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CN106129148B - 光伏组件及其封装工艺 - Google Patents

光伏组件及其封装工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种光伏组件及其封装工艺。光伏组件，包括基板、电池串组和塑封结构。基板包括周面和相对的表面。电池串组被安装于基板的一表面上，且塑封结构成型为塑封覆盖安装电池串组的基板的表面、以及塑封包裹基板的至少一个周面。本发明可以将光伏组件直接一体化塑封成型，省略了繁琐的敷设和热压工艺。同时，在保障光伏组件机械性能的前提下，大幅度减轻了光伏组件的重量，使其便于安装和运输。

Description

光伏组件及其封装工艺
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种能一体化塑封的光伏组件及其封装工艺。
背景技术
众所周知，光伏电池即太阳能电池，其是一种应用光电效应或光化学效应将太阳光能转化为电能的装置。将一组太阳能电池与其他具有辅助功能的部件进行组合，获得的具有额定输出功率和电压的组件，称为光伏组件。
现有的光伏组件一般采用热压法制备而成。热压法制备光伏组件主要包括如下步骤：敷设单面镀膜钢化玻璃、第一层EVA粘结胶膜、电池串、第二层EVA粘结胶膜以及背面开孔的钢化玻璃；之后通过对上述多层结构进行加压加热使其粘结成一整体。然而，通过上述工艺方法制备的光伏组件，在热压过程中各层部件之间容易产生气泡以及分层现象。另外，还容易因压力过大而导致电池片破碎或隐裂，进而造成光伏组件良品率的下降。对于双玻组件由于正面玻璃和背面玻璃的质量较重，使得制备的光伏组件不便于运输和安装。
发明内容
为了解决光伏组件制备工艺复杂且质量较重，不便于安装和运输的技术问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种光伏组件，包括基板、电池串组和塑封结构。基板包括周面和相对的表面。电池串组被安装于基板的一表面上，且塑封结构成型为塑封覆盖安装电池串组的基板的表面、以及塑封包裹基板的至少一个周面。
优选地，塑封结构成型为包裹基板的四个周面，基板和电池串组被嵌入式地塑封在塑封结构中。
优选地，在基板的安装电池串组的表面上还设置有多个凹槽结构。
优选地，多个凹槽结构被设置于基板安装电池串组的表面且与电池串组相接触的位置处。
优选地，凹槽结构为压花结构。压花结构指在基板表面形成的半圆、倒四面锥体或无规则的凹陷。
优选地，塑封结构的材料为有机玻璃聚合物。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种光伏组件的封装工艺，包括如下步骤：
(101)将基板放入模具内，使其与模具的侧壁之间留有间隙；
(102)向模具内浇灌塑封材料；以及
(103)对模具进行加热，使有塑封材料发生聚合反应形成塑封结构，一体塑封所述基板和电池串组。
优选地，对模具进行加热包括：加热模具至第一温度；当塑封材料反应到具有预定粘度后，停止加热并将其冷却至室温；
优选地，对模具进行加热还包括：再次加热模具至第二温度，使塑封材料反应完全，停止加热。
优选地，塑封材料包括甲基丙烯酸甲酯本体和过氧化苯甲酰，向模具中浇灌塑封材料的顺序为：先将甲基丙烯酸甲酯本体浇灌至模具中，再加入过氧化苯甲酰。
本发明的优点在于：(1)由于采用了有机聚合物塑封结构，在保障光伏组件机械性能的前提下，大幅度减轻了光伏组件的重量，便于安装、运输。(2)可以直接一体化塑封成型，省略了繁琐的敷设和热压工艺，同时，降低了热压过程中电池片产生破碎和隐裂的几率。(3)通过在基板四周与模具预留一定空隙，保证了塑封材料能够充分填充基板四周，聚合反应后混合物与基板连接成为整体，光伏组件更为紧密。(4)在基板与电池接触面增加压花或凹槽，增大了基板与共聚物的接触面积、避免了气泡的产生，同时可以提高电池片对太阳光的吸收率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的光伏组件在模具中的立体结构图；
图2为本发明实施例的光伏组件在模具中的剖视图；以及
图3为本发明实施例的光伏组件的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的一个具体的实施例中，如图3所示，光伏组件100包括基板2、电池串组3和塑封结构4。基板2包括周面和相对的表面。电池串组3被安装于基板2的一表面上，且塑封结构4成型为塑封覆盖安装电池串组3的基板的表面、以及塑封包裹基板2的至少一个周面。优选地，塑封结构4成型为包裹基板2的四个周面，基板2和电池串组3被嵌入式地塑封在塑封结构4中。由此，光伏组件100可以直接一体化塑封成型，省略了繁琐的敷设和热压工艺，同时，大幅度降低了光伏组件100的质量。
塑封结构4由有机混合物组成的塑封材料在模具1中聚合而成，如图1和图2所示，因此，塑封结构4的形状和厚度可以由模具1进行限定。模具1由轻质铝制成，并构造成与基板2的形状相匹配的长方体状。容易理解，模具1应具有较大的尺寸以能使基板2装入其中。多条电池串组3敷设于基板2的上表面，呈阵列式分布。当向模具1中浇灌有机混合物时，由于有机混合物为液态，具有很好的流动性，其可以沿电池串组3之间的空隙、基板2和模具1之间的缝隙流动，包裹基板2和电池串组3，并填满整个模具1。
为了使基板2的侧面被塑封结构4有效塑封，将基板2放入模具1内时，需要使基板2与模具1的侧壁留有一定的缝隙。有机混合物在浇灌后可以沿上述缝隙充分填充在基板2的侧面。优选地，基板2的长边11与模具1的侧壁之间的距离为14mm-16mm；短边12与模具1的侧壁之间的距离为24mm-28mm。在这种情况下，当光伏组件100制备完成后，基板2的短边12具有更厚的塑封层，进而可以作为电极的引出端，后续与接线盒配合。
优选地，在基板2的安装电池串组3的表面上还设置有多个凹槽结构21。多个凹槽结构21被设置于基板2安装电池串组3的表面且与电池串组3相接触的位置处。由此，不仅可以增加基板2与浇灌的有机混合物的接触面积，还可以避免基板2与电池串组3之间产生气泡、以及增强太阳光的吸收效率。
为了保障光伏组件100在具有一定的机械性能的前提下，减轻重量，基板2采用有机玻璃基板。塑封结构4的材料为有机玻璃聚合物。容易理解，有机玻璃基板由于具有良好的化学稳定性和耐候性，且透光率好、质量轻，所有能达到无机钢化玻璃在光伏组件中的效果。
下面对上述的光伏组件100的封装过程进行举例说明。
首先，在有机玻璃基板2上敷设电池串组3。之后，将带有电池串组3的有机玻璃基板2放入表面涂抹了脱模剂的模具1内并固定，使有机玻璃基板2的长边11与模具1的侧壁距离14mm；短边12与模具1的侧壁距离26mm。
之后，向模具1中浇灌有机混合物，震荡均匀。优选地，有机混合物由甲基丙烯酸甲酯和过氧化本甲酰组成。其中，过氧化本甲酰作为引发剂，其占甲基丙烯酸甲酯本体总质量的0.12％。上述有机混合物的添加顺序为：先将甲基丙烯酸甲酯本体浇灌至模具中，之后再加入过氧化本甲酰。
然后，加热模具1至70℃-80℃，当有机混合物达到与甘油的粘度相近似时，停止加热，并通过冷水将其冷却至室温以完成预聚反应。之后再次加热模具1至100℃，使有机混合物的聚合反应进行彻底，停止加热。
最后，待模具1冷却后，在脱模剂的作用下将模具1与光伏组件100脱离。
综上所述，本发明的光伏组件100，在敷设灌封时为了保证塑封结构4与基板2塑封地更加贴合，需要确保预反应有机混合物与基板2的四条边能够充分接触，进而才能使聚合反应后基板2在光伏组件100中处于嵌入状态。具体地，本发明在敷设基板2时，应保持基板2四周与模具1的四壁间隔一定的均匀距离，即，设计的模具1要比光伏组件100的基板2的尺寸略大，这样可以确保注入的有机混合物能充分填充基板2的四周，将其嵌入式地塑封在光伏组件100中。一体化嵌入式塑封提高了光伏组件100的整体的密封性。
由于基板2表面平整光滑，很大程度上影响了基板2与塑封结构4的充分接触，容易造成电池串3表面有气泡存在，进而降低塑封的密封性。本发明在基板2上增加了表面凹槽，增大了摩擦力。同时，增加了基板2与塑封结构4的接触面积，也使基板2表面与电池串组3间的接触由面接触变为点接触。这样有利于有机混合物填注其中，提高了电池串组3在整个光伏组件100中的密封性。进一步地，太阳光经过凹槽的漫反射，可以提高光吸收率，光伏组件100的光转换率也相应提高。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种光伏组件的封装工艺，所述光伏组件包括基板、电池串组和塑封结构，所述基板包括周面和相对的表面，其中所述电池串组被安装于所述基板的一表面上，且所述塑封结构成型为塑封覆盖安装所述电池串组的基板的表面、以及塑封包裹所述基板的至少一个周面；
其特征在于，包括如下步骤：
(101)将带有电池串组的基板放入模具内，使基板与模具的侧壁之间留有间隙；
(102)向模具内浇灌塑封材料，液态的所述塑封材料，沿所述电池串组之间的空隙、所述基板和所述模具之间的缝隙流动，包裹所述基板和所述电池串组；以及
(103)对模具进行加热，之后再次加热模具，使塑封材料发生聚合反应形成塑封结构，一体塑封所述基板和电池串组；所述对模具进行加热包括：加热模具至第一温度；当塑封材料反应到具有预定粘度后，停止加热并将其冷却至室温，以完成预聚反应。
2.根据权利要求1所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于，所述对模具进行再次加热包括：再次加热模具至第二温度，使塑封材料反应完全，停止加热。
3.根据权利要求1所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于，所述第一温度为70℃-80℃，加热模具至70℃-80℃，当有机混合物达到与甘油的粘度相近似时，停止加热，并将其冷却至室温以完成预聚反应。
4.根据权利要求2所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于，所述第二温度为100℃，完成预聚反应之后再次加热模具至100℃，使有机混合物的聚合反应进行彻底，停止加热。
5.根据权利要求3所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于，所述对模具进行再次加热包括：再次加热模具至第二温度，使塑封材料反应完全，停止加热；其中，所述第二温度为100℃，完成预聚反应之后再次加热模具至100℃，使有机混合物的聚合反应进行彻底，停止加热。
6.根据权利要求1所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于，所述塑封材料包括甲基丙烯酸甲酯本体和过氧化苯甲酰，所述向模具中浇灌塑封材料的顺序为：先将甲基丙烯酸甲酯本体浇灌至模具中，再加入过氧化苯甲酰。
7.根据权利要求6所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于，有机混合物由甲基丙烯酸甲酯和过氧化苯甲酰组成，其中，过氧化苯甲酰作为引发剂，其占甲基丙烯酸甲酯本体总质量的0.12％。
8.根据权利要求1所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于：所述塑封结构成型为包裹所述基板的四个周面，所述基板和所述电池串组被嵌入式地塑封在所述塑封结构中。
9.根据权利要求1所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于：在所述基板的安装所述电池串组的表面上还设置有多个凹槽结构。
10.根据权利要求9所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于：多个凹槽结构被设置于所述基板安装所述电池串组的表面且与所述电池串组相接触的位置处。
11.根据权利要求10所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于：所述凹槽结构为压花结构。
12.根据权利要求1所述的光伏组件的封装工艺，其特征在于：所述塑封结构的材料为有机玻璃聚合物。
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