CN104779324A - 一种用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其包括如下步骤：步骤1：在待层压太阳能电池层压件的至少两面分别铺设高温布后，置入层压机的腔室中；步骤2：对所述腔室抽真空至腔室内的压力相对于大气压为负值；步骤3：分别以不同的层压温度、层压压力以及层压时间之间的组合，对所述待层压太阳能电池层压件施加多次加温加压进行层压固化。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：解决了在封装过程中，玻璃片和太阳能电池片组串之间容易产生气泡的问题；消除了太阳能电池片的移位问题；避免了太阳能电池片的碎裂；根除了玻璃碎裂的现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，属于光伏产品技术领域。
背景技术
双面玻璃晶体硅太阳能电池串组有着美观、透光的优点，应用非常广泛，如：太阳能智能窗、太阳能凉亭、光伏建筑顶棚和光伏玻璃幕墙，以及渔光互补电站等等。随着国内外光伏建筑一体化、分布式光伏电站以及光伏与农业、渔业互补项目的推广，其商业市场将进一步扩大。但目前由于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组封装工艺的技术瓶颈，市场价格相对较高；如TPE为柔性材料，玻璃是硬度高的刚性材料，双面玻璃层压封装过程中由于两层刚性玻璃的挤压，很容易出现气泡、移位、太阳能电池裂片、玻璃碎裂现象。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其包括如下步骤：
步骤1：在待层压太阳能电池层压件的至少两面分别铺设高温布后，置入层压机的腔室中；
步骤2：对所述腔室抽真空至腔室内的压力相对于大气压为负值；
步骤3：分别以不同的层压温度、层压压力以及层压时间之间的组合，对所述待层压太阳能电池串组施加多次加温加压进行层压固化。
作为优选方案，本申请还包括步骤4：在固化定型后的太阳能电池层压件的开电极孔面安装接线盒，接线盒内的焊接头与从电极孔内引出的导线数量一致，并将导线焊接于接线盒内的焊接头，焊接完成后在接线盒内灌入密封胶，即将接线盒密封固定于太阳能电池串组的开电极孔面，形成太阳能电池组件。
作为优选方案，所述步骤1包括如下步骤：
步骤1.1：在对待层压太阳能电池层压件的两面铺设高温布之前，先各铺设至少一层垫纸或柔性聚脂膜；
步骤1.2：在所述垫纸的外侧分别铺设高温布。
作为优选方案，所述高温布为聚四氟乙烯涂覆玻璃纤维布。
作为优选方案，所述步骤3包括如下步骤：
所述多次加温加压的层压固化是在层压温度为135～142℃下进行的，层压压力和层压时间均由所封装的太阳能电池串组的性能决定。
作为优选方案，所述步骤3包括如下步骤：
步骤3.1：进行层压，其中，层压压力为：62～78KPa，层压时间为8～12秒；
步骤3.2：进行层压，其中，层压压力为：35～44KPa，层压时间为8～12秒；
步骤3.3：进行层压，其中，层压压力为：26～35KPa，层压时间为590～730秒。
作为优选方案，层压固化前的EVA胶膜的厚度为0.3～0.6mm，层压固化后的EVA的交联度为70％～85％。
作为优选方案，所述待层压太阳能电池层压件是通过如下制作方法得到的：
步骤A：利用互联条将多个晶体太阳能电池片焊接成太阳能电池串；
步骤B：利用汇流带将多个所述太阳能电池串焊接成若干太阳能电池串组，在所述太阳能电池串上平行串联若干条导线；
步骤C：在一块玻璃板的表面涂覆EVA胶膜之后，再将所述太阳能电池串组铺设于EVA胶膜之上；
步骤D：在所述太阳能电池串组的另一面涂覆EVA胶膜之后，压覆另外一块玻璃板；
步骤F：在其中一块所述玻璃板上开设与太阳能电池串组导线的组数相等的若干组电极孔，在所述孔中引出与太阳能电池串组的两极相连接的导线，所述导线用于在层压结束后焊接安装接线盒。
作为优选方案，在所述步骤C、步骤D中，在涂覆EVA胶膜前，先对EVA胶膜划上若干开口。
作为优选方案，所述太阳能电池串串焊时所用的互连条、太阳能电池串组的焊接中所用的汇流带均为涂锡铜带；太阳能电池片的相同极性面之间的朝向相同。
作为优选方案，所述串焊中用的助焊剂为松香、异丙醇以及草酸类物质的混合液，人工串焊的温度为360～420℃，机器串焊温度为170～250℃。
气泡现象是双面玻璃晶体硅太阳能电池串组封装最易出现的问题，组件中常见的气泡有两类：一是由于空气从组件边缘渗入产生的气泡；二是由于组件内部空气未及时排出产生的气泡。存在气泡的组件在使用时，EVA胶膜与玻璃、电池易脱层，严重影响组件外观、电性能和寿命。电池片移位现象在双面玻璃组件封装中也比较常见，如：电池片移位影响组件的外观，严重时会使电池间的连接条发生扭曲、电池片重叠短路等，影响组件电性能与寿命。电池片的移位主要由于封装时EVA胶膜发生收缩，电池片在两层玻璃之间移动阻力小，双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的电池片移位现象更为显著。如前所述，在双面玻璃晶体硅太阳能电池串组层压封装实验中，组件常出现气泡、电池移位、碎片等现象。为了寻求一种简单方便的封装方法，解决这些问题，申请人设计了大量实验，逐步解决了这些问题。
双面玻璃晶体硅太阳能电池串组电池片移位是由于EVA胶膜的收缩引起的，可以从两个方面着手：一是选择适合种类与厚度的EVA胶膜，减少EVA胶膜有方向性的收缩。不同EVA胶膜热收缩性差别较大，双面玻璃组件封装中尽量采用收缩较小的进口EVA。试验证明，使用两层单层厚度为0.3～0.6mm的EVA胶膜最为适宜(EVA太薄则电池易裂片、产生气泡，太厚则电池易移位)，单层厚度不够可适当增加层数。EVA胶膜收缩一般由组件四周指向中心，且横向与纵向收缩幅度差异较大(与EVA种类有关)，实验结果显示：封装前将EVA胶膜划上横竖的一些刀痕，可以减少EVA胶膜收缩的方向性，封装后的电池移位现象明显减少。二是优化层压工艺，增加电池片移位的阻力。在EVA胶膜未收缩之前，对层压机进行下室抽真空，上气囊充气，这样两层玻璃紧压EVA胶膜与电池片，多次实验结果表明，这种方法能较好解决电池片移位问题。
在双面玻璃晶体硅太阳能电池串组层压实验中，电池片碎片。产生这两类问题原因主要是电池片焊点不均匀、层压力度过大、玻璃热膨胀系数不一致等。注意到上述三点，使用双层强度大的钢化玻璃，调节合适的气囊充气时间，保持焊点均匀，基本上可以避免电池片碎片、玻璃裂纹现象。
双面玻璃晶体硅太阳能电池串组封装过程中，在组件上面与下面各加一片柔性聚脂膜，两层聚酯膜通过组件边缘多出的EVA将组件胶封成密闭腔体，这样能很好阻止组件内部气泡的产生。另外，封装材料的选择对组件封装效果影响很大，正面与背面使用的钢化玻璃一定要满足相关国家标准与行业标准要求，EVA的选择除了考虑热胶粘度、玻璃强度、氧、紫外老化性能外，还应考虑EVA胶膜厚度与热收缩性能，EVA胶膜厚度以0.3～0.6mm最为适宜。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、解决了在封装过程中，玻璃片和太阳能电池串之间容易产生气泡的问题；
2、消除了太阳能电池的移位问题；
3、避免了太阳能电池的碎裂；根除了玻璃碎裂的现象。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明中太阳能电池板的结构示意图；
图中：1、太阳能电池串组；2、钢化玻璃板；3、EVA胶膜。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供的一种用于双面玻璃晶体硅太阳能电池层压件的结构如图1所示，两块玻璃板2之间夹设有太阳能电池串组1，太阳能电池串组1与两块玻璃板2之间均设有EVA胶膜3。
本发明所述的用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法包括如下步骤：
步骤1：利用串焊法将多个太阳能电池片用涂锡铜带作为互连条，串焊成太阳能电池串；
将多个所述太阳能电池串用涂锡铜带作为汇流带，串焊成若干太阳能电池串组；
所述串焊中用的助焊剂为松香、异丙醇以及草酸类物质的混合液，人工串焊的温度为360～420℃，机器串焊温度为170～250℃。
为了使太阳能电池串保持良好的使用性能，在相邻的太阳能电池片上焊接多个互连条，在同一块太阳能电池片上平行设置若干导线，可以在太阳能电池串上的一条导电通路出现故障后，不影响该电池串的正常工作。
在一块玻璃板的表面涂覆EVA胶之后，压覆于所述太阳能电池串组的一面；
在所述太阳能电池串组的另一面涂覆EVA胶膜之后，压覆另外一块玻璃板；
在层压固化前，先对EVA胶划上若干开口，可以减少EVA胶膜收缩的方向性，封装后的电池移位现象明显减少。
在其中一块所述玻璃板上开设与太阳能电池串组的组数相等的若干组电极孔，在所述电极孔中引出与太阳能电池串的两极相连接的导线，形成太阳能电池层压件。
在待层压太阳能电池层压件的两面分别铺设聚四氟乙烯涂覆玻璃纤维布后，置入层压机的腔室中，为了避免在层压固化时，熔融状态的EVA溢出，在用高温布对太阳能电池层压件进行覆盖前，先用垫纸或柔性聚酯膜对太阳能电池层压件进行覆盖；
步骤2：对所述腔室抽真空至腔室内的压力为负值；
步骤3：在135～142℃下按照所制备的太阳能电池板的性能以至少一个压力以及时间之间的组合来进行层压，在其中一个实施方式中，先进行层压压力为：70KPa、层压时间为10秒的操作；再进行层压压力为：40KPa、层压时间为10秒的操作；最后进行层压压力为：30KPa、层压时间为660秒的操作。
固化后，形成的EVA胶膜的厚度为0.3～0.6mm，EVA的交联度为70％～85％。
步骤4：在固化定型后的太阳能电池层压件开孔面安装接线盒，接线盒内的焊接头与从孔内引出导线数量一致，并将导线焊接于接线盒内的焊接头，焊接完成后在接线盒内灌入密封胶，即将接线盒密封固定于太阳能电池串组的开孔面，形成太阳能电池组件。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：在待层压太阳能电池层压件的至少两面分别铺设高温布后，置入层压机的腔室中；
步骤2：对所述腔室抽真空至腔室内的压力相对于大气压为负值；
步骤3：分别以不同的层压温度、层压压力以及层压时间之间的组合，对所述待层压太阳能电池层压件施加多次加温加压进行层压固化。
2.根据权利要求1所述的用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：
步骤1.1：在对待层压太阳能电池层压件的两面铺设高温布之前，先各铺设至少一层垫纸或柔性聚脂膜；
步骤1.2：在所述垫纸的外侧分别铺设高温布。
3.根据权利要求1或2所述的用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其特征在于，所述高温布为聚四氟乙烯涂覆玻璃纤维布。
4.根据权利要求1所述的用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其特征在于，所述步骤3包括如下步骤：
所述多次加温加压的层压固化是在层压温度为135～142℃下进行的，层压压力和层压时间均由所封装的太阳能电池串组的性能决定。
5.根据权利要求4所述的用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其特征在于，所述步骤3包括如下步骤：
步骤3.1：进行层压，其中，层压压力为：62～78KPa，层压时间为8～12秒；
步骤3.2：进行层压，其中，层压压力为：35～44KPa，层压时间为8～12秒；
步骤3.3：进行层压，其中，层压压力为：26～35KPa，层压时间为590～730秒。
6.根据权利要求1所述的用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其特征在于，层压固化前的EVA胶膜的厚度为0.3～0.6mm，层压固化后的EVA的交联度为70％～85％。
7.根据权利要求1所述的用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其特征在于，所述待层压太阳能电池层压件是通过如下制作方法得到的：
步骤A：利用互联条将多个晶体太阳能电池片焊接成太阳能电池串；
步骤B：利用汇流带将多个所述太阳能电池串焊接成若干太阳能电池串组；
步骤C：在一块玻璃板的表面涂覆EVA胶膜之后，再将所述太阳能电池串组铺设于EVA胶膜之上；
步骤D：在所述太阳能电池串组的另一面涂覆EVA胶膜之后，压覆另外一块玻璃板。
8.根据权利要求7所述的用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其特征在于，在所述步骤C、步骤D中，在涂覆EVA胶膜前，先对EVA胶膜划上若干开口。
9.根据权利要求8所述的用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其特征在于，所述太阳能电池串串焊时所用的互连条、太阳能电池串组的焊接中所用的汇流带以太阳能电池串组的导线均为涂锡铜带；太阳能电池片的相同极性面之间的朝向相同。
10.如权利要求8所述的用于双面玻璃晶体硅太阳能电池串组的封装方法，其特征在于，所述串焊中用的助焊剂为松香、异丙醇以及草酸类物质的混合液，人工串焊的温度为360～420℃，机器串焊温度为170～250℃。
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