柔性太阳能电池组件卷材的封装方法与流程

本发明涉及柔性太阳能电池组件加工领域，特别涉及一种柔性太阳能电池组件卷材的封装方法。

背景技术：

柔性太阳能电池组件一般包括三层材料，例如由上下两层透光性pet板和中间一层的柔性非晶硅薄膜电池组成的柔性太阳能电池组件，相邻两层材料之间可以用胶带粘接，但是使用胶带粘接组件，在封装加工完成后需要将胶带撕掉，薄膜上会粘有胶，处理起来较为麻烦。

现有技术在进行柔性太阳能电池组件的方法是层叠好的组件在传送过程中先经过加热装置的加热，再用一上一下两个热辊组成的压辊组挤压被加热后的组件，压辊组中的两个热辊正对，组件从两个热辊之间穿过的过程中被挤压，实现封装。例如，于2011年7月13日公开，申请公布号为cn102210378a的中国专利公开的一种太阳电池组件层压系统，它包括沿太阳电池组件的传送方向依次设置的加热室、压送辊组和保温罩，层叠好的太阳电池片由传送装置传送至所述加热室对其加热后传送至压送辊组对其进行层压，保温罩从所述加热室的输出端延伸至所述压送辊组并将所述压送辊组罩住。

这种方法加热与层压过程是分开进行的，进行层压的过程中组件已经离开加热室，即使有保温罩的保温，温度也会必然会出现一定程度的下降，而后在接触温度低于组件的热辊时组件的温度也必然会下降，要想在热辊对组件进行加压时胶能够保持软化的状态，就势必要在前期升温时将组件加热到更高的温度，为必然的降温留出余量，这就必然会造成升温过程的能量浪费，加热效率较低。此外，层压过程只由一组压辊组进行，单位面积的组件仅经过一次非常短暂的挤压，其中气泡很难被完全排除干净。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术在封装柔性太阳能电池组件时加热效率较低的问题，提供一种柔性太阳能电池组件卷材的封装方法，能够提高加热效率。

本发明的上述技术目的是通过以下方法技术方案得以实现的：

一种柔性太阳能电池组件卷材的封装方法，使用胶粘接组件中的各层材料，通过多组位于同一传送平面的热的压辊组挤压、加热、直到组件固化，挤压、加热组件的同时抽真空，真空度为-0.8×10⁵pa至-0.6×10⁵pa，抽真空时间为30-40分钟；

胶为有机硅酮胶，压辊组温度从为50±10℃依次递增到100±10℃，组件的传送速度为6-9m/分钟，相邻两个压辊组之间的间距为0.030±5m，加热辊的加压压力为500-750n/对；

加热辊的直径为0.1-0.15m，相临热辊的温差为1-2℃；

在加热加压真空固化后进行冷却固化，冷却固化时间为0-30分钟；

采用如下结构的封装设备进行封装，封装设备包括放卷装置、层压装置以及收卷装置，层压装置包括层压箱、转动设置在层压箱内的热辊、驱动热辊转动的驱动装置、加热热辊的加热装置和对层压箱抽真空的抽真空装置；层压箱的两端分别设置有出口和进口，出口和进口分别设置有密封装置；每两个上下相对设置的热辊组成一个压辊组，压辊组沿组件的传送方向均匀的排布，压辊组中的两个热辊的间距小于组件的厚度；层压箱上设置有连通抽真空装置进气口的抽真空接口；

在层压箱的箱壁中固定设置加热器对层压腔加热；

还包括设置在放卷装置与层压装置之间的刷胶装置，通过刷胶装置完成刷胶，刷胶装置包括两个对称设置的储胶箱，两个储胶箱远离彼此的侧壁上分别依次设置有出胶嘴、压胶机构和铲刀；出胶嘴沿箱体的长度方向设置且长度大于等于组件的宽度，储胶箱上设置有胶泵，胶泵的出口连通出胶嘴的胶泵，胶泵的胶泵进口连通储胶箱；压胶机构包括压紧弹簧、压紧座和滚压轴，压紧弹簧的伸缩方向垂直于组件传送平面，压紧弹簧的一端固接在储胶箱上，另一端与压紧座固接，滚压轴转动连接在压紧座上，滚压轴的轴线与储胶箱的长度方向平行，且滚压轴的长度大于等于组件的宽度；铲刀沿储胶箱的长度设置，两个储胶箱分别固定设置在架体上，且关于组件传送平面对称设置，储胶箱的宽度方向与组件的宽度方向平行；刷胶时，中间层材料从两个储胶箱之间经过，上层材料和下层材料分别两个储胶箱远离组件传送平面的一侧绕过，依次经过出胶嘴、滚压轴和铲刀；

刷胶装置还包括两个平行于组件传送平面的限位板，两个限位板分别位于刷胶装置的上下两端，上层材料和下层材料接触刷胶装置的部分紧贴相邻限位板；

刷胶装置与层压装置之间还设置有压紧装置，压紧装置包括两个近轮和两个远轮，近轮和远轮均为四个转动设置的柔性轮，近轮和远轮沿组件的宽度方向设置，近轮和远轮的长度均到大于等于组件的宽度，近轮和远轮的转动轴线均平行于组件传送平面且垂直于组件的传送方向；两个近轮对称设置在组件传送平面上下两侧，且两个近轮的间距小于等于组件厚度；两个远轮也对称设置在组件传送平面上下两侧，远轮上距离组件传送平面的最远点到组件传送平面的垂直距离等于铲刀距离组件传送平面最远点到组件传送平面的垂直距离。

还包括设置在层压装置与收卷装置之间的冷却装置。

采用本发明的方法具有以下有益效果：

采用本发明方法使用有胶粘接组件中的各层材料，避免封装完成后撕除胶带的麻烦。通过采用多组压辊组对组件进行挤压、加热的同时进行抽真空的方法进行封装加工，组件经过多组压辊组依次挤压，加压次数增加挤压更为充分，可以避免一次性挤压无法彻底排除的气泡残留在胶中，能够使气泡排除的更为彻底，封装效果好；热的压辊组使组件的加热与层压过程是合并进行的，相比于现有技术组件的封装时热量损失小，对能量的利用更充分，因此提高了加热效率；由于组件的温度是随接触压辊的数量增多而逐步上升，加热的次数增多了，这样每一次升温幅度可以相应减小，压辊组的温度可以设置的相对较低，一定程度上降低了加热的温度要求，有助于提高加热效率；此外组件的传送速度可以相应的加快，可以很大程度的提高封装的效率；组件与压辊组直接接触，热量交换更快、效率更高，综上采用本发明的方法进行组件封装，加热过程中加热效率较高，加热同时同步进行抽真空能够使气泡的排除更为彻底，使封装效果更好。

附图说明

图1是本发明柔性太阳能电池组件卷材的封装设备的实施例结构示意图；

图2是图1中刷胶装置和压紧装置处的局部示意图。

附图标记说明，100、放卷装置；200、收卷装置；

300、层压装置；310、层压箱；311、进口；312、出口；313、抽真空接口；320、压辊组；321、热辊；330、密封装置；331、密封轴；332、密封轴瓦；340、加热器；

400、刷胶装置；401、储胶箱；402、出胶嘴；403、压紧座；404、压紧弹簧；405、滚压轴；406、铲刀；407、限位板；

500、压紧装置；501、近轮；502、远轮；

600、冷却装置；

700、组件；701、上层材料；702、下层材料；703、中间层材料。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

一种柔性太阳能电池组件卷材的封装方法，采用单组份有机硅酮胶粘接组件中的各层材料，通过多组热的压辊组320依次挤压组件700，组件700在被挤压加热的过程中同时被抽真空。优选地，抽真空时保持真空度在-0.8×10⁵pa至-0.6×10⁵pa之间。压辊组320的温度依次上升，从50±10℃上升到100±10℃，热辊间的温差为1-2℃，辊压压力为500-750n/对，抽真空时间为30-40分钟，位于前面的压辊组温度低，可以将胶逐渐加热至软化，将胶挤压均匀，在辊压的过程中将胶中的气泡排除，位于后面的压辊组温度高，使胶逐渐固化。在对组件进行加热加压的过程中，应保持组件温度逐渐升高，防止组件温度间断下降，由于在前面压辊的加压过程中胶是软化的，还没有达到固化，因此胶的流动性好胶中空气流动性强，气泡易被挤出，加之边加压边抽真空，因此去除气泡的效果更好，位于后面的压辊组主要是逐渐提高组件的温度，再将胶加热至固化温度，使胶逐步固化完成封装。采用这种方法，使用胶粘接组件中的各层材料，避免封装完成后撕除胶带的麻烦。组件700经过多组压辊组320依次挤压，加压次数增加，挤压更为充分，胶的均匀性更好，封装效果好，同时由于胶经过反复挤压，其中的气泡被反复挤碎，且胶是流动的，因此气泡溢出更彻底，可以避免气泡在未完全排除时加压已经结束，更有利于气泡的排除。组件700与压辊组320直接接触，热量交换更快、效率更高，能够进一步提高加热效率。利用热的压辊组320使组件700的加热与加压过程同时进行，组件700的温度是随接触压辊的数量增多而逐步上升，升温稳定，在加热加压过程中升温所用的能量能够充分的利用在软化胶或者固化胶上，可以减少能源的浪费；此外多压辊组加热可以降低单一压辊组加热组件造成的升温幅度过高，从而可以降低单位压辊组的温度，可以加快组件的传送速度，一方面有助于提高加热效率，另一方面有助于提高封装的效率；在加热加压过程中同步进行的抽真空能够使气泡的排除更为彻底，封装效果更好。加热加压抽真空后，进入冷却室冷却固化，加热固化和冷却固化的总时间最好为30-60分钟。

优选地，组件的传送速度为6-9m/分钟，相邻两个压辊组之间的间距为30±5mm,热辊直径为0.1-0.15m。

采用本发明的方法，热辊的温度是逐渐升高的，加热能源分配更合理。

本发明的方法可以采用如下设备实现：

一种柔性太阳能电池组件卷材的封装设备，如图1所示，包括放卷装置100、层压装置300以及收卷装置200。层压装置位于放卷装置和收卷装置之间。三个放卷装置100分别用于三种材料的放卷。放卷装置100可以采用常规的卷材放卷装置，收卷装置200也可以采用常规的卷材收卷装置，二者只要是能够收放卷材的大小满足要求即可。收卷装置200在收卷的过程中可以牵引组件700进行传送。

层压装置300包括层压箱310、转动设置在层压箱310内的热辊321、驱动热辊321转动的驱动装置、加热装置和抽真空装置。层压箱310固定设置在架体上。热辊321设置有多个，分成上下两层，上下两层两两相对设置，其中每两个上下相对设置的热辊321组成一个压辊组320，层压箱310内设置有多个压辊组320，最好设置有35-50组,多个压辊组320沿组件700的传送方向均匀的排成一排。将被层压的组件700的传送平面定义为组件传送平面，压辊组320中的两个热辊321关于组件传送平面对称设置，其中位于组件传送平面上方的为上热辊，位于组件传送平面下方的为下热辊。各热辊321的转动轴线互相平行，其平行于组件传送平面且垂直于组件700传送方向。上热辊和下热辊的间距小于涂完胶后组件700的厚度而等于组成成品的厚度。组件700从依次从各压辊组320中的两个热辊321之间经过。

驱动装置驱动热辊321转动，在挤压加热组件700的同时，还能辅助组件700从层压装置的一端移动到另一端。这里驱动装置可以由多个电机或者回转气缸等转动驱动器共同构成，其中每一个驱动器独立驱动其中一个需要主动转动的热辊321转动，每个需要主动转动的热辊321和一个驱动器的输出轴固接。驱动装置也可以是由转动驱动器、组间传动机构共同构成。其中转动驱动器的输出轴与其中一个热辊321固接。组间传动机构可以是传动链或传动带机构，组间传动机构负责相邻两个压辊组间的传动，设置两个传动轮分别对相邻两组压辊组中的两个上热辊/下热辊同轴固接，通过传动带/链连接两个传送轮使二者进行同步转动，压辊组中未得到直接驱动的热辊则通过与组件700间的摩擦被动转动。驱动装置也可以驱动全部的热辊321主动转动，这样还需要设置组内传动机构，组内传动机构可以设置为两个相互啮合的齿轮，两个齿轮分别与上热辊和下热辊同轴固接，使上热辊和下热辊相向转动。总之只要能够实现所有上热辊转动方向相同，所有下热辊转动方向相同，上热辊和下热辊的转动方向相反即可。

驱动装置可以设置在层压箱310内，层压箱310上需设置开口，用于给电机供电的电线或者给气缸供气的管路连通电源或者气源，开口应尽量小，并且使用密封圈密封开口边缘与电线或者管路之间的缝隙。驱动装置也可以设置在层压箱310外，热辊321的端部需要伸出层压箱310外或者在热辊321的端部同轴的固接一个伸出层压箱310的轴，用于连接驱动装置。

每个热辊321内均设置有油通道，油通道的两端分别设置有进油管和出油管。进油管和出油管均与导热油炉连通，导热油炉向各热辊321循环供应导热油。导热油炉的进油口通过管道与各出油管连通，所述管道分别与对应的出油管转动密封的转动连接；导热油炉的出油口也通过多条管道与各进油管连通，这些管道分别与进油管转动密封连接，保证热辊321转动时能够持续进行导热油的循环供应。导热油炉为现有设备，可以直接购得，如苏意暖通生产的燃气导热油炉或者导热油加热器等。

层压箱310的两端分别设置有进口311和出口312，其中进口311朝向放卷装置100，出口312朝向收卷装置200，组件从进口311进入层压箱310，经过层压箱310中压辊组320的辊压后从出口312传出。层压箱310上设置有连通抽真空装置进气口的抽真空接口313，抽真空装置的进气口与抽真空接口313连通，抽真空装置开启后对层压箱内进行持续的抽真空。出口312和进口311处分别设置有密封装置330，密封装置330包括两个密封轴331和分别与两个密封轴相适配的密封轴瓦332，两对密封轴和对应的密封轴瓦关于组件传送平面对称设置。密封轴的长度与进口311和出口312的长度一致。密封轴331与层压箱转动连接，密封轴331的圆周面为柔性，两个密封轴331之间的间距小于等于涂胶后组件700的厚度，组件700进出层压箱310时从两个密封轴331之间经过，密封轴331的圆周面紧贴组件700的上下表面，能够避免空气从密封轴331与组件700之间进入层压箱310内部。与靠上设置的密封轴相适配的密封轴瓦332设置在对应密封轴的上方，与靠下设置的密封轴相适配的密封轴瓦332设置在对应密封轴的下方，保证密封轴瓦的设置不会干涉组件进出层压箱。密封轴瓦332的外周面与层压箱310密封固接，可以避免过多的空气从密封轴331的周边进入层压箱310内部。通过密封装置330可以在不影响组件700进出层压箱310的前提下尽可能的提高层压箱310内的密封性，使层压箱310内的真空度能够达到-80kpa至-60kpa。

采用这种结构的封装设备，利用层压箱310为抽真空装置提供了抽真空所必须的相对封闭的空间，压辊组320全部位于层压箱310内，在热的压辊组320对组件进行加热加压时，加热、加压和抽真空三个过程同时、同步进行，加热装置、压辊组320、层压箱310在空间上是重合的，设备占用空间较小，此外，层压箱310能够减小热压辊组320与周围环境的热交换，可以减少压辊组320的热量散失，提高设备的加热效率，减小能耗。

优选的，在层压箱310顶部和底部的箱壁中分别固定设置有加热器340，所述加热器340可以为电加热板、电热管等电热装置，也可以为内有导热油循环流动的加热管，总之能为层压箱310的箱体加热即可，这样就可以利用热的层压箱310作为一道热屏障，减小层压箱310内部与外部的热量交换，有助于热辊321的保温，有利于组件700升温的稳定。

在材料放卷后层压前需要在材料上刷胶，刷胶这一过程可以通过人工操作进行，更好的方式是在放卷装置100与层压装置300之间设置刷胶装置400，可以取代人工在组件700的材料上刷胶，提高设备的自动化程度，使组件700的加工更为方便。如图1和图2所示，刷胶装置400包括两个储胶箱401，储胶箱为长条状的箱体沿组件的宽度方向设置，储胶箱的一侧壁上依次设置有出胶嘴402、压胶机构和铲刀。出胶嘴402沿箱体的长度方向设置且长度大于等于组件的宽度，储胶箱上设置有胶泵，胶泵的出口连通出胶嘴402，胶泵的胶泵进口连通储胶箱401内的胶，胶泵将储胶箱中的胶输送至出胶嘴402。压胶机构包括压紧弹簧404、压紧座403和滚压轴405。其中压紧弹簧404的伸缩方向垂直于组件传送平面，压紧弹簧404的一端固接在储胶箱上，另一端与压紧座固接。滚压轴405转动连接在压紧座403上，且位于远离压紧弹簧404的一侧。滚压轴405的轴线与储胶箱的长度方向平行，且滚压轴的长度大于等于组件的宽度。铲刀406沿储胶箱的长度设置，其横截面呈“人字形”，其中“人”的顶部与储胶箱固接。两个储胶箱分别固定设置在架体上，且关于组件传送平面对称设置，储胶箱的宽度方向与组件的宽度方向平行，出胶嘴402、压胶机构和铲刀406均位于在储胶箱401远离组件传送平面的一侧，其中出胶嘴靠近放卷装置，铲刀靠近层压装置，压胶机构位于出胶嘴和铲刀之间。在刷胶时，组件的中间层材料703从两个储胶箱401之间经过，上层材料701和下层材料702分别位于中间层材料的两侧，从对应侧的出胶嘴402处经过，在组件700传输的过程中，上层材料701和下层材料702依次经过对应侧的出胶嘴402、滚压轴405和铲刀406，从出胶嘴402中流出的胶粘在材料上，压紧弹簧404将滚压轴压在材料上，滚压轴405从胶面上滚过将胶均匀的摊开并压紧在材料上，铲刀406最后从材料表面经过进一步的将胶铺设的均匀平整，同时将多余的胶从材料上刮下来，在此过程中余胶被收集在铲刀406上，从而将取代人工操作将胶均匀、平整、紧密的铺设在材料上。

优选在刷胶装置400中还设置两个固接在架体上的限位板407，两个限位板407平行于组件传送平面，且分别位于两个储胶箱的上下两端。上、下两层材料分别从相邻的储胶箱401与限位板407之间穿过，在刷胶过程中材料绐终紧贴在限位板407的内表面，限位板407可以避免材料在压紧弹簧404的压迫下发生弯折变形，此外限位板407可以保证出胶嘴402和铲刀406与材料之间的距离恒定，便于控制出胶的量也便于控制铲刀406所能刮掉的胶量。

结合图1和图2所示，刷胶装置400与层压装置300之间最好还设置压紧装置500。压紧装置500包括两个远轮和两个近轮，近轮和远轮均为转动设置在架体上的柔性轮，近轮和远轮均为长轴轮，沿组件的宽度方向设置，近轮和远轮的长度均到大于等于组件的宽度，近轮和远轮的转动轴线均平行于组件传送平面且垂直于组件700的传送方向。两个近轮对称设置在组件传送平面上下两侧，且两个近轮的间距小于等于组件700厚度，两个远轮也对称设置在组件传送平面上下两侧，远轮上距离组件传送平面的最远点到组件传送平面的垂直距离等于铲刀距离组件传送平面最远点到组件传送平面的垂直距离。远轮502位于靠近刷胶装置400的一侧，两个近轮501位于远离刷胶装置的一侧。上层材料701和下层材料702分别从相邻远轮502远离组件传送平面一侧绕至相邻近轮501靠近组件传送平面的一侧，两个远轮502的设置使上层材料701和下层材料702尽量平顺的从储胶箱401与限位板407之间穿过，两个近轮将上层材料701和下层材料702导向中间层材料703，使三层相聚较远的材料能够紧贴在一起，与此同时还起到张紧材料的作用，并对材料进行导向。

优选的，在层压装置300与收卷装置200之间设置冷却装置600，用于封装完成的组件700在收卷前的快速降温，减少组件700冷却所用时间，提高生产效率。冷却装置600可以采用层压机常用的风扇，利用若干风扇朝向传送中的组件700吹风进行降温，也可以利用空调等其他制冷设备在传送中的组件700周围制造低温环境进行降温，总之能够实现组件700的冷却降温即可。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。