CN105489706A - 一种晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，包括安装架、传送装置、电机以及至少一组加热辊压装置，所述传送装置设置在安装架上并由电机带动形成双玻组件的预封装传送平台，预封装传送平台沿传送方向依次分为放料区、加热辊压区和冷却区；所述加热辊压装置设置在加热辊压区，每组加热辊压装置包括至少一个加热单元和至少一个压辊装置，加热单元对经过所述加热辊压区的双玻组件进行加热，压辊装置对加热后的双玻组件进行辊压。本发明显著提高了工作效率，实现了最佳排气效果，降低电池片破片率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域，具体涉及一种晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备。
背景技术
目前双玻组件生产过程中，较为成熟的生产工艺为层压预压+高压釜封装两步法封装工艺预封装阶段或者一次层压成型一步法的封装方式。在上述两种工艺方法中，均需使用光伏组件层压设备。现有的层压设备仅具备下腔室加热功能，利用真空泵实现抽真空功能对光伏组件进行层压，生产过程对真空系统要求较高；两步法在预层压环节所需时间通常在20分钟以上，而一步法则需时间更长，层压过程无法连续生产，且容易产生气泡、移位、并片等问题，因此，现有层压设备低的成品率以及生产效率大大限制了双玻组件的市场发展。
在其他行业如夹胶玻璃产品的生产过程中也存在类似的加工的设备，夹胶玻璃的结构为玻璃+胶膜+玻璃，采用夹胶玻璃预压机对其进行预压加工，生产效率高，但无法直接应用于晶硅太阳能领域，原因有以下几点：1、如图1所示，晶体硅太阳能电池双玻组件叠层结构为玻璃1+胶膜2+电池片3+胶膜2+玻璃1，电池片之间由导线串、并联汇集到引线端形成，相较于夹胶玻璃，双玻组件最大的区别是中间有晶体硅电池，易碎；2、双玻组件由于其应用领域不同，对其要求不同，其版型设计不同，对生产设备、生产工艺的要求也不同；3、由于电池片的原因，双玻组件中易残存气体，胶膜之间、胶膜和玻璃之间粘结程度的大小会严重影响组件的排气效果，进而影响成品率；4、相较于夹胶玻璃，双玻组件是电气元器件，对其使用年限、环境可靠性、电气安全等有严格的要求，对其生产过程有更严苛的要求。由于晶体硅太阳能电池双玻组件与夹胶玻璃存在本质的区别，将此类设备应用于太阳能领域的双玻组件预压工艺中，会出现电池片严重碎片的现象，胶膜与玻璃之间也会出现易粘结、排气不彻底，在预压过程中对双玻组件造成严重的损害。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供一种晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，能够大幅度提高生产效率且保证预压效果。
技术方案：本发明所述的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，包括安装架、传送装置、电机以及至少一组加热辊压装置，所述传送装置设置在安装架上并由电机带动形成双玻组件的预封装传送平台，预封装传送平台沿传送方向依次分为放料区、加热辊压区和冷却区；所述加热辊压装置设置在加热辊压区，每组加热辊压装置包括至少一个加热单元和至少一个压辊装置，加热单元对经过所述加热辊压区的双玻组件进行加热，压辊装置对加热后的双玻组件进行辊压。
进一步地，所述加热辊压装置为1-3组。每组加热辊压装置中包括1-3个加热单元和1-2个压辊装置。
进一步地，包括2组加热辊压装置，第一加热辊压装置包括第一加热单元和第一压辊装置，第二加热辊压装置包括第二加热单元、第三加热单元和第二压辊装置，第一加热单元对所述双玻组件加热后通过第一压辊装置辊压，第二加热单元、第三加热单元继续对加热、辊压后的双玻组件进行阶梯式加热，第二压辊装置对加热后的双玻组件进一步辊压。
进一步地，所述加热辊压装置包括第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元和压辊装置，第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元对所述双玻组件进行连续阶梯式加热，压辊装置对加热后的双玻组件进行辊压。
进一步地，所述加热辊压装置包括第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元、第一压辊装置和第二压辊装置，第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元对所述双玻组件进行连续阶梯式加热，第一压辊装置、第二压辊装置依次对加热后的双玻组件进行辊压。
进一步地，所述加热单元的温度为80~300℃。
进一步地，所述加热单元的温度为120-250℃。
进一步地，所述传送装置的传送速度为0.5~1.5m/min，所述加热辊压区的长度为2.5~9.3m。
进一步地，所述压辊装置包括上压辊、下压辊和气缸，下压辊固定在所述安装架上，上压辊对应下压辊活动设置并与气缸相连，压辊与下压辊之间的间距为1~8mm，上压辊的辊压压力为0~2MPa。
进一步地，所述冷却区设置风冷装置，使得所述冷却区温度为50℃以下。
进一步地，所述加热单元通过红外灯进行加热。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点：本发明提供的双玻组件预封装设备，通过加热、辊压、冷却等步骤实现了双玻组件的预封装，整个过程为流水线作业、能够持续进行，加快了生产速度，生产效率≥60块/h、远高于常规层压生产工艺16块/h的速率，显著提高了工作效率；通过设置合适的加热温度、加热时间段以及压辊间距、辊压压力，实现了最佳排气效果，降低电池片破片率，组件合格率≥99%、高于传统层压工艺97.5%的合格率，对双玻组件提供了最大的防护作用；预封装设备构造简单，操作便利，简化了生产工艺，大大降低人员培训和设备维护的时间和费用，可行性高；且.预压设备能耗少，相对于常规层压机能耗减少36%。
加热处理主要控制玻璃及胶膜表面的温度，该温度如果设置太高，会造成封边过早、内部气体无法排出，如果设置太低，会造成封边不完全、产生回流气泡，同时预热处理能够软化电池片，便于经过压辊组时在不产生电池片裂片的情况下进行充分排气；恒温处理的工作温度用于保证胶膜能够充分融化，实现粘结。
附图说明
图1为本发明双玻组件的结构示意图。
图2本发明实施例1的结构示意图。
图3为本发明实施例2的结构示意图。
图4为本发明实施例3的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明。
实施例1：如图2所示的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，包括安装架11、传送装置、电机以及一个加热辊压装置，加热辊压装置包括三个加热单元15和一个压辊装置16；传送装置设置在安装架11上并由电机带动形成预封装传送平台，预封装传送平台依次分为放料区12、加热辊压区13和冷却区14，放料区长度为2m、冷却区长度为4m，三个加热单元15设置在加热辊压区对经过加热辊压区的双玻组件进行连续三个梯度加热，第一加热单元的温度为120℃、长度为3.8m，第二加热单元的温度为190℃、长度为2m，第三加热单元的温度为210℃、长度为2m。压辊装置对加热后的双玻组件进行辊压；压辊装置16包括上压辊、下压辊、气缸，下压辊固定在安装架11上，上压辊与其一侧的气缸相连，气缸的辊压力为0Mpa以控制双玻组件碎片率，上压辊与下压辊之间的间距为6mm；冷却区14设有风冷装置。
设定传送装置的传送速度为1m/min、压辊装置的滚速为1m/min；双玻组件敷设完毕后水平放置在预封装设备的放料区12，在传送装置的传输下流转至加热辊压区13，经过加热单元15使得双玻组件得到充分软化、融化、粘结，经过加热后的双玻组件进入上压辊、下压辊的辊面之间在上压辊的压力作用下双玻组件内部的空气得到排出；排出空气后的双玻组件进入冷却区14冷却处理至50℃以下完成预封装过程，预封装后被送入高压釜进行高温高压封装过程。
采用预压法对晶体硅太阳能电池双玻组件继续预压的步骤如下：
（1）双玻组件按照玻璃1+胶膜2+电池串3+胶膜2+玻璃1的方式进行叠层敷设，敷设完成后水平放置在预压设备的放料区12；
（2）调节电机转速设定传送装置速度为1m/min，设定第一加热单元的温度为120℃、第二加热单元的温度为190℃、第三加热单元的温度为210℃；电机带动传送装置将放料区12的双玻组件传送至加热辊压区13，第一加热单元对经过加热辊压区13的双玻组件进行预热使其胶膜、电池串得到充分软化，第二加热单元在软化的基础上对双玻组件进行加热使其玻璃、胶膜得到充分融化、粘结，第三加热单元在第二加热单元加热的基础上进一步巩固加热效果，使双玻组件的玻璃、胶膜得到粘结更稳固；
（3）根据双玻组件整体厚度，调节压辊装置16上压辊、下压辊之间的间隙为6mm，设定气缸压力为0MPa；经过加热的双玻组件继续传送进入上压辊、下压辊之间，在上压辊的压力作用下使得双玻组件玻璃与胶膜之间的空气得到充分排出、玻璃边缘充分封边；
（4）设定冷却区14的冷却温度为50℃，经过压辊装置16的双玻组件进入冷却区14得到冷却后完成预封装过程。
采用上述设备进行双玻组件的预封装过程，生产效率70块/h，远高于常规层压预压阶段生产效率16块/h。组件排气效果佳，气泡产生率低至0.03%以下，组件裂片产生率低至0.04%以下。完成预封装过程的双玻组件能够进入下道高压釜高温高压封装环节。
实施例2：如图3所示的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，包括安装架21、传送装置、电机以及两个加热辊压装置，第一加热辊压装置包括一个加热单元25和第一压辊装置26，第二加热辊压装置包括两个加热单元27（分别为第二加热单元、第三加热单元）和第二压辊装置28、第三压辊装置29；传送装置设置在安装架21上并由电机带动形成预封装传送平台，预封装传送平台依次分为放料区22、加热辊压区23和冷却区24，放料区的长度为2.5m、下料区的长度为2.5m；第一加热辊压装置的加热单元温度为130℃、长度为4.8m，第一加热辊压装置的压辊装置包括上压辊、下压辊、气缸，下压辊固定在安装架上，上压辊与其一侧的气缸相连，气缸的辊压力为0.15Mpa，上压辊与下压辊之间的间距为8mm；第二加热辊压装置的两个加热单元进行两个梯度的加热，其中第二加热单元的温度为200℃、长度为2.5m，第三加热单元的温度为220℃、长度为2m，第二加热辊压装置的两个压辊装置均包括上压辊、下压辊、气缸，下压辊固定在安装架11上，上压辊与其一侧的气缸相连，气缸的辊压力为0.3Mpa，上压辊与下压辊之间的间距为5mm。
设定传送装置的传送速度为1.5m/min；双玻组件敷设完毕后水平放置在预封装设备的放料区22，在传送装置的传输下流转至加热辊压区23，经过第一加热辊压装置加热、辊压后双玻组件得到软化和初步排气，软化后进入第一压辊组27的上压辊、下压辊之间，设定气缸的压力为0MPa，初步排出双玻组件玻璃与胶膜之间的空气；设定第二压辊组29、第三压辊组30的气缸的压力0.3MPa以控制双玻组件碎片率，经过第二加热辊压装置的双玻组件得到充分融化、粘结和进一步排出玻璃与胶膜之间的空气；排出空气后的双玻组件进入冷却区26冷却处理至50℃以下完成预封装过程，预封装后被送入高压釜进行高温高压封装过程。
采用预压法对晶体硅太阳能电池双玻组件继续预压的步骤如下：
（1）双玻组件按照玻璃1+胶膜2+电池串3+胶膜2+玻璃1的方式进行叠层敷设，敷设完成后水平放置在预压设备的放料区22；
（2）调节电机转速设定传送装置速度为1.5m/min，设定第一加热单元的温度为130℃，第一加热单元对经过加热辊压区的双玻组件进行预热使其胶膜、电池串得到充分软化，软化后的双玻组件进入第一压辊组的上压辊、下压辊之间，调节第一压辊组27上压辊、下压辊之间的间隙为8mm，设定气缸的压力为0.15MPa，初步排出双玻组件内玻璃与胶膜之间的空气；
（3）再经过第二加热单元、第三加热单元，在软化的基础上对双玻组件进行继续加热使其玻璃、胶膜得到充分融化、粘结；根据双玻组件整体厚度，调节第二压辊组29、第三压辊组30上压辊、下压辊之间的间隙为5mm，设定气缸压力为0.3MPa；经过第二加热单元、第三加热单元加热的双玻组件继续传送进入第二压辊组29、第三压辊组30的上压辊、下压辊之间，实现双玻组件玻璃与胶膜之间空气的进一步排出、玻璃边缘的充分封边；
（4）设定冷却区26的冷却温度为50℃，经过第三压辊组30的双玻组件进入冷却区26得到冷却后完成预封装过程。
采用上述设备进行双玻组件的预封装过程，生产效率102块/h，远高于常规层压预压阶段生产效率16块/h。组件排气效果佳，气泡产生率低至0.02%以下，组件裂片产生率低至0.02%以下。完成预封装过程的双玻组件能够进入下道高压釜高温高压封装环节。
实施例3：如图4所示的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，包括安装架31、传送装置、电机以及一个加热辊压装置，加热辊压装置包括三个加热单元35（分别为第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元）和两个压辊装置（分别为第一压辊装置36、第二压辊装置37）；传送装置设置在安装架上并由电机带动形成预封装传送平台，预封装传送平台依次分为放料区32、加热辊压区33和冷却区34，放料区的长度为2m、冷却区的长度为4m，三个加热单元35设置在加热辊压区对经过加热辊压区的双玻组件进行连续三个梯度加热，第一加热单元的温度为150℃、长度为3m，第二加热单元的温度为210℃、长度为2.5m，第三加热单元的温度为240℃、长度为2m；第一压辊装置36、第二压辊装置37均包括上压辊、下压辊、气缸，下压辊固定在安装架上，上压辊与其一侧的气缸相连，第一压辊组间距为7mm，第二压辊间距为4mm，滚速0.85m/min，辊压力均为0.6Mpa；冷却区设有风冷装置。
设定传送装置的传送速度为0.85m/min；双玻组件敷设完毕后水平放置在预封装设备的放料区，在传送装置的传输下流转至加热辊压区，经过加热单元35后双玻组件得到充分软化、融化、粘结；设定气缸的压力为0.6MPa以控制双玻组件碎片率，经过加热辊压区的双玻组件进入上压辊、下压辊的辊面之间在上压辊的压力作用下双玻组件内部的空气得到排出；排出空气后的双玻组件进入冷却区冷却处理至50℃以下完成预封装过程，预封装后被送入高压釜进行高温高压封装过程。
采用预压法对晶体硅太阳能电池双玻组件继续预压的步骤如下：
（1）双玻组件按照玻璃1+胶膜2+电池串3+胶膜2+玻璃1的方式进行合片，完成敷设环节，敷设完成后水平放置在预压设备的放料区；
（2）调节电机转速设定传送装置速度为0.85m/min，设定第一加热单元为150℃，第二加热单元的温度为210℃，第三加热单元的温度为240℃；电机带动传送装置将放料区的双玻组件传送至加热辊压区，第一加热单元对经过加热辊压区13的双玻组件进行预热使其胶膜、电池串得到充分软化，第二加热单元在软化的基础上对双玻组件进行加热使其玻璃、胶膜得到充分融化、粘结，第三加热单元在第二加热单元加热的基础上进一步巩固加热效果，使双玻组件的玻璃、胶膜得到粘结更稳固；
（3）根据双玻组件整体厚度，调节第一压辊组上压辊、下压辊之间的间隙为7mm，第二压辊组上压辊、下压辊之间的间隙为4mm，设定气缸压力为0.6MPa；经过加热辊压区的双玻组件继续传送进入第一压辊组、第二压辊组的上压辊、下压辊之间，在上压辊的压力作用下使得双玻组件玻璃与胶膜之间的空气得到充分排出、玻璃边缘充分封边；
（4）设定冷却区的冷却温度为50℃，经过第一压辊组、第二压辊组的双玻组件进入冷却区得到冷却后完成预封装过程。
采用上述设备进行双玻组件的预封装过程，生产效率75块/h，远高于常规层压预压阶段生产效率16块/h。组件排气效果佳，气泡产生率低至0.05%以下，组件裂片产生率低至0.05%以下。完成预封装过程的双玻组件能够进入下道高压釜高温高压封装环节。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (10)
1.一种晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，其特征在于：包括安装架、传送装置、电机以及至少一组加热辊压装置，所述传送装置设置在安装架上并由电机带动形成双玻组件的预封装传送平台，预封装传送平台沿传送方向依次分为放料区、加热辊压区和冷却区；所述加热辊压装置设置在加热辊压区，每组加热辊压装置包括至少一个加热单元和至少一个压辊装置，加热单元对经过所述加热辊压区的双玻组件进行加热，压辊装置对加热后的双玻组件进行辊压。
2.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，其特征在于：所述加热辊压装置为1-3组。
3.根据权利要求1或2所述的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，其特征在于：每组加热辊压装置中包括1-3个加热单元和1-2个压辊装置。
4.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，其特征在于：包括2组加热辊压装置，其中第一加热辊压装置包括第一加热单元和第一压辊装置，第二加热辊压装置包括第二加热单元、第三加热单元和第二压辊装置，第一加热单元对所述双玻组件加热后通过第一压辊装置辊压，第二加热单元、第三加热单元继续对加热、辊压后的双玻组件进行阶梯式加热，第二压辊装置对加热后的双玻组件进一步辊压。
5.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，其特征在于：包括1组加热辊压装置，所述加热辊压装置包括第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元和压辊装置，第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元对所述双玻组件进行连续阶梯式加热，压辊装置对加热后的双玻组件进行辊压。
6.根据权利要求1所述的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，其特征在于：包括1组加热辊压装置，所述加热辊压装置包括第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元、第一压辊装置和第二压辊装置，第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元对所述双玻组件进行连续阶梯式加热，第一压辊装置、第二压辊装置依次对加热后的双玻组件进行辊压。
7.根据权利要求4至6任一所述的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，其特征在于：所述加热单元的温度为80~300℃。
8.根据权利要求7所述的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，其特征在于：所述加热单元的温度为120-250℃。
9.根据权利要求7所述的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，其特征在于：所述传送装置的传送速度为0.5~1.5m/min，所述加热辊压区的长度为2.5~9.3m。
10.根据权利要求4至6所述的晶体硅太阳能电池双玻组件预封装设备，其特征在于：所述压辊装置包括上压辊、下压辊和气缸，下压辊固定在所述安装架上，上压辊对应下压辊活动设置并与气缸相连，上压辊与下压辊之间的间距为1~8mm，上压辊的辊压压力为0~2MPa。
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