CN106340565A - 一种适合柔性光伏组件的层压工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适合柔性光伏组件的层压工艺，包括电池片制备，电池串并联及引出线固定，铺设封装材料，组件层压，冷却取样，组件层压在层压腔内完成，上腔持续抽真空0‑1mbar，下腔以充气加压和抽气降压的方式交替操作，整体逐渐升温，升温到135‑165℃。组件在上腔内，上腔内持续抽真空，下腔以加压和降压的方式交替，对基材下表面进行挤压，通过挤压排出组件内部的气体，排出效率高，层压的温度是逐渐升高，升温慢，减少组件材料热温变化而产生的气体，从而确保产品质量及外观。
Description
技术领域
本发明属于光伏电池领域，尤其是一种适合柔性光伏组件的层压工艺。
背景技术
膜太阳能电池作为一种新型太阳能电池，由于其原材料来源广泛、生产成本低，便于大规模生产，因而具有广阔的市场前景。非晶硅薄膜太阳电池组件试试利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
对薄膜太阳能电池组件的性能要求为功率衰减低、工作寿命长、有足够的机械强度，由于其发电层及导电层薄膜暴露在空气中，极易受到化学氧化、物理老化、水汽侵蚀等影响，对组件的输出功率、工作寿命及机械强度造成致命威胁，因此需要通过真空层压技术对其进行保护。真空层压在电池组件的制造过程中是至关重要的一道关键工序。现有的层压工序一般都是在160℃左右的温度下进行，需要将室温升高到160℃，温度升高快，且在如此高的温度下进行层压，层压时间又不能少，因此电池组件内部产生的气体很难排出，气体的缠身导致组件外表产生气泡影响产品外观。
中国专利局于2015年9月9日公开了一份CN104900756A号文献，名称为一种薄膜光伏组件层压工艺，包括以下工艺流程，①制备电池芯片；②引接传输结构；③铺设连接膜层；④铺设背板封装；⑤层压电池组件；⑥完成电池组件；所述步骤⑤中的层压阶段环境具体为，控制层压温度为160~165℃并保持层压时间为6~8min，控制抽真空时间为3~5min并保持层压真空度为0~50Pa，控制层压压力为0.4~0.6个大气压。通过交替预压的方式来排出气体，但是此方法在层压过程中温度还是较高，组件升温比较快，特别是对于需要较高温进行固化的交联膜，组件内部气体仍然很难排出。
发明内容
本发明解决了现有的电池组件层压工艺使用高温层压，造成组件升温速度快，内部气体产生多，且难以排出的缺陷，提供一种适合柔性光伏组件的层压工艺，采用升温加压并结合抽真空的方式来实现层压，升温速度慢，且能快速排出组件层压产生的气体，确保产品质量及外观。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适合柔性光伏组件的层压工艺，包括电池片制备，电池串并联及引出线固定，铺设封装材料，组件层压，冷却取样，组件层压在层压腔内完成，层压腔分为上下封闭的上腔和下腔，组件经过层压腔的上腔，层压腔内逐渐升温，从常温升温到135-165℃，组件层压中上腔始终保持0-1mbar真空度，下腔以充气加压和抽气降压的方式交替操作，交替至少两次。组件在上腔内，上腔内持续抽真空，下腔以加压和降压的方式交替，对基材下表面进行挤压，通过挤压排出组件内部的气体，排出效率高，层压的温度是逐渐升高，升温慢，减少组件材料热温变化而产生的气体，从而确保产品质量及外观，逐渐升温可以是电池组件受热均匀，不会出现电池移位的现象。
作为优选，上腔与组件侧边相连通，组件上表面在上腔底部固定，基材下表面受下腔压力变化的作用力。
作为优选，上腔底部设置有定位辊，下腔上部设置有膨胀膜，膨胀膜将层压腔分隔成上下封闭的上腔和下腔，膨胀膜随下腔压强变化而膨胀。
作为优选，定位辊共三根，中间的定位辊为固定式连接，两侧的定位辊为转动式连接；两侧定位辊的端部连接有转动驱动机构，两侧的定位辊的转动方向相反。
作为优选，组件层压过程分为抽真空预压阶段、降压主抽真空阶段、加压抽真空阶段、降压抽真空阶段。
作为优选，抽真空预压阶段，预压在下腔完成，预压的压力位500-600mbar，时间为30-60s，层压腔温度从常温升到80-100℃。
作为优选，降压主抽真空阶段，降压在下腔完成，压强下降到0-1mbar，下腔的压强始终比上腔高，时间持续60-200s，温度升高到100-120℃。
作为优选，加压抽真空阶段，加压在下腔完成，加压到600-1000mbar，时间持续300-600s，温度在50-100s内升高到135-165℃，并持续保温。
作为优选，降压抽真空阶段，下腔保持加压抽真空阶段的温度，下腔降压，降到0-1mbar。
本发明的有益效果是：组件在上腔内，上腔内持续抽真空，下腔以加压和降压的方式交替，对基材下表面进行挤压，通过挤压排出组件内部的气体，排出效率高，层压的温度是逐渐升高，升温慢，减少组件材料热温变化而产生的气体，从而确保产品质量及外观。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种适合柔性光伏组件的层压工艺，包括如下步骤：（1）电池片制备，电池片的基材采用不锈钢；
（2）将电池片串并联并固定引出线；
（3）铺设封装材料，封装材料采用氟膜、阻水膜、PET、PEN、PMMA；背板以及胶膜EVA、POE、PO、聚乙烯；
（4）组件层压，上腔持续抽真空0.6mbar，下腔以充气加压和抽气降压的方式交替操作，整体逐渐升温，升温到160℃；
（5）冷却取样。
组件层压在层压腔内完成，层压腔分为上下封闭的上腔和下腔，组件经过层压腔的上腔，上腔与组件侧边相连通，组件上表面在上腔底部固定，基材下表面受下腔压力变化的作用力。上腔底部设置有定位辊，下腔上部设置有膨胀膜，膨胀膜将层压腔分隔成上下封闭的上腔和下腔，膨胀膜随下腔压强变化而膨胀。定位辊共三根，中间的定位辊为固定式连接，两侧的定位辊为转动式连接；两侧定位辊的端部连接有转动驱动机构，两侧的定位辊的转动方向相反。
组件层压过程分为（4.1）抽真空预压阶段：预压在下腔完成，预压的压力位5mbar，时间为40s，层压腔温度在30s内从常温升到80℃。
（4.2）降压主抽真空阶段：降压在下腔完成，压强下降到0.8mbar，下腔的压强始终比上腔高，时间持续120s，温度在60s内升高到100℃并保温。
（4.3）加压抽真空阶段：加压在下腔完成，加压到800mbar，时间持续500s，温度在100s内升高到160℃，并持续保温。
（4.4）降压抽真空阶段：降压抽真空阶段，下腔保持加压抽真空阶段的温度，下腔降压，降到0.6mbar。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (9)
1.一种适合柔性光伏组件的层压工艺，包括电池片制备，电池串并联及引出线固定，铺设封装材料，组件层压，冷却取样，其特征在于组件层压在层压腔内完成，层压腔分为上下封闭的上腔和下腔，组件经过层压腔的上腔，层压腔内逐渐升温，从常温升温到135-165℃，组件层压中上腔始终保持0-1mbar真空度，下腔以充气加压和抽气降压的方式交替操作，交替至少两次。
2.根据权利要求1所述的一种适合柔性光伏组件的层压工艺，其特征在于上腔与组件侧边相连通，组件上表面在上腔底部固定，基材下表面受下腔压力变化的作用力。
3.根据权利要求1所述的一种适合柔性光伏组件的层压工艺，其特征在于上腔底部设置有定位辊，下腔上部设置有膨胀膜，膨胀膜将层压腔分隔成上下封闭的上腔和下腔，膨胀膜随下腔压强变化而膨胀。
4.根据权利要求3所述的一种适合柔性光伏组件的层压工艺，其特征在于定位辊共三根，中间的定位辊为固定式连接，两侧的定位辊为转动式连接；两侧定位辊的端部连接有转动驱动机构，两侧的定位辊的转动方向相反。
5.根据权利要求1或2或3或4所诉的一种适合柔性光伏组件的层压工艺，其特征在于组件层压过程分为抽真空预压阶段、降压主抽真空阶段、加压抽真空阶段、降压抽真空阶段。
6.根据权利要求5所述的一种适合柔性光伏组件的层压工艺，其特征在于抽真空预压阶段，预压在下腔完成，预压的压力位500-600mbar，时间为30-60s，层压腔温度从常温升到80-100℃。
7.根据权利要求5所述的一种适合柔性光伏组件的层压工艺，其特征在于降压主抽真空阶段，降压在下腔完成，压强下降到0-1mbar，下腔的压强始终比上腔高，时间持续60-200s，温度升高到100-120℃。
8.根据权利要求5所述的一种适合柔性光伏组件的层压工艺，其特征在于加压抽真空阶段，加压在下腔完成，加压到600-1000mbar，时间持续300-600s，温度在50-100s内升高到135-165℃，并持续保温。
9.根据权利要求5所述的一种适合柔性光伏组件的层压工艺，其特征在于降压抽真空阶段，下腔保持加压抽真空阶段的温度，下腔降压，降到0-1mbar。
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