CN113809193A - 一种曲面光伏组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种曲面光伏组件及其制备方法，方法：一、制备柔性光伏板：(1)在盖板上依次层叠后封装胶膜、电池串以及前封装胶膜；(2)层叠后层压形成一个平面整体，即为柔性光伏板；二、制备曲面光伏组件：(1)准备曲面前板；(2)将柔性光伏板层叠在曲面前板上，通过高压釜压合成曲面光伏组件。曲面光伏组件包括曲面前板、前封装胶膜、电池串、后封装胶膜和盖板；前封装胶膜、电池串、后封装胶膜和盖板依次层叠在曲面前板上。本发明通过两步法实现了曲面光伏组件的生产加工，可适用于不同尺寸和不同弯曲弧度的曲面光伏组件的制作，解决了现有层压机无法层压曲面组件的问题；该方法在满足产品性能、外观标准要求的同时，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，具体涉及一种曲面光伏组件及其制备方法。
背景技术
太阳能光伏发电是未来发展前景最光明的新型能源利用方式之一，随着未来我国能源结构的持续优化和国家在发展新型能源方面政策法规、体制机制的逐步完善，太阳能光伏发电产业的发展必将进入到一个新的高速发展的“蜜月期”。尽管我国的太阳能光伏应用市场发展起步较晚，与发达国家在光伏发电方面还存在不小的差距，但随着今后我国在新型能源利用政策的逐步调整，国内光伏发电市场必将得到快速发展和壮大，太阳能光伏发电也将在我国电力产业方面占据一席之地。
目前市面上光伏应用的光伏组件大多为平面，但随着光伏市场的逐渐扩大，BIPV组件的快速崛起，用户对光伏组件的外观要求呈现多样性和定制化。平板式常规组件无法满足建筑一体化美观的要求，反之定制化曲面光伏组件的需求越来越大。BIPV曲面组件形式多样化，尺寸、颜色可定制化，能够有效地将光伏组件与建筑美学完美地融合在一起，在实现发电的同时达到建筑美观的要求。由于曲面光伏组件形状的特殊性，以及组件封装过程中涉及加压步骤，所以曲面光伏组件的封装不能像普通平面组件一样直接将待层压组件放入层压机内进行层压完成。基于此，本发明提供了一种新的曲面光伏组件的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单，操作方便的曲面光伏组件的制备方法，在满足产品性能以及外观标准要求的同时，还能降低产品的不良率，降低生产成本。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种曲面光伏组件的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
一、制备柔性光伏板：
(1)在盖板上依次层叠后封装胶膜、电池串以及前封装胶膜；
(2)层叠完成后在光伏层压机上进行层压，形成一个平面整体，即为所述柔性光伏板；
二、制备曲面光伏组件：
(1)准备曲面前板；
(2)将所述柔性光伏板层叠在所述曲面前板上，然后通过高压釜压合形成所述曲面光伏组件。
具体的，本发明制备的曲面光伏组件是由柔性光伏板和曲面前板压合而成。本发明的方法是通过两步法实现曲面光伏组件的制备：第一步是柔性光伏板组件的制作，采用现有层压机设备将盖板、封装胶膜(包括前封装胶膜和后封装胶膜)、电池串进行层压成一个平面整体；第二步，通过高压釜设备将柔性光伏板组件和曲面前板贴合成曲面组件，结构简单，操作方便，工艺成熟。
进一步的，一、制备柔性光伏板：步骤(1)中所述盖板的材质选自轻质钢化玻璃、TPT、KPK(双面含氟背板)、TPE中的任一种。TPT(聚氟乙烯复合膜)：用于太阳电池组件封装的TPT至少应该有三层结构；外层保护层PVF具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，内层PVF需经表面处理和EVA具有良好的粘接性能。TPE材料是具有化学中间体或小分子单体的热塑性弹性体。在一定的条件下(如温度、压力、催化剂、介质等)，小分子单体通过聚合连接形成聚合物TPE材料。具体的，所述的盖板为一平面结构的平板，可以在层压机内进行层压。
进一步的，所述的盖板的厚度为0.5-2mm。优选的，所述的盖板的材质选择轻质钢化玻璃、TPT、KPK或TPE，并且将盖板的厚度控制在0.5-2mm范围内，可以确保光伏板层压后轻质柔性可弯曲。
进一步的，一、制备柔性光伏板：步骤(1)中所述的后封装胶膜和所述的前封装胶膜的材质均选自EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物))、POE(聚烯烃弹性体)、PVB(聚乙烯醇缩丁醛酯)中任一种。
进一步的，一、制备柔性光伏板：步骤(1)中所述的电池串由多个单元的电池片串焊组成。具体的，柔性光伏板中的电池串可以为常规焊带电池串，也可以为叠瓦电池串。所述的电池片可以为晶硅电池，也可以为非晶硅电池。电池串由多个单元电池片串焊组成，可以是通过焊带进行连接，也可以是通过导电胶进行焊接。在后封装胶膜上放置电池串，用焊接将电池片串联成一个电路引出，电池串在平面盖板上排串不会发生滑移的情况，同时也避免了曲面变形应力集中而导致电池片开裂等异常。
进一步的，一、制备柔性光伏板：步骤(2)层叠完成后，在所述前封装胶膜上铺设一层不沾布，然后放置于光伏层压机上进行层压，形成一个平面整体，层压后除去所述不沾布得到所述柔性光伏板。具体的，在柔性光伏板的制备过程中需要在前封装胶膜上铺设一层不粘布，一方面可以防止层压后得到的柔性光伏板样品黏在所述光伏层压机内；另一方面铺设不沾布还可以起到隔绝灰尘的作用，在将柔性光伏板进行下一步高压釜压合前保持不沾布不撕去，可以避免灰层附着在柔性光伏板(前封装胶膜)上，不会对下一步柔性光伏板与曲面前板的压合产不利的影响。
进一步的，二、制备曲面光伏组件：步骤(1)中所述的曲面前板由热弯成形的玻璃或透明高温塑料制得。柔性光伏板与曲面前板的尺寸相匹配。
进一步的，二、制备曲面光伏组件：步骤(2)将所述柔性光伏板层叠在所述曲面前板上并通过连接件将所述柔性光伏板与所述曲面前板固定，然后置于高压釜压合形成所述曲面光伏组件。在此步骤中可以通过连接件将柔性光伏板与曲面前板进行固定，通过高压釜贴合成曲面组件后再将连接件去除。连接件起到在压合过程中起到固定的作用，可以防止柔性光伏板与曲面前板在贴合过程中发生错位。
具体的，本发明的曲面光伏组件的制备方法，包括如下具体步骤：
一、制备柔性光伏板：
(1)在盖板上依次层叠后封装胶膜、电池串以及前封装胶膜；
(2)层叠完成后在前封装胶膜上再铺设一层不沾布，然后放置于光伏层压机上进行层压，形成一个平面整体，层压结束后再将铺设在前封装胶膜上的不沾布除去，即得到柔性光伏板(但在完成光伏层压机的层压工序后可以选择先不将不沾布撕去，在进行第二步高压釜贴合前在撕去不粘布)；
二、制备曲面光伏组件：
(1)准备曲面前板；将上述步骤中所得的柔性光伏板上的不沾布撕去；
(2)将所述柔性光伏板上的前封装胶膜与所述曲面前板贴合，并利用连接件将两者进行固定，然后置于高压釜中通过高压釜压合形成所述曲面光伏组件。所述高压釜的压力设置为1300KPa、温度为135℃，压合10分钟。
本发明的曲面光伏组件制备方法，首先是制备柔性光伏板，然后将柔性光伏板与曲面前板进行层叠，柔性光伏板的前封装胶膜朝向曲面前板的内侧，将柔性光伏板与曲面前板完全的贴合在一起，并利用连接件进行固定；然后置于高压釜高温高压将封装胶膜再次融化后固定，冷却后将连接件取出既得到曲面光伏组件。由于柔性光伏板是提前封装好的，本身有一定柔性、可弯曲性，贴合工艺简单，尺寸精度较高，因此在与曲面前板压合时不会发生滑移，两者之间不会产生气泡、弯曲应力集中等问题，避免导致裂片等异常，提升了良品率。
一种曲面光伏组件，其特征在于，采用上述的制备方法制得。
进一步的，所述的曲面光伏组件包括曲面前板、前封装胶膜、电池串、后封装胶膜和盖板；所述的前封装胶膜、所述电池串、所述后封装胶膜和所述盖板依次层叠在所述曲面前板上。具体的，本发明的曲面光伏组件是由柔性光伏板和曲面前板共同组成的，所述的曲面前板上设置柔性光伏板。所述的柔性光伏板包括盖板、后封装胶膜、电池串和前封装胶膜，所述的后封装胶膜设置在所述盖板上，所述的电池串设置在所述后封装胶膜上，所述的前封装胶膜覆盖在所述电池串上。所述的前封装胶膜贴合在所述曲面前板上，形成曲面光伏组件整体。通过在层压机排气加压的过程，将前封装胶膜和后封装胶膜融化后固化，使盖板、电池串粘结成一个密封体，无气泡、裂片、脱层等异常。前后封装胶膜分别包裹在电池串的前后两端，融化固定后对电池起到保护、缓冲作用。同时使封装后的组件起到柔性、可弯曲性。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的曲面光伏组件的制备方法，通过两步法实现曲面光伏组件的制作，第一步制作柔性光伏板，采用现有层压机设备将盖板、封装胶膜、电池串进行层压，形成一个平面整体，即通过层压机制作平面的柔性光伏板；第二步，通过高压釜设备将柔性光伏板和曲面前板压合成曲面光伏组件，本发明的方法操作方便，工艺成熟。
(2)本发明通过两步法简单实现了曲面光伏组件的生产加工；本发明的方法可适用于不同尺寸和不同弯曲弧度的曲面光伏组件的制作，解决了现有层压机无法层压曲面组件的问题，柔性光伏板通过封装胶膜将电池串进行了很好地包裹和缓冲，避免高压釜贴合时挤压受损的问题及生产过程中成品率低的问题，在满足产品性能、外观标准要求的同时，降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的技术人员来讲，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附图。
图1为本发明方法制备的曲面光伏组件的结构示意图；
图2为本发明方法制备的柔性光伏板的结构示意图；
图3为现有工艺制备的曲面光伏组件的结构示意图。
图中：1盖板、2后封装胶膜、3电池串、4前封装胶膜、5曲面前板、6柔性光伏板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例1
一种曲面光伏组件的制备方法，包括如下步骤：
一、制备柔性光伏板：
(1)在盖板1上依次层叠后封装胶膜2、电池串3以及前封装胶膜4(如图2所示)；所述的盖板1选用轻质钢化玻璃或选用柔性背板材料，如TPT、KPK、TPE等，盖板的厚度设置在0.5-2mm范围内；所述的后封装胶膜2和所述前封装胶膜4的材质均选用EVA、POE或PVB；所述的电池串3可以为常规焊带电池串，也可以为叠瓦电池串，电池串由多个单元电池片串焊组成，可以通过焊带进行连接，也可以通过导电胶进行焊接，电池片可以为晶硅电池，也可以为非晶硅电池；
(2)层叠完成后在前封装胶膜4上再铺设一层不沾布(不沾布在图中未示出)，然后放置于光伏层压机上进行层压，形成一个平面整体，层压结束后得到带有不沾布的柔性光伏板6；
二、制备曲面光伏组件：
(1)准备曲面前板5；将上述步骤中所得的柔性光伏板6上的不沾布撕去，即可漏出前封装胶膜4；所述的曲面前板5可由热弯成形的玻璃或透明高温塑料制得；
(2)将所述柔性光伏板6上的前封装胶膜4与所述曲面前板5贴合，并利用连接件将两者进行固定，然后通过高压釜压合形成所述曲面光伏组件(如图1所示)；所述高压釜的压力设置为1300KPa、温度为135℃，压合10分钟。在该步骤中利用连接件进行固定，然后通过高压釜高温高压将封装胶膜再次融化，固定，冷却后将连接件取出既得到曲面光伏组件，由于柔性光伏板6是提前封装好的，本身有一定柔性、可弯曲性，贴合工艺简单，尺寸精度较高，不会发生滑移、气泡、弯曲应力集中而导致裂片等异常情况，提升了良品率。
对比例1
如图3所示，对比例1所使用材料与上述实施例1一致，不同之处在于，对比例1的制作工艺与实施例1不一样，对比例1中采用一步法进行曲面光伏组件的制作：即在曲面前板5上依次放置前封装胶膜4、电池串3、后封装胶膜2和盖板1，然后利用抽真空袋和高压釜将组件进行层压完成。
对比例1的这种工艺方法：通过在曲面前板5上直接铺料，这样会发生滑移，电池串弯曲层压前无缓冲过程，容易导致裂片，可操作性不高，真空袋抽真空会出现抽不干净异常，层压后易出现气泡、脱层等异常，其成品率不高。
本发明的工艺通过两步法简单实现了曲面光伏组件的生产加工，可适用于不同尺寸和不同弯曲弧度的曲面光伏组件的制作，解决了现有层压机无法层压曲面组件的问题；柔性光伏板通过封装胶膜将电池进行了很好地包裹和缓冲，避免高压釜贴合时挤压受损的问题及生产过程中易滑移、成品率低的问题，在满足产品性能、外观标准要求的同时，降低了生产成本。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种曲面光伏组件的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
一、制备柔性光伏板：
(1)在盖板上依次层叠后封装胶膜、电池串以及前封装胶膜；
(2)层叠完成后在光伏层压机上进行层压，形成一个平面整体，即为所述柔性光伏板；
二、制备曲面光伏组件：
(1)准备曲面前板；
(2)将所述柔性光伏板层叠在所述曲面前板上，然后通过高压釜压合形成所述曲面光伏组件。
2.根据权利要求1所述的一种曲面光伏组件的制备方法，其特征在于，一、制备柔性光伏板：步骤(1)中所述盖板的材质选自轻质钢化玻璃、TPT、KPK、TPE中的任一种。
3.根据权利要求2所述的一种曲面光伏组件的制备方法，其特征在于，所述的盖板的厚度为0.5-2mm。
4.根据权利要求1所述的一种曲面光伏组件的制备方法，其特征在于，一、制备柔性光伏板：步骤(1)中所述的后封装胶膜和所述的前封装胶膜的材质均选自EVA、POE、PVB中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种曲面光伏组件的制备方法，其特征在于，一、制备柔性光伏板：步骤(1)中所述的电池串由多个单元的电池片串焊组成。
6.根据权利要求1所述的一种曲面光伏组件的制备方法，其特征在于，一、制备柔性光伏板：步骤(2)层叠完成后，在所述前封装胶膜上铺设一层不沾布，然后放置于光伏层压机上进行层压，形成一个平面整体，层压后除去所述不沾布得到所述柔性光伏板。
7.根据权利要求1所述的一种曲面光伏组件的制备方法，其特征在于，二、制备曲面光伏组件：步骤(1)中所述的曲面前板由热弯成形的玻璃或透明高温塑料制得。
8.根据权利要求1所述的一种曲面光伏组件的制备方法，其特征在于，二、制备曲面光伏组件：步骤(2)将所述柔性光伏板层叠在所述曲面前板上并通过连接件将所述柔性光伏板与所述曲面前板固定，然后置于高压釜压合形成所述曲面光伏组件。
9.一种曲面光伏组件，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
10.根据权利要求9所述的一种曲面光伏组件，其特征在于，包括曲面前板、前封装胶膜、电池串、后封装胶膜和盖板；所述的前封装胶膜、所述电池串、所述后封装胶膜和所述盖板依次层叠在所述曲面前板上。
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