CN114899276A - 用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法及光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用网格化液体胶膜封装光伏组件及其生产方法，包括以下步骤：(1)在第一透明板表面铺设第一层网格玻璃布；(2)在网格玻璃布上涂布液体胶液，形成网格化粘结层A；(3)在网格化粘结层A表面铺设发电层；(4)在发电层表面铺设第二层网格化玻璃布并涂布液体胶液，形成网格化粘结层B；(5)在网格化粘结层B上覆盖第二透明板，抽真空、层压、紫外光照射或电子束辐射固化，再安装好引线及边框即得到光伏组件；所述的第一透明板为面板，第二透明板为背板；或，所述的第一透明板为背板，第二透明板为面板。本发明的生产方法能快速排出液体胶液中的气泡，准确控制液体胶膜厚度。

Description

用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法及光伏组件
技术领域
本发明涉及光伏组件的封装，尤其涉及一种用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法及光伏组件。
背景技术
常见的光伏组件从上往下依次为光伏玻璃、透明胶膜、电池、胶膜和塑料背板或钢化玻璃，为五层夹心结构，用于封装光伏组件的EVA、POE或PVB胶膜均为固态胶膜，厚度在0.3-1.52毫米。
光伏组件的胶膜热层压固化工艺需25-30分钟，几乎占用了光伏组件一半生产时间，严重制约着生产周期和效率。
光伏组件的层压周期主要由固体胶膜的特性所决定，目前所用的封装材料都是固体的热塑性胶膜，必须在层压过程中发生交联反应，包括加热、熔化、充气、层压粘合(140-170℃/15-30分钟)、固化、冷却等多个过程，每一个步骤都不能少，因此增加了生产周期和成本。尽管人们做出了很大努力，但始终无法大幅度降低层压固化时间。
太阳能发电技术更新速度很快，几亿元的全自动光伏组件生产线常要求几年折旧完毕，因此，如何缩短组件层压固化时间，提高生产效率，对降低组件的生产成本和光伏发电成本十分重要。
因此，必须跳出用固体胶膜热层压粘合组件的传统思路，发明新材料和新工艺，才可能大幅度缩短组件生产周期，降低光伏发电成本。
申请号为CN 202210186818.1的中国专利文献公开了一种用光固化液体胶膜粘结封装光伏组件的冷层压生产方法及光伏组件，该冷层压生产方法包括以下步骤：(1)将第一透明板清洗烘干，在第一透明板表面涂布第一层光固化液体胶膜组合物；(2)在第一层光固化液体胶膜组合物上铺设发电层，再在发电层上涂布第二层光固化液体胶膜组合物；(3)在第二层光固化液体胶膜组合物上覆盖第二透明板，抽真空、紫外光照射或电子束辐射固化，再安装好引线及边框即得到光伏组件；所述的第一透明板为面板，第二透明板为背板；或，所述的第一透明板为背板，第二透明板为面板。本发明的冷层压生产方法，能大大缩短组件生产周期，降低光伏发电成本。
采用上述含有透明粒子的光固化液体胶膜代替固体胶膜封装光伏组件，可大幅度缩短层压时间，提高组件生产效率，胶膜厚度容易控制，但层压过程中光固化液体胶液中的气泡排出速度较慢，必须延长抽气时间才能完全排出气泡，降低了生产效率。
发明内容
本发明提供了一种用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法及光伏组件，能快速排出液体胶液中的气泡，准确控制液体胶膜厚度。
本发明的技术方案如下：
一种用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法，包括以下步骤：
(1)在第一透明板表面铺设第一层网格玻璃布；
(2)在网格玻璃布上涂布液体胶液，形成网格化粘结层A；
(3)在网格化粘结层A表面铺设发电层；
(4)在发电层表面铺设第二层网格化玻璃布并涂布液体胶液，形成网格化粘结层B；
(5)在网格化粘结层B上覆盖第二透明板，抽真空、层压、紫外光照射或电子束辐射固化，再安装好引线及边框即得到光伏组件；
所述的第一透明板为面板，第二透明板为背板；
或，所述的第一透明板为背板，第二透明板为面板。
所述网格化粘结层A及网格化粘结层B包括网格玻璃布和液体胶液；网格化粘结层A和网格化粘结层B的厚度独立地为0.1-2.0毫米；优选的厚度为0.3-1.52毫米。
所述网格玻璃布由透明玻璃纤维交织而成，起骨架支撑作用。
优选的，网格玻璃布的厚度为0.1-1.8毫米，网格玻璃布的玻璃纤维线间距为0.1-20毫米。
为了保证网格玻璃布的透光率，优选的，玻璃纤维的铁离子含量小于0.2％，折光率1.51-1.52。
进一步优选的，网格玻璃布的厚度为0.3-1.5毫米，网格玻璃布的玻璃纤维线间距为0.3-15毫米，玻璃纤维的铁离子含量小于0.1％。
为了改善网格玻璃布的玻璃纤维与液体胶液间的结合力，优选的，采用含有偶联剂的液体胶液对所述的网格玻璃布表面进行预处理。
所述的预处理方法包括：
将透明网格玻璃布浸渍于含有硅烷偶联剂的液体胶液中，80-120℃热风吹去多余的胶液，UV光固化后得到表面预处理的网格玻璃布。
处理后的网格玻璃布不仅与液体胶液间的结合力较好，而且处理后的网格玻璃布表面具有自粘特性，可以方便地粘贴在玻璃表面。
所述的液体胶液可通过常用的方法如丝网印刷、辊涂、淋涂、喷涂、旋涂、浸渍、刮涂、棒涂等工艺均匀地涂布在网格玻璃布上。
所述的液体胶液为UV光固化、LED光固化或电子束辐射固化的胶液中的任意一种。
液体胶液涂层厚度独立地为0.1-2毫米，折光率为1.48-1.52；进一步优选的，厚度0.35-1.55毫米。
优选的，在液体胶液涂布之前，对液体胶液进行预热；预热温度为30-100℃。对液体胶液进行预热，可以降低液体胶液的粘度，便于消除气泡，更便于涂布均匀。
网格化粘结层A和网格化粘结层B的颜色可以相同，也可以不同。
进一步优选的，所述的液体胶液包含以下质量百分比的原料：
光敏聚合物 25～90％；
光活性单体 5～70％；
光敏剂 0～5％；
所述的光敏聚合物为聚丁二烯丙烯酸酯、聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯、氢化聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯、1-3官能的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的至少一种。
所述的光活性单体为低极性、低粘度、1-2官能度的不饱和丙烯酸酯化合物。优选为异冰片丙烯酸酯(IBOA)、丙烯酸异葵酯(IDA)、丙烯酸异辛酯(IOA)、异冰片甲基丙烯酸酯(IBOMA)、3,3,5-三羟甲基环己基丙烯酸酯(TMCHA)、己内脂丙烯酸酯(K-CA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)中的至少一种。光活性单体主要用于调节液体胶膜的粘度和固化胶膜的性能。
所述的光敏剂为非黄边光敏剂。优选为光敏剂1173、光敏剂184、光敏剂819、光敏剂TPO、光敏剂MBF或光敏剂TPO-L。
所述的液体胶液的制备方法包括：
将光敏聚合物、光活性单体及光敏剂各原料按比例称量、混合均匀、搅拌溶解，经真空脱泡后即得到所述的液体胶液。
所述的液体胶液固化条件为：
UV光固化：UV光波长为250-500nm，照射能量为80-4500mj/cm2；
LED光固化：LED光波长为365nm、385nm、395nm和/或405nm，照射能量为100-4500mj/cm2；
电子束固化：电子束辐射能量为100-500eV。
紫外光或电子束辐射照射的能量大小取决于玻璃厚度、液体胶膜的厚度及胶膜的颜色。光照能量太大，涂层会发生黄变，还会导致超白玻璃泛黄，从而影响透光率和光电转换效率。
所述的发电层为发电玻璃(薄膜电池)或晶硅电池组串(晶硅电池)。
将发电玻璃或晶硅电池组串按设计要求铺设在第一层液体胶膜组合物表面。
所述面板和背板均可以为光伏玻璃或透明塑料。
本发明中，第一透明板、网格化粘结层A、发电层、网格化粘结层B以及第二透明板依次叠层，形成五层夹心结构光伏组件。
进一步优选的，步骤(4)中，从组件玻璃正反双面同时进行紫外光或电子束照射固化。采用双面光快速固化胶膜，无需高温加热，大大提高生产效率，节约能耗，降低了光伏发电成本。
抽真空除去网格化粘结层胶液中的气泡时，网格化玻璃布有助于液体胶液中气泡的排出，大大提高冷层压生产效率；从组件玻璃正反双面同时进行紫外光或电子束照射固化，使粘结层中的液体胶液快速发生光固化反应，瞬间变成富有弹性的透明固体胶膜，从而把面板、发电玻璃或电池片、背板封装成一个整体。
本发明还提供了一种采用上述生产方法生产得到的光伏组件。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明采用网格化液体胶膜代替固体胶膜，在胶液中铺设不同厚度的透明网格玻璃布，能快速排出液体胶液中的气泡，准确控制液体胶膜厚度；
(2)本发明采用冷层压及双面辐射固化工艺，无需高温加热，大大提高生产效率，节约能耗，降低了光伏发电成本。
(3)网格化液体胶膜透光率高、折光率与玻璃接近，界面反射率低，具有优异的电绝缘性能、抗水解、耐酸碱、耐黄变和耐低温性，断裂伸长率高。
附图说明
图1为网格化液体胶膜冷层压工艺流程示意图。
具体实施方式
图1为以碲化镉薄膜电池为例的网格化液体胶膜封装光伏组件生产工艺流程示意图。
实施例1
光固化液体胶膜配方为：
聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯FSP8002 80份
异冰片丙烯酸酯(IBOA) 19份
1173光敏剂 1份
将上述配方中各组分搅拌均匀、真空脱泡后得到光固化液体胶膜组合物，折光率1.518，预热至45℃进行涂布，先在透明玻璃板表面铺设网格玻璃布0.37毫米、丝网涂布第一层液体胶液，涂层厚度0.38毫米；铺设电池层；再铺设第二层网格玻璃布0.37毫米、丝网涂布第二层液体胶液，涂层厚度0.38毫米，覆盖玻璃板，真空脱泡后双面同时照射UV光固化，照射时间90秒，照射能量1800mj/cm2，得到封装好的玻璃，安装好引线及边框即得到光伏组件。
实施例2
氢化聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯CN9014 84份
丙烯酸异辛酯(IOA) 15份
光敏剂TPO 1.0份
将上述配方中各组分搅拌均匀、溶解完全后真空脱泡后得到光固化液体胶膜组合物，折光率1.52，预热至50℃进行涂布，先在透明玻璃板表面铺设网格玻璃布0.75毫米、淋涂第一层液体胶液，涂层厚度0.76毫米；铺设电池层；再铺设第二层网格玻璃布0.75毫米、涂布第二层液体胶液，涂层厚度0.76毫米，覆盖玻璃板，真空脱泡后双面同时照射LED光固化，波长405nm，照射时间180秒，照射能量2800mj/cm2，得到封装好的玻璃，安装好引线及边框即得到光伏组件。
实施例3
2官能聚氨酯丙烯酸酯DYMAXBR-7432GB 85份
异冰片丙烯酸酯(IBOA) 15份
将上述配方中各组分搅拌均匀、真空脱泡后得到光固化液体胶膜组合物，折光率1.50，预热至60℃进行涂布，先在透明玻璃板表面铺设网格玻璃布0.37毫米、辊涂第一层液体胶液，涂层厚度0.38毫米；铺设电池层；再铺设第二层网格玻璃布0.37毫米、辊涂第二层液体胶液，涂层厚度0.38毫米；覆盖玻璃板，真空脱泡后冷层压，双面同时照射电子束固化，照射能量250eV，得到封装好的玻璃，安装好引线及边框即得到光伏组件。
对比例1
将实例2中的层网格玻璃布去掉，直接在透明背板和电池层上涂布LED光固化液体胶液，其余条件不变，真空脱泡后双面同时照射LED光固化，波长405nm，照射时间180秒，照射能量2800mj/cm2，同等条件下制作光伏组件。
对比例2
光固化液体胶膜配方为：
Figure BDA0003622852140000061
将上述配方中各组分搅拌均匀、真空脱泡后得到含有透明粒子的光固化液体胶膜组合物，折光率1.51，预热至45℃进行涂布，先在透明玻璃板表面丝网涂布第一层液体胶液，涂层厚度0.38毫米；铺设电池层；再丝网涂布第二层液体胶液，涂层厚度0.38毫米，覆盖玻璃板，真空脱泡后双面同时照射UV光固化，照射时间90秒，照射能量1800mj/cm2，得到封装好的玻璃，安装好引线及边框即得到光伏组件。
网格化液体封装胶膜组件性能评价方法
实例1-3与对比例1-2性能测试结果见表1。
表1网格化液体封装胶膜性能测试结果
Figure BDA0003622852140000071
从上述表中结果可知，通过在液体胶液中铺设透明网格玻璃布，可以准确控制粘结层厚度，还能够加快液体胶液中气泡的排出速度，透光率不受影响，可以缩短冷层压时间，提高组件生产效率，降低光伏发电成本。对比例1的液体胶膜中没有骨架支撑，层压过程中组件边缘胶液流出严重、变得很薄，导致胶膜厚度不均匀。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在第一透明板表面铺设第一层网格玻璃布；
(2)在网格玻璃布上涂布液体胶液，形成网格化粘结层A；
(3)在网格化粘结层A表面铺设发电层；
(4)在发电层表面铺设第二层网格化玻璃布并涂布液体胶液，形成网格化粘结层B；
(5)在网格化粘结层B上覆盖第二透明板，抽真空、层压、紫外光照射或电子束辐射固化，再安装好引线及边框即得到光伏组件；
所述的第一透明板为面板，第二透明板为背板；
或，所述的第一透明板为背板，第二透明板为面板。
2.根据权利要求1所述的用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法，其特征在于，网格化粘结层A和网格化粘结层B的厚度独立地为0.1-2.0毫米。
3.根据权利要求1所述的用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法，其特征在于，所述网格玻璃布由透明玻璃纤维交织而成。
4.根据权利要求3所述的用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法，其特征在于，网格玻璃布的厚度为0.1-1.8毫米，网格玻璃布的玻璃纤维线间距为0.1-20毫米。
5.根据权利要求3所述的用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法，其特征在于，玻璃纤维的铁离子含量小于0.2％，折光率1.51-1.52。
6.根据权利要求1所述的用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法，其特征在于，采用含有硅烷偶联剂的液体胶液对所述的网格玻璃布表面进行预处理。
7.根据权利要求6所述的用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法，其特征在于，所述的预处理方法包括：
将透明网格玻璃布浸渍于含有硅烷偶联剂的液体胶液中，80-120℃热风吹去多余的胶液，UV光固化后得到表面预处理的网格玻璃布。
8.根据权利要求1所述的用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法，其特征在于，在液体胶液涂布之前，对液体胶液进行预热；预热温度为30-100℃。
9.根据权利要求1所述的用网格化液体胶膜封装光伏组件的生产方法，其特征在于，所述的液体胶液包含以下质量百分比的原料：
光敏聚合物25～90％；
光活性单体5～70％；
光敏剂0～5％；
所述的光敏聚合物为聚丁二烯丙烯酸酯、聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯、氢化聚丁二烯聚氨酯丙烯酸酯、1-3官能的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中的至少一种。
10.一种光伏组件，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的生产方法生产得到。
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