CN110416350A - 一种层压装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池制造领域，公开了一种层压装置及其使用方法，包括基板和顶板，所述基板的上端面设有第一层压凹槽，所述基板与所述顶板之间设有位于所述第一层压凹槽的外周的内密封垫和位于所述内密封垫外的外密封垫，所述基板、所述顶板、所述内密封垫与所述外密封垫构成密封腔，所述基板下端面设有与所述第一层压凹槽连通的第一抽真空孔以及与所述密封腔连通的第二抽真空孔；使用方法，包括如下步骤：扣合密封，抽真空层压。通过控制抽真空度来实现对太阳能电池矩阵的层压力度，保证层压效果，使银浆连接效果更佳，提高太阳能电池产品的可靠性；通过第二抽真空孔对密封腔抽真空，提高层压装置的真空度和层压腔的抽真空速度。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域，特别是涉及一种层压装置及其使用方法。
背景技术
电力、煤炭、石油等常规不可再生资源日益消耗，能源问题日益成为制约国际经济社会发展的瓶颈时，越来越多的国家开始进行太阳能资源的开发，并在近些年形成了产业化的规模，得到了长足的发展。
薄膜太阳能电池具有用料少，光电转换效率高、弱光效应好以及独特的光子回收技术等特点，越来越受到人们的广泛关注。对于柔性薄膜太阳能产品，因其具有质量轻，质地柔软，便于携带且效率高等特点，在移动能源领域具有非常广阔的发展前景。但因其具有轻柔的特点，对于制备技术要求较高。目前，常用柔性薄膜太阳能电池矩阵固化工艺为热层压工艺，主要采用层压机进行加热层压，加热板位于组件上方，对于电池单元存在部分交叠互联的薄膜太阳能电池结构，因顶部的加热板对于电池矩阵并未施加足够的压力，因此影响银浆的连接效果进而影响产品的可靠性；若层压压力过大，因防护的问题，导致直接损伤电池。因此，需要设计一种特定的层压装置，在保证足够的压力压合的条件下，且不损伤电池矩阵。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种层压装置及其使用方法，以解决现有太阳能电池矩阵因层压压力小，影响银浆连接效果的问题，同时保证足够的压力下，不损伤的电池矩阵。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种层压装置，包括基板和设置在所述基板上侧的顶板，所述基板的上端面设有第一层压凹槽，所述基板与所述顶板之间设有位于所述第一层压凹槽的外周的内密封垫和位于所述基板内密封垫外的外密封垫，所述基板、所述顶板、所述内密封垫与所述外密封垫构成密封腔，所述基板下端面设有与所述第一层压凹槽连通的第一抽真空孔以及与所述密封腔连通的第二抽真空孔。
其中，所述内密封垫和所述外密封垫均设置在所述基板上；或者，所述内密封垫和所述外密封垫均设置在所述顶板上。
其中，所述内密封垫设置在所述基板上，所述外密封垫设置在所述顶板上；或者，所述外密封垫设置在所述基板上，所述内密封垫设置在所述顶板上。
其中，所述内密封垫包括基板内密封垫和顶板内密封垫，所述外密封垫包括基板外密封垫和顶板外密封垫，所述基板内密封垫和所述基板外密封垫均设置在所述基板上，所述顶板内密封垫和所述顶板外密封垫均设置在所述顶板上；所述基板内密封垫与所述顶板内密封垫密封对接，所述基板外密封垫与所述顶板外密封垫密封对接。
其中，所述顶板的下端面设有第二层压凹槽，所述顶板的上端面设有加热板。
其中，所述第一层压凹槽内设有阵列排布的多个层压腔真空孔，多个所述层压腔真空孔与所述第一抽真空孔连通。
其中，位于所述内密封垫和所述外密封垫之间的所述基板设有多个密封腔真空孔，多个所述密封腔真空孔与所述第二抽真空孔连通。
其中，所述第一层压凹槽内设有第一多孔缓冲层，所述第一多孔缓冲层的上端设有第一多孔阻隔层。
其中，所述的第一多孔阻隔层为多孔纤维布或阵列多孔板或孔径为0.5～500微米的微孔结构板或吸气孔柔性板或刚性板。
其中，所述第二层压凹槽内设有第二多孔缓冲层，所述第二多孔缓冲层的下端设有第二多孔阻隔层。
其中，所述第二多孔阻隔层为多孔纤维布或阵列多孔板或孔径为0.5～500微米的微孔结构板或吸气孔柔性板或刚性板。
其中，所述加热板为柔性板，包括加热丝，所述加热丝的上下两侧均设有纤维层，所述加热丝与所述纤维层均设在加热板体内。
其中，所述加热板的上端面设有隔热层。
其中，所述顶板的上侧设有用于安装所述加热板的安装槽。
本发明还提供一种如以任一项上所述的层压装置的使用方法，包括如下步骤：
将太阳能电池矩阵放置在第一层压凹槽内，将顶板与基板扣合，内密封垫、外密封垫、基板与顶板接合密封形成密封腔，第一层压凹槽与顶板形成层压腔；
通过第二抽真空孔对密封腔抽真空，通过第一抽真空孔对层压腔抽真空，实现对太阳能电池矩阵的层压；
释放层压腔内的真空，释放密封腔内的真空，移动顶板，取出层压后的太阳能电池矩阵。
其中，还包括在顶板上设置加热板，用以加热层压腔。
其中，所述加热板的温度设置范围为100℃～200℃。
其中，所述层压腔与所述密封腔的抽真空度均不大于1.0Bar。
(三)有益效果
本发明提供的一种层压装置及其使用方法，通过设置内密封垫和外密封垫，提高密封效果，第一抽真空孔对层压腔抽真空，通过控制抽真空度来实现对太阳能电池矩阵的层压强度，保证层压效果，使银浆连接效果更佳，提高太阳能电池产品的可靠性，多孔缓冲层及多孔阻隔层的设置，可保护太阳能电池矩阵不因局部压强过大造成电池矩阵损坏；通过第二抽真空孔对密封腔抽真空，提高层压装置的层压密封效果，有效降低了因顶板自身压力不足造成内侧密封垫漏气的风险，从而避免了因抽气过程中热对流及热传导的影响造成加热板温度均匀性差的问题，提高层压腔的抽真空速度，减少工艺时间，提高产能。
附图说明
图1为本发明实施例的剖视图；
图2为本发明实施例基板的结构示意图；
图3为图2中沿A-A向的剖视图；
图4为本发明实施例顶板的结构示意图；
图5为图4中沿B-B向的剖视图。
图中，100：基板；101：基板外密封垫；102：密封腔真空孔；103：基板内密封垫；104：层压腔真空孔；105：第二抽真空孔；106：第一抽真空孔；107：第一多孔阻隔层；108：第一多孔缓冲层；200：顶板；201：顶板外密封垫；202：顶板内密封垫；203：第二多孔阻隔层；204：第二多孔缓冲层；205：加热板；206：加热区；301：层压腔；302：密封腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，并非限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可依据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图5所示，本发明实施例提供一种层压装置，包括基板100和设置在基板100上的顶板200，基板100的上端面中部设有第一层压凹槽，基板100与顶板200之间设有位于第一层压凹槽的外周的内密封垫和位于内密封垫外的外密封垫，基板100、顶板200、内密封垫与外密封垫构成密封腔，基板100下端面设有与第一层压凹槽连通的第一抽真空孔106以及与密封腔连通的第二抽真空孔105。
进一步的，基板100的上端面中部设有第一层压凹槽，用以放置待层压的柔性太阳能电池矩阵，第一层压凹槽内设有第一多孔阻隔层107，用以防止柔性太阳能电池矩阵内的互联材料进入基板100的层压腔真空孔104内且支撑柔性太阳能电池矩阵，第一多孔阻隔层107的下侧设置有第一多孔缓冲层108，用以对矩阵层压受力时起到缓冲作用，柔性太阳能电池矩阵放置在第一多孔阻隔层107上，支撑保护电池矩阵，同时，采用多孔结构有助于抽真空时气流的顺畅抽出，提高抽真空度速率。
其中，第一层压凹槽内设有阵列排布的多个层压腔真空孔104，基板100下端面的中部设有与第一层压凹槽连通的第一抽真空孔106，且层压腔真空孔104与第一抽真空孔106连通，用于快速对层压腔301的抽真空工艺。
进一步的，本发明实施例中密封腔的构成方式包括内密封垫和外密封垫均设置在基板100上或内密封垫和外密封垫均设置在顶板200上或内密封垫设置在基板100上，外密封垫设置在顶板200上或外密封垫设置在基板100上，内密封垫设置在顶板200上。
其中，最优选择方式为内密封垫包括基板内密封垫103和顶板内密封垫202，外密封垫包括基板外密封垫101和顶板外密封垫201，基板内密封垫103和基板外密封垫101均设置在基板100，顶板内密封垫202和顶板外密封垫201均设置顶板200上。
进一步的，第一层压凹槽的外周设有基板内密封垫103和基板外密封垫101，基板内密封垫103和基板外密封垫101之间构成的环状区域设置有多个密封腔真空孔102，基板100下端面设有多个第二抽真空孔105，优选的设置两个第二抽真空孔105，分别位于基板100下端面两对称端。
其中，第二抽真空孔105位于基板内密封垫103和基板外密封垫101之间，两个第二抽真空孔105均与密封腔真空孔102连通，方便对密封腔302快速抽真空，降低工艺时间。
进一步的，顶板200的下端面中部设有第二层压凹槽，第二层压凹槽与第一层压凹槽扣合适配，形成用以设置待层压的柔性太阳能电池矩阵的层压区。
其中，第二层压凹槽内设有第二多孔缓冲层204，用以缓冲电池矩阵的层压压力，第二多孔缓冲层204的下侧贴设第二多孔阻隔层203，防止电池矩阵内的互联材料进入顶板200的其它位置。
进一步的，顶板200的下端面位于第二层压凹槽的外周设有顶板内密封垫202和顶板外密封垫201，基板内密封垫103与顶板内密封垫202扣合密封适配，与层压区结合构成层压腔301，基板外密封垫101与顶板外密封垫201扣合密封适配，与内侧密封适配的密封垫构成环状密封腔302。
其中，通过对第二抽真空孔106和层压腔真空孔104的操作实现对层压腔301的抽真空，进而真空压力下实现对电池矩阵的层压，通过对第一抽真空孔105和密封腔真空孔102操作实现对密封腔302的抽真空，提高层压腔301的密封效果，通过真空密封代替现有的机械压力密封，提高层压腔301的抽真空速度，降低层压的工艺时间，提高产能。
进一步的，顶板200的上端面设有用以安装加热板205的安装槽，加热板205为柔性加热板，加热板205用以向加热区206均匀放热，其中，加热区206由柔性材料构成，具有足够的韧性及耐疲劳度，进一步的实现层压腔301内电池矩阵的加热固化。
其中，加热板205包括螺旋或回旋排列布置的加热丝，提高加热板205的加热面积及加热均匀性，加热丝的上下两侧均设有纤维层，用于支撑加热丝，加热丝与纤维层均设在加热板体内，加热板板体具体为硅胶，将液态硅胶灌注在放有纤维层和加热丝的安装槽内，使加热丝与纤维层均嵌设在硅胶块内，形成柔性加热板，硅橡胶因具有良好的电绝缘性、耐氧抗老化、耐高温和化学稳定性等性能，并具有优异的生理惰性，无毒、无味的特点，但加热板205不限于硅胶加热板一种类型，也可由其他可适宜的材料构成。加热板205的上端面设置有隔热层，减少加热板205向外界空气中散失热量。
本发明还提供一种如以上所述的层压装置的使用方法，包括如下步骤：
S1：将太阳能电池矩阵设置于基板第一层压凹槽内，将顶板与基板扣合，基板内密封垫和基板外密封垫分别与顶板内密封垫和顶板外密封垫对应接合从而形成密封腔，第一层压凹槽与顶板第二层压凹槽形成层压腔；
S2：首先通过第二抽真空孔对密封腔进行抽真空，然后通过第一抽真空孔对层压腔抽真空，实现对太阳能电池矩阵的层压，其中，第一抽真空孔抽真空略滞后于第二抽真空孔抽真空动作；
S3：首先释放层压腔内的真空，然后释放密封腔内的真空，向上移动顶板，最后取出层压后的太阳能电池矩阵，完成层压工艺。
其中，还包括在顶板上设置加热板，用以加热层压腔。
其中，加热板的温度设置范围为100℃～200℃，优选140℃。
其中，所述层压腔与所述密封腔的抽真空度均不大于1.0Bar，根据实际需求，保证电池矩阵完整的前提下确定层压腔与密封腔的抽真空度，进而控制层压压力，保证后续银浆连接效果，提高电池产品的可靠性。
本发明提供的一种层压装置及其使用方法，通过设置内密封垫和外密封垫，提高密封效果，第一抽真空孔对层压腔抽真空，通过控制抽真空度来实现对太阳能电池矩阵的层压强度，保证层压效果，使银浆连接效果更佳，提高太阳能电池产品的可靠性，多孔缓冲层及多孔阻隔层的设置，可保护太阳能电池矩阵不因局部压强过大造成电池矩阵损坏；通过第二抽真空孔对密封腔抽真空，提高层压装置的层压密封效果，有效降低了因顶板自身压力不足造成内侧密封垫漏气的风险，从而避免了因抽气过程中热对流及热传导的影响造成加热板温度均匀性差的问题，提高层压腔的抽真空速度，减少工艺时间，提高产能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限制本发明的保护范围，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 (18)
1.一种层压装置，其特征在于，包括基板和设置在所述基板上侧的顶板，所述基板的上端面设有第一层压凹槽，所述基板与所述顶板之间设有位于所述第一层压凹槽的外周的内密封垫和位于所述内密封垫外的外密封垫，所述基板、所述顶板、所述内密封垫与所述外密封垫构成密封腔，所述基板下端面设有与所述第一层压凹槽连通的第一抽真空孔以及与所述密封腔连通的第二抽真空孔。
2.如权利要求1所述的层压装置，其特征在于，所述内密封垫和所述外密封垫均设置在所述基板上；或者，所述内密封垫和所述外密封垫均设置在所述顶板上。
3.如权利要求1所述的层压装置，其特征在于，所述内密封垫设置在所述基板上，所述外密封垫设置在所述顶板上；或者，所述外密封垫设置在所述基板上，所述内密封垫设置在所述顶板上。
4.如权利要求1所述的层压装置，其特征在于，所述内密封垫包括基板内密封垫和顶板内密封垫，所述外密封垫包括基板外密封垫和顶板外密封垫，所述基板内密封垫和所述基板外密封垫均设置在所述基板上，所述顶板内密封垫和所述顶板外密封垫均设置在所述顶板上；所述基板内密封垫与所述顶板内密封垫密封对接，所述基板外密封垫与所述顶板外密封垫密封对接。
5.如权利要求1所述的层压装置，其特征在于，所述顶板的下端面设有第二层压凹槽，所述顶板的上端面设有加热板。
6.如权利要求1所述的层压装置，其特征在于，所述第一层压凹槽内设有阵列排布的多个层压腔真空孔，多个所述层压腔真空孔与所述第一抽真空孔连通。
7.如权利要求1所述的层压装置，其特征在于，位于所述内密封垫和所述外密封垫之间的所述基板设有多个密封腔真空孔，多个所述密封腔真空孔与所述第二抽真空孔连通。
8.如权利要求1所述的层压装置，其特征在于，所述第一层压凹槽内设有第一多孔缓冲层，所述第一多孔缓冲层的上端设有第一多孔阻隔层。
9.如权利要求8所述的层压装置，其特征在于，所述的第一多孔阻隔层为多孔纤维布或阵列多孔板或孔径为0.5～500微米的微孔结构板或吸气孔柔性板或刚性板。
10.如权利要求5所述的层压装置，其特征在于，所述第二层压凹槽内设有第二多孔缓冲层，所述第二多孔缓冲层的下端设有第二多孔阻隔层。
11.如权利要求10所述的层压装置，其特征在于，所述第二多孔阻隔层为多孔纤维布或阵列多孔板或孔径为0.5～500微米的微孔结构板或吸气孔柔性板或刚性板。
12.如权利要求5所述的层压装置，其特征在于，所述加热板为柔性板，包括加热丝，所述加热丝的上下两侧均设有纤维层，所述加热丝与所述纤维层均设在加热板体内。
13.如权利要求5所述的层压装置，其特征在于，所述加热板的上端面设有隔热层。
14.如权利要求5所述的层压装置，其特征在于，所述顶板的上侧设有用于安装所述加热板的安装槽。
15.一种如权利要求1-14任一项所述的层压装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
将太阳能电池矩阵放置在第一层压凹槽内，将顶板与基板扣合，内密封垫、外密封垫、基板与顶板接合密封形成密封腔，第一层压凹槽与顶板形成层压腔；
通过第二抽真空孔对密封腔抽真空，通过第一抽真空孔对层压腔抽真空，实现对太阳能电池矩阵的层压；
释放层压腔内的真空，释放密封腔内的真空，移动顶板，取出层压后的太阳能电池矩阵。
16.如权利要求15所述的层压装置的使用方法，其特征在于，还包括在顶板上设置加热板，用以加热层压腔。
17.如权利要求16所述的层压装置使用方法，其特征在于，所述加热板的温度设置范围为100℃～200℃。
18.如权利要求17所述的层压装置使用方法，其特征在于，所述层压腔与所述密封腔的抽真空度均不大于1.0Bar。
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