CN103094416A - 一种光伏组件生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光伏组件生产工艺，在光伏组件层压前对与光伏组件中EVA膜接触的背板表面进行等离子处理，以提高背板与EVA膜的粘结性能。采用等离子处理技术，解决了传统组件生产工艺中，背板耐候层与EVA膜粘接强度偏低的弱点，优化了背板与EVA膜的粘接性能，提高了组件使用寿命。

Description

一种光伏组件生产工艺

技术领域

本发明涉及一种光伏组件生产工艺，尤其是光伏组件使用等离子体增强光伏电池背板与EVA膜粘结强度的生产工艺。

背景技术

太阳能光伏发电是利用半导体光生伏特效应而将光能转化为电能的一种技术，是解决地球污染与能源短缺的有效途径之一。光伏发电是根据光生伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。

将太阳能电池经过串联进行封装后成为光伏组件（太阳能电池板）；常规的光伏组件包括钢化玻璃、EVA膜、电池片、EVA膜、背板、边框和接线盒，钢化玻璃在光伏组件正面，光线可通过玻璃照射到半导体电池片，由于玻璃的刚度也可以为光伏组件提供支撑，提高组件刚性；前一层EVA膜用来粘结固定玻璃和电池片，后一层EVA粘结固定电池片和背板；背板主要起到密封、绝缘、防水等作用。背板位于光伏电池背面的最外层，是光伏电池非常重要的组成部分，不仅起到封装的作用，同时还起到保证光伏电池不受到环境影响的作用，确保光伏电池的使用寿命。

在光伏组件中，背板耐候层与EVA膜粘结，实现EVA膜和背板的结合。EVA膜与背板及玻璃的剥离强度决定了光伏电池组件的质量。EVA常温下无粘性，便于操作，但在层压过程中加热到一定温度，便发生物理、化学变化，将电池片、钢化玻璃和背板粘接。若粘接不牢，短期内即可出现脱胶，甚至出现玻璃脱落砸伤人员的情况。

现有技术中背板耐候层一般为含氟材料，其表面光滑。目前要求光伏组件能够户外使用寿命达到25年，背板耐候层影响背板与EVA膜的粘结性能，背板与EVA膜的粘接强度降低，背板与EVA膜容易脱离，使湿汽直接接触电池片而使电池片被氧化，影响组件使用寿命，甚至造成组件产品不合格。

现有技术中一般采用对EVA膜进行表面处理，以增强其与背板的粘结强度。CN201282146公开了一种光伏组件用EVA胶膜，所述光伏组件用EVA胶膜的至少一面压有凸台状的花纹。该实用新型将凸起的花纹做成凸台状，在使用时，可以方便层压固化过程中气体的排出，提高胶膜的粘结强度，固化后还可以提高胶膜的透光率，防止胶膜互相因粘性而难于分开。但是该发明提供的EVA胶膜与背板的粘结强度改善十分有限，对光伏组件寿命的提高有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种新的光伏组件生产工艺，在组件层压前采用等离子处理技术对背板的表面（与EVA膜接触的背板表面），赋予材料优异的亲水性能，革命性的实现了背板在太阳能电池应用时与EVA膜的持久高粘结性，确保了背板与EVA膜在经过电池组件热层压加工后的持久不分层，从而保证了光伏组件的长期使用性能。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种光伏组件生产工艺，在光伏组件层压前对与光伏组件中EVA膜接触的背板表面进行等离子处理，以提高背板与EVA膜的粘结性能。

本发明通过在光伏组件层压前，首先对与光伏组件中EVA膜接触的背板表面进行等离子处理。等离子处理通过无电极高频放电，使低压惰性气体的分子激化，形成含有正离子和电子的电离气体（等离子体）轰击背板表面，使背板表面产生交联，形成接枝层，反应引入极性基团改善表面的润湿性，从而增加同EVA膜的粘接性。

经等离子处理后的背板，表面自由能，粘结性，回潮率性能均得到有效的改善，而材料的基本性能几乎无变化。

使用等离子处理机对背板表面进行等离子处理，等离子处理机的气体发生腔体内工作气体的浓度为90~99.99%，例如90.2%、91.2%、91.8%、92.5%、93.2%、93.7%、94.7%、95.6%、96.4%、97.1%、97.9%、98.2%、98.9%、99.4%，优选91~98%，进一步优选91.5~97.5%。

所述工作气体为氩气或氦气。

使用等离子处理机对背板表面进行等离子处理，等离子处理机的放电频率为50~5000Hz，例如60Hz、80Hz、120Hz、180Hz、350Hz、760Hz、1020Hz、4900Hz、4800Hz、4700Hz、4600Hz、4500Hz，优选100~4850Hz，进一步优选300~4650Hz。

等离子处理的时间为0.1~4s，例如0.12s、0.14s、0.16s、0.18s、0.20s、0.22s、0.39s、0.37s、0.35s、0.33s、0.31s，优选0.1~3s，进一步优选0.1~2s。

背板表面经等离子处理后，其表面发生了复杂的物理和化学变化，表面产生了自由基，或者引入了带氧的极性基团，如羟基，羧基或羰基等。这些自由基/基团的产生使背板表面极性增加，增强了与EVA膜的粘结强度。

对与光伏组件中EVA膜接触的背板表面进行等离子处理，以提高背板与EVA膜的粘结性能，然后按玻璃、EVA膜、电池片、EVA膜、背板顺序排放，背板被等离子处理过的一面和EVA膜接触，之后进入层压机层压。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

采用等离子处理技术，解决了传统组件生产工艺中，背板耐候层与EVA膜粘接强度偏低的弱点，优化了背板与EVA膜的粘接性能，提高了组件使用寿命；

经过等离子处理后，EVA膜和背板间的粘结强度均在60N/cm以上，经1000h和2000h加速老化后，EVA膜和背板间的粘结强度依然可以保持在45N/cm以上。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

对与光伏组件中EVA膜接触的背板表面进行等离子处理，以提高背板与EVA膜的粘结性能：使用等离子处理机对背板表面进行等离子处理，等离子处理机的气体发生腔体内工作气体的浓度为90%，所述工作气体为氩气，等离子处理机的放电频率为50Hz，等离子处理的时间为4s。然后按玻璃、EVA膜、电池片、EVA膜、背板顺序排放，背板被等离子处理过的一面和EVA膜接触，之后进入层压机层压，得到光伏组件。

实施例2

对与光伏组件中EVA膜接触的背板表面进行等离子处理，以提高背板与EVA膜的粘结性能：使用等离子处理机对背板表面进行等离子处理，等离子处理机的气体发生腔体内工作气体的浓度为99.99%，所述工作气体为氩气，等离子处理机的放电频率为5000Hz，等离子处理的时间为0.1s。然后按玻璃、EVA膜、电池片、EVA膜、背板顺序排放，背板被等离子处理过的一面和EVA膜接触，之后进入层压机层压，得到光伏组件。

实施例3

对与光伏组件中EVA膜接触的背板表面进行等离子处理，以提高背板与EVA膜的粘结性能：使用等离子处理机对背板表面进行等离子处理，等离子处理机的气体发生腔体内工作气体的浓度为92.35%，所述工作气体为氩气，等离子处理机的放电频率为2500Hz，等离子处理的时间为2s。然后按玻璃、EVA膜、电池片、EVA膜、背板顺序排放，背板被等离子处理过的一面和EVA膜接触，之后进入层压机层压，得到光伏组件。

对比例

按玻璃、EVA膜、电池片、EVA膜、背板顺序排放，背板未经等离子处理，之后进入层压机层压，得到光伏组件。

根据GB/T2790-1995《胶黏剂180°剥离强度试验方法》测试背板与EVA膜之间的粘结强度，其中，夹持器的移动速度为100mm/min，得到实施例1~3所述EVA膜和背板间的粘结强度均在60N/cm以上，而对比例未经过等离子处理的背板与EVA膜间的粘结强度为45N/cm。

对背板进行等离子处理，显著提高了背板与EVA膜的粘结强度。

将实施例1~3和对比例所述光伏组件放入温度为85℃，湿度为85%的湿热箱中进行加速老化1000h，2000h后，测粘结强度，发现经1000h和2000h加速老化后，EVA膜和背板间的粘结强度依然可以保持在45N/cm以上。

应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (6)

1.一种光伏组件生产工艺，其特征在于，在光伏组件层压前对与光伏组件中EVA膜接触的背板表面进行等离子处理，以提高背板与EVA膜的粘结性能。

2.如权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，使用等离子处理机对背板表面进行等离子处理，等离子处理机的气体发生腔体内工作气体的浓度为90~99.99%，优选91~98%，进一步优选91.5~97.5%。

3.如权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述工作气体为氩气或氦气。

4.如权利要求1-3之一所述的生产工艺，其特征在于，使用等离子处理机对背板表面进行等离子处理，等离子处理机的放电频率为50~5000Hz，优选100~4850Hz，进一步优选300~4650Hz。

5.如权利要求1-4之一所述的生产工艺，其特征在于，等离子处理的时间为0.1~4s，优选0.1~3s，进一步优选0.1~2s。

6.如权利要求1-5之一所述的生产工艺，其特征在于，对与光伏组件中EVA膜接触的背板表面进行等离子处理，以提高背板与EVA膜的粘结性能，然后按玻璃、EVA膜、电池片、EVA膜、背板顺序排放，背板被等离子处理过的一面和EVA膜接触，之后进入层压机层压。