CN107046077A - 便携式充电用光伏组件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式充电用光伏组件及其制造方法，所述便携式充电用光伏组件的制造方法包括：对电池片进行焊接以获得电池片阵列；对依次铺设的第一玻璃、第一薄膜、电池片阵列、第二薄膜、第二玻璃进行高温真空层压以获得组件；对所述组件进行冷却，在所述组件的周边固定防碰撞护角；将所述组件的正负极与电压调节模块相连。本发明的技术方案提高了便携式充电用光伏组件的实用性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏组件制作技术领域，尤其涉及一种便携式充电用光伏组件及其制作方法。
背景技术
太阳能发电是全球最具发展前景的可再生能源利用方式之一，光伏组件因其能将太阳能直接转化为电能而得到的了广泛的应用。随着光伏发电成本的不断下降，光伏产品逐渐市场化、民用化。便携、实用性和稳定性强的光伏产品将越来越多的得到应用。
传统的光伏组件大多应用于大型电站及中小型分布式电站，单块组件重量30kg，面积可达1.95㎡，可携带性差，即使有部分便携式可移动光伏组件，但同面积情况下因其发电量低、背面不耐磨损而无法满足实际需求。
传统光伏组件生产工艺流程通常包括：整片人工焊接-排版-EL1测试-层压-EL2测试-削边-组框-固化-测试几大工序，光伏组件以整块、固定式安装在特定位置，配合汇流箱、逆变器以及智能控制系统对电能集中分配利用，无法满足目前对光伏产品、便携化、轻质化、耐磨损、可移动、即插即用等实际需求。
因此，如何提供一种便携、实用性和稳定性较强的光伏组件成为目前亟待解决的问题之一。
发明内容
为实现上述目的，本发明技术方案提供一种便携式充电用光伏组件的制作方法，包括：
对电池片进行焊接以获得电池片阵列；
对依次铺设的第一玻璃、第一薄膜、电池片阵列、第二薄膜、第二玻璃进行高温真空层压以获得组件；
对所述组件进行冷却，在所述组件的周边固定防碰撞护角；
将所述组件的正负极与电压调节模块相连。
可选的，所述电池片为将P型单晶双面电池，经激光划片为N等分的电池片。
可选的，所述电池片的正面焊接温度为210℃±3℃，背面焊接温度为175℃±5℃，焊接时间为1.2s-1.7s。
可选的，所述第一玻璃、第二玻璃为高透光率压花镀膜光伏玻璃。
可选的，对依次铺设的第一玻璃、第一薄膜、电池片阵列、第二薄膜、第二玻璃进行高温真空层压包括：将其放入温度为145℃-155℃，两次抽真空时间为3分钟-5分钟，加压时间为60s-90s，保压时间为10分钟-12分钟的层压设备中进行高温真空层压。
可选的，所述便携式充电用光伏组件的制作方法，还包括在所述组件的周边固定防碰撞护角后在温度为25±5℃，湿度为60％-80％RH的环境中固化12小时-24小时。
可选的，所述便携式充电用光伏组件的制作方法，还包括：将所述电压调节模块的输出端与USB接口的输入端相连。
可选的，所述便携式充电用光伏组件的制作方法，还包括对所述便携式充电用光伏组件进行初始光衰。
为实现上述目的，本发明提技术方案还提供一种便携式充电用光伏组件，包括：依次层叠的：第一玻璃、第一薄膜、电池片阵列、第二薄膜、第二玻璃组成的组件，与所述组件的正负极相连的电压调节模块、以及固定在所述组件周边的防碰撞护角。
可选的，所述便携式充电用光伏组件还包括与所述电压调节模块相连的USB接口。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：
对电池片进行相应的焊接以获得电池片阵列，对依次铺设的第一玻璃、第一薄膜、电池片阵列、第二薄膜、第二玻璃进行高温真空层压以获得组件，并在所述组件的周边固定防碰撞护角，将所述组件的正负极与稳压模块相连。在所述组件的周边固定防碰撞护角，可对所述组件的边角起到缓冲、防护作用，提高了所述便携式充电用光伏组件的实用性和可靠性。而将所述组件与所述电压调节模块相连，由于电压调节模块可以根据实时光照辐照强度进行自动调节，因此可以使得便携式充电用光伏组件输出的电压和电流始终保持在最佳工作状态，提高了便携式充电用光伏组件的可靠性。
进一步地，所述电池片为利用激光将P型单晶双面电池划分N等分以获得的电池片，将该电池片经过焊接获得的电池片阵列，在电池片阵列的数量相同的情况下可以减少工作过程中的电阻损耗，进一步提高了便携式充电用光伏组件的实用性，同时也提供了一种高效且便携的便携式充电用光伏组件。
进一步地，将所述电压调节模块与USB接口相连，便于使用者插接不同接口进行充电，提高了便携式充电用光伏组件的实用性和普适性。
附图说明
图1为本发明实施例的电池片的示意图；
图2为本发明实施例的组件的示意图；
图3为本发明实施例的组件的结构示意图；
图4为本发明实施例的防碰撞护角示意图；
图5为本发明实施例电压调节模块及USB接口连接示意图；
图6为本发明实施例的便携式充电用光伏组件的整体示意图。
附图标记：1-第一玻璃、2-第一薄膜、3-电池片、3-电池片阵列、4-第二薄膜、5-第二玻璃、6-电压调节模块、7-USB接口、8-防碰撞护角、9-溢胶孔、10-焊带、11-汇流带、12-壳体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
本实施例的便携式充电用光伏组件的制作方法包括：获取电池片；对所述电池片进行焊接以获得电池片阵列；对依次铺设的第一玻璃、第一薄膜、电池片阵列、第二薄膜、第二玻璃进行高温真空层压以获得组件；对所述组件进行冷却，在所述组件的周边固定防碰撞护角；将所述组件的正负极与电压调节模块相连。
本实施例中，所述电池片通过将M2规格P型单晶双面电池等分切割获得，也即经激光划片为N等份获得，N的取值可以根据实际需求而定，本实施例中N可以为6。具体地，选择效率20.2％以上M2规格(156.75*156.75mm)，外观正常无瑕疵双面电池片放置于激光划片机平台。将激光划片机的激光功率P值设置为21w，频率F设置为23kHz，运行速度V设为100mm/s，将M2规格的电池片划成规格为78*46mm的电池片3′，且每块电池片3′需保留两条主栅以用于焊接。参见图1，图1为本发明实施例的电池片的示意图，根据图1中所示的激光切割线，M2规格的电池片被切分成了6块电池片3′。将切割完成后的M2规格的电池片手动沿着垂直于表面方向适当用力，使之沿着切割路径完全分离。切割过程中，各电池片3′的切割边缘漏电流Irev需控制在1.5A内。
对切割获得的电池片3′利用焊带10和汇流带11焊接。通过焊带10将电池片3′串联连接可以使得便携式充电用光伏组件的输出电压、电流达到实际要求。本实施例中采用规格为1.2*0.27mm铜基镀锡焊带焊接，焊接前使用固态物含量为2％的低残留助焊剂浸泡10-15min，在温度为80±5℃条件下充分吹干表面助焊剂残留液。然后将切割获得的电池片3以7片为一组进行同向排列，电池片3′与电池片3′之间距离控制为3mm，按照正负极顺序使用铜基镀锡焊带在正面温度为210℃±3℃，背面温度为175℃±5℃，焊接时间为1.2s-1.7s，如1.5s的环境中对所述电池片3′进行串联焊接。焊接过程中，电池片3′与铜基镀锡焊带的正面电极的焊接力需达到2N，背面电极的焊接力需达到3N，以确保焊接质量要求，避免虚焊、脱焊的发生。
图2为本发明实施例的组件的示意图、图3为本发明实施例的组件的结构示意图，结合图2和图3，在第一玻璃1(也称为前层玻璃)上铺设第一薄膜2(也称为前层薄膜)，所述第一薄膜2可以为高透光率的POE热熔胶封装膜。将上述的串联焊接完成的电池串按照电极要求并列排成4列，每列间距控制在3mm，且居中放置于铺设有第一薄膜2的第一玻璃1上，如图2所示，使用规格型号为6*0.35mm的汇流带11将电池串按照规定方法进行焊接，焊接温度控制在370±5℃，并从第一玻璃1的边缘引出电极端口。本实施例中，电池阵列3中的外侧电池片3′的左边缘或右边缘距离第一玻璃1的左边缘或右边缘的距离可以为38.5mm，电极引出端的电池片3′的边缘距离与其较近的第一玻璃1的边缘的距离可以为30mm。
参见图3，如上所述，依次在第一玻璃1上铺设了第一薄膜2、并将电池阵列3居中铺设后，再在所述电池阵列3上铺设第二薄膜4(也称为后层薄膜)，然后在第二薄膜4上铺设第二玻璃5(也称为后层玻璃)。第二薄膜4以及第二玻璃5与第一玻璃1的边缘对齐。本实施例中，所述第二薄膜4可以为高透光率的POE热熔胶封装膜，第一玻璃1和第二玻璃5可以均采用高透光率压花镀膜光伏玻璃，采用高透光率压花镀膜光伏玻璃，可以有效增加太阳光的入射量，减少光在玻璃表面的反射。具体地，第一玻璃1和第二玻璃5可以采用规格为400×400mm，厚度为2.5mm的高透光率压花镀膜光伏玻璃。另外，本实施例中，便携式充电用光伏组件的背板为玻璃，可以防止水汽进入到组件内部，避免了组件内部发生电化学腐蚀，进而也降低了便携式充电用光伏组件出现PID衰减和蜗牛纹的概率。此外，由于玻璃的耐磨性非常好，因此便携式充电用光伏组件可以在风沙较大的地方正常使用。
对按照上述顺序依次铺设好的第一玻璃1、第一薄膜2、电池片阵列3、第二薄膜4、第二玻璃5利用层压机进行高温真空层压，具体地，就是将叠层铺设好的组件经过加热、抽真空、层压来进行层压交联反应，本实施例中，层压温度可以为145℃-155℃，如：150℃，两次抽真空时间可以为3min-5min，如：第一次抽真空的时间可以为3min，第二次抽真空的时间也可以为3min，加压时间可以为60s-90s，如：1min，保压时间可以为10min-12min，如10min。通过抽真空可以将叠层铺设的组件内的空气排出，加热使得第一薄膜2和第二薄膜4达到交联固化，将电池片阵列3、第一玻璃1和第二玻璃5粘接成一个整体。
对经过高温真空层压后获得的组件进行冷却，具体地，可以将所述组件放置在15℃±5℃的封闭环境中进行自然冷却，冷却时间可以为10min，然后削除组件的第一玻璃1和第二玻璃5的边缘溢出的胶体(第一薄膜2和/或第二薄膜4在高温真空层压过程中溢出)，接下来将防碰撞护角8固定在组件的四个边角上，参见图4，图4为本发明实施例的防碰撞护角示意图；本实施例中防碰撞护角8通过粘贴的方式套接在组件的四个边角上，具体地，可以将白色单组份硅酮胶涂覆在组件的四个边角上，然后将防碰撞护角8套接在组件的边角上，使得防碰撞护角8与组件粘合在一起，本实施例中，防碰撞护角8上还设有溢出孔9，用于溢出多余的胶。在组件的四个边角上粘贴好防碰撞护角8后，在温度为25℃±5℃，湿度为60-80％RH的环境中静止固化12小时-24小时，如12h使得防碰撞护角8与第一玻璃1及第二玻璃5完全粘接牢固。在组件的四个边角安装防碰撞护角8，对组件的边角起到了缓冲和防护的作用，有利于提高便携式充电用光伏组件的实用性和可靠性。
将所述组件的正负极与电压调节模块相连，具体地，依次将电压调节模块6输入端的正极和负极与组件的正极和负极进行连接，电压调节模块6可以根据
实时光照辐照强度进行自动调节，使的组件最终输出的电压和电流始终保持在最佳的工作状态。本实施例中电压调节模块6可以为DC-DC 4-30转1.25-35V以对组件的电压进行自动调节。本实施例中，为了进一步的提高便携式充电用光伏组件的实用性和普适性，在安装完电压调节模块6后，将USB接口7的输入端与电压调节模块6的输出端连接，参见图5，图5为本发明实施例电压调节模块及USB接口连接示意图，在将所述电压调节模块6和USB接口7连接在一起后，将二者集成到壳体12内，以便于后续与组件进行固定。本实施例中，USB接口可以为MicroUSB转DIP 5V电源接口座。采用USB接口的设计可以便于用户通过不同类型的连接传输线和USB接口7连接，以适用于对不同类型的用电器进进行充电。
图6为本发明实施例的便携式充电用光伏组件的整体示意图，在将电压调节模块6和USB接口7连接在一起并集成到壳体12内后，将壳体12固定在便携式充电用光伏组件边缘的接线盒(图中未示出)内，本实施例中通过粘贴的方式将所述壳体12固定在接线盒中。
对上述方式获得的便携式充电用光伏组件进行初始光衰，具体地，将处于开路状态的便携式充电用光伏组件进行阳光照射，使累计辐射量达到5kwh·m(-2)到5.5kwh·m(-2)之间。
至此通过上述过程完成了对便携式充电用光伏组件的制作。对应于上述的便携式充电用光伏组件的制作方法，本实施例还提供一种便携式充电用光伏组件，包括：依次层叠的第一玻璃1、第一薄膜2、电池片阵列3、第二薄膜4、第二玻璃5组成的组件，与所述组件的正负极相连的电压调节模块6、以及固定在所述组件周边的防碰撞护角8。本实施例中，所述便携式充电用光伏组件还包括与所述电压调节模块6相连的USB接口7。
本发明实施例的技术方案，采用激光划片等分方法，将传统电池片平均分为六等份，将21片电池以串联型式进行接触连接，工作电流Ia减少为相同电池片数量组件工作电流Ib的1/4，从而工作过程中因电阻损耗的功率p将减少至(1/4)2R(R为电池自身串联电阻)，另外，采用双面电池和双层玻璃的结构设计在提高便携式充电用光伏组件的发电量的同时也增加了便携式充电用光伏组件的耐磨性，此外，电压调节模块可根据实时光照辐照强度进行自动调节，使便携式充电用光伏组件的电压电流输出始终保持在最佳工作状态，而统一USB接口的设计则提高了便携式充电用光伏组件的实用性和普适性。本实施例技术方案提供的便携式充电用光伏组件发电量可以提高20％，自身功率衰减则可以低于0.5％/年。
Claims (10)
1.一种便携式充电用光伏组件的制作方法，其特征在于，包括：
对电池片进行焊接以获得电池片阵列；
对依次铺设的第一玻璃、第一薄膜、电池片阵列、第二薄膜、第二玻璃进行高温真空层压以获得组件；
对所述组件进行冷却，在所述组件的周边固定防碰撞护角；
将所述组件的正负极与电压调节模块相连。
2.根据权利要求1所述的便携式充电用光伏组件的制作方法，其特征在于，所述电池片为将P型单晶双面电池，经激光划片为N等分的电池片。
3.根据权利要求2所述的便携式充电用光伏组件的制作方法，其特征在于，所述电池片的正面焊接温度为210℃±3℃，背面焊接温度为175℃±5℃，焊接时间为1.2s-1.7s。
4.根据权利要求2所述的便携式充电用光伏组件的制作方法，其特征在于，所述第一玻璃、第二玻璃为高透光率压花镀膜光伏玻璃。
5.根据权利要求2所述的便携式充电用光伏组件的制作方法，其特征在于，对依次铺设的第一玻璃、第一薄膜、电池片阵列、第二薄膜、第二玻璃进行高温真空层压包括：将其放入温度为145℃-155℃，两次抽真空时间为3分钟-5分钟，加压时间为60s-90s，保压时间为10分钟-12分钟的层压设备中进行高温真空层压。
6.根据权利要求2所述的便携式充电用光伏组件的制作方法，其特征在于，还包括在所述组件的周边固定防碰撞护角后在温度为25℃±5℃，湿度为60％-80％RH的环境中固化12小时-24小时。
7.根据权利要求2所述的便携式充电用光伏组件的制作方法，其特征在于，还包括：将所述电压调节模块的输出端与USB接口的输入端相连。
8.根据权利要求2所述的便携式充电用光伏组件的制作方法，其特征在于，还包括对所述便携式充电用光伏组件进行初始光衰。
9.一种便携式充电用光伏组件，其特征在于，包括：依次层叠的第一玻璃、第一薄膜、电池片阵列、第二薄膜、第二玻璃组成的组件，与所述组件的正负极相连的电压调节模块、以及固定在所述组件周边的防碰撞护角。
10.根据权利要求1所述的便携式充电用光伏组件，其特征在于，还包括与所述电压调节模块相连的USB接口。
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