CN108123007B - 一种超薄双玻光伏组件的制备方法及其产物 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光电器件技术领域，涉及一种超薄双玻光伏组件的制备方法及其产物。具体而言，本发明的方法包括如下步骤：1)设置上层玻璃和上层封装胶膜，并在上层玻璃和上层封装胶膜之间加垫头部条状胶膜；2)设置绝缘背板、电池串和汇流条；3)设置下层封装胶膜，并在电池串和下层封装胶膜之间加垫尾部块状胶膜、尾部条状胶膜、头部块状胶膜和汇流条弯折处块状胶膜；4)设置下层玻璃，并得到层叠组件；5)对层叠组件进行层压处理；6)削边、安装接线盒并连接引出线。本发明的制备方法解决了超薄双玻光伏组件生产过程中出现的气泡、脱层、缺胶、扩并串等问题，提高了组件的生产效率及成品率。
Description
技术领域
本发明属于光电器件技术领域，涉及超薄双玻光伏组件的制备方法及其产物。
背景技术
随着科技的发展，光伏组件(又称太阳能电池板)已广泛应用于太阳能发电。传统的光伏组件结构中包括玻璃、胶膜、电池片、胶膜和背板等多个片层，这些片层通过在一定的温度、压力和真空条件下的层压粘合在一起，然后在四周打上铝边框，并在背板上安装接线盒，最终得到光伏组件。这种组件的背板水蒸气透过率较高，影响胶膜与电池片的品质，从而降低组件的发电效率及寿命。另外，这种组件的机械强度也不够，需要增加金属边框来增强风雪载荷，增大了组件出现电位诱发衰减(PID)的风险，并且提高了制造成本。
随后，业内开始采用玻璃替代绝缘背板，以形成双玻光伏组件。这种组件一般使用较厚的玻璃(上层玻璃为2.8～4mm厚的压花钢化玻璃，下层玻璃为2～4mm厚的浮法钢化玻璃)，不仅增加了组件的自身重量，而且拉长了层压时间，降低了生产效率。因此，超薄双玻光伏组件应运而生，但是现有的超薄双玻光伏组件制造工艺难度较大，层压过程中容易出现气泡、脱层、缺胶、扩并串等问题，并且生产效率及成品率较低。因此，亟需一种新的超薄双玻光伏组件的制备方法。
发明内容
针对现有的超薄双玻光伏组件在层压过程中容易出现气泡、脱层、缺胶、扩并串等问题，本发明的目的在于提供一种新颖的超薄双玻光伏组件的制备方法及其产物。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超薄双玻光伏组件的制备方法，其包括以下步骤：
1)首先选用长度为L，宽度为W的超白压花钢化玻璃作为上层玻璃，并将并将上层玻璃长宽所限定的表面上的两个短边分别设定为头部和尾部，接着在头部设置一个厚度为400～700μm，宽度为L/40～L/30，长度为W的头部条状胶膜，并使头部条状胶膜的长边与上层玻璃的短边对齐，然后设置一层厚度与头部条状胶膜相同的上层封装胶膜，所述上层封装胶膜覆盖所述头部条状胶膜；
2)首先在对应于上层玻璃的头部中央的位置设置一个厚度为300～350μm，宽度为L/40～L/30，长度为W/7～W/6的绝缘背板，所述绝缘背板位于所述上层封装胶膜上方，并使绝缘背板的长边与上层玻璃的短边对齐，接着在上层封装胶膜上设置电池串，采用汇流条焊接电池串，并采用高温胶带固定，然后在对应于上层玻璃的头部中央的位置设置预先弯折的汇流条引出线，位于头部中间位置的汇流条及汇流条引出线压在绝缘背板上；
3)首先在对应于上层玻璃的尾部两端位置的上层封装胶膜上各设置一个厚度与头部条状胶膜相同，宽度为L/80～L/60，长度为W/10～W/9的尾部块状胶膜，并使尾部块状胶膜的长边与上层玻璃的短边对齐，接着在对应于上层玻璃的尾部位置的上层封装胶膜上设置一个厚度与头部条状胶膜相同，宽度为L/40～L/30，长度为W的尾部条状胶膜，并使尾部条状胶膜的长边与上层玻璃的短边对齐，其中尾部条状胶膜覆盖在所述尾部块状胶膜的上方，随后在分别对应于上层玻璃的头部两端的汇流条上、绝缘背板上两端的汇流条上以及位于绝缘背板外部两侧的汇流条上各设置一个厚度与头部条状胶膜相同，边长为L/40～L/30的头部块状胶膜，并使头部块状胶膜的边与上层玻璃的短边对齐，然后在对应于汇流条弯折处的上方设置一个厚度与头部条状胶膜相同，宽度为L/40～L/30，长度为W/10～W/9的汇流条弯折处块状胶膜，最后设置一层厚度与头部条状胶膜相同的下层封装胶膜，所述下层封装膜覆盖住上述所有结构；
4)首先选用与上层玻璃具有相同尺寸的普通浮法钢化玻璃作为下层玻璃，其中下层玻璃由其长宽所限定的表面的两个短边分别设定为下层玻璃头部和下层玻璃尾部，下层玻璃头部中央预先设置有月牙形缺口，月牙形缺口外切矩形的长度为W/8～W/5，宽度为W/30～W/25，然后采用与上层玻璃头尾对应的方式将下层玻璃设置在下层封装胶膜上，得到层叠组件；
5)对层叠组件进行层压处理，依次包括抽真空、加压和保压步骤，并且全程保持温度恒定，其中：温度为145～160℃；抽真空步骤的压力为50～60Pa，时间为6～10分钟；加压步骤的压力为20～90kPa，时间为1～3分钟；保压步骤的压力为75～90kPa，时间为8～15分钟；
6)层压处理完毕后，首先对层叠组件进行削边，接着在月牙形缺口处设置与之匹配的月牙形垫片，然后在月牙形垫片上安装接线盒并与汇流条引出线连接，得到超薄双玻光伏组件。
优选的，在上述制备方法中，所述超白压花钢化玻璃和所述普通浮法钢化玻璃的厚度均为1.5～2.2毫米，优选2毫米。
优选的，在上述制备方法中，所述头部条状胶膜、上层封装胶膜、尾部块状胶膜、尾部条状胶膜、头部块状胶膜、汇流条弯折处块状胶膜和下层封装胶膜均为POE(乙烯-辛烯共聚物)胶膜或PO(聚辛烯)胶膜，优选POE胶膜。
优选的，在上述制备方法中，所述绝缘背板为TPT背板、KPK背板、KPF背板或TPE背板，优选TPT背板。
优选的，在上述制备方法中，所述汇流条引出线的预先弯折通过折弯机来完成，弯折的角度为90°。
优选的，在上述制备方法中，所述层压处理通过带有顶针的上下加热方式的层压机来完成。
优选的，在上述制备方法中，在所述接线盒与所述汇流条引出线连接之后，还包括采用硅胶在层叠组件的四个角安装护角的步骤。
一种超薄双玻光伏组件，其通过上述制备方法制备而得。
与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明具有如下优点：
(1)克服了传统组件背板水蒸气透过率较高的问题，无PID风险；
(2)机械强度高于传统组件，省下使用铝边框的成本；
(3)比一般的双玻组件具有更轻的质量，便于运输安装，能够在承载能力不强的屋面或建筑表面上使用；
(4)制备工艺的层压时间较短，提高了生产效率；
(5)加垫胶膜小条及小块，解决了组件头尾部汇流条处出现的气泡、脱层、缺胶等问题；
(6)使用高温胶带固定电池串，解决了层压过程中的扩并串问题；
(7)使用折弯机弯折的汇流条引出线解决了因汇流条交接处层叠产生的厚度差出现脱层或缺胶、气泡等问题；
(8)下层玻璃使用具有月牙形缺口的玻璃，简化了背板玻璃的加工难度，成品率高；
(9)使用带有顶针的上下腔加热层压机，解决了组件层压过程中的气泡问题，并且缩短了层压时间；
(10)在组件的四个角安装护角，避免了在搬运或安装过程中因磕碰而导致的组件碎裂损坏的问题。
附图说明
图1为超薄双玻光伏组件的制备方法中设置头部条状胶膜的示意图；
图2为超薄双玻光伏组件的制备方法中设置绝缘背板、电池串和汇流条的示意图，其中2A为整体视图，2B为汇流条弯折处的放大视图；
图3为超薄双玻光伏组件的制备方法中设置尾部块状胶膜、尾部条状胶膜、头部块状胶膜和汇流条弯折处胶膜的示意图，其中3A为整体视图，3B为头部放大视图，3C为尾部放大视图；
图4为超薄双玻光伏组件的制备方法中设置头部具有月牙形缺口的下层玻璃的示意图，其中4A为整体视图，4B为头部放大视图；
图5为超薄双玻光伏组件的制备方法中设置月牙形垫片和连线盒的示意图；
图6为根据实施例中的方法制备的光伏组件实物的头尾部放大视图；
图7为根据对比例中的方法制备的光伏组件实物的头尾部放大视图；
上述附图中的标记具有如下含义：1、上层玻璃；101、头部；102、尾部；2、头部条状胶膜；3、上层封装胶膜；4、绝缘背板；5、电池串；6、汇流条；601、汇流条引出线；7、尾部块状胶膜；8、尾部条状胶膜；9、头部块状胶膜；10、汇流条弯折处块状胶膜；11、下层封装胶膜；12、下层玻璃；1201、下层玻璃头部；1202、下层玻璃尾部；1203、月牙形缺口；13、月牙形垫片；14、连线盒。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明的技术方案。另外，除非特殊说明，下列实施例中使用的仪器、试剂、材料等均可通过常规商业手段获得。
实施例：制备本发明的超薄双玻光伏组件。
(1)首先选用厚度为2mm，宽度为990mm，长度为1660mm的长方形超白压花钢化玻璃作为上层玻璃1，并将上层玻璃1长宽所限定的表面上的两个短边分别设定为头部101和尾部102，接着在头部101垫上一个厚度为0.6mm，宽度为50mm，长度为990mm的头部条状胶膜2(POE胶膜)(如图1所示)，然后铺设一层厚度为0.6mm的上层封装胶膜3(POE胶膜)，所述上层封装胶膜3覆盖所述头部条状胶膜2。
(2)首先在对应于上层玻璃1的头部101中央的位置垫上一个厚度为0.34mm，宽度为50mm，长度为150mm的绝缘背板4(TPT背板)，所述绝缘背板4位于所述上层封装胶膜3上方，并使绝缘背板4的长边与上层玻璃1的短边对齐，接着在上层封装胶膜3上铺设电池串5，采用汇流条6焊接电池串5并用高温胶带固定，然后在对应于上层玻璃1的头部101中央的位置引出通过折弯机以90°弯折的方式预先弯折的汇流条引出线601(如图2所示)，位于头部中间位置的汇流条及汇流条引出线压在绝缘背板上。
(3)首先在对应于上层玻璃1的尾部102两端位置的上层封装胶膜上各垫上一个厚度为0.6mm，宽度为25mm，长度为100mm的尾部块状胶膜7(POE胶膜)，接着在对应于上层玻璃1的尾部102位置的上层封装胶膜3上垫上一个厚度为0.6mm，宽度为50mm，长度为990mm的尾部条状胶膜8(POE胶膜)，随后在分别对应于上层玻璃1的头部101两端的汇流条6上、绝缘背板4上两端的汇流条6上以及位于绝缘背板4外部两侧的汇流条6上各垫上一个厚度为0.6mm，边长为50mm的正方形头部块状胶膜9(POE胶膜)，然后在对应于汇流条6弯折处的上方垫上一个厚度为0.6mm，宽度为50mm，长度为100mm的汇流条弯折处块状胶膜10(POE胶膜)(如图3所示)，最后铺设一层厚度为0.6mm的下层封装胶膜11(POE胶膜)，所述下层封装膜11覆盖住上述所有结构。
(4)首先选用与上层玻璃1具有相同尺寸的长方形普通浮法钢化玻璃作为下层玻璃12，其中下层玻璃12由其长宽所限定的表面的两个短边分别设定为下层玻璃头部1201和下层玻璃尾部1202，下层玻璃头部1201中央预先设置有月牙形缺口1203，月牙形缺口1203对应的外切矩形的宽度为35mm，长度为160mm，然后采用与上层玻璃1头尾对应的方式将下层玻璃12覆盖在下层封装胶膜11上(如图4所示)，得到层叠组件。
(5)按照下表中的程序，使用带有顶针的上下加热方式的层压机对层叠组件进行层压处理。
(6)层压处理完毕后，首先对层叠组件进行削边，接着在月牙形缺口1203处垫上与之匹配的月牙形垫片13，然后在月牙形垫片13上安装接线盒14并与汇流条引出线601连接(如图5所示)，最后采用硅胶在层叠组件的四个角安装护角，得到本发明的超薄双玻光伏组件。
对比例：制备不加垫条状及块状胶膜的超薄双玻光伏组件。
(1)首先选用厚度为2mm，宽度为990mm，长度为1660mm的长方形超白压花钢化玻璃作为上层玻璃，并将上层玻璃长宽所限定的表面上的两个短边分别设定为头部和尾部，然后铺设一层厚度为0.6mm的上层封装胶膜(POE胶膜)。
(2)首先在对应于上层玻璃的头部中央的位置垫上厚度为0.34mm，宽度为50mm，长度为150mm的绝缘背板(TPT背板)，接着在上层封装胶膜上铺设电池串，采用汇流条焊接电池串并用高温胶带固定，然后在对应于上层玻璃的头部中央的位置引出采用折弯机以90°弯折的方式预先弯折的汇流条引出线，最后铺设一层厚度为0.6mm的下层封装胶膜。
(3)首先选用与上层玻璃具有相同尺寸的长方形普通浮法钢化玻璃作为下层玻璃，其中下层玻璃由其长宽所限定的表面的两个短边分别设定为头部和尾部，头部中央预先设置有月牙形缺口，月牙形缺口对应的外切矩形的宽度为35mm，长度为160mm，然后采用与上层玻璃头尾对应的方式将下层玻璃覆盖在下层封装胶膜上。
(4)按照下表中的程序，使用带有顶针的上下加热方式的层压机对层叠组件进行层压处理。
(5)层压处理完毕后，首先对层叠组件进行削边，接着在月牙形缺口处垫上与之匹配的月牙形垫片，然后在月牙形垫片上安装接线盒并与汇流条引出线连接，最后采用硅胶在层叠组件的四个角安装护角，得到不加垫条状及块状胶膜的超薄双玻光伏组件。
图6展示了根据实施例中的方法制备的光伏组件的头尾部，图中组件的头尾部没有气泡、脱层及缺胶等缺陷；图7展示了根据对比例中的方法制备的光伏组件的头尾部，由于头尾部没有加垫胶膜小条及小块，出现了如图所示的缺胶、脱层等现象。通过对比不难发现，本发明的超薄双玻光伏组件的制备方法解决了超薄双玻光伏组件生产过程中出现的气泡、脱层、缺胶、扩并串等问题，提高了组件的生产效率及成品率。
Claims (10)
1.一种超薄双玻光伏组件的制备方法，其包括以下步骤：
1)首先选用长度为L，宽度为W的超白压花钢化玻璃作为上层玻璃(1)，并将上层玻璃(1)长宽所限定的表面上的两个短边分别设定为头部(101)和尾部(102)，接着在头部设置一个厚度为400～700μm，宽度为L/40～L/30，长度为W的头部条状胶膜(2)，并使头部条状胶膜(1)的长边与上层玻璃(1)的短边对齐，然后设置一层厚度与头部条状胶膜(2)相同的上层封装胶膜(3)，所述上层封装胶膜(3)覆盖所述头部条状胶膜(2)；
2)首先在对应于上层玻璃(1)的头部(101)中央的位置设置一个厚度为300～350μm，宽度为L/40～L/30，长度为W/7～W/6的绝缘背板，所述绝缘背板(4)位于所述上层封装胶膜(3)上方，并使绝缘背板(4)的长边与上层玻璃(1)的短边对齐，接着在上层封装胶膜(3)上设置电池串(5)，采用汇流条(6)焊接电池串(5)，并采用高温胶带固定，然后在对应于上层玻璃(1)的头部(101)中央的位置设置预先弯折的汇流条引出线(601)，位于头部(101)中间位置的汇流条(6)及汇流条引出线(601)压在绝缘背板(4)上；
3)首先在对应于上层玻璃(1)的尾部(102)两端位置的上层封装胶膜(3)上各设置一个厚度与头部条状胶膜(2)相同，宽度为L/80～L/60，长度为W/10～W/9的尾部块状胶膜(7)，并使尾部块状胶膜(7)的长边与上层玻璃(1)的短边对齐，接着在对应于上层玻璃(1)的尾部(102)位置的上层封装胶(3)上设置一个厚度与头部条状胶膜(2)相同，宽度为L/40～L/30，长度为W的尾部条状胶膜(8)，并使尾部条状胶膜(8)的长边与上层玻璃(1)的短边对齐，其中尾部条状胶膜(8)覆盖在所述尾部块状胶膜(7)的上方，随后在分别对应于上层玻璃(1)的头部(101)两端的汇流条(6)上、绝缘背板(4)上两端的汇流条(6)上以及位于绝缘背板(4)外部两侧的汇流条(6)上各设置一个厚度与头部条状胶膜(2)相同，边长为L/40～L/30的头部块状胶膜(9)，并使头部块状胶膜(9)的边与上层玻璃(1)的短边对齐，然后在对应于汇流条(1)弯折处的上方设置一个厚度与头部条状胶膜(1)相同，宽度为L/40～L/30，长度为W/10～W/9的汇流条弯折处块状胶膜(10)，最后设置一层厚度与头部条状胶膜(2)相同的下层封装胶膜(11)，所述下层封装膜(11)覆盖住上述所有结构；
4)首先选用与上层玻璃(1)具有相同尺寸的普通浮法钢化玻璃作为下层玻璃(12)，其中下层玻璃(12)由其长宽所限定的表面的两个短边分别设定为下层玻璃头部(1201)和下层玻璃尾部(1202)，下层玻璃头部(1201)中央预先设置有月牙形缺口(1203)，月牙形缺口(1203)外切矩形的长度为W/8～W/5，宽度为W/30～W/25，然后采用与上层玻璃(1)头尾对应的方式将下层玻璃(12)设置在下层封装胶膜(11)上，得到层叠组件；
5)对层叠组件进行层压处理，依次包括抽真空、加压和保压步骤，并且全程保持温度恒定，其中：温度为145～160℃；抽真空步骤的压力为50～60Pa，时间为6～10分钟；加压步骤的压力为20～90kPa，时间为1～3分钟；保压步骤的压力为75～90kPa，时间为7～12分钟；
6)层压处理完毕后，对层叠组件进行削边，并在月牙形缺口(1203)处设置与之匹配的月牙形垫片(13)，然后在月牙形垫片(13)上安装接线盒并与汇流条引出线(601)连接，得到超薄双玻光伏组件。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述超白压花钢化玻璃和所述普通浮法钢化玻璃的厚度均为1.5～2.2毫米。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述头部条状胶膜(2)、上层封装胶膜(3)、尾部块状胶膜(7)、尾部条状胶膜(8)、头部块状胶膜(9)、汇流条弯折处块状胶膜(10)和下层封装胶膜(11)均为POE胶膜或PO胶膜。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述头部条状胶膜(2)、上层封装胶膜(3)、尾部块状胶膜(7)、尾部条状胶膜(8)、头部块状胶膜(9)、汇流条弯折处块状胶膜(10)和下层封装胶膜(11)均为POE胶膜。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述绝缘背板(4)为TPT背板、KPK背板、KPF背板或TPE背板。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述绝缘背板(4)为TPT背板。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述汇流条引出线(601)的预先弯折通过折弯机来完成，弯折的角度为90°。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述层压处理通过带有顶针的上下加热方式的层压机来完成。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
在所述接线盒与所述汇流条引出线(601)连接之后，还包括采用硅胶在层叠组件的四个角安装护角的步骤。
10.一种超薄双玻光伏组件，其通过根据权利要求1至9中任一项所述的制备方法制备而得。
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