CN103208550A

CN103208550A - 一种太阳能电池组件及封装方法

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Publication number: CN103208550A
Application number: CN2013101332565A
Authority: CN
Inventors: 邹新
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2033-04-16
Also published as: CN103208550B

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池组件及封装方法，其中太阳能电池组件，包括太阳能电池片以及与太阳能电池片连接的柔性导电焊带，在太阳能电池片的外侧设置有一加强箍，在太阳能电池片的背面设置有一加强贴片，该加强贴片通过间隔开的多个弹性连接件与所述加强箍连接，在加强箍的上下表面各封装一弹性膜，其中位于加强箍上表面的弹性膜为透明膜，在上下两层弹性模之间填充有压强为1～5bar的封装气体。与现有技术相比，本发明太阳能电池片通过弹性连接件与加强箍连接，不仅简化了太阳能电池组件的结构，采用了加强箍和弹性膜的组合方式，弹性膜以加强箍为依托，可以缓冲外力对太阳能电池片可能产生的冲击作用，进而保护太阳能电池片的正常工作。

Description

一种太阳能电池组件及封装方法

技术领域：

本发明属于新型太阳能电池组件，涉及太阳能电池片封装为组件的新的结构和方法。

背景技术：

现有的对于晶体硅电池的封装方法多聚焦于以硬质材料做为组件的受力件，以提供组件在使用过程中所必要的机械强度，保障组件不易受外力而损毁。受力件不仅占用体积大，而且也占了太阳能电池组件重量的大部分，并进而造成成品比重大，功率密度低。并因自身重量带来在安装使用过程中对结构强度的额外要求。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种自重轻、功率密度更高的太阳能电池组件及其封装方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种太阳能电池组件，包括太阳能电池片以及与太阳能电池片连接的柔性导电焊带，其特征在于：在所述的太阳能电池片的外侧设置有一加强箍，在所述的太阳能电池片的背面设置有一加强贴片，该加强贴片通过间隔开的多个弹性连接件与所述加强箍连接，在所述加强箍的上下表面各封装一弹性膜，其中位于加强箍上表面的弹性膜为透明膜，在上下两层弹性模之间填充有压强为1～5bar之间的封装气体。

所述的加强箍为带孔的网格，所述的太阳能电池片通过所述弹性连接片设置在网格的孔内。

所述的封装气体为氦气、氮气或惰性气体。

所述的弹性膜的材料为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯脂、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、玻璃纤维增强聚四氟乙烯、聚丙烯或以上述材料为素材的复合膜。

所述的太阳能电池片成矩阵方式布置，太阳能电池片之间通过柔性导电焊带进行串并联连接。

在所述的加强箍上设置有第一连接结构，该第一连接结构为挂钩、卡扣或连接孔。

在所述的下表面的弹性膜的外接界面设置有第二连接结构，该第二连接结构为挂钩、卡扣、粘结面、螺丝孔或铆接孔。

在上表面的弹性膜上设置有减反射纹理或减反射层。

在上表面的弹性膜上设置有硬膜镀层。

一种太阳能电池组件的封装方法，步骤为：第一步、将一片或多片太阳能电池片串联焊接，并将加强贴片通过弹性连接片连接在加强箍上备用；第二步、再将单片太阳能电池片或太阳能电池片串贴在加强贴片中心，然后将两片弹性膜从上下两面以热粘结方式粘合在加强箍上，两片弹性膜围绕加强箍形成上下粘合面，并在粘合面上预留一个小口；第三步、通过小口注入不会与电池片发生反应的封装气体，封装气体的气压根据预备安装地点的气压决定，一般为该气压的1-5倍，在1～5bar之间，在气压达到预设压力后，将所述小口以热粘结方式迅速粘合；第四步、根据需要在柔性导电焊带的外端安装公母插头或其他电气连接件。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明电池组件，将太阳能电池片通过弹性连接件连接在加强箍上，并在加强箍上下各封装一层弹性膜，在上下两层弹性膜之间的内部空间充满不会与电池片发生反应的封装气体，封装气体成分可以是惰性气体或其他中性气体，封装气体使得弹性膜在太阳能组件预期工作环境的大气压下其内部压力能够使得弹性膜体膨胀、表面平滑、不影响光线通过，保障太阳能电池片的发电效率，且具有一定弹性不至于使弹性膜体破裂。

2、太阳能电池片通过弹性连接件与加强箍连接，不仅简化了太阳能电池组件的结构，更是改变了现有的在太阳能电池片正反两面设置硬质受力件的结构方式，采用了加强箍和弹性膜的组合方式，弹性膜以加强箍为依托，并起缓冲外力对太阳能电池片产生冲击的作用。

3、弹性膜材料封装用料较少较轻，能有效降低生产过程中的材料用量以及材料的运输成本；组件密度较低，可用于要求低重量的场合，或在一般安装场合使用时节省安装结构用料。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的爆炸示意图。

图3是图1的仰视图。

图4是本发明上层膜外形为锥形构造的示意图。

图5是本发明上层膜外形为锥台构造的示意图。

图6是本发明太阳能电池组件组装后使用状态示意图。

图7是本发明多个太阳能电池片组装后再封装成一个整体的结构示意图。

图8是图7的爆炸示意图。

其中：

1、透明弹性膜向阳面，2、弹性膜背阳面，3、太阳能电池片，4、柔性导电焊带，5、加强贴片，6、弹性连接片，7、加强箍，8、加强箍外接结构，9、插头母头，10、插头公头，11、外接界面，12、弹性膜材料的封口，13、安装面,14、连续的凸起的透明弹性膜向阳面，15、连续的凸起的弹性膜背阳面，16、连通缝隙,17、组件安装点。

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明作详细说明：

实施例一

如图1-3所示，本发明阳能电池组件由若干太阳能电池片封装单体组合而成。

其中太阳能电池片封装单体包括太阳能电池片3、加强贴片5、加强箍7、弹性连接片6、弹性膜、封装气体、柔性导电焊带4、外接界面11以及连接插头等。其中太阳能电池片3为单晶硅电池片、多晶硅电池片或其他片状易碎的太阳能电池片。太阳能电池片3的正负极与柔性导电焊带4焊接，太阳能电池片3背面贴有绝缘的尺寸略大于太阳电池片或电池片串的轻质加强贴片5，加强贴片5与加强箍7之间以弹性连接片6连接。弹性膜分布在太阳能电池片3、加强贴片5、加强箍7、弹性连接片6形成的片状组合的上下方，其向阳一面的弹性膜为透明弹性膜向阳面1，背阳的一面为弹性膜背阳面2，该弹性膜背阳面2可以为透明或不透明。上下两层弹性膜贴合在加强箍7上下，在太阳能电池片3体积之外的空间进行封口。密封透明弹性膜内部空间充满不会与太阳能电池片发生反应的封装气体，封装气体成分可以是氦气、氮气、惰性气体或其它中性气体。使得透明弹性膜在组件预期工作环境的大气压下其内部压力能够使得膜体膨胀、表面平滑、不影响光线通过，且具有一定弹性不至于使膜体破裂。且能够在较高气压下使弹性膜具有一定表面张力而不至于触碰到弹性膜内部的太阳能电池片。

弹性膜可以为透明或不透明的，可选材料为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯脂、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、玻璃纤维增强聚四氟乙烯、聚丙烯等。太阳能电池片封装单体的向阳面必须为透明的，而其背阳面可以为透明或不透明。以上材料的优点在于，抗老化性能好、耐磨、耐热、耐寒、耐腐蚀，并具有较高的弹性和较低的密度。

为了减少太阳光的反射，可在在上表面的弹性膜上设置有减反射纹理、减反射层。并可为了提高表面的抗磨性能，在表面设置硬膜镀层等。

柔性导电焊带一端焊接在光伏片的正负极上，另一端夹在两片透明弹性膜材料之间或穿透膜材料延伸到膜的外部，柔性导电焊带与膜材料紧密贴合或通过介质紧密贴合，以确保膜材料所围合的空间密封。

太阳能电池片封装单体可以封装一片或多片太阳能电池片，此时多片太阳能电池组件应先进行串并联焊接。

密封透明弹性膜在预期工作环境的大气压下其几何形态可以为圆丘体、各种底面的锥体（见图4）、各种底面的台体（见图5）、各种底面的柱体、各种底面的有机形体，或近似以上形态的衍生形体。而其表面质地可以为平滑或具有减少光线反射效果的纹理。

加强箍设置在密封透明弹性膜材料的封口宽度内，加强箍可以有部分外缘在不影响密封的条件下露出封口，此时露出封口的外缘可以包含挂钩、卡扣、孔等外接结构。

密封透明弹性膜材料的背光面设置有外接界面，外接界面上可设有挂钩、卡扣、粘合面、螺丝孔、铆接孔等连接结构。

太阳能电池片封装单体以矩阵方式组合形成太阳能电池组件。电气连接上，太阳能电池片封装单体之间通过对柔性导电焊带进行串并联形成，连接结构为焊接或公母头插接、螺丝拧紧或直接绞接等形式，其连接点有绝缘处理。

太阳能电池片封装单体可以通过膜材料背光面设置的外接界面借助挂钩、卡扣、粘合、螺丝连接或铆接等方式，或对加强箍外缘挂钩、卡扣、孔等连接结构进行连接的方式，安装在同一平面或平面网格上形成一个组件后再用于在预设安装面上安装。也可以直接通过前述连接方式直接安装在预设安装面上并通过串并联形成所需电气结构。

本实施例的太阳能电池组件的封装方法是：先将一片或多片太阳能电池片串联焊接，并将加强贴片通过弹性连接片连接在加强箍上备用；再将单片太阳能电池片或太阳能电池片串贴在加强贴片中心，然后将两片弹性膜从上下两面以热粘结方式粘合在加强箍上，此过程需使用到模具，用于加压及导热。模具形状为具有开口的碗型或筒形，开口的形状与上述密封透明弹性膜在预期工作环境的大气压下其几何形态的底面相同，并在边缘开槽。热压粘结后，两片弹性膜围绕加强箍形成上下粘合面，只在模具的边缘开槽处留下一个小口，其粘合面应略大于加强箍，弹性膜与柔性导电焊带之间可以通过夹入粘合介质实现更好的密封；之后通过小口注入不会与电池片发生反应的封装气体，封装气体的气压应根据预备安装地点的气压决定，一般在1～5bar之间；在气压达到预设压力后，将前述小口以热粘结方式迅速粘合，此过程通过另一个导热模具加压加热实现；然后根据需要在柔性导电焊带的外端安装公母插头或其他电气连接件。

实施例二

如图6-7所示，本实施例与实施例一的结构基本相同，区别在于加强筋的结构进行了改进，在本实施例中，加强箍7为带孔的网格，太阳能电池片3通过弹性连接片6安装在网格的孔内。太阳能电池片串并联为预设的矩阵形式，背面贴有加强贴片，加强贴片通过弹性连接片连接在同一平面或平面网格上，有连续凸起的透明弹性膜在网格上围合密封。围合的空间内充有实施例一的封装气体，每一个凸起之间有缝隙连通。透明弹性膜材料的凸起位置和太阳能电池片的位置一一对应，凸起形态可以为结构一所述的形状。此时形成的太阳能电池组件在整体上设置不在同一条直线上的大于三个安装点。

本实施例的太阳能电池组件的封装方法是：先将太阳能电池片进行串并联，并将加强贴片通过弹性连接片连接在同一平面或平面网格上备用，再将单片太阳能电池片或太阳能电池片串贴在加强贴片中心，然后将两片弹性膜材料从上下两面通过模具压合在一起并加压加热，以热粘结方式粘合在前述平面或平面网格上，模具具有连续碗状或筒形开口，并在边缘开槽，可留下一个小口，弹性膜材料与柔性导电焊带之间可以通过夹入粘合介质实现更好的密封；之后通过小口注入不会与电池片发生反应的气体，气体的气压应根据预备安装地点的气压决定；在气压达到预设压力后，将前述小口以热粘结方式迅速粘合；然后根据需要在柔性导电焊带的外端安装公母插头或其他电气连接件。

本发明两个实施例的封装方式也可以在预设压力环境下将上下两片弹性膜通过加压加热粘合在加强箍上，而不用预留小口及注入前述封装气体，之后压力降回正常气压，亦可实现气体封装。

Claims

1.一种太阳能电池组件，包括太阳能电池片以及与太阳能电池片连接的柔性导电焊带，其特征在于：在所述的太阳能电池片的外侧设置有一加强箍，在所述的太阳能电池片的背面设置有一加强贴片，该加强贴片通过间隔开的多个弹性连接件与所述加强箍连接，在所述加强箍的上下表面各封装一弹性膜，其中位于加强箍上表面的弹性膜为透明膜，在上下两层弹性模之间填充有压强为1～5bar的封装气体。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述的加强箍为带孔的网格，所述的太阳能电池片通过所述弹性连接片设置在网格的孔内。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述的封装气体为氦气、氮气或惰性气体。

4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述的弹性膜的材料为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯脂、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、玻璃纤维增强聚四氟乙烯、聚丙烯或以上述材料为素材的复合膜。

5.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其特征在于：所述的太阳能电池片成矩阵方式布置，太阳能电池片之间通过柔性导电焊带进行串并联连接。

6.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于：在所述的加强箍上设置有第一连接结构，该第一连接结构为挂钩、卡扣或连接孔。

7.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于：在所述的下表面的弹性膜的外接界面设置有第二连接结构，该第二连接结构为挂钩、卡扣、粘结面、螺丝孔或铆接孔。

8.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于：在上表面的弹性膜上设置有减反射纹理或减反射层。

9.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于：在上表面的弹性膜上设置有硬膜镀层。

10.一种用于制备权利要求1所述太阳能电池组件的封装方法，其特征在于，步骤为：第一步、将一片或多片太阳能电池片串联焊接，并将加强贴片通过弹性连接片连接在加强箍上备用；第二步、再将单片太阳能电池片或太阳能电池片串贴在加强贴片中心，然后将两片弹性膜从上下两面以热粘结方式粘合在加强箍上，两片弹性膜围绕加强箍形成上下粘合面，并在粘合面上预留一个小口；第三步、通过小口注入不会与电池片发生反应的封装气体，封装气体的气压根据预备安装地点的气压决定，在1～5bar之间，在气压达到预设压力后，将所述小口以热粘结方式迅速粘合；第四步、根据需要在柔性导电焊带的外端安装公母插头或其他电气连接件。