CN115566082A - 一种brpv强化复合安全发电建材的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，包括划片、串焊、排版、EL测试、封装、铺设、层压和成型步骤，通过该工艺生产的BRPV可以减少维护施工危险，可增加各项资源及材料的生命周期。减少空、水、废弃物的排放，加强物理结构强度，提升建筑物的能源使用效率的安全复合光电建材。
Description
技术领域
本发明涉及光伏建材生产领域，具体讲是一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺。
背景技术
传统的BIPV(Building Integrated PhotoVoltaics)是指太阳能建筑一体化，是与建筑物形成完美结合的太阳能发电系统，也称为“构建型”和“建材型”建筑太阳能。它作为建筑物外部结构的一部分，可作为屋顶、天窗、建筑物外立面等的替代物品。既具有太阳能发电功能，又能承担建筑构件和建筑材料的作用，与建筑物形成完美的统一体。它的最大特点是与建筑物融为一体，可以降低建筑成本；但是传统BIPV无论是双玻、导槽或组构式皆有以下、高电压、无法踩踏、遮阴、承重变形、导水不良、组件多无法维修…等缺点。
传统的BAPV（Building-Attached PhotoVoltaics）是指附着在建筑物上的太阳能发电系统，也称为“后安装型”建筑太阳能太阳能发电系统。BAPV的主要功能是太阳能发电，不承担建筑物的防水、遮风、防火、隔热保温等功能。BAPV更多是建好的房子后添加太阳能设备，它的安装、安全性、支撑系统需要考虑周全，也会增加建筑负载，影响建筑的整体效果。BAPV大多数不是建设设计时就考虑好的，因此存在重复建设的问题，也起不到节约建筑材料的作用。并且BAPV无法防水、高电压、无法踩踏、无法防火、怕遮阴、组扣件无法耐12级以上风力等缺点；
本发明所述的BRPV是Building Reinforce PhotoVoltaics的缩写，是指具有BIPV功能并加强各项资源循环包括水、能量、热能的隔绝、吸收与应用。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺；通过该工艺生产的BRPV可以减少维护施工危险，可增加各项资源及材料的生命周期。减少空、水、废弃物的排放，加强物理结构强度，提升建筑物的能源使用效率的安全复合光电建材。
具体的，一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，包括如下步骤：
S1、划片，通过无损激光划裂技术进行划片，并结合半片技术形成电池片；
S2、串焊，通过多主栅技术将电池片组装成电池片组件；
S3、排版，对电池片组件进行排版并形成具有玻璃板的光伏组件；
S4、EL测试，对光伏组件进行测试；
S5、封装，将通过测试的光伏组件进行POE胶膜封装；
S6、铺设，对封装好的光伏组件进行背材铺装，铺装好后再翻转；
S7、层压，将完成铺设和翻转的光伏组件送入层压机进行层压，在层压机中层压10-30分钟；
S8、成型，对层压后的光伏组件成型处理，并得到BRPV强化复合安全发电建材。
进一步的，所述步骤S1中无损激光划裂技术是利用激光对材料进行局部快速加热，再冷却，产生一个不均匀的温度场，该温度场会在材料表面产生温度梯度，从而诱发热应力的产生；其中激光光斑中处于压应力状态，而激光光斑前后处于拉应力状态；由于脆性材料抗压刚度远大于抗拉强度，当拉应力达到材料的断裂强度时，就会使材料发生断裂，断裂会随着激光及后续冷却的移动轨道稳定扩展，前提是在电池片边缘加工一个超小的槽口，断裂扩展会从槽口开始。
在以光伏电池片切割为基础的技术革新衍生出种类众多的光伏组件新产品，例如半片组件、210电池三分片组件、叠瓦组件、板块互联组件、无缝焊接多主栅组件等等，激光划裂成为组件产品迭代升级的不可或缺的工艺环节。
而传统的激光划裂技术以激光烧蚀配合机械掰片技术为主流：首先利用激光在电池的背面加工出一条贯穿表面的切割道，再采用机械法将电池片沿着切割道掰开。虽然多刀激光切割技术的引入将常规激光划裂机对电池片的损伤降低至基本满足企业要求，但随着超小电池片间距(零间距，甚至负间距)、大尺寸硅片和超低温电池等工艺路线的诞生，常规激光划裂工艺难以满足超高的加工品质要求。
而通过所述步骤S1中无损激光划裂技术与常规激光划裂技术的主要区别和优势如下：
（1）断面形貌：
常规激光划裂在电池表面烧蚀形成的切割道：宽度为30µm、深度为60-90µm，同时表面横向热影响区会扩展到80µm左右，50%左右截面存在热损伤;而无损激光划裂的硅片截断面干净、不存在损伤点，主要原因是无损划裂过程不存在激光高温烧蚀过程。
（2）加工粉尘
常规激光划裂工艺要求去除切割道内的硅材料，因而产生大量硅粉尘，需要特殊设计的除尘装置，否则容易引发火灾；而无损激光划裂工艺产生的粉尘数量非常少，可忽略不计；
（3）加工温度
无损激光划裂加工过程温度控制范围150-250℃，属于低温工艺；
（4）性能测试
三点抗弯强度：与整片电池相比，无损激光划裂电池片的强度几乎保持不变，而常规激光划裂电池片的强度下降10%以上，进一步证明无损激光划裂机解决了电池片的损伤问题，这有利于产品加工过程中的破片率和返修率的控制，同时可加强产品在长期户外应用环境下的可靠性，进而降低企业的成本，以上优点利于业内大尺寸硅片和划三以上新工艺的导入;在电性能方面，相对常规激光划裂，无损激光划裂的PERC组件功率稍微提升，主要来自于热损伤降低。
进一步的，在步骤S1中所述半片技术是通过减小电池片尺寸，降低串阻损耗来提高组件功率，通过将标准规格电池片激光切割为尺寸相等的两个半片电池片，可将通过每根主栅的电流降低为原来的1/2，内部损耗降低为整片电池的1/4，进而提升组件功率。
随着行业内太阳能高效电池研究的不断进步，目前大部分单多晶电池组件的额定工作电流较高，其平均值在8A-9A左右，电流在流经组件内部的焊带时会产生功率损耗，这部分损耗主要转化为焦耳热(Ploss=I2R)存在于组件内部。因此随着电流的增大，这部分的损失也就越大，而通过步骤S1中所述半片技术能够解决该问题。
进一步的，在步骤S2中所述串焊是光伏组件的核心工艺，用于将电池片组装成组件。太阳能电池片单片电压0.5~0.9V左右，远低于实际使用所需要的电压，因此要将其串联或并联，连接后再将电池片封存形成光伏组件。常规的太阳能组件每块包含有60、72或75片电池片，这些电池片需要每10、12或者13片串联焊接在一起；该步骤中是采用多主栅技术通将电池片组装成电池片组件；
其中多主栅技术（MULTI-BUSBAR，MBB）是通过提高主栅数目，提高电池应力分布均匀性，进而提高导电性，增加转换效率。
多主栅技术是实现降低电学损耗和提升光学利用率最佳平衡的技术解决方案，随着电池片尺寸的增大，MBB已成为行业的主流技术。
进一步的，为了解决热斑效应，在步骤S3中所述排版包括电路串并联铺设和电池片级旁路安装。
进一步的，所述EL测试包括对隐裂和碎片、断栅、黑芯片和短路黑芯片的测试。
进一步的，所述铺设的具体方式为：
背材铺装，在叠串电池背面铺装POE/PET/POE-EPE和金属背板；
翻转，将已铺装完成的发电板材输入至发电建材翻转设备里，经翻转后玻璃朝上进入层压机。
进一步的，所述成型的具体方式为：
整理上引线；
定位后进滚边机，压边；
铆钉凸型环分3次完成；
组件整体倒角，削边，撕封边胶带；
将上引线翻回，放置于凹槽内，涂胶固定。并在表面铺设保护膜；
正面清洗，EL测试仪测试，测IV特性，包装；其中EL测试仪全称为电致发光(英文Electroluminescent)测试仪，是一种太阳能电池或电池组件的内部缺陷检测设备。常用于检测太阳能电池组件的内部缺陷、隐裂、碎片、虚焊、断栅以及不同转换效率单片电池异常现象。
通常通过测IV特性，可以得到如下信息：
组串开路电压（Voc）和短路电流（Isc）以及极性，
最大功率点电压（Vmpp）、电流（Impp）和峰值功率（Pmax），
光伏组件/组串填充系数FF，
识别光伏组件/阵列缺陷或遮光等问题，
积尘损失、温升损失，功率衰减、串并联适配损失计算等。
进一步的，所述BRPV强化复合安全发电建材包括数个发电建材板，相邻发电建材板相互搭接，并且位于发电建材板两侧的搭接处安装有盖板。
进一步的，所述发电建材板包括基板和固定于基板上方的光伏发电板，在所述基板的左侧设置有左搭接边，在所述基板的右侧设置有右搭接边，
所述左搭接边设置有左搭接槽，同时在该左搭接边的上部设置有引出线避位槽；
所述右搭接边设置有右搭接槽；
所述左搭接边与相邻的右搭接边搭接后形成两侧的搭接部，所述盖板盖于该两侧的搭接部上方。
进一步的，在所述右搭接槽和左搭接槽中开设有螺钉安装部。
进一步的，搭接后的搭接部通过檩条安装于建筑物上方，搭接部通过自攻螺钉与所述檩条连接，而该自攻螺钉安装于所述螺钉安装部。
进一步的，所述左搭接边的上端具有向内弯曲的左扣合耳，所述右搭接边的上端具有向内弯曲的右扣合耳；所述引出线避位槽开设于右扣合耳或/和左扣合耳。所述左扣合耳和右扣合耳为倾斜设置，能够提高密封性，因为设置为倾斜时，若被压则具有恢复形变的能力，让其贴合更好。
进一步的，所述盖板的内侧开设有用于开合左扣合耳的右卡合槽，和用于卡合右扣合耳的左卡合槽。通过该卡合的方式与搭接边连接，让安装更加方便，同时左搭接板或右搭接边均向是倾斜的，使得扣合耳与卡合槽匹配时贴合更紧，因为设置为倾斜时，若被压则具有恢复形变的能力，让其贴合更好。
进一步的，所述盖板的上端具有凸起，并在两侧便于具有向下倾斜的压边，通过倾斜的压边能够让盖板与发电建材贴合更紧，设置为倾斜的，能够让压板具有恢复形变的能力，从而仅仅的贴合于发电建材，提高密封性，提高防水效果；同时在上端设置凸起，能够让水往两侧分流，放置雨水的停留。
进一步的，所述盖板的内侧涂有一层胶泥，通过该胶泥能够提高防水效果。
进一步的，所述基板的前端具有上下搭接部；所述上下搭接部能够提高上下发电建材的搭接能力，避免上方的发电建材影响下方发电建材的发电，使用时，下方发电建材的上下搭接部，是插入到上方发电建材的下面，也能够防水效果。
进一步的，所述左搭接边设置有位于上下搭接部左侧面的左搭接口；所述右搭接边设置有位于上下搭接部右侧面的右搭接口。通过左搭接口和右搭接口能够方便上下发电建材的搭接，避免干涉。
进一步的，所述左搭接槽的外边缘设置有向上弯曲的左翻遍；所述右搭接槽的外边缘设置有向上弯曲的右翻遍。通过左翻遍或右翻遍能够提高防水能力，也能够提高限位效果，让搭接更加稳定可靠。
优选的，所述螺钉安装部为封闭的凸圈，所述螺钉安装部是方便工作人员安装自攻螺钉，对自攻螺钉进行定位，提高施工效率，同时采用封闭的凸圈，目的在于此处不安装自攻螺钉时，不会漏水，不会产生腐蚀点。
本发明具有如下优点：
本发明是一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，该工艺生产的BRPV可以减少维护施工危险，可增加各项资源及材料的生命周期。减少空、水、废弃物的排放，加强物理结构强度，提升建筑物的能源使用效率的安全复合光电建材。
同时传统生产工艺，为全片封装、栅线之间间隙较大，收集电流能力较差。且传统生产工艺电路为串联，光伏板极易产生遮挡及热斑效应。以上导致传统产品发电量低，而本发明的工艺能够克服该该问题。
本工艺生产的所述的BRPV太阳能智能光电建材，作为建筑物的组成部分，起着建筑材料的作用，而BAPV只是通过简单的支撑结构附着在建筑上，更多是对建筑的太阳能化改造。 BIPV本身能起到防水、防火、隔热保温、遮风挡雨等功能，是真正的建筑太阳能“一体化”，去掉BIPV之后，建筑物将失去这些功能；BRPV加强BIPV在提升建筑物能源使用的效率，提供循环经济及永续指标.
具体对比
(1)BRPV太阳能智能光电建材与建筑融为一体，防漏水设计，全金属背板+无边框设计，直接替代传统彩钢钣屋顶, 防水防潮隔热保温。需用30年内不需更换屋顶瓦，节省屋顶瓦更换投资费用。
(2)BRPV太阳能智能光电建材采用无边框设计，BRPV太阳能智能光电建材底部不积灰，且表面采用自洁钢化玻璃，免维护，节省运维费用及高处清洗、感电风险。
(3)BRPV经过消防测试为A级不燃复合材料-防火，TUV太阳能标准的可燃性测试为CLASS A级；而常规元件BAPV不能进行消防测试，只满足TUV太阳能标准的可燃性测试为CLASS C级, 为可燃材料，容易着火燃烧，不能直接作为屋顶材料。
(4)传统的常规BAPV为高压直流，容易产生拉弧，频频发生火灾，安全系数低；而BRPV直流侧为不高于48V的安全电压，不产生高压直流拉弧，线路皆置于线盒槽保护，安全系数高。
(5)首例通过防水测试IPX3试验，不怕漏水、侧风压等回渗问题。
(6)BRPV太阳能智能光电建材背板材料采用钢板，抗压能力强，每平方米可承重70kg，可直接上人踩，可抗16级台风；而BAPV常规元件则不能踩，背板采用EVA材料一踩就坏，背板隐裂损坏造成漏电形成安全隐患，仅能承受2400Pa风压（约为12级强风）。
(7)太阳能智能光电建材系统中的每一块太阳能板独立运行互不影响，区别于常规系统中的20～24块为一组串；同时监控达到“元件级”，可监控每一块太阳能板的实时出力情形。此功能的优势在于太阳能智能光电建材的布置将不受位置和朝向的局限，直接避免了常规系统中由于元件质量不同而引起的“木桶效应”；同时在检修维护中，也不存在会因为单一元件故障而拉低整个组串的输出功率，大大提高了系统在运行中的安全性、可靠性和稳定性。
(8)智慧太阳能智能光电建材采用结构型搭接防水，不打硅胶，适用性广；可适用于任何坡屋顶和曲面屋顶，直接作为建筑材料使用。
本发明所述BRPV强化复合安全发电建材设计合理，结构巧妙，实现建筑的防水（起到瓦的作用）和发电；通过改进后在基板上开设左搭接边和右搭接边，让相邻发电建材搭接更加方便，并且于盖板配合，能够实现搭接部的防水。
所述BRPV强化复合安全发电建材合理的在搭接边（左搭接板或右搭接边）设计螺钉安装部，而该封闭的凸圈，所述螺钉安装部是方便工作人员安装自攻螺钉，对自攻螺钉进行定位，提高施工效率，同时采用封闭的凸圈，目的在于此处不安装自攻螺钉时，不会漏水，不会产生腐蚀点。
所述BRPV强化复合安全发电建材合理的在搭接边（左搭接板或右搭接边）上开设引出线避位槽，能够方便搭接后光伏发电板的走线，在保证走线更加方便的同时，也更加美观。
所述BRPV强化复合安全发电建材合理的设计盖板，实现防水，该盖板以扣合方的方式安装于左、右搭接边形成的搭接部上方，并且在内侧涂有胶泥，防水效果好；并且该盖板具有压板和左、右卡合槽，其中左、右卡合槽与左、右搭接板的扣合耳匹配，让扣合更加稳定可靠，所述压边为倾斜设置，能够提高密封性，因为设置为倾斜时，若被压则具有恢复形变的能力，让其贴合更好。而在盖板的上方设置有凸起，该凸起为弧形，能够让水往两侧分流，放置雨水的停留。
所述BRPV强化复合安全发电建材合理的采用檩条安装，能投保证整个发电建材的平稳安装。让其与建筑物主体具有距离，防止建筑物顶坏发电建材。
附图说明
图1是半片技术的分切示意图；
图2是常规光伏产品的组件电路布局示意图；
图3是热斑效应的示意图；
图4是电路串并联设计示意图；
图5是传统电路的设计示意图；
图6是旁路安装引出的示意图；
图7是隐裂和碎片成像示意图；
图8是断栅成像示意图；
图9是黑芯片成像示意图；
图10是短路黑芯片成像示意图；
图11是本发明所述发电建材板（共三个）搭接后的立体示意图；
图12是本发明所述发电建材板（共三个）搭接后的另一视角立体示意图；
图13是本发明所述发电建材板（共两个）搭接后的立体示意图
图14是本发明所述左搭接边和右搭接边搭接安装示意图；
图15是本发明所述左搭接边和右搭接边搭接示意图；
图16是本发明所述发电建材板的立体示意图（处于倒装状态，安装时上下搭接部103位于上端）；
图17是图16中A的局部放大示意图；
图18是图16中B的局部放大示意图；
图19是图16中C的局部放大示意图；
图20是本发明所述檩条的立体示意图；
图21是本发明所述檩条的主视示意图；
图22是本发明所述盖板的立体示意图；
图23是本发明所述盖板的主视示意图；
图24是本发明的流程示意图；
图中：100、发电建材板；101、左搭接边；1011、引出线避位槽；1012、螺钉安装部；1013、左搭接口；1014、左翻遍；1015、左搭接槽；102、右搭接边；1021、右搭接槽；1022、右翻遍；1023、右搭接口；103、上下搭接部；104、光伏发电板；105、左搭接槽；106、左扣合耳；107、右扣合耳；200、檩条；201、门型框；202、贴合边；203、弯曲部；300、盖板；301、压边；302、凸起；303、左卡合槽；304、右卡合槽；400、胶泥。
具体实施方式
下面将结合附图1-图23对本发明进行详细说明，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，包括如下步骤：
S1、划片，通过无损激光划裂技术进行划片，并结合半片技术形成电池片；
S2、串焊，通过多主栅技术将电池片组装成电池片组件；
S3、排版，对电池片组件进行排版并形成具有玻璃板的光伏组件；
S4、EL测试，对光伏组件进行测试；
S5、封装，将通过测试的光伏组件进行POE胶膜封装；
S6、铺设，对封装好的光伏组件进行背材铺装，铺装好后再翻转；
S7、层压，将完成铺设和翻转的光伏组件送入层压机进行层压，在层压机中层压10-30分钟；
S8、成型，对层压后的光伏组件成型处理，并得到BRPV强化复合安全发电建材。
在该实施例中，所述无损激光划裂技术是利用激光对材料进行局部快速加热，再冷却，产生一个不均匀的温度场，该温度场会在材料表面产生温度梯度，从而诱发热应力的产生；其中激光光斑中处于压应力状态，而激光光斑前后处于拉应力状态；由于脆性材料抗压刚度远大于抗拉强度，当拉应力达到材料的断裂强度时，就会使材料发生断裂，断裂会随着激光及后续冷却的移动轨道稳定扩展，前提是在电池片边缘加工一个超小的槽口，断裂扩展会从槽口开始。
在该实施例中，如图1所示，所述半片技术是通过减小电池片尺寸，降低串阻损耗来提高组件功率，通过将标准规格电池片激光切割为尺寸相等的两个半片电池片，可将通过每根主栅的电流降低为原来的1/2，内部损耗降低为整片电池的1/4，进而提升组件功率。
在该实施例中，所述多主栅技术是通过提高主栅数目，提高电池应力分布均匀性，进而提高导电性，增加转换效率。
在该实施例中，所述排版包括电路串并联铺设和电池片级旁路安装。
如图2所示，D所指的方框是发生遮挡的地方，箭头是电流流向，会产生了热斑效应。
图2中电路是常规光伏产品的组件电路布局，D所指的方框表示遮挡情况。当组件发生遮挡时候：
电池板遮挡部位，会被其余未遮挡部位反向观点，造成局部发热，在常规系统电压1200V的工作下，就会形成热斑；
太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，在大型太阳电池组件方阵中行间距不适合也能互相形成阴影。由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热，此时，串联支路中被遮蔽的部分将被当作负载，消耗其他未被遮蔽的太阳电池所产生的能量，因此被遮蔽的部分此时会发热，这就是热斑效应（如图3所示）。
当组件中的一片或一组电池被遮挡或有隐裂损坏时，该电池片的发电量受影响，电流会低于其周围正常发电的电池。当组件的工作电流超过了该电池的短路电流时，被遮挡的电池就会从发电变为耗能，导致组件局部温度升高。这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。而造成热斑效应的，可能仅仅是一块鸟粪。
热斑除了影响组件的发电量，还会导致组件局部温度急剧上升，造成安全隐患。组件温度过高时，会引起火灾。我们在实验测试时观察到，有些单晶PERC电池的热斑温度高达170度。所以说，当整片电池组件的功率输出提高的时候，热斑电池聚集的能耗也变大，温度会升得更高，安全隐患就越大。
而本实施例中，为了解决热斑带来的上述影响，排版中将电路设计为串并联设计（如图4所示），并采用旁路安装引出（如图6所示），在图6中正极引出线（图6中B所指的引出线）和负极引出线（图6中C所指的引出线）均呈旁边引出；如图4中所示A所指方框是发生遮挡的地方，箭头上是电流流向通过串并联的设计能够克服热板热斑效应。
该设计与传统的设计相比，如图5所示，3处（如图5中1、2和3处）发生单片遮挡，组件功率影响24片；而本实施例设计的电路仅仅为1片，所以本实施例所述串并联电路的抗热斑能力为常规系统的至少24倍或36倍。
在该实施例中，所述EL测试包括对隐裂和碎片（如图7所示为隐裂和碎片成像示意图）、断栅（如图8所示为断栅成像示意图）、黑芯片（如图9所示为黑芯片成像示意图）和短路黑芯片（如图10所示为短路黑芯片成像示意图）的测试。
其中隐裂和碎片产生原因是，电池片在焊接过程中或者组件搬运过程中由于外力引起; 同时由于电池片在低温下不进行预热，突然在短时间内膨胀到高温，高温膨胀引起裂缝现象。隐裂和碎片对组件影响是，组件破裂后，内部电池电流缺失或部分损坏，电池片本身的细网格线断裂。电流的收集受到影响，长时间运行导致隐裂更严重、变成碎片、组件性能下降、功率衰减等技术问题；降低组件的使用寿命和可靠性。长时间积累，光伏组件会出现热斑效应的，后果就是造成组件损坏。隐裂和碎片的预防措施是，由于电池片本身相对脆弱并且容易破裂，所以在生产电池片 和组件程压过程中很容易造成裂缝。所以在电池片筛查过程中，提高工作责任心，做到轻拿轻放，同时优化组件层压工艺，在组件层压之前及时更换裂缝可以减少成品组件的缺陷。而EL测试成像特点是通过EL成像可以清楚地看出，单晶硅电池片呈现出“x”图案;由于晶界的影响，多晶硅的晶界或电池中的隐藏裂缝有时难以区分。隐裂片的成像特征是在EL试验下裂纹会产生明显差异的线（黑线），并且裂纹的方向是不确定的。
其中断栅产生原因是，栅极遭到破坏的主要是由于在印刷过程中出现细栅断点及细栅缺失而引起的，导致主栅线和细栅线不能形成环路。同时，电池栅线没有标准化焊接或电池板印刷不良，丝网印刷质量不好或丝网印刷参数设置不当，切割硅片不均匀，出现断层现象。断栅对组件影响是，在降低光伏组件的光电转换效率的同时，不利于收集电流。断栅的预防措施是，合理设置丝网印刷参数，丝网物料的搭配，建立丝网标准作业规程，实时监控RS能很大幅度地减少丝网印刷产生的断栅，同时可以加装自动分选机进行在线监控。而EL测试成像特点是，从EL图像中，在两个网格线之间存在垂直线，并且沿着单元的主栅线存在暗线。同时，细栅处的光强度弱或不发光主要都是电池片的未连接导致的。
其中黑芯片（黑团片）产生原因是，在硅棒拉晶过程中，硅棒中分凝系数大与氧的溶解度有直接关系，同时硅料受到不同程度污染，少数载流子的寿命降低原因是硅晶片的错位造成，导致电池的部分黑化。同时，由于缩短了晶体定向凝固时间，熔体的潜热释放和热场温度梯度匹配度不高，加快了晶体生长速度，引起内部位错缺陷主要原因是过大的热应力。黑芯片（黑团片）对的组件影响是，在组件中出现黑色芯片后，长时间运行会造成热击穿，当测试组件IV特性曲线时，曲线呈现阶梯形状，长时间运行会导致组件输出功率下降。黑芯片（黑团片）对的预防措施是，合理调整硅棒中分凝系数大和氧的溶解度，避免硅料受到污染。
其中短路黑芯片（非短路黑色芯片）的产生原因是，组件电池片串焊接 过程中造成正负极互联条短路，接线盒二极管正负极焊反、接线接错及互联条虚焊等，同时在组件被层压之前，混合低效率电池单元，并且硅晶片的质量差或者N型片被误用。没有PN结也是EL成像完全黑的原因之一。短路黑芯片（非短路黑色芯片）对组件影响是填充系数及组件输出功率会受到很大影响。组件IV特性曲线呈阶梯式的，短路电池片不能提供外部电源，整个光伏组件的输出功率降低，IV特性曲线的最大功率减小。短路黑芯片（非短路黑色芯片）的预防措施是当电池片焊接时，焊料留在边缘以避免温度低时的焊点。组件层压后，检查接线盒二极管是否焊接及引线是否异常焊接。
而本发明的生产工艺中解决隐裂和碎片的方案是采用POE弹性体（POE胶膜）封装，组件封装后不容易发生隐裂、裂片；采用POE胶膜以实现抗PID，水汽阻隔及寿命期高功率转换。与EVA相比，POE的非极性属性对生产，使用，层压工艺提出更高要 求，层压的良率与POE胶膜设计有很大关联。
在该实施例中，所述铺设的具体方式为：
背材铺装，在叠串电池背面铺装POE/PET/POE-EPE和金属背板；
翻转，将已铺装完成的发电板材输入至发电建材翻转设备里，经翻转后玻璃朝上进入层压机。
在该实施例中，所述成型的具体方式为：
整理上引线；
定位后进滚边机，压边；
铆钉凸型环分3次完成；
组件整体倒角，削边，撕封边胶带；
将上引线翻回，放置于凹槽内，涂胶固定。并在表面铺设保护膜；
正面清洗，EL测试仪测试，测IV特性，包装。
在该实施例中，所述BRPV强化复合安全发电建材包括一种BRPV强化复合安全发电建材，包括数个发电建材板100，相邻发电建材板100相互搭接，并且位于发电建材板100两侧的搭接处安装有盖板300。
在该实施例中，所述发电建材板100包括基板103和固定于基板103上方的光伏发电板104，在所述基板103的左侧设置有左搭接边101，在所述基板103的右侧设置有右搭接边102，
所述左搭接边101设置有左搭接槽1015，同时在该左搭接边101的上部设置有引出线避位槽1011；
所述右搭接边102设置有右搭接槽1021；
所述左搭接边101与相邻的右搭接边102搭接后形成两侧的搭接部，所述盖板300盖于该两侧的搭接部上方。
在该实施例中，在所述右搭接槽1021和左搭接槽1015中开设有螺钉安装部1012。
在该实施例中，所述基板103的前端具有上下搭接部103。
在该实施例中，所述左搭接边101设置有位于上下搭接部103左侧面的左搭接口1013；
所述右搭接边102设置有位于上下搭接部103右侧面的右搭接口1023。
在该实施例中，所述左搭接槽1015的外边缘设置有向上弯曲的左翻遍1014；所述右搭接槽1021的外边缘设置有向上弯曲的右翻遍1022。
在该实施例中，所述螺钉安装部1012为封闭的凸圈
如图22-图23所示，在该实施例中，搭接后的搭接部通过檩条200安装于建筑物上方，搭接部通过自攻螺钉与所述檩条200连接，而该自攻螺钉安装于所述螺钉安装部1012。
在该实施例中，所述左搭接边101的上端具有向内弯曲的左扣合耳106，所述右搭接边102的上端具有向内弯曲的右扣合耳107；所述引出线避位槽1011开设于右扣合耳107或/和左扣合耳106。
在该实施例中，所述盖板300的内侧开设有用于开合左扣合耳106的右卡合槽304，和用于卡合右扣合耳107的左卡合槽303。
在该实施例中，所述盖板300的上端具有凸起302，并在两侧便于具有向下倾斜的压边301。
在该实施例中，所述盖板300在安装时，在内侧涂有一层胶泥400。
如图20-图21所示，所述檩条200包括门型框201，该门型框与搭接部连接，在该门型框的两侧设置有贴合边202，并在该贴合边202的外边缘设置有向上弯曲的弯曲部203。
如图11所示，所述BRPV强化复合安全发电建材，作为建材能够起到发电的作用，在使用时，可以安装于房屋的屋顶，能够作为瓦，起到防水的作用，也能够发电供能；在安装时，通过檩条和螺钉将数个发电建材板安装于屋顶，并通过左搭接边与右搭接边进行搭接，通过两个边的搭接能够起到防水，并且再利用专用的盖板盖住搭接部，提高防水效果，也能够方便相邻光伏板发电板的走线；利用左、右搭接边能够实现发电建材板横向的搭接，而通过上下搭接部能够实现发电建材板纵向的搭接。而为了更好的安装，将在发电建材板的下方安装保温板500，并且该保温板位于檩条的侧面。
该BRPV强化复合安全发电建材合理的在搭接边（左搭接板或右搭接边）设计螺钉安装部，而该封闭的凸圈，所述螺钉安装部是方便工作人员安装自攻螺钉，对自攻螺钉进行定位，提高施工效率，同时采用封闭的凸圈，目的在于此处不安装自攻螺钉时，不会漏水，不会产生腐蚀点。
该BRPV强化复合安全发电建材合理的在搭接边（左搭接板或右搭接边）上开设引出线避位槽，能够方便搭接后光伏发电板的走线，在保证走线更加方便的同时，也更加美观。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
划片，通过无损激光划裂技术进行划片，并结合半片技术形成电池片；
串焊，通过多主栅技术将电池片组装成电池片组件；
排版，对电池片组件进行排版并形成具有玻璃板的光伏组件；
EL测试，对光伏组件进行测试；
封装，将通过测试的光伏组件进行POE胶膜封装；
铺设，对封装好的光伏组件进行背材铺装，铺装好后再翻转；
层压，将完成铺设和翻转的光伏组件送入层压机进行层压；
成型，对层压后的光伏组件成型处理，并得到BRPV强化复合安全发电建材。
2.根据权利要求1所述一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，其特征在于，所述无损激光划裂技术是利用激光对材料进行局部快速加热，再冷却，产生一个不均匀的温度场，该温度场会在材料表面产生温度梯度，从而诱发热应力的产生；其中激光光斑中处于压应力状态，而激光光斑前后处于拉应力状态；由于脆性材料抗压刚度远大于抗拉强度，当拉应力达到材料的断裂强度时，就会使材料发生断裂，断裂会随着激光及后续冷却的移动轨道稳定扩展，前提是在电池片边缘加工一个超小的槽口，断裂扩展会从槽口开始。
3.根据权利要求1所述一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，其特征在于，所述半片技术是通过减小电池片尺寸，降低串阻损耗来提高组件功率，通过将标准规格电池片激光切割为尺寸相等的两个半片电池片，可将通过每根主栅的电流降低为原来的1/2，内部损耗降低为整片电池的1/4，进而提升组件功率。
4.根据权利要求1所述一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，其特征在于，所述多主栅技术是通过提高主栅数目，提高电池应力分布均匀性，进而提高导电性，增加转换效率。
5.根据权利要求1所述一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，其特征在于，所述排版包括电路串并联铺设和电池片级旁路安装。
6.根据权利要求1所述一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，其特征在于，所述EL测试包括对隐裂和碎片、断栅、黑芯片和短路黑芯片的测试。
7.根据权利要求1所述一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，其特征在于，所述铺设的具体方式为：
背材铺装，在叠串电池背面铺装POE/PET/POE-EPE和金属背板；
翻转，将已铺装完成的发电板材输入至发电建材翻转设备里，经翻转后玻璃朝上进入层压机。
8.根据权利要求1所述一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，其特征在于，所述成型的具体方式为：
整理上引线；
定位后进滚边机，压边；
铆钉凸型环分3次完成；
组件整体倒角，削边，撕封边胶带；
将上引线翻回，放置于凹槽内，涂胶固定；
并在表面铺设保护膜；
正面清洗，EL测试仪测试，测IV特性，包装。
9.根据权利要求1所述一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，其特征在于，所述BRPV强化复合安全发电建材包括数个发电建材板（100），相邻发电建材板（100）相互搭接，并且位于发电建材板（100）两侧的搭接处安装有盖板（300）；
所述发电建材板（100）包括基板（103）和固定于基板（103）上方的光伏发电板（104），在所述基板（103）的左侧设置有左搭接边（101），在所述基板（103）的右侧设置有右搭接边（102），
所述左搭接边（101）设置有左搭接槽（1015），同时在该左搭接边（101）的上部设置有引出线避位槽（1011）；
所述右搭接边（102）设置有右搭接槽（1021）；
所述左搭接边（101）与相邻的右搭接边（102）搭接后形成两侧的搭接部，所述盖板（300）盖于该两侧的搭接部上方。
10.根据权利要求9所述一种BRPV强化复合安全发电建材的生产工艺，其特征在于，其特征在于：在所述右搭接槽（1021）和左搭接槽（1015）中开设有螺钉安装部（1012）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211255042.0A CN115566082A (zh) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | 一种brpv强化复合安全发电建材的生产工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211255042.0A CN115566082A (zh) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | 一种brpv强化复合安全发电建材的生产工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115566082A true CN115566082A (zh) | 2023-01-03 |
Family
ID=84744415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211255042.0A Pending CN115566082A (zh) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | 一种brpv强化复合安全发电建材的生产工艺 |
Country Status (1)
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-
2022
- 2022-10-13 CN CN202211255042.0A patent/CN115566082A/zh active Pending
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