CN112216768B - 真空塑封光伏组件生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空塑封光伏组件生产工艺，包括以下步骤：S1.层叠形成光伏组件：由上而下依次层叠正面封装材料、热处理后的热塑性弹性体、电池串、热处理后的热塑性弹性体、背面封装材料形成光伏组件；S2.形成密闭空间：将侧面封装材料包裹光伏组件侧面，于光伏组件内部形成密闭空间；S3.抽真空：经正面封装材料或背面封装材料上抽气件对光伏组件内部抽真空。本发明便于将光伏组件进行拆解回收、提高生产效率及降低能耗。本发明适用于光伏组件生产中使用。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏组件技术领域，具体地说是一种真空塑封光伏组件生产工艺。
背景技术
目前，在光伏组件的生产过程中，普遍采用叠层、层压、装框的工艺生产过程，即:先依次叠放背板、热塑性弹性体(如EVA、POE、PVB等材质)、电池串、热塑性弹性体、玻璃，然后使用层压机对热塑性弹性体进行加热，促使其融化之后再凝固，使其包裹住内部的电池片焊带并粘贴到背板和玻璃，达到密封的效果，并且在组件的运输过程中，能够抵消形变对电池片的冲击，对电池片起到保护和缓冲的作用。接着再对层压完成后的光伏组件安放接线盒、边框，以此完成光伏组件的安装过程。这种光伏组件的生产工艺存有以下缺陷：
其一是不易于回收再利用。由于热塑性弹性体的材料特性，热塑性弹性体高温融化再凝固之后就无法再融化或使用其他方式使其进行有效分解，造成光伏组件中重要组成部分无法进行拆解回收。如果生产完成后的光伏组件出现碎片等质量问题，往往无法进行处理而造成整块光伏组件的降价甚至报废。如今每年的光伏组件生产量以及安装量惊人，当组件达到使用寿命(行业标准是25年使用寿命)后回收是一项比较重大的问题，如果不进行回收将造成重大的环境污染。
其二是热塑性弹性体使用时间受限。由于热塑性弹性体在暴露在空气中必须在24小时内进行层压使用，否则就会失效，增加材料浪费的风险。
其三是运输过程中容易损坏电池片。在光伏组件进行层压工序过程，需搬抬、运输光伏组件至层压机处，在运输过程中容易产生电池片碎裂等问题，影响光伏组件的生产质量。
发明内容
为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种真空塑封光伏组件生产工艺，以达到便于将光伏组件进行拆解回收、提高生产效率及降低能耗的目的。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种真空塑封光伏组件生产工艺，包括以下步骤：
S1.层叠形成光伏组件
由上而下依次层叠正面封装材料、热处理后的热塑性弹性体、电池串、热处理后的热塑性弹性体、背面封装材料形成光伏组件；
S2.形成密闭空间
将侧面封装材料包裹光伏组件侧面，于光伏组件内部形成密闭空间；
S3.抽真空
经正面封装材料或背面封装材料上抽气件对光伏组件内部抽真空。
作为本发明的限定，步骤S2中包括：
S21.涂胶：在正面封装材料正面及背面封装材料的背面涂抹胶水，于正面封装材料正面外周及背面封装材料背面外周形成胶水涂抹区域；
S22.侧面封装：将侧面封装材料粘合在胶水涂抹区域内，包裹于光伏组件侧面。
作为本发明的进一步限定，步骤S22中包括：侧面封装材料为塑封带，使用加热装置对塑封带加热，使塑封带粘接于胶水涂抹区后，冷却、让胶水凝固。
作为本发明的再进一步限定，步骤S22中包括：使用热风枪对厚度为1～2mm塑封带进行加热，加热温度90°～110°，热风枪枪口距塑封带的距离为0.5～1.5cm，热风枪移动速度为2～6cm/s；塑封带粘接于胶水涂抹区后，在温度20～30℃、湿度70％以下的环境中凉置2分钟以上。
作为本发明的另一种限定，步骤S3中：密封安装接线盒后，使用-0.5～-0.8MPa的压力对光伏组件内进行抽真空，并保持该压力3s以上，于光伏组件外安装边框。
作为本发明的进一步限定，步骤S1中：热处理后的热塑性弹性体长度比正面封装材料长度小1～3mm,热处理后的热塑性弹性体的宽度比正面封装材料宽度小1～3mm，背面封装材料的尺寸与正面封装材料的尺寸偏差为0～﹢1mm。
作为本发明的进一步限定，塑封带包裹于正面封装材料外周的宽度大于边框遮盖正面封装材料的宽度，且电池串能由正面封装材料上露出。
作为本发明的再进一步限定，步骤S21中：塑封带于正面封装材料正面外周和背面封装材料背面外周粘接宽度均大于2mm，胶水涂抹区域与塑封带粘接区域偏差在±0～1mm。
作为本发明的更进一步限定，步骤S3中：抽气件为气针，气针厚度1～3mm，直径不超过4mm，气针位于接线盒与边框中间位置处。
作为本发明的其它限定，步骤S1中：热处理后的热塑性弹性体是指对热塑性弹性体于真空环境下加热至140～150℃，加热10～15分钟后于大气压下获得热处理后的热塑性弹性体。
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果是：
(1)本发明在现有的光伏组件生产工艺的基础上，结合原材料的技术特性以及生产设备的特点，对光伏组件封装材料进行预处理后使用塑封抽真空的方式封装组件，替代原有的层压工序，一方面，有效降低了光伏组件的搬抬运输次数，减少了运输过程中电池片碎裂等问题的产生风险；另一方面，提升50％的生产效率，节省60％的生产能耗，也彻底杜绝了由层压工序造成的正面热塑性弹性体残留、胶坑等质量问题的产生。
(2)本发明经过预先的热处理后，可以长时间保存，相对现有技术，在利用热塑性弹性体对电池串缓冲作用的基础上，降低了材料浪费的风险。
(4)本发明可以随时将出厂后出现电池片等局部的质量问题的光伏组件进行拆解，对备件进行维修或更换，有效降低维修成本；并且，在光伏组件使用寿命到期后，可以进行物理拆解，回收光伏组件内部的材料，有效的解决了垃圾处理、环境污染的问题。
(5)本发明在后期光伏组件安装之后还可以定期使用气压表对组件内部气压进行检测，如果发现气压异常可以进行的进行修理，有效保证光伏组件的正常使用。
本发明适用于光伏组件生产中使用。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。
图1为本发明实施例1的剖视结构示意图；
图2为本发明实施例1的胶水涂抹区域于正面封装材料正面或背面封装材料背面位置示意图。
图中：1、正面封装材料；2、热处理后的热塑性弹性体；3、电池串；4、背面封装材料；5、塑封带；6、胶水涂抹区；7、接线盒；8、边框；9、气针。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本发明，并不用于限定本发明。
实施例1一种真空塑封光伏组件生产工艺
如图1至图2所示，本实施例包括以下步骤：
S1.层叠形成光伏组件
由上而下依次层叠正面封装材料1、热处理后的热塑性弹性体2、电池串3、热处理后的热塑性弹性体2、背面封装材料4形成光伏组件。
其中，正面封装材料1可为钢化玻璃、背面封装材料4可为背板，正面封装材料1和背面封装材料4也可皆为钢化玻璃。热塑性弹性体选用光伏组件常用的封装材料，如EVA、POE、PVB等材质。热处理后的热塑性弹性体2，是指对热塑性弹性体于真空环境下加热至140～150℃，加热10～15分钟后于大气压下获得热处理后的热塑性弹性体2。为了避免在后续抽真空封装过程中，因热处理后的热塑性弹性体2、正面封装材料1及背面封装材料4的延伸变形性不同，热处理后的热塑性弹性体2相对背面封装材料4及正面封装材料1的尺寸太大会对塑封造成妨碍甚至扎破塑封带、太小会影响组件的封装效果。需满足，所使用的热处理后的热塑性弹性体2的长度比正面封装材料1长度小1～3mm、热处理后的热塑性弹性体2的宽度比正面封装材料1宽度小1～3mm，背面封装材料4的尺寸与正面封装材料1的尺寸偏差为0～﹢1mm。
为了便于后续步骤S3抽真空操作，抽气件安装于正面封装材料1或背面封装材料4上，本实施例中将抽气件预先安装于背面封装材料4上，抽气件为气针9，使用前可对气针9的密闭性及通气性进行检查，气针9厚度1～3mm，直径不超过4mm，以降低后期气针9漏气及脱落的风险。为了保护气针9、减少外界环境对气针9造成的伤害，气针9位于接线盒7与边框8中间位置处。
S2.形成密闭空间
将侧面封装材料包裹光伏组件侧面，于光伏组件内部形成密闭空间，即以下步骤：
S21.涂胶：在正面封装材料1正面及背面封装材料4的背面均匀涂抹胶水，于正面封装材料1正面外周四侧及背面封装材料4背面外周四侧形成胶水涂抹区域6，可参考图2所示。胶水涂抹区域6与塑封带5粘接区域偏差在±0～1mm，此距离太大会造成塑封带5封装效果差，太小会造成封装时胶水溢出影响外观。本实施例中塑封带5于正面封装材料1正面外周和背面封装材料1背面外周粘接宽度均大于2mm，即塑封带5于正面封装材料1正面的粘接宽度大于2mm，于背面封装材料4背面粘接宽度大于2mm。
S22.侧面封装：将侧面封装材料粘合在胶水涂抹区域6内，包裹于光伏组件侧面。
侧面封装材料为塑封带，塑封带5为在高温烘烤后会产生收缩的橡胶类材质。所使用的塑封带5太薄将会有破损的风险，太厚将会对边框8的安装造成妨碍，而使用热风枪对塑封带5的加热温度太低、距离太大、移动速度过快都会造成塑封效果差，温度太高、距离过小、移动速度过慢会造成塑封带5被烤坏，因此使用热风枪对厚度为1～2mm塑封带5进行加热，加热温度90°～110°，热风枪枪口距塑封带5的距离为0.5～1.5cm，热风枪移动速度为2～6cm/s。塑封带5粘接于胶水涂抹区6后，在温度20～30℃、湿度70％以下的环境中凉置2分钟以上，以使得胶水凝固。
塑封带5的粘接时需满足塑封带5包裹于正面封装材料1外周的宽度大于边框8遮盖正面封装材料1的宽度，以降低边框8对塑封带的挤压、避免塑封带5脱落。并且还需保证电池串3能由正面封装材料1上露出，以避免遮挡电池串3后影响光伏组件的正常发电。
S3.抽真空
经背面封装材料4上抽气件对光伏组件内部抽真空。具体来说：
按正常流程密封安装接线盒7后，待接线盒7密封材料达到密封要求之后，用真空泵对应气针9处抽真空，以避免接线盒7引线划口会对密封效果产生影响。使用-0.5～-0.8MPa的压力对光伏组件内进行抽真空，优选抽真空负压为-0.6MPa,并保持该压力3s以上。
3秒钟以后查看真空压力表是否显示满真空值，如果显示满值表示达标，如果不达标则需要进行反向充气寻找漏气点进行维修。最后于光伏组件外安装边框8，以此完成光伏组件的封装。
实施例2～6一种真空塑封光伏组件生产工艺
实施例2～实施例6与实施例1的区别仅在于步骤中的参数不同，具体可参考下表所示：
需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)
1.一种真空塑封光伏组件生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1.层叠形成光伏组件
由上而下依次层叠正面封装材料、热处理后的热塑性弹性体、电池串、热处理后的热塑性弹性体、背面封装材料形成光伏组件；
热处理后的热塑性弹性体是指对热塑性弹性体于真空环境下加热至140～150℃，加热10～15分钟后于大气压下获得热处理后的热塑性弹性体；
热处理后的热塑性弹性体长度比正面封装材料长度小1～3mm,热处理后的热塑性弹性体的宽度比正面封装材料宽度小1～3mm，背面封装材料的尺寸与正面封装材料的尺寸偏差为0～﹢1mm；
S2.形成密闭空间
将侧面封装材料包裹光伏组件侧面，于光伏组件内部形成密闭空间；
S3.抽真空
经正面封装材料或背面封装材料上抽气件对光伏组件内部抽真空。
2.根据权利要求1所述的真空塑封光伏组件生产工艺，其特征在于：步骤S2中包括：
S21.涂胶：在正面封装材料正面及背面封装材料的背面涂抹胶水，于正面封装材料正面外周及背面封装材料背面外周形成胶水涂抹区域；
S22.侧面封装：将侧面封装材料粘合在胶水涂抹区域内，包裹于光伏组件侧面。
3.根据权利要求2所述的真空塑封光伏组件生产工艺，其特征在于：步骤S22中包括：侧面封装材料为塑封带，使用加热装置对塑封带加热，使塑封带粘接于胶水涂抹区后，冷却、让胶水凝固。
4.根据权利要求3所述的真空塑封光伏组件生产工艺，其特征在于：步骤S22中包括：使用热风枪对厚度为1～2mm塑封带进行加热，加热温度90～110℃，热风枪枪口距塑封带的距离为0.5～1.5cm，热风枪移动速度为2～6cm/s；塑封带粘接于胶水涂抹区后，在温度20～30℃、湿度70%以下的环境中凉置2分钟以上。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的真空塑封光伏组件生产工艺，其特征在于：步骤S3中：密封安装接线盒后，使用-0.5～-0.8MPa的压力对光伏组件内进行抽真空，并保持该压力3s以上，于光伏组件外安装边框。
6.根据权利要求4所述的真空塑封光伏组件生产工艺，其特征在于：步骤S22中：塑封带包裹于正面封装材料外周的宽度大于边框遮盖正面封装材料的宽度，且电池串能由正面封装材料上露出。
7.根据权利要求6所述的真空塑封光伏组件生产工艺，其特征在于：步骤S21中：塑封带于正面封装材料正面外周和背面封装材料背面外周粘接宽度均大于2mm，胶水涂抹区域与塑封带粘接区域偏差在±0～1mm。
8.根据权利要求5所述的真空塑封光伏组件生产工艺，其特征在于：步骤S3中：抽气件为气针，气针厚度1～3mm，直径不超过4mm，气针位于接线盒与边框中间位置处。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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