专利名称：宽幅太阳能电池组背板的制造方法及制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池组背板的制造方法及制造装置，特别涉及一种宽幅太阳能电池组背板的制造方法及制造装置。
背景技术：
随着工业化进程的加快，能源消耗越来越大，常规能源供给的有限性和环保压力的增大，促使人类去开发和利用新能源。作为新能源之一的太阳能引起世界的重视。工业化国家纷纷投入巨资进行研究和开发利用，企图保持其在太阳能产业上领先地位和在市场上的支配地位。随着低碳经济目标的提出，作为21世纪最有潜力的能源，太阳能光伏产业的发展潜力巨大。随着太阳能光伏产业的持续高速发展，其配套产品的需求也日益增大。太阳能电池组件生产的原材料是多晶硅、电池封装背板、EVA胶膜、面板玻璃、电极互联条、焊锡和助焊剂等。目前，太阳能电池组件原材料除背板还没有国产化外，其他产品都实现国产化。 在国内市场以进口背板占主导地位，价格昂贵，而其余材料都无需进口，采用国产化材料能显著降低成本。随着太阳能光伏产业的持续高速发展，其配套产品背板的需求及国产化提上日程。因此，太阳能电池组件专用背板国产化生产是十分必要的。现有的进口背板主要以膜复合结构为主，其中以杜邦的Tedlar PVF膜为主要供应商，通过粘结剂双面复合PFT组成背板。TPT的供货在很大程度上受到DUPONT公司的产能限制，供货不是很稳定，且价格偏高。而且因为使用粘结剂复合，对粘结剂的耐候性要求很高，容易出现分层剥离。如采用涂覆工艺，独创的三层无胶结构，明显减少了背板分层。表面成膜致密，克服了传统粘接剂复合膜易分层鼓泡的弊端，降低了基膜水汽的透过率，提高了其耐候性。氟膜层经过特殊处理，任何一面都可与任何一款合格的EAV胶实现完美粘接，且与EVA有很高的剥离强度，大大降低了组件背板起泡的发生概率。具体工艺是将高耐候性能的氟材料，通过涂覆工艺与高阻隔性、高机械强度的PET膜复合成太阳能电池组件专用背板。该材料具有氟塑料优质的耐老化、耐腐蚀、耐污疏水等性能和PET聚酯薄膜优异的机械强度，它能有效地防止其它介质如水、氧气、腐蚀性气体、液体(如酸雨)等对太阳能电池硅片的侵蚀。背板的耐候性、电气绝缘性、阻隔性、粘接性完全满足太阳能电池组件的使用要求。传统技术中，上述太阳能电池组件背板多采用PET膜，过放卷、预处理、涂覆、烘干、切边、整理、收卷等步骤一次性完成背板的生产。然而由于PET膜的涂覆过程中所采用的涂料、溶剂、添加剂等问题，所述PET膜在后续的烘干过程中，会释放出大量的有机气体， 这些有机气体含有有害有毒物质，如直接排放，则会对大气造成严重的污染。传统技术有， 多采用尾气收集方式将上述有机气体进行收集和处理，然而这种方法需要较高的成本和额外的装置来收集处理上述废气，并且在收集和处理过程中还会面临泄露和二次污染等问题。
同时，在加工处理PET膜的过程中，PET膜的张力必须严格控制，否则会出现褶皱、 单边松紧即拉伸变形等情况。现有的制造方法中，将PET膜的张力按照一个单一的标准进行监控，并且相应的多只在涂覆前采用一个单一的张力监控器对PET膜的张力进行监控。 所以采用传统技术制造的PET膜出现褶皱、单边松紧即拉伸变形等情况的概率较大。正式受到上述情况的制约，采用传统技术，只能制造小宽幅的背板，而无法制造大宽幅背板，特别是宽幅达到an的超大宽幅背板。同时，这些情况也导致了传统技术制造太阳能背板的成品率较低和生产成本较高。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种太阳能电池组背板的制造装置，其依次对基膜进行预处理、涂覆、烘干、冷却，以制造太阳能电池背板。本发明的目的之二在于提供一种太阳能电池组背板的制造装置，其依次对基膜进行预处理、涂覆、烘干、冷却，以制造宽幅太阳能电池背板。本发明的目的之三在于提供一种太阳能电池组背板的制造装置，其放卷、预处理、 烘箱、收卷装置处分别具有张力监控装置，以分段监控各处张力，避免张力过大或过小导致的褶皱、单边松紧及松弛变形等问题。本发明的目的之四在于提供一种太阳能电池组背板的制造装置，其具有个张力监控系统，分段监控放卷、预处理、烘箱、收卷装置的张力，从而有效避免宽幅基膜极易松弛变形的问题。本发明的目的之五在于提供一种太阳能电池组背板的制造装置，其具有多级烘箱，对涂覆后的基膜进行具有温度梯度的多级烘干，以避免骤热带来的烘干不均及表面开裂等问题。本发明的目的之六在于提供一种太阳能电池组背板的制造装置，其具有废气处理热循环系统，其利用烘干产生的废气进行催化燃烧，并将燃烧热进行双重换热，以加热烘干所需空气和待处理废气，为烘箱提供所需温度并使废气达到催化燃烧所需温度，从而使得当废气浓度达到预定值时便自发燃烧。本发明的目的之七在于提供一种太阳能电池组背板的制造方法，其具有预处理、 涂覆、烘干、冷却步骤，以加工基膜制造太阳能电池组背板。本发明的目的之八在于提供一种太阳能电池组背板的制造方法，其具有预处理、 涂覆、烘干、冷却步骤，以加工基膜制造宽幅太阳能电池组背板。本发明的目的之九在于提供一种太阳能电池组背板的制造方法，其放卷、预处理、 烘箱、收卷步骤分别具有张力监控步骤，以分段监控各处张力，避免张力过大或过小导致的褶皱、单边松紧及松弛变形等问题。本发明的目的之十在于提供一种太阳能电池组背板的制造方法，其采用具有温度梯度的多级烘干方法，以烘干涂覆后的基膜，避免骤热带来的烘干不均及表面开裂等问题。本发明的目的之十一在于提供一种太阳能电池组背板的制造方法，其采用具有温度梯度的多级冷却方法，以冷却烘干后的基膜，避免骤冷带来的冷却不均及表面开裂等问题。本发明的目的之十二在于提供一种太阳能电池组背板的制造装置，其用于制造非平面背板。为了实现上述目的，本发明公开了一种太阳能电池组背板制造装置，其包含依次相连的一个放卷装置、一个预处理装置、一个涂覆装置、一个多级烘干装置、一个冷却系统和一个收卷装置，所述基膜依次传输经过上述装置，所述太阳能电池组背板制造装置进一步包括一个废气处理热循环系统和一个张力监控系统，所述废气处理热循环系统连接所述多级烘干装置，所述多级烘干装置由一组烘箱相互串联形成。所述张力监控系统包括一个第一张力监控装置、一个第二张力监控装置、一组第三张力监控装置、一个第四张力监控装置，以及一个与上述各监控装置相连的总控制器。所述第一张力监控装置设置在所述放卷装置内部，用于监控所述放卷装置处基膜张力。所述第一张力监控装置包含一个第一张力检测器和一个第一张力控制辊。所述第二张力监控装置设置在所述预处理装置内部，用于监控所述预处理装置处基膜张力。所述第二张力监控装置包含一个第二张力检测器和一个第二张力控制辊。所述每一第三张力监控装置分别设置在所述多级烘干装置的每一烘箱内，分别用于监控所述每一烘箱处基膜张力。所述第三张力监控装置包含一个第三张力检测器和一个第三张力控制辊。所述第四张力监控装置设置在所述收卷装置内部，用于监控所述收卷装置处基膜张力。所述第四张力监控装置包含一个第四张力检测器和一个第四张力控制辊。所述第一张力检测器、第二张力检测器、第三张力检测器和第四张力检测器分别向所述总控制器传输测得的各处张力数据。所述总控制器内部预设有放卷阶段、预处理阶段、烘干阶段和收卷阶段的张力范围数据。所述总控制器将收到的张力数据与该阶段的预设张力范围相比较，当测得的张力数据低于预设张力范围的下限值时或高于预设张力范围的上限值时，所述总控制器控制并调整相应的张力控制辊的位置，从而增大或减小该阶段的基膜的张力。优选地，所述第一张力检测器、第二张力检测器、第三张力检测器和第四张力检测器为张力传感器、压力传感器、压力检测器等。所述放卷装置包含一个放卷支架和设置在所述放卷支架上的一个放卷轴。一卷基膜，如PET膜，放置在所述放卷支架上，所述放卷轴穿过该卷基膜以控制该卷基膜的转动进行放卷，所述放卷轴为单轴气锁紧固式气胀轴。所述基膜依次传输经过所述放卷支架、所述第一张力检测器和所述第一张力控制辊。所述第一张力控制辊牵引所述基膜，使得所述基膜从所述放卷支架处放卷并在所述第一张力控制辊的牵引作用下传输至所述预处理装置。所述第一张力检测器设置在所述放卷支架和所述第一张力控制辊之间。所述第一张力检测器检测其上传输的基膜的张力， 并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器，如测得的基膜张力偏离总控制器内的预设值， 则总控制器调整所述第一张力控制辊的位置，从而调整所述基膜的张力。所述预处理装置包含一个除尘装置和一个除静电装置。所述除尘装置和所述除静电装置分别用于除去所述基膜上的油污、灰尘等杂质以及所述基膜上的静电。所述基膜依次传输经过所述除尘装置、所述除静电装置、所述第二张力控制辊和所述第二张力检测器。所述第二张力控制辊牵引传输至所述预处理装置的基膜，使得所述基膜依次传输经过所述除尘装置和所述除静电装置，以依次除去其上的油污、灰尘等杂质以及静电。经预处理的基膜在所述第二张力控制辊的牵引作用下传输至所述涂覆装置。在传输进入所述涂覆装置之前，所述第二张力检测器检测其上传输的基膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器，如测得的基膜张力偏离总控制器内的预设值，则总控制器调整所述第二张力控制辊的位置，从而调整所述基膜的张力。所述涂覆装置为包含一个涂覆辊，以及分别与所述涂覆辊相切的一个带料辊、一个计量辊和一个压辊。所述带料辊沿其轴向旋转，从涂覆基膜的涂料盒中旋出粘带出所述涂料，并旋转经过与其相切的所述涂覆辊，将其上的涂料传输给所述涂覆辊。根据预设的涂覆厚度，调整相切的涂覆辊与所述计量辊之间的间距，以控制基膜的涂覆厚度。所述涂覆辊旋转经过所述计量辊，以控制所述涂覆辊上的涂料厚度，并继续旋转经过与其相切的所述压辊。所述涂覆装置优选为三辊逆向涂覆装置、切线涂覆装置或其他适用的涂覆装置。传输至所述涂覆装置的基膜沿切线方向穿过所述涂覆辊和所述压辊，所述涂覆辊和所述压辊对转使得所述基膜沿传输方向向所述多级热循环烘干系统处传输，所述压辊向所述涂覆辊处施压一个预设压力，使得二者挤压所述基膜并进而使得所述涂覆辊上的涂料涂覆在所述基膜上，形成涂层。优选地，所述涂覆辊为平面涂覆辊或非平面涂覆辊，即所述涂覆辊的外表面为平面结构或非平面结构。当所述涂覆辊为非平面涂覆辊时，其外表面上设有一个底平面以及设一组图案化突起(patterned protrusion)，所述图案化突起为条纹状突起、菱形突起、块状突起或其他预设形状的突起。优选地，所述涂覆辊的外表面上，所述底平面和所述图案化突起之间的面积比为
1 1。经所述涂覆装置处理后的基膜上涂覆有涂层，随后基膜传输至所述多级热循环烘干系统进行烘干处理。所述多级烘干装置包含一组相互串联的烘箱和一组分别设置在相应烘箱上的管道，所述烘箱分别通过各自相对应的管道输出烘干产生的废气并输入具有一定温度的热空气做为热源加热烘箱以达到烘干所需温度。所述涂覆后的基膜依次传输进入各个烘箱，并在各烘箱内被加热烘干。优选地，所述各烘箱的烘干温度不同，形成一定的温度梯度，从而形成一个多级烘
干装置。优选地，所述每一管道进一步包括一个第一支管和一个第二支管。所述第一支管分别将各自相对应的所述烘箱内的废气传输至所述废气处理热循环系统，所述第二支管将经废气处理热循环系统加热的热空气分别传输至各自相对应的所述烘箱内。优选地，所述每一第二支管上进一步设有一个调节阀，其用于调节多数第二支管向所述烘箱提供的热空气的流量。通过调节进入所述各烘箱的热空气的流量，来控制所述各烘箱的温度，从而在所述各烘箱内部形成不同的烘干温度，形成具有温度梯度的多级烘干系统。所述废气处理热循环系统包括一个第一换热器、一个催化床、一个燃烧腔和一个
第二换热器。
所述第一换热器和所述第二换热器为冷流体一热流体换热器。所述第一换热器具有第一冷流体入口、第一冷流体出口、第一热流体入口和第一热流体出口。所述第二换热器具有第二冷流体入口、第二冷流体出口、第二热流体入口和第二热流体出口。所述第一冷流体入口连接所述第一支管，所述第一冷流体出口通过所述催化床连接所述燃烧腔的一端，所述第一热流体入口连接所述燃烧腔的另一端，所述第一热流体出口连接所述第二换热器的第二热流体入口，所述第二热流体出口向大气中输出燃烧处理后的气体或向尾气处理装置中输出燃烧处理后的气体，所述第二冷流体入口从大气中输入空气或从空气净化装置出输入净化后的空气，所述第二冷流体出口连接所述各第二支管。从所述各烘箱排出的废气经相应的所述各第二支管汇集，传输至所述废气处理热循环系统。上述废气从所述冷流体入口处传输进入所述第一换热器进行换热(具体换热在下文中详述)，并从所述第一冷流体出口处排出并随后穿过所述催化床进入所述燃烧腔。 所述废气再燃烧腔内，在催化床的催化作用下燃烧，其所含的有机气体燃烧转化为无害的氮氧化物和水。经燃烧处理后的废气从第一热流体入口处传输进入所述第一换热器进行换热，随后从所述第二热流体出口。燃烧后的废气经热交换后从所述第二热流体入口处传输进入所述第二换热器，并与从所述第二冷流体入口处输入的空气进行热交换，随后从第二热流体出口处排出。经热交换的燃烧后废气温度降低，而经热交换后的空气温度升高，其从所述冷流体出口处排出， 形成热空气，该热空气随后进入与所述冷流体出口相连的所述各第二支管，并分别传输至相应的所述各烘箱，从而用于加热所述烘箱以提供烘干所需的温度。所述每一烘箱内设有一个所述第三张力监控装置，所述基膜在所述每一烘箱内依次传输经过所述第三张力检测器和所述第三张力控制辊，所述第三张力控制辊牵引所述基膜依次传输穿过所述烘干装置，所述第三张力检测器检测其上传输的基膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器，如测得的基膜张力偏离总控制器内的预设值，则总控制器调整所述第三张力控制辊的位置，从而调整所述基膜的张力。优选地，调节所述调节阀，从而调整相应的第二支管的热空气流量，从而调整相应烘箱的内部温度，使得所述个烘箱的烘干温度不同，形成多级烘干。所述基膜依次传输经过所述烘箱时，在不同的烘箱中，经过不同的烘干温度进行多级烘干。所述基膜经所述烘干装置的烘干，传输进入所述冷却系统。所述冷却系统沿基膜传输方向依次包含一组风刀和一组冷却辊。所述风刀位于所述基膜涂覆有涂层的那一侧的上方，其将常温空气增压后吹向所述基膜，以冷却所述基膜。 所述冷却辊的内部填充有冷却用的液体，一般为水，所述各冷却辊依次相切，并且所述基膜依次经所述各冷却辊的牵引和挤压，在上述接触传输过程中，所述基膜被冷却。优选地，调节所述冷却辊内部冷却液的温度，从而调整相应的冷却辊的温度，从而形成多级冷却。所述基膜依次传输经过所述冷却辊时，在不同的冷却辊处，经过不同的冷却温度进行多级冷却。经冷却的基膜传输至所述收卷装置。所述收卷装置优选为一个双工位翻架式收卷装置。所述基膜依次传输经过所述第四张力检测器和所述第四张力控制辊，随后在所述第四张力控制辊的牵弓I下传输至所述双工位翻架式收卷装置进行收卷切割。其中，所述第四张力检测器检测其上传输的基膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器，如测得的基膜张力偏离总控制器内的预设值，则总控制器调整所述第四张力控制辊的位置，从而调整所述基膜的张力。至此，所述基膜依次经过防卷、预处理、涂覆、烘干、冷却和收卷，被加工成所需的太阳能电池组背板。优选地，所述基膜采用PET膜。优选地，所述基膜采用含氟高分子树脂进行涂覆，如聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氟橡胶、三氟氯乙烯-烷基乙烯基醚共聚物，或上述含氟高分子树脂中的两种或两种以上的混合物。本发明进一步公开了采用本发明的太阳能电池组背板制造装置，采用基膜，如PET 膜，制造太阳能电池组背板的方法，其包括以下步骤步骤1 提供基膜步骤2 除去所述基膜表面的静电及杂质；步骤3 在所述基膜上均勻涂覆氟材料，涂层厚度0. 04mm 0. 06mm ；步骤4 将步骤3所得基膜依次在75°C 85°C、95°C 105°C、115°C 125°C条件下烘干，烘干时间总计8分钟；步骤5 采用风冷将步骤4所得基膜冷却至75°C 85°C，随后采用冷却辊将基膜进一步冷却至室温；步骤6 整理步骤5所得基膜并收卷。优选地，所述步骤3中，采用非平面涂覆辊对基膜进行涂覆。所述涂覆辊的外表面上设有一个底平面以及设一组图案化突起(patternedprotrusion)。优选地，所述涂覆辊的外表面上，所述底平面和所述图案化突起之间的面积比为1 1。优选地，所述涂覆辊的图案化突起的高度为0. 04mm 0. 06mm。所述基膜上的涂层的最大涂层厚度为0. 08mm 0. 12mm且最小涂层厚度为0. 04mm 0. 06mm。所述步骤4中，采用所述多级热循环烘干系统进行多级烘干，第一级烘干温度为 75°C 85°C、烘干时间为1 3分钟；第二级烘干温度为95°C 105°C、烘干时间2 4分钟；第三级烘干温度为115°C 125°C、烘干时间2 4分钟。优选地，所述第一级烘干温度为80°C、烘干时间为2分钟。优选地，所述第二级烘干温度为100°C、烘干时间为3分钟。优选地，所述第三级烘干温度为120°C、烘干时间为3分钟。 所述步骤5中，优选地采用一组风刀，将所述基膜风冷冷却至80°C。所述步骤5中，优选地采用冷却辊对所述基膜进行多级冷却，首先进行第一级冷却，将基膜冷却至60°C 70°C，随后进行第二级冷却，将基膜冷却至35°C 45°C，最后进行第三级冷却，将基膜冷却至20°C 30°C。优选地，采用第一级冷却，将基膜冷却至65°C。优选地，采用第二级冷却，将基膜冷却至40°C。优选地，采用第三级冷却，将基膜冷却至25 °C。所述步骤6中，采用所述收卷装置进行自动收卷、切割等操作。为了降低基膜在生产过程中的形变，所述步骤1、步骤2、步骤4和步骤6中，进一步包括张力监控步骤。
优选地，所述步骤1进一步包括以下步骤步骤1. 1 对基膜放卷；步骤1. 2 检测所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；其中所述张力范围为30 50公斤；步骤1. 3 输出所述基膜。优选地，所述步骤2进一步包括以下步骤步骤2. 1 除去所述基膜表面的杂质；步骤2. 2 除去所述基膜表面的静电；步骤2. 3 检测所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；其中所述张力范围为30 50公斤；步骤2. 4 输出所述基膜。优选地，所述步骤4进一步包括以下步骤步骤4. 1. 1 检测所得的所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；其中所述张力范围为5 10公斤；步骤4. 1. 2 将所得的基膜在80°C条件下烘干时间为2分钟；步骤4.2. 1 检测所得的所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；其中所述张力范围为5 10公斤；步骤4. 22 将所得的基膜在100°C条件下烘干时间为3分钟；步骤4.3. 1 检测所得的所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；其中所述张力范围为5 10公斤；步骤4. 3. 2 将所得的基膜在120°C条件下烘干时间为3分钟。优选地，步骤6进一步包括以下步骤步骤6. 1 检测所得的所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；其中所述张力范围为20 30公斤；步骤6. 2 整理所得的基膜并收卷。优选地，所述基膜为PET膜。优选地，所述步骤3中采用含氟高分子树脂进行涂覆，如聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、 聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、氟橡胶、三氟氯乙烯-烷基乙烯基醚共聚物，或上述含氟高分子树脂中的两种或两种以上的混合物。采用本发明的方法及装置，以基膜为基础，可以制造出宽幅的太阳能电池组件背板，其中所述基膜经过放卷、预处理、涂覆、烘干、切边、整理、收卷等步骤一次性完成背板的生产，宽幅可达2M,生产效率较高。本发明的装置采用具有催化燃烧设备和热交换器的废气处理热循环系统来进行废气处理，其主要目的有两个使处理后的废气达到环保排放要求；回收热量进行循环利用达到节能要求。所述热循环装置的工作原理主要是利用烘箱排出的高热量废气进入热循环装置的催化床和燃烧腔，借助催化剂(钯、钼等贵金属)在低温下QOO 400°C)下进行无焰燃烧，从而实现对有机废气的完全氧化，把有害气体分解为无害的氮氧化物、碳氧化物和水，一般为二氧化碳和水蒸气，达到环保排放的要求。净化后的气体通过热交换器，与需要净化的废气进行换热，提高废气的温度，使废气达到催化燃烧的温度要求，做到不需要外界能量的无功运行，运行费用大大降低，经催化后燃烧所产生的热量回收利用，达到节能的目的。本发明的废气处理热循环系统，与传统电加热催化燃烧装置相比，能节省80%的电费，与直接燃烧加热相比，能节约50%。经过催化净化后的气体与空气进行第二次换热， 随后净化后的气体排入大气，被加热的空气作为高温气体送到烘箱，进行热能综合利用。现有技术中，减小张力是为了降低基膜在生产过程中的形变，现有的设备都采用一个系统张力，没有分段，其各处的张力都控制在100公斤以上。然而这就导致了，烘干阶段高温条件下，基膜特别容易出现拉伸变形，其随后又会在封装工艺中造成收缩。对于宽幅基膜，特别是幅宽2米的大宽幅基膜，其制造过程中的张力必须要严格控制，否则会出现褶皱、单边松紧及拉伸变形等情况。本发明中按照不同工段对张力的不同需要对张力进行分段监控，在放卷和涂覆阶段工段因为需要保证基膜的平整，张力控制在 30 50公斤张力，在烘干阶段为避免基膜在高温状态下部出现变形，张力控制在5 10公斤张力，在收卷阶段为保证基膜卷收卷整齐，张力控制在20 30公斤。本发明采用非平面涂覆辊来制造非平面背板，所述非平面背板上具有一组图案化凸起，从而增大背板的散热面积。考虑到背板的强度、后续的运输、安装等问题，经实验表面非平面背板的的凸起和非凸起的面积比为1 1时，可将上述因素控制在一个安全范围。以下，将通过具体的实施例做进一步的说明，然而实施例仅是本发明可选实施方式的举例，其所公开的特征仅用于说明及阐述本发明的技术方案，并不用于限定本发明的保护范围。
图1为本发明的太阳能电池组背板制造装置的结构示意图。图加为本发明的太阳能电池组背板制造装置的张力控制辊的工作原理示意图之一。图2b为本发明的太阳能电池组背板制造装置的张力控制辊的工作原理示意图之二。图3a为本发明的太阳能电池组背板制造装置的涂覆辊的立体图。图北为图3a所示的涂覆辊的局部放大图。图如为根据本发明另一优选实施例的太阳能电池组背板制造装置的涂覆辊的立体图。图4b为图如所示的涂覆辊的局部放大图。图fe为根据本发明另一优选实施例的太阳能电池组背板制造装置的涂覆辊的立体图。
图恥为图如所示的涂覆辊的局部放大图。图6为采用本发明制造装置所制造的涂覆后PET膜与传统的涂覆后PET膜的对比图。图7为本发明的太阳能电池组背板制造装置的废气处理热循环系统的结构示意图。
具体实施例方式根据本发明的权利要求和说明书所公开的内容，本发明的技术方案具体如下文所述。根据本发明的权利要求和说明书所公开的内容，本发明的技术方案具体如下文所述。如图1所示，本发明的太阳能电池组背板制造装置包含依次相连的一个放卷装置 1、一个预处理装置2、一个涂覆装置3、一个多级烘干装置4、一个冷却系统5和一个收卷装置6，所述基膜依次传输经过上述装置，所述太阳能电池组背板制造装置进一步包括一个废气处理热循环系统7和一个张力监控系统8，所述废气处理热循环系统7连接所述多级烘干装置4，所述多级烘干装置4由一组烘箱相互串联形成。所述张力监控系统8包括一个第一张力监控装置81、一个第二张力监控装置82、 一组第三张力监控装置83、一个第四张力监控装置84，以及一个与上述各监控装置相连的总控制器80。所述第一张力监控装置81设置在所述放卷装置1内部，用于监控所述放卷装置1 处基膜张力。所述第一张力监控装置81包含一个第一张力检测器811和一个第一张力控制辊812。所述第二张力监控装置82设置在所述预处理装置2内部，用于监控所述预处理装置2处基膜张力。所述第二张力监控装置82包含一个第二张力检测器821和一个第二张力控制辊822。所述每一第三张力监控装置83分别设置在所述多级烘干装置4的每一烘箱内41， 分别用于监控所述每一烘箱41处基膜张力。所述第三张力监控装置83包含一个第三张力检测器831和一个第三张力控制辊832。所述第四张力监控装置84设置在所述收卷装置6内部，用于监控所述收卷装置6 处基膜张力。所述第四张力监控装置84包含一个第四张力检测器841和一个第四张力控制辊842。所述第一张力检测器811、第二张力检测器821、第三张力检测器831和第四张力检测器841分别向所述总控制器80传输测得的各处张力数据。所述总控制器80内部预设有放卷阶段、预处理阶段、烘干阶段和收卷阶段的张力范围数据。所述总控制器80将收到的张力数据与该阶段的预设张力范围相比较，当测得的张力数据低于预设张力范围的下限值时或高于预设张力范围的上限值时，所述总控制器80控制并调整相应的张力控制辊的位置，从而增大或减小该阶段的基膜的张力。优选地，所述第一张力检测器811、第二张力检测器821、第三张力检测器831和第四张力检测器841为张力传感器、压力传感器、压力检测器等。
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制造所述太阳能电池组背板所采用的基膜，如PET膜，依次传输经过所述放卷装置1、所述预处理装置2、所述涂覆装置3、所述多级烘干装置4、所述冷却系统5和所述收卷装置6，从而依次分别经放卷、除杂质及静电、涂覆、烘干、冷却和收卷程序，形成所述太阳能电池组背板。如图1所示，所述放卷装置1包含一个放卷支架11和设置在所述放卷支架11上的一个放卷轴12。一卷基膜，如PET膜，放置在所述放卷支架11上，所述放卷轴12穿过该卷 PET膜以控制该卷PET膜的转动进行放卷，所述放卷轴为单轴气锁紧固式气胀轴。所述PET 膜依次传输经过所述放卷支架11、所述第一张力检测器811和所述第一张力控制辊812。所述第一张力控制辊812牵引所述PET膜，使得所述PET膜从所述放卷支架11处放卷并在所述第一张力控制辊812的牵引作用下传输至所述预处理装置2。所述第一张力检测器811设置在所述放卷支架11和所述第一张力控制辊812之间，所述第一张力检测器 811检测其上传输的PET膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器80，如测得的 PET膜张力偏离预设值，则所述总控制器80调整所述第一张力控制辊812的位置，从而调整所述PET膜的张力。如图加所示，当所述第一张力检测器811测得的PET膜的张力高于预设值时，即张力过大、PET膜紧绷过度，此时调整第一张力控制辊812的位置，使其偏离PET膜，减少 PET膜的紧绷程度，以减小张力。如图2b所示，当所述第一张力检测器811测得的PET膜的张力低于预设值时，即张力过小、PET膜松弛过度，此时调整第一张力控制辊812的位置，使其趋近PET膜，增大PET膜的紧绷程度，以增大张力。如图1所示，所述预处理装置2包含一个除尘装置21和一个除静电装置22。所述除尘装置21和所述除静电装置22分别用于除去所述PET膜上的油污、灰尘等杂质以及所述PET基膜上的静电。所述PET膜依次传输经过所述除尘装置21、所述除静电装置22、所述第二张力控制辊822和所述第二张力检测器821。所述第二张力控制辊822牵引传输至所述预处理装置2的PET膜，使得所述PET 膜依次传输经过所述除尘装置21和所述除静电装置22，以依次除去其上的油污、灰尘等杂质以及静电。经预处理的PET膜在所述第二张力控制辊822的牵引作用下传输至所述涂覆装置3。在传输进入所述涂覆装置3之前，所述第二张力检测器821检测其上传输的PET膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器80，如测得的PET膜张力偏离预设值，则所述总控制器80调整所述第二张力控制辊822的位置，从而调整所述PET膜的张力。所述第二张力监控装置82对所述PET膜张力的检测及调整与所述第一张力监控装置81相同。如图1所示，所述涂覆装置3包含一个涂覆辊32，以及分别与所述涂覆辊32相切的一个带料辊31、一个计量辊33和一个压辊34。所述带料辊31沿其轴向旋转，从涂覆PET 膜的涂料盒中旋出粘带出所述涂料，并旋转经过与其相切的所述涂覆辊32，将其上的涂料传输给所述涂覆辊32。根据预设的涂覆厚度，调整相切的涂覆辊32与所述计量辊33之间的间距，以控制PET膜的涂覆厚度。所述涂覆辊32旋转经过所述计量辊31，以控制所述涂覆辊32上的涂料厚度，并继续旋转经过与其相切的所述压辊34。 传输至所述涂覆装置3的PET膜沿切线方向穿过所述涂覆辊32和所述压辊34，所述涂覆辊32和所述压辊34对转使得所述PET膜沿传输方向向所述多级热循环烘干系统4处传输，所述压辊34向所述涂覆辊32处施压一个预设压力，使得二者挤压所述PET膜并进而使得所述涂覆辊32上的涂料涂覆在所述PET膜上，形成涂层。所述涂覆辊32为平面涂覆辊或非平面涂覆辊，即所述涂覆辊32的外表面为平面结构或非平面结构。当所述涂覆辊32为非平面涂覆辊时，其外表面设有一个底平面321以及设一组图案化突起322 (patterned protrusion)，如图3a_3b、图4a_4b和图5a_5b所示，所述图案化突起322为条纹状突起、菱形突起、块状突起或其他预设形状的突起。优选地，所述涂覆辊32的外表面上，所述底平面321和所述图案化突起322之间的面积比为1 1。如图3a所示，所示涂覆辊32的外表面上沿其轴向分布有一组条状凸起322，从而将所述涂覆辊32的外表面进一步分为一个底平面321，以及在其上分布的所述条状凸起 322。如图北所示，所述各条状凸起322的凸起高度均勻并且等间距平行的分布在所述底平面321上。如图如所示，所示涂覆辊32的外表面上分布有一组交错条纹凸起322，上述交错条纹形成了一组菱形图案，从而将所述涂覆辊32的外表面进一步分为一个底平面321，以及在其上分布的所述交错条纹凸起322。如图4b所示，所述各交错条纹凸起322的凸起高度均勻并且同一方向的条纹等间距平行分布在所述底平面321上。如图fe所示，所示涂覆辊32的外表面上分布有一组块状凸起322，从而将所述涂覆辊32的外表面进一步分为一个底平面321，以及在其上分布的所述块状凸起322。如图 5b所示，所述各块状凸起322的凸起高度均勻并且等间距分布在所述底平面321上。所述PET膜经涂覆辊32涂覆后，其上形成具有图案化突起的涂层。如图6所示， 传统的PET膜上仅仅有一层厚度均勻的涂层，其厚度为d，而本发明的PET膜上的涂层是具有一定凹凸图案的涂层，其包括第一涂层和第二涂层，所述第一涂层可视作一个基底，其具有第一涂覆厚度dl，所述第二涂层可是作在所述基底上涂覆的一组凸起，其具有第二涂覆厚度d2。其中，所述第二涂覆厚度d2是由所述涂覆辊32的底平面321与图案化突起322 之间的高度差所决定的，所述第一涂覆厚度dl是有涂覆过程中附在所述涂覆辊32上的涂料厚度所决定的，优选地，dl = d2，此时所述图案化突起322的突起高度与所述PET膜经涂覆辊32涂覆后的涂层厚度相等。本发明中涂覆过程中所述的涂层厚度指的是第一涂覆厚度dl。经所述涂覆装置3处理后的PET膜上涂覆有涂层，随后PET膜传输至所述多级热循环烘干系统4进行烘干处理。如图1所示，所述多级烘干装置4包含一组相互串联的烘箱41和一组分别设置在相应烘箱41上的管道43，所述烘箱41分别通过各自相对应的管道43输出烘干产生的废气并输入具有一定温度的热空气做为热源加热烘箱以达到烘干所需温度。所述涂覆后的PET膜依次传输进入各个烘箱41，并在各烘箱41内被加热烘干。所述每一管道43进一步包括一个第一支管431和一个第二支管432。所述第一支管431分别将各自相对应的所述烘箱41内的废气传输至所述废气处理热循环系统7，所述第二支管432将经所述废气处理热循环系统7加热的热空气分别传输至各自相对应的所述烘箱41内。
优选地，所述多级烘干装置进一步包括一组调节阀42，其分别设置在与其相对应的所述第二支管432上。所述调节阀42其用于调节相应的所述第二支管432向所述烘箱 41提供的热空气的流量。通过调节进入所述各烘箱41的热空气的流量，来控制所述各烘箱 41的温度，从而在所述各烘箱41内部形成不同的烘干温度，形成具有温度梯度的多级烘干系统。优选地，所述各烘箱41的烘干温度不同，形成一定的温度梯度，从而形成一个多级烘干系统。所述涂覆后的PET膜在各烘箱41内进行烘干，上述烘干过程多伴随有涂料所含的化学物质的挥发，从而产生烘干过程的废气。这种废气多含有大量的化学物质，特别是易挥发易燃的有机气体，并且大多具有毒性。传统技术中，上述废气一般被直接排放到大气中去，或者被当作尾气进行收集吸收。本发明中，优选地采用所述废气处理热循环装置7对上述废气进行收集、燃烧和处理，并且利用废气的燃烧热通过换热向所述各烘箱41供热，以保证各烘箱41所需温度， 并且通过无焰燃烧除去废气中的有毒有害的有机气体，将99%以上的有机废气分解为无害的氮氧化物和水，从而保证经所述废气处理热循环装置7排出的尾气无毒无害。如图7所示，所述废气处理热循环装置7包括一个第一换热器71、一个催化床73、 一个燃烧腔74和一个第二换热器75。所述第一换热器71和所述第二换热器75为冷流体一热流体换热器。所述第一换热器71具有第一冷流体入口 711、第一冷流体出口 712、第一热流体入口 713和第一热流体出口 714。所述第二换热器75具有第二冷流体入口 751、第二冷流体出口 752、第二热流体入口 753和第二热流体出口 754。所述第一冷流体入口 711连接所述第一支管431，所述第一冷流体出口 712通过所述催化床73连接所述燃烧腔74的一端，所述第一热流体入口 713连接所述燃烧腔74的另一端，所述第一热流体出口 714连接所述第二换热器75的第二热流体入口 753，所述第二热流体出口乃4向大气中输出燃烧处理后的气体或向尾气处理装置中输出燃烧处理后的气体，所述第二冷流体入口 751从大气中输入空气或从空气净化装置出输入净化后的空气，所述第二冷流体出口 752连接所述各第二支管432。其中，所述催化床74含有催化剂，如钯、钼等具有催化作用的金属。从所述各烘箱41排出的废气经相应的所述各第二支管431汇集，传输至所述废气处理热循环装置7。上述废气从所述冷流体入口 711处传输进入所述第一换热器71进行换热具体换热在下文中详述，并从所述第一冷流体出口 712处排出并随后穿过所述催化床 73进入所述燃烧腔74。所述废气在燃烧腔74内，在催化床73的催化作用下燃烧，其所含的有机气体燃烧转化为无害的氮氧化物和水。经燃烧处理后的废气从第一热流体入口 713 处传输进入所述第一换热器71进行换热，随后从所述第二热流体出口 714。由上述可知， 未燃烧的废气温度较低，而燃烧后的废气温度较高，二者在所述第一换热器71内进行热交换，从而使得所述未燃烧的废气温度升高，以达到催化燃烧所需的温度。燃烧后的废气经热交换后从所述第二热流体入口 753处传输进入所述第二换热器75，并与从所述第二冷流体入口 751处输入的空气进行热交换，随后从第二热流体出口 7M处排出。经热交换的燃烧后废气温度降低，而经热交换后的空气温度升高，其从所述冷流体出口 752处排出，形成热空气，该热空气随后进入与所述冷流体出口 752相连的所述各第二支管432，并分别传输至相应的所述各烘箱41，从而用于加热所述烘箱41以提供烘干所需的温度。由于所述废气在所述第一热交换器71处进行热交换后可能存在其温度未上升至催化燃烧所需温度范围。这种情况下，可能会发生废气在燃烧腔74内无法充分燃烧的情况。为了避免上述情况，优选地，所述第一冷流体出口 712和所述催化床73之间进一步设有一个加热腔72。所述加热腔72用于对其内部的气体进行预热。所述加热腔72内部设有一个温度传感器721和一个加热器722，所述温度传感器721用于实时测量所述加热腔72内部的气体温度，当气体温度低于预设温度范围的下限值时，所述加热器722开启对气体加热；当气体温度高于预设温度范围的上限值时，所述加热器722停止对气体加热；这样就保证了所述废气在进入所述燃烧腔74时具有足够高的温度。优选地，所述多级热循环烘干系统4具有至少3个烘箱41。在一个优选实施例中，采用具有3个烘箱41的多级热循环烘干系统4进行多级烘干时，第一级烘箱411的烘干温度为75V 85°C、烘干时间为1 3分钟；第二级烘箱 412的烘干温度为95°C 105°C、烘干时间为2 4分钟；第三级烘箱413的烘干温度为 115°C 125°C、烘干时间为2 4分钟。优选地，所述第一级烘箱41的烘干温度为80°C、烘时间为2分钟。优选地，所述第二级烘箱41的烘干温度为100°C、烘干时间为3分钟。优选地，所述第三级烘箱41的烘干温度为120°C、烘干时间为3分钟。所述每一烘箱41内设有一个所述第三张力监控装置83，所述PET膜在所述每一烘箱41内依次传输经过所述第三张力检测器831和所述等三张力控制辊832，所述第三张力控制辊832牵引所述PET膜依次传输穿过所述烘干装置41，所述第三张力检测器831检测其上传输的PET膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器80，如测得的PET膜张力偏离预设值，则所述总控制器80调整所述第三张力控制辊832的位置，从而调整所述 PET膜的张力。所述第三张力监控装置83对所述PET膜张力的检测及调整与所述第一张力监控装置81相同。优选地，调节所述调节阀42，从而调整相应的第二支管432的热空气流量，从而调整相应烘箱41的内部温度，使得所述个烘箱41的烘干温度不同，形成多级烘干。所述PET 膜依次传输经过所述烘箱41时，在不同的烘箱41中，经过不同的烘干温度进行多级烘干。这种多级烘干可以提供不同梯度的烘干温度，使得PET膜的温度和缓的上升，从而避免了骤热带来的涂层烘干不均、破裂等问题。所述PET膜经所述多级烘干装置4的烘干，传输进入所述冷却系统5。所述冷却系统5沿PET膜传输方向依次包含一组风刀51和一组冷却辊52。所述风刀51位于所述PET膜涂覆有涂层的那一侧的上方，其将常温空气增压后吹向所述PET膜， 以冷却所述PET膜。优选地，所述冷却系统5包含4 8组风刀51。所述冷却辊52的内部填充有冷却用的液体，一般为水，所述各冷却辊52依次相切，并且所述PET膜依次经所述各冷却辊52的牵引和挤压，在上述接触传输过程中，所述PET膜被冷却，优选地，所述冷却系统5包括至少3个冷却辊52。优选地，调节所述冷却辊52内部冷却液的温度，从而调整相应的冷却辊52的温
20度，从而形成多级冷却。所述PET膜依次传输经过所述冷却辊52时，在不同的冷却辊52处， 经过不同的冷却温度进行多级冷却。在一个优选实施例中，采用具有3个冷却辊的冷却系统5进行冷却时，所述风刀51 的冷却温度为80°C，第一级冷却辊521的冷却温度为60°C 70°C，第二级冷却辊522的冷却温度为35°C 45°C，第三级冷却辊523的冷却温度为20°C 30°C。优选地，所述第一级冷却辊521的冷却温度为65°C。优选地，所述第二级冷却辊522的冷却温度为40°C。优选地，所述第三级冷却辊523的冷却温度为25°C。这种多级冷却可以提供不同梯度的冷却温度，使得PET膜的温度和缓的下降，从而避免了骤冷带来的涂层紧绷、产生皱纹等问题经冷却的PET膜传输至所述收卷装置6。所述收卷装置6优选为一个双工位翻架式收卷装置61。所述PET膜依次传输经过所述第四张力检测器841和所述第四张力控制辊 842，随后在所述第四张力控制辊842的牵引下传输至所述双工位翻架式收卷装置61进行收卷切割。其中，所述第四张力检测器841检测其上传输的PET膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器80，如测得的PET膜张力偏离预设值，则所述总控制器80调整所述第四张力控制辊842的位置，从而调整所述PET膜的张力。所述第四张力监控装置84对所述PET膜张力的检测及调整与所述第一张力监控装置81相同。至此，所述PET膜依次经过防卷、预处理、涂覆、烘干、冷却和收卷，被加工成所需的太阳能电池组背板。其中，所述第一张力检测器811的预设张力范围为30 50公斤，当所述PET膜在所述放卷装置1中偏离上述预设张力范围时，所述第一张力控制辊812调整所述PET膜的位置，从而将PET膜的张力控制在30 50公斤。其中，所述第二张力检测器821的预设张力范围为30 50公斤，当所述PET膜在所述预处理装置2中偏离上述预设张力范围时，所述第二张力控制辊822调整所述PET膜的位置，从而将PET膜的张力控制在30 50公斤。其中，所述各第三张力检测器831的预设张力范围为5 10公斤，当所述PET膜在所述各相应烘箱41中偏离上述预设张力范围时，所述第三张力控制辊832调整所述PET 膜的位置，从而将PET膜的张力控制在5 10公斤。其中，所述各第四张力检测器841的预设张力范围为20 30公斤，当所述PET膜在所述收卷装置61中偏离上述预设张力范围时，所述第四张力控制辊842调整所述PET膜的位置，从而将PET膜的张力控制在20 30公斤。以下结合本发明的太阳能电池组背板制造装置，进一步详述以基膜，如PET膜，制造太阳能电池组背板的方法，其包括以下步骤步骤1 提供基膜，如PET膜步骤2 除去所述PET膜表面的静电及杂质；步骤3 在所述PET膜上均勻涂覆氟材料，涂层厚度0. 04mm 0. 06mm ；步骤4 将步骤3所得PET膜依次在75°C 85°C、95°C 105°C、115°C 125°C条件下烘干，烘干时间总计8分钟；
步骤5 采用风冷将步骤4所得PET膜冷却至75°C 85°C，随后采用冷却辊将PET 膜进一步冷却至室温；步骤6 整理步骤5所得PET膜并收卷。其中所述步骤3中，采用非平面涂覆辊32对PET膜进行涂覆。所述涂覆辊32的外表面上设有一个底平面321以及设一组图案化突起322(patterned protrusion)，如图3a-3b、图4a-4b和图5a4b所示，所述图案化突起322为条纹状突起、菱形突起、块状突起或其他预设形状的突起。优选地，所述涂覆辊32的外表面上，所述底平面321和所述图案化突起322之间的面积比为1 1。优选地，所述涂覆辊32的图案化突起322的高度为0. 04mm 0. 06mm。采用上述非平面涂覆辊32涂覆后的PET膜上的涂层是具有一定凹凸图案的涂层，其包括第一涂层和第二涂层，所述第一涂层可视作一个基底，其涂层厚度为0. 04mm 0. 06mm,所述第二涂层可是作在所述基底上涂覆的一组凸起，其涂层厚度为 0. 04mm 0. 06mm,却所述PET膜上的涂层的最大涂层厚度为0. 08mm 0. 12mm且最小涂层厚度为 0. 04mm 0. 06mm。所述步骤4中，采用所述多级烘干系统4进行多级烘干，第一级烘干温度为75°C 85°C、烘干时间为1 3分钟；第二级烘干温度为95°C 105°C、烘干时间为2 4分钟；第三级烘干温度为115°C 125°C、烘干时间为2 4分钟。优选地，所述第一级烘干温度为80°C、烘干时间为2分钟。优选地，所述第二级烘干温度为100°C、烘干时间为3分钟。优选地，所述第三级烘干温度为120°C、烘干时间为3分钟。优选地，步骤4进一步包括以下步骤步骤4. 1 将步骤3所得PET膜在80°C条件下烘干时间为2分钟；步骤4. 2 将步骤4. 1所得PET膜在100°C条件下烘干时间为3分钟；步骤4. 3 将步骤4. 2所得PET膜在120°C条件下烘干时间为3分钟。所述步骤5中，优选地采用一组风刀，将所述PET膜风冷冷却至80°C。所述步骤5中，优选地采用冷却辊对所述PET膜进行多级冷却，首先进行第一级冷却，将PET膜冷却至60V 70°C，随后进行第二级冷却，将PET膜冷却至35°C 45°C，最后进行第三级冷却，将PET膜冷却至20°C 30°C。优选地，采用第一级冷却，将PET膜冷却至65°C。优选地，采用第二级冷却，将PET膜冷却至40°C。优选地，采用第三级冷却，将PET膜冷却至25 °C。优选地，步骤5进一步包括以下步骤步骤5. 1 采用风冷将步骤4所得PET膜冷却至80°C ；步骤5. 2 采用冷却辊将步骤5. 1所得PET膜冷却至65 °C ；
步骤5. 3 采用冷却辊将步骤5. 2所得PET膜冷却至40°C ；步骤5. 4 采用冷却辊将步骤5. 3所得PET膜冷却至25 °C ；所述步骤6中，采用所述收卷装置6进行自动收卷、切割等操作。为了降低PET膜在生产过程中的形变，本发明进一步包括一个张力监控系统8，其具有一组分别设置在收卷装置1、预处理装置2、多级烘干装置4和收卷装置6处的张力监控装置以分段检测并控制各处的PET膜的胀力。相应的步骤1、步骤2、步骤4和步骤6中，也进一步包括张力监控步骤。优选地，所述步骤1进一步包括以下步骤步骤1. 1 对PET膜放卷；步骤1. 2 检测所述PET膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述 PET膜的张力；其中所述张力范围为30 50公斤；步骤1.3 输出所述PET膜。优选地，所述步骤2进一步包括以下步骤
步骤2. 1 除去所述PET膜表面的杂质；步骤2. 2 除去所述PET膜表面的静电；步骤2. 3 检测所述PET膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述 PET膜的张力；其中所述张力范围为30 50公斤；步骤2. 4 输出所述PET膜。优选地，所述步骤4进一步包括以下步骤步骤4. 1. 1 检测所得的所述PET膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述PET膜的张力；其中所述张力范围为5 10公斤；步骤4. 1. 2 将所得的PET膜在80°C条件下烘干时间为2分钟；步骤4. 2. 1 检测所得的所述PET膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述PET膜的张力；其中所述张力范围为5 10公斤；步骤4. 2. 2 将所得的PET膜在100°C条件下烘干时间为3分钟；步骤4. 3. 1 检测所得的所述PET膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述PET膜的张力；其中所述张力范围为5 10公斤；步骤4. 3. 2 将所得的PET膜在120°C条件下烘干时间为3分钟。优选地，步骤6进一步包括以下步骤步骤6. 1 检测所得的所述PET膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述PET膜的张力；其中所述张力范围为20 30公斤；步骤6. 2 整理所得的PET膜并收卷。经研究表明，本发明的多级热循环烘干系统4将烘干过程产生的含有有机气体的废气引入所述废气处理热循环装置7，所述废气在所述催化床73的作用下，在所述燃烧腔 74中进行催化燃烧。经实验表明，所述催化床73优选含有钯、钼等贵金属催化剂的催化，其具有阻力小、活性高、稳定性好的特点，利用该催化床，所述燃烧腔74内甲苯、二甲苯的净化率达到99 %以上，上述废气经催化燃烧分解为无害的氮氧化物、C02和H20，达到环保排放要求。此外，由于采用了第一换热器71进行换热，进入废气处理热循环装置7的废气具有了足够的温度，只要其废气浓度达到4. 5g/M3以上时就能做到自行循环燃烧。
由于上述废气的燃烧热足够提供废气升温所需热量以及加热进入烘箱41的空气所需的热量，故所述多级热循环烘箱可以做到无功运行并且无需外界提供热量，从而大大降低运行成本并实现节能减排的目的。经研究表明，本发明采用了分段张力监控，其可以有效地监控各区段的PET膜的张力，从而提高PET膜的平整度和成品率。正因如此，其可以解决PET膜幅宽较大时，因无法控制PET膜的平整度所导致的成品率较低以及质量不佳等问题，正是由于上述原因，现有技术中，太阳能电池组背板制造工艺中一直存在无法制造宽幅背板的技术难题。利用本发明的制造工艺及制造设备，可以有效地监控PET膜的张力、控制其平整度、提高其成品率， 从而可以用于制造最大幅宽的太阳能电池组背板，其最大幅宽可达2M。本发明以上实施例仅仅以单面涂覆型为例，即在PET—面涂覆氟材料后为半成品。如需生产双面涂覆的FPF结构，则只需重复采用上述装置和方法，就可得到双面涂覆的 FPF结构的产品。如需生产FPE结构的产品，则只需重复采用上述装置和方法，在没有涂覆的另一面通过流延方式涂覆EVA，得到FPE产品。采用本发明的装置和方法制造的产品的主要性能指标如下
项目名称单位指标材料组成FPF厚度mm0. 20 0. 30 0. 35颜色白色黑色其他最大宽幅mm2000拉伸强度(纵向/横向)MPa^ 140断裂延伸率(纵向/横向)%160/110收缩率(纵向/横向)%sS 1. 0/0. 5与EVA的粘结强度N/cm40水蒸气透过量g/m224h2. 0最大允许系统电压VDC> 1000 > 1200击穿电压KV17经实验表明，利用本发明的装置和方法可以高效地生产太阳能电池组件背板，其
24单机年生产量可达600万m2，并且其产品完全满足太阳能行业25年的使用寿命要求。上述内容为本发明的具体实施例的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。同时本发明上述实施例仅为说明本发明技术方案之用，仅为本发明技术方案的列举，并不用于限制本发明的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、等同设备等对本发明权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有超出本实发明权利要求书及说明书所公开的范围。
权利要求
1.一种宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，包含依次相连的一个放卷装置(1)、一个预处理装置O)、一个涂覆装置(3)、一个多级烘干装置0)、一个冷却系统(5) 和一个收卷装置(6)，所述制造太阳能电池组背板所采用的基膜依次传输经过上述装置经放卷、除杂质及静电、涂覆、烘干、冷却和收卷处理，形成所述太阳能电池组背板；所述多级烘干装置由一组烘箱Gl)相互串联形成；所述太阳能电池组背板制造装置进一步包括一个张力监控系统(8)，其包括一个第一张力监控装置(81)、一个第二张力监控装置(82)、一组第三张力监控装置(83)、一个第四张力监控装置(84)，以及一个与上述各监控装置相连的总控制器(80)，所述各张力监控装置在所述总控制器(80)的控制下，分别检测所述放卷装置(1)、所述预处理装置O)、所述多级烘干装置的每一烘箱内(41)、所述收卷装置(6)内传输的基膜的张力并相应地增大或减小该阶段的基膜的张力。
2.如权利要求1所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述第一张力监控装置(81)设置在所述放卷装置(1)内部，其包含一个第一张力检测器(811)和一个第一张力控制辊(812)；所述第二张力监控装置(8 设置在所述预处理装置( 内部，其包含一个第二张力检测器(821)和一个第二张力控制辊(822)；所述每一第三张力监控装置(8 分别设置在所述多级烘干装置的每一烘箱内 (41)，其包含一个第三张力检测器(831)和一个第三张力控制辊(832)；所述第四张力监控装置(84)设置在所述收卷装置(6)内部，其包含一个第四张力检测器(841)和一个第四张力控制辊(842)；所述第一张力检测器(811)、第二张力检测器(821)、第三张力检测器(831)和第四张力检测器(841)分别向所述总控制器(80)传输测得的各处张力数据，所述总控制器(80) 内部预设有放卷阶段、预处理阶段、烘干阶段和收卷阶段的张力范围数据，所述总控制器 (80)将收到的张力数据与该阶段的预设张力范围相比较，当测得的张力数据低于预设张力范围的下限值时或高于预设张力范围的上限值时，所述总控制器(80)控制并调整相应的张力控制辊的位置，从而增大或减小该阶段的基膜的张力。
3.如权利要求2所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述涂覆装置(3)包含一个涂覆辊(3 ，以及分别与所述涂覆辊(3 相切的一个带料辊(31)、一个计量辊(3 和一个压辊(34)，传输至所述涂覆装置(3)的基膜沿切线方向穿过所述涂覆辊 (32)和所述压辊(34)，形成涂层。
4.如权利要求3所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述涂覆辊(3 为非平面涂覆辊，其外表面上设有一个底平面(321)以及设一组图案化突起(322)；所述涂覆辊(3 的外表面上，所述底平面(321)和所述图案化突起(32 之间的面积比为1 1。
5.如权利要求4所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述图案化突起(32 的突起高度与所述基膜经涂覆辊(3 涂覆后的涂层厚度相等。
6.如权利要求5所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述图案化突起(32 为条纹状突起、菱形突起或块状突起。
7.如权利要求1、2或5所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，进一步包括一个废气处理热循环系统(7)，其连接所述多级烘干装置；所述多级烘干装置(4)包含一组相互串联的烘箱Gl)和一组分别设置在相应烘箱 (41)上的管道(43)；所述每一管道^幻进一步包括一个第一支管(431)和一个第二支管(43 。所述第一支管G31)分别将各自相对应的所述烘箱Gl)内的废气传输至所述废气处理热循环系统 (7)，所述第二支管(43 将经所述废气处理热循环系统(7)加热的热空气分别传输至各自相对应的所述烘箱Gl)内。
8.如权利要求7所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述废气处理热循环装置(7)包括一个第一换热器(71)、一个催化床(73)、一个燃烧腔(74)和一个第二换热器(75)；所述第一换热器(71)具有第一冷流体入口(711)、第一冷流体出口(712)、第一热流体入口(713)和第一热流体出口(714)；所述第二换热器(7 具有第二冷流体入口(751)、第二冷流体出口(752)、第二热流体入口(75 和第二热流体出口(754)；所述第一冷流体入口(711)连接所述第一支管G31)，所述第一冷流体出口(71 通过所述催化床(7 连接所述燃烧腔(74)的一端，所述第一热流体入口(71 连接所述燃烧腔(74)的另一端，所述第一热流体出口(714)连接所述第二换热器(7 的第二热流体入口(753)，所述第二热流体出口(754)输出燃烧处理后的气体，所述第二冷流体入口(751) 输入空气，所述第二冷流体出口(752)连接所述各第二支管032)。
9.如权利要求8所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，从所述各烘箱Gl)排出的废气经相应的所述各第二支管(431)汇集，传输至所述废气处理热循环装置 (7)，并从所述冷流体入口(711)处传输进入所述第一换热器(71)进行换热，并从所述第一冷流体出口(71 处排出并随后穿过所述催化床(7 进入所述燃烧腔(74)；所述废气在燃烧腔(74)内，在催化床(7 的催化作用下燃烧，经燃烧处理后的废气从第一热流体入口(71 处传输进入所述第一换热器(71)进行换热，随后从所述第二热流体出口(714)；燃烧后的废气经热交换后从所述第二热流体入口(75 处传输进入所述第二换热器 (75)，并与从所述第二冷流体入口(751)处输入的空气进行热交换，随后从第二热流体出口(754)处排出；经热交换后的空气温度升高，其从所述冷流体出口(75 处排出，形成热空气，随后进入与所述冷流体出口(75 相连的所述各第二支管032)，并分别传输至相应的所述各烘箱(41)，从而用于加热所述烘箱Gl)以提供烘干所需的温度。
10.如权利要求9所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述第一冷流体出口(71 和所述催化床(7 之间进一步设有一个加热腔(72)，用于对其内部的气体进行预热；所述加热腔内部设有一个温度传感器(721)和一个加热器(722)，所述温度传感器(721)用于实时测量所述加热腔(72)内部的气体温度，当气体温度低于预设温度范围的下限值时，所述加热器(722)开启对气体加热；当气体温度高于预设温度范围的上限值时，所述加热器(72 停止对气体加热；这样就保证了所述废气在进入所述燃烧腔(74)时具有足够高的温度。
11.如权利要求10所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述催化床(74)含有钯或钼作为催化剂。
12.如权利要求11所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述多级烘干装置进一步包括一组调节阀(42)，其分别设置在与其相对应的所述第二支管(432) 上，并用于调节相应的所述第二支管G32)向所述烘箱Gl)提供的热空气的流量，控制所述各烘箱Gl)的温度，从而在所述各烘箱Gl)内部形成不同的烘干温度。
13.如权利要求1、2、5或12所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于， 所述每一烘箱Gl)内设有一个所述第三张力监控装置(8 ；所述基膜在所述每一烘箱 (41)内依次传输经过所述第三张力检测器(831)和所述第三张力控制辊(832)，所述第三张力检测器(831)检测其上传输的基膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器(80)，如测得的基膜张力偏离预设值，则所述总控制器(80)调整所述第三张力控制辊 (832)的位置，从而调整所述基膜的张力。
14.如权利要求1、2、5或12所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述冷却系统( 依次包含一组风刀(51)和一组冷却辊(5 ；所述风刀(51)位于所述基膜涂覆有涂层的那一侧的上方，其将常温空气增压后吹向所述基膜；所述冷却辊(5 的内部填充有冷却用的液体，所述各冷却辊(5 依次相切，并且所述基膜依次经所述各冷却辊(5 的牵引和挤压，在上述接触传输过程中，所述基膜被冷却。
15.如权利要求14所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述冷却系统(5)包括至少3个冷却辊(52)和4 8组风刀(51)；调节所述冷却辊(5 内部冷却液的温度，从而调整相应的冷却辊(5 的温度，形成多级冷却。
16.如权利要求1、2、5或12所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于， 所述放卷装置(1)包含一个放卷支架(11)和设置在所述放卷支架(11)上的一个放卷轴 (12)；所述基膜依次传输经过所述放卷支架(11)、所述第一张力检测器(811)和所述第一张力控制辊(812)，所述第一张力检测器(811)设置在所述放卷支架(11)和所述第一张力控制辊(812)之间；所述第一张力检测器(811)检测其上传输的基膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器(80)，如测得的基膜张力偏离预设值，则所述总控制器(80)调整所述第一张力控制辊(812)的位置，从而调整所述基膜的张力。
17.如权利要求1、2、5或12所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述预处理装置( 包含一个除尘装置和一个除静电装置02)；所述基膜依次传输经过所述除尘装置(21)、所述除静电装置(22)、所述第二张力控制辊(82 和所述第二张力检测器(821)；所述第二张力检测器(821)检测其上传输的基膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器(80)，如测得的基膜张力偏离预设值，则所述总控制器(80)调整所述第二张力控制辊(822)的位置，从而调整所述基膜的张力。
18.如权利要求1、2、5或12所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述收卷装置(6)为一个双工位翻架式收卷装置(61)；所述基膜依次传输经过所述第四张力检测器(841)和所述第四张力控制辊(842)，随后传输至所述双工位翻架式收卷装置(61)进行收卷切割；所述第四张力检测器(841)检测其上传输的基膜的张力，并将测得的基膜张力反馈给所述总控制器(80)，如测得的基膜张力偏离预设值，则所述总控制器(80)调整所述第四张力控制辊(842)的位置，从而调整所述基膜的张力。
19.如权利要求1、2、5或12所述的宽幅太阳能电池组背板的制造装置，其特征在于，所述第一张力检测器(811)、第二张力检测器(821)、第三张力检测器(831)和第四张力检测器(841)为张力传感器、压力传感器或压力检测器。
20.一种制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1 提供基膜，检测所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；步骤2 除去所述基膜表面的静电及杂质，检测所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；步骤3 在所述基膜上均勻涂覆氟材料，涂层厚度0. 04mm 0. 06mm ；步骤4 将步骤3所得基膜依次在75°C 85°C、95°C 105°C、115°C 125°C条件下烘干，烘干时间总计8分钟；在各烘干温度条件下，依次检测所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；步骤5 采用风冷将步骤4所得基膜冷却至75°C 85°C，随后采用冷却辊将基膜进一步冷却至室温；步骤6 检测步骤5所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；随后整理所得基膜并收卷。
21.如权利要求20所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，其中所述步骤3中，采用非平面涂覆辊(3 对基膜进行涂覆；所述涂覆辊(3 的外表面上设有一个底平面(321)以及设一组图案化突起(322)；所述涂覆辊(3 的外表面上，所述底平面(321)和所述图案化突起(32 之间的面积比为1 1 ；所述涂覆辊(32)的图案化突起(322)的高度为0. 04mm 0. 06mm。
22.如权利要求21所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，所述图案化突起(32 为条纹状突起、菱形突起或块状突起。
23.如权利要求21所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，所述步骤4 中，所述基膜依次在75°C 85°C条件下烘干1 3分钟、在95°C 105°C条件下烘干2 4分钟、在115°C 125°C条件下烘干2 4分钟。
24.如权利要求23所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，所述步骤4 进一步包括以下步骤步骤4. 1. 1 检测所得的所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力，其中所述张力范围为5 10公斤；步骤4. 1. 2 将所得的基膜在80°C条件下烘干时间为2分钟； 步骤4. 2. 1 检测所得的所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力，其中所述张力范围为5 10公斤；步骤4. 2. 2 将所得的基膜在100°C条件下烘干时间为3分钟； 步骤4. 3. 1 检测所得的所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力，其中所述张力范围为5 10公斤；步骤4. 3. 2 将所得的基膜在120°C条件下烘干时间为3分钟。
25.如权利要求21、23或对所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，所述步骤5中，采用一组风刀，将所述基膜风冷冷却至80°C。
26.如权利要求21、23或M所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于， 所述步骤5中，采用冷却辊对所述基膜进行多级冷却，依次将所述基膜冷却至60°C 70°C、 35°C 45°C、20°C 30°C。
27.如权利要求沈所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，所述步骤5 中，采用冷却辊对所述基膜进行多级冷却，依次将所述基膜冷却至65°C、40°C、25°C。
28.如权利要求21、23或对所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，所述步骤5进一步包括以下步骤步骤5. 1 采用风冷将步骤4所得基膜冷却至80°C ； 步骤5. 2 采用冷却辊将步骤5. 1所得基膜冷却至65 °C ； 步骤5. 3 采用冷却辊将步骤5. 2所得基膜冷却至40°C ； 步骤5. 4 采用冷却辊将步骤5. 3所得基膜冷却至25 °C。
29.如权利要求21、23或对所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，所述步骤1进一步包括以下步骤步骤1. 1 对基膜放卷；步骤1. 2 检测所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；其中所述张力范围为30 50公斤； 步骤1.3:输出所述基膜。
30.如权利要求21、23或对所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括以下步骤步骤2. 1 除去所述基膜表面的杂质； 步骤2. 2 除去所述基膜表面的静电；步骤2. 3 检测所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力；其中所述张力范围为30 50公斤； 步骤2. 4:输出所述基膜。
31.如权利要求21、23或对所述的制造宽幅太阳能电池组背板的方法，其特征在于，所述步骤6进一步包括以下步骤步骤6. 1 检测所得的所述基膜的张力，如测得的张力偏离预设张力范围，则调整所述基膜的张力，其中所述张力范围为20 30公斤； 步骤6. 2 整理所得的基膜并收卷。
全文摘要
一种宽幅太阳能电池组背板的制造装置包含依次相连的一个放卷装置、一个预处理装置、一个涂覆装置、一个由一组烘箱相互串联形成的多级烘干装置、一个冷却系统和一个收卷装置，以对基膜依次进行放卷、除杂质及静电、涂覆、烘干、冷却和收卷处理，形成所述太阳能电池组背板。所述太阳能电池组背板制造装置进一步包括一个张力监控系统，其包括一个第一张力监控装置、一个第二张力监控装置、一组第三张力监控装置、一个第四张力监控装置，以及一个与上述各监控装置相连的总控制器，所述各张力监控装置在其控制下，分别检测放卷装置、预处理装置、多级烘干装置的每一烘箱、收卷装置内传输的基膜张力并相应地增大或减小该阶段的基膜张力。
文档编号H01L31/18GK102163644SQ201010515438
公开日2011年8月24日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者王鹏, 陆祖宏 申请人:浙江哈氟龙新能源有限公司