CN114068742A - 太阳能电池组件的制备方法、太阳能电池组件及光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于太阳能电池技术领域，提供了一种太阳能电池组件、制备方法及光伏系统。本发明的太阳能电池组件的制备方法，通过采用锯齿形的涂刮工具将硅胶涂匀至顶面玻璃和底面玻璃，涂刮后在硅胶表面形成三角形的凹凸槽，在硅胶表面形成的三角形凹凸槽有利于硅胶分布均匀，及涂刮过程中气泡的排出，进一步有利于在层压过程中气泡的抽出，解决了硅胶在封装太阳能组件时容易产生气泡和鼓泡的问题，提升了硅胶的密封性能及封装效果；另外，在顶面玻璃和底面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的密封胶，采用硅胶搭配密封胶封边，密封胶极优的阻水汽性能进一步提升电池组件的寿命，封装效果好。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及一种太阳能电池组件的制备方法、太阳能电池组件及光伏系统。
背景技术
太阳能光伏发电独具许多优点，例如：安全可靠，无噪声，无污染，能量随处可得，不受地域限制，无需消耗燃料，无机械转动部件，故障率低，维护简便，可以无人值守，建设周期短，规模大小随意，无需架设输电线路，可以方便地与建筑物相结合等，这些优点都是常规发电和其它发电方式所不及的。但由于太阳能电池片存在薄、脆、易氧化等物理、化学缺陷，长期暴露在高湿、高温、低温、强紫外线、臭氧、微生物、风雨等自然条件下很容易造成水久性破坏，难以大规模应用。
光伏组件封装材料目前在使用的有乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)或聚烯烃(POE)高分子材料，组件功率质保30年，即保证组件发电30年后功率衰减在20％以下，组件发电期间受温度湿度影响，封装材料存在部分分解，性能下降导致组件功率衰减。
有机硅胶材料较EVA、POE耐候稳定性更强，采用有机硅胶封装的组件能发电50年，且有机硅胶透光性能优于EVA、POE，是封装组件较优材料。但是有机硅胶因为封装工艺问题造成封装效果比较差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种太阳能电池组件的制备方法，旨在解决现有有机硅胶在封装光伏组件时封装效果差的问题。
本发明实施例是这样实现的，提供一种太阳能电池组件的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
在底面玻璃和顶面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的密封胶；
采用锯齿形的涂刮板在底面玻璃和顶面玻璃的表面涂刮硅胶；
将电池串放置于已涂有硅胶的底面玻璃上；
将涂有硅胶的顶面玻璃盖放于已放置电池串的底面玻璃上，形成电池组件；
将叠放好的电池组件放入层压机封装。
进一步地，所述在底面玻璃和顶面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的密封胶包括：在密封胶的表面粘贴与所述密封胶同等宽度的离型纸。
进一步地，所述采用锯齿形的刮涂板在底面玻璃和顶面玻璃的表面涂敷硅胶还包括：采用锯齿形的涂刮板朝一个方向涂刮，并在硅胶表面形成三角形凹凸槽。
进一步地，所述采用锯齿形的涂刮板在底面玻璃和顶面玻璃的表面涂刮硅胶之前还包括：制备用于涂刮的硅胶；所述硅胶的制备方法包括：将有机硅橡胶和催化剂等比例混合搅拌均匀生成液体有机硅胶，并抽真空。
进一步地，所述涂刮板的锯齿端由多个等边三角形锯齿组成；所述等边三角形锯齿的高度不大于硅胶的厚度。
进一步地，所述将叠放好的电池组件放入层压机进行层压包括：
在所述电池组件的四周放置由耐高温定型材料制作的层压工装，所述层压工装与所述电池组件之间存在间隙。
进一步地，所述层压工装的厚度不大于所述顶面玻璃、所述底面玻璃及所述密封胶的厚度和。
进一步地，所述层压机的设置参数为：层压温度为110度，层压时间为10分钟，层压压力为80kPa。
本发明另一实施例还提供一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括：由上而下依次设置的顶面玻璃、电池串及底面玻璃；所述太阳能电池组件采用如权利要求1至8任一所述的太阳能电池组件的制备方法制作得到。
本发明另一实施例还提供一种光伏系统，包括如上所述的太阳能电池组件。
本发明实施例提供的太阳能电池组件的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：在底面玻璃和顶面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的密封胶；采用锯齿形的涂刮板在底面玻璃和顶面玻璃的表面涂刮硅胶；将电池串放置于已涂有硅胶的底面玻璃上；将涂有硅胶的顶面玻璃盖放于已放置电池串的底面玻璃上，形成电池组件；将叠放好的电池组件放入层压机封装。通过采用锯齿形的涂刮工具将硅胶涂匀至顶面玻璃和底面玻璃，涂刮后在硅胶表面形成三角形的凹凸槽，在硅胶表面形成的三角形凹凸槽有利于硅胶分布均匀，及涂刮过程中气泡的排出，进一步有利于在层压过程中气泡的抽出，解决了硅胶在封装太阳能电池组件时容易产生气泡和鼓泡的问题，提升了硅胶的密封性能及封装效果；另外，在顶面玻璃和底面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的密封胶，采用硅胶搭配密封胶封边，密封胶极优的阻水汽性能进一步提升电池组件的寿命，封装效果好。
附图说明
图1是本发明实施例提供的太阳能电池组件的制备方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的底面玻璃与密封胶的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的顶面玻璃与密封胶的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的锯齿形涂刮板的结构示意图；
图5是本发明实施例太阳能电池组件与层压工装配合的结构示意图。
附图标号说明：
10、底面玻璃；20、顶面玻璃；30、密封胶；40、涂刮板；42、手持端；43、锯齿端；50、层压工装。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明通过采用锯齿形的涂刮工具将硅胶涂匀至顶面玻璃和底面玻璃，涂刮后在硅胶表面形成三角形的凹凸槽，在硅胶表面形成的三角形凹凸槽有利于硅胶分布均匀，及涂刮过程中气泡的排出，进一步有利于在层压过程中气泡的抽出，解决了硅胶在封装太阳能电池组件时容易产生气泡和鼓泡的问题，提升了硅胶的密封性能及封装效果；另外，在顶面玻璃和底面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的密封胶，采用硅胶搭配密封胶封边，密封胶极优的阻水汽性能进一步提升电池组件的寿命，封装效果好。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明第一实施例提供的太阳能电池组件制备方法的流程示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，该制备方法用于制备如前述实太阳能电池组件，具体的，该方法包括：
步骤S11，在底面玻璃10和顶面玻璃20的四周粘贴具有阻水性能的密封胶30；
参照图2和图3，在本发明实施例中，在底面玻璃10和顶面玻璃20与电池片接触一面的四周粘贴密封胶30，密封胶30距离底面玻璃10或顶面玻璃20的边缘具有一定距离。例如：留有2mm的距离，以为密封胶30层压外溢流出间隙。具体地，在底面玻璃10和顶面玻璃20的四周均粘贴一圈密封胶30。
在本发明实施例中，密封胶30为阻水性能较好的丁基胶，硅胶搭配丁基胶封边，丁基胶极优的阻水性能进一步提升电池组件的寿命。
可以理解的是在其他实施例中，密封胶为环氧密封胶，聚氨酯密封胶等等，根据需要可以选择适合的密封胶。
进一步地，在底面玻璃10和顶面玻璃20四周粘贴密封胶30包括：在密封胶30的表面粘贴同等宽度的离型纸。
在本发明实施例中，在顶面玻璃10和底面玻璃20的密封胶30上粘贴同等宽度的离型纸，避免后续在涂刮硅胶的时候沾上硅胶，以影响密封胶30的阻水性能。
步骤S21：采用锯齿形的涂刮板40在底面玻璃10和顶面玻璃的20表面涂刮硅胶；
在本发明实施例中，硅胶为有机硅胶，采用锯齿形的涂刮板分别在顶面玻璃10和底面玻璃20的表面涂刮硅胶。
进一步地，在涂刮硅胶之前，首先将有机硅橡胶和催化剂等比例混合搅拌均匀生成液体有机硅胶，并放入真空泵中进行抽真空，将硅胶内的气泡抽出，以备后用。其中，生成液体有机硅胶的方法属于现有技术，本实施例不再详细描述。
在本发明的一个实施例中，采用锯齿形的涂刮板40朝一个方向涂刮硅胶，并在硅胶表面形成一个三角形的凹凸槽。
具体地，参照图4所示，锯齿形的涂刮板40包括梯形的手持端42及锯齿端43，锯齿端43是由多个等距的等边三角形齿组成。因此，在采用锯齿形的涂刮板40进行涂刮时在硅胶表面形成一个等边三角形的凹凸槽。在硅胶表面形成的三角形凹凸槽有利于硅胶分布均匀，及涂刮过程中气泡的排出，进一步有利于在层压过程中气泡的抽出，解决了硅胶在封装光伏组件时容易产生气泡和鼓泡的问题。
在顶面玻璃20和底面玻璃10涂刮之后，停留30s，由于液体有机硅胶的流动性，等边三角形的凹凸槽很快被硅胶填满，即在顶面玻璃20和底面玻璃10形成了厚度均匀的硅胶层。
进一步地，等边三角形锯齿的高度不大于硅胶的厚度。
在本发明的一个实施例中，硅胶的厚度等于等边三角形锯齿的高度。通过将锯齿的高度等于硅胶的厚度，可使锯齿深入到硅胶的底部，使硅胶的涂刮更加均匀，更有利于在涂刮过程中气泡的排出。在其他实施例中，硅胶的厚度大于等边三角形锯齿的高度，根据硅胶厚度来设置等边三角形锯齿的高度。
进一步地，硅胶的厚度小于密封胶的厚度。例如：密封胶的厚度为2mm，而硅胶的厚度为1mm。硅胶的厚度小于密封胶30的厚度，防止硅胶溢出进入密封胶30，进一步影响密封胶的阻水性能。
可以理解的是在其他实施例中，可以根据电池组件的要求设置密封胶30的厚度及硅胶的厚度。
步骤S31，将电池串放置于已涂有硅胶的底面玻璃10上；
在本发明实施例中，电池串为叠层电池。将叠层并焊接好的电池串放于底面玻璃10的硅胶层上。可以理解的是电池串也可以是其他叠瓦电池或其他叠层电池。其中电池串制备方法属于现有技术，本实施例不再详细介绍。
步骤S41，将涂有硅胶的顶面玻璃20盖放于已放置电池串的底面玻璃10上，形成电池组件；
在本发明实施例中，顶面玻璃20的硅胶层盖放于底面玻璃10上，使顶面玻璃20的硅胶层与底面玻璃10的硅胶层均与电池串接触。
进一步地，在将涂有硅胶的顶面玻璃20盖放于已放置电池串的底面玻璃10上之前还包括以下步骤：将顶面玻璃20和底面玻璃10上的离型纸撕掉。
步骤S51，将叠放好的电池组件放入层压机封装。
参照图5所示，在本发明实施例中，在电池组件的四周放置由耐高温定型材料制作的层压工装50，层压工装50与电池组件之间存在间隙。
在本发明实施例中，叠放好的电池组件放入层压机后，电池组件的四周还放置有层压工装50。层压工装50与电池组件之间存在间隙，防止封装后，与电池组件粘连。
进一步地，层压工装50的厚度不大于顶面玻璃20、底面玻璃10及密封胶30的厚度和。
在本发明的一个实施例中，层压工装50的厚度等于顶面玻璃20、底面玻璃10及密封胶30的厚度和。
例如：顶面玻璃20与底面玻璃10的厚度均为2.5mm，密封胶30的厚度为2mm。此时，层压工装50的厚度为7mm。层压工装50是采用耐高温材料制成，并用于保护密封胶30层压后保持原有厚度形态，硅胶不会被挤压至密封胶30中，有利于阻隔水汽。
在本发明的另一个实施例中，层压工装50的厚度小于顶面玻璃20、底面玻璃10及密封胶30的厚度和。
例如：顶面玻璃20与底面玻璃10的厚度均为2.5mm，密封胶的厚度为2mm。此时，层压工装50的厚度为6mm。层压工装50是采用耐高温材料制成，方面放置密封胶30被过度挤压，另一方面增加电池组件的密封性能，并且硅胶不会被挤压至密封胶30中，有利于阻隔水汽。
进一步地，层压工装50的厚度与顶面玻璃20、底面玻璃10及密封胶30的厚度和之间的差小于密封胶30的厚度，避免密封胶30被过度挤压。例如顶面玻璃20与底面玻璃10的厚度均为2.5mm，密封胶的厚度为2mm。因此，顶面玻璃20、底面玻璃10及密封胶30的厚度和为7mm。此时层压工装50的厚度为6mm。顶面玻璃20、底面玻璃10及密封胶30的厚度和与层压工装50之间的厚度差为1mm，两者之间的厚度差小于密封胶30的厚度。避免在层压封装时，密封胶30被过度挤压。
进一步地，层压机的设置参数为：抽真空5分钟，层压温度为110度，层压时间为10分钟，层压压力为80kPa。
在本发明实施例中，电池组件和层压工装50均放置于层压机中，层压机的层压参数设置为：抽真空5分钟，层压温度为110度，层压时间为10分钟，层压压力为80kPa。本发明实施例的硅胶较常规封装材料EVA、POE层压温度更低，层压时间短，生产周期短，极大提高生产力，降低生产成本。其中，层压机为现有技术本实施例不再详细描述。
本发明实施例通过采用锯齿形的涂刮工具将硅胶涂匀至顶面玻璃和底面玻璃，涂刮后在硅胶表面形成三角形的凹凸槽，在硅胶表面形成的三角形凹凸槽有利于硅胶分布均匀，及涂刮过程中气泡的排出，进一步有利于在层压过程中气泡的抽出，解决了硅胶在封装太阳能电池组件时容易产生气泡和鼓泡的问题，提升了硅胶的密封性能；另外，在顶面玻璃和底面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的丁基胶，采用硅胶搭配丁基胶封边，丁基胶极优的阻水汽性能进一步提升电池组件的寿命，封装效果好。
实施例二
本发明第二实施例还提供一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件根据前述实施例的太阳能电池组件的制备方法制作得到。
该太阳能电池组件包括：由上而下依次设置的顶面玻璃20、电池串及底面玻璃10，顶面玻璃20、底面玻璃10与电池串采用硅胶密封，顶面玻璃20和底面玻璃10的边缘采用具有阻水性能的密封胶密封。
本实施例中的太阳能电池组件，通过本发明实施例提出的制备方法所制备得到的太阳能电池组件，相比于现有的封装材料封装的电池组件，本实施例通过采用锯齿形的涂刮工具将硅胶涂匀至顶面玻璃和底面玻璃，涂刮后在硅胶表面形成三角形的凹凸槽，在硅胶表面形成的三角形凹凸槽有利于硅胶分布均匀，及涂刮过程中气泡的排出，进一步有利于在层压过程中气泡的抽出，解决了硅胶在封装太阳能电池组件时容易产生气泡和鼓泡的问题，提升了硅胶的密封性能；另外，在顶面玻璃和底面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的丁基胶，采用硅胶搭配丁基胶封边，丁基胶极优的阻水汽性能进一步提升电池组件的寿命，封装效果好。
实施例三
本发明第三实施例还提供一种光伏系统，包括如前述实施例所述的太阳能电池组件。
本实施例中的光伏系统，在太阳能电池组件中的制备方法中，通过采用锯齿形的涂刮工具将硅胶涂匀至顶面玻璃和底面玻璃，涂刮后在硅胶表面形成三角形的凹凸槽，在硅胶表面形成的三角形凹凸槽有利于硅胶分布均匀，及涂刮过程中气泡的排出，进一步有利于在层压过程中气泡的抽出，解决了硅胶在封装太阳能电池组件时容易产生气泡和鼓泡的问题，提升了硅胶的密封性能；另外，在顶面玻璃和底面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的丁基胶，采用硅胶搭配丁基胶封边，丁基胶极优的阻水汽性能进一步提升电池组件的寿命，封装效果好。
本发明的太阳能电池组件的制备方法，通过采用锯齿形的涂刮工具将硅胶涂匀至顶面玻璃和底面玻璃，涂刮后在硅胶表面形成三角形的凹凸槽，在硅胶表面形成的三角形凹凸槽有利于硅胶分布均匀，及涂刮过程中气泡的排出，进一步有利于在层压过程中气泡的抽出，解决了硅胶在封装光伏组件时容易产生气泡和鼓泡的问题，提升了有机硅胶的密封性能；另外，在顶面玻璃和底面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的丁基胶，采用硅胶搭配丁基胶封边，丁基胶极优的阻水汽性能进一步提升电池组件的寿命，封装效果好。并且，太阳能电池组件较常规封装材料EVA、POE透光率更高，组件功率更高，硅胶材料使用寿命更长，衰减更小，生命周期内所发电量更多，经济效益更好。再者，硅胶较常规封装材料EVA、POE层压温度更低，层压时间短，生产周期短，极大提高生产力，降低生产成本。
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)
1.一种太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
在底面玻璃和顶面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的密封胶；
采用锯齿形的涂刮板在底面玻璃和顶面玻璃的表面涂刮硅胶；
将电池串放置于已涂有硅胶的底面玻璃上；
将涂有硅胶的顶面玻璃盖放于已放置电池串的底面玻璃上，形成电池组件；
将叠放好的电池组件放入层压机封装。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述在底面玻璃和顶面玻璃的四周粘贴具有阻水性能的密封胶包括：
在密封胶的表面粘贴与所述密封胶同等宽度的离型纸。
3.如权利要求1所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述采用锯齿形的刮涂板在底面玻璃和顶面玻璃的表面涂敷硅胶还包括：
采用锯齿形的涂刮板朝一个方向涂刮，并在硅胶表面形成三角形凹凸槽。
4.如权利要求1所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述采用锯齿形的涂刮板在底面玻璃和顶面玻璃的表面涂刮硅胶之前还包括：制备用于涂刮的硅胶，
所述硅胶的制备方法包括：将有机硅橡胶和催化剂等比例混合搅拌均匀生成液体有机硅胶，并抽真空。
5.如权利要求3所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述涂刮板的锯齿端由多个等边三角形锯齿组成；所述等边三角形锯齿的高度不大于硅胶的厚度。
6.如权利要求1所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述将叠放好的电池组件放入层压机进行层压包括：
在所述电池组件的四周放置由耐高温定型材料制作的层压工装，所述层压工装与所述电池组件之间存在间隙。
7.如权利要求6所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述层压工装的厚度不大于所述顶面玻璃、所述底面玻璃及所述密封胶的厚度和。
8.如权利要求1所述的太阳能电池组件的制备方法，其特征在于，所述层压机的设置参数为：层压温度为110度，层压时间为10分钟，层压压力为80kPa。
9.一种太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件包括：由上而下依次设置的顶面玻璃、电池串及底面玻璃；所述太阳能电池组件采用如权利要求1至8任一所述的太阳能电池组件的制备方法制作得到。
10.一种光伏系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的太阳能电池组件。
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