CN112018203B - 一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛(PVB)光伏组件的方法。该方法首先将叠合好的PVB光伏组件前体放置在层压机内，通过抽真空和层压处理，排除光伏组件各层之间的空气，随后将层压机处理过的光伏组件转移至加热箱中，在高温下使PVB胶膜熔融，并在加热箱中使用热压辊对光伏组件进行辊压成型。该方法采用热压辊设备代替目前光伏组件生产中常用的高压釜，避免了高压釜正压过程耗时过长的问题，提高了PVB光伏组件的生产效率和成品率，有效降低了PVB光伏组件的生产成本和价格。同时本发明对热辊压过程的温度、压力、辊压速度和压辊硬度进行参数改进，使本方法成品率提高，避免了辊压过程导致的光伏组件损坏问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法，属于光伏组件制备技术领域。
技术背景
起初在乙烯-乙酸乙烯聚合物（EVA）胶膜还未兴起时，最早的光伏组件是采用聚乙烯醇缩丁醛（PVB）胶膜作为封装层，PVB胶膜价格相对昂贵，使得光伏组件价格较高。随着降低成本要求的出现，研究者们逐渐发现采用EVA作为封装层可以大大的降低组件制造成本，许多组件生产厂家转而投向有价格优势的EVA胶膜。但慢慢地随着实际应用中对性能要求的提高，人们意识到EVA胶膜老化带来的不可逆转的破坏对组件功率以及安全性能有着较大影响，在一些领域，如建筑光伏幕墙领域，PVB光伏组件有着不可替代的作用，于是研究者又重新找回PVB胶膜，希望在PVB胶膜优异性能的基础上降低成本，使PVB胶膜能够广泛的被晶硅组件以及薄膜组件使用。
多年来人们不断改进PVB胶膜制造工艺，力图减少PVB胶膜的生产成本，从而降低PVB光伏组件的价格。然而除了PVB胶膜价格因素以外，PVB光伏组件生产线上的效率问题导致的产能低下也是影响PVB光伏组件价格的一个重要因素。目前制备PVB光伏组件的常用方法为两步法。如专利CN104037254A公开的方法，两步法首先使用层压机的抽真空功能去除PVB光伏各层之间的空气，并使各层之间初步粘合，再利用高压釜提供的高温和高压使PVB光伏组件完成粘合。该方法虽然工艺成熟，但是制备过程非常漫长，在高压釜中施加高温高压的过程需要4~6h，制备效率低下。CN102196912A公开了一种通过层压机和辊压的方式制备太阳能电池的方法，该方法首先将太阳能电池组件通过层压机进行层压，随后通过至少一对压构件进行热压合，完成制备。对于薄膜太阳能电池，由于电池片是在一个硬质基板上完成层压过程，使用该方法可以得到较好的效果，但是对于晶硅太阳能电池，由于没有硬质基板作为支撑载体，且太阳能电池通常选用的晶硅电池片为200微米级，受到压力之后极易发生裂片等问题，导致成品率大幅降低，无法实现降低成本的目的。
发明内容
本发明为了解决以上问题，提供了一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法。本发明采用层压抽气和热压复合相结合的方式来制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件，具有生产效率高，产品质量好的优点。
具体地，本发明解决上述问题的技术方案如下：
一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法，包括以下步骤：
S1：将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的各层元件依照玻璃片-PVB胶膜-太阳能电池-PVB胶膜-玻璃片的方式将叠合好，将上述聚乙烯醇缩丁醛光伏组件放入层压机下室，合上层压机盖，开启层压机;
S2：对聚乙烯醇缩丁醛光伏组件进行加热，加热温度保持在60~80℃，并通过抽气装置使聚乙烯醇缩丁醛光伏组件保持在真空中，该阶段维持时间为200~500s；
S3：将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件加热至145~170℃，并对光伏组件施加20~80kPa压力，同时光伏组件仍处于真空环境中，该阶段维持时间为200~400s；
S4：将层压机关闭，使聚乙烯醇缩丁醛光伏组件暴露于环境压力和温度中，随后将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件通过传送装置转移至加热箱中加热，加热箱温度为180~250℃，该阶段加热时间为120~180s；
S5：在加热箱内，通过传动装置将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件通过一个或多个辊压单元进行热压合，该阶段辊压单元施加压力为0.3~0.8MPa，聚乙烯醇缩丁醛光伏组件通过辊压单元的速度为0.5~2m/min。
由于在S2步骤的抽真空过程需要将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件各层之间的空气排出干净，因此需要对PVB胶膜进行软化，以达到目的，PVB的软化温度为60~65℃，因此该步骤选用60~80℃作为软化温度。在S3步骤中，需要使PVB胶膜初步融化以实现光伏组件的初步粘合，并使胶膜形成封边作用，防止空气重新进入光伏组件内部，PVB胶膜融化温度相对较高，选用145~170℃作为该步骤层压温度。在S4和S5步骤中，胶膜需要完全融化以完成最终的粘合步骤，PVB的热熔温度在175℃左右，因此选择180~250℃作为辊压温度。在进行S5辊压步骤之前，需要S4步骤对光伏组件进行预热，使PVB胶膜融化。
进一步地，步骤S1至S4中，所述的层压机选自单腔层压机、双腔层压机和三腔层压机中的一种。
进一步地，所述的每一个辊压单元包括一对橡胶辊，由于辊压过程中需要加热到180~250℃，该橡胶辊选用耐高温橡胶辊。
进一步地，由于晶硅光伏组件相对较脆，在硬质材料挤压下容易发生碎裂，因此所述的耐高温橡胶压辊的邵氏硬度选择为40~80度，一方面若硬度过低，则橡胶辊太软，起不到压合效果，若硬度太高，则容易导致裂片。优选地，硬度选用65度。
进一步地，所述每一个辊压单元均包含一个固定辊和一个调压辊，所述调压辊可以移动并改变调压辊与固定辊的辊间距离，通过辊间距离的改变进而改变通过压辊的光伏组件受到的压力大小。
进一步地，所述的耐高温橡胶辊包括刚性辊体和包覆在所述刚性辊体上的弹性表层；所述刚性辊体的弹性表层的厚度不小于50mm。
进一步地，所述的固定辊为主动辊，所述的多个调压辊为主动辊。
进一步地，步骤S4和S5中，加热方式为环境加热。
上述环境加热指的是通过设置在加热箱中的加热源（如电加热器）提供热量，使加热箱内形成180~250℃的高温环境，从而对PVB光伏组件进行加热，以及为辊压过程提供热环境。
综上所述，应用本发明的技术方案具有下有益效果：
1、本发明采用辊压代替现有技术两步法第二步中的高压釜正压，降低了工艺难度和设备要求，缩短了制备时长，将高压釜过程所需的4~6h漫长等待减少到了30min以内，提高了生产效率，起到了降低生产成本的作用。
2、本发明相较于现有技术中采用辊压的生产工艺，本发明对温度和压力参数进行了进一步测试和调整，并选用了合适材质和硬度的压辊，降低了电池片在受压时的损坏风险，保障了成品率。
3、本发明辊压步骤在一个封闭式的加热箱中进行，加热箱能保持一个稳定的高温环境，使辊压过程PVB胶膜的状态和性质保持稳定。
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对技术方案进行详细地描述，本实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制。
如本发明背景技术描述，现有的技术中，两步法制备PVB光伏组件耗时长、热压辊处理法成品合格率低，导致PVB光伏组件成本增加，需要对其加以改进。
为了解决这一问题，本发明提供了高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法。
一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法，包括以下步骤：
S1：将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的各层元件叠合好，将上述聚乙烯醇缩丁醛光伏组件放入层压机；
S2：通过层压机对聚乙烯醇缩丁醛光伏组件进行加热，加热温度保持在60~80℃，并通过层压机使聚乙烯醇缩丁醛光伏组件保持在真空中，该阶段维持时间为200~500s；
S3：通过层压机将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件加热至145~170℃，并通过层压机对光伏组件施加20~80kPa压力，同时保持光伏组件处于真空中，该阶段维持时间为200~400s；
S4：将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件从层压机中转出，随后将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件转移至加热箱中加热，控制加热箱温度为180~250℃，该阶段维持加热时间为120~180s；
S5：加热箱温度维持在180~250℃，在加热箱内，通过传动装置将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件通过一个或多个辊压单元进行热压合，该阶段辊压单元施加压力为0.3~0.8MPa，聚乙烯醇缩丁醛光伏组件通过辊压单元的速度为0.5~2m/min；
本发明上述方案中，层压机为单腔层压机，聚乙烯醇缩丁醛光伏组件为晶硅太阳能电池组件，组件构成为玻璃-PVB胶膜-晶硅太阳能电池片-PVB胶膜-玻璃。
步骤S5中，每一个辊压单元包含一对橡胶辊，所述橡胶辊包括刚性辊体和包覆在刚性辊体表面的橡胶，该橡胶材质为耐高温硅橡胶。每一对橡胶辊包括位于上方的调压辊和位于下方的固定辊，调压辊与固定辊均为主动辊，其中调压辊可以改变自身位置，从而调整辊间距离，进而改变对光伏组件的辊压压力。所述的橡胶辊直径选用300mm，表面橡胶层选用50mm。
本试验组产品为双玻晶硅光伏组件，组装方式为“普通钢化玻璃-PVB胶膜-晶硅太阳能电池片-PVB胶膜-高透光钢化玻璃”，其中钢化玻璃规格为1350mm×750mm×6mm，PVB胶膜规格为1350mm×750mm×0.8mm，太阳能电池片规格为125mm×125mm，用锡焊方式按设计的串并联方式焊接成9×4片的电池串。
在上述普通玻璃上先平铺一张PVB胶片，再放置太阳能电池片，调整局部的位置使其尽量整齐，然后用80±2℃的电烙铁将太阳能电池片逐一粘贴在PVB胶片上，再覆盖一张PVB胶片，最后叠上高透光玻璃。
将上述预处理好的PVB光伏组件前体依次经过上述S1~S5步骤处理，得到成品的PVB光伏组件。
对于本发明而言，层压机处理步骤为本领域常见步骤，而热辊压过程的温度、压力、光伏组件通过辊压单元的速度和压辊硬度为影响PVB光伏组件成品率的因素，因此下面通过实施例对辊压过程的参数控制进行进一步说明。
实施例1
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为180℃，辊压压力为0.2MPa。
实施例2
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为180℃，辊压压力为0.3MPa。
实施例3
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为180℃，辊压压力为0.4MPa。
实施例4
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为180℃，辊压压力为0.5MPa。
实施例5
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为180℃，辊压压力为0.6MPa。
实施例6
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为180℃，辊压压力为0.7MPa。
实施例7
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为180℃，辊压压力为0.8MPa。
实施例8
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为180℃，辊压压力为0.9MPa。
实施例9
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为180℃，辊压压力为1.0MPa。
对实施例1~9的产品的测试和评价如下表所示：
表中的成品率判断方法如下：
①通过肉眼观察光伏组件内是否有气泡、脱层及裂纹现象；
②通过T/CPIA0020-2020《晶体硅光伏电池电致发光测试方法》提供的电致发光检测手段来检测产品是否出现隐裂，具体地，将电池片的正负极引线接入到EL检测设备的电池测试平台上，并将电池片放置在暗室，向电池片正向注入电流，通过成像系统观察电池片的电致发光情况，检测过程仪器参数为通电电流7~8A。
若以上两种判断方法均判断光伏组件为合格，则初步认定光伏组件为成品。
需要说明的是，下文中出现的成品率的判断方法与此处相同，因此不再赘述。
实施例10
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为190℃，辊压压力为0.2MPa。
实施例11
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为190℃，辊压压力为0.3MPa。
实施例12
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为190℃，辊压压力为0.4MPa。
实施例13
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为190℃，辊压压力为0.5MPa。
实施例14
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为190℃，辊压压力为0.6MPa。
实施例15
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为190℃，辊压压力为0.7MPa。
实施例16
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为190℃，辊压压力为0.8MPa。
实施例17
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为190℃，辊压压力为0.9MPa。
实施例18
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为190℃，辊压压力为1.0MPa。
对实施例10~18的产品的测试和评价如下表所示：
实施例19
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为200℃，辊压压力为0.2MPa。
实施例20
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为200℃，辊压压力为0.3MPa。
实施例21
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为200℃，辊压压力为0.4MPa。
实施例22
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为200℃，辊压压力为0.5MPa。
实施例23
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为200℃，辊压压力为0.6MPa。
实施例24
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa。
实施例25
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为200℃，辊压压力为0.8MPa。
实施例26
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为200℃，辊压压力为0.9MPa。
实施例27
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为200℃，辊压压力为1.0MPa。
对实施例19~27的产品的测试和评价如下表所示：
实施例28
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为210℃，辊压压力为0.2MPa。
实施例29
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为210℃，辊压压力为0.3MPa。
实施例30
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为210℃，辊压压力为0.4MPa。
实施例31
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为210℃，辊压压力为0.5MPa。
实施例32
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为210℃，辊压压力为0.6MPa。
实施例33
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为210℃，辊压压力为0.7MPa。
实施例34
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为210℃，辊压压力为0.8MPa。
实施例35
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为210℃，辊压压力为0.9MPa。
实施例36
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为210℃，辊压压力为1.0MPa。
对实施例28~36的产品的测试和评价如下表所示：
实施例37
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为220℃，辊压压力为0.2MPa。
实施例38
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为220℃，辊压压力为0.3MPa。
实施例39
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为220℃，辊压压力为0.4MPa。
实施例40
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为220℃，辊压压力为0.5MPa。
实施例41
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为220℃，辊压压力为0.6MPa。
实施例42
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为220℃，辊压压力为0.7MPa。
实施例43
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为220℃，辊压压力为0.8MPa。
实施例44
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为220℃，辊压压力为0.9MPa。
实施例45
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为220℃，辊压压力为1.0MPa。
对实施例37~45的产品的测试和评价如下表所示：
实施例46
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为230℃，辊压压力为0.2MPa。
实施例47
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为230℃，辊压压力为0.3MPa。
实施例48
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为230℃，辊压压力为0.4MPa。
实施例49
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为230℃，辊压压力为0.5MPa。
实施例50
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为230℃，辊压压力为0.6MPa。
实施例51
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为230℃，辊压压力为0.7MPa。
实施例52
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为230℃，辊压压力为0.8MPa。
实施例53
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为230℃，辊压压力为0.9MPa。
实施例54
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为230℃，辊压压力为1.0MPa。
对实施例46~54的产品的测试和评价如下表所示：
实施例55
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为240℃，辊压压力为0.2MPa。
实施例56
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为240℃，辊压压力为0.3MPa。
实施例57
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为240℃，辊压压力为0.4MPa。
实施例58
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为240℃，辊压压力为0.5MPa。
实施例59
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为240℃，辊压压力为0.6MPa。
实施例60
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为240℃，辊压压力为0.7MPa。
实施例61
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为240℃，辊压压力为0.8MPa。
实施例62
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为240℃，辊压压力为0.9MPa。
实施例63
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为220℃，辊压压力为1.0MPa。
对实施例55~63的产品的测试和评价如下表所示：
实施例64
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为250℃，辊压压力为0.2MPa。
实施例65
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为250℃，辊压压力为0.3MPa。
实施例66
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为250℃，辊压压力为0.4MPa。
实施例67
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为250℃，辊压压力为0.5MPa。
实施例68
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为250℃，辊压压力为0.6MPa。
实施例69
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为250℃，辊压压力为0.7MPa。
实施例70
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为250℃，辊压压力为0.8MPa。
实施例71
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为250℃，辊压压力为0.9MPa。
实施例72
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，辊压温度为250℃，辊压压力为1.0MPa。
对实施例55~63的产品的测试和评价如下表所示：
结合实施例1~72，可得到以下表格：
根据上述表格，可以看到当压辊硬度和辊压速度一定时，大体上来讲辊压温度和最适辊压压力大小之间存在负相关，当辊压温度为180℃时，此时温度与PVB胶膜熔点接近，PVB胶膜的流动性相对不高，当施加压力值较小时，难以很好地使两层PVB胶膜之间，以及胶膜与玻璃片之间形成较好的粘合，且由于晶硅电池片组的存在，电池片之间会形成一定空穴，空穴需要由融化的PVB胶膜填充，当温度与压力均较低时，往往会导致光伏组件内部形成气泡，以及发生脱层现象，影响PVB光伏组件的产品质量，因此0.8MPa为最适压力，而压力大于0.8MPa时，如1.0MPa，很可能导致电池片甚至玻璃片受压过大而发生裂片和碎裂，因此需要将压力控制在0.8MPa范围以内。随着温度升高，PVB胶膜的流动性逐渐增强，辊压所需的压力逐渐减小，此时由于PVB胶膜对压力的缓冲作用减弱，压力过大会导致部分压力直接作用于电池片，提高隐裂发生的概率。当温度升高到一定值之后，PVB胶膜容易受热分解，导致产生气泡，因此需要将温度控制在250℃以下。综上，辊压过程选用的温度应该高于PVB熔点（175℃），而低于PVB的分解温度，因此选用180~250℃，在该温度范围内，辊压压力大小在0.3~0.8MPa的区间内随着温度的升高而减小。
下面在上述辊压温度和压力的优选区间内对辊压速度进行优选。
实施例73
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为180℃，辊压压力为0.8MPa，光伏组件通过压辊的速度为0.5m/min。
实施例74
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为180℃，辊压压力为0.8MPa，光伏组件通过压辊的速度为0.8m/min。
实施例75
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为180℃，辊压压力为0.8MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min。
实施例76
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为180℃，辊压压力为0.8MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.2m/min。
实施例77
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为180℃，辊压压力为0.8MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.5m/min。
对实施例73~77的产品的测试和评价如下表所示：
实施例78
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为0.5m/min。
实施例79
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为0.8m/min。
实施例80
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min。
实施例81
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.2m/min。
实施例82
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.5m/min。
对实施例78~82的产品的测试和评价如下表所示
实施例83
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为230℃，辊压压力为0.5MPa，光伏组件通过压辊的速度为0.5m/min。
实施例84
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为230℃，辊压压力为0.5MPa，光伏组件通过压辊的速度为0.8m/min。
实施例85
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为230℃，辊压压力为0.5MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min。
实施例86
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为230℃，辊压压力为0.5MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.2m/min。
实施例87
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为230℃，辊压压力为0.5MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.5m/min。
对实施例83~87的产品的测试和评价如下表所示
实施例88
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为250℃，辊压压力为0.4MPa，光伏组件通过压辊的速度为0.5m/min。
实施例89
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为250℃，辊压压力为0.4MPa，光伏组件通过压辊的速度为0.8m/min。
实施例90
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为250℃，辊压压力为0.4MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min。
实施例91
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为250℃，辊压压力为0.4MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.2m/min。
实施例92
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：所用橡胶辊的邵氏硬度为65度，辊压温度为250℃，辊压压力为0.4MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.5m/min。
对实施例88~92的产品的测试和评价如下表所示
结合实施例73~92，可得到下表：
通过上述表格可以看出，在选择特定的辊压温度，以及与该辊压温度对应的最适辊压压力之后，辊压速度在合理范围内的改变对产品成品率的影响相对较小，总的来说，在温度较低时，需要辊压速度相对较慢，以保证流动性较低的PVB胶膜能有更充足的时间进行粘结和对电池片之间的空穴进行填充；当温度升高，随着PVB胶膜流动性增强，所需的关于时间也随之减少，在更快的辊压速度下也可得到高质量产品；当温度达到较高值时，PVB胶膜流动性较强，此时辊压速度过慢会因为局部受力集中的问题，导致PVB胶膜分布不均匀而影响产品质量，此外，当辊压速度慢时PVB胶膜受热时间长，也存在高温分解产生气泡的问题。
下面选取1~92实施例中的优选数据，对压辊硬度进行优选
实施例93
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，所用橡胶辊的邵氏硬度为30度。
实施例94
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，所用橡胶辊的邵氏硬度为40度。
实施例95
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，所用橡胶辊的邵氏硬度为50度。
实施例96
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，所用橡胶辊的邵氏硬度为60度。
实施例97
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，所用橡胶辊的邵氏硬度为70度。
实施例98
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，所用橡胶辊的邵氏硬度为80度。
实施例99
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，所用橡胶辊的邵氏硬度为90度。
实施例100
层压过程参数如下：抽真空时间300s，层压时间300s，层压温度160℃，层压压力50kPa；辊压过程参数控制如下：辊压温度为200℃，辊压压力为0.7MPa，光伏组件通过压辊的速度为1.0m/min，所用橡胶辊的邵氏硬度为100度。
对实施例93~100的产品的测试和评价如下表所示
根据上述表格我们可以看出，在压辊硬度为40~80度的条件下，PVB光伏组件成品率最高。当压辊硬度过低时，压辊的弹性表层形变较大，导致辊轮与PVB光伏组件的外层玻璃产生较大切向摩擦力，当上下压辊转动速率发生波动而不同步时，会导致使光伏组件内电池片和汇流条等元件发生位移，降低产品成品率。而压辊硬度过高则会导致光伏组件受压面积减小，局部压力过大，从而导致玻璃片及电池片的损坏。
结合实施例1~100，可得到以下结论
上表所示数值为本发明提供的参数区间中更优选的参数选择。
上述实施例的描述仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均应在本发明要求保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法，包括以下步骤：
S1：将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的各层元件叠合好，将上述聚乙烯醇缩丁醛光伏组件放入层压机；
S2：通过层压机对聚乙烯醇缩丁醛光伏组件进行加热，加热温度保持在60~80℃，并通过层压机使聚乙烯醇缩丁醛光伏组件保持在真空中，该阶段维持时间为200~500s；
S3：通过层压机将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件加热至145~170℃，并通过层压机对光伏组件施加20~80kPa压力，同时保持光伏组件处于真空中，该阶段维持时间为200~400s；
S4：将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件从层压机中转出，随后将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件转移至加热箱中加热，控制加热箱温度为180~250℃，该阶段维持加热时间为120~400s；
S5：加热箱温度维持在180~250℃，在加热箱内，通过传动装置将聚乙烯醇缩丁醛光伏组件通过一个或多个辊压单元进行热压合，该阶段辊压单元施加压力为0.3~0.8MPa，聚乙烯醇缩丁醛光伏组件通过辊压单元的速度为0.5~2m/min；
所述的辊压单元包括一对耐高温橡胶辊，所述的耐高温橡胶压辊的邵氏硬度为40~80度。
2.根据权利要求1所述的一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法，其特征在于：步骤S1中聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的叠合方式为玻璃片-PVB胶膜-晶硅太阳能电池-PVB胶膜-玻璃片。
3.根据权利要求1所述的一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法，其特征在于：步骤S1至S4中，所述的层压机选自单腔层压机、双腔层压机和三腔层压机中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法，其特征在于：所述的辊压单元包含一个固定辊和一个调压辊，所述调压辊可以移动并改变调压辊与固定辊的辊间距离。
5.根据权利要求1所述的一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法，其特征在于：所述的耐高温橡胶辊包括刚性辊体和包覆在所述刚性辊体上的弹性表层；所述弹性表层的厚度不小于50mm。
6.根据权利要求4所述的一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法，其特征在于：所述的固定辊为主动辊，所述的调压辊为主动辊。
7.根据权利要求1所述的一种高效制备聚乙烯醇缩丁醛光伏组件的方法，其特征在于：步骤S4和S5中，加热方式为环境加热。
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