CN113745368B - 光伏组件的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏组件的封装方法，属于太阳能电池技术领域，所述方法包括：正面玻璃的制作；正面玻璃的制作过程如下：在处于熔融状态的有机玻璃中放入多个第一棒状定型模具和第二棒状定型模具；在第二棒状定型模具的表面形成第一安装凸条；抽离第一棒状定型模具和第二棒状定型模具；在定位凸条和第一安装凸条内分别形成中空结构；对各中空结构两端封堵并抽真空，在定位凸条内形成真空腔，在第一安装凸条内形成中空腔。本发明提供的光伏组件的封装方法，在同等尺寸的情况下降低了自重，便于搬抬并且大幅降低了质量隐患；亚克力材质的抗磕碰能力大幅提升，并且不会出现自爆问题；设置定位凸条，降低了工作量和工作难度，缩短工作时间，降低制作成本。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，更具体地说，是涉及一种光伏组件的封装方法。
背景技术
光伏组件主要是通过吸收光能来发电，光伏组件的封装对于组件的使用寿命和发电效率起到了至关重要的作用，同时还会对成本产生十分显著的影响。
目前光伏组件的封装方法是：将钢化玻璃抬到敷设机进料台上，铺放EVA，将电池串放置到铺放好EVA的玻璃的对应位置，因为EVA受热融化后会产生流动，会造成电池串的位置出现变化，情况严重的会造成串与串产生搭接，为防止这种情况发生，在电池串的指定位置粘贴隐形胶带进行固定，胶带数量根据组件版型来确定，片数越多版型越大粘贴数量越多。粘贴好隐形胶带后使用隔热垫板上的刻度对电池串的位置进行确定；然后焊接电池串，铺放EVA，再铺放背板或者钢化玻璃；之后将光伏组件放置到设备中进行高温抽真空，使EVA融合并包裹住电池片，有效的隔绝氧气，避免电池片被氧化；最后加装边框。
现有光伏组件封装存在的问题如下：
(1)钢化玻璃的自重比较大，因为光伏组件是需要放置到屋顶或者其它物体顶部，自重越大坠落的几率也越大，对于支撑的要求以及使用寿命同样会产生巨大的影响，并且因为自重比较大，在生产使用过程中运输极其不便。
(2)钢化玻璃在使用或者运输过程中会因为轻微磕碰而出现碎裂，或者因为自身生产过程中存在杂质等原因受到外部温度影响而出现自爆。
(3)钢化玻璃因为主要成分是硅，成本比较高。
(4)钢化玻璃的回收再利用实现难度比较大，并且成本比较高，极易造成环境的污染。
(5)钢化玻璃的生产工艺较为复杂，并且塑形难度比较高。
(6)在放置时钢化玻璃的会产生形变，极易造成电池片碎裂或其它质量问题。并且钢化玻璃的越薄形变会越严重，如果越厚成本以及透光的效果会越差。
(7)隐形胶带的主要成分是酸，光伏组件发电是需要阳光照射的，光线越强发电量越大，但是光线越强温度越高，越容易造成酸类物质的分解，后期隐形胶带位置会出现气体造成组件内部电池片的氧化，严重的会造成EVA与玻璃分离，提高了产品质量隐患。而且电池串在层压前如果发现碎裂，需要人工进行修改，修改时需要将原来粘贴的隐形胶带进行去除，修改好之后粘贴新的隐形胶带，增加成本还增加质量隐患。并且会增加工作量和工作难度。
(8)目前的封装形式主要是胶带封装和硅胶封装，无论是那种封装方式都存在脱框的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏组件的封装方法，利用亚克力材料直接制作带有定位凸条的正面玻璃，能够降低自重和隐裂的风险，同时能够直接对电池串进行定位，降低制作难度和制作成本。
为实现上述目的，本发明提供一种光伏组件的封装方法，所述方法包括：正面玻璃的制作；所述正面玻璃的制作过程如下：
步骤一，在处于熔融状态的有机玻璃中放入多个第一棒状定型模具，其中，相邻的所述第一棒状定型模具之间的距离与相邻电池串之间的距离一致；在所述第一棒状定型模具的表面形成定位凸条；
在处于熔融状态的有机玻璃中，对应正面玻璃的四边位置放入第二棒状定型模具；在所述第二棒状定型模具的表面形成第一安装凸条；
步骤二，抽离第一棒状定型模具和第二棒状定型模具；在所述定位凸条和所述第一安装凸条内分别形成中空结构；
步骤三，对各所述中空结构两端封堵并抽真空，在所述定位凸条内形成真空腔，在所述第一安装凸条内形成中空腔。
在一种可能的实现方式中，所述第一棒状定型模具的横断面形状为菱形，形成的所述真空腔的横断面形状为菱形；所述第二棒状定型模具的横断面形状为直角三角形，形成的所述中空腔的横断面形状为直角三角形。
在一种可能的实现方式中，所述抽离第一棒状定型模具和第二棒状定型模具的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为140℃-150℃。
在一种可能的实现方式中，对各所述中空结构两端封堵并抽真空的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为90℃-100℃。
在一种可能的实现方式中，在所述正面玻璃上对应所述第一安装凸条的位置设置安装孔。
在一种可能的实现方式中，在形成的所述正面玻璃的正面喷涂镀膜反光层，所述镀膜反光层的厚度为25-35微米。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：背板的制作；所述背板的制作过程如下：
步骤一，在处于熔融状态的有机玻璃中放入多个第三棒状定型模具，其中，所述第三棒状定型模具的位置与所述第一棒状定型模具的位置一一对应；在所述第三棒状定型模具以形成背板上的定位凹槽；
在处于熔融状态的有机玻璃中，对应背板的四边位置放入第二棒状定型模具；在所述第二棒状定型模具的表面形成第二安装凸条；
步骤二，抽离第二棒状定型模具和所述第三棒状定型模具；在所述第二安装凸条内形成中空结构，在所述背板上对应第三棒状定型模具的位置形成定位凹槽；
步骤三，对各所述中空结构两端封堵并抽真空，在所述第二安装凸条内形成中空腔。
在一种可能的实现方式中，所述抽离第二棒状定型模具和所述第三棒状定型模具的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为140℃-150℃。
在一种可能的实现方式中，对各所述中空结构两端封堵并抽真空的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为90℃-100℃。
在一种可能的实现方式中，所述正面玻璃上依次铺设电池串、背面EVA层和背板，使所述定位凸条压紧电池串，使所述正面玻璃上的第一安装凸条与背板上的第二安装凸条贴合，通过贯穿第一安装凸条和第二安装凸条的螺栓，将实现光伏组件的封装。
本发明提供的光伏组件的封装方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明光伏组件的封装方法，采用PMMA亚克力材质，也即有机玻璃制作光伏组件的封装材料，同等尺寸的情况下自重降低了70％，便于搬抬并且大幅降低了质量隐患；亚克力的材质的抗磕碰能力大幅提升，并且不会出现自爆问题；避免正面玻璃发生变形的问题；设置定位凸条，在组件组装时无需隐形胶带定位电池串，在维修时，也省去了拆除和粘贴隐形胶带的工作，降低了工作量和工作难度，缩短工作时间，降低制作成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的光伏组件的结构示意图；
图2为图1提供的光伏组件的俯视图；
附图标记说明：
1、正面玻璃；11、真空腔；12、定位凸条；13、中空腔；14、第一安装凸条；15、安装孔；2、背板；21、第二安装凸条；22、定位凹槽；3、背面EVA 层；4、电池串。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示的光伏组件的封装方法的一个具体实施方式，所述方法包括：正面玻璃1的制作；所述正面玻璃1的制作过程如下：
步骤一，在处于熔融状态的有机玻璃(也即亚克力)中放入多个第一棒状定型模具，其中，相邻的第一棒状定型模具之间的距离与相邻电池串4之间的距离一致；在第一棒状定型模具的表面形成定位凸条12；
在处于熔融状态的有机玻璃中，对应正面玻璃1的四边位置放入第二棒状定型模具；在所述第二棒状定型模具的表面形成第一安装凸条14；
步骤二，抽离第一棒状定型模具和第二棒状定型模具；在定位凸条12和第一安装凸条14内分别形成中空结构；
步骤三，对各中空结构两端封堵并抽真空，在定位凸条12内形成真空腔 11，在第一安装凸条14内形成中空腔13。
本发明提供的光伏组件的封装方法，与现有技术相比，采用PMMA亚克力材质制作光伏组件的封装材料，制作正面玻璃1，在同等尺寸的情况下自重降低了70％，便于搬抬并且大幅降低了质量隐患；亚克力的材质的抗磕碰能力大幅提升，并且不会出现自爆问题；避免正面玻璃1发生变形的问题；设置定位凸条12，在组件组装时无需隐形胶带定位电池串4，在维修时，也省去了拆除和粘贴隐形胶带的工作，降低了工作量和工作难度，缩短工作时间，降低制作成本。
PMMA：英文名-Polymethylmethacrylate，化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，也被称作亚克力板或有机玻璃，属于一种可塑性高分子材料。具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性、易染色、易加工、外观优美，在建筑业中有着广泛的应用。
采用亚克力材质制作正面玻璃1，成本低，因此能够降低光伏组件产品的成本；相比钢化玻璃，主要成分为硅，成本较高。
另外，由于亚克力具有较高的可塑性，易加工，便于收回重塑；相比钢化玻璃，主要成分为硅，回收再利用实现难度比较大，极易造成环境的污染。
众所周知，钢化玻璃比较易碎，在使用或者运输过程中会因为轻微磕碰而出现碎裂，或者因为自身生产过程中存在杂质等原因受到外部温度影响而出现自爆；但是亚力克材质，由于是一种可塑性的高分子材料，不易碎，也不易出现裂碎，具有较好的稳定性，能够避免产品碎裂自爆的问题。
由于钢化玻璃比较易碎，在放置时也容易产生形变，易造成电池片碎裂或其他质量问题，而加厚钢化玻璃，则透过差，成本高，利用亚克力制作才正面玻璃1，能够避免这些问题。
中空的结构主要是可以增加玻璃的支撑效果，防止玻璃出现弯曲形变，从而引发各类质量隐患问题。另外三角形的设计可以增加光的折射效果，提高光伏组件的发电效果。
在本实施例中，示例性地，定位凸条12的宽度为3mm，高度为2mm。；两个安装凸条的宽度均为2-3mm，也即安装凸条与正面玻璃1或背板2接触部分的宽度，安装凸条的高度与正面玻璃1上定位凸条12的高度保持一致，一般为2mm。在其他的实施例中，可以根据设计选择其他的尺寸。
步骤一中，在处于熔融状态的亚克力中添加交联剂，这样可以延缓其凝固的速度，为生产过程中正面玻璃的定型争取更多的时间。亚克力与交联剂的比例为：1：90。
作为正面玻璃1的一种实施方式，如图1所示，第一棒状定型模具的横断面形状为菱形，形成的真空腔11的横断面形状为菱形；第二棒状定型模具的横断面形状为直角三角形，形成的中空腔13的横断面形状为直角三角形。其中定位凸条12的横断面形状为菱形，第一安装凸条14的横断面形状为直角三角形。利用亚克力材质制作的正面玻璃1重量相比钢化玻璃已经降低，再在定位凸条 12内设置真空腔11，进一步降低正面玻璃1的重量，从而降低整个光伏组件的重量，实现整体的轻质化，从而降低对于支撑物(屋顶或者其它物体顶部例如)的强度要求，避免对支撑物的使用寿命产生影响，并且便于搬运和运输，在生产使用过程中运输方便。菱形的设计可以让单块组件的发电功率提升3-5瓦，且中空设计可以让组件的抗形变能力得到大幅提升，避免组件出现形变。直角三角形的安装凸条，以便于正面玻璃1上的安装凸条与背板2上的安装凸条形成密贴，代替原有的封装边框，对光伏组件实现封装。
本实施例中，如图1所示，步骤二中，抽离第一棒状定型模具和第二棒状定型模具的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为140℃-150℃。棒状定型模具要在玻璃的温度在150℃-140℃之间进行抽离，如果高于这一温度区间进行抽离会造成中空区域不能定型，如果温度过低进行抽离则会影响后续的抽空效果。
作为步骤三的一种具体实施方式，如图1所示，对各中空结构两端封堵并抽真空的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为90℃-100℃。对于两侧进行封孔并进行抽空处理，必须要在玻璃温度90℃-100℃之间进行封孔和抽空，如果高于这一温度区间抽空会影响定型效果，如果低于这一温度区间玻璃会固化无法进行封孔处理。
作为一种改进实施方式，如图2所示，在正面玻璃1上对应第一安装凸条 14的位置设置安装孔15。通过设置的第一安装凸条14，安装孔15设置在此位置，无需再使用铝边框，降低了制作成本和生产工艺的复杂性。示例性地，本是实施例安装孔15的内侧直径为3毫米。在其他的实施例中，安装孔15的内径根据光伏组件外形尺寸设定。
作为另一种改进实施方式，如图1所示，镀膜反光层的厚度为25-35微米。镀膜液可以提升玻璃的反射率。
基于正面玻璃1制作的基础上，参见图1，本实施例提供的另一种具体实施方式为，所述方法还包括：背板2的制作；所述背板2的制作过程如下：
步骤一，在处于熔融状态的有机玻璃中放入多个第三棒状定型模具，其中，第三棒状定型模具的位置与第一棒状定型模具的位置一一对应；在第三棒状定型模具以形成背板2上的定位凹槽22；
在处于熔融状态的有机玻璃中，对应背板2的四边位置放入第二棒状定型模具；在第二棒状定型模具的表面形成第二安装凸条21；
步骤二，抽离第二棒状定型模具和所述第三棒状定型模具；在第二安装凸条21内形成中空结构，在背板2上对应第三棒状定型模具的位置形成定位凹槽22；
步骤三，对各所述中空结构两端封堵并抽真空，在第二安装凸条21内形成中空腔13。
在一种可能的实现方式中，参见图1，抽离第二棒状定型模具和第三棒状定型模具的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为140℃-150℃。同理，棒状定型模具要在玻璃的温度在150度-140度之间进行抽离，如果高于这一温度区间进行抽离会造成中空区域不能定型，如果温度过低进行抽离则会影响后续的抽空效果。
在一种可能的实现方式中，参见图1，对各中空结构两端封堵并抽真空的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为90℃-100℃。对于两侧进行封孔并进行抽空处理，必须要在玻璃温度90℃-100℃之间进行封孔和抽空，如果高于这一温度区间抽空会影响定型效果，如果低于这一温度区间玻璃会固化无法进行封孔处理。
在一种可能的实现方式中，参见图1及图2，正面玻璃1上依次铺设电池串4、背面EVA层3和背板2，使定位凸条12压紧电池串4，使正面玻璃1上的第一安装凸条14与背板2上的第二安装凸条21贴合，通过贯穿安装凸条的螺栓，将实现光伏组件的封装。相比于常规的正面玻璃1与电池串4之间设置EVA的结构，本实施例采用亚克力材质的正面玻璃1，且由于亚克力材质容易加工，加工了定位凸条12的定位电池串4，因此可以不用敷设正面玻璃1侧的EVA，能够提升透光率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.光伏组件的封装方法，其特征在于，所述方法包括：正面玻璃(1)的制作；所述正面玻璃(1)的制作过程如下：
步骤一，在处于熔融状态的有机玻璃中放入多个第一棒状定型模具，其中，相邻的所述第一棒状定型模具之间的距离与相邻电池串(4)之间的距离一致；在所述第一棒状定型模具的表面形成定位凸条(12)；
在处于熔融状态的有机玻璃中，对应正面玻璃的四边位置放入第二棒状定型模具；在所述第二棒状定型模具的表面形成第一安装凸条(14)；
步骤二，抽离第一棒状定型模具和第二棒状定型模具；在所述定位凸条(12)和所述第一安装凸条(14)内分别形成中空结构；
步骤三，对各所述中空结构两端封堵并抽真空，在所述定位凸条(12)内形成真空腔(11)，在所述第一安装凸条(14)内形成中空腔(13)。
2.如权利要求1所述的光伏组件的封装方法，其特征在于，所述第一棒状定型模具的横断面形状为菱形，形成的所述真空腔(11)的横断面形状为菱形；所述第二棒状定型模具的横断面形状为直角三角形，形成的所述中空腔(13)的横断面形状为直角三角形。
3.如权利要求1所述的光伏组件的封装方法，其特征在于，所述抽离第一棒状定型模具和第二棒状定型模具的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为140℃-150℃。
4.如权利要求1所述的光伏组件的封装方法，其特征在于，对各所述中空结构两端封堵并抽真空的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为90℃-100℃。
5.如权利要求1所述的光伏组件的封装方法，其特征在于，在所述正面玻璃(1)上对应所述第一安装凸条(14)的位置设置安装孔(15)。
6.如权利要求1所述的光伏组件的封装方法，其特征在于，在形成的所述正面玻璃(1)的正面喷涂镀膜反光层，所述镀膜反光层的厚度为25-35微米。
7.如权利要求1-6任一项所述的光伏组件的封装方法，其特征在于，所述方法还包括：背板(2)的制作；所述背板(2)的制作过程如下：
步骤一，在处于熔融状态的有机玻璃中放入多个第三棒状定型模具，其中，所述第三棒状定型模具的位置与所述第一棒状定型模具的位置一一对应；在所述第三棒状定型模具以形成背板(2)上的定位凹槽(22)；
在处于熔融状态的有机玻璃中，对应背板的四边位置放入第二棒状定型模具；在所述第二棒状定型模具的表面形成第二安装凸条(21)；
步骤二，抽离第二棒状定型模具和所述第三棒状定型模具；在所述第二安装凸条(21)内形成中空结构，在所述背板(2)上对应第三棒状定型模具的位置形成定位凹槽(22)；
步骤三，对各所述中空结构两端封堵并抽真空，在所述第二安装凸条(21)内形成中空腔(13)。
8.如权利要求7所述的光伏组件的封装方法，其特征在于，所述抽离第二棒状定型模具和所述第三棒状定型模具的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为140℃-150℃。
9.如权利要求7所述的光伏组件的封装方法，其特征在于，对各所述中空结构两端封堵并抽真空的过程中，熔融状态的有机玻璃的温度为90℃-100℃。
10.如权利要求7所述的光伏组件的封装方法，其特征在于，所述正面玻璃(1)上依次铺设电池串、背面EVA层和背板(2)，使所述定位凸条压紧电池串，使所述正面玻璃(1)上的第一安装凸条(14)与背板(2)上的第二安装凸条(21)贴合，通过贯穿第一安装凸条(14)和第二安装凸条(21)的螺栓，将实现光伏组件的封装。
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