一种薄膜光伏组件层压工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏电池技术领域，具体是一种薄膜光伏组件层压工艺。
【背景技术】
[0002]薄膜太阳能电池作为一种新型太阳能电池，由于其原材料来源广泛、生产成本低，便于大规模生产，因而具有广阔的市场前景。非晶硅薄膜太阳电池组件试试利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其具体制造步骤如下:1、在透明导电TCO的玻璃基底上通过化学或物理气相沉积反应形成发电主体结构；2、用制备好的互联条将太阳能电池焊接为一体；3、自上而下将玻璃、EVA、电池发电主件、EVA、背板真空热压封装；4、安装接线装置，加装铝合金边框等制成太阳能电池组件。对薄膜太阳能电池组件的性能要求为功率衰减低、工作寿命长、有足够的机械强度，由于其发电层及导电层薄膜暴露在空气中，极易受到化学氧化、物理老化、水汽侵蚀等影响，对组件的输出功率、工作寿命及机械强度造成致命威胁，因此需要通过真空层压技术对其进行保护。真空层压在电池组件的制造过程中是至关重要的一道关键工序，现有的层压工艺在各层压参数上的控制及配合度不够完善，组件很容易产生气泡、缺胶、交联度不佳、剥离强度差等不良状况，直接影响组件的成品合格率、使用可靠性能及使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明的技术目的在于提供一种薄膜光伏组件层压工艺，解决现有层压工艺中易产生气泡、组件结合度低、整体强度差的问题。
[0004]本发明的具体技术方案如下:一种薄膜光伏组件层压工艺，包括以下工艺流程，
①制备电池芯片:在透明导电基底上沉积并层叠制成电池芯片；
②引接传输结构:在所述电池芯片上焊接并引线形成电池传输结构；
③铺设连接膜层:在所述电池芯片上铺设连接膜层；
④铺设背板封装:在所述连接膜层上铺设背板；
⑤层压电池组件:将按前述步骤依次设置好的电池芯片、连接膜层以及背板通过层压阶段工序形成致密刚性的电池组件整体；
⑥完成电池组件:安装接线盒并测试分档，形成太阳能电池组件成品；
所述步骤⑤中的层压阶段环境具体为，控制层压温度为160~165°C并保持层压时间为6~8min，控制抽真空时间为3~5min并保持层压真空度为0~50Pa，控制层压压力为0.4-0.6个大气压。
[0005]申请人发现在现有层压工艺中的层压温度、层压时间及层压压力等环境参数选择存在问题，且相互之间的配合无法获得品质较佳的电池组件，现有技术的层压温度虽然使得层压环境较为稳定但是尚显不足，所述连接膜层无法达到较佳的反应温度而不利于其自身快速交联固化，组件封装的可靠性难以达到最佳效果；此外所述连接膜层中分解不够充分的交联物质容易残留，使用过程中会严重影响组件的外观及使用寿命，交联物质降解过程中还会导致组件的老化失效。而对现有技术的层压温度的改进不单单是简单的升降温，抽真空时间、层压时间同样与之相配合并影响产品性能，需要经过不断地摸索试验才能找到合适的参数值，而现有的技术中层压时间影响到所述连接膜层的交联固化反应，往往使得层压工序成为太阳能电池组件生产过程中的瓶颈工序，出现生产运行效率低、层压过程能耗不合理的情况。再者，相配合的层压压力往往更为被依赖以降低组件气泡发生率，但不当的层压压力是组件裂片不良率的一大原因。故申请人在至少上述现有技术概况的综合考虑下，发现了经过合理调控后的层压方案。
[0006]作为优选，所述步骤③中的所述连接膜层包括至少两层交联膜层和设于所述交联膜层之间的柔性延展膜层。所述交联膜层可采用EVA、PVB等材料，但不限于此；所述柔性延展膜层可采用PET等材料，但不限于此。所述交联膜层作为粘结剂填充满所述电池芯片与所述背板、所述电池芯片内部之间的空隙，但是传统电池组件内部结构均无伸缩延展性能，较为硬质，在层压操作中粘接剂的流动性很差，容易在组件内部形成气泡，且在层压过程中容易因为层压压力不当容易造成挤压裂损，故所述柔性延展膜层的设置保证层压时所述交联膜层的物质在熔融、交联固化时的顺畅流动，形成较好的胶封结构。
[0007]作为优选，所述交联膜层包括至少一层透明交联膜层和至少一层白色交联膜层，所述透明交联膜层与所述白色交联膜层以任意顺序层叠。
[0008]作为优选，所述白色交联膜层的厚度为0.1-0.3mm，所述透明交联膜层的厚度为0.3?0.5mm。
[0009]所述白色交联膜层可将从所述电池芯片透射过来的太阳光再次反射到所述电池芯片，增加对太阳光的吸收率与利用率，进而提高电池效能。所述白色交联膜层表面及接近表面的较浅层面是光发射的主要发生地，故所述白色交联膜层应控制在合理的较薄的厚度，而所述透明交联膜层的设置是为了配合所述白色交联膜层共同形成整体厚度合理达标的所述交联膜层，并且对于所述交联膜层来说，所述层压阶段环境的参数设置为之配合达到完好层压的目的。
[0010]作为优选，所述柔性延展膜层经过层压处理，所述层压处理环境具体为控制层压温度为130~140°c并保持层压时间为3~5min，控制抽真空时间为2~3min并保持层压真空度为0~100Pa，控制层压压力为0.1-0.3个大气压。所述柔性延展膜层可为较厚的单片式结构，也可为较薄的多片式结构，较优选的方式是多片式结构，所述柔性延展膜层通过层压处理，便于在所述层压阶段成型过程中减少其自身及所述电池组件其余部分的形变，从而保证所述电池组件的整体质量，更好地保护内部电池芯片，提高成品率。
[0011]作为优选，所述步骤⑤还包括预压阶段，所述预压阶段环境具体为控制层压温度为130~150°C，控制抽真空时间为3~5min并保持层压真空度为0~50Pa，控制层压压力为0.3-0.4个大气压并保持层压时间为2~4min。
[0012]作为优选，所述步骤⑤还包括预压阶段，所述预压阶段包括用于排出所述电池组件内部气泡的第一阶段和用于引导黏合所述电池组件的第二阶段。
[0013]作为优选，所述第一阶段环境具体为，控制层压温度为130~150°C，控制抽真空时间为3~5min并保持层压真空度为0~50Pa，控制层压压力为0.3-0.35个大气压并保持层压时间为l~2min ;所述第二阶段环境具体为，控制层压温度为130~150°C，控制抽真空时间为3~5min并保持层压真空度为0~50Pa，控制层压压力为0.35-0.4个大气压并保持层压时间为 l~2min。
[0014]作为优选，所述预压阶段采用所述第一阶段与所述第二阶段交替反复的方式。所述预压阶段确保所述电池芯片自身内部及其至所述背板之间的间隙被初步引导填满，所述电池组件内部的气泡被初步排出，所述电池组件的各部分均达到良好的相对层压位置，为后续正式的所述层压阶段做铺垫，不至于瞬间进入正式层压阶段环境时反而出现影响气泡排除、层压变位等状况。短时、反复的预压有助于解决上述不良状况，为正式层压阶段做前序工作，更有利层压出合格的产品。
[0015]作为优选，所述步骤⑤还包括预热阶段，所述预热阶段具体为，控制预热温度为120~150°C并保持预热时间为l~2min。所述预热阶段确保层压环境的温度段良好过渡，防止可能出现的因层压环境的温度瞬间过高使所述交联膜层熔融过快反而阻隔了原有空气及新生成空气排出的状况，以致出现气泡，沦为不良品。
[0016]本发明的技术优点在于所述薄膜光伏组件层压工艺采用不同于现有的层压环境，有效提升产品的合格率及生产效率，同时通过优化获得层压过程获得可靠性更好、使用寿命更长、整体稳定性与一致性优良的薄膜太阳能电池组件。本发明使得所述交联膜层能够在较佳的层压温度下充分熔融进行交联固化，交联物质极少残留而不会使得所述电池组件在随后长期日常使用中出现黄变、分层等状况，从而外观、密封保护性及使用寿命均得到大幅改善，不易老化失效；合理的层压时间保证所述交联膜层吸收足够的热量以良好完成整个交联固化反应，确保层压工序不会成为生产过程中的瓶颈程序，提高生产效能，降低运行能耗；与前述配合的层压压力不会同现有技术一样，依靠增加层压压力来降低组件气泡发生率，减轻机器工作负荷，进一步降低组件裂片的风险，提高组件良品率。
【具体实施方式】
[0017]下面将通过具体实施例对本发明作进一步说明:
实施例一:一种薄膜光伏组件层压工艺，包括以下工艺流程，
①制备电池芯片:在玻璃基板的透明TCO导电膜上通过等离子体化学气相沉积(PECVD)、物理气相沉积(PVD)反应沉积P型、i型、η型三层a_Si非晶硅薄膜层及背电极薄膜层，形成薄膜太阳能电池发电的主体结构；
②引接传输结构:通过超声波焊接技术，在薄膜太阳能电池芯片的背电极分别焊接引流条、汇流条，从薄膜太阳能电池的TCO导电膜和背电极分别引出正负极，形成薄膜太阳能电池芯片的电池传输结构；
③铺设连接膜层:在电池芯片表面层叠铺设连接膜层，连接膜层包括至少两层交联膜层和设于交联膜层之间的柔性延展膜层。交联膜层包括至少一层透明交联膜层和至少一层白色交联膜层，透明交联膜层与白色交联膜层以任意顺序层叠。白色交联膜层的厚度为
0.2mm，透明交联膜层的厚度为0.4mm。交联膜层可选择醋酸乙稀薄膜材料即EVA或聚乙稀醇缩丁醛薄膜材料即PVB等，白色交联膜层相对设置较薄是因为光的反射利用主要是发生在膜层表面和较浅层面，透明交联膜层相对设置较厚是因为两层交联膜层外加柔性延展膜层的总厚度受薄膜太阳能电池组件制作工艺限制，故用来配合白色交联膜层及柔性延展膜层。两层交联膜层的设置还能在保证并增强电池组件整体结合度的同时，省去传统的光反射设置工艺，减少成本投入，提高工作效率。而柔性延展膜层的设置同时也是为了交联膜层更好的利用。柔性延展膜层可选择PET膜等材料，其作为中间载体本身良好的延展性在层压时，使得交联膜层在交联固化时能够充分渗透流动，形成较佳的结合层，避免气泡生成。柔性延展膜层本身经过层压处理，层压处理环境具体为控制层压温度为135°C并保