CN105150664A - 一种单砝码的太阳能组件层压机及其层压方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单砝码的太阳能组件层压机，包括：本体、上盖，上盖与本体密封配合形成腔室，上盖内设有用于层压太阳能电池组件的太阳能层压板，其中，太阳能层压板与本体之间形成用于容纳太阳能电池组件的下腔室，太阳能层压板与上盖之间形成上腔室；太阳能组件层压机还包括用于按压上盖的单砝码按压装置，单砝码按压装置安装于上盖的上方，包括按压组件、用于驱动按压组件沿X轴移动的X轴运动组件、用于驱动按压组件沿Z轴移动的Z轴运动组件，按压组件安装于所述Z轴运动组件上，并且Z轴运动组件安装于X轴运动组件上。还提供上述太阳能组件层压机的层压方法。本发明的太阳能组件层压机能够有效提升太阳能电池组件之间的结合性能。

Description

一种单砝码的太阳能组件层压机及其层压方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池组件制造设备领域，特别涉及一种单砝码的太阳能组件层压机及其层压方法。

背景技术

随着工业领域的日益发展和进步，能源更趋于紧张，特别是煤炭、石油等非可再生能源的日益减少，使用上述能源的应用领域受到冲击，例如：在交通领域，因为油价的上涨，由此引发了各个层面的矛盾，由此新能源的开发与应用显得越来越迫切，太阳能作为新的可再生资源，近年来得到广泛研究。

太阳能电池组件(也称“光伏组件”)是将若干的单体电池按照电性能分类进行串、并联，经过封装后组合成可以独立作为电源使用的最小单元。太阳能电池组件有各种各样的尺寸和形状，常规太阳能电池组件结构从上到下依次为玻璃/EVA薄膜/太阳能电池/EVA薄膜/TPT背板材料。

上述太阳能电池组件的制造方法通常包括下述几个步骤：

1、用制备好的互连条将若干太阳能电池焊接为一体；

2、自下而上将玻璃、EVA、经串、并联形成的太阳能电池阵列、EVA、TPT叠合在一起放入太阳能组件层压机内；

3、采用真空层压法将层压机上、下腔室抽真空，加热、加压，将玻璃、EV薄膜、太阳能电池阵列、EVA、TPT热压在一起，成型后取出。

4、加装接线盒以及电源线制成太阳能电池组件。

在太阳能电池组件的制造过程中，层压是一道非常重要的工序，关系到太阳能电池组件的性能以及使用寿命，因而对太阳能组件层压机及其层压方法提出了很高的要求，然而，现有的太阳能层压机及其层压方法由于欠缺对上、下腔室的加温、真空度以及加压压力等的严格控制，所制作的太阳能电池组件存在裂纹、气泡，并且太阳能电池组件的结合性能较差。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的太阳能组件层压机及其层压方法所制作的太阳能电池组件存在气泡、结合性能较差的技术问题。

本发明提供了一种单砝码的太阳能组件层压机，包括：本体、可开启的安装于所述本体上的上盖，所述上盖与本体密封配合形成腔室，所述上盖内设有用于层压太阳能电池组件的太阳能层压板，其中，太阳能层压板与本体之间形成用于容纳太阳能电池组件的下腔室，太阳能层压板与上盖之间形成上腔室；所述太阳能组件层压机还包括用于按压上盖的单砝码按压装置，所述单砝码按压装置安装于上盖的上方，包括按压组件、用于驱动所述按压组件沿X轴移动的X轴运动组件、用于驱动所述按压组件沿Z轴移动的Z轴运动组件，所述按压组件安装于所述Z轴运动组件上，并且所述Z轴运动组件安装于X轴运动组件上。

本发明还提供一种单砝码的太阳能组件层压机的层压方法，包括下述步骤：

S1、将待层压太阳能电池组件放入下腔室；

S2、抽真空：先对下腔室进行抽真空，然后对上、下腔室同时抽真空；

S3、机械式层压过程：单砝码按压装置对上盖进行按压，然后通过太阳能层压组件对下腔室内的太阳能电池组件进行加压，同时对下腔室进行加温；

S4、将层压后的太阳能电池组件取出。

本发明提供的太阳能组件层压机通过设置单砝码按压装置来实现对太阳能电池组件的机械式层压，并且优选地还通过设置真空装置来实现对太阳能电池组件的气动式层压，从而能够使太阳能电池组件之间的气泡顺利的排出，提高层压后的太阳能电池组件之间的结合性能，且本发明的太阳能组件层压机应用广泛，有利于现有太阳能电池的发展。

附图说明

图1是本发明提供的太阳能组件层压机的示意图。

图2是图1所示的太阳能组件层压机的上盖呈开启状态的示意图。

图3是图1所示的太阳能组件层压机的上盖呈关闭状态的示意图。

图4是图2沿A-A方向的局部剖视图。

图5是图3沿B-B方向的局部剖视图。

图6是图4中所示的上盖的剖视图。

图7是本发明提供的太阳能组件层压机的真空系统的示意图。

图8是本发明提供的太阳能组件层压机的砝码按压装置的立体示意图。

图9是图8所示的砝码按压装置的正面示意图。

图10是图8所示的砝码按压装置的侧面示意图。

图11是图8所示的按压组件的立体示意图。

图12是图11所示的按压组件的一部分的立体示意图，其移除了固定板。

图13是图11中所示的主按压件的分解示意图。

图14是图11中所示的按压组件的Y轴导向件的立体示意图。

图15是图11中所示的按压组件的X轴导向件的立体示意图。

图16是图11中所示的按压组件的辅助按压件的分解示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的说明。以下结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的说明。

本发明的目的是为了克服现有的太阳能组件层压机制作的太阳能电池组件存在气泡、结合性能较差的缺点，提供一种单砝码的太阳能组件层压机，来实现对太阳能电池组件的机械式层压和气动式层压。

如图1-3所示，本发明的单砝码的太阳能层压机，包括：层压机本体1、上盖2，所述上盖2可开启的安装于所述本体1上；所述本体1上设有汽缸执行机构10，所述汽缸执行机构10与上盖2连接并控制所述上盖2相对于本体1开启或闭合。

参阅图4及图5，所述上盖2与本体1密封配合形成腔室，所述上盖2内设有用于层压太阳能电池组件的太阳能层压板4，其中，太阳能层压板4与本体1之间形成用于容纳太阳能电池组件的下腔室6，太阳能层压板4与上盖2之间形成上腔室5。

具体来说，参阅图6，所述上盖2包括第一上压板21、第二上压板22，所述第一上压板21内设有上槽体23，所述第二上压板22内设有贯通该第二上压板22的下槽体24；所述太阳能层压板4密封安装于所述第一上压板21与第二上压板22之间，太阳能层压板4与上盖2之间形成所述上腔室5。参阅图2及图5，所述本体1包括支架11、安装于支架11上的加热板12、以及安装于加热板12上方的用于放置太阳能电池组件的下压板13，所述太阳能层压板4与下压板13之间形成所述下腔室6。

参阅图2，加热板12上设有用于加热下压板13的油路14，该油路14连接热油泵并通过模温机(未图示)进行温度控制，模温机对加热板12的温度调节为室温-190℃；由于下压板13与加热板12相接触，加热板12的热量可通过上压板13加热下腔室6内的太阳能层压组件。所述加热板12、油路14和模温机可以通过现有技术实现，主要用于对太阳能电池组件进行加热，在此不做赘述。

在本发明的优选实施例中，单砝码的太阳能组件层压机还提供一种真空系统3，用于实现对上、下腔室5、6的真空控制，并与太阳能层压板4配合来实现对太阳能电池组件的气动式层压，所述真空系统3可采用现有的太阳能组件层压机的真空系统，如图7所示，在优选实施例中，真空系统3包括用于对上、下腔室5、6抽真空的真空泵31、连接于上、下腔室5、6与真空泵31之间的上、下真空管路51、61(参阅图2、3)。其中，本发明的真空泵31可以是一个，也可以是多个。具体来说，所述上腔室5设有上真空管路51，上真空管路51的自由端设有上真空接口59(参阅图2)，并通过所述上真空接口59连接真空泵31，上真空管路51上安装有上室放气阀52和上室真空阀53，上室真空阀53用于对上腔室5进行抽真空，上室放气阀52用于向上腔室5内通入空气，上腔室5由上室真空阀53和上室放气阀52组合控制其真空度。本发明的真空系统3的控制装置为控制器32，用于实现真空系统3的自动控制，其控制电路部分可通过现有技术实现，各参数的设置可根据用户设定完成，从而实现层压工艺的自动化操作。所述上真空管路51上还安装有上室真空表54、上室真空压力传感器55、以及上室真空电磁阀56，所述上室真空电磁阀56与上室放气阀52相串联并组合为一体，共同组成放气操作的执行机构，可通过调节上室真空电磁阀56的开启、关闭和开启程度控制是否放气以及放气的速度，上室真空压力传感器55、上室真空电磁阀56与控制器32电连接形成一控制系统，上室真空压力传感器55将上腔室5的压力信号传递给控制器32，并由控制器32控制上室真空电磁阀56开启或关闭，从而实现对上腔室5阶段式放气的控制。例如：当用户在控制器32上设定对上腔室5放气至某一目标值时，控制器32控制上室真空电磁阀56打开，直到上室真空压力传感器55的反馈到控制器32的压力值达到目标值时，控制器32关闭上室真空电磁阀56，此阶段放气结束。

类似地，下腔室6设有下真空管路61，下真空管路61的自由端设有下真空接口69(参阅图2)，并通过所述下真空接口66连接真空泵31，用于工作过程中对下腔室6抽真空，下真空管路61上安装有下室放气阀62和下室真空阀63，下室真空阀63用于对下腔室6进行抽真空，下室放气阀62用于向下腔室6内通入空气，下腔室6由下室真空阀63和下室放气阀62组合控制其真空度，所述下真空管路61上还安装有下室真空表64、下室真空压力传感器65、下室真空电磁阀66，所述下室真空电磁阀66与下室放气阀62相串联并组合为一体，共同组成放气操作的执行机构，下室真空压力传感器65、下室真空电磁阀66与控制器32电连接，下室真空压力传感器65将下腔室6的压力信号传递给控制器32，并由控制器32控制下室真空电磁阀66开启或关闭，从而可实现对下腔室6放气的控制。

值得一提的是，本发明所采用的太阳能层压板4可为本领域技术人员公知的各种弹性元件，并需要具有一定的耐热性，例如：可采用耐热橡胶。太阳能层压板4设置于上盖2上，并置于上槽体23与下槽体24之间形成上腔室5和下腔室6，当上腔室5的气压大于下腔室6的气压时，太阳能层压板4产生形变，而对位于下腔室6内的太阳能电池组件产生一定的层压压力，从而实现对太阳能电池组件产品的层压。太阳能层压板4常用厚度为4～5mm，在本实施例中，其收缩率能达到550％至800％，太阳能层压板4在整台层压设备中起到重要的作用，价格比较昂贵，在安装时需要安装到绷紧状态，否则，抽、放真空时，太阳能层压板4不能完全压住太阳能电池组件或者施压的力度不够大，太阳能电池组件之间(尤其是EVA薄膜中的气泡)就不能完全挤压出来，太阳能电池组件之间(尤其是EVA薄膜与玻璃板)的粘结强度达不到要求。

本发明的改进之处在于单砝码的太阳能组件层压机还包括单砝码按压装置100，来实现对太阳能电池组件的机械式层压，本发明的单砝码按压装置100安装于上盖2的上方，用于按压上盖2，所述上盖2采用弹性材料制成，按压上盖2时压缩上腔室5，从而太阳能层压板4产生形变，而对位于下腔室6内的太阳能电池组件产生层压压力。所述的单砝码按压装置100能够实现对上盖2不同位置的按压，并且按压力可调节，使得对太阳能电池组件施加的力度满足太阳能电池所需，并且所述单砝码按压装置100能够在上盖2的不同位置按压，方便挤出太阳能电池组件内的气泡，能够获得粘结强度较佳的太阳能电池组件。

值得一提的是，本发明所采用的上盖2为本领域技术人员公知的各种弹性元件，并需要具有一定的耐热性，例如：可采用耐热橡胶。从而当单砝码按压装置100按压上盖2时，上盖2受力下压，由于太阳能层压板4设置于上盖2上，并置于上槽体23与下槽体24之间形成上腔室5和下腔室6，当上腔室5的气压大于下腔室6的气压时，太阳能层压板4产生形变，而对位于下腔室6内的太阳能电池组件产生一定的层压压力，从而实现对太阳能电池组件产品的机械式层压。

具体来说，如图8-10所示，所述的单砝码按压装置100包括按压组件7、用于驱动所述按压组件7沿X轴移动的X轴运动组件8、用于驱动所述按压组件7沿Z轴移动的Z轴运动组件9，所述按压组件7安装于所述Z轴运动组件9上，并且所述Z轴运动组件9安装于X轴运动组件8上；所述按压组件7包括安装架71、数组砝码组件70、以及用于按压上盖2的数个主按压件72，所述安装架71安装于Z轴运动组件9上，所述数组砝码组件70固定于安装架71上，所述数个主按压件72分别与所述数组砝码组件70对应设置并相连接。按压组件7通过X轴运动组件8、Z轴运动组件9的驱动而可沿X轴方向和Z轴方向移动，按压组件7沿X轴方向移动以移动到上盖2的不同位置处，按压组件7沿Z轴移动以按压上盖2，从而能够通过上盖2、太阳能层压组件4对太阳能电池组件的各个位置进行施压。所述按压组件7包括数组砝码组件70、以及数个主按压件72，主按压件72在Z轴运动组件的驱动下向下按压上盖2，由于不同的太阳能电池组件所需的按压力不同，当太阳能电池组件所需的按压力没有超过主按压件72的弹性力时，主按压件72在弹性力范围内弹性按压上盖2，当太阳能电池组件所需的按压力超过主按压件72的弹性力时，则主按压件72向上顶靠砝码组件70，则此时砝码组件70起作用，通过砝码组件70能够施加适当的重力给主按压件72，使得主按压件72能够以太阳能电池组件所需的按压力按压上盖2，从而对太阳能电池组件进行施压，按压上盖2的力度在一定的范围内可得到有效地自动调节，按压的精度高，能够适用于需要不同按压力的多种太阳能电池组件，适用范围广。

具体来说，如图8至图10所示，所述Z轴运动组件9包括Z轴移动板91、设于Z轴移动板91上的至少一个Z轴导轨92、Z轴驱动皮带93以及用于驱动Z轴驱动皮带93循环运动的Z轴驱动马达94，其中，Z轴驱动马达94为一个或者两个，连接于Z轴驱动皮带93的一端或者两端，在本实施例中，所述Z轴驱动马达94为一个，连接于Z轴驱动皮带93的一端，按压组件7安装于Z轴导轨92上，并且与Z轴驱动皮带93相连接，在Z轴驱动马达94的驱动下，按压组件7由Z轴驱动皮带93带动，沿Z轴导轨92滑动。通过Z轴运动组件9驱动按压组件7沿Z轴移动，能够实现向下按压上盖2，向上远离上盖2，从而使得按压组件7能够按压上盖2，进一步地通过太阳能层压板4对太阳能电池组件施压。

相似地，如图8至图10所示，所述X轴运动组件8包括X轴移动板81、设于X轴移动板81上的至少一个X轴导轨82、X轴驱动皮带83以及用于驱动X轴驱动皮带83循环运动的X轴驱动马达84，其中，X轴驱动马达84为一个或者两个，连接于X轴驱动皮带83的一端或者两端，在本实施例中，所述X轴驱动马达84为一个，连接于X轴驱动皮带83的一端，Z轴运动组件9以及安装于Z轴运动组件9上的按压组件7整体安装于X轴导轨82上，并且与X轴驱动皮带83相连接，在X轴驱动马达84的驱动下，Z轴运动组件9和按压组件7由X轴驱动皮带83带动，沿X轴导轨82滑动。X轴运动组件8用于驱动按压组件7沿X轴移动，使得按压组件7能够在移动到上盖2的不同位置处，从而使得按压组件7能够按压上盖2的不同位置，从而对太阳能电池组件不同位置进行施压。

在本发明的一个优选实施例中，如图8至13所示，如上所说，所述按压组件7包括安装架71、数组砝码组件70、以及用于按压上盖2的数个主按压件72，所述安装架71安装于Z轴运动组件9上，所述数组砝码组件70固定于安装架71上，所述数个主按压件72分别与所述数组砝码组件70固定连接。在本实施例中，所述按压组件7包括四组砝码组件70以及四个主按压件72，能够同时对上盖2进行按压，进而对太阳能电池组件施压。通过设置上述X轴运动组件8和Z轴运动组件9能够实现按压组件7沿X轴、Z轴运动，调节按压组件7在X轴和Z轴方向上的位置，进一步地，按压组件7包括数组砝码组件70以及与所述数组砝码组件70对应设置并相连接的数个主按压件72，所述Z轴运动组件9能够驱动按压组件7整体向下靠近上盖2，主按压件72在Z轴运动组件9的驱动下向下按压上盖2，由于不同的太阳能电池组件所需的按压力不同，当上盖2所需的按压力没有超过主按压件72的弹性力时，主按压件72在弹性力范围内弹性按压上盖2，当太阳能电池组件所需的按压力超过主按压件72的弹性力时，则主按压件72向上顶靠砝码组件70，则此时砝码组件70起作用，通过砝码组件70能够施加适当的重力给主按压件72，使得主按压件72能够以太阳能电池组件所需的按压力按压上盖2，例如：太阳能电池组件所需的按压力可能存在不同，并且每种太阳能电池组件需要一定的按压力，所述按压力为太阳能电池组件的各组件粘结在一起所需要的力度，本领域技术人员应该理解，如果按压上盖2的按压力过小，则对太阳能电池组件施加的力度不够，太阳能电池组件之间(尤其是EVA薄膜中的气泡)的气泡就不能完全挤压出来，太阳能电池组件之间(尤其是EVA薄膜与玻璃板)的粘结强度达不到要求。如果按压上盖2的按压力过大，一方面有可能损坏上盖2，另一方面也无法有效地对太阳能电池组件进行施压。在本实施例中，主按压件72在Z轴运动组件9的驱动下向下按压上盖2，主按压件72能够在其弹簧的弹性力范围内对上盖2施加弹性力，当上盖2所需的按压力超出主按压件72的弹性力时，则主按压件72向上顶靠砝码组件70，此时砝码组件70起作用，通过砝码组件70能够施加适当的重力给主按压件72，使得主按压件72能够以太阳能电池组件所需的按压力按压上盖2。

具体来说，在本发明的第一优选实施例中，如图11及图12所示，所述按压组件7的安装架71包括固定板711、安装于固定板711上的固定块712，所述隔固定块712安装于固定板711上并位于固定板711的下端。所述固定板711固定于Z轴运动组件9上，在本实施例中，参阅图8，所述固定板711安装于Z轴运动组件9上，从而将按压组件7整体固定于Z轴运动组件9上。

如图8至图12所示，在本实施例中，所述四组砝码组件70中每组砝码组件仅包括第一砝码组件701，参阅图11及图12，所述第一砝码组件701分别包括第一砝码组件导轨7011，第一砝码滑块7012，与第一砝码滑块7012固定连接的第一砝码安装座7013，以及安装于第一砝码安装座7013上的第一砝码7014，所述第一砝码组件导轨7011安装于固定板711上，所述第一砝码滑块7012安装于第一砝码组件导轨7011上并沿第一砝码组件导轨7011上下移动，所述主按压件72与第一砝码组件701的第一砝码安装座7013固定连接并位于第一砝码7014的下方。在本实施例中，所述固定板711上还安装有两个隔块713，相邻的两组砝码组件70之间连接有一个隔块713，安装更稳固。当砝码按压装置工作时，Z轴驱动组件带动按压组件向下上盖2，在通常情况下，太阳能电池组件所需的按压力没有超过主按压件72的弹性力时，主按压件72在弹性力范围内弹性按压上盖2，当太阳能电池组件所需的按压力超过主按压件72的弹性力时，则主按压件72向上顶靠第一砝码组件701，则此时第一砝码组件701起作用。通过第一砝码组件701能够施加适当的重力给主按压件72，使得主按压件72能够以太阳能电池组件所需的按压力按压上盖2。在所选的第一砝码7014的配重不够的情况下，当太阳能电池组件所需的按压力大于主按压件72和第一砝码7014的按压力时，主按压件72向上顶靠第一砝码组件701并与第一砝码组件701一起沿第一砝码组件导轨7011向上移动，此时可以更换第一砝码7014。通过设置第一砝码组件701、以及第一砝码组件701沿砝码组件导轨移动的方式能够适配各种太阳能电池组件，并且避免了硬性按压上盖。与发明人同日申请的另一发明专利的多砝码按压装置相比，本发明的按压组件7的每组砝码组件70仅包括第一砝码组件701，结构更简单，更节省安装空间和制作难度，但是相较于另一发明专利申请，其需要根据所需按压的太阳能电池组件，经常更换第一砝码组件的第一砝码7014，在操作性上较复杂。

如图11及12所示，具体来说，所述第一砝码7014用于为主按压件72进行配重，使得主按压件72能够按压按压力在主按压件72的弹性力和第一砝码7014的重力范围内的太阳能电池组件，所述第一砝码7014为一定规格系列的砝码，可以根据用户的需要制作，也可以采用标准砝码，在本实施例中，所述第一砝码7014呈长方体状，固定在第一砝码安装座7013上，所述第一砝码7014为克组砝码，还可以为千克组砝码，砝码的规格是根据所需按压的太阳能电池组件所决定的，根据用户的需要进行选择。所述第一砝码滑块7012的长度小于所述第一砝码组件导轨7011的长度，第一砝码滑块7012在第一砝码组件导轨7011的行程可以根据按压组件的结构以及所需按压的太阳能电池组件进行合理确定。所述第一砝码安装座7013的横截面呈L型，其外侧与第一砝码滑块7012相连接，其内侧用于安装第一砝码7014，可以理解的是，所述第一砝码安装座不限于本实施例的结构，只要能够有效连接砝码滑块和安装砝码的结构形式都可用于本发明，例如所述砝码安装座和砝码滑块还可以为一体设置。

参阅图1及图13，在本发明中，所述主按压件72用于弹性按压上盖2，所述主按压件72包括螺纹连接套筒721、连杆722、弹簧723以及主按压头724，所述螺纹连接套筒721与第一砝码安装座7013螺纹连接，在本实施例中，所述螺纹连接套筒721包括螺纹连接部725和设于螺纹连接部725下方的套筒部726。所述连杆722可上、下移动地安装于所述螺纹连接套筒721内，其上端露出螺纹连接套筒721，其下端露出螺纹连接套筒721；所述弹簧723套设于所述连杆722上，弹簧723的上端顶靠套筒部726的内壁，弹簧723的下端连接连杆722，在本实施例中，连杆722上相应地设有台阶727，所述弹簧723的下端抵靠于台阶727上。所述主按压头724固定于所述连杆的下端。通过上述结构的主按压件72，当Z轴运动组件9带动按压组件7向下按压上盖2时，主按压头724接触上盖2并下压，主按压头724和连杆722向上压缩弹簧723，此时弹簧723施加弹簧力于连杆722和主按压头724上；使得主按压件72可以弹性按压所需按压力在弹性力范围内的太阳能电池组件。所述弹簧可以根据所需按压的太阳能电池组件的需要进行选择和制作，具有一定的行程和弹性力范围。可以理解的是，所述主按压件72也可以采用最简单的结构，仅包括连杆722和主按压头724也可以实现按压上盖2的功能。但是优选采用本实施例的方案，通过设置弹簧723，能够实现弹性按压，有效地保护上盖2，避免硬性按压可能导致的损坏。并且，由于所述弹簧723的弹性力根据受压的程度，弹性力的大小是变化的，因而主按压件72能够在一定的范围内施加上盖2不同按压力，适用于需要不同按压力的多种太阳能电池组件。

当本发明的单砝码按压装置工作时，Z轴运动组件9带动按压组件7向下按压上盖2，在通常情况下，当太阳能电池组件所需的按压力没有超过主按压件72的弹性力时，主按压件72在弹性力范围内弹性按压上盖2，当太阳能电池组件所需的按压力超过主按压件72的弹性力时，则主按压件72向上顶靠第一砝码组件701，此时第一砝码组件701起作用，通过第一砝码组件701能够施加适当的重力给主按压件72，使得主按压件72能够以太阳能电池组件所需的按压力按压上盖2。在所选的第一砝码7014的配重不够的情况下，则需要更换第一砝码7014，通过设置第一砝码组件、以及第一砝码组件沿第一砝码组件导轨移动的方式能够适配各种太阳能电池组件，并且避免了硬性按压上盖2。

在本发明中，为了使上盖2的受力更均匀，从而更有效地对太阳能电池组件施压。在优选的情况下，如图8至图16所示，本发明的按压组件7还包括辅助气缸73、与辅助气缸连接的辅助固定架74、以及安装于辅助固定架74上的数组辅助按压件。所述辅助气缸73包括辅助气缸本体731、延伸出辅助气缸本体731的辅助气缸轴732以及驱动块733，所述辅助气缸本体731固定于安装架71上，所述辅助固定架74与辅助气缸73的驱动块733固定连接并由辅助气缸轴732带动上、下运动。在本实施例中，所述辅助气缸本体731固定于固定板711上并位于固定块712的上方，辅助气缸轴732穿过固定块712与位于固定块712下方的驱动块733固定连接，所述辅助固定架74与辅助气缸73的驱动块733固定连接，由此，当辅助气缸73工作时，辅助气缸本体731给予辅助气缸轴732气压力，辅助气缸轴732具有一定的行程，带动辅助固定架74上、下运动，使得安装于辅助固定架74上的辅助按压件75向下按压上盖2。

在本实施例中，参阅图16，所述辅助按压件75包括套筒751、连接杆752、弹簧753以及辅按压头754，所述套筒751固定于辅助固定架74上，所述连接杆752安装于所述套筒751中并露出所述套筒751的下端，所述弹簧753套设于所述连接杆752上并位于所述套筒751内，在本实施例中，所述弹簧753的上端顶靠套筒751的内壁，弹簧753的下端抵靠连接杆752；所述辅按压头754固定于所述连接杆752的下端。通过上述结构，当辅助气缸轴732带动辅助固定架74以及辅助按压件75向下移动，连接杆752下端的辅按压头754按压上盖2并下压时，辅按压头754和连接杆752向上压缩弹簧753，此时弹簧753施加弹簧力于连接杆752上；使得辅助按压件75可以弹性按压上盖2。所述弹簧753可以根据太阳能电池组件的需要进行选择和制作，具有一定的行程和弹性力范围。可以理解的是，所述辅助按压件75也可以采用最简单的结构，仅包括连接杆752和辅按压头754，通过辅助气缸73带动辅助按压件75向下运动，也可以实现按压上盖2的功能。但是优选采用本实施例的方案，通过设置弹簧753，能够实现弹性按压，有效地保护上盖2，避免硬性按压可能导致的损坏。并且，由于所述弹簧753的弹性力根据受压的程度，弹性力的大小是变化的，因而辅助按压件75能够在一定的范围内施加上盖2不同按压力，适用于需要不同按压力的太阳能电池组件。

另外，辅助固定架74还包括用于在Y轴方向上调节所述数组辅助按压件的位置的Y轴导向件741和/或用于在X轴方向上调节所述数组辅助按压件的位置的X轴导向件742。参阅图14及图15，在本发明的第一实施例中，为了调节所述数组辅助按压件在Y轴方向的位置，所述辅助固定架74包括用于在Y轴方向上调节所述数组辅助按压件的位置的Y轴导向件741，所述Y轴导向件741上安装有至少一个X轴导向件742，每个X轴导向件742上固定有数个辅助按压件75，所述X轴导向件742的数量和结构可以根据所需按压的太阳能电池组件的部位进行选择和设置。所述X轴导向件包括所述用于安装数组辅助按压件的连接块746，所述连接块746上设有X轴导槽747，在本实施例中，通过锁紧螺丝756穿过连接块746上的螺孔，与所述辅助按压件75的套筒751上端设置的螺纹孔螺纹连接，将辅助按压件75固定于连接块746上。所述Y轴导向件741使得所述X轴导向件742和X轴导向件742上固定的数组辅助按压件能够沿Y轴方向调节位置，便于按压不同上盖2的不同位置，以更好的对太阳能电池组件进行施压。如图14及图15所示，所述Y轴导向件741包括导向块743、以及设于导向块743上的Y轴导槽744。在本实施例中，所述导向块743为H型导向块743，其前端设有两条Y轴导槽744。所述辅助按压件安装架71还包括可沿X轴导槽747、Y轴导槽744移动的调节件740，所述调节件740穿设于所述Y轴导槽744和X轴导槽中747中并将导向块743与连接块746相连接；通过沿Y轴导槽744和/或X轴导槽滑动调节件740，与调节件740连接的连接块746沿X轴和/或Y轴方向移动，由此可以调节固定于连接块746上的数组辅助按压件在X轴和/或Y轴方向的位置。可以理解的是，只要能够实现在Y轴方向上调节所述数组辅助按压件的位置的Y轴导向件741和在X轴方向上调节所述数组辅助按压件的位置的X轴导向件的结构均可用于本发明，并不限于上述设置导槽和调节件740的方式，但是设置导槽和调节件740的方式，调节方便并且结构更简单，使得辅助固定架74的结构更合理、安装和拆卸更方便。

综上所述，首先，所述按压组件7包括安装架71、数组砝码组件70、以及用于按压上盖2的数个主按压件72，所述安装架安装于Z轴运动组件上，Z轴运动组件9安装于X轴运动组件8上，通过X轴运动组件8、Z轴运动组件9可以驱动主按压件72沿X轴、Z轴方向运动，X轴运动组件8用于驱动按压组件7沿X轴移动以移动到上盖2的不同位置处；通过Z轴运动组件9能够驱动按压上盖2，从而能够通过太阳能层压板4对太阳能电池组件的各个位置进行施压。主按压件72在Z轴运动组件9的驱动下向下按压上盖2，由于不同的太阳能电池组件所需的按压力不同，当太阳能电池组件所需的按压力没有超过主按压件的弹性力时，主按压件72在弹性力范围内弹性按压上盖2，当太阳能电池组件所需的按压力超过主按压件72的弹性力时，则砝码组件70起作用，通过砝码组件70能够施加适当的重力给主按压件，使得主按压件72能够以太阳能电池组件所需的按压力按压上盖2，按压上盖2的力度在一定的范围内可得到有效地自动调节，并且按压的精度高，能够适用于需要不同按压力的多种太阳能电池组件，适用范围广。其次、所述按压组件7还包括辅助固定架74、辅助气缸73、以及安装于辅助固定架74上的数组辅助按压件，辅助按压件75安装于辅助固定架74上，辅助固定架74安装于安装架71上，通过X轴运动组件8、Z轴运动组件9可以驱动辅助按压件75沿X轴、Z轴方向运动；并且，所述辅助固定架74还包括用于在Y轴方向上调节所述数组辅助按压件的位置的Y轴导向件741和/或用于在X轴方向上调节所述数组辅助按压件的位置的X轴导向件742；使得辅助按压件75可以根据需要，在X轴方向和Y轴方向进一步调节位置，提高了按压的准确性。再次、所述主按压头724和辅按压头754由胶体制成，具有按压面软的特点，能够有效保护上盖2。并且，由于主按压件72和辅助按压件75通过砝码组件或弹簧753调节主按压头724和辅按压头754的按压力，使得主按压头724和辅按压头754对上盖2的按压具有缓冲力，力度可调，能够有效地保护上盖2。

另外，所述单砝码按压装置100还可包括Y轴运动组件(未图示)，X轴运动组件8安装于Y轴运动组件上，Y轴运动组件用于驱动按压组件沿Y轴移动，使得按压组件的按压范围更广，更方便按压上盖2的不同位置，从而对太阳能电池组件的不同位置进行施压。Y轴运动组件也分别包括驱动马达、驱动皮带及导轨，类似于上述的X轴运动组件8、Z轴运动组件9的结构，本领域的技术人员结合本发明的原理、以及根据上述的X轴运动组件8、Z轴运动组件9能够实现Y轴运动组件的具体功能。

可以理解的是，所述单砝码按压装置的按压组件7、X轴运动组件8、Z轴运动组件9、以及Y轴运动组件均与中央控制处理单元电连接，由中央控制处理单元控制这些组件的工作，例如：在单砝码按压装置中，X轴运动组件8的X轴驱动马达、Z轴运动组件9的Z轴驱动马达94、以及辅助气缸73等部件与中央控制处理单元电连接，中央控制处理单元控制这些部件的动作，由此实现单砝码按压装置的功能。中央控制处理单元通过软件程序来实现对这些部件的协调控制，可以理解的是，现有软件控制程序只要能够实现本发明所需的控制功能均可用于本发明。

上述太阳能组件层压机用于实现下述层压方法，本发明的太阳能组件的层压方法与现有的层压方法相似，本发明的太阳能组件层压机的层压方法包括下述步骤：步骤1、将待层压太阳能电池组件放入下腔室；

步骤2、抽真空：关闭上、下腔室的放气阀，打开上、下室腔室的真空阀，先对下腔室进行抽真空35S～40S，然后对上、下腔室同时抽真空6min～7min，观察真空表的示数至工艺所需真空度以下，此时，下腔室真空度达到-100Kpa；在上述抽真空过程中，使下腔室排出空气，其作用避免太阳能电池组件生成气泡，上腔室在排气阶段与下腔室配合使用以帮助下腔室排气。

步骤3、机械式层压过程：通过单砝码按压装置对上盖进行按压，通过太阳能层压组件对下腔室内的太阳能电池组件进行加压，同时对下腔室进行加温；在本步骤中，主按压件72在X轴驱动组件8的驱动下能够根据太阳能电池组件所需按压位置的需要调节在上盖2上的位置，然后主按压件72在Z轴驱动组件9的驱动下向下按压上盖2，由于不同的太阳能电池组件所需的按压力不同，当太阳能电池组件所需的按压力没有超过主按压件的弹性力时，主按压件72在弹性力范围内弹性按压上盖2，当太阳能电池组件所需的按压力超过主按压件72的弹性力时，则砝码组件70起作用，通过砝码组件70能够施加适当的重力给主按压件72，使得主按压件72能够以太阳能电池组件所需的按压力按压上盖2，按压上盖2的力度在一定的范围内可得到有效地自动调节，从而能够使太阳能电池组件之间的气泡顺利的排出，提高层压后的太阳能电池组件之间的结合性能；在优选的情况下，为了使上盖2的受力更均匀，从而更有效地对太阳能电池组件施压，辅助气缸轴732带动辅助固定架74上、下运动，使得安装于辅助固定架74上的辅助按压件75向下按压上盖2，与主按压件72一同按压上盖2，能够更好的按压上盖2，使太阳能电池组件之间的气泡顺利的排出，提高层压后的太阳能电池组件之间的结合性能。

在本发明的优选实施例中，还包括气动式层压过程：关闭上腔室的真空阀，打开上腔室的放气阀，上腔室进入充气状态；调节上腔室的放气阀，观察上腔室的真空表示数，到达层压压力后关闭上室放气阀；通过下腔室保持真空，对上腔室进行放气，对下腔室内的太阳能电池组件进行加压，同时对下腔室进行加温，保持下腔室的温度为恒温140℃，持续一定的层压时间，太阳能电池组件通过加热、加压结合在一起。

本发明的气动式层压过程优选采用分段式层压，具体来说，在层压过程中，所述上腔室持续保持真空，所述上腔室的放气过程为阶段式放气：1)排气阶段：将上腔室放气至排气压强并保持该排气压强一段时间，，排出太阳能电池组件之间的气泡；2)预压阶段：将上腔室继续放气至预压压强并保持该预压压强一段时间，对太阳能电池组件进行预压；3)层压阶段：将上腔室最终放气至层压压强并保持该层压压强一段时间至层压时间结束，将太阳能电池组件压合在一起。

在本实施例中，在1)排气阶段：用18S至20S的放气时间将上腔室放气到压强为-50KPA至-60KPA，保持50至60S；2)预压阶段，用18S至20S的放气时间将下腔室放气到压强为-28KPA～-30KPA，保持2min至3min；3)层压阶段：将放气阀完全打开，保持到层压时间结束。上述上腔室的阶段式放气的控制可通过上室真空压力传感器、上室真空电磁阀与控制器实现。例如：在排气阶段，上室真空电磁阀检测到上腔室的压强到达排气压强-50KPA至-60KPA，则发出信号给控制器，控制器控制上室真空电磁阀关闭，停止对上腔室放气。控制器内预设的保持时间50至60S后，控制器控制所述上室真空电磁阀开启，继续放气，直到上室真空电磁阀检测到上腔室的压强到达预压压强-28KPA～-30KPA，控制器又控制上室真空电磁阀关闭，停止对上腔室放气。上述过程为自动控制，当然，也可以根据上室真空表的显示数值，相应的开启和关闭上室放气阀，来进行手动控制。

本发明通过分段放气的方式，在排气阶段使太阳能电池组件之间的气泡(尤其是玻璃片与EVA之间的气泡)缓慢的从中间向四周排出，通过预压阶段，使太阳能电池组件得到预压，然后再进行层压操作，更有利于层压出合格的产品；而采用中国专利CN200910182703的技术方案的连续递进放气，对层压面积大的产品难以保证玻璃板与EVA之间的气泡及时排出，并且没有预压包压的过程，层压后的产品性能较差。

步骤4、层压时间到达后，关闭上室放气阀，打开上室真空阀，同时关闭下室真空阀，打开下室放气阀，待下腔室真空回到大气状态后，打开上盖2，将层压后的太阳能电池组件取出，层压过程结束，制得太阳能电池组件产品。

综上所述，本发明的太阳能组件层压机的层压方法通过设置单砝码按压装置来实现对太阳能电池组件的机械式层压，并且在优选的情况下，还通过对上、下真空室的真空控制来实现待层压组件的气动式层压。先将太阳能电池组件(五层原料，为玻璃、EVA、电池片、EVA、TPT)依次层叠放置在下腔室中，对上、下腔室先抽真空，然后通过单砝码按压装置按压上盖2，上腔室受压缩，太阳能层压板产生形变，而对位于下腔室内的太阳能电池组件产生一定的层压压力，从而实现对太阳能电池组件产品的机械式层压。还可通过真空系统对上腔室分段放气，下腔室一直保持真空，在140度恒温状态下层压，通过分段层压和恒温的方式使得太阳能电池组件之间的气泡顺利的排出，通过机械式层压，同时优选结合气动式层压，能够提高层压后的太阳能电池组件之间的结合性能，压出没气泡、结合强度合格的太阳能电池组件产品；并且本发明的太阳能组件层压机应用广泛，有利于现有太阳能电池的发展。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种单砝码的太阳能组件层压机，包括：本体、可开启的安装于所述本体上的上盖，所述上盖与本体密封配合形成腔室，所述上盖内设有用于层压太阳能电池组件的太阳能层压板，其中，太阳能层压板与本体之间形成用于容纳太阳能电池组件的下腔室，太阳能层压板与上盖之间形成上腔室；其特征在于，所述太阳能组件层压机还包括用于按压上盖的单砝码按压装置，所述单砝码按压装置安装于上盖的上方，包括按压组件、用于驱动所述按压组件沿X轴移动的X轴运动组件、用于驱动所述按压组件沿Z轴移动的Z轴运动组件，所述按压组件安装于所述Z轴运动组件上，并且所述Z轴运动组件安装于X轴运动组件上。

2.根据权利要求1所述的单砝码的太阳能组件层压机，其特征在于，所述按压组件包括安装架、数组砝码组件、以及用于按压上盖的数个主按压件，所述安装架安装于Z轴运动组件上，所述数组砝码组件固定于安装架上，所述数个主按压件分别与所述数组砝码组件对应设置并相连接。

3.根据权利要求2所述的单砝码的太阳能组件层压机，其特征在于，所述数组砝码组件中每组砝码组件包括一个砝码组件，所述砝码组件包括砝码组件导轨、砝码滑块、与砝码滑块固定连接的砝码安装座、以及安装于砝码安装座上的砝码，所述砝码组件导轨安装于安装架上，所述砝码滑块安装于砝码组件导轨上并沿砝码组件导轨上下移动，所述主按压件与砝码安装座固定连接并位于砝码的下方。

4.根据权利要求2所述的单砝码的太阳能组件层压机，其特征在于，所述主按压件包括螺纹连接套筒、连杆、弹簧以及主按压头；所述螺纹连接套筒与砝码安装座螺纹连接；所述连杆可上、下移动地安装于所述螺纹连接套筒内，其上、下两端分别露出螺纹连接套筒；所述弹簧套设于所述连杆上，弹簧的上端顶靠螺纹连接套筒，弹簧的下端抵靠连杆；所述主按压头固定于所述连杆的下端。

5.根据权利要求1或2所述的单砝码的太阳能组件层压机，其特征在于，所述按压组件还包括辅助气缸、与辅助气缸连接的辅助固定架、以及安装于辅助固定架上的数组辅助按压件；

所述辅助气缸包括辅助气缸本体、延伸出辅助气缸本体的气缸轴以及与气缸轴连接的驱动块，所述辅助气缸本体固定于安装架上，所述辅助固定架与辅助气缸的驱动块固定连接并由气缸轴带动上、下运动；

所述辅助固定架包括用于在Y轴方向上调节所述数组辅助按压件的位置的Y轴导向件和/或用于在X轴方向上调节所述数组辅助按压件的位置的至少一个X轴导向件；

所述辅助按压件包括套筒、连接杆、弹簧以及辅按压头，所述套筒固定于辅助固定架上，所述连接杆可上下移动地安装于所述套筒内，其下端露出所述套筒，所述弹簧设于所述连接杆上并位于所述套筒内，弹簧的上端顶靠套筒，弹簧的下端抵靠连接杆，所述辅按压头固定于所述连接杆的下端。

6.根据权利要求1所述的单砝码的太阳能组件层压机，其特征在于，所述Z轴运动组件包括Z轴移动板、设于Z轴移动板上的至少一个Z轴导轨、Z轴驱动皮带以及用于驱动Z轴驱动皮带循环运动的Z轴驱动马达，其中，Z轴驱动马达为一个或者两个，连接于Z轴驱动皮带的一端或者两端，按压组件安装于Z轴导轨上，并且与Z轴驱动皮带相连接，在Z轴驱动马达的驱动下，按压组件由Z轴驱动皮带带动，沿Z轴导轨滑动；

所述X轴运动组件包括X轴移动板、设于X轴移动板上的至少一个X轴导轨、X轴驱动皮带以及用于驱动X轴驱动皮带循环运动的X轴驱动马达，其中，X轴驱动马达为一个或者两个，连接于X轴驱动皮带的一端或者两端，Z轴运动组件以及安装于Z轴运动组件上的按压组件整体安装于X轴导轨上，并且与X轴驱动皮带相连接，在X轴驱动马达的驱动下，Z轴运动组件和按压组件由X轴驱动皮带带动，沿X轴导轨滑动。

7.根据权利要求1所述的单砝码的太阳能组件层压机，其特征在于，所述太阳能组件层压机还包括真空系统，所述真空系统包括用于对上、下腔室抽真空的真空泵、以及连接于上、下腔室与真空泵之间的上、下真空管路，所述上、下真空管路上分别安装有上、下室放气阀以及上、下室真空阀；

所述真空系统还包括控制器，所述上真空管路上还安装有上室真空压力传感器、上室真空电磁阀，上室真空电磁阀与上室放气阀相串联并组合为一体，上室真空压力传感器、上室真空电磁阀与控制器电连接，上室真空压力传感器将上腔室的压力信号传递给控制器，并由控制器控制上室真空电磁阀开启或关闭；

所述下真空管路上还安装有下室真空压力传感器、下室真空电磁阀，下室真空电磁阀与下室放气阀相串联并组合为一体，下室真空压力传感器、下室真空电磁阀与所述控制器电连接，下室真空压力传感器将下腔室的压力信号传递给控制器，并由控制器控制下室真空电磁阀开启或关闭。

8.根据权利要求1所述的单砝码的太阳能组件层压机，其特征在于，所述上盖包括第一上压板、第二上压板，所述第一上压板内设有上槽体，所述第二上压板内设有贯通该第二上压板的下槽体；所述太阳能层压板密封安装于所述第一上压板与第二上压板之间，太阳能层压板与下槽体之间形成所述上腔室；

所述本体包括支架、安装于支架上的加热板、以及密封安装于加热板上方的用于放置太阳能电池组件的下压板，所述太阳能层压板、与下压板之间形成所述下腔室。

9.一种单砝码的太阳能组件层压机的层压方法，其特征在于，采用如权利要求1至8任意一项所述的单砝码的太阳能电池组件层压机实现，包括下述步骤：

S1、将待层压太阳能电池组件放入下腔室；

S2、抽真空：先对下腔室进行抽真空，然后对上、下腔室同时抽真空；

S3、机械式层压过程：单砝码按压装置对上盖进行按压，然后通过太阳能层压组件对下腔室内的太阳能电池组件进行加压，同时对下腔室进行加温；

S4、将层压后的太阳能电池组件取出。

10.根据权利要求9所述的单砝码的太阳能组件层压机的层压方法，其特征在于，所述层压方法还包括：气动式层压过程：通过下腔室保持真空，上腔室进行放气，通过太阳能层压组件对下腔室内的太阳能电池组件进行加压，然后再对下腔室进行放气。