CN110246920A - 一种改进型太阳能光伏组件的制备工艺及太阳能光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种改进型太阳能光伏组件的制备工艺及太阳能光伏组件，其包括以下步骤：S1、将胶黏剂和催化剂混合得到混合物；S2、先取部分混合物放入模具中，进行加热使其部分混合物凝固至预设的凝固硬度；S3、先取剩余混合物，再将叠层后的电池串浸透在剩余混合物中；S4、将已经浸透的电池串取出，再将其放置在S2步骤中达到预设凝固硬度的部分混合物上，然后静置预设的时间；S5、将S3步骤中电池串取出后的剩余混合物浇注在S4步骤中已静置预设的时间后的电池串上，固化后形成光伏组件。本发明提供的制备工艺，减少工艺流程，提高生产效率，节省成本，实现零浪费，组件再回收；光伏组件具有较高的光电转换效率、衰减率及使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏组件制备领域，尤其涉及一种改进型太阳能光伏组件的制备工艺及太阳能光伏组件。
背景技术
传统太阳能电池组件的制造模式一般需要电池片、玻璃、EVA、背板进行裁切、层压，经过层压以后封装成型，再加上铝边框、硅胶完成，同时这种方式生产工艺复杂、繁琐，制造和人工、设备成本过高，耗量大，碎片率和报废率较高。传统的玻璃易碎、重量大，使用到期后可回收利用率低，回收再利用的成本也过高，急需一种新型光伏组件，可以有效解决降低上述问题，大大节省制造成本，简化制造流程，并且在组件使用保质期后可以有效回收再利用，真正意义上做到节能环保。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种改进型太阳能光伏组件的制备工艺及太阳能光伏组件，减少工艺流程，提高生产效率，节省生产成本，制备的太阳能光伏组件可降解再回收利用，实现绿色环保，所述技术方案如下：
本发明提供一种改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其包括以下步骤：
S1、制备混合物：将胶黏剂和催化剂混合得到混合物；
S2、部分混合物凝固：先取S1步骤中部分混合物放入模具中，进行加热使其部分混合物凝固至预设的凝固硬度；
S3、电池串浸透：先取S1步骤中剩余混合物，再将叠层后的电池串完全浸透在剩余混合物中，然后静置预设的时间；
S4、将S3步骤中已经浸透的电池串取出，再将其放置在S2步骤中达到预设凝固硬度的部分混合物上，然后静置预设的时间；
S5、将S3步骤中电池串取出后的剩余混合物浇注在S4步骤中已经静置预设的时间的电池串上，待混合物固化后，形成光伏组件。
进一步地，所述胶黏剂为氰基丙烯酸酯。
进一步地，在S2步骤中，所述胶黏剂和催化剂的添加量比例为3-6:1。
进一步地，所述催化剂为环氧树脂、酒精或甲苯。
进一步地，在S1步骤中，所述部分混合物的质量百分含量为30％-45％，剩余混合物的质量百分含量为55％-70％。
进一步地，在S2步骤中，所述预设的凝固硬度为40％-60％。
进一步地，在S2步骤中，先将模具水平放入加热板中，再将部分混合物放入模具中进行加热，加热温度小于60摄氏度。
进一步地，在S3步骤中，所述预设的时间为小于3分钟；在S4步骤中，所述预设的时间为小于2分钟。
进一步地，所述模具为一端具有开口且具有容置电池串空间的方形结构。
本发明还提供一种太阳能光伏组件，其利用上述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺制备得到。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
a.本发明提供的改进型太阳能光伏组件的制备工艺，不仅有效减少工艺流程，简化生产过程，提高生产效率，节省更多的生产成本、原材料成本和人力成本，整个制造过程零浪费，在组件到达保质期后还可降解再回收利用，再回收使用率为99％，真正实现绿色环保；
b.本发明提供的改进型太阳能光伏组件的制备工艺中，制备组件所占制造空间较小，相比较传统制备方法，在相同面积车间内本发明提供的制备方法可生产2倍以上的光伏组件；
c.本发明提供的太阳能光伏组件具有较高的光电转换效率、光伏组件衰减率及使用寿命，制造成本相比传统光伏组件降低80％(包括设备、人工和损耗)，发电效率相比传统的光伏组件有较大提高；可降解；光伏组件外观和组件多样性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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1是本发明实施例提供的模具的立体图；
图2是本发明实施例提供的电池串放置在模具上的立体图；
图3是本发明实施例提供的电池串放置在模具上的放大图；
图4是本发明实施例提供的改进型太阳能光伏组件的制备工艺的流程图。
其中，附图标记包括：1-电池串，2-模具。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本发明的一个实施例中，提供了一种改进型太阳能光伏组件的制备工艺，具体结构参见图1，一种改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其包括以下步骤：
S1、制备混合物：将胶黏剂和催化剂混合得到混合物，其中，所述胶黏剂为氰基丙烯酸酯，所述胶黏剂和催化剂的添加量比例为3-6:1，所述胶黏剂和催化剂的添加量比例优选为3:1(比如取胶黏剂重量为3Kg，取催化剂重量为1Kg，或者取胶黏剂体积为3L，取催化剂体积为1L，)；所述胶黏剂和催化剂的添加量比例还可以为4:1、5:1或者6:1。催化剂指加速物质快速凝固的液体，催化剂可为环氧树脂、酒精或甲苯，环氧树脂胶包括环氧树脂固化剂，利于胶黏剂固化；氰基丙烯酸酯是一系列物质的合称，如2-氰基丙烯酸甲酯(Methyl-2-cyanoacrylate，CH2＝C(CN)COOCH3)；氰基丙烯酸酯是属于丙烯醛基的树脂，当把超能胶涂在物件表面时，溶剂会蒸发，而物件表面或来自空气中的水份会使单体迅速地进行阴离子聚合反应形成长而强的链子，把两个物体表面黏在一起；氰基丙烯酸酯类胶水的优点为单一成份，无溶剂，使用方便；利用大气中微量水气，即可在极短时间内接着；常温硬化，不须加热常温下即可使用；其透明无色，效果佳不变质；具有较高粘度；
S2、先将模具2水平放入加热板，模具2的结构如图1所示，再将S1步骤中部分混合物放入模具2中进行加热凝固(加热可以使产品快速固化，并通过水平仪使得部分混合物均匀分布在模具内)，加热温度小于60摄氏度，然后等待部分混合物凝固至预设的凝固硬度，所述预设的凝固硬度为40％-60％，优选40％，凝固硬度通过硬度计测试，凝固使得部分混合物具有一定硬度，便于电池串放置在其上表面，而若部分混合物为液体状，电池串就会陷入其内，不利于后面步骤中电池串居中；
S3、先取S1步骤中剩余混合物，再将叠层后的电池串(叠层是指多个电池片按照规律连接形成第一电池组件，多个电池片按照规律连接形成第二电池组件，第一电池组件上设置多个上焊带，第二电池组件上设置多个下焊带，第一电池组件和第二电池组件之间设置有汇流带，上焊带和下焊带对齐焊接或重叠焊接在汇流带上，从而将第一电池组件和第二电池组件汇到一起，这道工序统称叠层，以得到叠层后的电池串)完全浸透至剩余混合物中，然后静置预设的时间，所述预设的时间为小于3分钟，使得电池串1外形成胶膜；静置时间小于3分钟，若时间过长会使电池串1表面产生固化层和湿气，影响组件发电性能和粘接效果；
S4、将S3步骤中已经浸透的电池串1取出，再即可将其放置在S2步骤中达到预设凝固硬度的部分混合物上，然后静置预设的时间，所述预设的时间为小于2分钟，优选为1～2分钟，放置时需要调节间距，使整个浸透的电池串1处于模具2的居中位置，如图2和图3所示，图3为图2虚线框中的放大图；长期浸入或者浸好后取出，与空气接触面会导致电池片表面的混合物提前固化、沾染灰尘和湿气，影响产品的外观和性能，已经浸透的电池串1取出后需要立即放置在S2步骤中达到预设凝固硬度的部分混合物上；部分混合物固化后易承载电池片，其具有一定的承重作用，并且便于电池片完全居中设置在已凝固的混合物上；剩余混合物倒平模具2中凝固的又一作用是，防止直接将电池片放入未凝固的部分混合物之后再倒入剩余的混合物后两者之间产生气泡；
S5、将S3步骤中电池串1取出后的剩余混合物浇注在S4步骤中已经静置预设的时间后的电池串1上(浇注是将剩余混合物从上向下倒在电池串1上，使得电池串1被剩余混合物浸透，且使电池串1在模具2内上下居中)，待混合物固化后，形成光伏组件，电池串外形成的胶膜具有一定的强度，不会发生形变，不易被破坏。
在整个制备过程中，温度为恒温(温度不超过60摄氏度)，若大于60摄氏度，黏胶剂会黄变，使得最终电池串外形成的胶膜的强度降低，且会发生形变，从而降低使用寿命。整个制备过程在60摄氏度恒温，制备所占制造空间较小，只需要组件模具的大小即可，相比较传统制备方法，在相同面积车间内本发明提供的制备方法可生产2倍以上的光伏组件。
在S1步骤中，所述部分混合物的质量百分含量为30％-45％，剩余混合物的质量百分含量为55％-70％，优选地，部分混合物占混合物的40％(可为重量也可为体积)，则剩余混合物占混合物的60％(可为重量也可为体积)，比如，混合物重量为1000g，部分混合物400g，剩余混合物为600g；混合物体积为1000ml，部分混合物400ml，剩余混合物为600ml；且剩余混合物容量要大于部分混合物，目的是为了让电池片在模具中处于居中位置，实验证明因为电池片在S3浸透步骤中，不仅吸收剩余混合物还对电池串背面(背面指靠近混合物底部一面，即操作者看不到的一面)形成一定的张力距，较多重量的剩余混合物浇注在已经静置1-2分钟后的电池串1上，可使电池串的上下面在模具中是对称的，要求居中的原因是居中可保持电池片外形成的胶膜对称(即电池片左右两侧的胶膜宽度和高度相同，电池片前后两侧的胶膜宽度和高度相同)，即可保持电池片的均匀，无论从机械性上受外界的物理伤害时受力更均匀，同时户外吸收太阳能辐射也能更均匀，对提高发电效率有一定好处，外观也更加美观。
在本发明提供的实施例中，模具2为一端具有开口且具有容置电池串1空间的方形结构。
本发明还提供一种利用上述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺制备得到的太阳能光伏组件，在同样的试验环境下，对传统制备方法生产的太阳能光伏组件与使用本发明提供的生产方法生产的太阳能光伏组件进行性能测试对比，两种太阳能光伏组件的性能的试验数据对比见表1。
表1两种太阳能光伏组件性能试验数据对比表
由上表可知，使用本发明设计的方法制备的光伏组件的光电转换效率更高，且制备的光伏组件还具有以下优势：制造成本相比传统光伏组件降低80％(包括设备、人工和损耗)，发电效率相比传统的光伏组件有较大提高；可降解，99％可回收再利用；光伏组件外观和组件多样性高(外观可改变形状，内部可实现双面组件等复杂型组件的制作)以上。
本发明提供的改进型太阳能光伏组件的制备工艺，采用氰基丙烯酸酯代替了EVA(EVA为一种热固性有粘性的胶膜，EVA是Polyethylene vinylacetate，聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物的简称)、TPT(TPT为聚氟乙烯复合膜)和玻璃，不仅制备工艺简单，有效减少工艺流程，简化了生产过程，提高了生产效率，节省更多的生产成本、原材料成本和人力成本，最重要的是整个制造过程可以实现零浪费，零浪费是指生产过程包括原材料比例重量都精确到克大约在±5克左右，且到达质保期后可以用稀释剂将其稀释溶解再取出剩余电池串1，电池串1可再分解加工利用，再回收使用率为99％，真正实现绿色环保；另外通过改变模具2的形状来随意更换光伏组件的形状，得到更多异于传统光伏组件的形状，达到更多的理想效果；整体尺寸、造型可更具要求定制，可以在光伏组件内部植入定制图案和Logo等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备混合物：将胶黏剂和催化剂混合得到混合物；
S2、先取S1步骤中部分混合物放入模具中，进行加热使其部分混合物凝固至预设的凝固硬度；
S3、先取S1步骤中剩余混合物，再将叠层后的电池串浸透在剩余混合物中，然后静置预设的时间；
S4、将S3步骤中已经浸透的电池串取出，再将其放置在S2步骤中达到预设凝固硬度的部分混合物上，然后静置预设的时间；
S5、成型：将S3步骤中电池串取出后的剩余混合物浇注在S4步骤中已经静置预设的时间后的电池串上，待混合物固化后，形成光伏组件。
2.根据权利要求1所述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其特征在于，所述胶黏剂为氰基丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其特征在于，在S2步骤中，所述胶黏剂和催化剂的添加量比例为3-6:1。
4.根据权利要求2所述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其特征在于，所述催化剂为环氧树脂、酒精或甲苯。
5.根据权利要求2所述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其特征在于，在S1步骤中，所述部分混合物的质量百分含量为30％-45％，剩余混合物的质量百分含量为55％-70％。
6.根据权利要求1所述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其特征在于，在S2步骤中，所述预设的凝固硬度为40％-60％。
7.根据权利要求1所述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其特征在于，在S2步骤中，先将模具(2)水平放入加热板中，再将部分混合物放入模具(2)中进行加热，加热温度小于60摄氏度。
8.根据权利要求1所述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其特征在于，在S3步骤中，所述预设的时间为小于3分钟；在S4步骤中，所述预设的时间为小于2分钟。
9.根据权利要求1所述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺，其特征在于，所述模具(2)为一端具有开口且具有容置电池串(1)空间的方形结构。
10.一种太阳能光伏组件，其特征在于，利用1-9中任意一项所述的改进型太阳能光伏组件的制备工艺制备得到。
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2019
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