CN110370778A - 一种应用于大尺寸电池组件的层压装置及层压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于大尺寸电池组件的层压装置和层压方法，层压装置包括依次连接的层压腔，固化腔，预降温腔和降温腔，预降温腔内温度高于降温腔内温度；层压过程中，将组件依次进行层压，固化，预降温和降温四个步骤，其中预降温过程将组件先由130‑160℃降温到50‑80℃，再放入降温腔内降到20‑50℃。本发明的有益效果是：采用包含有一个或多个预降温腔的层压装置，通过阶梯降温的方法，减小急速降温对大尺寸电池片的影响，分散硅片表面由于降温过程中的热胀冷缩现象所引起的应力，缓冲了电池片表面受到的冲击，明显降低了电池片层压碎片及隐裂的现象，提高了组件制备的效率和合格率。
Description
技术领域
本发明属于光伏技术领域，尤其是涉及一种应用于大尺寸电池组件的层压装置及层压方法。
背景技术
太阳能电池组件层压过程中，由于热胀冷缩作用，各种材料热膨胀失配的原因，从而导致电池片碎裂或隐裂，影响电池组件和合格率。为了提高电池组件的效率，可采用大尺寸的硅片制作太阳能电池组件，单片电池片表面积的增大，能够显著增加太阳能电池组件的有效面积，提高电池的转换率，从而提高组件功率；但是大尺寸电池片在层压过程更容易受力不均，在急剧降温的过程中更容易产生碎裂和隐裂，反而降低了组件合格率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种应用于大尺寸电池组件的层压装置及层压方法。
本发明采用的技术方案是：一种应用于大尺寸电池组件的层压装置，包括依次连接的层压腔，固化腔，预降温腔和降温腔，预降温腔内温度高于降温腔内温度。
优选地，预降温腔内温度为50-80℃；
优选地，预降温腔包括一个或多个；预降温腔为多个时，上游预降温腔温度高于下游预降温腔。
优选地，预降温腔和降温腔结构相同。
优选地，预降温腔包括预降温腔室，制冷机和真空泵，真空泵通过真空管连通预降温腔室，预降温腔室中设有冷却水循环管路，冷却水循环管路两端的进水管和出水管均连通制冷机。
优选地，层压腔，固化腔，预降温腔和降温腔内均分为上腔室和下腔室，各个腔内的上腔室和下腔室均连接有独立的真空泵。
优选地，还包括连接在层压腔上游的进料台和连接在降温腔下游的出料台，进料台和出料台均为传输带；
优选地，层压腔，固化腔，预降温腔和降温腔间通过传输高温布连接。
一种应用于大尺寸电池组件的层压方式，包括层压，固化，预降温和降温四个步骤。
优选地，预降温步骤中将组件温度降到50-80℃；
优选地，预降温阶段为一次降温或多次降温。
优选地，具体操作步骤如下：
步骤一将组件在抽真空状态下升温到130-160℃，采用硅胶板层压组件，在抽真空的条件下放置层压；
步骤二保持130-160℃抽真空环境下进行固化；
步骤三将固化的组件放置到50-80℃环境下预降温；
步骤四将固化的组件再放置到20-50℃环境下降温。
优选地，步骤一到四均在包括上下腔的腔室中进行，各个腔室中的下腔均保持抽真空状态；
优选地，步骤一中升温到130-150℃后，上腔保持抽真空4-8min后停止抽真空，再加压硅胶板保持5-10min；
优选地，步骤二到四中，上腔抽真空在硅胶板层压后停止抽真空。
优选地，一次层压的组件包括一块或多块，使用太阳能电池片尺寸为156-305mm。
本发明具有的优点和积极效果是：采用包含有一个或多个预降温腔的层压装置，通过阶梯降温的方法，减小急速降温对大尺寸电池片的影响，分散硅片表面由于降温过程中的热胀冷缩现象所引起的应力，缓冲了电池片表面收到的冲击，明显降低了电池片层压碎片及隐裂的现象，提高了组件制备的效率和合格率。
附图说明
图1是本发明一个实施例层压装置的结构示意图；
图2是本发明一个实施例预降温腔结构示意图。
图中：
1、层压腔 2、固化腔 3、预降温腔
31、预降温腔室 32、真空泵 33、真空管
34、制冷机 35、进水管 36、出水管
4、降温腔 5、进料台 6、出料台
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例做出说明。
本发明涉及一种应用于大尺寸电池组件的层压装置，如图1所示，包括依次连接的层压腔1，固化腔2，预降温腔3和降温腔4，其中层压腔1用于在真空状态下升温融化POE，使得POE，导电胶将焊接好的电池片均匀平整的摊铺在玻璃上，再通过硅胶板的压迫排除混合物中的气体，并保证电池片的规则平整的排列；固化腔2中保持真空和高温，使得电池片及填充材料进一步固化；固化完毕的电池组件先进入一个或多个预降温腔3进行预降温，将温度先降到50-80℃，再进入最终的降温腔4，将组件温度降低到20-50℃。由于在50-80℃的环境下POE、玻璃、电池片的热膨胀失配较小，预先将温度降低到这个温度，减少电池片受到的应力，将电池片在整个降温过程应该受到的应力分为两次或多次释放，从而降低对电池片的损伤，保证电池片的完整。
为了避免影响电池片生产效率，可仅设定一个温度为50-80℃的预降温腔3，通过温度检测装置和冷却装置的配合控制其内温度，将固化好的组件流转到50-80℃的预降温腔3中进行一阶段降温，再流转到20-50℃的降温腔4中进行二阶段降温就能够大幅度降低层压过程中电池片碎裂和隐裂的概率。
预降温腔3和降温腔4实现的目的都是对组件进行降温，预降温腔3和降温腔4可以为相同的结构，控制预降温腔3温度高于降温腔4，当包括多个预降温腔3时，上游预降温腔3温度高于下游预降温腔3，实现梯度降温的目的。如图2所示，预降温腔3包括预降温腔室31，制冷机34和真空泵32，预降温腔室31用于放置固化好的组件，真空泵32通过真空管33连通预降温腔室31，预降温腔室31包括上腔室和下腔室，分别连接有独立的真空泵32，能够独立控制；预降温腔室31中设有冷却水循环管路，具体可以为内部设有空腔的冷却板，冷却板中的空腔可以为一片式或弯折排布的管线式，冷却水在冷却板中流通从而实现降温作用；冷却板形式的冷却水循环管路两端的进水管35和出水管36均连通制冷机34，源源不断的将冷却水输入到冷却板中，再将冷却板流出的被加热的水输送回制冷机34中进行降温。其中，层压腔1，固化腔2，预降温腔3和降温腔4内均分为上腔室和下腔室，各个腔内的上腔室和下腔室均连接有独立的真空泵32，能够分别独立控制各个腔室中的真空效果，更为细致的控制各个腔室的真空环境，实现细微的调整。
另外，层压装置还包括连接在层压腔1上游的进料台5和连接在降温腔4下游的出料台6，进料台5和出料台6均为传输带，层压腔1，固化腔2，预降温腔3和降温腔4间通过传输高温布带动实现组件的传输,使得电池组件能够依次经过各个腔室。降温腔4，固化腔2和层压腔1还可采用现有三腔层压方法中所采用的三腔全自动层压机的结构形态，实现层压固化和最终降温的目的。
一种应用于大尺寸电池组件的层压方式，包括层压，固化，预降温和降温四个步骤，先通过层压固化制作电池组件，预降温阶段为一次降温或多次降温，预降温步骤中通过一次或阶梯降温的多次最终将组件温度降到50-80℃。
具体操作步骤如下：
步骤一将组件放置扫层压腔中，在抽真空状态下升温到130-160℃，上腔保持抽真空4-8min后停止，待POE融化后采用硅胶板层压组件，保持下腔室抽真空，放置层压5-10min；
步骤二将组件放置到固化腔中，保持130-160℃抽真空环境下进行固化，下腔室保持抽真空，保持固化5-10min；
步骤三将组件放置到预降温腔中，保持预降温腔室为50-80℃进行预降温，下腔室保持抽真空，保持预降温5-10min；
步骤四将预降温后的组件放置到降温腔中，将组件降温至20-50℃，温，然后出料获得层压完毕的太阳能电池组件。
其中，一次层压的组件包括一块或多块，例如采用并列排列的五块组件共同进行层压，固化，缓降温和降温的过程，当本方案用于尺寸为156-305mm这种大尺寸的太阳能电池片时更能够体现其保证组件合格率的优势。
实施例1：
一种应用于大尺寸电池组件的层压装置，包括依次连接的进料台5，层压腔1，固化腔2，预降温腔3、降温腔4和出料台6，预降温腔3内温度为50-80℃，降温腔4内温度为20-50℃。预降温腔3和降温腔4结构相同；预降温腔3包括预降温腔室31，制冷机34和真空泵32，真空泵32通过真空管33连通预降温腔室31，预降温腔室31中设有冷却水循环管路，具体为内部设有空腔的冷却板，冷却板中的空腔弯折排布的管线式，冷却板形式的冷却水循环管路两端的进水管35和出水管36均连通制冷机34，冷却水循环管路两端的进水管35和出水管36均连通制冷机34。
层压腔1，固化腔2，预降温腔3和降温腔4内均分为上腔室和下腔室，各个腔内的上腔室和下腔室均连接有独立的真空泵32。进料台5和出料台6均为传输带；层压腔1，固化腔2，预降温腔3和降温腔4间通过传输高温布带动实现组件的传输。
实施例2：
一种应用于大尺寸电池组件的层压装置，包括依次连接的进料台5，层压腔1，固化腔2，预降温腔3、降温腔4和出料台6，预降温腔3包括第一预降温腔和第二预降温腔，第一预降温腔内温度为65-80℃，第二预降温腔内温度为50-65℃，降温腔4内温度为20-50℃。第一预降温腔、第二预降温腔和降温腔4结构相同；均可采用现有三腔全自动层压机中降温腔4结构，通过各个腔室中的温度感应装置和冷却装置的配合控制各个腔室的温度。层压腔1和固化腔2也可采用三腔全自动层压机中相同的结构。进料台5和出料台6均为传输带；层压腔1，固化腔2，预降温腔3和降温腔4间通过传输高温布带动实现组件的传输。
实施例3：
一种应用于大尺寸电池组件的层压方式，包括层压，固化，预降温和降温四个步骤，先通过层压固化制作电池组件，层压固化阶段保持130-160℃，预降温阶段中将组件温度降到50-80℃，降温阶段中将组件温度降低到20-50℃。
具体操作步骤如下：
步骤一将组件流转层压腔中，在抽真空状态下升温到130-160℃，待POE融化后采用硅胶板层压组件，保持下腔室抽真空，放置层压5-10min；
步骤二将组件流转到固化腔中，保持130-160℃抽真空环境下进行固化，下腔室保持抽真空，保持固化5-10min；
步骤三将组件流转到预降温腔中，保持预降温腔室为50-80℃进行预降温，下腔室保持抽真空，保持预降温5-10min；
步骤四将预降温后的组件流转到降温腔中，保持降温腔为20-50℃，进行最终的降温，然后出料获得层压完毕的太阳能电池组件。
其中，一次层压的组件包括五块组件，并列排列的五块组件共同进行层压，固化，缓降温和降温的过程，本方案用于尺寸为156-305mm太阳能电池片。
实施例4：
一种应用于大尺寸电池组件的层压方式，包括层压，固化，预降温和降温四个步骤，先通过层压固化制作电池组件，层压固化阶段保持130-160℃，预降温阶段中将组件温度降到50-70℃，降温阶段中将组件温度降低到20-50℃。
具体操作步骤如下：
步骤一将组件流转层压腔中，在抽真空状态下升温到130-160℃，待POE融化后采用硅胶板层压组件，保持下腔室抽真空，放置层压8-10min；
步骤二将组件流转到固化腔中，保持130-160℃抽真空环境下进行固化，下腔室保持抽真空，保持固化8-10min；
步骤三将组件流转到预降温腔中，保持预降温腔室为50-80℃进行预降温，下腔室保持抽真空，保持预降温8-10min；
步骤四将预降温后的组件流转到降温腔中，保持降温腔为20-50℃，进行最终的降温，然后出料获得层压完毕的太阳能电池组件。
其中，一次层压的组件对一块电池组件进行层压，固化，缓降温和降温的过程，本方案用于尺寸为156-305mm太阳能电池片。
实施例5：
一种应用于大尺寸电池组件的层压方式，包括层压，固化，预降温和降温四个步骤，先通过层压固化制作电池组件，层压固化阶段保持130-160℃，预降温阶段包括一次预降温和二次预降温，一次预降温将组件温度降温到65-80℃，二次预降温将组件温度降温到50-65℃，降温阶段中将组件温度降低到20-50℃。
具体操作步骤如下：
步骤一将组件流转到层压腔中，在抽真空状态下升温到130-160℃，硅胶板层压后停止，待POE融化后采用硅胶板层压组件，保持下腔室抽真空，放置层压8-10min；
步骤二将组件流转到固化腔中，保持130-160℃抽真空环境下进行固化，下腔室保持抽真空，保持固化8-10min；
步骤三将组件流转到一次预降温腔中，保持预降温腔室为65-80℃进行预降温，硅胶板层压组件，下腔室保持抽真空，保持预降温3-5min；
步骤四将组件流转到二次预降温腔中，保持预降温腔室为50-65℃进行预降温，硅胶板层压组件，下腔室保持抽真空，保持预降温3-5min；
步骤五将预降温后的组件流转到降温腔中，保持降温腔为20-50℃，进行最终的降温，然后出料获得层压完毕的太阳能电池组件。
其中，一次层压的组件包括五块，并列排列的五块组件共同进行层压，固化，缓降温和降温的过程。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种应用于大尺寸电池组件的层压装置，其特征在于：包括依次连接的层压腔，固化腔，预降温腔和降温腔，所述预降温腔内温度高于所述降温腔内温度。
2.根据权利要求1所述的一种应用于大尺寸电池组件的层压装置，其特征在于：所述预降温腔内温度为50-80℃；
优选地，所述预降温腔包括一个或多个；所述预降温腔为多个时，上游所述预降温腔温度高于下游所述预降温腔。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用于大尺寸电池组件的层压装置，其特征在于：所述预降温腔和所述降温腔结构相同。
4.根据权利要求1或2所述的一种应用于大尺寸电池组件的层压装置，其特征在于：所述预降温腔包括预降温腔室，制冷机和真空泵，所述真空泵通过真空管连通所述预降温腔室，所述预降温腔室中设有冷却水循环管路，所述冷却水循环管路两端的进水管和出水管均连通所述制冷机。
5.根据权利要求4所述的一种应用于大尺寸电池组件的层压装置，其特征在于：所述层压腔，所述固化腔，所述预降温腔和所述降温腔内均分为上腔室和下腔室，各个腔内的所述上腔室和所述下腔室均连接有独立的所述真空泵。
6.根据权利要求1-5中任一所述的一种应用于大尺寸电池组件的层压装置，其特征在于：还包括连接在所述层压腔上游的进料台和连接在所述降温腔下游的出料台，所述进料台和所述出料台均为传输带；
优选地，所述层压腔、所述固化腔、所述预降温腔和所述降温腔间通过传输高温布连接。
7.一种应用于大尺寸电池组件的层压方式，其特征在于：包括层压，固化，预降温和降温四个步骤。
8.根据权利要求1所述的一种应用于大尺寸电池组件的层压方式，其特征在于：预降温步骤中将组件温度降到50-80℃；
优选地，所述预降温阶段为一次降温或多次降温。
9.根据权利要求1或2所述的一种应用于大尺寸电池组件的层压方式，其特征在于：具体操作步骤如下：
步骤一将所述组件在抽真空状态下升温到130-160℃，采用硅胶板层压所述组件，在抽真空的条件下放置层压；
步骤二保持130-160℃抽真空环境下进行固化；
步骤三将固化的所述组件放置到50-80℃环境下预降温；
步骤四将固化的所述组件再放置到20-50℃环境下降温。
优选地，所述步骤一到四均在包括上下腔的腔室中进行，各个腔室中的下腔均保持抽真空状态；
优选地，所述步骤一中升温到130-160℃后，上腔保持抽真空4-8min后停止抽真空，再加压所述硅胶板保持5-10min；
优选地，所述步骤二到四中，上腔抽真空在硅胶板层压后停止抽真空。
10.根据权利要求3所述的一种应用于大尺寸电池组件的层压方式，其特征在于：一次层压的所述组件包括一块或多块，使用太阳能电池片尺寸为156-305mm。
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