测设备，对组装件进行质量检测，合格后进行层压；

（4）层压：将组装件置于温度为160℃层压机中，上层压室抽真空340s，延时15s，后逐步加压，从-70kPa，逐步加至-30kPa，在此压力下层压700s后，下层压室充气60s，最终完成层压交联；

（5）层压后处理：层压后进行冷却、削边和层压检测处理；冷却采用风冷方式，冷却时间为30min，冷却至30℃以下；削边时采用中间有V字型缺口的削边刀，以铲切或者回拉式削边方式完成层压件毛边的去除；

（6）装框：用装框机对经层压后处理的层压件进行四边装框，并用紧固件紧固，边框与层压件之间通过胶带、橡胶条或者密封胶进行密封；

（7）后处理：安装接线盒，对接线盒进行密封处理，即得晶体硅光伏组件。

实施例5，实施例2或3或4所述的晶体硅光伏组件的制备方法的步骤（1）中，对电池片进行分选采用电流档、电压档、转化效率、功率档中的一种或多种分选方式。

实施例6，实施例2-5中任何一项所述的晶体硅光伏组件的制备方法的步骤（2）中，对电池片进行组装焊接时采用耐高温隔垫，防止焊接时烫伤有机角膜，并在汇流条之间隔以绝缘垫条。

实施例7，晶体硅光伏组件的制备方法方验。

晶体硅光伏组件由按自上而下依次叠放的是低铁绒面钢化玻璃，EVA胶膜，晶体硅电池片，EVA胶膜，PET背板，边框为铝型材边框。低铁绒面钢化玻璃为晶体硅组件的受光侧，在满足足够透光率的情况下起保护太阳能电池片的作用和具有一定的耐压性能；EVA胶膜起到粘结密封作用，有效将电池片封装在玻璃和PET背板中间，并通过层压形成稳定可靠的光伏组件产品；铝型材边框在设计上除满足电站安装，另外两边还开设漏水孔，接地孔，保证电气安全的同时起到一定的耐压保护性能。

晶体硅光伏组件的制备方法步骤如下：

1、对晶体硅电池片按照晶体硅电池片转化效率进行分选，分选结束后送至单焊工序；同时放在焊带浸泡工装内放入助焊剂中浸泡5min，取出后晾干，并送至单焊工序；利用裁切机对EVA角膜及PET背板进行定长定宽精确裁切，连同钢化玻璃并一并送至组装工序处，准备待用；

2、将分选好的电池片放置在50℃加热台上预热，校正烙铁头温度在330℃，将预处理过的焊带摆正，以45°倾斜角，从第三根副栅线起焊，最后第三根副栅线止焊。将焊接好的单片电池串以一定数量排放在串联模板上，将后面的电池片上的焊带焊接在前一片电池片背电极上；

3、依次将钢化玻璃、EVA胶膜和焊接好的电池串以正负相隔的方式放置在组装台上，用电烙铁将汇流条与电池串焊接，形成回路。在组装好的电池串上铺设一层EVA胶膜，最后铺设PET背板材料，并将输出电极从背板预留口伸出；

4、将组装好的待层压件进行层压前检测，首先进行顶升检查，然后利用红外检测仪进行焊接质量检测，对焊接不良的电池片进行更换；

5、将组装后的待层压件置于温度为142℃层压机中，上层压室抽真空330s，延时15s，后逐步加压，从-70kPa，逐步加之-30kPa，在此压力下层压600s后下充气时间60s。完成层压交联；

6、层压件经过层压后冷却，经流水线流至削边单元，削边工序采用中间有V字型缺口的削 边刀，以铲切方式完成层压件毛边的去除；

7、把密封胶涂在边框预设卡槽内，然后以角键相连边框，采用气压平推式装框机完成装框；

8、装好框的晶体硅光伏组件，将输出电极焊接在接线盒上，电烙铁焊接温度为360℃，焊接时辅以焊锡丝，并在点焊后压实，在接线盒内灌满有机硅密封胶，并预留6小时的固化时间等待密封胶、灌封胶固化；固化结束后，对组件进行清洗，然后进行外观检测、绝缘耐压检测、电性能检测，最后根据功率输出情况判定档位，粘贴标签和条形码，并最终检查并装箱。

Claims (1)

1.一种晶体硅光伏组件的制备方法，其特征在于：

晶体硅光伏组件由按自上而下依次叠放的是低铁绒面钢化玻璃，EVA胶膜，晶体硅电池片，EVA胶膜，PET背板，边框为铝型材边框；低铁绒面钢化玻璃为晶体硅组件的受光侧，在满足足够透光率的情况下起保护太阳能电池片的作用和具有一定的耐压性能；EVA胶膜起到粘结密封作用，有效将电池片封装在玻璃和PET背板中间，并通过层压形成稳定可靠的光伏组件产品；铝型材边框在设计上除满足电站安装，另外两边还开设漏水孔，接地孔，保证电气安全的同时起到一定的耐压保护性能；

晶体硅光伏组件的制备方法步骤如下：

(1)对晶体硅电池片按照晶体硅电池片转化效率进行分选，分选结束后送至单焊工序；同时放在焊带浸泡工装内放入助焊剂中浸泡5min，取出后晾干，并送至单焊工序；利用裁切机对EVA角膜及PET背板进行定长定宽精确裁切，连同钢化玻璃并一并送至组装工序处，准备待用；

(2)将分选好的电池片放置在50℃加热台上预热，校正烙铁头温度在330℃，将预处理过的焊带摆正，以45°倾斜角，从第三根副栅线起焊，最后第三根副栅线止焊；将焊接好的单片电池串以一定数量排放在串联模板上，将后面的电池片上的焊带焊接在前一片电池片背电极上；

(3)依次将钢化玻璃、EVA胶膜和焊接好的电池串以正负相隔的方式放置在组装台上，用电烙铁将汇流条与电池串焊接，形成回路；在组装好的电池串上铺设一层EVA胶膜，最后铺设PET背板材料，并将输出电极从背板预留口伸出；

(4)将组装好的待层压件进行层压前检测，首先进行顶升检查，然后利用红外检测仪进行焊接质量检测，对焊接不良的电池片进行更换；

(5)将组装后的待层压件置于温度为142℃层压机中，上层压室抽真空330s，延时15s，后逐步加压，从-70kPa，逐步加至-30kPa，在此压力下层压600s后下充气时间60s，完成层压交联；

(6)层压件经过层压后冷却，经流水线流至削边单元，削边工序采用中间有V字型缺口的削边刀，以铲切方式完成层压件毛边的去除；

(7)把密封胶涂在边框预设卡槽内，然后以角键相连边框，采用气压平推式装框机完成装框；

(8)装好框的晶体硅光伏组件，将输出电极焊接在接线盒上，电烙铁焊接温度为360℃，焊接时辅以焊锡丝，并在点焊后压实，在接线盒内灌满有机硅密封胶，并预留6小时的固化时间等待密封胶、灌封胶固化；固化结束后，对组件进行清洗，然后进行外观检测、绝缘耐压检测、电性能检测，最后根据功率输出情况判定档位，粘贴标签和条形码，并最终检查并装箱。