CN110634977A - 一种一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，包括以下步骤：选取光伏玻璃，在所述光伏玻璃上铺设封装胶膜原料，在所述封装胶膜原料上设置防粘层，然后采用平板硫化仪，在预设温度和预设压力下，压制预设时间后再去除防粘层，即得到一体化封装薄膜光伏玻璃。该方法将光伏玻璃和封装胶膜复合在一起，简化了备料和叠层过程，减少了晶硅太阳能电池组件尤其是双玻组件制作的生产周期，提高了生产效率。本发明还公开了一种一体化封装胶膜光伏玻璃的制备装置。
Description
技术领域
本发明属于光伏组件技术领域，具体涉及一种一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法及装置。
背景技术
目前，晶硅太阳能电池组件的制备工艺基本分为电池片串焊、BOM(bill ofmaterials，材料清单)备料、叠层、EL(electro luminescence，电致发光)检查、层压、装框和测试包装；在BOM备料和叠层中工序中，由于目前封装胶膜基本是卷材包装，所以需要将封装胶膜使用裁切设备按照组件尺寸进行裁切成片材供后续的叠层工序使用，叠层工序需要先将玻璃放置于最底层后，将封装胶膜按照规格平铺在玻璃上面才能进行后续的电池串排列等操作；尤其对于双玻组件如果在层压前EL检查出现缺陷，又需要将玻璃和封装胶膜一层一层的取下后返修。整个过程多次出现需将玻璃和封装胶膜分层放置或者取下，增加员工的重复操作动作，增加了晶硅太阳能电池组件的生产周期，降低了生产效率。
同时，封装胶膜的存储条件及时间对于胶膜的性能有很大的影响，如果存储不当，封装材料中助剂失效；在产线应用时，胶膜与玻璃之间的剥离力变差，对组件长期或短期可靠性都会造成不好的影响。
另外，对于特殊的组件结构，有时候需要搭配多层封装材料使用，为了满足要求，产线的生产节拍和布局都会需要发生很大的变化，兼容性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，该方法将光伏玻璃和封装胶膜复合在一起，简化了备料和叠层过程，减少了晶硅太阳能电池组件尤其是双玻组件制作的生产周期，提高了生产效率。
本发明的目的还在于提供一种一体化封装胶膜光伏玻璃的制备装置，该装置能将光伏玻璃和封装胶膜提前粘合，可避免封装材料储存不当导致与玻璃表面结合力降低问题以及光伏组件制备及后续户外应用中所存在的气泡脱层等问题。
本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现：一种一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，包括以下步骤：选取光伏玻璃，在所述光伏玻璃上铺设封装胶膜原料，在所述封装胶膜原料上设置防粘层，然后采用平板硫化仪，在预设温度和预设压力下，压制预设时间后再去除防粘层，即得到一体化封装薄膜光伏玻璃。
可选地，所述预设温度为80～160℃，所述预设压力为200mbar～800mbar，所述预设时间为2～5min。
更佳地，所述预定温度为100～120℃，所述预设压力为400mbar～600mbar，所述预设时间为3～4min。
可选地，所述封装胶膜原料包括树脂粒子或树脂粒子与助剂的混合物，其中所述树脂粒子为常规树脂粒子，所述助剂为常规助剂。
比如常规树脂粒子可以包括市售的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(POE)和聚烯烃树脂(PO)等。
常规树脂粒子、助剂等也可参考专利CN 102115642 A及CN 109705773 A等中公开的树脂粒子和助剂等。
可选地，所述封装胶膜原料的铺设量为350～700g/m2。
更佳地，所述封装胶膜原料的铺设量为420～600g/m2。
可选地，所述防粘层与所述封装胶膜原料不粘合，所述防粘层为防粘板、防粘布或防粘膜。
更佳地，防粘布是高温防粘布，可以是市售材料，可不与封装胶膜原料粘合即可，如特氟龙高温防粘布、市售太阳能层压机专用高温防粘布、(热塑性聚氨酯树脂)TPU专用高温防粘布等。
本发明的上述第二个目的可以通过以下技术方案来实现：上述一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法中采用的制备装置，即一体化封装胶膜光伏玻璃的制备装置，包括玻璃盛放机构、封装胶膜原料铺设机构、防粘层铺设机构、平板硫化仪、防粘层去除机构、玻璃顶出机构和传送机构，所述玻璃盛放机构设置在所述传送机构上，分别由传送机构传送至封装胶膜原料铺设机构、防粘层铺设机构、平板硫化仪、防粘层去除机构和玻璃顶出机构位置处，获得一体化封装胶膜光伏玻璃。
可选地，所述玻璃盛放机构包括容器本体，以及设于所述容器本体内用于容纳玻璃的内腔，所述内腔与所述玻璃的边缘具有间隙，所述间隙大小在1mm范围内。
进一步地，所述玻璃盛放机构上还设有溢流孔或溢流槽，所述溢流孔或溢流槽设置在所述容器本体的边缘处。
更佳地，所述容器本体为四方形容器，在所述四方形容器的四个边沿上开设溢流孔或溢流槽，用于排气和防止溢胶(封装胶膜原料)。
可选地，所述玻璃顶出机构设于所述玻璃盛放机构中，包括设于所述玻璃盛放机构底部的若干预留顶出孔和设于所述预留顶出孔中的顶出部件。
可选地，所述顶部部件可以是类似于滑杆的结构，可以通过滑动完成顶出和收回的动作。
可选地，所述传送机构为间歇式传送机构或连续式传送机构。所述传送机构为间歇式传送机构时，当封装胶膜原料铺设机构、防粘层铺设机构、平板硫化仪、防粘层去除机构、玻璃顶出机构等出现问题时，可以及时停止传送机构，便于维修，以间歇式生产一体化封装胶膜光伏玻璃；所述传送机构为连续式传送机构时，便于一体化封装胶膜光伏玻璃的连续化生产。
可选地，所述传送机构为传送带。
可选地，所述封装胶膜原料铺设机构为常规机械机构，能完成封装胶膜原料的平铺即可，如平铺机等，也可通过人工铺设封装胶膜原料，但效率相对低下且安全性差。
可选地，所述防粘层铺设机构为常规机械机构，能完成防粘层的平铺即可，如平铺机等，也可通过人工铺设防粘层，但效率相对低下且安全性差。
可选地，所述防粘层去除机构为常规机械机构，能完成防粘层的去除即可，如揭膜机或揭布机等，也可通过人工去除防粘层，但效率相对低下且安全性差。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明方法制得的一体化封装胶膜光伏玻璃可以作为一个整体在晶硅太阳能电池组件制作过程中使用，有效的减少了晶硅太阳能组件制作中BOM备料和叠层工序，对于双玻组件提高EL检测后返修过程中物料取放的效率，从而提高晶硅太阳能组件生产效率。
(2)采用本发明中的方法和装置可以将玻璃与封装材料提前粘合，增加的预处理工序使得玻璃与封装材料间间提前键合，一方面避免了封装材料储存不当导致与玻璃表面结合力降低问题，同时预处理也使得封装材料与玻璃实现良好填充从而降低了组件制备及后续户外应用中所存在的气泡脱层等问题。
附图说明
图1是实施例1中的方法的路径俯视示意图；
附图说明：
1 为传送机构；
2 为玻璃盛放机构；
3 为玻璃；
4 为封装胶膜原料；
5 为防粘层；
6 为平板硫化仪；
7 为封装胶膜薄膜；
8 为模腔平面；
9 为玻璃顶出机构；
10 为表面附有封装胶膜薄膜的玻璃。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明。
实施例1
本实施例提供的一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，包括以下步骤：选取光伏玻璃，在所述光伏玻璃上铺设封装胶膜原料，在所述封装胶膜原料上设置防粘层，然后采用平板硫化仪，在预设温度和预设压力下，压制预设时间后再去除防粘层，即得到一体化封装薄膜光伏玻璃。
其中封装胶膜原料为专利CN 102115642 A中公开的树脂粒子和助剂，具体是EVA封装胶膜原料。
预设温度为105℃，预设压力为300mbar，预设时间为3min。
封装胶膜原料的铺设量为420g/m2。
防粘布是特氟龙高温防粘布。
实施例2
本实施例提供的一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，包括以下步骤：选取光伏玻璃，在所述光伏玻璃上铺设封装胶膜原料，在所述封装胶膜原料上设置防粘层，然后采用平板硫化仪，在预设温度和预设压力下，压制预设时间后再去除防粘层，即得到一体化封装薄膜光伏玻璃。
封装胶膜原料可以参考CN 109705773 A及CN_108795124_A专利中公开的原料，具体是聚烯烃POE。
预设温度为120℃，预设压力为400mbar，预设时间为4min。
封装胶膜原料的铺设量为500g/m2。
防粘布是市售太阳能层压机专用高温防粘布。
实施例3
本实施例提供的一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，包括以下步骤：选取光伏玻璃，在所述光伏玻璃上铺设封装胶膜原料，在所述封装胶膜原料上设置防粘层，然后采用平板硫化仪，在预设温度和预设压力下，压制预设时间后再去除防粘层，即得到一体化封装薄膜光伏玻璃。
北欧化工Quentys聚烯烃封装胶膜BPO8828F，预设温度为145℃，预设压力为700mbar，预设时间为3min。
封装胶膜原料的铺设量为460g/m2。
防粘层与封装胶膜原料不粘合，防粘层为防粘膜。
实施例4
如图1所示，上述实施例1-3中一体化封装胶膜光伏玻璃制备方法中采用的制备装置，包括玻璃3盛放机构2、封装胶膜原料4铺设机构、防粘层5铺设机构、平板硫化仪6、防粘层去除机构、玻璃顶出机构9和传送机构1，玻璃盛放机构2设置在传送机构1上，分别由传送机构1传送至封装胶膜原料铺设机构、防粘层铺设机构、平板硫化仪6、防粘层去除机构和玻璃顶出机构9位置处，获得一体化封装胶膜光伏玻璃。
玻璃盛放机构包括容器本体，以及设于容器本体内用于容纳玻璃的内腔(图中未显示)，内腔与玻璃的边缘具有间隙(图中未显示)，间隙大小在1mm范围内。
玻璃盛放机构上还设有溢流孔或溢流槽(图中未显示)，溢流孔或溢流槽设置在容器本体的边缘处。
玻璃顶出机构设于玻璃盛放机构中，包括设于玻璃盛放机构底部的若干预留顶出孔和设于所述预留顶出孔中的顶出部件。
传送机构为间歇式传送机构或连续式传送机构；玻璃盛放机构设置在所述传送机构上，分别由传送机构传送至封装胶膜原料铺设机构、防粘层铺设机构、平板硫化仪、防粘层去除机构和玻璃顶出机构位置处并不断循环，以间歇式或连续化生产一体化封装胶膜光伏玻璃。
传送机构为间歇式传送机构时，当封装胶膜原料铺设机构、防粘层铺设机构、平板硫化仪、防粘层去除机构、玻璃顶出机构等出现问题时，可以及时停止传送机构，便于维修，传送机构为连续式传送机构时，便于一体化封装胶膜光伏玻璃的连续化生产。
本实施例中，传送机构为传送带。
如图1所示，采用本实施例中平板硫化仪制备一体化封装胶膜光伏玻璃的方法；图1为此制备方法的工艺路径俯视示意图。
此工艺路径中包括有工位一、工位二、工位三、工位四及工位五，但不限于此五个工位。
工位一和工位二为平板硫化仪压制前期准备阶段。
其中工位一主要用于封装胶膜原料铺设机构的封装胶膜原料4的铺设，此处封装胶膜原料4铺设机构为常规的颗粒状原料铺设机构，比如平铺机，只要能使颗粒状的或者混匀后呈胶体状的封装胶膜原料在光伏玻璃表面均匀按照一定的用量平铺即可。
工位二主要用于防粘层铺设机构铺设防粘层5的铺设，此处防粘层铺设机构为常规布状、膜状或板状原料铺设机构，只要能使上述形状的防粘层5铺设在封装胶膜原料4的表面即可，比如铺布机。
主要包括运输物料的传送机构1(本实施例中为传送带)，玻璃3盛放机构2及装在玻璃盛放机构2中的玻璃3和均匀平铺在光伏玻璃上的封装胶膜原料4(本实施例中为混合树脂粒子)，最后在混合树脂粒子上盖上与玻璃尺寸相当的防粘层5(本实施例中为高温布)。
其中玻璃盛放机构2为具有一定使用寿命且可以重复使用的钢制或其他合金模具，模具结构的设计能够与平板硫化仪6之间实现快速更换模具的功能(同一生产线上可进行多规格玻璃制备，因此需要不同规格的模具，同一生产线上也可能同一批次有多个模具在使用，因此需要及时更换)，并且模具设计有溢胶槽、溢流孔(避免封装胶膜原料溢出)以及顶出机构预留孔和顶出部件；模具尺寸设计必须和玻璃尺寸进行配合保证设备压制时产生合理的溢胶量。
因此，玻璃盛放机构2包括容器本体，设于容器本体中用于容纳玻璃的内腔，内腔与玻璃的边缘具有间隙，间隙大小在1mm范围内；玻璃盛放机构2上还设有溢流孔或溢流槽(图中未显示，常规设计)，该溢流孔或溢流槽可设于容器本体的边缘处。
工位三为平板硫化仪6压制阶段。主要是将平铺有混合树脂粒子的玻璃3在盖好高温布后在平板硫化仪6及玻璃盛放机构2的共同作用下，在玻璃3表面附着有均匀一致的封装胶膜薄膜7的过程。
工位四为玻璃盛放机构2和玻璃3、防粘层5和封装胶膜薄膜7的分离阶段。
玻璃顶出机构9也在此工位上工作，玻璃顶出机构9设于玻璃盛放机构2中，包括设于玻璃盛放机构2底部的若干预留顶出孔和设于所述预留孔中的顶出部件(图中未显示)，该顶出部件可以是类似于滑竿的结构，可以通过滑动完成顶出和收回的动作，为常规设计。
防粘层5去除机构也在该工位上工作，防粘层5去除机构为常规设备，只要能将防粘层5从封装胶膜薄膜7中去除即可，比如揭膜机或揭布机。
工位五为封装胶膜复合一体化玻璃10的运输阶段。
实施过程：由传送机构1运输玻璃盛放机构2及装在玻璃盛放机构2中的玻璃3至封装胶膜原料铺设机构位置处，在玻璃3上均匀平铺上封装胶膜原料4，然后传送机构1将均匀平铺在玻璃上的封装胶膜原料4从工位一运输到工位二；在工位二时，采用防粘层铺设机构给封装胶膜原料4盖上尺寸等于或者稍小的玻璃的防粘层5后，由传送机构1运输到工位三，平板硫化仪6对封装胶膜原料4进行高温高压成型封装胶膜薄膜7后运输到工位四，采用防粘层去除机构去除封装胶膜薄膜7上的防粘层5，再经过玻璃盛放机构2中的玻璃顶出机构通过顶出预留孔和顶部部件将表面附有封装胶膜薄膜的玻璃10顶出玻璃盛放机构2的模腔平面8，使得表面附有封装胶膜薄膜的玻璃10和玻璃盛放机构2分离开来，玻璃盛放机构2从工位四经过传送机构1的运输至工位一循环使用，表面附着有封装胶膜薄膜的玻璃10即一体化封装胶膜光伏玻璃。从而完成整个工艺过程。
本实施案例中的传送机构1具有间歇和连续传送的性能，满足模具在不同工位传送时的需求。玻璃盛放机构2为可重复使用钢制模具，模具结构设计能够与平板硫化仪6之间实现在10秒内快速更换模具。模具内腔与玻璃的边缘间隙在1mm的范围内以保证树脂粒子在高温高压平板硫化仪6压制时无法产生过多的溢胶，在平板硫化仪6处需要按照封装胶膜树脂粒子的成型加工性能进行相关的温度和压力设定以保证成型成均匀一致的封装胶膜薄膜。在玻璃盛放机构2上安装有玻璃顶出机构，玻璃顶出机构9将玻璃盛放机构2内的附有封装胶膜薄膜的玻璃通过顶出预留孔顶出模腔平面8，根据玻璃的大小和受力情况合理的设计顶出部件及顶出预留孔的形状、大小和位置，以保证附有封装胶膜薄膜的玻璃顺利和安全地与玻璃盛放机构2分离，表面附着有封装胶膜薄膜的玻璃10被顶出玻璃盛放机构2后进行运输到下一个工序，玻璃盛放机构2则通过传送机构1运输到工序起始位置等待循环使用。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，其特征是包括以下步骤：选取光伏玻璃，在所述光伏玻璃上铺设封装胶膜原料，在所述封装胶膜原料上设置防粘层，然后采用平板硫化仪，在预设温度和预设压力下，压制预设时间后再去除防粘层，即得到一体化封装薄膜光伏玻璃。
2.根据权利要求1所述的一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，其特征是：所述预设温度为80～160℃，所述预设压力为200mbar～800mbar，所述预设时间为2～5min。
3.根据权利要求1或2所述的一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，其特征是：所述封装胶膜原料包括树脂粒子或树脂粒子与助剂的混合物，其中所述树脂粒子为常规树脂粒子，所述助剂为常规助剂。
4.根据权利要求3所述的一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，其特征是：所述封装胶膜原料的铺设量为350～700g/m2。
5.根据权利要求1所述一体化封装胶膜光伏玻璃的制备方法，其特征是：所述防粘层与所述封装胶膜原料不粘合，所述防粘层为防粘板、防粘布或防粘膜。
6.权利要求1-5任一项所述制备方法中采用的一体化封装胶膜光伏玻璃的制备装置，其特征是：包括玻璃盛放机构(2)、封装胶膜原料(4)铺设机构、防粘层(5)铺设机构、平板硫化仪(6)、防粘层(5)去除机构、玻璃顶出机构(9)和传送机构(1)，所述玻璃盛放机构(2)设置在所述传送机构(1)上，分别由传送机构(1)传送至封装胶膜原料(4)铺设机构、防粘层(5)铺设机构、平板硫化仪(6)、防粘层(5)去除机构和玻璃顶出机构(9)位置处，获得一体化封装胶膜光伏玻璃(10)。
7.根据权利要求6所述一体化封装胶膜光伏玻璃的制备装置，其特征是：所述玻璃盛放机构(2)包括容器本体，以及设于所述容器本体内用于容纳玻璃的内腔，所述内腔与所述玻璃的边缘具有间隙，所述间隙大小在1mm范围内。
8.根据权利要求7所述一体化封装胶膜光伏玻璃的制备装置，其特征是：所述玻璃盛放机构(2)上还设有溢流孔或溢流槽，所述溢流孔或溢流槽设置在所述容器本体的边缘处。
9.根据权利要求6所述一体化封装胶膜光伏玻璃的制备装置，其特征是：所述玻璃顶出机构(9)设于所述玻璃盛放机构(2)中，包括设于所述玻璃盛放机构(2)底部的若干预留顶出孔和设于所述预留顶出孔中的顶出部件。
10.根据权利要求6所述一体化封装胶膜光伏玻璃的制备装置，其特征是：所述传送机构为间歇式传送机构或连续式传送机构；所述玻璃盛放机构设置在所述传送机构上，分别由传送机构传送至封装胶膜原料铺设机构、防粘层铺设机构、平板硫化仪、防粘层去除机构和玻璃顶出机构位置处并不断循环，以间歇式或连续化生产一体化封装胶膜光伏玻璃。
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