CN116673645B - 一种光伏组件焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及光伏组件焊接技术领域，更具体地说，它涉及一种光伏组件焊接方式。一种光伏组件焊接方式，包括如下步骤：将UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏；将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、层压，得到光伏组件。本申请通过将UV胶打在焊点上，使得焊点与打胶点重合，解决了UV胶对电池片的遮盖问题，提高了电池片的有效受光面积。
Description
技术领域
本申请涉及光伏组件焊接技术领域，更具体地说，它涉及一种光伏组件焊接方法。
背景技术
随着HJT电池片的兴起，低温焊接技术迎来了长足的进步。其中SMARTWIR智能焊接技术受到各组件企业广泛关注。目前国外企业常用的方式是用胶膜将焊带粘黏在电池片上，再通过层压时的温度进行焊接。
国内一些组件厂对焊接技术进行了优化，具体方案为：先在电池片栅线上使用点胶方式打上UV胶，形成打胶点，再将焊带铺在电池片的栅线上，使用紫外线使UV胶固化，从而实现焊带和电池片的粘黏，之后再进行层压，利用层压温度使焊带和电池片进行焊接，产生电气连接。这种焊接技术用点胶的方式代替了胶膜，简化了粘黏工艺，有一定的进步，但是还存在以下不足：整个电池片约有1.3％的面积被UV胶覆盖，即使使用高透光性的UV胶，还是会不可避免地降低电池片的有效受光面积，降低电池片的吸光率和转化功率。
因此，本领域亟需开发一种新的光伏组件焊接方法，以解决UV胶对电池片的遮盖问题。
发明内容
为了解决UV胶对电池片的遮盖问题，本申请提供一种光伏组件焊接方法。
第一方面，本申请提供一种光伏组件焊接方法，采用如下的技术方案：
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、层压，得到光伏组件。
通过采用上述技术方案，相关技术中，焊点与打胶点分别处于电池片的不同位置，打胶点和焊点会对电池片产生遮盖；本申请将UV胶直接打在焊点上，使得打胶点与焊点重叠，从而解决了UV胶对电池片的遮盖问题，提高了电池片的有效受光面积。
优选的，所述UV胶的局部软化温度为110-140℃；所述层压步骤时的温度为130-140℃。
通过采用上述技术方案，当层压步骤时的温度和UV胶的局部软化温度在上述范围内时，层压步骤时已经达到了UV胶的局部软化温度，局部软化温度指的是在此温度下UV胶呈现局部软化状态，保持一定的粘黏性，UV胶受到挤压向焊带的两侧移动，使得焊带能够直接接触到焊点，使得焊带固定在电池片上，提高焊带与电池片之间焊接效果，提高焊接稳定性。
优选的，所述UV胶由包含以下重量份的原料组成：预聚物20-40份、单体30-45份、光引发剂1-4份、助焊剂10-15份；所述助焊剂由DL苹果酸、无水柠檬酸和三乙醇胺按照质量比为(1-5):(1-3):1复配而成。
通过采用上述技术方案，UV胶的原料中包含助焊剂，助焊剂分散在UV胶中，助焊剂颗粒对紫外光线有一定的阻挡作用，用紫外线固化UV胶后，助焊剂颗粒周围的UV胶并没有完全固化，因此UV胶呈现具有一定弹性的半固化状态；在层压步骤中，呈半固化状态的UV胶局部软化，上述助焊剂也达到活性温度，从UV胶中释放出来，发挥助焊效果，从而进一步提高了焊带与电池片之间的焊接效果，进一步提高焊接稳定性。
此外，三乙醇胺本身含有氨基且具有一定的润湿能力，有助于助焊剂活性的发挥，与此同时，三乙醇胺还能和上述有机酸发生反应生成不稳定的产物，这种产物在层压温度下能够迅速分解，重新生成具有助焊作用的有机酸，在保证上述有机酸助焊活性的基础上，降低有机酸在对焊带的腐蚀。
优选的，所述DL苹果酸、无水柠檬酸和三乙醇胺的质量比为(2.5-5):(1.5-3):1。
优选的，所述预聚物由环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯按照质量比为(1-5):1复配而成。
优选的，所述环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的质量比为(2.5-5):1。
优选的，所述助焊剂的粒径为0.5-1μm。
通过采用上述技术方案，当助焊剂的粒径在上述范围内时，助焊剂在UV胶中的分散性能较佳，能够更好地发挥助焊效果。
优选的，所述单体为异十三烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或多种。
优选的，所述单体为异十三烷基丙烯酸酯。
优选的，所述UV胶的制备方法，包括如下步骤：将预聚物、单体和光引发剂混合，再加入助焊剂，超声搅拌30-60min，得到UV胶。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请将UV胶直接打在焊点上，使得打胶点与焊点重叠，从而解决了UV胶对电池片的遮盖问题，提高了电池片的有效受光面积。
2、本申请中优选采用局部软化温度为110-140℃的UV胶，并采用130-140℃作为层压步骤时的温度，当层压步骤时的温度和UV胶的局部软化温度在上述范围内时，层压步骤时已经达到了UV胶的局部软化温度，UV胶保持一定的粘黏性，受到挤压向焊带的两侧移动，使得焊带能够直接接触到焊点，使得焊带固定在电池片上，提高焊带与电池片之间焊接效果，提高焊接稳定性。
3、本申请在UV胶中加入助焊剂，助焊剂由DL苹果酸、无水柠檬酸和三乙醇胺复配制得，在层压步骤中，呈半固化状态的UV胶局部软化，上述助焊剂也达到活性温度，从UV胶中释放出来，发挥助焊效果，从而进一步提高了焊带与电池片之间的焊接效果，进一步提高焊接稳定性；
此外，三乙醇胺本身含有氨基且具有一定的润湿能力，有助于助焊剂活性的发挥，与此同时，三乙醇胺还能和上述有机酸发生反应生成不稳定的产物，这种产物在层压温度下能够迅速分解，重新生成具有助焊作用的有机酸，在保证上述有机酸助焊活性的基础上，降低有机酸在对焊带的腐蚀。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请做进一步详细说明。
若无特殊说明，以下实施例以及对比例中所用的原料规格详见表1。
表1.原料规格信息
| 原料 | 规格 |
| 环氧丙烯酸酯 | 型号：EBECRYL 605 |
| 聚氨酯丙烯酸酯 | 牌号：T20D |
| DL苹果酸 | 货号：889 |
| 聚醚丙烯酸酯 | 牌号：EB40 |
| 聚酯丙烯酸酯 | 牌号：EB 800 |
UV胶的制备例
制备例1
UV胶，按照如下步骤制得：
将100g的DL苹果酸、100g无水柠檬酸和100g三乙醇胺混合，得到粒径为0.5-1μm的助焊剂；
将1kg环氧丙烯酸酯和1kg聚氨酯丙烯酸酯混合，得到预聚物；
将200g预聚物、300g单体异十三烷基丙烯酸酯、10g光引发剂1-羟基环己基苯甲酮、100g助焊剂混合，超声搅拌30min，得到UV胶，本制备例制得的UV胶的局部软化温度为110-140℃。
制备例2
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例中的助焊剂由DL苹果酸、无水柠檬酸和三乙醇胺按照质量比为5:3:1复配制得，助焊剂总质量为300g。
制备例3
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例中的助焊剂由DL苹果酸、无水柠檬酸和三乙醇胺按照质量比为2.5:1.5:1复配制得，助焊剂总质量为300g。
制备例4
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例中超声搅拌的时间为60min。
制备例5
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例中将单体异十三烷基丙烯酸酯等质量更换为甲基丙烯酸羟乙酯。
制备例6
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例中的预聚体由环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯按照质量比为5:1复配制得，预聚体的总质量为2kg。
制备例7
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例中的预聚体由环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯按照质量比为2.5:1复配制得，预聚体的总质量为2kg。
制备例8
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例中的预聚体由聚醚丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯按照质量比为1:1复配制得，预聚体的总质量为2kg。
制备例9
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例中的预聚体由环氧丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯按照质量比为1:1复配制得，预聚体的总质量为2kg。
制备例10
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例中的助焊剂由150g的DL苹果酸和150g无水柠檬酸混合制得。
制备例11
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例与制备例1中UV胶的组分含量不同，本申请将400g预聚物、450g单体异十三烷基丙烯酸酯、40g光引发剂1-羟基环己基苯甲酮、150g助焊剂混合，得到UV胶。
制备例12
UV胶，与制备例1的区别点在于，本制备例与制备例1中UV胶的组分含量不同，本申请将300g预聚物、400g单体异十三烷基丙烯酸酯、30g光引发剂1-羟基环己基苯甲酮、120g助焊剂混合，得到UV胶。
实施例
实施例1
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例1制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例2
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例2制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例3
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例3制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例4
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例4制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例5
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例5制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例6
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例6制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例7
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例7制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例8
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例8制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例9
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例9制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例10
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例10制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例11
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例11制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
实施例12
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例12制得的UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
对比例
对比例1
一种光伏组件焊接方法，包括如下步骤：
S1，将制备例1制得的UV胶点在电池片的非焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、在140℃下层压，安装边框和接线盒，得到光伏组件。
检测方法
将实施例1-12和对比例1的光伏组件分别生产3份，测得光伏组件的平均功率，并采用EL检测仪测定光伏组件的虚焊率，结果如表2所示，光伏组件在经过TC200(热循环试验)测试后，其最大输出功率衰减率如表2所示。
表2.光伏组件的性能测试
由表2可以看出，本申请实施例制得的光伏组件的平均功率≥573.54W、虚焊率≤0.68％、TC200功率衰减率≤0.53％。与对比例1相比，光伏组件的平均功率较高，虚焊率和TC200功率衰减率均较低，本申请通过将UV胶点在电池片的焊点位置，使得焊点与打胶点重叠，解决了UV胶对电池片的遮盖问题。
结合实施例1和实施例8-9并结合表2可以看出，实施例1的平均功率高于实施例8-9、虚焊率和TC200功率衰减率低于对比例8-9，这可能是因为：实施例1采用的UV胶来源于制备例1、实施例8-9采用的UV胶来源于制备例8-9；制备例1采用的预聚体由环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯复配制得、制备例8采用的预聚体由聚醚丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯复配制得、制备例9采用的预聚体由环氧丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯复配制得。
发明人经过多次试验发现，采用环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯按照本申请的质量比复配制得的预聚体能够保证UV胶的局部软化温度在110-140℃这一范围内，UV胶局部软化温度在上述范围内具有如下作用：层压温度在UV胶的局部软化温度的范围内，能够使得UV胶在层压时呈现局部软化状态，保持一定的粘黏性，UV胶受到挤压向焊带的两侧移动，使得焊带能够直接接触到焊点，使得焊带固定在电池片上，提高焊带与电池片之间焊接效果，提高焊接稳定性；助焊剂也达到活性温度，能够从局部软化的UV胶中释放出来，发挥助焊效果，从而进一步提高了焊带与电池片之间的焊接效果，进一步提高焊接稳定性；而制备例8-9制得的UV胶局部软化温度超出了上述范围，难以达到实施例1的焊接效果。
结合实施例1和实施例10并结合表2可以看出，实施例1的平均功率高于实施例10、虚焊率和TC200功率衰减率低于对比例10，这可能是因为：实施例1采用的UV胶来源于制备例1、实施例10采用的UV胶来源于制备例10，制备例1的助焊剂中含有三乙醇胺，而制备例10的助焊剂中不含三乙醇胺，三乙醇胺本身含有氨基且具有一定的润湿能力，有助于助焊剂活性的发挥，与此同时，三乙醇胺还能和上述有机酸发生反应生成不稳定的产物，这种产物在层压温度下能够迅速分解，重新生成具有助焊作用的有机酸，在保证上述有机酸助焊活性的基础上，降低有机酸在对焊带的腐蚀。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种光伏组件焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，将UV胶点在电池片的焊点位置，形成打胶点；
S2，在电池片的栅线上放置拉直后的焊带，所述焊带覆盖在打胶点上；
S4，用紫外线固化UV胶，使得焊带与电池片粘黏，UV胶呈具有弹性的半固化状态；
S5，将玻璃、所述步骤S4得到的电池片、背板依次层叠敷设、层压，得到光伏组件；
所述UV胶的局部软化温度为110-140℃；所述层压步骤时的温度为130-140℃；
所述UV胶由包含以下重量份的原料组成：预聚物20-40份、单体30-45份、光引发剂1-4份、助焊剂10-15份；所述助焊剂由DL苹果酸、无水柠檬酸和三乙醇胺按照质量比为（2.5-5）:（1.5-3）:1复配而成。
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件焊接方法，其特征在于：所述预聚物由环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯按照质量比为（1-5）:1复配而成。
3.根据权利要求2所述的一种光伏组件焊接方法，其特征在于：所述环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的质量比为（2.5-5）:1。
4.根据权利要求1所述的一种光伏组件焊接方法，其特征在于：所述助焊剂的粒径为0.5-1μm。
5.根据权利要求1所述的一种光伏组件焊接方法，其特征在于：所述单体为异十三烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种光伏组件焊接方法，其特征在于：所述UV胶的制备方法，包括如下步骤：将预聚物、单体和光引发剂混合，再加入助焊剂，超声搅拌30-60min，得到UV胶。
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