CN104752553A - 光伏组件及其封装工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光伏组件及其封装工艺,光伏组件的封装工艺包括如下步骤:a)提供所述光伏玻璃;b)在所述光伏玻璃上设置所述第一封装膜,得到第一预制件;c)对所述第一预制件进行第一预处理,以使得所述第一封装膜紧密贴合在所述光伏玻璃上;d)在经过所述第一预处理的第一预制件上设置所述电池片和所述第二封装膜,得到第二预制件;以及e)在所述第二预制件上设置背板,此后进行抽真空和层压,得到所述光伏组件。根据本发明的封装工艺,通过第一预处理使得第一封装膜紧密贴合在光伏玻璃上,降低了第一封装膜在输送过程中相对于光伏玻璃发生位移的概率,同时可以有效地排除第一封装膜与光伏玻璃之间的空气以避免在封装后的光伏组件中产生气泡。

Description

光伏组件及其封装工艺
技术领域
本发明涉及新能源技术领域,尤其涉及光伏组件及其封装工艺。
背景技术
一般光伏组件厂家在制作光伏组件时,通常将光伏组件的各部件在常温状态下进行层叠铺设,然后放入层压机内在设定的温度下进行抽真空和层压,以使其中的专用的封装胶膜在特定的温度和真空状态下经过一定时间的交联、固化来实现对于其中的电池片的封装。
然而,在层压过程中,光伏组件经常出现气泡、移位、脱层等等品质和工效低下等问题。尤其在高阻隔的聚烯烃类封装膜的情况下,由于膜本身不够柔软,聚烯烃类封装膜与光伏玻璃、电池片之间极易产生滑动,实际上在输送过程中80%的组件都会出现位移,严重时甚至直接导致所组装的光伏组件的报废。
此外,将铺设好的光伏组件在一个层压区进行一段式层压所需的固化温度相对较高,不利于将各部件之间的气体彻底排除,从而容易导致产品中出现小气泡,直接使得电池组件的功率衰减并减少组件的使用寿命。对于光伏大组件及双玻组件这种现象表现尤为突出,生产良率很低,一直以来还没有更好的办法解决。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
为此,本发明的一个目的在于提出一种具有气泡少甚至零、输送中不发生位移、生产效率高的光伏组件的封装工艺。。
本发明的另一个目的在于提出一种光伏组件。
为此,根据本发明第一方面实施例的光伏组件的封装工艺,所述光伏组件包括从下至上依次层叠的光伏玻璃、第一封装膜、电池片、第二封装膜、以及背板,所述封装工艺包括如下步骤:
a) 提供所述光伏玻璃;
b) 在所述光伏玻璃上设置所述第一封装膜,得到第一预制件;
c) 对所述第一预制件进行第一预处理,以使得所述第一封装膜紧密贴合在所述光伏玻璃上;
d) 在经过所述第一预处理的第一预制件上设置所述电池片和所述第二封装膜,得到第二预制件;以及
e) 在所述第二预制件上设置背板,此后进行抽真空和层压,得到所述光伏组件;
所述背板为高分子材料背板、金属背板或玻璃背板中的一种。
根据本发明实施例的封装工艺,在设置了第一封装膜后通过第一预处理,使得所述第一封装膜紧密贴合在所述光伏玻璃上,从而降低了第一封装膜在此后的输送过程中相对于光伏玻璃发生位移的概率,同时可以有效地排除第一封装膜与光伏玻璃之间的空气以避免在封装后的光伏组件中产生气泡。尤其是,将本发明实施例的封装工艺适用于制备大组件、双玻组件的光伏组件制品时,能够有效地克服传统所存在的废品率高等问题。
另外,根据本发明上述实施例的封装工艺还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,所述步骤c)可以包括:将所述第一预制件在温度50~100摄氏度的范围内、真空度-93~-103kpa的条件下抽真空0.5~6分钟,以使得所述第一封装膜紧密贴合在所述光伏玻璃上。根据本发明上述实施例的封装工艺,将传统的一步式封装工艺拆解为分段式抽真空、层压,从而可以适当地降低最终的抽真空及层压工艺中的温度、真空度、层压时间等条件,更有利于克服气泡、移位、分层等问题,从而可以有效地提高成品率,降低成本等。
在本发明的一些实施例中,所述第一封装膜为聚烯烃类封装膜。当封装膜为聚烯烃类封装膜时,由于封装膜本身不够柔软等原因,根据本发明的封装工艺,相对于传统的封装工艺而言能够大大地降低移位、气泡等问题的发生概率。
其中,所述聚烯烃类封装膜例如可以由聚乙烯醇缩丁醛树脂或聚烯烃类弹性体构成。
在本发明的一些实施例中,在所述第二预制件上设置所述背板之前还包括如下步骤:
I) 对所述第二预制件进行第二预处理,以使得所述第二封装膜、所述电池片、以及所述第一预制件之间紧密贴合。
在本发明的一些优选实施例中,具体而言,上述步骤I)包括:
将所述第二预制件在温度50-100摄氏度的范围内、真空度-90~-103kpa的条件下抽真空0.5~6分钟,以使得所述第二封装膜、所述电池片、以及所述第一预制件之间紧密贴合。
类似地,所述第二封装膜可以为聚烯烃类封装膜。该聚烯烃类封装膜可以由聚乙烯醇缩丁醛树脂或聚烯烃类弹性体构成。
尤其是,当背板为刚性的玻璃或金属背板时,该工艺制备的组件良品率相对于传统工艺得到大幅度提升。
根据本发明第二方面,还提出了一种根据上述任一实施例的封装工艺制得的光伏组件。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,。下面描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面,首先描述根据本发明实施例的封装工艺。
首先,描述根据本发明实施例的光伏组件的封装工艺中所涉及的光伏组件。所述光伏组件包括从下至上依次层叠的光伏玻璃、第一封装膜、电池片、第二封装膜、以及背板。
根据本发明实施例的光伏组件的封装工艺,所述封装工艺包括如下步骤:
a) 提供所述光伏玻璃。
关于光伏玻璃的具体材质没有特殊限定,可以采用传统工艺中所采用的光伏玻璃。
b) 在所述光伏玻璃上设置所述第一封装膜,得到第一预制件。
其中,对于第一封装膜的具体材质没有特殊限定,可以采用传统工艺中所采用的封装膜,例如EVA膜等。有利地,可以采用高阻隔的聚烯烃类封装膜。该聚烯烃类封装膜,例如可以由聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)或聚烯烃类弹性体(POE)构成。
c) 对所述第一预制件进行第一预处理,以使得所述第一封装膜紧密贴合在所述光伏玻璃上。
在得到第一预制件后,为了防止此后的输送过程中第一封装膜与光伏玻璃之间发生相对位移、并尽可能地降低第一封装膜与光伏玻璃之间产生气泡的概率,可以对第一预制件进行第一预处理,以使得所述第一封装膜紧密贴合在所述光伏玻璃上。
关于第一预处理,要能够实现在第一封装膜与光伏玻璃之间产生一定的吸附力从而使得所述第一封装膜紧密贴合在所述光伏玻璃上。
有利地,结合光伏组件的封装工艺中后期的抽真空、层压的工艺特点,可以进行如下具体操作。
将所述第一预制件在温度50~100摄氏度的范围内、真空度-90~-103kpa的条件下抽真空0.5~6分钟,以使得所述第一封装膜紧密贴合在所述光伏玻璃上。
也就是说,对于第一预制件进行阶段性的抽真空、层压加工。由此,可以将传统的一段式抽真空、层压分解为分段式的抽真空、层压工艺,适当地降低最终的抽真空及层压工艺中的温度、真空度、层压时间等条件,更有利于克服气泡、移位、分层等问题,从而可以有效地提高成品率,降低成本等。
此外,通过第一预处理后,提高了第一封装膜的上表面的粗糙度,从而可以对此后铺设的电池片具有一定的吸附力,减少电池片相对于第一预制件发生相对移动的概率。
d) 在经过所述第一预处理的第一预制件上设置所述电池片和所述第二封装膜,得到第二预制件。
关于电池片和第二封装膜没有特殊的限制,可以分别采用传统工艺中所采用的电池片和封装膜,例如作为封装膜可以采用EVA膜等。
有利地,作为第二封装膜,采用高阻隔的聚烯烃类封装膜。该聚烯烃类封装膜,例如可以由聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)或聚烯烃类弹性体(POE)构成。
其中,有效地降低第二封装膜在输送中发生相对移动的概率、有效地排除第二封装膜、所述电池片、以及所述第一预制件之间的气体,可以了进一步将抽真空、层压工艺进行分段,也就是在得到第二预制件后,可以进行第二预处理,以使得所述第二封装膜、所述电池片、以及所述第一预制件之间紧密贴合。
该第二预处理的具体操作可以采用与第一预处理相同的操作过程。
e) 在所述第二预制件上设置背板,此后进行抽真空和层压,得到所述光伏组件。
在形成第二预制件后,在其上设置背板、进行抽真空、层压,即可得到光伏组件。关于抽真空、层压的具体操作,可以采用现有的传统操作工艺及参数。例如,抽真空和层压的具体条件可以为:抽真空时间为1-6min,真空度-90~-103kPa,层压时间为5-20min,层压温度为130℃~160℃,压力为30kPa~103kPa(上室真空度为-30kPa~0kPa)。
其中,背板也可以是光伏玻璃,相应地,光伏组件为双玻组件。
对于聚烯烃类的高阻隔膜制作的封装光伏电池组件尤其是双玻结构的光伏电池组件,通过适用上述根据本发明实施例的分段式预处理,也就是说聚烯烃类的高阻隔膜替代传统生产线上的EVA封装胶膜,把原来的一步层压和一个恒定温度分解成了不同温度下的预处理段和层压,通过上述工艺的改进,有效地解决了传统封装工艺的光伏组件中常见的气泡、以及电池片、封装膜、背板等发生位移系列问题,同时提高了生产效率。
下面,通过具体实施例来详细描述本发明。
实施例1
a)     把光伏玻璃毛面向上铺设在传输带上;
b)     在光伏玻璃的毛面生铺设第一层封装胶膜-PVB膜;
c)      在90°温度下、真空度-100kpa的条件下抽真空2min;
d)     此后,经过输送带进入铺设电池片铺设工位,通过机械手铺设好需要封装的电池片后连接好焊带及汇流条;
e)      在电池片上铺第二层封装胶膜-EVA膜及TPE背板;
f)       通过输送带送入层压机内温度150°,-100kPa抽真空2min,上室充气至0kPa,层压8min后取出样件冷却,得到光伏组件1。
实施例2
除了第一层封装胶膜为POE膜、第一预处理是在温度80摄氏度下、真空度-95kpa下抽真空4min,所述背板为玻璃之外,以与实施例1相同的条件,制得光伏组件2。
实施例3
除了下述条件之外,与实施例1的条件相同。
本实施例中,第一层封装胶膜为POE膜;
第一预处理是在温度70摄氏度下、真空度-101kpa下抽真空1min;
第二封装膜也是POE膜。
另外,本实施例中,在铺设了第二封装膜后在铺设背板之前进行了第二预处理,第二预处理是在温度70摄氏度下、真空度-101kpa下抽真空1min来进行的。
铺设玻璃背板后,通过输送带送入层压机内温度130°,-90kPa抽真空4min层压15min后取出样件冷却,得到光伏组件3。
下面,为了更好地说明本发明的有益效果,给出根据传统的封装工艺制备的对比例。
对比例1
除了下述条件之外,与实施例1的条件相同。
在铺设第一封装膜后,不进行第一预处理,而是直接输送到下一工位铺设电池片;
在铺设了TPE背板之后,在层压机内在真空度-101kpa下、在140摄氏度下、抽真空6min,层压12分钟,得到光伏组件4。
对比例2
除了下述条件之外,与实施例3的条件相同。
在铺设第一封装膜后,不进行第一预处理,而是直接输送到下一工位铺设电池片;
在铺设第二封装膜后,也不进行第二预处理,而是直接输送到下一工位铺设背板;
在铺设了玻璃背板之后,在层压机内在真空度-101kpa下、在150摄氏度下、抽真空6min,层压12分钟,得到光伏组件5。
按照以上条件,分别制备100个样品,观察每组样品产生的不良并记录入表1。
表1:
  光伏组件1 光伏组件2 光伏组件3 光伏组件4 光伏组件5
气泡 0 0 0 1 60
位移 0 1 0 5 40
气泡+位移 0 1 0 6 80
制程总良率 100% 99% 100% 94% 20%
由表1可知,本发明所制备的光伏组件,其良品率明显好于传统工艺制备的光伏组件。特别是,在制备双玻组件(实施例3得到的光伏组件3、对比例2得到的光伏组件5)时,本发明的方法相对于传统封装工艺而言,气泡及位移的不良得到改善,良品率得到显著提高。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种光伏组件的封装工艺,其特征在于,所述光伏组件包括从下至上依次层叠的光伏玻璃、第一封装膜、电池片、第二封装膜、以及背板,所述封装工艺包括如下步骤:
a) 提供所述光伏玻璃;
b) 在所述光伏玻璃上设置所述第一封装膜,得到第一预制件;
c) 对所述第一预制件进行第一预处理,以使得所述第一封装膜紧密贴合在所述光伏玻璃上;
d) 在经过所述第一预处理的第一预制件上设置所述电池片和所述第二封装膜,得到第二预制件;以及
e) 在所述第二预制件上设置背板,此后进行抽真空和层压,得到所述光伏组件;
所述背板为高分子材料背板、金属背板或玻璃背板中的一种。
2.如权利要求1所述的封装工艺,其特征在于,所述步骤c)具体包括:
将所述第一预制件在温度50~100摄氏度的范围内、真空度-90~-103kpa的条件下抽真空0.5~6分钟,以使得所述第一封装膜紧密贴合在所述光伏玻璃上。
3.如权利要求2所述的封装工艺,其特征在于,所述第一封装膜为聚烯烃类封装膜。
4.如权利要求3所述的封装工艺,其特征在于,所述聚烯烃类封装膜由聚乙烯醇缩丁醛树脂或聚烯烃类弹性体构成。
5.如权利要求1或2所述的封装工艺,其特征在于,在所述第二预制件上设置所述背板之前还包括如下步骤:
I) 对所述第二预制件进行第二预处理,以使得所述第二封装膜、所述电池片、以及所述第一预制件之间紧密贴合。
6.如权利要求5所述的封装工艺,其特征在于,所述步骤I)具体包括:
将所述第二预制件在温度50-100摄氏度的范围内、真空度-90~-103kpa的条件下抽真空0.5~6分钟,以使得所述第二封装膜、所述电池片、以及所述第一预制件之间紧密贴合。
7.如权利要求6所述的封装工艺,其特征在于,所述第二封装膜为聚烯烃类封装膜。
8.如权利要求7所述的封装工艺,其特征在于,所述聚烯烃类封装膜由聚乙烯醇缩丁醛树脂或聚烯烃类弹性体构成。
9.如权利要求1所述的封装工艺,其特征在于,所述背板为金属背板或玻璃背板。
10.一种光伏组件,其特征在于,根据权利要求1~9任一项所述的封装工艺封装得到。
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