CN107611205A - 一种太阳能光伏组件及其制备方法 - Google Patents

一种太阳能光伏组件及其制备方法 Download PDF

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CN107611205A CN201710727196.8A CN201710727196A CN107611205A CN 107611205 A CN107611205 A CN 107611205A CN 201710727196 A CN201710727196 A CN 201710727196A CN 107611205 A CN107611205 A CN 107611205A
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柯坡
张发
陈波
赵杰
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Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏组件，自上而下依次包括光伏玻璃、正面封装薄膜、电池片和一体化背板，所述一体化背板包括背板和一体化设于所述背板上的背面封装薄膜。该太阳能光伏组件采用一体化背板，减少了生产工序，提高了生产效率，降低了生产成本，提高了组件发电功率，减少了封装材料库存压力。本发明还公开了上述太阳能光伏组件的制备方法。

Description

一种太阳能光伏组件及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能光伏组件及其制备方法。
背景技术
随着光伏行业竞争的加剧、补贴的下降，亟待新产品组件来降本增效。
在光伏组件中，其中背面封装材料如EVA等在热交联后对电池片起保护封装作用，使电池片不易被氧化及腐蚀；其中背板对电池片起保护及支撑作用，具有高绝缘、高阻水、耐紫外老化及腐蚀性能。
现有光伏组件背面封材(EVA、POE或PVB)与背板是分开的，此种组件会有如下缺点：
(1)增加光伏组件背面封材(EVA、POE或PVB)铺设工序，降低生产效率；
(2)多了一层背面封材(EVA、POE或PVB)，增加制造成本；
(3)电池片热量需要先通过封材(EVA、POE或PVB)，再通过背板给散发出去，散热能力弱，降低组件发电功率；
(4)常规背板内层厚度较薄，不易发生漫反射，不易提升组件单位面积辐照量，降低组件发电功率；
(5)光伏组件背面封材(EVA、POE或PVB)保质期较短，通常为6个月，EVA库存压力大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能光伏组件，该太阳能光伏组件采用一体化背板，减少了生产工序，提高了生产效率，降低了生产成本，提高了组件发电功率，减少了封装材料库存压力。
本发明的目的还在于提供上述太阳能光伏组件的制备方法，该制备方法工艺简洁，成本低。
本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种太阳能光伏组件，自上而下依次包括光伏玻璃、正面封装薄膜、电池片和一体化背板，所述一体化背板包括背板和一体化设于所述背板上的背面封装薄膜。
本发明中的太阳能光伏组件，减少了背面封装薄膜(如EVA、POE或PVB)的铺设工序，在电池片及隔离条叠完后，直接盖上一体化背板即可。
在该太阳能光伏组件中：
所述一体化背板上的背面封装薄膜与所述电池片相接触。
所述背面封装薄膜与所述电池片相接触的表面设有凹凸结构，具有较好的漫反射性能。
一体化背板在保证组件外观无异常条件下，其厚度、结构、及材质无限制，结构可为涂覆型、复合型等。
但较佳的，所述背面封装薄膜的厚度优选为0.4～1mm，所述背面封装薄膜的材质优选为聚烯烃POE或乙烯-醋酸乙烯酯EVA、聚乙烯缩丁醛PVB。
所述一体化背板的尺寸大小与所述光伏玻璃和所述正面封装材料薄膜的尺寸大小相适配。该相适配是为了防止封装薄膜及背板尺寸过短，而使光伏组件边缘缺胶、脱层等外观不良现象。
本发明的原理是：使用一体化背板代替光伏组件单独的背面封装材料薄膜(如EVA、PO或PVB等)及单独的背板，且采用适当的层压工艺，可以保证本发明中的太阳能光伏组件，层压后组件外观要求达标，无脱层、鼓包、凸起、凹坑等现象。
本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的：上述太阳能光伏组件的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取背板，在所述背板上设置一体化背面封装薄膜，制得一体化背板；
(2)自上而下按照光伏玻璃、正面封装薄膜、电池片和一体化背板的顺序层压后封装，制得太阳能光伏组件。
在上述太阳能光伏组件的制备方法中：
进一步的，步骤(1)中所述背面封装薄膜的表面设有凹凸结构。该凹凸结构可以采取常规物理压膜的方式，在一定温度、压力下，通过凹凸模具对背板进行压膜处理。
可以在背板内层设置这一凹凸结构，主要是增强光线漫发射。
优选可以采用涂覆的方式在所述背板上设置一体化背面封装材料薄膜。
步骤(2)中层压时，温度为140～150℃、时间为12～18min、压力为-50Kpa～-5Kpa。
更佳的，步骤(2)中层压时，温度为145℃、时间为15min、压力分别为-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa。
为保证组件外观无异常，需要采用适当的层压工艺，此工艺可在温度、时间、压力做适当调整。
该方法采用适当的层压工艺，层压后组件外观要求达标，无脱层、鼓包、凸起、凹坑等外观不良现象。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明中的太阳能光伏组件减少了光伏组件背面封材(如EVA、POE或PVB)的铺设工序，提高了生产效率；
(2)本发明中的太阳能光伏组件减少了一层背面封装薄膜(如EVA、POE或PVB)，常规组件结构，玻璃+EVA+电池片+EVA+背板，本发明一体化组件结构，玻璃+EVA+电池片+一体化背板，降低了制造成本；
(3)本发明中的太阳能光伏组件热量无需先通过背面封装薄膜(如EVA、POE或PVB)，再通过背板散发出去，而是直接通过背板散发出去，常规组件散热路径：电池片-EVA-背板，本发明一体化组件散热路径：电池片-一体化背板，散热能力强，本发明一体化组件厚度较常规薄，热传导距离短，即散热能力强，可以提高组件发电功率；
(4)本发明中的太阳能光伏组件的一体化背板内层厚度较厚(厚度大概为300μm左右，而常规背板，内层厚度75μm左右)，易发生漫反射，从而提升组件单位面积辐照量，提高组件发电功率；
(5)本发明太阳能光伏组件中的一体化背板保质期较长，通常为12个月，易减少EVA库存压力，使组件可靠性更高。
附图说明
图1是本发明中的太阳能光伏组件的结构示意图；
图2是本发明中的太阳能光伏组件中的一体化背板上的背面封装材料薄膜；
图3是图2圆圈内的背面封装薄膜上的凹凸结构的微观结构图；
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
实施例1
如图1-3所示，本实施例提供的太阳能光伏组件，自上而下依次包括光伏玻璃1、正面封装薄膜(如EVA、POE或PVB等)2、电池片3和一体化背板4，一体化背板4包括背板和一体化设于背板上的背面封装材料薄膜5。
其中一体化背板上的背面封装薄膜5与电池片3相接触。
背面封装薄膜5与电池片3相接触的表面设有凹凸结构6。
背面封装薄膜5的厚度为0.4～1mm，背面封装薄膜5的材质为聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯或聚乙烯缩丁醛等。
背面封装薄膜5的厚度较常规的背板厚，可以在上面较易实现一定的凹凸结构6，使其具有较理想的漫反射性能，使组件单位面积接收更多辐照量，提高组件发电功率。
一体化背板4的尺寸大小与光伏玻璃1和正面封装薄膜2的尺寸大小相适配。
该相适配可以防止封材及背板尺寸过短，而使光伏组件边缘缺胶、脱层等外观不良现象。
该太阳能光伏组件设置有一体化光伏背板，代替组件背面封装薄膜(如EVA、POE或PVB等)及背板，使组件少了一层背面封装薄膜(如EVA、POE或PVB等)，提高了人工或机械层叠效率及降低组件制造成本，由于一体化背板直接与电池片背面接触，在发电过程中能很好地将热量直接通过背板给散发出去，散热能力好，从而提高组件发电量，由于一体化背板内膜较厚能更好地实现光学漫反射，使组件单位面积接收更多辐照量，提高组件发电功率，同时一体化背板具有更长保质期(1年)，而常规背面封装薄膜(如EVA、POE或PVB等)(6个月)，从而减少背面封装薄膜(如EVA、POE或PVB等)库存压力，提高组件可靠性。
该太阳能光伏组件的制备方法如下：
(1)选取背板，在所述背板上设置一体化背面封装薄膜，制得一体化背板；
(2)自上而下按照光伏玻璃、正面封装薄膜、电池片和一体化背板的顺序层压后封装，制得太阳能光伏组件。
进一步的，步骤(1)中所述背面封装薄膜的表面设有凹凸结构。该凹凸结构可以采取常规物理压膜的方式，在一定温度、压力下，通过凹凸模具对背板进行压膜处理。
在背板内层设置这一凹凸结构，主要是增强光线漫发射。
采用涂覆的方式在所述背板上设置一体化背面封装材料薄膜。
步骤(2)中层压时，温度为145℃、时间为15min、压力分别为-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa。
为保证组件外观无异常，需要采用适当的层压工艺，此工艺可在温度、时间、压力做适当调整。
该方法采用适当的层压工艺，层压后组件外观要求达标，无脱层、鼓包、凸起、凹坑等外观不良现象。
实施例2
与实施例1不同的是，通过改变层压工艺参数(温度)，以与背板拉拔力情况及外观(是否有脱层、鼓包等外观不良现象)来评估此层压参数可行性，具体数据如下表1所示：
表1 改变层压工艺温度参数，以与背板拉拔力情况及外观评估此层压参数可行性
组件条码 层压参数 拉拔力(背板) 外观
1 149℃/15min/-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa 128N/cm OK
2 148℃/15min/-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa 125N/cm OK
3 147℃/15min/-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa 118N/cm OK
4 146℃/15min/-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa 120N/cm OK
5 145℃/15min/-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa 119N/cm OK
6 144℃/15min/-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa 85N/cm 脱层不良
综合考虑，在满足外观及拉拔力(背板)标准条件下(背板拉拔力标准为≥60N/cm)，温度设置为145℃为宜。
实施例3
与实施例1不同的是，通过改变层压工艺参数(压力)，以与背板拉拔力情况及外观(是否有脱层、鼓包等外观不良现象)来评估此层压参数可行性，具体数据如下表2所示：
表2 改变层压工艺压力参数，以与背板拉拔力情况及外观评估此层压参数可行性
组件条码 层压参数 拉拔力(背板) 外观
1 145℃/15min/-40Kpa、-20Kpa及-5Kpa 128N/cm OK
2 145℃/15min/-40Kpa、-25Kpa及-5Kpa 125N/cm OK
3 145℃/15min/-50Kpa、-25Kpa及-5Kpa 118N/cm OK
4 145℃/15min/-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa 120N/cm OK
5 145℃/15min/-50Kpa、-25Kpa及-5Kpa 119N/cm OK
6 145℃/15min/-55Kpa、-25Kpa及-5Kpa 95N/cm 气泡不良
7 145℃/15min/-50Kpa、-30Kpa及-5Kpa 90N/cm 气泡不良
8 145℃/15min/-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa 86N/cm 气泡不良
综合考虑，在满足外观及拉拔力(背板)标准条件下(背板拉拔力标准为≥60N/cm)，层压压力设置为-50Kpa、-25Kpa及-10Kpa为宜。
实施例4
通过改变层压工艺参数(时间)，以与背板拉拔力情况及外观(是否有脱层、鼓包等外观不良现象)来评估此层压参数可行性，具体数据如下表3所示：
表3 改变层压工艺时间参数，以与背板拉拔力情况及外观评估此层压参数可行性
综合考虑，在满足外观及拉拔力(背板)标准条件下(背板拉拔力标准为≥60N/cm)，层压时间设置为15min为宜。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种太阳能光伏组件，其特征是：自上而下依次包括光伏玻璃、正面封装薄膜、电池片和一体化背板，所述一体化背板包括背板和一体化设于所述背板上的背面封装薄膜。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征是：所述一体化背板上的背面封装薄膜与所述电池片相接触。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件，其特征是：所述背面封装薄膜与所述电池片相接触的表面设有凹凸结构。
4.根据权利要求1、2或3所述的太阳能光伏组件，其特征是：所述背面封装薄膜的厚度为0.4～1mm，所述背面封装薄膜的材质为聚烯烃或乙烯-醋酸乙烯酯、聚乙烯缩丁醛。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏组件，其特征是：所述一体化背板的尺寸大小与所述光伏玻璃和所述正面封装材料薄膜的尺寸大小相适配。
6.权利要求1、2或3所述的太阳能光伏组件的制备方法，其特征是包括以下步骤：
(1)选取背板，在所述背板上设置一体化背面封装薄膜，制得一体化背板；
(2)自上而下按照光伏玻璃、正面封装薄膜、电池片和一体化背板的顺序层压后封装，制得太阳能光伏组件。
7.根据权利要求6所述的太阳能光伏组件的制备方法，其特征是：步骤(1)中所述背面封装薄膜的表面设有凹凸结构。
8.根据权利要求6所述的太阳能光伏组件的制备方法，其特征是：步骤(2)中层压时，温度为140～150℃、时间为12～18min、压力为-50Kpa～-5Kpa。
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