CN108511547A - 一种太阳能组件及其制备方法、太阳能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种太阳能组件及其制备方法、太阳能装置，涉及太阳能发电技术领域，简化了制备工艺，降低了成本。一种太阳能组件的制备方法，包括：将太阳能组件放置在治具的承载面上，所述治具的承载面为曲面；对所述太阳能组件进行加热，使得所述太阳能组件的形状按照所述治具的承载面的形状变化；所述太阳能组件冷却后与所述治具分离，以得到曲面状的太阳能组件。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳能组件及其制备方法、太阳能装置。
背景技术
太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点。随着太阳能移动产品的快速发展，太阳能组件在人们的生活中占据越来越高的比例。而随着人们个性化需求的增多，异形太阳能产品的需求也日渐增多。
目前，常见的太阳能组件多为平面形状，如太阳能电站、太阳能建筑一体化(Building Integrated PV，简称BIPV)等，少有的曲面太阳能组件在制备过程中，通常是先分别形成如图1a所示的曲面的电池芯片11、及如图1b所示的与曲面的电池芯片11形状一致的封装层12；之后，如图1c所示，利用封装层12将电池芯片11封装起来，形成曲面的太阳能组件。
然而，由于曲面的电池芯片11与曲面的封装层12需要分开形成，导致太阳能组件的制备工艺异常复杂，大大提高了成本。
发明内容
本发明的实施例提供一种太阳能组件及其制备方法、太阳能装置，简化了制备工艺，降低了成本。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种太阳能组件的制备方法，包括：将太阳能组件放置在治具的承载面上，所述治具的承载面为曲面；对所述太阳能组件进行加热，使得所述太阳能组件的形状按照所述治具的承载面的形状变化；所述太阳能组件冷却后与所述治具分离，以得到曲面状的太阳能组件。
优选的，使得所述太阳能组件的形状按照所述治具的承载面的形状变化，包括：使得所述太阳能组件的形状按照所述治具的承载面的形状变化至：所述太阳能组件的一个表面贴合在所述承载面上。
优选的，所述对所述太阳能组件进行加热，包括：将放置有所述太阳能组件的所述治具放入加热装置中，并对放置有所述太阳能组件的所述治具进行加热。
进一步优选的，对放置有所述太阳能组件的所述治具进行加热，包括：以130～160℃的温度对放置有所述太阳能组件的所述治具加热10～120min。
优选的，在将所述太阳能组件放置在所述治具的所述承载面上之前，所述方法还包括：形成所述太阳能组件，所形成的所述太阳能组件为平面状。
进一步优选的，形成平面状的所述太阳能组件，包括：依次形成第一柔性封装层、第一胶膜、电池芯片、第二胶膜、以及第二柔性封装层，并采用层压工艺对层叠设置的所述第一柔性封装层、所述第一胶膜、所述电池芯片、所述第二胶膜、以及所述第二柔性封装层进行层压。
进一步优选的，层压温度为130～160℃；层压时间为20～120min。
优选的，所述电池芯片为柔性电池芯片。
进一步优选的，所述电池芯片为铜铟镓硒电池芯片、非晶硅电池芯片、微晶硅电池芯片、砷化镓电池芯片、碲化镉电池芯片、硫化镉电池芯片中的一种。
优选的，所述电池芯片为晶体硅电池芯片，所述电池芯片包括多个子电池芯片。
优选的，所述第一胶膜和/或第二胶膜为EVA、POE、PVB中的一种。
优选的，所述治具的材料为玻璃钢或不锈钢。
第二方面，提供一种太阳能组件，由第一方面所述的太阳能组件的制备方法制备得到。
第三方面，提供一种太阳能装置，包括如权利要求12所述的太阳能组件。
优选的，所述太阳能装置为背包、提包、拉杆箱中的一种。
本发明实施例提供一种太阳能组件及其制备方法、太阳能装置，通过将太阳能组件放置在呈曲面的承载面上，之后，对太阳能组件进行加热，以使得太阳能组件软化并按照承载面的形状变化，从而得到曲面状的太阳能组件，由于太阳能组件至少包括电池芯片、以及用于封装电池芯片的第一柔性封装层和第二柔性封装层，因此，在对太阳能组件加热的过程中，太阳能组件中的电池芯片、以及第一柔性封装层和第二柔性封装层均按照承载面的形状变化，故电池芯片、以及第一柔性封装层和第二柔性封装层的变化程度相同，即，电池芯片、以及第一柔性封装层和第二柔性封装层的形状均相同。另外，与现有技术相比，由于本发明实施例无需将曲面的电池芯片与曲面的第一柔性封装层和第二柔性封装层分开形成，从而简化了工艺步骤，降低了成本。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
图1a为现有技术提供的一种电池芯片的结构示意图；
图1b为现有技术提供的一种封装层的结构示意图；
图1c为现有技术提供的一种太阳能组件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种制备太阳能组件的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种制备太阳能组件的过程示意图；
图4a为本发明实施例提供的一种承载面的示意图一；
图4b为本发明实施例提供的一种承载面的示意图二；
图4c为本发明实施例提供的一种承载面的示意图三；
图4d为本发明实施例提供的一种承载面的示意图四；
图4e为本发明实施例提供的一种承载面的示意图五；
图4f为本发明实施例提供的一种承载面的示意图六；
图4g为本发明实施例提供的一种承载面的示意图七；
图4h为本发明实施例提供的一种承载面的示意图八；
图4i为本发明实施例提供的一种承载面的示意图九；
图5为本发明实施例提供的一种曲面太阳能组件的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种电池芯片的示意图；
图7为本发明实施例提供的一种太阳能装置的结构示意图。
附图标记：
11-电池芯片；12-封装层；20-治具；21-承载面；30-太阳能组件；31-第一柔性封装层；32-第一胶膜；33-电池芯片；331-子电池芯片；34-第二胶膜；35-第二柔性封装层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种太阳能组件的制备方法，如图2所示，形成所述太阳能组件可以包括如下步骤：
S10、如图3所示，将太阳能组件30放置在治具20的承载面21上，治具20的承载面21为曲面。
需要说明的是，第一，不对太阳能组件30的形状进行限定，其可以是平面状，也可以是其他不规则的形状。图3仅示出了平面状的太阳能组件30。
第二，不对治具20的承载面的具体形状进行限定，具体的，如图4a所示，承载面为一弧面，也可以呈山形弯曲(图4b)、L型弯曲(图4c)、矩形弯曲(图4d)、梯形弯曲(图4e)、S形弯曲(图4f)、三角形弯曲(图4g)、M形弯曲(图4h)、Z形弯曲(图4i)等。其中，当承载面21为弧面时，不对弧面的曲率半径进行限定。
第三，治具20的承载面21，是指：治具20中靠近太阳能组件30的表面。
第四，在将太阳能组件30放置在治具20的承载面21上之前，所述制备方法还包括：制作治具20。
其中，不对形成治具20的方式进行限定，例如可以通过注塑的方式形成治具20。
第五，在将太阳能组件30放置在治具20的承载面21上之前，所述制备方法还包括：形成太阳能组件30；其中，考虑到制备平面状的太阳能组件30的工艺较为成熟，所形成的太阳能组件30为平面状。
太阳能组件30至少包括电池芯片33及用于封装电池芯片33的封装层(即，下文中的第一柔性封装层和第二柔性封装层)，根据实际需求，太阳能组件30还可以包括其他结构，本发明实施例对此不进行限定。
示例的，如图3所示，太阳能组件30包括电池芯片33、以及位于电池芯片33两侧的第一柔性封装层31、第二柔性封装层34、位于电池芯片33与第一柔性封装层31之间的第一胶膜32、以及位于电池芯片33与第二柔性封装层35之间的第二胶膜34。其中，第一柔性封装层31和第二柔性封装层35可以作为阻水层对电池芯片33起到保护作用。
此处，在太阳能组件30利用从第一柔性封装层31射入的光线进行光电转换的情况下，第一柔性封装层31和第一胶膜32的材料应为透光材料，第二柔性封装层35和第二胶膜34的材料可以是透光材料，也可以是非透光材料。
在太阳能组件30利用从第二柔性封装层35射入的光线进行光电转换的情况下，第二柔性封装层35和第二胶膜34的材料应为透光材料，第一柔性封装层31和第一胶膜32的材料可以是透光材料，也可以是非透光材料。
在太阳能组件30利用从第一柔性封装层31和第二柔性封装层35射入的光线进行光电转换的情况下，第一柔性封装层31、第二柔性封装层35、第一胶膜32、以及第二胶膜34的材料均为透光材料。
其中，在第一柔性封装层31和第二柔性封装层35的材料均为透光材料的情况下，第一柔性封装层31和第二柔性封装层35的材料可包括涤纶树脂(Polyethyleneterephthalate，简称PET)；或者，在第一柔性封装层31的材料为非透光材料的情况下，第一柔性封装层31的材料可包括铝箔；或者，在第二柔性封装层35的材料为非透光材料的情况下，第二柔性封装层35的材料可包括铝箔。
第一胶膜32用于粘接电池芯片33与第一柔性封装层31、第二胶膜34用于粘接电池芯片33与第二柔性封装层35；并且，第一胶膜32和第二胶膜34在常温下呈固态，且形状不发生改变，在大于或等于其熔点的温度下呈熔融态。
在此基础上，第一胶膜32和第二胶膜34可以是乙烯-醋酸乙烯共聚物(简称EVA)，由乙烯(Ethylene)、乙烯基(Vinyl)、醋酸盐(Acetate)组成，也可以是聚乙烯醇缩丁醛(Poly Vinyl Butyral，简称PVB)、或者乙烯-辛稀共聚物(Polyolefin Elastomer，简称POE)。其中，EVA在粘着力、光学性能方面具有较大的优势；POE具有低水汽透过率和高体积电阻率的优势。
具体的，如图3所示，形成平面状的太阳能组件30，包括：依次形成第一柔性封装层31、第一胶膜32、电池芯片33、第二胶膜34、以及第二柔性封装层35，并采用层压工艺对层叠设置的第一柔性封装层31、第一胶膜32、电池芯片33、第二胶膜34、以及第二柔性封装层35进行层压。其中，层压温度为130～160℃；层压时间为20～120min。
当然，对于其他形状的太阳能组件30，也可以以该方法形成。
S20、对太阳能组件30进行加热，使得太阳能组件30的形状按照治具20的承载面21的形状变化。
需要说明的是，第一，可以以任意方式对太阳能组件30进行加热，只要太阳能组件30的形状可以按照承载面21的形状变化即可。其中，加热装置可以是烘箱或层压机。
第二，太阳能组件30的形状按照治具20的承载面21的形状变化后，所得到的曲面状的太阳能组件30的形状可以与承载面21的形状相同，也可以不相同，只要太阳能组件30中与电池芯片33层叠设置的第一柔性封装层31和第二柔性封装层35的形状，与电池芯片33的形状一致即可。曲面状的太阳能组件30的形状具体与太阳能组件30的加热温度、加热时间、以及太阳能组件30中各个结构的材料有关。
第三，本领域的技术人员应该知道，在本发明实施例中，治具20为设定太阳能组件30的形状的工具，因此，治具20的形状不发生变化。
S30、太阳能组件30冷却后与治具20分离，以得到曲面状的太阳能组件30。
需要说明的是，可以以任意方式对太阳能组件30进行冷却，只要将加热后的太阳能组件30冷却至所需的温度即可。例如，可以采用自然冷却的方式对太阳能组件30进行冷却，也可以利用降温装置对太阳能组件进行降温。
本发明实施例提供了一种太阳能组件30的制备方法，通过将太阳能组件30放置在呈曲面的承载面21上，之后，对太阳能组件30进行加热，以使得太阳能组件30软化并按照承载面21的形状变化，从而得到曲面状的太阳能组件30，由于太阳能组件30至少包括电池芯片33、以及用于封装电池芯片33的第一柔性封装层31和第二柔性封装层35，因此，在对太阳能组件30加热的过程中，太阳能组件30中的电池芯片33、以及第一柔性封装层31和第二柔性封装层35均按照承载面21的形状变化，故电池芯片33、以及第一柔性封装层31和第二柔性封装层35的变化程度相同，即，电池芯片33、以及第一柔性封装层31和第二柔性封装层35的形状均相同。另外，与现有技术相比，由于本发明实施例无需将曲面的电池芯片33与曲面的第一柔性封装层31和第二柔性封装层35分开形成，从而简化了工艺步骤，降低了成本。
优选的，如图5所示，使得太阳能组件30的形状按照治具20的承载面21的形状变化，包括：使得太阳能组件30的形状按照治具20的承载面21的形状变化至：太阳能组件30的一个表面贴合在承载面21上。
需要说明的是，太阳能组件30的一个表面贴合在承载面21上，是指：太阳能组件30的形状与承载面21中与太阳能组件30接触的部分的形状相同。
本发明实施例通过使太阳能组件30的一个表面贴合在承载面21上，以得到最接近用户需求的太阳能组件30。
优选的，所述对太阳能组件30进行加热，包括：将放置有太阳能组件30的治具20放入加热装置中，并对放置有太阳能组件30的治具20进行加热。
需要说明的是，在本发明实施例中，由于对放置有太阳能组件30的治具20进行加热，即，加热装置同时对治具20和太阳能组件30进行加热，因此，治具20的材料应为耐高温的刚性材料，治具20至少可以耐受对平面状的太阳能组件30进行加热时的温度，以使得在对太阳能组件30进行加热时，治具20的形状不发生变化。
此处，治具20的材料可以是玻璃钢或不锈钢，当然，也可以是其他材料，只要能够在对太阳能组件30加热过程中，不变形的材料均可，本实施例在此不做赘述。
本发明实施例通过采用加热装置对放置有太阳能组件30的治具20进行加热，操作简便。
优选的，考虑到在对太阳能组件30加热的过程中，治具20也可能同时被加热，为了保证治具20的形状不发生变化，本发明实施例优选以130～160℃的温度对太阳能组件30加热10～120min。
可选的，电池芯片33为柔性电池芯片。
此处，电池芯片33可以是以柔性材料为衬底的铜铟镓硒电池芯片、非晶硅电池芯片、微晶硅电池芯片、砷化镓电池芯片、碲化镉电池芯片、硫化镉电池芯片中的一种。
本发明实施例中，柔性材质的电池芯片33具有柔韧性好、轻薄、弱光性好、颜色可调、形状可塑性等优点，可提高太阳能组件30的适应性及实用性。
可选的，如图6所示，电池芯片33也可以是晶体硅电池芯片，其中，电池芯片33包括多个子电池芯片331，具体地，多个子电池芯片331可以通过拼接形成电池芯片33。
需要说明的是，通过对电池芯片33进行合适的剪裁，曲面状的电池芯片33中的多个子电池芯片331不会断裂。
本发明实施例提供一种如图5所示的太阳能组件30，由前述任一实施例所述的太阳能组件30的制备方法制备得到。
对于所述太阳能组件30的解释说明，以及太阳能组件30带来的技术效果，可参考前述实施例一种太阳能组件30的制备方法部分的内容，在此不再赘述。
本发明实施例提供一种太阳能装置，包括前述实施例所述的太阳能组件30。
需要说明的是，不对太阳能装置的具体结构进行限定，太阳能装置的用途不同，其结构也不相同。
示例的，如图7所示，太阳能装置为背包、提包、拉杆箱中的一种，太阳能组件30可以设置在背包、提包、拉杆箱的表面，以充分接受太阳光的照射。
本发明实施例提供一种太阳能装置，具有与前述太阳能组件的制备方法相同的技术效果，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种太阳能组件的制备方法，其特征在于，包括：
将太阳能组件放置在治具的承载面上，所述治具的承载面为曲面；
对所述太阳能组件进行加热，使得所述太阳能组件的形状按照所述治具的承载面的形状变化；
所述太阳能组件冷却后与所述治具分离，以得到曲面状的太阳能组件。
2.根据权利要求1所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，使得所述太阳能组件的形状按照所述治具的承载面的形状变化，包括：使得所述太阳能组件的形状按照所述治具的承载面的形状变化至：所述太阳能组件的一个表面贴合在所述承载面上。
3.根据权利要求1所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，所述对所述太阳能组件进行加热，包括：
将放置有所述太阳能组件的所述治具放入加热装置中，并对放置有所述太阳能组件的所述治具进行加热。
4.根据权利要求3所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，对放置有所述太阳能组件的所述治具进行加热，包括：
以130～160℃的温度对放置有所述太阳能组件的所述治具加热10～120min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，在将所述太阳能组件放置在所述治具的所述承载面上之前，所述方法还包括：
形成所述太阳能组件，所形成的所述太阳能组件为平面状。
6.根据权利要求5所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，形成平面状的所述太阳能组件，包括：
依次形成第一柔性封装层、第一胶膜、电池芯片、第二胶膜、以及第二柔性封装层，并采用层压工艺对层叠设置的所述第一柔性封装层、所述第一胶膜、所述电池芯片、所述第二胶膜、以及所述第二柔性封装层进行层压。
7.根据权利要求6所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，层压温度为130～160℃；层压时间为20～120min。
8.根据权利要求6所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，所述电池芯片为柔性电池芯片。
9.根据权利要求8所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，所述电池芯片为铜铟镓硒电池芯片、非晶硅电池芯片、微晶硅电池芯片、砷化镓电池芯片、碲化镉电池芯片、硫化镉电池芯片中的一种。
10.根据权利要求6所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，所述电池芯片为晶体硅电池芯片，所述电池芯片包括多个子电池芯片。
11.根据权利要求6所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，所述第一胶膜和/或第二胶膜为EVA、POE、PVB中的一种。
12.根据权利要求1所述的太阳能组件的制备方法，其特征在于，所述治具的材料为玻璃钢或不锈钢。
13.一种太阳能组件，其特征在于，由权利要求1-12任一项所述的太阳能组件的制备方法制备得到。
14.一种太阳能装置，其特征在于，包括如权利要求13所述的太阳能组件。
15.根据权利要求14所述的太阳能装置，其特征在于，所述太阳能装置为背包、提包、拉杆箱中的一种。
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