专利名称：双面玻璃晶体硅太阳电池组件的封装方法
技术领域：
本发明涉及一种双面玻璃晶体硅太阳电池组件的封装方法，可用于光伏建筑一体化。
背景技术：
双面玻璃组件美观，应用范围广，但封装工艺尚存在技术瓶颈，国内外光伏公司所推出的双面玻璃太阳电池组件，其生产成本，产品成品率以及产品耐侯性能等方面仍不能与普通组件相竞争。目前日本kyocera、德国shell等公司采用灌胶方法封装双面玻璃组件，这种工艺相对成熟并能生产曲面玻璃组件，但工艺成本非常高不适合大规模生产。
采用普通太阳电池组件层压封装工艺进行双面玻璃太阳电池的封装，由于使用了刚性的玻璃替代了普通组件所用的柔性TPE作为组件的背板材料，双面玻璃层压封装过程中由于两层刚性玻璃的挤压，很容易出现气泡、移位、太阳电池裂片、玻璃碎裂现象，为此德国一家组件设备公司推出带有冷却系统的层压设备，能解决双面玻璃组件气泡问题，但该工艺层压周期长，设备投资非常大。
近年国内外光伏产业飞速发展，国内几家太阳电池组件封装大厂也致力于双面玻璃太阳电池组件封装研究，并在国内的一些展会上推出双面玻璃太阳组件，部分组件在边缘均有少量气泡，且价格高，都还未能完全投入市场。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种采用普通组件层压机进行双面玻璃晶体硅太阳电池组件的封装方法，其工艺简单，效果明显，成本相对较低。
本发明提供了一种双面玻璃晶体硅太阳电池组件的封装方法。包括(1)将串并联好的太阳电池片与玻璃、EVA胶膜从上至下叠加成玻璃-EVA胶膜-太阳电池-EVA胶膜-玻璃的五层结构；(2)对上述五层结构采用特定高分子材料进行处理；(3)当太阳电池层压机加热板温度到达70℃时，将层叠好的五层结构放入层压机中，对该结构进行加压；(4)设置层压机的层压温度为135～145℃，在该温度下层压时间为15～25min，层压时间结束后，平衡层压机下腔气压与大气压差，打开层压机上盖取出已成型的太阳电池组件。
所述玻璃3采用低铁钢化玻璃，所述EVA胶膜2的厚度为0.25～0.8mm，其厚度设在0.5～0.8mm最为适宜，所述五层结构的太阳电池片组件可以在叠加封装前将EVA胶膜2划上横竖若干倒痕，以达到减少EVA胶膜2有方向性的收缩，所述太阳电池组件在EVA胶膜2达到融化温度之前，需通过所述层压机的上气囊进行加压，所述层压温度可根据层压机的功率特征、所使用EVA胶膜2的特性参数进行优化设置。
由于采取上述技术方案，本发明的有益效果是(1)针对组件中产生气泡这一情况，本发明首先改进封装工艺，封装过程中对叠加好的五层结构的太阳电池组件使用高分子材料进行处理，这样封装好的双面玻璃太阳组件从层压机取出来后，空气无法进入玻璃之间，从而有效地避免气泡的产生，这种方法工艺简单、效果好，适于工业化生产。
(2)采用若干层适当厚度的EVA胶膜进行叠加，本发明能够有效的减少残留在组件中央太阳电池片之间的气泡。在叠加封装前EVA胶膜上划上横竖的若干刀痕可以明显减少EVA胶膜有方向性的收缩，控制组件中电池片发生位移。
(4)在EVA未收缩之前，层压机开始下室抽空，上气囊充气，这样两层玻璃紧压EVA与太阳电池片，多次实验表明，这种方法优化层压工艺，增加电池片移位的阻力，解决了太阳电池片移位的问题，调节合适的气囊充气时间、并保持焊点均匀，避免电池片碎片现象。
(5)本发明采用低铁钢化玻璃来解决在双面玻璃组件层压出现裂纹的情况，这种低铁刚化玻璃的特点是透过率高、抗冲击能力强和使用寿命长。
(6)本发明另一特点在于组件在高温(140℃)层压以后不需要进行另外的固化过程，其不仅降低了设备投资，而且简化了工艺过程，有利于应用推广。
图1是本发明方法封装的双面玻璃太阳电池组件的结构图；图2是普通玻璃的光谱透过率；图3是低铁钢化玻璃光谱透过率。
具体实施例方式
为了更好的说明本发明与普通太阳电池组件封装方法相比的优越性，下面举例本发明的7个实施例对其实施步骤进行说明，但本发明的实施方法不限于此。
实施例1如图1所示，首先在台面上平放一块低铁钢化玻璃3，上面平铺一层单层厚度为0.3mm的EVA胶膜2，将串并联好的太阳电池串1置于EVA胶膜2上面，在太阳电池串1上面同样依次平铺一层单层厚度为0.3mm的EVA胶膜2和低铁钢化玻璃3，使之形成3-2-1-2-3的五层结构；然后使用高分子材料对以上五层结构进行特定处理；之后再设置层压机预热温度为70℃时，当层压机加热板温度达到此温度时，将上述经过处理的五层结构放入层压机中，并合层压机上盖，进行层压机下室抽真空，同时上室充气，对层叠好的电池进行加压；设置层压机的层压温度为140℃，在该温度下层压时间为20min，层压时间结束后，层压机下室充气，上室抽真空，使放电池的下腔气压与大气压平衡，打开层压机上盖取出已成型的太阳电池组件。
实施例2如图1所示，首先在台面上平放一块低铁钢化玻璃3，上面平铺层单层厚度为0.3mm的EVA胶膜2，将串并联好的太阳电池串1置于EVA胶膜2上面，在太阳电池串1上面同样依次叠放两层单层厚度为0.3mm的EVA胶膜2和低铁钢化玻璃3，使之形成3-2-1-2-3的五层结构；然后使用高分子材料对以上五层结构进行特定处理；之后再设置层压机预热温度为70℃时，当层压机加热板温度达到此温度时，将以上经过处理的五层结构放入层压机中，并合层压机上盖，进行层压机下室抽真空，同时上室充气，对层叠好的电池进行加压；设置层压机的层压温度为140℃，在该温度下层压时间为20min，层压时间结束后，层压机下室充气，上室抽真空，使放电池的下腔气压与大气压平衡，打开层压机上盖取出已成型的太阳电池组件。
实施例3如图1所示，首先在台面上平放一块低铁钢化玻璃3，上面平铺一层单层厚度为0.3mm的EVA胶膜2，将串并联好的太阳电池串1置于EVA胶膜2上面，在太阳电池串1上面同样依次叠放三层单层厚度为0.3mm的EVA胶膜2和低铁钢化玻璃3，使之形成3-2-1-2-3的五层结构；然后使用高分子材料对以上五层结构进行特定处理；之后再设置层压机预热温度为70℃时，当层压机加热板温度达到此温度时，将以上经过处理的五层结构放入层压机中，并合层压机上盖，进行层压机下室抽真空，同时上室充气，对层叠好的电池进行加压；设置层压机的层压温度为140℃，在该温度下层压时间为20min，层压时间结束后，层压机下室充气，上室抽真空，使放电池的下腔气压与大气压平衡，打开层压机上盖取出已成型的太阳电池组件。
实施例4如图1所示，首先在台面上平放一块低铁钢化玻璃3，上面平铺一层单层厚度为0.6mm的EVA胶膜2，将串并联好的太阳电池串1置于EVA胶膜2上面，在太阳电池串1上面同样依次平铺一层单层厚度为0.6mm的EVA胶膜2和低铁钢化玻璃3，使之形成3-2-1-2-3的五层结构；然后使用高分子材料对以上五层结构进行特定处理；之后再设置层压机预热温度为70℃时，当层压机加热板温度达到此温度时，将以上经过处理的五层结构放入层压机中，并合层压机上盖，进行层压机下室抽真空，同时上室充气，对层叠好的电池进行加压；设置层压机的层压温度为140℃，在该温度下层压时间为20min，层压时间结束后，层压机下室充气，上室抽真空，使放电池的下腔气压与大气压平衡，打开层压机上盖取出已成型的太阳电池组件。
实施例5如图1所示，首先在台面上平放一块低铁钢化玻璃3，上面平铺一层单层厚度为0.6mm的EVA胶膜2，将串并联好的太阳电池串1置于EVA胶膜2上面，在太阳电池串1上面同样依次叠放两层单层厚度为0.6mm的EVA胶膜2和低铁钢化玻璃3，使之形成3-2-1-2-3的五层结构；然后使用高分子材料对以上五层结构进行特定处理；之后再设置层压机预热温度为70℃时，当层压机加热板温度达到此温度时，将以上经过处理的五层结构放入层压机中，并合层压机上盖，进行层压机下室抽真空，同时上室充气，对层叠好的电池进行加压；设置层压机的层压温度为140℃，在该温度下层压时间为20min，层压时间结束后，层压机下室充气，上室抽真空，使放电池的下腔气压与大气压平衡，打开层压机上盖取出已成型的太阳电池组件。
实施例6如图1所示，首先在台面上平放一块低铁钢化玻璃3，上面平铺一层单层厚度为0.6mm的EVA胶膜2，将串并联好的太阳电池串1置于EVA胶膜2上面，在太阳电池串1上面同样依次叠放三层单层厚度为0.6mm的EVA胶膜2和低铁钢化玻璃3，使之形成3-2-1-2-3五层结构；然后使用高分子材料对以上五层结构进行特定处理；之后再设置层压机预热温度为70℃时，当层压机加热板温度达到此温度时，将以上经过处理的五层结构放入层压机中，并合层压机上盖，进行层压机下室抽真空，同时上室充气，对层叠好的电池进行加压；设置层压机的层压温度为140℃，在该温度下层压时间为20min，层压时间结束后，层压机下室充气，上室抽真空，使放电池的下腔气压与大气压平衡，打开层压机上盖取出已成型的太阳电池组件。
在上述实施例1中，层压后太阳电池组件中间位置有较多气泡生成，太阳电池串1几乎没有位移，但是有碎片出现。实施例2中，经过相同的工艺过程层压后，太阳电池组件中间有少量气泡生成，太阳电池串1有轻微位移现象。实施例3中，太阳电池组件无气泡产生，太阳电池串1有明显位移。实施例4中，层压后太阳电池组件无气泡产生，太阳电池串1有轻微位移现象。实施例5中，太阳电池组件无气泡产生，太阳电池串1位移明显。实施例6中，太阳电池组件无气泡产生，太阳电池串1位移较大。由实施例1～6可以看出，EVA胶膜2的厚度太薄易产生太阳电池串1裂片、整个太阳电池组件中间产生气泡，而太厚则易引起太阳电池串1移位。综上所述，采用上下各一层单层厚度为0.6mm的EVA胶膜2的层压效果是最好的。
实施例7如图2和图3所示，采用低铁钢化玻璃来解决玻璃裂纹现象，该玻璃在晶体硅太阳电池响应的波长范围内(350～1100nm)透光率达90％以上，对于波长大于1200nm的红外有较高的反射率，同时能耐太阳紫外线的辐射。图2所示的是普通玻璃的光谱透过率，而图3则是采用太阳电池组件用的低铁钢化玻璃的光谱透过率，显然，普通玻璃的光谱透过率在700～1100的波段内下降较快，明显低于低铁钢化玻璃的透过率。
权利要求
1.一种双面玻璃晶体硅太阳电池组件的封装方法，其特征在于包括以下步骤(1)对太阳电池片进行串并联，形成太阳电池串；所述太阳电池串、EVA胶膜与玻璃进行层层叠加，形成玻璃-EVA胶膜-太阳电池-EVA胶膜-玻璃的五层结构的太阳电池组件；(2)将所述五层结构的太阳电池组件采用高分子材料进行处理；(3)设置层压机预热温度为70℃，当达到该温度时将上述层叠好的五层结构放入层压机并合上盖，进行层压机下室抽真空，上室充气的操作，对该五层结构进行加压；(4)设置层压机的层压温度为135～145℃，在该温度下层压时间为15～25min，层压时间结束后，进行层压机下室充气，上室抽真空的操作，平衡层压机下腔气压与大气压差，打开层压机上盖取出已成型的太阳电池组件。
2.根据权利要求1所述的一种双面玻璃晶体硅太阳电池组件的封装方法，其特征在于，上述步骤(1)中玻璃为低铁钢化玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种双面玻璃晶体硅太阳电池组件的封装方法，其特征在于，上述步骤(1)中EVA胶膜的厚度为0.25～0.8mm。
4.根据权利要求1所述的一种双面玻璃晶体硅太阳电池组件的封装方法，其特征在于，上述步骤(3)中太阳电池组件在EVA胶膜达到融化温度之前，需通过所述层压机的上气囊进行加压，并且下室抽真空。
5.根据权利要求1所述的一种双面玻璃晶体硅太阳电池组件的封装方法，其特征在于，上述步骤(4)中的层压温度可根据层压机的功率特征、所使用EVA胶膜的特性参数进行优化设置。
全文摘要
本发明涉及一种双面玻璃晶体硅太阳电池组件的封装方法，包括将串并联好的太阳电池串与玻璃、EVA胶膜从上至下叠加成玻璃－EVA胶膜－太阳电池－EVA胶膜－玻璃的五层结构；对上述五层结构采用特定高分子材料进行处理；当太阳电池层压机加热板温度到达70℃时，将层叠好的五层结构放入层压机中，对该结构进行加压；设置层压机的层压温度为135～145℃，在该温度下层压时间为15～25min，层压时间结束后，平衡层压机下腔气压与大气压差，打开层压机上盖取出已成型的太阳电池组件，得到的双面玻璃太阳电池组件美观且透光，解决双面玻璃电池组件在封装过程产生的气泡、移位、太阳电池裂片、玻璃碎裂现象。
文档编号H01L31/18GK101060146SQ20071002796
公开日2007年10月24日 申请日期2007年5月11日 优先权日2007年5月11日
发明者王磊, 张臻, 张正国, 方玉堂, 高学农 申请人:华南理工大学