CN118231502A - 光伏组件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光伏组件及其制备方法。上述光伏组件包括电池串、第一封装部件以及第二封装部件，第一封装部件和第二封装部件分别设置在电池串的两侧，第一封装部件包括依次层叠设置的第一胶膜、阻水基层、第二胶膜以及背板。第一封装部件包括位于电池串和背板之间的第一热塑性胶膜、阻水基层和第二胶膜膜，胶膜‑阻水基材‑胶膜的三明治结构设计，经过层压处理，各层之间能够粘结，实现电池串与背板的粘结，并且在层压时能够包裹光伏组件的汇流条，提高汇流条引出位置的防水效果，提升光伏组件尤其是包含钙钛矿电池的光伏组件的可靠性，只需经过一步层压处理即可，无需在层压之后在汇流条引出位置增加设置防水结构，提高生产效率。

Description

光伏组件及其制备方法

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种光伏组件及其制备方法。

背景技术

近年来，太阳能清洁能源获得广泛应用。一些高效电池尤其是钙钛矿电池，由于其膜层采用特殊材料，对水汽敏感，这对光伏组件的封装提出了新的挑战。水汽的渗入主要发生在光伏组件的四周和汇流条的引出孔位置。传统技术中，采用密封胶等阻水结构在汇流条的引出孔位置进行密封。然而，这种方式阻水效果一般，无法满足要求，而且除了层压步骤，还需另外增加密封的步骤。

发明内容

基于此，有必要提供一种光伏组件及其制备方法，提高阻水效果以及生产效率。

本发明的第一方面为提供一种光伏组件，方案如下：

一种光伏组件，包括电池串、第一封装部件以及第二封装部件，所述第一封装部件和所述第二封装部件分别设置在所述电池串的两侧，所述第一封装部件包括依次层叠设置的第一胶膜、阻水基层、第二胶膜以及背板。

在其中一个实施例中，所述光伏组件还包括汇流条，所述汇流条连接于电池串，所述汇流条穿过所述第一胶膜、所述阻水基层、所述第二胶膜以及所述背板而向外引出。

在其中一个实施例中，所述第二封装部件包括第三胶膜以及透明面板，所述第三胶膜设置在所述电池串上，所述透明面板设置在所述第三胶膜远离所述电池串的一侧上。

在其中一个实施例中，所述第一胶膜为热塑性胶膜。

在其中一个实施例中，所述第二胶膜为热塑性胶膜。

在其中一个实施例中，所述第一胶膜和所述第二胶膜的材料独立地选自TPO、TPU、PVB中的一种或者多种。

在其中一个实施例中，所述阻水基层的材料包括丁基橡胶、硅胶中的一种或者多种。

在其中一个实施例中，所述背板的材料包括玻璃、有机聚合物、陶瓷中的一种或者多种。

在其中一个实施例中，所述阻水基层为黑色。

在其中一个实施例中，所述第一胶膜的厚度为200 μm~600 μm。

在其中一个实施例中，所述第二胶膜的厚度为150 μm~500 μm。

在其中一个实施例中，所述阻水基层的厚度为2 mm~5 mm。

在其中一个实施例中，所述光伏组件的周缘具有封装边框。

本发明的第二方面为提供一种光伏组件的制备方法，方案如下：

一种光伏组件的制备方法，包括以下步骤：

在电池串的两侧分别覆盖第一封装部件和第二封装部件，所述第一封装部件包括依次层叠设置的第一胶膜、阻水基层、第二胶膜以及背板；

进行层压处理。

与传统方案相比，上述光伏组件及其制备方法具有以下有益效果：

上述光伏组件及其制备方法在电池串的两侧分别采用第一封装部件和第二封装部件进行封装，第一封装部件可设置在电池串的背光侧，第一封装部件包括位于电池串和背板之间的第一热塑性胶膜、阻水基层和第二胶膜膜，胶膜-阻水基材-胶膜的三明治结构设计，经过层压处理，各层之间能够粘结，实现电池串与背板的粘结，并且在层压时能够包裹光伏组件的汇流条，提高汇流条引出位置的防水效果，提升组件可靠性，只需经过一步层压处理即可，无需在层压之后在汇流条引出位置增加设置防水结构，提高生产效率。

附图说明

图1为一实施例的光伏组件的结构示意图。

附图标记说明：

100、光伏组件；110、电池串；120、第一封装部件；121、阻水复合层；1212、第一胶膜；1214、阻水基层；1216、第二胶膜；122、背板；130、第二封装部件；131、第三胶膜；132、透明面板；140、汇流条。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”，“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”，“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

本发明提供一种光伏组件。

请参考图1所示，本发明一实施例的光伏组件100包括电池串110、第一封装部件120以及第二封装部件130。第一封装部件120和第二封装部件130分别设置在电池串110的两侧。更具体地，第一封装部件120设置在电池串110的背光侧，第二封装部件130设置在电池串110的受光侧。

其中，第一封装部件120包括阻水复合层121以及背板122。阻水复合层121位于电池串110和背板122之间。阻水复合层121依次层叠设置的第一胶膜1212、阻水基层1214、第二胶膜1216。第一胶膜1212位于电池串110和阻水基层1214之间。第二胶膜1216位于阻水基层1214和背板122之间。

上述光伏组件100在电池串110的两侧分别采用第一封装部件120和第二封装部件130进行封装，第一封装部件120可设置在电池串110的背光侧，第一封装部件120包括位于电池串110和背板122之间的第一胶膜1212、阻水基层1214和第二胶膜1216，胶膜-阻水基材-胶膜的三明治结构设计，经过层压处理，各层之间能够粘结，实现电池串110与背板122的粘结，并且在层压时能够包裹光伏组件100的汇流条140，提高汇流条140引出位置的防水效果，提升组件可靠性，只需经过一步层压处理即可，无需在层压之后在汇流条140引出位置增加设置防水结构，提高生产效率。

此外，胶膜-阻水基材-胶膜三明治结构的设计，也可以降低阻水基材如丁基橡胶溢胶到电池串110表面的风险。

传统技术中在引出孔位置加入防水结构，可能会出现层压气泡等工艺问题。而上述光伏组件100中阻水复合层121为叠层结构，可减少层压时产生气泡等工艺问题。

电池串110包括多个串联的电池片。在其中一个示例中，多个电池片呈阵列分布。

其中，电池片可以为但不限于钙钛矿电池、HJT（异质结）电池、Topcon（隧穿氧化层钝化接触）电池等。

在其中一个示例中，光伏组件100还包括汇流条140。汇流条140连接于电池串110，并穿过第一封装部件120而向外引出。

更具体地，汇流条140穿过第一胶膜1212、阻水基层1214、第二胶膜1216。背板122上设置有引出孔，汇流条140从引出孔引出。

各层铺设完成后，进行层压处理，胶膜-阻水基材-胶膜三明治结构的阻水复合层121可实现对汇流条140穿过位置的防水保护，无需再层压之后增加在引出孔设置防水结构的步骤。

在其中一个示例中，汇流条140通过表面设置颜色涂层，实现所需颜色。“全黑组件”是一种常见的设计方向。例如一些商业电站或户用等场景要求光伏组件100的外观为全黑色，以实现外观美观。

在其中一个示例中，为实现“全黑组件”设计，提升组件外观美学性，汇流条140为黑色。

阻水基层1214具有低透水率，优选为低透水率的有机聚合物，例如丁基橡胶、硅胶等。

在其中一个示例中，阻水基层1214通过添加颜料，实现所需颜色。在其中一个示例中，为实现“全黑组件”设计，提升组件外观美学性，阻水基层1214为黑色。也即，阻水基层1214不仅起到防水、粘结的作用，还起到实现黑色外观的作用。

第一胶膜1212优选为热塑性胶膜，使第一胶膜1212可以预成型在阻水基层1214上，并且层压时第一胶膜1212可以更好地粘结汇流条140，提高阻水效果。

可选地，第一胶膜1212的材料可以为但不限于聚烯烃类热塑性弹性体（TPO）、聚氨酯类热塑性弹性体（TPU）中的一种或者多种。

第二胶膜1216优选为热塑性胶膜，使第二胶膜1216可以预成型在阻水基层1214上，并且层压时第二胶膜1216可以更好地粘结汇流条140，提高阻水效果。

可选地，第二胶膜1216的材料可以为但不限于TPO、TPU、PVB中的一种或者多种。

背板122优选采用刚性面板，以提供光伏组件100的整体结构强度，使光伏组件100不易被外力损伤。

例如，背板122的材料可以为但不限于玻璃、高分子聚合物、陶瓷中的一种或者多种。

在其中一个示例中，背板122为玻璃背板。

在其中一个示例中，第一胶膜1212的厚度为200 μm~600 μm。进一步地，在其中一个示例中，第一胶膜1212的厚度为300 μm~500 μm。在一些具体的示例中，第一胶膜1212的厚度为200 μm、250 μm、300 μm、350 μm、400 μm、450 μm、500 μm、550 μm、600 μm等。

在其中一个示例中，第二胶膜1216的厚度为150 μm~500 μm。进一步地，在其中一个示例中，第二胶膜1216的厚度为200 μm~400 μm。在一些具体的示例中，第二胶膜1216的厚度为150 μm、200 μm、250 μm、300 μm、350 μm、400 μm、450 μm、500 μm等。

在其中一个示例中，阻水基层1214的厚度为2 mm~5 mm。进一步地，在其中一个示例中，阻水基层1214的厚度为3 mm~4 mm。在一些具体的示例中，阻水基层1214的厚度为2mm、2.5 mm、3 mm、3.5 mm、4 mm、4.5 mm、5 mm等。

第二封装部件130为透光部件，优选具有高的光透过率，以使光线能够透过第二封装部件130到达电池串110。

如图1所示，在其中一个示例中，第二封装部件130包括第三胶膜131以及透明面板132。第三胶膜131设置在电池串110上，透明面板132设置在第三胶膜131远离电池串110的一侧上。

可选地，第三胶膜131的材料可以为但不限于聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚烯烃弹性体（POE）、TPO、TPU、PVB中的一种或者多种。第三胶膜131可以为单层，也可以为多层叠层。

在其中一个示例中，第三胶膜131为EVA胶膜。EVA胶膜具有高透光率以及良好的抗紫外湿热黄变性，并且与玻璃之间的粘结性好，成本较低。

在其中一个示例中，第三胶膜131为POE胶膜。POE胶膜具有水汽透过率低、体积电阻率高、抗PID（电势诱导衰减）性能好等特点。

在其中一个示例中，第三胶膜131为EPE胶膜。EPE胶膜是三层复合结构胶膜，为EVA/POE/EVA共挤形成，兼具POE和EVA的优点，既具有POE的高阻水性、高体积电阻率和高抗PID性能，又具有EVA的良好的抗紫外湿热黄变性以及粘结性。EPE胶膜可以通过调控各层的层厚比例，保证胶膜具有POE的可靠性和EVA的加工性。

在其中一个示例中，第三胶膜131的厚度为400 μm~ 700 μm。进一步地，在其中一个示例中，第三胶膜131的厚度为500 μm~600 μm。在一些具体的示例中，第三胶膜131的厚度为400 μm、450 μm、500 μm、550 μm、600 μm、650 μm、700 μm等。

透明面板132优选采用刚性面板，以提供光伏组件100的整体结构强度，使光伏组件100不易被外力损伤。

例如，透明面板132的材料可以为但不限于玻璃、阻水高分子聚合物中的一种或者多种。

在其中一个示例中，透明面板132为玻璃面板。

在其中一个示例中，光伏组件100的周缘具有封装边框（图中未示出），以进行边缘封装。

可选地，封装边框可以为但不限于铝边框、复合材料边框中的一种或者多种。

在其中一个示例中，为实现“全黑组件”设计，提升组件外观美学性，封装边框为黑色。

进一步地，本发明还提供一种上述任一示例的光伏组件100的制备方法。

本发明一实施例的光伏组件100的制备方法包括以下步骤：

本发明一实施例的光伏组件100的制备方法包括以下步骤：

在电池串110的两侧分别覆盖第一封装部件120和第二封装部件130，第一封装部件120包括依次层叠设置的第一胶膜1212、阻水基层1214、第二胶膜1216以及背板122；

进行层压处理。

上述光伏组件100的制备方法在电池串110的两侧分别采用第一封装部件120和第二封装部件130进行封装，第一封装部件120可设置在电池串110的背光侧，第一封装部件120包括位于电池串110和背板122之间的第一胶膜1212、阻水基层1214和第二胶膜1216，胶膜-阻水基材-胶膜的三明治结构设计，经过层压处理，各层之间能够粘结，实现电池串110与背板122的粘结，并且在层压时能够包裹光伏组件100的汇流条140，提高汇流条140引出位置的防水效果，提升组件可靠性，只需经过一步层压处理即可，无需在层压之后在汇流条140引出位置增加设置防水结构，提高生产效率。

此外，胶膜-阻水基材-胶膜三明治结构的设计，也可以降低阻水基材如丁基橡胶溢胶到电池串110表面的风险。

传统技术中在引出孔位置加入防水结构，可能会出现层压气泡等工艺问题。而上述光伏组件100的制备方法中阻水复合层121为叠层结构，可减少层压时产生气泡等工艺问题。

在其中一个示例中，光伏组件100中各层层叠设置之后，进行层压处理。

在其中一个示例中，层压处理的温度为120℃~150℃，压力为-20 KPa~-90 KPa，时间为15 min~40 min。进一步地，在其中一个示例中，层压处理的温度为130℃~140℃，压力为-40 KPa~-80 KPa，时间为20 min~30 min。

在其中一个示例中，光伏组件100的制备方法包括以下步骤：

依次铺设透明面板132、第三胶膜131、电池串110、阻水复合层121以及背板122。

更具体地，光伏组件100的制备方法包括以下步骤：

步骤S1，铺设透明面板132。

步骤S2，在透明面板132上铺设第三胶膜131。

步骤S3，在第三胶膜131上铺设电池串110。

步骤S4，在电池串110上铺设阻水复合层121。

步骤S5，在阻水复合层121上铺设背板122。

步骤S6，层压处理。

进一步地，光伏组件100的制备方法还可以包括以下步骤：

步骤S7，在叠层边缘设置封装边框。

进一步地，光伏组件100的制备方法还可以包括以下步骤：

步骤S8，安装接线盒。

进一步地，光伏组件100的制备方法还可以包括以下步骤：

步骤S9，加热固化。

在其中一个示例中，光伏组件100还包括汇流条140。汇流条140连接于电池串110。在铺设阻水复合层121和背板122时，使汇流条140穿过阻水复合层121和背板122而向外引出。

更具体地，汇流条140穿过第一胶膜1212、阻水基层1214、第二胶膜1216。背板122上设置有引出孔，汇流条140从引出孔引出。

各层铺设完成后，进行层压处理，胶膜-阻水基材-胶膜三明治结构的阻水复合层121可实现对汇流条140穿过位置的防水保护，无需再层压之后增加在引出孔设置防水结构的步骤。

其中，在光伏组件100的制备时，阻水复合层121可以是第一胶膜1212、阻水基层1214和第二胶膜1216逐层进行铺设，也可以是将第一胶膜1212、阻水基层1214和第二胶膜1216进行复合之后，作为整体进行铺设。

在其中一个示例中，步骤S4包括：

步骤S41，在电池串110上铺设第一胶膜1212。

步骤S42，在第一胶膜1212上铺设阻水基层1214。

步骤S43，在阻水基层1214上铺设第二胶膜1216。

在另一个示例中，步骤S4包括：

步骤S41，在阻水基层1214的两侧分别设置第一胶膜1212和第二胶膜1216，得到阻水复合层121。

步骤S42，将阻水复合层121铺设在电池串110上。

在阻水基层1214的两侧分别设置第一胶膜1212和第二胶膜1216的方式可以为但不限于喷涂、浸涂、旋涂、刮涂、狭缝涂布等。

以下结合具体实施例进行进一步说明，但本发明并不局限于下述具体实施例。

实施例1

本实施例提供一种光伏组件100。

本实施例的光伏组件100包括电池串110、第一封装部件120、第二封装部件130、汇流条140以及封装边框。

其中，电池串110包括多个串联的钙钛矿电池片。第一封装部件120设置在电池串110的背光侧，第二封装部件130设置在电池串110的受光侧。

第一封装部件120包括阻水复合层121以及背板122。阻水复合层121位于电池串110和背板122之间。阻水复合层121依次层叠设置的第一胶膜1212、阻水基层1214、第二胶膜1216。第一胶膜1212位于电池串110和阻水基层1214之间。第二胶膜1216位于阻水基层1214和背板122之间。阻水基层1214的材料包括丁基橡胶。第一胶膜1212和第二胶膜1216为热塑性胶膜，材料为TPO胶膜。背板122为玻璃背板。

第二封装部件130包括第三胶膜131以及透明面板132。第三胶膜131设置在电池串110上，透明面板132设置在第三胶膜131远离电池串110的一侧上。其中，第三胶膜131为EVA胶膜。透明面板132为玻璃面板。

汇流条140连接于电池串110，并穿过第一封装部件120而向外引出。更具体地，汇流条140穿过第一胶膜1212、阻水基层1214、第二胶膜1216。背板122上设置有引出孔，汇流条140从引出孔引出。

封装边框位于光伏组件100的周缘，以进行边缘封装。

其中，阻水基层1214、汇流条140以及封装边框均为黑色，使光伏组件100为“全黑组件”。

实施例2

本实施例提供一种光伏组件的制备方法。

本实施例的制备方法包括以下步骤：

步骤1，铺设透明面板132。

步骤2，在透明面板132上铺设第三胶膜131。

步骤3，在第三胶膜131上铺设电池串110。

步骤4，在阻水基层1214的两侧分别喷淋第一胶膜1212和第二胶膜1216，得到阻水复合层121。

步骤5，在电池串110上铺设阻水复合层121。

步骤6，在阻水复合层121上铺设背板122。在铺设阻水复合层121和背板122时，使汇流条140穿过阻水复合层121和背板122而向外引出。

步骤7，层压处理。

步骤8，在叠层边缘设置封装边框。

步骤9，安装接线盒。

步骤10，加热固化。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种光伏组件，其特征在于，包括电池串、第一封装部件以及第二封装部件，所述第一封装部件和所述第二封装部件分别设置在所述电池串的两侧，所述第一封装部件包括依次层叠设置的第一胶膜、阻水基层、第二胶膜以及背板。

2.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件还包括汇流条，所述汇流条连接于电池串，所述汇流条穿过所述第一胶膜、所述阻水基层、所述第二胶膜以及所述背板而向外引出。

3.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述第二封装部件包括第三胶膜以及透明面板，所述第三胶膜设置在所述电池串上，所述透明面板设置在所述第三胶膜远离所述电池串的一侧上。

4.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述第一胶膜为热塑性胶膜；和/或

所述第二胶膜为热塑性胶膜。

5.如权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述第一胶膜和所述第二胶膜的材料独立地选自TPO、TPU、PVB中的一种或者多种。

6.如权利要求1~5中任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述阻水基层的材料包括丁基橡胶、硅胶中的一种或者多种。

7.如权利要求1~5中任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述背板的材料包括玻璃、有机聚合物、陶瓷中的一种或者多种；和/或

所述阻水基层为黑色。

8.如权利要求1~5中任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述第一胶膜的厚度为200μm~600 μm；和/或

所述第二胶膜的厚度为150 μm~500 μm；和/或

所述阻水基层的厚度为2 mm~5 mm。

9.如权利要求1~5中任一项所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件的周缘具有封装边框。

10.一种光伏组件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在电池串的两侧分别覆盖第一封装部件和第二封装部件，所述第一封装部件包括依次层叠设置的第一胶膜、阻水基层、第二胶膜以及背板；

进行层压处理。