CN112117340A - 一种太阳能组件制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳能组件制备方法，采用此种方法制备得到的太阳能组件，色彩丰富，提高了太阳能组件与太阳能终端设备的色彩协调性。太阳能组件制备方法，包括透明前板制备方法S和太阳能组件层压方法；所述透明前板的制备方法包括：对透明基材层表面进行处理，提高透明基材层的附着力；在透明基材层上通过印刷工艺和/或真空镀膜工艺制备装饰层；所述太阳能组件层压方法包括：将透明前板、透光粘结层和太阳能电池芯片层压为一体；其中，透明前板的装饰层朝向所述透光粘结层；所述太阳能电池芯片的发电侧朝向所述透光粘结层。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种太阳能组件制备方法。
背景技术
当今世界，随着全球环境污染和能源危机的日益严重，开发可持续发展的绿色能源具有重要意义。太阳能发电在保护生态环境和缓解能源危机方面做出了巨大贡献，其使用范围几乎遍及全球。目前，太阳能电池在城市和农村中已经开始大量普及，以其使用方便、占地灵活、成本低廉等优点为用户提供了更多的选择。
然而，现有太阳能组件通常呈现较为单调的色彩，例如呈黑灰色或深蓝色，应用到建筑上经常会与建筑的外墙或内墙色彩不协调，从而影响到建筑的美观性。此外，当太阳能组件应用到例如太阳能车辆、太阳能背包等终端设备时，同样存在上述的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能组件制备方法，采用此种方法制备得到的太阳能组件，色彩丰富，提高了太阳能组件与太阳能终端设备的色彩协调性。
本发明实施例提供一种太阳能组件制备方法，包括透明前板制备方法S和太阳能组件层压方法；
所述透明前板的制备方法包括：
对透明基材层表面进行处理，提高透明基材层的附着力；
在透明基材层上通过印刷工艺和/或真空镀膜工艺制备装饰层；
所述太阳能组件层压方法包括：将透明前板、透光粘结层和太阳能电池芯片层压为一体；
其中，透明前板的装饰层朝向所述透光粘结层；所述太阳能电池芯片的发电侧朝向所述透光粘结层。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种太阳能组件制备方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的透明前板制备方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的另一种透明前板制备方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的又一种透明前板制备方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的又一种透明前板制备方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的又一种透明前板制备方法的流程图；
图7为本发明实施例提供的又一种透明前板制备方法的流程图；
图8为本发明实施例提供的又一种透明前板制备方法的流程图；
图9为本发明实施例提供的太阳能组件的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的透明前板的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的另一透明前板的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的又一透明前板的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的又一透明前板的结构示意图；
图14为本发明实施例提供的又一透明前板的结构示意图；
图15为本发明实施例提供的又一透明前板的结构示意图；
图16为本发明实施例提供的又一透明前板的结构示意图；
图17为本发明实施例提供的又一透明前板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种太阳能组件制备方法，包括透明前板制备方法S和太阳能组件层压方法A；
所述透明前板制备方法S包括：
S1，对透明基材层11表面进行处理，提高透明基材层11的附着力；
S2，在透明基材层11上通过印刷工艺和/或真空镀膜工艺制备装饰层12。
所述太阳能组件层压方法A包括：将透明前板1、透光粘结层2和太阳能电池芯片3层压为一体；
其中，透明前板1的装饰层12朝向所述太阳能电池芯片3；所述太阳能电池芯片3的发电侧朝向所述透明前板1。
本实施例中，透明基材层11根据需要的不同，可以为如氟类树脂、PET、改性PET、PEN、PC、PMMA、PI等柔性材料，柔性材料作为透明基材层11时，可应用于柔性太阳能组件产品中。也可以为如钢化玻璃、超白钢化玻璃等刚性材料。
本实施例中，当透明基材层为柔性材料时，步骤S1具体为，移除透明基材层11表面的保护膜，并对透明基材层11进行单面表面处理，如等离子体表面电晕处理、涂层涂布处理两种，以提升装饰层12与基材的结合力。但透明基材层为刚性材料时，步骤S1具体为，经过清洗机，用高纯水对透明基材层进行清洗，随后进行干燥。
值得一提的是，本实施例中太阳能电池芯片的具体类型不限，例如可以为晶硅太阳能电池芯片或薄膜太阳能电池芯片，优选为薄膜太阳能电池芯片，具有光吸收率高、成本低、制备工艺简单、节能降耗、弱光透光性好、轻薄、柔性外观等等优势。薄膜太阳能电池芯片的具体产品类型不限，例如可以为非晶硅薄膜太阳能电池芯片、砷化镓(GaAs)薄膜太阳能电池芯片、铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池芯片、铜铟硒(CIS)薄膜太阳能电池芯片、碲化镉(CdTe)薄膜太阳能电池芯片、或有机聚合物薄膜太阳能电池芯片等等。
根据薄膜太阳能电池芯片的不同应用，薄膜太阳能组件的形状可以呈平面状、曲面状或折面状；或者，薄膜太阳能组件的形状呈平面状、曲面状和折面状中至少两者的结合。例如，太阳能组件应用于太阳能幕墙时，太阳能组件的形状呈平面状；太阳能组件应用于太阳能曲面瓦时，太阳能组件的形状呈曲面状；等等，这里不再一一列举。
本实施例中，太阳能组件层压方法A为现有技术，不再赘述。后续也仅对透明前板制备方法S进行详细阐述。
如图9所示，为采用本实施例提供的方法制备的太阳能组件，包括依次设置的透明前板1、第一透光粘结层2和太阳能电池芯片3；
所述第一透光粘结层2分别与所述透明前板1和所述太阳能电池芯片3固定连接；
所述透明前板包括透明基材层11和装饰层12，所述装饰层12包括图案层121，所述图案层121包括透明油墨层，所述透明油墨层中设置有珠光粉，所述基材层11远离所述第一透光粘结层2设置。
需要说明的是，在本发明各实施例中，“前”指太阳能组件的某一部件或太阳能电池芯片的某一结构层面向太阳光射入方向的一侧；相应的，“背”则指太阳能组件的某一部件或太阳能电池芯片的某一结构层背向太阳光射入方向的一侧。
本实施例中，太阳能组件的具体结构形式不限，在一个实施方式中，太阳能电池芯片集成制作在背板上，并通过透光粘结层与透光前板粘接，即太阳能电池芯片以背板作为制作衬底；在另一个实施方式中，太阳能电池芯片两面分别通过透光粘结层与透光前板，通过粘结层与背板粘接。太阳能组件可以为透光组件或不透光组件，可以根据具体应用进行相应设计。
在一个具体的实施例中，如图2所示，透明前板制备方法S中，步骤S2所述制备装饰层12步骤包括：
S20，通过喷涂工艺、辊涂工艺或丝网印刷工艺制备图案层121。
本实施例中，图案层121可以为铺满透明基材层11的图案，也可以为局部图案。当制备铺满透明基材层11的图案层121时，如图3所示，包括以下步骤：
S201，将透明油墨和珠光粉均匀混合；
本实施例中，珠光粉的壳层的光学折射率大于其内核的光学折射率，内核通常选用云母，壳层通常选用如TiO2，FeOx，SnO2等金属氧化物。珠光粉的粒径通常为5um～100um，具有耐侯性能好、色泽鲜艳柔和、颜色多样、装饰性能优异等优点。本实施例中，透明油墨的透光率在80％以上。
本实施例中，所述透明油墨和所述珠光粉的比重为1～10：90～99，能尽可能保证图案层121显色的均匀性。
本实施例中，S201步骤可以现场操作，也可以预先完成操作。为保证透明油墨和珠光粉的充分混合及均匀性，通常现场操作。
S202，将步骤S201中，混合均匀的珠光粉和透明油墨混合物，通过喷涂工艺、辊涂工艺置于透明基材层11上。
当制备局部的图案层121时，如图4所示，包括以下步骤：
S201’，将透明油墨和珠光粉均匀混合；
S202’，通过丝网印刷工艺制得图案层121；
本实施例中，丝网印刷可以单色印刷，也可以根据需要进行套色和加网彩色印刷。
在一个具体的实施例中，如图5所示，透明前板制备方法S中，步骤S2所述制备装饰层12步骤除包括步骤S20之外，还包括：步骤S22，通过UV转印工艺制备印花层122。本实施例中，步骤S22在步骤S20之前。
本实施例中，可以在不需要印花层122的地方设置保护膜，待印花层的透明油墨固化后移除保护膜即可。保护膜通常采用高分子膜，如PET、PC、PP、PE等。
如图10所示，为采用本实施例提供的方法制备的透明前板，包括透明基材层11、图案层121和印花层122，
所述印花层122设置在所述透明透明基材层11与所述图案层121之间；或
所述印花层122与所述透明透明基材层11为一体结构。
本实施例中，透明基材层11可以为透明基材层11，也可以为单层彩色透明结构，即透明基材层11本身即呈透光彩色状。
在一个具体的实施例中，如图6所示，透明前板制备方法S中，步骤S2所述制备装饰层12步骤，除包括步骤S20之外，还包括：步骤S21，通过真空镀膜工艺制备镀膜层123。
本实施例中，步骤S20和步骤S21的顺序不限，可互换。
本实施例中，所述真空镀膜工艺包括真空蒸镀工艺或磁控溅射工艺。
进一步地，本实施例中，所述镀膜层123包括整体呈现特定颜色的至少两层不同折射率的膜层材料；
所述镀膜层123为高折射率材料膜或低折射率材料膜，且所述高折射率材料膜与所述低折射率材料膜交替设置。
本实施例中，镀膜层123结构优选SiNx/AlOx，膜层厚度均匀度的范围在±2.5％内，以保证光学颜色和均一性。
本实施例中，可以在不需要镀膜层123的地方设置保护膜，待镀膜结束后移除保护膜即可。保护膜通常采用高分子膜，如PET、PC、PP、PE等。
如图11所示，为采用本实施例提供的方法制备的透明前板，包括透明基材层11、图案层121和镀膜层123；所述镀膜层123设置在所述透明基材层11与所述图案层121之间；
或如图12所示，所述镀膜层123设置在所述图案层121远离所述透明基材层11的一侧。
在一个具体的实施例中，如图7所示，透明前板制备方法S中，步骤S2所述制备装饰层12步骤，除包括步骤S20和步骤S21之外，还包括：步骤S22，通过UV转印工艺制备印花层122。
本实施例中，步骤S20、步骤S21和步骤S22的顺序可互换，但是步骤S22不能作为最后的步骤。
本实施例中制得的印花层122通常为立体结构的印花层122，能进一步提高透明前板的装饰效果。采用本实施例提供的透明前板制备方法S制得的透明前板应用于太阳能组件时，通过第二粘结层与太阳能电池芯片连接。由于印花层122为立体的印花层122，因此不能设置在最外侧，以防止第二粘结层受热产生形变将印花层122填平，影响印花层122的立体效果。
如图13所示，为采用本实施例提供的方法制备的透明前板，包括透明基材层11、图案层121、镀膜层123和印花层122，所述印花层122、所述镀膜层123和所述图案层121依次设置；
或如图14所示，所述镀膜层123、所述印花层122和所述图案层121依次设置；
或如图15所示，所述印花层122、所述图案层121和所述镀膜层123依次设置，
或如图16所示，所述图案层121、所述印花层122和所述镀膜层123依次设置。
在一个具体的实施例中，如图8所示，透明前板制备方法S还包括步骤S3，在装饰层12上设置第一粘结层13，并在第一粘结层13上设置阻隔层14。
本实施例中，阻隔层14通常为高分子阻隔膜，超薄钢化玻璃等，优选水汽渗透率小于等于10-2g/(m2d)的高分子阻隔膜。采用本实施例提供的方法制得的透明前板为柔性，且应用于柔性太阳能电池芯片时，阻隔层14的设置能有效阻挡水氧进入柔性太阳能电池芯片，影响柔性太阳能电池芯片的发电功能。
如图17所示，为采用本实施例提供的方法制备的透明前板，包括透明基材层11、装饰层12和阻隔层14，所述阻隔层14通过第一粘结层13设置在所述装饰层12远离所述透明基材层11的一侧。
以下为本发明的几个更详细的实施例，以进一步详细阐述本发明所提供的透明前板制备方法S。
实施例一：
透明基材层11选用PVDF，其厚度为100um，透光率为89％。移除透明基材层11表面的保护膜，并对其进行单面等离子体表面电晕处理，以提升装饰层12与基材的结合力。
珠光粉选用纯色珠光粉，其粒径为5um～40um。将3份纯色珠光粉加入到97份透明油墨中，常温搅拌5min，确保珠光粉与透明油墨充分混合。
随后将混合均匀的纯色珠光粉和透明油墨，通过喷涂工艺、辊涂工艺置于PVDF基材上，得到满版效果的图案层121，其厚度为50um。
在图案层121上使用涂布方式涂敷UV截止胶水，随后设置水汽渗透率为10-2g/(m2d)的高分子阻隔膜，待胶水固化即可得到柔性薄膜太阳能封装前板。
实施例二：
透明基材层11选用ETFE，其厚度为100um，透光率为95％。移除透明基材层11表面的保护膜，并对其进行单面等离子体表面电晕处理，以提升装饰层12与基材的结合力。本实施例中，ETFE具有透光率高、耐划、耐磨性能优异的优点。
珠光粉选用金葱粉珠光粉，其粒径为10um～40um。将5份金葱粉珠光粉加入到95份透明油墨中，常温搅拌10min，确保珠光粉与透明油墨充分混合。
随后将混合均匀的金葱粉珠光粉油墨，通过丝网印刷工艺置于ETFE基材上，得到局部具有绚丽图案的图案层121，其厚度为50um。
在图案层121上设置PVB胶膜，随后设置250um的化学钢化玻璃作为阻隔层14，经过层压工艺将图案层121与阻隔层14粘结在一起，得到柔性薄膜太阳能封装前板。其中，层压温度为135℃，抽真空时间为3min～5min，保压时间为15min。
实施例三：
透明基材层11选用磨砂PET，其厚度为125um，透光率为85％。移除透明基材层11表面的保护膜，并对其进行单面等离子体表面电晕处理，以提升装饰层12与基材的结合力。本实施例中，磨砂PET具有耐划、耐磨的优点，且能使柔性封装前板的颜色更加柔和。
珠光粉选用金彩虹珠光粉，其粒径为10um～60um。将3份金彩虹珠光粉加入到97份透明油墨中，常温搅拌5min，确保珠光粉与透明油墨充分混合。
将混合均匀的金彩虹珠光粉油墨，通过丝网印刷工艺在磨砂PET基材上制得图案层121，其厚度为70um。随后通过真空镀膜法制得镀膜层123，得到局部具有绚丽图案且满版具有颜色的柔性封装前板。其中，镀膜层123选用磁控溅射镀膜工艺制备，镀膜层123结构选用SiNx/AlOx高低折射率交替结构，镀膜温度优选60℃。本实施例镀膜层123的颜色选择蓝色，厚度为100nm，透光率为85％。
在镀膜层123上设置POE胶膜，随后设置水汽渗透率为10-2g/(m2d)的高分子阻隔膜，经过层压工艺将镀膜层123与阻隔层14粘结在一起，得到柔性薄膜太阳能封装前板。其中，层压温度为165℃，抽真空时间为3min～5min，保压时间为15min。
实施例四：
透明基材层11选用ETFE，其厚度为100um，透光率为95％。移除透明基材层11表面的保护膜，并对其进行单面等离子体表面电晕处理，以提升装饰层12与基材的结合力。本实施例中，ETFE具有透光率高、耐划、耐磨性能优异的优点。
珠光粉选用银色珠光粉，其粒径为10um～40um。将1份银色珠光粉加入到99份透明油墨中，常温搅拌5min，确保珠光粉与透明油墨充分混合。
将混合均匀的银色珠光粉油墨，通过丝网印刷工艺在ETFE基材上制得图案层121，其厚度为50um，随后通过UV转印工艺得到透明印花层122，最后用真空镀膜法制得镀膜层123，得到局部需要绚丽图案且有印花图案的装饰层12。
本实施例中，在不需要装饰的印花地方设置保护膜，其保护膜为高分子膜，可选PET、PC、PP、PE等，主要起保护作用，在真空镀膜之前将其移除即可。UV转印使用的透明油墨的透光率大于80％，UV光固化温度为30℃，UV灯能量密度为500mj/cm2。选用磁控溅射镀膜工艺制备镀膜层123，膜层结构选用SiNx/AlOx高低折射率交替结构，镀膜温度优选60℃。本实施例的镀膜层123的颜色选择砖红色，厚度为800nm，透光率为80％。
在镀膜层123上设置POE胶膜，随后设置水汽渗透率为10-4g/(m2d)的高分子阻隔膜，经过层压工艺将装饰层12与阻隔层14粘结在一起，得到柔性薄膜太阳能封装前板。其中，层压温度为165℃，抽真空时间为3min～5min，保压时间为15min。
实施例五：
透明基材层11选用3.2mm超白印花钢化玻璃，其透光率91.5％。经过清洗机，用高纯水清洗，随后进行干燥。
珠光粉选用红紫蓝变色龙珠光粉，其粒径为30um～100um。
将10份珠光粉加入到90份透明油墨中，常温搅拌10min，确保珠光粉与透明油墨充分混合。随后将混合均匀的红紫蓝变色龙珠光粉和透明油墨，通过喷涂或辊涂工艺置于超白印花钢化玻璃上，得到满版效果的图案层121，其厚度为200um。
实施例六：
透明基材层11选用3.2mm超白印花钢化玻璃，其透光率92％。经过清洗机，用高纯水清洗，随后进行干燥。
珠光粉选用金葱粉珠光粉，其粒径为40um～100um。
将5份珠光粉加入到95份透明油墨中，常温搅拌10min，确保珠光粉与透明油墨充分混合。随后将混合均匀的金葱粉珠光粉和透明油墨，通过丝网印刷工艺置于玻璃超白印花钢化玻璃上，得到局部具有绚丽图案的图案层121，其厚度为200um。
实施例七：
透明基材层11选用5mm超白钢化玻璃，其透光率90％。经过清洗机，用高纯水清洗，随后进行干燥。
珠光粉选用金彩虹珠光粉，其粒径为10um～60um。
将5份珠光粉加入到95份透明油墨中，常温搅拌5min，确保珠光粉与透明油墨充分混合。将混合均匀的金彩虹珠光粉和透明油墨，通过丝网印刷工艺制得图案层121，其厚度为150um。随后通过真空镀膜法制得镀膜层123，得到局部具有绚丽图案且满版具有颜色的装饰层12。
实施例八：
透明基材层11选用8mm超白钢化玻璃，其透光率90％。经过清洗机，用高纯水清洗，随后进行干燥。
珠光粉选用银色珠光粉，其粒径为10um～40um。
将3份珠光粉加入到97份透明油墨中，常温搅拌5min，确保珠光粉与透明油墨充分混合。将混合均匀的银色珠光粉和透明油墨，通过丝网印刷工艺制得图案层121，其厚度为100um，随后通过UV转印工艺得到透明印花层122，最后用真空镀膜法制得镀膜层123，得到局部需要绚丽图案且有印花的装饰层12。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种太阳能组件制备方法，其特征在于，包括透明前板制备方法S和太阳能组件层压方法；
所述透明前板的制备方法包括：
对透明基材层表面进行处理，提高透明基材层的附着力；
在透明基材层上通过印刷工艺和/或真空镀膜工艺制备装饰层；
所述太阳能组件层压方法包括：将透明前板、透光粘结层和太阳能电池芯片层压为一体；
其中，透明前板的装饰层朝向所述太阳能电池芯片；所述太阳能电池芯片的发电侧朝向所述透明前板。
2.根据权利要求1所述的太阳能组件制备方法，其特征在于，所述制备装饰层步骤包括：
通过喷涂工艺、辊涂工艺或丝网印刷工艺制备图案层。
3.根据权利要求2所述的太阳能组件制备方法，其特征在于，所述制备图案层步骤包括：
将透明油墨和珠光粉均匀混合。
4.根据权利要求3所述的太阳能组件制备方法，其特征在于，所述透明油墨和所述珠光粉的比重为1～10：90～99。
5.根据权利要求2所述的太阳能组件制备方法，其特征在于，所述制备装饰层步骤包括：
通过真空镀膜工艺制备镀膜层。
6.根据权利要求5所述的太阳能组件制备方法，其特征在于，所述真空镀膜工艺包括真空蒸镀工艺或磁控溅射工艺。
7.根据权利要求5所述的太阳能组件制备方法，其特征在于，所述镀膜层包括整体呈现特定颜色的至少两层不同折射率的膜层材料；
所述镀膜层为高折射率材料膜或低折射率材料膜，且所述高折射率材料膜与所述低折射率材料膜交替设置。
8.根据权利要求2或5所述的太阳能组件制备方法，其特征在于，所述制备装饰层步骤包括：
通过UV转印工艺制备印花层。
9.根据权利要求1所述的太阳能组件制备方法，其特征在于，所述透明基材层为柔性基材层，所述对透明基材层表面进行处理步骤包括：
等离子体表面电晕处理或涂层涂布处理。
10.根据权利要求1所述的太阳能组件制备方法，其特征在于，还包括在装饰层上设置粘结层，并在粘结层上设置阻隔层。
Priority Applications (1)
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| CN201910544311.7A CN112117340A (zh) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | 一种太阳能组件制备方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115188846A (zh) * | 2021-09-10 | 2022-10-14 | 北京劲吾新能源科技有限公司 | 一种轻量化彩色光伏组件的封装方法及其彩色光伏组件 |
| CN116936660A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-10-24 | 新源劲吾(北京)科技有限公司 | 一种薄膜打印的彩色光伏组件及其制作方法 |
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