CN109545987B - 一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置 - Google Patents
一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，包括传送装置；去潮去氧预封装装置用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去水去氧处理和预封装，玻璃板铺设模块为数控机械臂，用于玻璃板的敷设；层压模块用于对敷设好的钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行压合封装；冷却模块用于对封装完成的钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行冷却。使用本发明的去潮去氧封装装置对钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行封装，可充分彻底去除电池组件表面的水氧，在保证光伏组件产品密封性的基础上，提高了封装组件的长期稳定性。同时本发明使用条件容易满足，易于操作控制，便于连续化工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，特别涉及一种用于钙钛矿或硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置。
背景技术
随着社会的发展，环境污染、能源枯竭成为困扰全世界的两大主要问题，极大地制约了社会的发展。因此，寻找可持续发展的清洁能源已成为迫在眉睫的问题，太阳能清洁无污染，是传统化石燃料合适的替代品，在能源领域具有广阔的前景。
有机无机杂化钙钛矿太阳能电池因其具有超高的光电转化效率、简单低廉的制备工艺和设备、可溶液法低温制备等优点，近年来受到了全世界学术界及产业界的广泛关注。目前，得到认证的单结钙钛矿太阳能电池的最高效率已经达到23.4％。更高的光电转换效率和较低的成本始终是光伏电池技术产业化发展的核心目标。然而单结钙钛矿太阳能电池的光电转换效率无法超过肖克利-奎伊瑟极限理论效率。多结太阳能电池，即叠层电池由具有不同带隙的太阳能子电池组成，是一种成熟有效的突破肖克利-奎伊瑟极限理论效率的方式，已经广泛应用于传统的硅、砷化镓太阳能电池。硅太阳能电池是目前占据市场份额最大的主流光伏技术。单晶硅的带隙大约为1.1eV，是理想的窄带隙子电池。有机无机杂化钙钛矿材料及全无机钙钛矿材料具有带隙连续可调(1.25～2.0eV)的特点。基于上述特点，钙钛矿/硅叠层太阳能电池技术成为发展超高效、低成本光伏发电技术的必然趋势。
但钙钛矿太阳能电池由于其材料本身的属性，对水氧非常敏感。常规太阳能封装装置为层压机，包括上下真空室和气囊。使用层压机时，将玻璃板、上封胶膜、太阳能电池、下封胶膜和背板玻璃按一定次序层叠之后放入层压机进行抽气加热和压合封装。在层压机压合的过程中，由于电池的上下均覆盖胶膜和上下盖板，电池内外表面所吸附的水氧在加热和真空作用下虽然可以解除吸附，但由于大面积层状胶膜和盖板的存在，无法快速扩散出来，造成封装之后大量水氧被封装在电池内部，影响太阳能电池后续的使用。可以看到，现有封装装置不能满足钙钛矿/硅太阳能电池对超低水氧环境的苛刻要求，使得钙钛矿/硅叠层太阳能电池难以长期高效稳定的工作。
基于以上所述，提供一种可以有效去除钙钛矿/硅太阳能电池表面水氧，对电池进行充分密封的太阳能电池组件封装装置是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，在保证光伏组件产品密封性的基础上，提高封装组件的长期稳定性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，包括传送装置和设置于传送装置的进料口和出料口之间的去潮去氧预封装装置、玻璃板铺设模块、层压模块和冷却模块；
所述传送装置还包括传送带；
所述去潮去氧预封装装置用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去水去氧处理和预封装，包括上箱体、下箱体；所述上箱体包括封胶膜暂放区、抽气孔和加热棒；所述下箱体包括加热平台；所述封胶膜暂放区由封胶膜入口、多个并行排列用于放置封胶膜的第一自动伸缩杆、多个用于固定封胶膜位置的第二自动伸缩杆组成。
进一步的，所述玻璃板铺设模块为数控机械臂，用于玻璃板的敷设。
进一步的，所述层压模块包括上真空室、气囊和下真空室，用于对敷设好的钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行压合封装。
进一步的，所述冷却模块用于对封装完成的钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行冷却。
进一步的，所述去潮去氧预封装装置的上箱体和下箱体能够完全闭合，所述上箱体下边沿有密封圈能够闭合后整个箱体进行密封。
进一步的，第一自动伸缩杆和第二自动伸缩杆为金属伸缩杆或塑料伸缩杆；
所述用于放置封胶膜的第一自动伸缩杆每排n个，共m排；n≥6，m≥1；所述用于固定封胶膜的第二自动伸缩杆共p个，p≥8。
进一步的，所述用于放置封胶膜的第一自动伸缩杆，在太阳能电池组件去潮去氧完成后，能够自动缩回，使放置其上的封胶膜落在太阳能电池组件表面；所述用于固定封胶膜位置的第二自动伸缩杆，能够对封胶膜位置进行固定，使其落在太阳能电池组件表面的固定位置上。
进一步的，所述去潮去氧预封装装置的抽气孔与真空泵相连，能够对闭合后的整个箱体进行抽真空操作。
进一步的，所述去潮去氧预封装装置的加热棒与传动装置相连，能够上下翻转对太阳能电池组件的上下封胶膜进行加热封边。
总体而言，按照本发明的上述技术构思与现有技术相比，主要具备以下优点：
(1)使用本发明的去潮去氧封装装置对钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件先进行去潮去氧预封装，再敷设玻璃板进行层压，可以充分彻底的去除电池内外表面的水氧，保证了电池组件产品的密封性。解决了常规太阳能电池组件封装过程中由于抽真空和加热时，电池上下表面封装胶膜和上下盖板的存在导致水氧无法快速扩散出来，引起的大量水氧被封装在电池内部的问题，实现了封装组件效率的长期稳定。
(2)本发明的去潮去氧封装装置包含传送装置、去潮去氧预封装装置、玻璃板铺设模块、层压模块和冷区系统，制作工艺简单，使用条件容易满足，易于操作控制，对工业化生产十分实用。
附图说明
图1为所述用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置的结构示意图。
图2为所述去潮去氧封装装置的去潮去氧预封装装置的结构示意图。
图3为所述去潮去氧封装装置的去潮去氧预封装装置的上箱体结构立体图。
图4为所述去潮去氧封装装置的去潮去氧预封装装置的上箱体结构主视图。
图5为所述去潮去氧封装装置的去潮去氧预封装装置的上箱体结构俯视图。
元件标号说明：
1、传送装置，11、进料口，12、出料口，13、传送带；
2、去潮去氧预封装装置，21、上箱体，22、下箱体，211、封胶膜入口，212、放置封胶膜的自动伸缩杆，213、固定封胶膜的自动伸缩杆，214、抽气孔，215、加热棒，221、加热平台；
3、玻璃板铺设模块；
4、层压模块，41、上真空室，42、气囊，43、下真空室；
5、冷却模块。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1至图2所示，本实施例提供一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，所述去潮去氧装置包括：传送装置1和设置于传送装置1的进料口11和出料口12之间的去潮去氧预封装装置2、玻璃板铺设模块3、层压模块4和冷却模块5。
如图1所示，传送装置1包括进料口11、出料口12和传送带13；所述传送带为高温防粘传送带且表面有纹路，当去潮去氧预封装装置和层压装置加热与抽真空时，不会发生吸板现象；所述传送带分为进料口传送带，第一传送带，第二传送带，第三传送带，出料口传送带；所述第一、第二、第三传送带分别位于去潮去氧预封装装置2、玻璃板铺设模块3和层压模块4；所述进料口传送带、第一传送带、第二传送带、第三传送带和出料口传送带可独自运行也可配合运行。
如图2-5所示，所述去潮去氧预封装装置2用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去水去氧处理和预封装，包括上箱体21和下箱体22；上箱体21包括封胶膜暂放区、抽气孔214、加热棒215；下箱体22包括加热平台221；封胶膜暂放区由封胶膜入口211、多个并行排列用于放置封胶膜的自动伸缩杆212、多个用于固定封胶膜位置的自动伸缩杆213组成；封胶膜放入时,封胶膜入口处用于固定封胶膜位置的两个自动伸缩杆213处于收缩状态,封胶膜放好后，自动伸缩杆213伸展对封胶膜位置进行固定，如图3-5所示；
如图1所示，所述玻璃板铺设模块3为数控机械臂，用于玻璃板的敷设；
如图1所示，所述层压模块4包括上真空室41、气囊42和下真空室43，用于对敷设好的钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件通过气囊42进行真空压合封装；
如图1所示，所述冷却模块5用于对封装完成的钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行冷却；
作为示例，所述去潮去氧预封装装置2的上箱体21和下箱体22可完全闭合，所述上箱体21下边沿有密封圈可对闭合后整个箱体进行密封。
作为示例，所述自动伸缩杆212、213包括但不限于金属伸缩杆和塑料伸缩杆等；所述用于放置封胶膜的自动伸缩杆212每排n(n≥6)个，共m(m≥1)排；所述用于固定封胶膜的自动伸缩杆213共p(p≥8)个。
作为示例，所述用于放置封胶膜的自动收缩杆212，在太阳能电池组件去潮去氧完成后，可自动缩回，使放置其上的封胶膜落在太阳能电池组件表面；所述用于固定封胶膜位置的自动收缩杆213，可对封胶膜位置进行固定，使其落在太阳能电池组件表面的固定位置上。
作为示例，所述去潮去氧预封装装置2的抽气孔214与真空泵相连，可对闭合后的整个箱体进行抽真空操作；所述真空泵包括水泵、油泵、扩散泵；进一步的，所述真空泵由需要的使用范围决定。
作为示例，所述去潮去氧预封装装置2的加热棒215与传动装置相连，可上下翻转对太阳能电池组件的上下封胶膜进行加热封边。
本实施例还提供用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置的封装方法，包括步骤：
第一步，将PET背板材料、下封装胶膜、钙钛矿/硅叠层太阳能电池自下而上依次层叠，放入进料口11，将上封胶膜放入去潮去氧预封装装置2的封胶膜暂放区的自动伸缩杆212上，将玻璃板放于玻璃板铺设模块3的机械臂处；
第二步，开启去潮去氧预封装装置2，层叠好的太阳能电池进入去潮去氧预封装装置2；
第三步，去潮去氧预封装装置2启动，先抽真空再加热，维持加热状态一段时间，去除钙钛矿/硅叠层太阳能电池表面多余的水氧。加热完毕后，自动收缩杆212收回，上封装胶膜覆盖于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件表面。加热棒215向下翻转对上下封装胶膜进行加热封边，恢复大气环境；
第三步，电池组件进入玻璃板铺设模块3，玻璃板铺设模块3启动，机械臂将玻璃板敷设在密封好的钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件上；
第四步，电池组件进入层压模块4，层压模块4启动，对电池组件进行压合封装；
第五步，电池组件进入冷却模块5，冷却模块5启动，对封装好的电池组件进行冷却。冷却完后由传送带13送至出料口12。
如上所述，本发明的用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，具有以下有益效果：
1对钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件先进行去潮去氧预封装，再敷设玻璃板进行层压，可以充分彻底的去除电池内外表面的水氧，保证了电池组件产品的密封性。解决了常规太阳能电池组件封装过程中由于抽真空和加热时，电池上下表面封装胶膜和上下盖板的存在导致水氧无法快速扩散出来，引起的大量水氧被封装在电池内部的问题，实现封装组件效率的长期稳定。
2本发明的去潮去氧封装装置制作工艺简单，使用条件容易满足，易于操作控制，对工业化生产十分实用。
总的来说，使用用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置进行封装，可以充分彻底去除电池组件表面的水氧，在保证光伏组件产品密封性的基础上，提高封装组件的长期稳定性。同时本发明使用条件容易满足，易于操作控制，便于连续化工业化生产。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者，在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，其特征在于：包括传送装置(1)和设置于传送装置(1)的进料口(11)和出料口(12)之间的去潮去氧预封装装置(2)、玻璃板铺设模块(3)、层压模块(4)和冷却模块(5)；
所述传送装置(1)还包括传送带(13)；
所述去潮去氧预封装装置(2)用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去水去氧处理和预封装，包括上箱体(21)、下箱体(22)；所述上箱体(21)包括封胶膜暂放区、抽气孔(214)和加热棒(215)；所述下箱体(22)包括加热平台(221)；所述封胶膜暂放区由封胶膜入口(211)、多个并行排列用于放置封胶膜的第一自动伸缩杆(212)、多个用于固定封胶膜位置的第二自动伸缩杆(213)组成；
所述用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置使用时，包括步骤：
第一步，将PET背板材料、下封装胶膜、钙钛矿/硅叠层太阳能电池自下而上依次层叠，放入进料口(11)，将上封胶膜放入去潮去氧预封装装置(2)的封胶膜暂放区的自动伸缩杆(212)上，将玻璃板放于玻璃板铺设模块(3)的机械臂处；
第二步，开启去潮去氧预封装装置(2)，层叠好的太阳能电池进入去潮去氧预封装装置(2)；
第三步，去潮去氧预封装装置(2)启动，先抽真空再加热，维持加热状态一段时间，去除钙钛矿/硅叠层太阳能电池表面多余的水氧；加热完毕后，自动收缩杆(212)收回，上封装胶膜覆盖于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件表面；加热棒(215)向下翻转对上下封装胶膜进行加热封边，恢复大气环境；
电池组件进入玻璃板铺设模块(3)，玻璃板铺设模块(3)启动，机械臂将玻璃板敷设在密封好的钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件上。
2.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，其特征在于：所述玻璃板铺设模块(3)为数控机械臂，用于玻璃板的敷设。
3.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，其特征在于：所述层压模块(4)包括上真空室(41)、气囊(42)和下真空室(43)，用于对敷设好的钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行压合封装。
4.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，其特征在于：所述冷却模块(5)用于对封装完成的钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件进行冷却。
5.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，其特征在于：所述去潮去氧预封装装置(2)的上箱体(21)和下箱体(22)能够完全闭合，所述上箱体(21)下边沿有密封圈能够闭合后整个箱体进行密封。
6.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，其特征在于：第一自动伸缩杆(212)和第二自动伸缩杆(213)为金属伸缩杆或塑料伸缩杆；
所述用于放置封胶膜的第一自动伸缩杆(212)每排n个，共m排；n≥6，m≥1；所述用于固定封胶膜的第二自动伸缩杆(213)共p个，p≥8。
7.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，其特征在于：所述用于放置封胶膜的第一自动伸缩杆(212)，在太阳能电池组件去潮去氧完成后，能够自动缩回，使放置其上的封胶膜落在太阳能电池组件表面；所述用于固定封胶膜位置的第二自动伸缩杆(213)，能够对封胶膜位置进行固定，使其落在太阳能电池组件表面的固定位置上。
8.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，其特征在于：所述去潮去氧预封装装置(2)的抽气孔(214)与真空泵相连，能够对闭合后的整个箱体进行抽真空操作。
9.根据权利要求1所述的一种用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池组件的去潮去氧封装装置，其特征在于：所述去潮去氧预封装装置(2)的加热棒(215)与传动装置相连，能够上下翻转对太阳能电池组件的上下封胶膜进行加热封边。
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