CN111864000A - 绝缘层生产方法及绝缘层、导电背板生产方法及导电背板 - Google Patents

绝缘层生产方法及绝缘层、导电背板生产方法及导电背板 Download PDF

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Abstract

本发明提供绝缘层生产方法及绝缘层、导电背板生产方法及导电背板，涉及光伏技术领域。绝缘层生产方法包括：提供离型层；在离型层的一侧设置胶膜层，得到绝缘前体层；对绝缘前体层设置至少贯穿胶膜层厚度的开孔，形成带开孔的绝缘层。由于离型层具有良好的尺寸稳定性和一定的强度，使得绝缘前体层具有良好的尺寸稳定性和一定的强度，而且离型层可以充分限制胶膜层在开孔过程中的蠕变、变形等，减小开孔过程中胶膜的偏移，使得得到的胶膜层上的开孔尺寸和位置均较为精确，可以提升对位和连接的可靠性，且无需多次重新打孔，可以提高精度和生产效率，并降低了生产成本，且只需在离型层的一侧设置胶膜层，在设置开孔后去除离型层，工艺简单。

Description

绝缘层生产方法及绝缘层、导电背板生产方法及导电背板
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及绝缘层生产方法及绝缘层、导电背板生产方法及导电背板。
背景技术
导电背板用于将各个太阳能电池导电互连形成电池串，进一步形成光伏组件，以增加有效的受光面积，提高电压输出，因此应用广泛。
为了提高连接可靠性，避免短路，导电背板中的绝缘层至关重要。目前的绝缘层主要有两种，分别为EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)/PET(聚对苯二甲酸乙二酯)/EVA对应的EPE，或单独的EVA。
但是，EPE和EVA上述两种绝缘层均易蠕变、易变形，同时，EPE制造工艺复杂、可靠性差、成本高。
发明内容
本发明提供一种绝缘层生产方法及绝缘层、导电背板生产方法及导电背板，旨在解决绝缘层制造工艺复杂、成本高、连接不可靠的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种绝缘层生产方法，包括如下步骤：
提供离型层；
在所述离型层的一侧设置胶膜层，得到绝缘前体层；
对所述绝缘前体层设置至少贯穿所述胶膜层厚度的开孔，形成带开孔的绝缘层。
在本发明实施例中，在离型层的一侧设置胶膜层，得到绝缘前体层，然后对包括离型层的绝缘前体层设置开孔，由于离型层具有良好的尺寸稳定性和一定的强度，使得绝缘前体层具有良好的尺寸稳定性和一定的强度，而且离型层可以充分限制胶膜层在开孔过程中的蠕变、变形等，减小开孔过程中胶膜的偏移，使得得到的胶膜层上的开孔尺寸和位置均较为精确，可以提升对位和连接的可靠性，且无需多次重新打孔，可以提高精度和生产效率，并降低了生产成本。同时，只需在离型层的一侧设置胶膜层，在设置开孔后使用导电背板前任何时段去除离型层即可，工艺简单，且可以避免绝缘层或导电背板在未使用之前被污染。并且，离型层不与胶膜层发生化学反应，避免污染胶膜层。
根据本发明的第二方面，提供了一种绝缘层，采用前述任一所述的绝缘层生产方法制备得到。
根据本发明的第三方面，提供了一种导电背板生产方法，包括如下步骤：
采用前述任一所述的绝缘层生产方法制备带开孔的绝缘层；
提供图形化导电层和背膜层；
将设置开孔的绝缘层、所述图形化导电层、所述背膜层依次层叠，使得所述胶膜层与所述导电层接触，所述绝缘层的开孔和所述导电层中的导电图形相对应，并热压贴合；所述开孔与层叠方向平行；
去除所述离型层。
根据本发明的第四方面，提供了一种导电背板，采用前述任一所述的导电背板生产方法制备得到。
上述绝缘层、导电背板生产方法、导电背板，与前述绝缘层生产方法具有相同或相似的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施方式中的一种绝缘层生产方法的步骤流程图；
图2示出了本发明实施方式中的一种绝缘层的结构示意图；
图3示出了一种导电背板生产方法的步骤流程图；
图4示出了本发明实施方式中的未去除离型层的导电背板的结构示意图。
附图编号说明：
1-胶膜层，2-离型层，3-导电层，4-背膜层。
具体实施方式
发明人发现，目前EPE在制造过程中，需要对PET进行表面处理，如涂布打底涂层等，以实现PET与EVA的粘结，然后通过淋膜工艺在PET两面分别与EVA复合，制造工艺复杂，不利于降低成本。同时，EPE容易出现蠕变、变形问题，使得开孔、对位的精准度低，导致连接不可靠。现有技术中采用单独的EVA作为绝缘层，由于EVA是一种弹性体，尺寸稳定性较差，在开孔、材料铺设等工艺过程中容易在外力、热的作用下变形，从而无法保证对开孔、对位的精准度，导致连接不可靠。
下面开始介绍本发明实施例：
参照图1所示，图1示出了本发明实施方式中的一种绝缘层生产方法的步骤流程图。参照图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S1，提供离型层。
离型层具有良好的尺寸稳定性和一定的强度，且便于后续撕离或去除。同时，离型层能够与胶膜层粘接，不与胶膜层发生化学反应，避免污染胶膜层。
步骤S2，在所述离型层的一侧设置胶膜层，得到绝缘前体层。
可以在离型层的任一侧设置胶膜层，得到绝缘前体层。由于离型层具有良好的尺寸稳定性和一定的强度，该绝缘前体层也具有良好的尺寸稳定性和一定的强度。
可以在离型层的一侧粘接胶膜层或直接在离型层上成型胶膜层等方式，得到绝缘前体层。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
需要说明的是胶膜层相对于现有技术中的EPE而言，成本较低，进而可以降低成本。
可选的，胶膜层不透明，一方面胶膜层不透明可以采用激光雕刻设置开孔，另一方面，开孔为透明的，胶膜层为不透明的，通过区分透明性，便于判断开孔的精准度，利于降低生产成本，提升生产效率。
可选的，胶膜层厚度为：20-500um；该厚度为与胶膜层、导电层以及背膜层的层叠方向平行的方向上尺寸。上述厚度能够提高胶膜层与导电层之间的结合力，能够提高导电背板与太阳能电池之间的结合力，便于在导电背板与太阳能电池组装成组件过程中对导电背板与太阳能电池进行定位，提高了导电背板与太阳能电池连接的可靠性，能够解决现有的导电背板组装成组件的过程中存在加工定位的问题，层压后与电池片的结合力偏小，存在可靠性风险的问题。
可选的，胶膜的材料选自：乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或硅胶中的至少一种，上述材料相对于现有的EPE而言，成本较低，且经过长期应用验证，可靠性较好，且具有良好的绝缘性能，并具有良好的粘接性能。例如，胶膜可以为交联型EVA和POE。
可选的，胶膜的材料还可以包括：无机填料、交联剂、偶联剂中的至少一种。无机填料为钛白粉、硫酸钡、碳酸钙或炭黑中的至少一种。交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化氢二异丙苯或过氧化苯甲酰中的至少一种。偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。通过在胶膜中添加上述物质，可以提升胶膜的尺寸稳定性、耐侯性等。
步骤S3，对所述绝缘前体层设置至少贯穿所述胶膜层厚度的开孔，形成带开孔的绝缘层。
开孔的过程中，可以从离型层向胶膜层开孔，或者，从胶膜层向离型层开孔，在本发明实施例中，对此不作具体限定。开孔需要至少贯穿胶膜层，至于是否破坏离型层或是否贯穿离型层不作具体限定。
开孔的形状可以为圆形或方形，开孔的数量为100-50000个，开孔形状以及开孔数量，可以根据具体太阳能电池的电极的需要进行设置以降低加工难度，避免过度加工。
可选的，可以在制作导电背板的步骤热压贴合前，去除离型层，然后将设置开孔的胶膜层、导电层、所述背膜层依次层叠，并热压贴合，贯穿胶膜层的开孔与层叠方向平行。或者，可以先不去除离型层，直接将开孔后的绝缘层、导电层、背膜层依次层叠，使得开孔后的绝缘层的胶膜层与导电层接触，或离型层远离导电层，然后热压贴合。在热压贴合后再去除离型层，后者在使用导电背板之前再去除离型层，可以避免胶膜层在未使用之前被污染。
离型层可以通过手工起头剥离，或在离型层边缘适当位置粘结撕膜胶带后，通过手工或自动化设备去除。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
参照图2所示，图2示出了本发明实施方式中的一种绝缘层的结构示意图。图2中是在胶膜层1的一侧设置了离型层2，图2中开孔未示出。
上述胶膜层的开孔用于在后续穿设电连接体，该电连接体同时导电连接导电背板中导电层中的导电线路与太阳能电池的电极。未开孔的胶膜层可以起到良好的绝缘作用。该太阳能电池可以为背接触太阳能电池，电极可以为背接触太阳能电池的背面电极，在本发明实施例中，对此不作具体限定。
需要说明的是，开孔需要和太阳电池的电极位置对应。若电极由焊盘以及连接相邻焊盘的栅线组成，则，开孔可以和焊盘的位置对应，以提升导电连接的可靠性。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
可选的，上述步骤S2具体可以为：将胶膜层前体粒子熔融淋膜至离型层上，冷却形成绝缘前体层，形成绝缘前体层的工艺简单。
可选的，上述步骤S3之前，该方法还可以包括如下步骤：在所述绝缘前体层远离所述离型层的表面设置另一离型层，也就是说在绝缘前体层中与离型层相对的且未设置离型层的一个表面也设置离型层，进而胶膜层的相对的两侧都具有离型层。在针对绝缘前体层设置只是贯穿胶膜层的开孔的过程中，相对的两侧的离型层可以从相对的两侧限定胶膜在开孔过程中的尺寸收缩、蠕变变形，进一步提供加工精度，降低成本，提升后续对位的精准度。针对开孔数量较多的胶膜层更为有利，能够充分保障每个开孔的加工精度。如成分保障每个开孔的大小和开孔位置的准确。
针对两侧都具有离型层而言，在与导电层、背膜层依次层叠之前，至少需要去除一侧的离型层。若只去除了一侧的离型层，则，在与导电层、背膜层层叠的过程中，同样需要使胶膜层与导电层直接接触，在使用导电背板之前再去除另一侧的离型层，可以避免使用导电背板之前胶膜层被污染。
可选的，该步骤S3中设置开孔的步骤可以包括：机械冲孔设置或激光雕刻设置开孔，开孔方式多样。
需要说明的是，在胶膜层的尺寸较大的情况下，还可以先将胶膜层裁切为所需的尺寸。
可选的，参照图2所示离型层2的厚度h1为：15-300um，该厚度为与胶膜层、导电层、背膜层的层叠方向平行的方向上尺寸。上述厚度的离型层尺寸稳定性和强度较好，且成本较低。
可选的，离型层在150℃下加热30分钟后，与加热之前的离型层相比，纵向收缩率小于等于1.5％，横向收缩率小于等于0.5％。纵向与所述胶膜层、导电层、背膜层的层叠方向平行，横向与胶膜层、导电层、背膜层的层叠方向垂直。纵向可以为胶膜层1的厚度所在的方向。横向与纵向垂直。上述离型层在打孔过程中尺寸稳定性好，可以进一步提升胶膜层中开孔的精准度。
优选地，离型层在150℃下加热30分钟后，与加热之前的离型层相比，纵向收缩率小于等于0.8％，横向收缩率小于等于0.2％。或者，进一步，离型层在150℃下加热30分钟后，与加热之前的离型层相比，纵向收缩率小于等于0.6％，横向收缩率小于等于0.1％，以进一步提升胶膜层中开孔的精准度。
可选的，离型层的材料为硅油纸，该硅油纸的克重为30-200g/m2，更优的，硅油纸的克重为30-45g/m2，使得离型层具有适宜的强度和尺寸稳定性，适宜进行辊压和贴合加工，且成本较低。
可选的，参照图2所示胶膜层1的厚度h2为：20-500um，该厚度为与胶膜层、导电层、背膜层的层叠方向平行的方向上尺寸。上述厚度的胶膜层尺寸稳定性和强度较好，且成本较低，而且在热压贴合过程中，具有良好的粘性，可以充分粘接导电层。
本发明实施例还提供一种绝缘层，该绝缘层采用前述的任一种绝缘层生产方法制备得到。该绝缘层包括胶膜层，该胶膜层具有与贯穿其厚度的开孔；该开孔通过先在胶膜层的至少一侧设置离型层，得到绝缘前体层，然后对绝缘前体层设置至少贯穿该胶膜层的厚度开孔得到。
该绝缘层中的胶膜层、离型层、开孔等，可以参照前述绝缘层生产方法的实施例中的有关记载，并具有与前述绝缘层生产方法相同或类似的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。
参照图3所示，图3示出了一种导电背板生产方法的步骤流程图，该方法包括如下步骤：
步骤101，采用前述的任一种绝缘层生产方法制备带开孔的绝缘层。
上述步骤101可以参照前述步骤S1至步骤S3，且能达到相同或相似的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。
步骤102，提供图形化导电层和背膜层。
背膜层可以包括聚合物背板，聚合物背板的材料可以为TPT、TPE、KPE、KPK、KPC或KPF中的一种。聚合物背板可以为绝缘材料(PET或PP)组成的绝缘部分、粘结剂层和/或含氟聚合物涂层复合而成的聚合物多层结构。
背膜层可以包括聚合物背板和封装层，聚合物背板与导电层之间设置有封装层，封装层的材料可以为EVA胶膜、POE胶膜或PVB膜，聚合物背板的材料可以为TPT、TPE、KPE、KPK、KPC或KPF，聚合物背板可以为绝缘材料(PET或PP)组成的绝缘部分、粘结剂层和/或含氟聚合物涂层复合而成的聚合物多层结构。
导电层为图形化或图案化的金属箔或设置在胶膜上的多条导电线。图案化或图形化的方式包括机械冲切、激光冲切或化学蚀刻。图案取决于太阳能电池的电极的图案，图案可包括各种各样的形状及/或尺寸。激光冲切可以用于从连续卷状的金属箔形成电路图案。金属箔可以是铜箔或铝箔或其他任意合适的金属或金属合金。如，金属箔的主要成分可以为：铜、银、铝、镍、镁、铁、钛、钼、钨中的至少一种。
金属箔的厚度可以为20um-100um，上述厚度的金属箔可以提供具有低电阻的电流通路，且成本较低。优选地，金属箔的厚度可以为30um-60um。例如，金属箔的厚度可以为15um-30um。
步骤103，将设置开孔的绝缘层、所述图形化导电层、所述背膜层依次层叠，使得所述胶膜层与所述导电层接触，所述绝缘层的开孔和所述导电层中的导电图形相对应，并热压贴合；所述开孔与层叠方向平行。
即，在热压贴合前先不去除离型层，直接将开孔后的绝缘层、导电层、背膜层依次层叠，使得开孔后的绝缘层的胶膜层与导电层接触，或离型层远离导电层，然后热压贴合。
步骤104，去除所述离型层。
在热压贴合后再去除离型层，或者在使用导电背板之前再去除离型层，可以避免胶膜层在未使用之前被污染。
离型层可以通过手工起头剥离，或在离型层边缘适当位置粘结撕膜胶带后，通过手工或自动化设备去除。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
参照图4所示，图4示出了本发明实施方式中的未去除离型层的导电背板的结构示意图。如图4所示，胶膜层1、离型层2、导电层3、背膜层4依次层叠，热压贴合，贴合后，可以在使用导电背板导电连接太阳能电池之前再撕离离型层2，可以在使用导电背板导电连接太阳能电池之前均避免污染胶膜层1。
针对先不去除离型层，直接将开孔后的绝缘层、导电层、背膜层依次层叠，使得开孔后的绝缘层的胶膜层接触导电层或离型层远离导电层，然后热压贴合。在热压贴合后，与太阳能电池进行导电连接之前，再去除离型层，还可以避免胶膜层在未使用之前被污染。
上述胶膜层的开孔用于在后续穿设电连接体，该电连接体同时导电连接导电层中的导电线路与太阳能电池的电极。未开孔的胶膜层可以起到良好的绝缘作用。该太阳能电池可以为背接触太阳能电池，电极可以为背接触太阳能电池的背面电极，在本发明实施例中，对此不作具体限定。
需要说明的是，开孔需要和太阳电池的电极位置对应。若电极由焊盘以及连接相邻焊盘的栅线组成，则，开孔可以和焊盘的位置对应，以提升导电连接的可靠性。在本发明实施例中，对此不作具体限定。
可选的，该步骤103中热压贴合的温度为60-120℃，热压贴合的压力为：0.01-0.20MPa，热压贴合的热压时间为5s-10min，上述热压贴合的参数，可以使得胶膜层、导电层、背膜层三者更为牢固地贴合在一起，且不会对三者造成不利影响，同时成本低、生产效率高。更优地，热压贴合的温度为70-80℃，热压贴合的压力为：0.05-0.1MPa，热压贴合的热压时间为10s-2min。
可选的，可以先将胶膜层与导电层和背膜层贴合形成尺寸较大的导电背板，一方面可以使胶膜层尺寸固定，提高胶膜层加工精确度和效率，另一方面预先制成尺寸较大的导电背板，可以在后续组件排版层压过程中免去胶膜层的铺设与对位，避免由于对准偏移造成组件内短路或接触不良等问题和缺陷，简化了生产工序，大大提高了生产效率和成品率。
本发明实施例还提供一种导电背板，采用前述任一导电背板生产方法制备得到。该导电背板包括依次层叠设置的胶膜层、导电层以及背膜层，该胶膜层具有与层叠方向平行的开孔；该开孔通过先在胶膜层的至少一侧设置离型层，得到绝缘前体层，然后对绝缘前体层设置至少贯穿该胶膜层厚度的开孔得到。该厚度为层叠方向所在的尺寸。
该导电背板中的胶膜层、离型层、导电层、背膜层、开孔等，可以参照前述绝缘层生产方法的实施例中的有关记载，并具有与前述绝缘层生产方法相同或类似的有益效果，为了避免重复，此处不再赘述。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定都是本申请实施例所必须的。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (16)

1.一种绝缘层生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供离型层；
在所述离型层的一侧设置胶膜层，得到绝缘前体层；
对所述绝缘前体层设置至少贯穿所述胶膜层厚度的开孔，形成带开孔的绝缘层。
2.根据权利要求1所述的绝缘层生产方法，其特征在于，所述在所述离型层的一侧设置胶膜层，得到绝缘前体层，包括：
将胶膜层前体粒子熔融淋膜至离型层上，冷却形成绝缘前体层。
3.根据权利要求1所述的绝缘层生产方法，其特征在于，所述离型层的厚度为：15-300um。
4.根据权利要求1所述的绝缘层生产方法，其特征在于，所述离型层在150℃下加热30分钟后，与加热之前的离型层相比，纵向收缩率小于等于1.5％，横向收缩率小于等于0.5％；纵向为所述厚度所在的方向，横向与所述纵向垂直。
5.根据权利要求1所述的绝缘层生产方法，其特征在于，所述离型层的材料为硅油纸，所述硅油纸的克重为30-200g/m2。
6.根据权利要求1所述的绝缘层生产方法，其特征在于，所述设置开孔的步骤包括：机械冲孔设置或激光雕刻设置开孔。
7.根据权利要求1所述的绝缘层生产方法，其特征在于，所述胶膜层不透明。
8.根据权利要求1所述的绝缘层生产方法，其特征在于，所述胶膜层的厚度为：20-500um。
9.根据权利要求1所述的绝缘层生产方法，其特征在于，所述胶膜层的材料选自：乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛或硅胶中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的绝缘层生产方法，其特征在于，所述胶膜层的材料包括：无机填料、交联剂、偶联剂中的至少一种；
所述无机填料为钛白粉、硫酸钡、碳酸钙或炭黑中的至少一种；
所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化氢二异丙苯或过氧化苯甲酰中的至少一种；
所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
11.根据权利要求1-10中任一所述的绝缘层生产方法，其特征在于，所述对所述绝缘前体层设置至少贯穿所述胶膜层厚度的开孔之前，还包括：
在所述绝缘前体层远离所述离型层的表面设置另一离型层。
12.根据权利要求11所述的绝缘层生产方法，其特征在于，还包括开孔后去除其中一侧离型层的步骤。
13.一种绝缘层，其特征在于，采用权利要求1-12中任一所述的绝缘层生产方法制备得到。
14.一种导电背板生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用权利要求1-10、12中任一所述的绝缘层生产方法制备带开孔的绝缘层；
提供图形化导电层和背膜层；
将设置有开孔的绝缘层、所述图形化导电层、所述背膜层依次层叠，使得所述胶膜层与所述导电层接触，所述绝缘层的开孔和所述导电层中的导电图形相对应，并热压贴合；所述开孔与层叠方向平行；
去除所述离型层。
15.根据权利要求14所述的导电背板生产方法，其特征在于，所述热压贴合的温度为60-120℃，热压贴合的压力为：0.01-0.20MPa，热压贴合的热压时间为5s-10min。
16.一种导电背板，其特征在于，所述导电背板采用权利要求14或15所述的导电背板生产方法制备得到。
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