CN105633185B - 一种太阳电池封装方法及封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳电池封装方法及其封装结构，采用全玻璃质地，利用玻璃几乎为零的水、氧透过率，良好的耐气候、耐腐蚀性，可以有效地防止自然环境中氧气、水、腐蚀性化学物质渗透；封装结构中形成的封闭结构为真空或充有惰性气体，在这样的封装环境中，太阳电池，尤其是新型太阳电池的功能材料和封装胶材料不易改性变质，可有效地保护太阳电池，尤其是各类稳定性较传统太阳电池更差的新型太阳电池，保证其长期稳定地工作。

Description

一种太阳电池封装方法及封装结构
技术领域
本发明涉及一种太阳电池封装方法，尤其涉及一种太阳电池封装方法及封装结构，用于封装单个太阳电池或多个太阳电池组成的电池组件，属于太阳电池组件技术领域。
背景技术
太阳电池本身易受环境中水汽、氧气、灰尘、腐蚀性化学物质和外力冲击等的影响，导致损坏、性能下降甚至失效，无法长期稳定地在自然环境中工作。单个太阳电池电流和电压输出值较小，无法满足实际应用对输出功率的要求。因此，必须将太阳电池串、并联，实施封装保护，引出电极导线，制成几瓦到数百瓦不同输出功率的光伏发电组件。一般的，太阳电池封装组件的结构包括背面基板、太阳电池、互联线路、封装胶、正面玻璃板、边框等部分。组件封装技术直接关系到其功率输出、工作寿命、可靠性和成本。
有机、有机—无机杂化太阳电池等新型太阳电池，因其简单的制备工艺、较低的制造成本，具有产业化前景。其中，有机—无机杂化太阳电池中的钙钛矿太阳电池，其电池转换效率在短短的数年时间内从3.8％提升至目前的20％以上，更吸引了广泛关注。但是相较传统晶体硅或薄膜太阳电池，有机、有机—无机杂化太阳电池的稳定性不佳，更易受环境因素影响。主要原因是，这类太阳电池的功能材料多是有机小分子、有机聚合物、有机—无机杂化材料，这些材料与自然环境中的氧气、水、腐蚀性化学物质发生化学反应，改性而导致太阳电池性能迅速衰减，甚至失效。因此，有机、有机—无机杂化太阳电池长期稳定工作，需要相适应的组件封装技术，并且对太阳电池的封装技术提出了更高的要求。
发明内容
本发明针对现有技术中，太阳电池或太阳电池组件封装结构不能适应新型太阳电池的封装要求，提供一种太阳电池封装结构及封装方法，对太阳电池或太阳电池组件进行封装，避免水汽、高温、化学腐蚀、外应力等因素对太阳电池和组件的不利影响，提高太阳电池组件的可靠性，促进新型太阳电池的发展和产业化应用。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种太阳电池封装方法，包括如下步骤：
S1：清洗正面玻璃板(1)和背面玻璃板(2)，烘干；
S2：在背面玻璃板(2)上平铺若干太阳电池(100)，使用导电线(7)将若干太阳电池的正电极和负电极串联形成数个串联组，数个串联组之间并联，经汇流引出正极和负极，正、负极分别连接引出导电线(8)；
S3：将正面玻璃板(1)对准放置在分布有太阳电池的背面玻璃板(2)上，在正面玻璃板和背面玻璃板之间的边缘设置一个玻璃质地的抽/充气管(12)；
S4：使用低熔玻璃粉料熔封接合正面玻璃板(1)、背面玻璃板(2)和引出导电线(8)，形成熔封玻璃边(3)，熔封温度是400至700℃；
S5：通过抽/充气管(12)对正面玻璃板(1)和背面玻璃板(2)之间抽真空；
S6：直接熔化封接抽气管(12)，形成全玻璃质地的封闭结构(4)，封闭结构内为气密封的封装空间(5)。
进一步地，在步骤S1中，所述背面玻璃板(2)上预制有支撑件(6)。
进一步地，在步骤S5中，抽真空之后，再充入惰性气体(9)，所述惰性气体(9)包括氮气、氩气或氦气。
进一步地，在步骤S6之后，还包括步骤S7：在封闭结构(4)的边缘装配边框(11)，并用封装胶(10)密封边框(11)和封闭结构(4)之间的缝隙。
进一步地，在步骤S2和S3之间还包括如下步骤：
S2-1：配置太阳电池封装胶(13)，将其分别滴涂并至少部分地覆盖每个太阳电池(100)，固化所述太阳电池封装胶。
本发明的另一方面，提供一种用于上述太阳电池封装方法的太阳电池封装结构，用于封装一个以上的太阳电池(100)，太阳电池的正、负极分别形成引出导电线(8)，其特征在于：包括正面玻璃板(1)和背面玻璃板(2)，使用低熔玻璃粉料熔封接合正面玻璃板(1)、背面玻璃板(2)和引出导电线(8)，形成熔封玻璃边(3)，正面玻璃板(1)和背面玻璃板(2)之间通过熔封玻璃边(3)熔封形成封闭结构(4)，封闭结构(4)内为气密封的封装空间(5)，封装空间(5)内为真空或填充有惰性气体(9)，引出导电线(8)与熔封玻璃边(3)熔封或夹封在一起。
进一步地，所述惰性气体包括氮气、氩气或氦气。
进一步地，在正面玻璃板(1)和背面玻璃板(2)之间还设置有若干支撑件(6)，用于对正面玻璃板和背面玻璃板进行支撑。
进一步地，在所述太阳电池(100)为复数个，各太阳电池平铺放置在背面玻璃板(2)上且相互没有交叠，使用导电线(7)将若干太阳电池的正电极和负电极串联形成数个串联组，数个串联组之间并联，再经汇流引出正极和负极，正极和负极分别形成引出导电线(8)。
进一步地，所述每一太阳电池上至少部分地包覆有封装胶(10)。
进一步地，在封闭结构(4)的边缘还装配有边框(11)，封闭结构(4)与边框(11)之间填充有封装胶(10)。
本发明的太阳电池封装结构和封装方法，采用全玻璃质地，利用玻璃几乎为零的水、氧透过率，良好的耐气候、耐腐蚀性，可以有效地防止自然环境中氧气、水、腐蚀性化学物质渗透；封装结构中形成的封闭结构为真空或充有惰性气体，在这样的封装环境中，太阳电池，尤其是新型太阳电池，如：有机、有机—无机杂化太阳电池的功能材料和封装胶材料不易改性变质，可有效地保护太阳电池，尤其是各类稳定性较传统太阳电池更差的的新型太阳电池，保证其长期稳定地工作。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
其中，1为正面玻璃板，2为背面玻璃板，3为熔封玻璃边，4为封闭结构，5为封装空间，6为支撑件，7为导电线，8为引出导电线，9为惰性气体，10为封装胶，11为边框，12为抽/充气管，13为太阳电池封装胶，100为太阳电池。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，本发明中与现有技术相同的部分将参考现有技术。
实施例1：
如图1所示，本实施例的太阳电池封装结构，用于封装一个以上的太阳电池100，太阳电池可以单个封装，也可以若干个太阳电池封装成太阳电池组件。在本实施例中，太阳电池为复数个。
本封装结构包括正面玻璃板1和背面玻璃板2，正面玻璃板和背面玻璃板之间通过熔封玻璃边3熔封形成封闭结构4，封闭结构4内为气密封的封装空间5，封装空间5内为真空或填充有惰性气体，在本实施例中，封装空间5内为真空。
在正面玻璃板1和背面玻璃板2之间还设置有若干支撑件6，用于对正面玻璃板1和背面玻璃板2进行支撑。
各太阳电池100平铺放置在背面玻璃板2上，太阳电池之间相互没有交叠，使用导电线7将若干太阳电池的正电极和负电极串联形成数个串联组，数个串联组之间并联，再经汇流引出正极和负极，形成引出导电线8，引出导电线8与熔封玻璃边3熔封或夹封在一起。
在封闭结构4的边缘还装配有边框11，封闭结构4与边框11之间填充有封装胶10。在本实施例中，边框11为铝质边框。
实施例2：
如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：封装空间4内填充有惰性气体9，在本实施中，该惰性气体为氦气。在每一太阳电池100上至少部分地包覆有封装胶10。
实施例3：
本发明的另一方面，还提供一种太阳电池封装方法，包括如下步骤：
S1：清洗正面玻璃板1和背面玻璃板2，烘干去除水汽，其中，背面玻璃板2上预制有支撑件6；
S2：在背面玻璃板2上平铺排列若干太阳电池100，使用导电线7将若干太阳电池的正电极和负电极串联形成数个串联组，数个串联组之间并联，经汇流引出正极和负极，正、负极分别连接引出导电线8；
S3：将正面玻璃板1对准放置在分布有太阳电池100的背面玻璃板2上，在正面玻璃板和背面玻璃板之间的边缘设置一个玻璃质地的抽/充气管12；
S4：使用低熔玻璃粉料熔封接合正面玻璃板1、背面玻璃板2和引出导电线8，形成熔封玻璃边3，熔封温度是400至700℃；
S5：通过抽/充气管12对正面玻璃板1和背面玻璃板2之间抽真空；
S6：直接熔化封接抽气管12，形成全玻璃质地的封闭结构4，封闭结构内为气密封的封装空间5。
S7：在封闭结构4的边缘装配边框11，并用封装胶10密封边框11和封闭结构4之间的缝隙，在本实施例中，边框11采用铝质边框，封装胶10采用硅胶。
实施例4：
一种太阳电池封装方法，包括如下步骤：
S1：清洗正面玻璃板1和背面玻璃板2，烘干去除水汽，其中，背面玻璃板2上预制有支撑件6；
S2：在背面玻璃板2上平铺排列若干太阳电池100，使用导电线7将若干太阳电池的正电极和负电极串联形成数个串联组，数个串联组之间并联，经汇流引出正极和负极，正、负极分别连接引出导电线8；
S2-1：配置太阳电池封装胶13，将其滴涂并至少部分地覆盖每个太阳电池100，固化所述太阳电池封装胶；在本实施例中，所述太阳电池封装胶13为环氧树脂胶，环氧树脂胶分别完全包覆各个太阳电池，经过80℃，2小时加温，形成固化的封装胶；
S3：将正面玻璃板1对准放置在分布有太阳电池100的背面玻璃板2上，在正面玻璃板和背面玻璃板之间的边缘设置一个玻璃质地的抽/充气管12；
S4：使用低熔玻璃粉料熔封接合正面玻璃板1、背面玻璃板2和引出导电线8，形成熔封玻璃边3，熔封温度是400至700℃；
S5：通过抽/充气管12对正面玻璃板1和背面玻璃板2之间抽真空，再充入惰性气体(9)，所述惰性气体(9)包括氮气、氩气或氦气；
S6：直接熔化封接抽气管12，形成全玻璃质地的封闭结构4，封闭结构内为气密封的封装空间5。
S7：在封闭结构4的边缘装配边框11，并用封装胶10密封边框11和封闭结构4之间的缝隙，边框11采用铝质边框。
当然，本发明还有其他实施方式，上文所列仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (11)

1.一种太阳电池封装方法，包括如下步骤：
S1：清洗正面玻璃板(1)和背面玻璃板(2)，烘干；
S2：在背面玻璃板(2)上平铺若干太阳电池(100)，使用导电线(7)将若干太阳电池的正电极和负电极串联形成数个串联组，数个串联组之间并联，经汇流引出正极和负极，正、负极分别连接引出导电线(8)；
S3：将正面玻璃板(1)对准放置在分布有太阳电池的背面玻璃板(2)上，在正面玻璃板和背面玻璃板之间的边缘设置一个玻璃质地的抽/充气管(12)；
S4：使用低熔玻璃粉料熔封接合正面玻璃板(1)、背面玻璃板(2)和引出导电线(8)，形成熔封玻璃边(3)，熔封温度是400至700℃；
S5：通过抽/充气管(12)对正面玻璃板(1)和背面玻璃板(2)之间抽真空；
S6：直接熔化封接抽气管(12)，形成全玻璃质地的封闭结构(4)，封闭结构内为气密封的封装空间(5)。
2.根据权利要求1所述的太阳电池封装方法，其特征在于：在步骤S1中，所述背面玻璃板(2)上预制有支撑件(6)。
3.根据权利要求1所述的太阳电池封装方法，其特征在于：在步骤S5中，抽真空之后，再充入惰性气体(9)，所述惰性气体(9)包括氮气、氩气或氦气。
4.根据权利要求1所述的太阳电池封装方法，其特征在于：在步骤S6之后，还包括步骤S7：在封闭结构(4)的边缘装配边框(11)，并用封装胶(10)密封边框(11)和封闭结构(4)之间的缝隙。
5.根据权利要求1所述的太阳电池封装方法，其特征在于：在步骤S2和S3之间还包括如下步骤：
S2-1：配置太阳电池封装胶(13)，将其分别滴涂并至少部分地覆盖每个太阳电池(100)，固化所述太阳电池封装胶。
6.一种用于权利要求1-5任一所述太阳电池封装方法的太阳电池封装结构，用于封装一个以上的太阳电池(100)，太阳电池的正、负极分别形成引出导电线(8)，其特征在于：包括正面玻璃板(1)和背面玻璃板(2)，使用低熔玻璃粉料熔封接合正面玻璃板(1)、背面玻璃板(2)和引出导电线(8)，形成熔封玻璃边(3)，正面玻璃板(1)和背面玻璃板(2)之间通过熔封玻璃边(3)熔封形成封闭结构(4)，封闭结构(4)内为气密封的封装空间(5)，封装空间(5)内为真空或填充有惰性气体(9)，引出导电线(8)与熔封玻璃边(3)熔封或夹封在一起。
7.根据权利要求6所述的太阳电池封装结构，其特征在于：所述惰性气体包括氮气、氩气或氦气。
8.根据权利要求6所述的太阳电池封装结构，其特征在于：正面玻璃板(1)和背面玻璃板(2)之间还设置有若干支撑件(6)，用于对正面玻璃板和背面玻璃板进行支撑。
9.根据权利要求6所述的太阳电池封装结构，其特征在于：在所述太阳电池(100)为复数个，各太阳电池平铺放置在背面玻璃板(2)上且相互没有交叠，使用导电线(7)将若干太阳电池的正电极和负电极串联形成数个串联组，数个串联组之间并联，再经汇流引出正极和负极，正极和负极分别形成引出导电线(8)。
10.根据权利要求6所述的太阳电池封装结构，其特征在于：所述每一太阳电池上至少部分地包覆有封装胶(10)。
11.根据权利要求6所述的太阳电池封装结构，其特征在于：在封闭结构(4)的边缘还装配有边框(11)，封闭结构(4)与边框(11)之间填充有封装胶(10)。
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