一种太阳能电池组件的封装方法.pdf

本发明公开了一种太阳电池组件的封装工艺，其步骤包括：1.将前板、封装胶膜、太阳能电池片、封装胶膜、背板按自下而上顺序放置形成叠层结构，所述封装胶膜和封装胶膜中的一种或两种在紫外光照射下会发生交联反应；2.真空加热层压工序：将所述叠层结构放到层压机中，层压机温度为40~170℃，层压机通过抽真空将组件叠层结构中的空气排出，时间为1~10分钟；3.紫外交联固化层压工序：将所述叠层结构置于紫外光照射下，所述紫外光的强度为0.001~800W/cm2，紫外光可以同时照射在叠层结构的前板(1)面和支撑材料(5)面上，或仅照射在前板面上，或仅照射在支撑材料面上，照射时间为2秒~10分钟，封装胶膜在紫外光照射下发生交联固化。该封装工艺的优点在于不仅解决了双玻组件在层压过程中因玻璃发生翘曲而产生的气泡问题，同时也有效降低了层压温度，缩短了层压时间，从而提高生产效率，降低能耗。

权利要求书1.  一种太阳能电池组件的封装方法，其特征在于，该方法为：将前板(1)、前封装胶膜(2)、太阳能电池片(3)、后封装胶膜(4)、背板(5)按自下而上的顺序放置形成叠层结构，经真空加热层压和紫外交联固化层压后得到太阳能电池组件。2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前板(1)和背板(5)中至少有一层板在可见光谱波段的透过率≥85%，在紫外光谱波段的透过率为5~95%。3.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前封装胶膜(2)、后封装胶膜(4)中的至少有一层封装胶膜为可在紫外光照射下发生交联反应的乙烯-醋酸乙烯共聚物、可在紫外光照射下发生交联反应的乙烯基烯烃共聚物或可在紫外光照射下发生交联反应的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物；所述封装胶膜的厚度为0.10~0.80 mm。4.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空加热层压为：将层压机加热至40~170℃，叠层结构置于层压机内，层压机通过抽真空将组件叠层结构间隙中的空气排净。5.  根据权利要求4所述的方法，其特征在于，真空加热层压工序中，层压机抽真空的气压范围为0~-0.15 Mpa，时间为1~10分钟。6.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紫外交联固化层压为：经真空加热层压后的叠层结构接受紫外光照射，紫外光照射前板(1)、背板(5)或同时照射前板(1)和背板(5)，封装胶膜在紫外光照射下发生交联固化。7.  根据权利要求6所述的方法，其特征在于，紫外交联固化工序中，紫外光的波长约为200~450nm，紫外光的强度约为0.001~800W/cm2，紫外光的照射时间为2秒~10分钟。8.  根据权利要求6所述的方法，其特征在于，紫外交联固化工序中，组件在接受紫外光照射时，组件可以处于40~170℃的加热环境。

说明书一种太阳能电池组件的封装方法
技术领域
本发明涉及光伏行业技术领域，特别是一种太阳能电池组件的封装方法。
技术背景
太阳能光伏发电作为一种绿色新能源，在生产和生活中发挥着重大作用。光伏组件是光伏发电的核心部件，其通用制造工艺是用可加热并抽真空的层压机进行热层压加工。玻璃、电池片串、背板、封装胶膜（一般为EVA或烯烃共聚物）通过边抽真空边加热至EVA熔点以上热熔合在一起后，再持续加热使封装材料EVA中的交联剂发生分解，促使EVA完成交联反应，冷却后得到含电池片的层压件。由于其层压设备简单方便、单价低廉且组件设计结构可变性强等特性一直沿用至今。
但随着生产规模的扩大及精益化生产，传统工艺的缺陷也逐渐暴露。一是封装胶膜的交联反应耗时较长，即使交联剂已经由慢速分解过氧化物替代为快速分解过氧化物，其层压时间仍需十几分钟，目前已成为组件制造商的生产效率瓶颈。另一方面，EVA或其他交联型封装胶膜中的交联剂在受热分解或与其他助焊剂、胶带等产生的气泡也造成了组件主要的质量缺陷。
随着分布式电站及光伏组件及建筑一体化上的应用增加，双玻组件的光伏应用更使组件这种层压工艺缺陷愈发明显。在双玻组件中，由于组件上下两侧均采用无机的刚性玻璃，在受热时玻璃膨胀发生的翘曲使气泡更不易进行排放，而且如果玻璃厚度的增加，层压组件所需的时间更需成倍增加。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种太阳能电池组件的封装方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种太阳能电池组件的封装方法，该方法为：将前板、前封装胶膜、太阳能电池片、后封装胶膜、背板按自下而上的顺序放置形成叠层结构，经真空加热层压和紫外交联固化层压后得到太阳能电池组件。
进一步地，所述前板在可见光谱波段的透过率≥85%，在紫外光谱波段的透过率为5~95%。
进一步地，所述前封装胶膜、后封装胶膜中的至少有一层封装胶膜为可在紫外光照射下发生交联反应的乙烯-醋酸乙烯共聚物、可在紫外光照射下发生交联反应的乙烯基烯烃共聚物、可在紫外光照射下发生交联反应的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物；所述封装胶膜的厚度为0.10~0.80 mm。
进一步地，所述真空加热层压为：将层压机加热至40~170℃，叠层结构置于层压机内，层压机通过抽真空将组件叠层结构间隙中的空气排净。
进一步地，真空加热层压工序中，层压机抽真空的气压范围为0~-0.15 Mpa，时间为1~10分钟。
进一步地，所述紫外交联固化层压为：经真空加热层压后的叠层结构接受紫外光照射，紫外光照射前板和/或支撑材料，封装胶膜在紫外光照射下发生交联固化。
进一步地，紫外交联固化工序中，紫外光的波长为200~450nm，紫外光的强度为0.001~800W/cm2，紫外光的照射时间为2秒~10分钟。
进一步地，紫外交联固化工序中，组件在接受紫外光照射时，温度为40~170℃。
本发明的有益效果在于：本发明采用一种新型的固化层压工艺，在组件经初步的抽真空预层压后，采用紫外后固化的方法进行封装，将现有技术中15~30时间的加工周期缩短至15分钟以内，极大地提高了生产效率，降低了能源成本，并且无常规双玻组件中的气泡问题。
附图说明
图1是本发明的一种太阳能电池组件的叠层结构的示意图。
图中1.前板，2.封装材料，3.电池片，4.封装材料，5.背板。
图2是本发明中使用的一种层压机的示意图。
图中6.上料台，7.传送带，8.层压机工作台面，9.真空热层压机上室，10.真空热层压机下室，11.过度台，12.紫外固化室上腔，13.紫外光灯管，14.紫外固化室下腔，15.紫外光灯管，16.出料台。
图3是本发明中使用的另一种层压机示意图。
图中17.层压机上室，18.上室中的紫外光灯管，19.上工作台，20.下工作台，21.层压机下室，22.下室中的紫外光灯管。
具体实施方式
一种太阳能电池组件的封装方法，该方法为：将前板(1)、前封装胶膜(2)、太阳能电池片(3)、后封装胶膜(4)、背板(5)按自下而上的顺序放置形成叠层结构，经真空加热层压和紫外交联固化层压后得到太阳能电池组件。
所述前封装胶膜(2)、后封装胶膜(4)中的至少有一层封装胶膜为可在紫外光照射下发生交联反应的乙烯-醋酸乙烯共聚物、可在紫外光照射下发生交联反应的乙烯基烯烃共聚物、可在紫外光照射下发生交联反应的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物；所述封装胶膜的厚度为0.10~0.80 mm。
作为本领域公知常识，乙烯基烯烃共聚物为乙烯基烯烃共聚物为乙烯与丙烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯或甲基丙烯酸甲酯的共聚物，或者是两种或三种由此类共聚物与乙烯-醋酸乙烯酯聚合物、乙烯聚合物等聚合物熔融共混而得到的共混物。
可发生紫外交联的封装胶膜中一般设置有光引发剂，光引发剂受到紫外光照射后，在很短的时间内即可产生活性自由基，从而引发胶膜发生交联反应。
所述前板(1)在可见光谱波段的透过率≥85%，在紫外光谱波段的透过率为5~95%。
作为本领域公知常识，前板(1)可以是无机玻璃、高分子聚合物及改性基材，具体可以是低铁含量的玻璃、乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜、聚酰胺、含对苯二酸单元的聚酯、聚碳酸酯、含丙烯酸酯单元结构的薄膜或片材、及其他改性的片材透明聚酯。
作为本领域公知常识，背板(5)可以是玻璃或高分子材料复合基背板材料。
所述真空加热层压为：将层压机加热至40~170℃，叠层结构置于层压机内，层压机通过抽真空将组件叠层结构间隙中的空气排净。
层压机抽真空的气压范围为0~-0.15 Mpa，时间为1~10分钟。
所述紫外交联固化层压为：经真空加热层压后的叠层结构接受紫外光照射，紫外光照射前板(1)和/或支撑材料(5)，封装胶膜在紫外光照射下发生交联固化。
紫外光的波长为200~450nm，紫外光的强度为0.001~800W/cm2，紫外光的照射时间为2秒~10分钟。
组件在接受紫外光照射时，组件可以不加热，也可以处于加热环境中，温度为40~170℃。
以下通过实例对本发明做进一步说明。以下实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
实施例1：
参照图1，将太阳能组件需要用到的钢化玻璃、EVA胶膜、太阳能电池片、EVA胶膜、钢化玻璃按照自下而上的顺序叠层，其中EVA胶膜厚度为0.10mm，在紫外光照射下可以发生交联反应；
参考图2，层压机工作台面加热至40℃，将预先叠层好的太阳能电池组件放到上料台上，通过传送带将组件运送至层压机工作台面上，层压机上室合盖；层压机下室抽真空，抽真空的气压为-0.15 Mpa，8分钟后，层压机开盖，完成真空加热层压工序；开启安装在紫外固化室上腔和下腔的紫外光灯管，紫外光的强度为800W/cm2，经真空加热层压工序的组件通过过度台送入紫外固化室，紫外光照射时间为2秒钟，完成紫外交联固化工序，组件制品通过出料台取出。总的层压时间仅为8分零2秒，组件中没有气泡、碎片、移位等不良现象，层压时间缩短，优质品率高，产能增加。
实施例2：
参照图1，将太阳能组件需要用到的PMMA板材、EVA胶膜、太阳能电池片、POE胶膜、钢化玻璃按照自下而上的顺序叠层，其中EVA胶膜厚度为0.80mm，在紫外光照射下可以发生交联反应，POE胶膜在紫外光照射下不会发生交联反应；
参考图3，层压机下工作台面加热至170℃，将预先叠层好的太阳能电池组件放到层压机下工作台面上，层压机密封闭合；下室抽真空至0 Mpa，消除组件内的空气，10分钟后开启安装在层压机下室中的紫外光灯管，紫外光的强度为0.001W/cm2，同时层压机上室进气，上室气囊被鼓起并下压，由中心向四周对叠层组件进行层压，时间为5分钟后，解除压力，层压机开盖并取出组件制品。总层压时间为15分钟，组件中没有气泡、碎片、移位等不良现象，层压时间缩短，优质品率高，产能增加。
实施例3：
参照图1，将太阳能组件需要用到的聚碳酸酯板材、EVA胶膜、太阳能电池片、EMA胶膜、钢化玻璃按照自下而上的顺序叠层，其中EVA胶膜厚度为0.30mm，EVA胶膜和EMA胶膜在紫外光照射下都可以发生交联反应；
参考图2，层压机工作台面加热至135℃，将预先叠层好的太阳能电池组件放到上料台上，通过传送带将组件运送至层压机工作台面上，层压机上室合盖；层压机下室抽真空，抽真空的气压为-0.05 Mpa，1分钟后，层压机开盖，完成真空加热层压工序；开启安装在紫外固化室上腔和下腔的紫外光灯管，紫外光的强度为10W/cm2，经真空加热层压工序的组件通过过度台送入紫外固化室，紫外光照射时间为10分钟，完成紫外交联固化工序，组件制品通过出料台取出。总的层压时间为11分钟，组件中没有气泡、碎片、移位等不良现象，层压时间缩短，优质品率高，产能增加。
实施例4：
参照图1，将太阳能组件需要用到的乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜、EVA胶膜、太阳能电池片、EVA胶膜、高分子材料复合基背板材料按照自下而上的顺序叠层，其中EVA胶膜厚度为0.45mm，在紫外光照射下可以发生交联反应；
参考图2，层压机工作台面加热至145℃，将预先叠层好的太阳能电池组件放到上料台上，通过传送带将组件运送至层压机工作台面上，层压机上室合盖；层压机下室抽真空，抽真空的气压为-0.04 Mpa，5分钟后，层压机开盖，完成真空加热层压工序；开启安装在紫外固化室上腔和下腔的紫外光灯管，紫外光的强度为100W/cm2，经真空加热层压工序的组件通过过度台送入紫外固化室，紫外光照射时间为2分钟，完成紫外交联固化工序，组件制品通过出料台取出。总的层压时间为7分钟，组件中没有气泡、碎片、移位等不良现象，层压时间缩短，优质品率高，产能增加。
实施例5：
参照图1，将太阳能组件需要用到的聚酰胺片材、POE胶膜、太阳能电池片、POE胶膜、钢化玻璃按照自下而上的顺序叠层，其中POE胶膜的厚度为0.50mm，在紫外光照射下可以发生交联反应；
参考图2，层压机工作台面加热至150℃，将预先叠层好的太阳能电池组件放到上料台上，通过传送带将组件运送至层压机工作台面上，层压机上室合盖；层压机下室抽真空，抽真空的气压为-0.08 Mpa，4分钟后，层压机开盖，完成真空加热层压工序；开启安装在紫外固化室上腔和下腔的紫外光灯管，紫外光的强度为300W/cm2，经真空加热层压工序的组件通过过度台送入紫外固化室，紫外光照射时间为1分钟，完成紫外交联固化工序，组件制品通过出料台取出。总层压时间为5分钟，组件中没有气泡、碎片、移位等不良现象，层压时间缩短，优质品率高，产能增加。