CN117855342A - 一种高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能组件技术领域，涉及一种高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法，步骤包括：玻璃成型、预压、合片和层压，预压步骤将晶硅电池串置于第一热塑型胶膜和第二热塑型胶膜之间，再整体置于层压机的上模与下模之间，预压后得到半成品；合片步骤按照弧度配合将前板玻璃和背板玻璃夹在半成品的两侧，调整半成品的位置到前板玻璃的透明区以内，再使引线从背板玻璃上穿出。本方法避免了玻璃碎裂、晶硅电池串碎裂和晶硅电池串位置偏移三大不良问题，显著降低了报废率，使曲面双玻晶硅光伏组件的产品合格率提高到98%以上。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能组件技术领域，特别涉及一种高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法。
背景技术
随着光伏行业的发展，光伏组件使用场景日益拓展，对比应用场景较为单一的平板光伏组件，曲面光伏组件因其美观的造型、更丰富的应用场景而受到人们的青睐。凭借优秀的防火等级和载荷强度，曲面强化玻璃成为了最主流的封装材料。曲面光伏组件可匹配各种类型光伏电池片，包括但不限于柔性沉底的a-Si:H/CdTe/CIGS/PSCs薄膜光伏电池片、PERC/TOPCon/IBC/HJT晶硅电池片及与PSCs的叠层电池片等，目前晶硅HJT电池片主流产品已经减薄到130μm左右，这个厚度量级的电池片已经具备足够的弯曲半径，符合曲面光伏组件封装要求。
曲面双玻晶硅光伏组件结构依次为：前板玻璃、热塑型胶膜、晶硅电池串、热塑型胶膜、背板玻璃，共5层。前后背板玻璃是曲面的，四周没有电池串的区域使用彩色油墨层进行遮盖，以保证曲面组件的颜色一致性及美观度，有电池串的玻璃区域是透明的，透明区域比电池串区域大，也即合片完成后，电池串与彩色油墨层间存在间隙。
曲面双玻晶硅光伏组件生产最核心的瓶颈环节是合片工序，目前常规做法是：依次将前板玻璃、热塑型胶膜、晶硅电池串、热塑型胶膜、背板玻璃靠人工或者机械的方式进行堆叠，然后人工调整敷设位置，确保五层材料的紧密贴合，并在四周黏贴高温胶带进行固定，完成合片工序，然后将其送入层压机进行层压工艺。比如中国专利CN111403543A公开了一种光伏夹层玻璃封装方法，但是实际制造中发现存在如下一些问题：
1、如果前板玻璃和背板玻璃的凹凸结构比较复杂，那么两者的间隙的均匀性要求就会非常高，因为层压时一旦两块玻璃的某个区域的位置太近，那么就会产生应力集中区域，在很大的层压作用力下，玻璃就会压碎；
2、晶硅电池串具有很轻薄的结构，所以其本身的强度不高，而它介于两块玻璃之间，处于应力最容易积聚的区域，所以即使应力不足以让前后玻璃压碎，但也很可能引起晶硅电池串发生隐裂甚至破裂；
3、因为层压时晶硅电池串会变形，所以晶硅电池串所在的区域很难一开始就与透明区匹配，导致晶硅电池串与遮盖区的间距不统一，但是两个热塑型胶膜面向玻璃的表面一般是粗糙的，所以在五层贴合以后摩擦力会妨碍晶硅电池串调整位置，这也会成为产品不良的原因之一。
以上这些问题在层压后的后果往往是产品无法修补，只能报废。因此，在用传统方法制造曲面双玻晶硅光伏组件良率非常低下，甚至不到50%。
因此有必要改进成型方法来解决以上问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法，通过玻璃成型、预压、合片，最后层压的方式避免了玻璃碎裂、晶硅电池串碎裂和晶硅电池串位置偏移三大不良问题，显著降低了报废率。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法，曲面双玻晶硅光伏组件包括依次层叠的背板玻璃、第一热塑型胶膜、晶硅电池串、第二热塑型胶膜和前板玻璃，所述前板玻璃与所述背板玻璃呈凹凸匹配的曲面结构，所述前板玻璃的中部具有对应所述晶硅电池串范围的透明区，边缘具有用彩色油墨层形成的遮盖区，所述晶硅电池串上设有两条引线，所述背板玻璃上设有供所述引线穿出的孔，工艺步骤包括：
S1、玻璃成型：根据设计结构将两块平板玻璃分别热压弯曲形成所述前板玻璃和所述背板玻璃；
S2、预压：将所述晶硅电池串置于所述第一热塑型胶膜和所述第二热塑型胶膜之间，再整体置于层压机的上模与下模之间，预压后得到半成品；
S3、合片：按照弧度配合将所述前板玻璃和所述背板玻璃夹在所述半成品的两侧，调整所述半成品的位置到所述前板玻璃的透明区以内，再使所述引线从所述背板玻璃上穿出；
S4、层压：利用层压机对所述前板玻璃和所述背板玻璃的两侧进行再次压合，得到曲面双玻晶硅光伏组件。
具体的，预压步骤中，所述第一热塑型胶膜和所述第二热塑型胶膜的外侧均设有高温布。
进一步的，预压步骤中，所述层压机的参数为：抽真空时间5~20分钟，抽真空度-100 kPa，层压机温度120~169℃，层压压力-90 kPa~-10kPa，层压时间5~20分钟，层压结束后等待冷却至常温，然后剥离所述高温布。
具体的，合片步骤中，先放置所述前板玻璃，然后将所述半成品的一侧与所述前板玻璃的一边固定，令所述晶硅电池串位于所述彩色油墨层未遮挡的范围内，然后将所述背板玻璃叠在所述半成品上，将两条引线从所述背板玻璃的孔内引出，两条引线分别左右折弯后用高温胶带固定在所述背板玻璃上。
具体的，层压步骤前，先用高温胶带将所述前板玻璃和所述背板玻璃的四角固定。
本发明技术方案的有益效果是：
1、先将晶硅电池串与两层热塑型胶膜预压为一个半成品，两层热塑型胶膜在层压过程中就能对晶硅电池串起到保护和缓冲的作用，避免和降低了晶硅电池串隐裂和碎片的风险；
2、预压使热塑型胶膜的表面从压花雾状变为光滑透明状，减小了热塑型胶膜与玻璃的摩擦力，降低了晶硅电池串与前板玻璃透明区的对位调整难度；
3、在半成品已经基本确定前板玻璃和背板玻璃间隙均匀的情况下预先合片，然后再层压，热塑型胶膜也提供了调整空间，避免了局部应力过大引发的玻璃碎裂问题；
4、曲面双玻晶硅光伏组件的产品合格率提高到98%以上。
附图说明
图1为曲面双玻晶硅光伏组件的爆炸图；
图2为预压步骤的原理图；
图3为半成品的剖视图；
图4为曲面双玻晶硅光伏组件的剖视图。
图中标记为：
1-曲面双玻晶硅光伏组件，11-背板玻璃，12-第一热塑型胶膜，13-晶硅电池串，131-引线，14-第二热塑型胶膜，15-前板玻璃，151-彩色油墨层，16-半成品；
2-高温布。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例：
如图1和图4所示，曲面双玻晶硅光伏组件1包括依次层叠的背板玻璃11、第一热塑型胶膜12、晶硅电池串13、第二热塑型胶膜14和前板玻璃15，前板玻璃15与背板玻璃11呈凹凸匹配的曲面结构，前板玻璃15的中部具有对应述晶硅电池13串范围的透明区，边缘具有用彩色油墨层151形成的遮盖区，晶硅电池串13上设有两条引线131，背板玻璃11上设有供引线131穿出的孔。
如图2至图4所示，本发明的一种高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法，工艺步骤包括：
S1、玻璃成型：根据设计结构将两块平板玻璃分别热压弯曲形成前板玻璃15和背板玻璃11。
因为曲面双玻晶硅光伏组件1的设计结构是有弧度的，所以前板玻璃15和背板玻璃11要提前制成曲面结构，以备合片。
S2、预压：将晶硅电池串13置于第一热塑型胶膜12和第二热塑型胶膜14之间，再整体置于层压机的上模与下模之间，预压后得到半成品16。层压机的参数为：抽真空时间5~20分钟，抽真空度-100 kPa，层压机温度120~169℃，层压压力-90 kPa~-10kPa，层压时间5~20分钟，层压结束后等待冷却至常温。
半成品16是晶硅电池串13整体被热塑型胶膜包裹的结构，热塑型胶膜能够对晶硅电池串13的两侧起到缓冲作用。为了提高效果，层压时高温布2设于第一热塑型胶膜12和第二热塑型胶膜14的外侧。高温布2具有耐热效果，在真空作用下能够将热塑型胶膜的两侧压紧，从而实现对晶硅电池串13的封装；同时高温布2表面光滑，具有防粘效果，所以在脱模时很容易从半成品16的外侧剥离，且得到的热塑型胶膜表面光滑。在受热后，热塑型胶膜会呈透明状态。
S3、合片：按照弧度配合将前板玻璃15和背板玻璃11夹在半成品16的两侧，调整半成品16的位置到前板玻璃15的透明区以内，再使引线131从背板玻璃11上穿出。
该操作的具体步骤为：先放置前板玻璃15，然后将半成品16的一侧与前板玻璃15的一边对齐固定（比如用热风枪局部加热固定），令晶硅电池串13位于彩色油墨层151未遮挡的范围内，然后将背板玻璃11叠在半成品16上，将两条引线131从背板玻璃11的孔内引出，两条引线131分别左右折弯后用高温胶带固定。
因为在脱模后，半成品16的正反面是光滑的，所以在合片的过程中不会产生很大的阻力阻碍半成品16适应前板玻璃15和背板玻璃11形状的变形。最终能使晶硅电池串13与彩色油墨层151的间隙均匀。引线131分开粘贴能否防止两者短接。
S4、层压：利用层压机对前板玻璃15和背板玻璃11的两侧进行再次压合，得到曲面双玻晶硅光伏组件1。
层压机能够将前板玻璃15和背板玻璃11互相靠近，夹紧半成品16，在抽真空状态下赶出界面内部的空气，完成前板玻璃15与背板玻璃11的最终贴合。此时背板玻璃11、第一热塑型胶膜12、晶硅电池串13、第二热塑型胶膜14和前板玻璃15形成一个整体，即为曲面双玻晶硅光伏组件1。
为了确保对位精准，优选在层压前先用高温胶带将前板玻璃15和背板玻璃11的四角固定。
1、先将晶硅电池串13与两层热塑型胶膜预压为一个半成品16，两层热塑型胶膜在层压过程中就能对晶硅电池串13起到保护和缓冲的作用，避免和降低了晶硅电池串13隐裂和碎片的风险；
2、预压使热塑型胶膜的表面从压花雾状变为光滑透明状，减小了热塑型胶膜与玻璃的摩擦力，降低了晶硅电池串13与前板玻璃15透明区的对位调整难度；
3、在半成品16已经基本确定前板玻璃15和背板玻璃11间隙均匀的情况下预先合片，然后再层压，热塑型胶膜也提供了调整空间，避免了局部应力过大引发的玻璃碎裂问题。
新方法不是一步到位的直接层压得到曲面双玻晶硅光伏组件1，而是分成预压和层压两个步骤，两个步骤之间有调整操作，能够显著降低报废率，能够使曲面双玻晶硅光伏组件1的产品合格率提高到98%以上。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法，曲面双玻晶硅光伏组件包括依次层叠的背板玻璃、第一热塑型胶膜、晶硅电池串、第二热塑型胶膜和前板玻璃，所述前板玻璃与所述背板玻璃为呈凹凸匹配的曲面结构，所述前板玻璃的中部具有对应所述晶硅电池串范围的透明区，边缘具有用彩色油墨层形成的遮盖区，所述晶硅电池串上设有两条引线，所述背板玻璃上设有供所述引线穿出的孔，其特征在于，工艺步骤包括：
S1、玻璃成型：根据设计结构将两块平板玻璃分别热压弯曲形成所述前板玻璃和所述背板玻璃；
S2、预压：将所述晶硅电池串置于所述第一热塑型胶膜和所述第二热塑型胶膜之间，再整体置于层压机的上模与下模之间，预压后得到半成品；
S3、合片：按照弧度配合将所述前板玻璃和所述背板玻璃夹在所述半成品的两侧，调整所述半成品的位置到所述前板玻璃的透明区以内，再使所述引线从所述背板玻璃上穿出；
S4、层压：利用层压机对所述前板玻璃和所述背板玻璃的两侧进行再次压合，得到曲面双玻晶硅光伏组件。
2.根据权利要求1所述的高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法，其特征在于：预压步骤中，所述第一热塑型胶膜和所述第二热塑型胶膜的外侧均设有高温布。
3. 根据权利要求2所述的高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法，其特征在于：预压步骤中，所述层压机的参数为：抽真空时间5~20分钟，抽真空度-100 kPa，层压机温度120~169℃，层压压力-90 kPa ~ -10kPa，层压时间5~20分钟，层压结束后等待冷却至常温，然后剥离所述高温布。
4.根据权利要求1所述的高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法，其特征在于：合片步骤中，先放置所述前板玻璃，然后将所述半成品的一侧与所述前板玻璃的一边固定，令所述晶硅电池串位于所述彩色油墨层未遮挡的范围内，然后将所述背板玻璃叠在所述半成品上，将两条引线从所述背板玻璃的孔内引出，两条引线分别左右折弯后用高温胶带固定在所述背板玻璃上。
5.根据权利要求1所述的高良率的曲面双玻晶硅光伏组件敷设合片方法，其特征在于：层压步骤前，先用高温胶带将所述前板玻璃和所述背板玻璃的四角固定。
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