CN208674145U - 一种太阳能组件的热压封装装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种太阳能组件的热压封装装置，该热压封装装置包括驱动件(1)、热压件(2)和支撑件(3)，所述驱动件(1)用于驱动所述热压件(2)对位于所述支撑件(3)上的太阳能组件进行热压封装，所述热压件(2)包括用于与所述太阳能组件接触的仿形模具(2‑1)和加热该仿形模具(2‑1)的加热组件(2‑2)，所述仿形模具(2‑1)可拆卸地连接在所述加热组件(2‑2)上。本公开的热压封装装置能高效地对太阳能组件进行封装。
Description
技术领域
本公开涉及太阳能组件封装技术，具体地，涉及一种太阳能组件的热压封装装置。
背景技术
太阳能电池组件是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池组件的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。伴随着太阳能电池组件的快速发展，目前太阳能电池组件包括常规的平板状和异形太阳能电池组件，异形太阳能组件的表面往往具有特殊的形状，或者电池组件的表面并不在一个水平面上，现有的封装技术无法直接对异形太阳能组件进行封装，往往需要对不同平面的电池组件表面分别进行封装，这样的封装方式效率低、速度慢；现有的封装方法主要包括热封层压法和双面胶冷压法，热封层压法在封装的过程中温度较高，一般在150℃以上，封装材料在经历上述高温过程后往往会发生褪色、发黑、发黄等，双面胶冷压法封装得到的太阳能产品在后续使用过程中，太阳能组件光照发热往往导致双面胶与太阳能组件分离、开胶。
如何快速高效地对异形太阳能组件进行封装是目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种太阳能组件的热压封装装置，通过本公开的热压封装装置能够高效地对太阳能组件进行热压封装。
本公开提供一种太阳能组件的热压封装装置，该热压封装装置包括驱动件、热压件和支撑件，所述驱动件用于驱动所述热压件对位于所述支撑件上的太阳能组件进行热压封装，所述热压件包括用于与所述太阳能组件接触的仿形模具和加热该仿形模具的加热组件，所述仿形模具可拆卸地连接在所述加热组件上。
可选的，所述加热组件为加热板，所述仿形模具可拆卸地连接于所述加热板朝向所述支撑件的侧面。
可选的，所述热压封装装置还包括可拆卸地连接在所述加热组件外的耐高温件，该耐高温件覆盖所述仿形模具。
可选的，所述热压封装装置还包括缓冲件，所述缓冲件连接于所述驱动件和所述热压件之间。
可选的，所述缓冲件包括第一连接板、第二连接板以及垂直连接于二者之间的多个弹簧；两个连接板平行设置，所述第一连接板与所述驱动件连接，所述第二连接板与所述热压件连接。
可选的，所述支撑件具有多个用于放置所述太阳能组件的工作位置，所述热压封装装置还包括滑杆，所述驱动件可滑动地连接于所述滑杆以对应所述支撑件的不同工作位置。
可选的，所述支撑件包括水平设置的支撑台面和位于支撑台面上的软垫，所述滑杆沿水平方向延伸。
通过本公开的热压封装装置能够对常规和异形的太阳能组件进行高效的封装，能有效避免封装材料发生色变，封装效果好，长时间使用保持不开胶。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开的太阳能组件的热压封装装置的一种具体实施方式的结构示意图。
图2是本公开的太阳能组件的热压封装装置的一种具体实施方式的剖面图。
附图标记说明
1 驱动件 2 热压件 3 支撑件
4 缓冲件 5 滑杆 6 工作位置
7 耐高温件
2-1 仿形模具 2-2 加热组件
3-1 支撑台面 3-2 软垫
4-1 第一连接板 4-2 第二连接板 4-3 弹簧
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指太阳能组件的热压封装装置在正常使用状态下定义的，而“内、外”则是指相应轮廓的内外，具体可参考图1所示的图面方向。
第一方面，本公开提供一种太阳能组件的热压封装装置，如图1、2所示，该热压封装装置可以包括驱动件1、热压件2和支撑件3，所述驱动件1可以用于驱动所述热压件2对位于所述支撑件3上的太阳能组件进行热压封装，所述热压件2可以包括用于与所述太阳能组件接触的仿形模具2-1和加热该仿形模具2-1的加热组件2-2，所述仿形模具2-1可以可拆卸地连接在所述加热组件2-2上。
现有的热压封装装置只能对表面在同一平面的电池组件进行封装，异形太阳能电池组件的表面往往在不同的平面，比如太阳能电池组件的表面可以在两个、三个或更多个平面上，相邻的两个平面间可以具有一定的深度差，通过现有的热压封装装置无法直接对所述的异形电池组件进行组装。其一，本公开的热压封装装置中可拆卸地设置有仿形模具，该仿形模具的形状根据待封装的太阳能组件的形状确定，仿形模具可以为方形、六边形、平面、曲面等，待封装的太阳能组件表面的平面数量、每个平面的大小以及相邻平面之间的距离均与该组件对应的仿形模具完全相同，进而在对异形太阳能组件表面进行封装时，通过相匹配的仿形模具可以一次性、高效地完成封装；其二，在本公开的热压封装装置中，所述仿形模具可以可拆卸地连接在所述加热组件，因此在对不同形状的太阳能组件进行封装时，可以实时地选择不同的仿形模具进行封装，切换方便，进而可以高效、快速地对多种太阳能组件进行封装。
若待封装的太阳能组件的上下表面均是不在同一平面的异形，在具体的热压封装过程中，支撑件上也需要放置一个所述仿形模具，比如待封装的太阳能组件的上下表面中央都有凹陷区，凹陷区以外的区域在同一平面，凹陷区在同一平面，两个平面有一定的深度差；此时，仿形模具需要与组件表面的形状匹配，因此仿形模具的表面中央可以有凸出区，凸出区周边的区域在一个平面上，凸出区的大小、周边区域的大小以及二者的深度差与太阳能组件的凹陷区的大小、周边区域大小以及二者的深度差全部相同；在进行热压封装之前，首先在支撑件上放置一个仿形模具，仿形模具的凸出区朝上放置，驱动件驱动的仿形模具在对太阳能组件表面施压的过程中，被驱动的仿形模具的凸出区朝下，这样经过一次热压封装过程能够同时将组件的两个异形的上下表面进行封装。所述仿形模具可以为刚性模具，比如可以为不锈钢模具，并且，在上述的实施方式中，放置于支撑件上的仿形模具的表面可以相贴合地覆盖有软垫，并且覆盖软垫后的仿形模具能够非常好地与待封装的太阳能组件的异形表面相匹配。
如图1、2所示，根据本公开的第一方面，所述加热组件2-2可以为加热板，所述仿形模具2-1可以可拆卸地连接于所述加热板朝向所述支撑件3的侧面。所述加热板可以为刚性板，比如可以为不锈钢等金属板，在进行热压封装中的过程中，所述驱动件驱动所述热压件朝向靠近所述支撑件的方向运动，进而仿形模具可以在驱动件的驱动下向位于支撑件上的太阳能组件进行施压，在这个过程中加热组件也会对仿形模具进行加热，进而仿形模具可以对太阳能组件完成加热和加压封装，所述仿形模具可以由刚性材料制成，比如不锈钢等稳定金属材料。
如图2所示，根据本公开的第一方面，所述热压封装装置还可以包括可拆卸地连接在所述加热组件2-2外的耐高温件7，该耐高温件7可以覆盖所述仿形模具2-1。所述耐高温件可以为耐高温布层，该耐高温布层可以贴合地覆盖所述仿形模具，该耐高温布层可以将加热组件包覆在其内部，且该耐高温布层可以向上翻折进而粘结至加热组件上，仿形模具在对太阳能组件进行热压封装时，耐高温布层可以使太阳能组件的上下表面和封装材料受热更加均匀，进而封装后的组件表面与封装材料间的粘结更加紧密、牢靠。
如图1所示，根据本公开的第一方面，所述热压封装装置还可以包括缓冲件4，所述缓冲件4可以连接于所述驱动件1和所述热压件2之间。所述驱动件驱动所述热压件对太阳组件进行热压封装时，位于所述驱动件和所述热压件之间的缓冲件可以对所述驱动件产生反向的缓冲作用力，进而可以使仿形模具对太阳能组件的施压更加均匀，施压速度也可以减缓，进而可以有效防止太阳能组件在封装过程中因为突然受到过大、过快的作用力而发生碎裂等事故。所述驱动件1可以通过电机驱动，本公开热压封装装置中使用的电机、控制系统可以为本领域常用的种类、型号。
如图1所示，根据本公开的第一方面，所述缓冲件4可以包括第一连接板4-1、第二连接板4-2以及垂直连接于二者之间的多个弹簧4-3；两个连接板可以平行设置，所述第一连接板4-1可以与所述驱动件1连接，所述第二连接板4-2可以与所述热压件2连接。驱动件可以对第一连接板施加作用力使其按照靠近支撑件的方向运动，第一连接板在运动过程中会对所述弹簧施加靠近支撑件的作用力，一方面弹簧会给第二连接板靠近支撑件的作用力，另一方面弹簧还会对第一连接板产生背离支撑件的反向缓冲作用力，优选地，所述的多个弹簧可以均匀地分布于第一连接板和第二连接板之间，相邻的两个弹簧之间的间距可以相等，进而多个弹簧可以更均匀地对第二连接板产生作用力、更均匀地对第一连接板产生反向的缓冲作用力，进而所述缓冲件可以更好地发挥缓冲作用，在进行封装时，本公开的热压封装装置能够更加施力均匀地对太阳能组件进行封装，封装过程可以更加安全，封装后太阳能组件表面的封装材料与太阳能组件之间的粘合更均一、密封性更好。
根据本公开的第一方面，如图1所示，所述支撑件3可以具有多个用于放置所述太阳能组件的工作位置6，所述热压封装装置还可以包括滑杆5，所述驱动件1可以可滑动地连接于所述滑杆5以对应所述支撑件3的不同工作位置6。作为一种具体实施方式，所述工作位置6的数量可以为两个，通过本公开的热压封装装置进行封装时，首先可以在第一个工作位置处进行热压封装，第一个工作位置处的太阳能组件完成封装后，可以将驱动件沿滑杆滑动至另一工作位置处继续进行第二个太阳能组件的封装，在进行第二个太阳能组件的封装时，第一个完成封装的太阳能组件可以被冷却，第二个太阳能组件完成封装后，可以将冷却后的第一个完成封装的太阳能组件取走，进而可以继续在第一个工作位置处进行热压封装，依次循环，这样能够持续地进行热压封装，提高了封装速度和效率。在其它实施方式中，工作位置的数量也可以为3个、4个或更多个。
根据本公开的第一方面，所述支撑件3可以包括水平设置的支撑台面3-1和位于支撑台面3-1上的软垫3-2，所述滑杆5可以沿水平方向延伸。在对太阳能组件进行施压热封时，通过设置所述软垫可以使太阳能组件下表面的受力更加均匀，进而封装后的太阳组件与封装材料之间的粘结更加均匀、密封性更好。
第二方面，本公开提供通过上述太阳能组件的热压封装装置进行封装的方法，该方法包括：S1、可以在封装材料表面涂覆胶膜，可以按照所述胶膜与太阳能组件的表面相接触的方式，可以在太阳能组件上下表面分别铺设涂覆有胶膜的封装材料，得到第一太阳能组件；S2、可以通过所述驱动件1驱动所述热压件2以使所述仿形模具2-1对所述第一太阳能组件施压，所述仿形模具对所述第一太阳能组件施压的方向可以垂直于所述太阳能组件的上下表面，同时所述加热组件2-2可以对所述仿形模具2-1进行加热，使所述涂覆有胶膜的封装材料分别与所述太阳能组件的上下表面粘结连接，得到第二太阳能组件；所述仿形模具在对第一太阳能组件施压的同时，所述加热组件可以对所述仿形模具进行加热，仿形模具是通过接触施压使封装材料粘附至太阳组件，这样在封装的过程中，加热组件可以很好地对仿形模具和太阳能组件及表面铺设的涂覆有胶膜的封装材料进行加热，胶膜被加热后可以更好地将封装材料粘结至太阳能组件上下表面；S3、可以通过层压机对所述第二太阳能组件进行压合。所述层压机可以为带有真空泵的层压机。
根据本公开的第二方面，所述胶膜的厚度可以为10-50μm，所述胶膜可以为130℃-150℃热熔后的胶膜；步骤S2中，所述施压的压力可以为4-6个标准大气压，可以在所述施压的压力下持续施压1-5min，所述仿形模具可以被加热至130-140℃。现有的热封层压法往往需要加热至150℃以上的高温，封装材料往往会发生褪色、发黑、发黄等，本公开的方法中，在整个封装的过程中，封装材料的温度不会超过130-140℃，可以避免过高的温度造成材料变色。
根据本公开的第二方面，步骤S3中，在进行所述压合时可以保持所述第二太阳能组件处于-100KPa至0KPa真空环境，压合过程的时间可以为3-10分钟，压合过程中所述第二太阳能组件的温度可以为150-160℃；所述压合过程可以按照依次进行的三个阶段对所述第二太阳能组件的上表面施压，第一阶段的压力可以为0-0.4个标准大气压，第二阶段的压力可以为0.4-0.7个标准大气压，第三阶段的压力可以为0.7-0.9个标准大气压，三个阶段的持续时间可以各自独立为20-60秒。本公开的方法中，层压机的层压时间比现有技术的常规30分钟以上显著变短。本公开通过三个阶段的压力逐渐升高的层压过程，能够更好地将封装材料和太阳能组件表面之间的气泡排除。
以下通过实施例进一步详细说明本公开，以下实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
实施例1
本实施例中待封装的太阳能组件上表面由面积相等的两个正方形平面构成，两个平面间的深度差为5mm，太阳能组件下表面为同一平面；本实施例中所用的仿形模具的形状与太阳能组件上表面的形状相同，仿形模具接触太阳能组件的表面也是两个正方形平面构成，两个正方形表面的深度差为5mm，正方形平面的面积与太阳能组件表面的正方形面积相等，仿形模具与组件表面很好地相匹配。
将EVA胶在130℃进行热熔，将热熔胶涂覆在布料的表面，涂覆的热熔胶膜的厚度为10μm；将两块涂覆有热熔胶膜的布料分别铺设于待封装的太阳能组件的上下表面，得到第一太阳能组件。
通过本公开的热压封装装置进行热压封装：将第一太阳能组件放置于支撑件的软垫上，太阳能组件的上表面朝上放置，通过驱动件驱动热压件朝向靠近支撑件的方向运动，在这个过程中，加热组件加热仿形模具至130℃，仿形模具接触第一太阳能组件位于上方的外表面，同时仿形模具对第一太阳能组件进行加热，仿形模具向下给第一太阳能组件的外表面施压4个标准大气压并在该压力下持续1min，得到第二太阳能组件。在施压的过程中，仿形模具表面凸出的正方形平面去接触太阳能组件凹进去的正方形平面。
通过层压机对第二太阳能组件进行压合：压合过程保持第二太阳能组件处于-100KPa真空环境，整个抽真空时间为3分钟，压合过程控制第二太阳能组件的温度为150℃，第一阶段：通过层压机给第二太阳能组件上表面施加0.1个标准大气压，持续时间为50秒，第二阶段：通过层压机给第二太阳能组件上表面施加0.4个标准大气压，持续时间为40秒，第三阶段：通过层压机给第二太阳能组件上表面施加0.7个标准大气压，持续时间为40秒。
实施例2
本实施例中待封装的太阳能组件上下表面是圆形(在同一平面)，本实施例中所用的仿形模具接触太阳能组件的表面也是圆形，仿形模具圆形表面的面积与太阳能组件表面的圆形面积相等。
将PVB胶在150℃进行热熔，将热熔胶涂覆在布料的表面，涂覆的热熔胶膜的厚度为50μm；将两块涂覆有热熔胶膜的布料分别铺设于待封装的太阳能组件的上下表面，得到第一太阳能组件。
通过本公开的热压封装装置进行热压封装：将第一太阳能组件放置于支撑件的软垫上，通过驱动件驱动热压件朝向靠近支撑件的方向运动，在这个过程中，加热组件加热仿形模具至140℃，仿形模具接触第一太阳能组件位于上方的外表面，同时仿形模具对第一太阳能组件进行加热，仿形模具向下给第一太阳能组件的外表面施压6个标准大气压并在该压力下持续5min，得到第二太阳能组件。
通过层压机对第二太阳能组件进行压合：压合过程保持第二太阳能组件处于-50KPa真空环境，整个抽真空时间为10分钟，压合过程控制第二太阳能组件的温度为160℃，第一阶段：通过层压机给第二太阳能组件上表面施加0.4个标准大气压，持续时间为20秒，第二阶段：通过层压机给第二太阳能组件上表面施加0.7个标准大气压，持续时间为20秒，第三阶段：通过层压机给第二太阳能组件上表面施加0.9个标准大气压，持续时间为20秒。
实施例3
本实施例中待封装的太阳能组件上表面是凹字型(下表面为同一平面)，中间为凹陷区、周边的表面在同一水平面，中间凹陷区与周边表面的深度差为1cm；本实施例中所用的仿形模具接触太阳能组件的表面是凸字型，仿形模具中凸出部分的面积与太阳能组件凹陷区的面积相等，凸出部分的平面与周边平面的深度差为1cm，仿形模具与组件表面很好地相匹配。
将DNP胶在140℃进行热熔，将热熔胶涂覆在皮革的表面，涂覆的热熔胶膜的厚度为30μm；将两块涂覆有热熔胶膜的皮革分别铺设于待封装的太阳能组件的上下表面，得到第一太阳能组件。
通过本公开的热压封装装置进行热压封装：将第一太阳能组件放置于支撑件的软垫上，太阳能组件上表面朝上，通过驱动件驱动热压件朝向靠近支撑件的方向运动，在这个过程中，加热组件加热仿形模具至135℃，仿形模具接触第一太阳能组件位于上方的外表面，同时仿形模具对第一太阳能组件进行加热，仿形模具向下给第一太阳能组件的外表面施压5个标准大气压并在该压力下持续3min，且仿形模具的凸出部分插入太阳能组件的凹陷区域，得到第二太阳能组件。
通过层压机对第二太阳能组件进行压合：压合过程保持第二太阳能组件处于-10KPa真空环境，整个抽真空时间为6分钟，压合过程控制第二太阳能组件的温度为155℃，第一阶段：通过层压机给第二太阳能组件上表面施加0.2个标准大气压，持续时间为40秒，第二阶段：通过层压机给第二太阳能组件上表面施加0.55个标准大气压，持续时间为40秒，第三阶段：通过层压机给第二太阳能组件上表面施加0.8个标准大气压，持续时间为40秒。
对比例1
本对比例中太阳能组件上下表面为平面，通过EVA热熔胶将两块布料分别粘附至太阳能组件的上下表面，通过带真空泵的层压机进行层压，层压机上下同抽6分钟；第一阶段下室真空，上室抽真空，真空度在-70kpa，真空度维持时间在5分钟，即抽真空程序开始；第二阶段下室真空，上室充气，加压程序开始，真空度在-60kpa，真空度维持时间5分钟；第三阶段，下室真空，层压过程开始，真空度维持在-35kpa，真空度维持时间在34分钟，整个过程中温度为155℃，整个层压过程时间为60分钟。
对比例2
本对比例中太阳能组件上下表面为平面，通过双面胶将两块皮革分别粘附至太阳能组件的上下表面，并通过两块平板施加5公斤压力进行冷压。
测试实施例1
分别对实施例1-3和对比例1、2封装后的太阳能组件进行观察，观察封装后外表面的颜色，在正常的户外光照条件下，环境的温度为33℃左右，使用实施例1-3和对比例1、2封装后的太阳能组件，使用6个月后观察太阳能组件表面的开胶情况。测试结果见表1。
表1
通过上述实施例和测试实施例可以看出，本公开的热压封装装置不仅能对表面为平面的太阳能组件进行封装，而且还能对表面不在同一平面的异形组件进行封装；通过本公开上述的装置和方法封装太阳能组件，封装过程的温度被降低进而避免了封装材料出现色变，封装后组件在长期使用后仍然能保持不开胶。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (7)
1.一种太阳能组件的热压封装装置，其特征在于，该热压封装装置包括驱动件(1)、热压件(2)和支撑件(3)，所述驱动件(1)用于驱动所述热压件(2)对位于所述支撑件(3)上的太阳能组件进行热压封装，所述热压件(2)包括用于与所述太阳能组件接触的仿形模具(2-1)和加热该仿形模具(2-1)的加热组件(2-2)，所述仿形模具(2-1)可拆卸地连接在所述加热组件(2-2)上。
2.根据权利要求1所述的热压封装装置，其特征在于，所述加热组件(2-2)为加热板，所述仿形模具(2-1)可拆卸地连接于所述加热板朝向所述支撑件(3)的侧面。
3.根据权利要求1或2所述的热压封装装置，其特征在于，所述热压封装装置还包括可拆卸地连接在所述加热组件(2-2)外的耐高温件(7)，该耐高温件(7)覆盖所述仿形模具(2-1)。
4.根据权利要求1所述的热压封装装置，其特征在于，所述热压封装装置还包括缓冲件(4)，所述缓冲件(4)连接于所述驱动件(1)和所述热压件(2)之间。
5.根据权利要求4所述的热压封装装置，其特征在于，所述缓冲件(4)包括第一连接板(4-1)、第二连接板(4-2)以及垂直连接于二者之间的多个弹簧(4-3)；两个连接板平行设置，所述第一连接板(4-1)与所述驱动件(1)连接，所述第二连接板(4-2)与所述热压件(2)连接。
6.根据权利要求1所述的热压封装装置，其特征在于，所述支撑件(3)具有多个用于放置所述太阳能组件的工作位置(6)，所述热压封装装置还包括滑杆(5)，所述驱动件(1)可滑动地连接于所述滑杆(5)以对应所述支撑件(3)的不同工作位置(6)。
7.根据权利要求6所述的热压封装装置，其特征在于，所述支撑件(3)包括水平设置的支撑台面(3-1)和位于支撑台面(3-1)上的软垫(3-2)，所述滑杆(5)沿水平方向延伸。
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| CN110767799A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-02-07 | 南京航空航天大学 | 一种叉指电极型压电纤维复合材料的封装方法 |
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