CN109920878B

CN109920878B - 一种柔性光伏组件制造方法

Info

Publication number: CN109920878B
Application number: CN201910148605.8A
Authority: CN
Inventors: 张雨军; 陶爱兵; 唐洪; 张欢欢; 沈佳; 张国明
Original assignee: Suzhou Coop&inno Green Energy Technology Co ltd; Suzhou Coop & Inno Green Energy Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Chuangxin Energy Technology Co.,Ltd.; Wuxi Chuangxin Energy Technology Co., Ltd
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2021-05-07
Anticipated expiration: 2039-02-28
Also published as: CN109920878A; EP3933941A1; JP2022521807A; US20220149226A1; WO2020173321A1; EP3933941C0; ZA202106200B; US12426400B2; EP3933941A4; JP7304038B2; EP3933941B1

Abstract

本申请提供一种柔性光伏组件制造方法，所述方法包括：将多片电池片串联，组成电池串；将所述多个电池串串联或/和并联，组成电池层；并将所述电池层、前板材料层、密封材料层、后板材料层按照预设顺序叠层并进行统一层压处理，得到整体层压件；对所述整体层压件进行冲压处理，将各电池串单元之间的前板材料、封装材料、后板材料以及多余的电性连接材料的冲除，得到电性连接的多个柔性光伏组件单元；将其作为一个整体，与复合材料层、柔性基材按预定顺序叠层后进行层压处理，得到可折叠弯曲的柔性光伏组件。利用本申请中各个实施例，可以实现柔性光伏组件的大规模生产，降低生产加工成本。

Description

一种柔性光伏组件制造方法

技术领域

本申请涉及光伏技术领域，特别涉及一种柔性光伏组件制造方法。

背景技术

随着能源价格的上涨，开发利用新能源成为当今能源领域研究的主要课题。由于太阳能具有无污染、无地域性限制、取之不竭等优点，研究太阳能发电成为开发利用新能源的主要方向。利用太阳能电池发电是当今人们使用太阳能的一种主要方式。

现有太阳能光伏组件产品正面板材采用玻璃材质，重量大且易碎，不方便搬运，适用于大型地面电站或者屋顶电站，不适用与经常搬运的民用生活光伏产品。当前新能源蓄电池应用设备快速增长，包括各种电动车，各种蓄电池储能包，可以满足人们户外移动生活的一定需求，但在无法提供市电供应的场合，这些产品在电力消耗后都将面临困境无法有补充的后备方案。实际当前晶体硅的工业化光伏产品过于笨重，非晶体硅的薄膜组件轻便可以满足大功率的需求但又过于昂贵。市面上也有可以满足低功率需求的柔性光伏应用，但实际功率都比较小，拓展大功率应用就比较困难，不适合大功率的户外补充发电的需求。

柔性光伏组件由多个太阳能光伏面板连接而成，单个小光伏面板的封装到大量小光伏面板的连接就涉及到电路连接性能安全和户外耐候性、可靠性，重量变化等多方面挑战，柔性光伏组件在大功率拓展应用就在户外耐候能力方面有待提升。前期针对CN201811040972一种柔性光伏组件制造方法我司自己在实践过程中，还是面临柔性光伏组件的生产工艺流程较多，难以形成大规模生产，生产加工成本较高，需要进一步的提升设计适合自动化和高效率制造的变化。

现有技术中至少存在如下问题：柔性光伏组件的生产工艺流程较多，难以形成大规模生产，导致生产加工成本较高。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种柔性光伏组件制造方法，以简化柔性光伏组件制造工艺，以实现柔性光伏组件的大规模生产，降低生产加工成本。

本申请实施例提供一种柔性光伏组件制造方法是这样实现的：

一种柔性光伏组件制造方法，所述方法包括：

将多片电池片串联，组成电池单元串，多个所述电池单元串串联，组成电池串；

将所述单个或多个电池单元串串联或/和并联，组成电池层；

并将所述电池层、前板材料层、密封材料层、后板材料层按照预设顺序叠层并进行层压处理，得到整体层压件；

对所述整体层压件进行冲压处理，将所述整体层压件中各电池单元串之间的前板材料、封装材料、后板材料以及多余的电性连接材料的冲除，得到电性连接的多个柔性光伏组件单元；

将所述多个柔性光伏组件单元作为一个整体，与复合材料层、柔性基材按预定顺序叠层后进行层压处理，得到可折叠弯曲的柔性光伏组件；

所述电池片包括晶体硅电池片、由晶体硅电池片切分而成的分体电池片、背接触式电池片、叠片电池片、非晶体硅电池片。

优选实施例中，所述电池单元串中的电池片通过焊带或其他导电材料串联或/和并联，所述电池层中的各电池单元串之间采用焊带或导线连接，所述焊带或导线与各电池单元串的焊带电性连接。

优选实施例中，对所述整体层压件进行冲压处理后，各所述电池单元串之间的电性连接仍然保持。

优选实施例中，每个所述电池串至少包含两个电池单元串。

优选实施例中，各所述柔性光伏组件单元的背板材料层或/和前板材层料设置有弯曲位置导线引出孔，各所述柔性光伏组件单元通过连接焊带的导线串并联。

优选实施例中，所述复合材料层覆盖在所述柔性光伏组件单元的正面和背面。

优选实施例中，所述柔性基材贴合在所述柔性光伏组件背面复合材料层上。

优选实施例中，所述前板材料层的材料组成包括以下任意一种：PC板、PET板、ETFE板、FEP板、PMMA板；

所述后板材料层的材料组成包括以下任意一种：PC板、PET板、ETFE板、FEP板、PMMA板，碳纤维板。

优选实施例中，所述复合材料层为热塑性橡胶材质或热塑性塑料材质，如TPU、TPE、TPV材质。

优选实施例中，所述方法还包括：

对所述层压后的光伏组件进行冲压处理，将所述光伏组件中各光伏组件单元之间除导线之外的所有材料冲除，形成柔性光伏组件。柔性光伏组件中的光伏组件单元之间可以弯曲折叠。

对所述的冲压处理后的柔性光伏组件进行再次层压，层压材料组合为；正面必须是透明的复合材料，背面基于需要可选透明的也可以选择不同的颜色复合材料，中间就放置层压后经过冲压处理的柔性光伏组件半成品本身。其中复合材料是柔性材料，具有可以任意折弯的特性，还具有耐候性，绝缘，阻燃，阻水的特点。所述的导线为可以重复弯曲的导电材料，包括柔性电线或者柔性电缆。

利用本申请实施例提供的一种柔性光伏组件制造方法，可以实现利用自动化设备实施所述方法，进而可以实现柔性光伏组件规模化大批量制造，提高生产效率。可以有效降低柔性光伏组件的制造成本，使柔性光伏组件的性价比优于现有的光伏组件或者薄膜柔性组件。另外，本申请所述方法采用二次封装工艺，不仅可以实现光伏组件的柔性化，还可以实现组件的全面阻水电路防护，可以有效满足各种应用场景所需的轻便、耐候等性能要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的一种柔性光伏组件制造方法的方法流程示意图；

图2是本申请一个实施例中得到的所述电池串的结构示意图；

图3是本申请一个实施例中得到的所述单排电池串电池单元串并联的结构示意图；

图4是本申请另一个实施例中得到所述2个电池串并联的结构示意图；

图5是本申请一个实施例中所述整体层压件的结构示意图；

图6是本申请一个实施例中所述整体层压件的正面材料层和背面材料层的结构示意图；

图7是本申请一个实施例中提供的所述电性连接的多个柔性光伏组件单元的连接结构示意图；

图8是本申请一个实施例中提供的所述柔性光伏组件的结构示意图；

图9是本申请一个实施例中提供的所述柔性光伏组件的剖面结构示意图；

图10是本申请另一个实施例中提供的所述柔性光伏组件的剖面结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种柔性光伏组件制造方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1是本申请所述一种柔性光伏组件制造方法一种实施例的方法流程示意图。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者更少的操作步骤或模块单元。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤或结构中，这些步骤的执行顺序或装置的模块结构不限于本申请实施例或附图所示的执行顺序或模块结构。

具体的，如图1所述，本申请提供的一种柔性光伏组件制造方法的一种实施例可以包括：

S1：将多片电池片串联，组成电池单元串，多个电池单元串串联组成电池串。

其中，所述电池片包括晶体硅电池片、由晶体硅电池片切分而成的分体电池片、背接触式电池片、叠片电池片、非晶体硅电池片。所述的电池单元串组成和电池串组成是在同一台设备上完成。串焊电池单元串时控制电池片的间距为-1.5mm，当电池单元串完成后焊接下一个电池单元串时，相邻电池间的间隙就扩大到20mm，只是需要对设备参数调整就可以。

图2是本例中得到的所述电池串的结构示意图。如图2所示，所述电池单元串1由三片电池片101串联组成，电池片之间通过焊带或导电胶带11连接，所述电池串内部电池片的间距AB为-1.5毫米～2毫米。相互连接的电池单元串之间的电池片间距CD为2毫米～50毫米，所述的-1.5毫米意思是电池片重叠1.5毫米。

所述的电池片可以采用市面上销售的5寸晶体硅电池片和6寸晶体硅电池片，也包括将所述5寸晶体硅和6寸晶体硅切割成多等份的电池片，所述的多等份为2～24等份。

S2：将所述多个电池串中的电池单元串串联或/和并联，组成电池层。

图3是本例中得到的所述单排电池串电池单元串并联的结构示意图。如图3所示，本例中，可以选择将单个电池单元串1中的电池片上的焊带并联，组成所述电池层。所述电池单元串1之间通过导线12将焊带或导电胶带11并联，所述导线两端分别与相邻的电池单元串1的焊带或导电胶带电性连接。

图4是本申请另一个实施例中得到所述2个电池串并联的结构示意图。如图4所示，本例中，可以选择将多个电池单元串1并联后再串联，组成所述电池层。所述电池单元串1中的用于焊接电池片的焊带之间通过导线12并联，各电池单元之间通过导线12串联，所述导线与并联的电池单元串的焊带或导电胶带11电性连接，最终整体形成电路相互连接，并带有正负极电路引出线。

S3：将所述电池层、前板材料层、密封材料层、后板材料层按照预设顺序叠层并进行层压处理，得到整体层压件。

其中，所述预设顺序指的是，所述前板材料层通过密封材料层与所述电池层的正面相贴合，所述后板材料层通过所述密封材料层与所述电池层的背面相贴合，所述前板材料层和所述后板材料层均设置有弯曲位置导线引出孔。

图5是本例中所述整体层压件的结构示意图。图6是本例中所述整体层压件的正面材料层和背面材料层的结构示意图。如图5所示，所述前板材料层和所述后板材料层与所述电池层层压后，电池层中用于串联各电池单元串之间的导线，通过设置在每两个相邻电池单元串之间的导线引出孔4引出。任何相邻的电池单元的导线连接对应都设计有弯曲位置导线引出孔。如图6所示，所述导线引出孔4设置在所述前板材料层和所述后板材料层对应于导线弯曲的位置处。

S4：对所述整体层压件进行冲压处理，将所述整体层压件中各电池单元串之间的前板材料、封装材料、后板材料以及多余的电性连接材料的冲除，得到电性连接的多个柔性光伏组件单元。

图7是本例中提供的所述电性连接的多个柔性光伏组件单元的连接结构示意图。如图7所示，本例中，将各电池单元串之间的前板材料、封装材料、后板材料以及多余的电性连接材料比如焊带或导电胶带等冲除，只保留连接各电池单元串的导线，各所述电池单元串之间的电性仍然通过导线保持连接，得到通过导线电性连接的多个柔性光伏组件单元。

S5：将所述多个柔性光伏组件单元复合成一个整体，与复合材料层、柔性基材层、柔性光伏组件单元按预定顺序叠层后进行层压处理，得到可折叠弯曲的柔性光伏组件。其中单独的复合材料是柔性可以任意弯折的。

本例中，所述复合材料层为热塑性橡胶或者热塑性塑料材质，可以为TPU,TPE,TPV等材料。

图8是本例中提供的所述柔性光伏组件的结构示意图。将所述复合材料层叠层在所述整体的正面，将所述柔性基材叠层在所述整体的背面，而后进行层压处理，得到可折叠弯曲的柔性光伏组件。

图9是本例中提供的所述柔性光伏组件的剖面结构示意图。如图9所示，所述柔性光伏组件从上到下依次为柔性透明复合材料102、柔性光伏组件单元101、柔性基材103。

当然，在本申请其他实施例中，光伏组件还可以有如下结构：在所述柔性光伏组件单元正面覆盖复合透明复合材料，背面覆盖柔性基材，而后正面和背面再覆盖复合材料；

或者背面再覆盖基材；

或者再在柔性基材或者背面复合材料上增加耐磨材料。

本申请一个实施例中，所述方法还包括在所述柔性基材底面分别设置多条耐磨材料条。如图9所示，所述耐磨材料条104位于所述柔性基材103的底面。

本例中，所述电池单元串中的电池片通过焊带或其他导电材料串联或/和并联，所述电池层中的各电池单元串之间采用焊带或导线连接，所述焊带或导线与各电池单元串的焊带电性连接。

本例中，各所述柔性光伏组件单元的背板材料层或/和前板材层料设置有弯曲位置导线引出孔，各所述柔性光伏组件单元通过连接焊带的导线串并联。

本例中，所述复合材料层覆盖在所述柔性光伏组件单元的正面和背面。

本例中，所述前板材料层的材料组成包括以下任意一种：PC板、PET板、ETFE板、FEP板、PMMA板；

本例中，所述方法还包括：

对所述层压后的柔性光伏组件进行冲压处理，将所述柔性光伏组件中各柔性光伏组件单元之间除导线之外的所有材料冲除。

图10是本申请另一个实施例中提供的所述柔性光伏组件的剖面结构示意图。如图10所述，前板材料层可以为PC板、PET板、ETFE板、FEP板或PMMA板，中间层为所述柔性光伏组件单元，后板材料层为PC板、PET板、ETFE板、FEP板、环氧板、PCB板或PMMA板，碳纤维板，中间采用EVA、POE、PVB、胶水、硅胶材料密封连接。

利用上述各实施例提供的一种柔性光伏组件制造方法的实施方式，可以实现利用自动化设备实施所述方法，进而可以实现柔性光伏组件规模化大批量制造，提高生产效率。可以有效降低柔性光伏组件的制造成本，使柔性光伏组件的性价比优于现有的光伏组件或者薄膜柔性组件。另外，本申请所述方法采用二次封装工艺，不仅可以实现光伏组件的柔性化，还可以实现组件的全面阻水电路防护，可以有效满足各种应用场景所需的轻便、耐候等性能要求。

虽然本申请提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims

1.一种柔性光伏组件制造方法，其特征在于，所述方法包括：

将多片电池片串联，组成电池单元串，多个电池单元串串联组成电池串；

将多个所述电池串中的电池单元串串联或/和并联，组成电池层；

将所述电池层、前板材料层、密封材料层、后板材料层按照预设顺序叠层并进行层压处理，得到整体层压件；

对所述整体层压件进行冲压处理，将所述整体层压件中各电池单元串之间的前板材料、封装材料、后板材料以及多余的电性连接材料冲除，得到电性连接的多个柔性光伏组件单元，所述多余的电性连接材料包括焊带或导电胶带；

将所述多个柔性光伏组件单元作为一个整体，与复合材料层、柔性基材按预定顺序叠层后进行再次层压复合处理，得到可折叠弯曲的柔性光伏组件；

所述电池片包括晶体硅电池片、背接触式电池片、叠片电池片、非晶体硅电池片。

2.如权利要求1所述的一种柔性光伏组件制造方法，其特征在于，所述电池单元串中的电池片通过焊带或其他导电材料串联或/和并联，所述电池层中的各电池单元串之间采用焊带或导线连接，所述焊带或导线与各电池单元串的焊带或其他导电材料电性连接。

3.如权利要求1所述一种柔性光伏组件制造方法，其特征在于，对所述整体层压件进行冲压处理后，各所述电池单元串之间的电性连接仍然保持。

4.如权利要求2所述的一种柔性光伏组件制造方法，其特征在于，各所述柔性光伏组件单元的背板材料层或/和前板材料层设置有弯曲位置导线引出孔，各所述柔性光伏组件单元通过连接焊带或导线串并联。

5.如权利要求1所述的一种柔性光伏组件制造方法，其特征在于，所述前板材料层的材料组成包括以下任意一种：PC板、PET板、ETFE板、FEP板、PMMA板；

所述后板材料层的材料组成包括以下任意一种：PC板、PET板、ETFE板、FEP板、PMMA板、碳钎维板。

6.如权利要求1所述的一种柔性光伏组件制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.如权利要求6所述的一种柔性光伏组件制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述层压冲压处理后的柔性光伏组件进行二次层压复合处理，将所述柔性光伏组件形成一个整体产品并具有相对柔性可顺序折叠功能。

8.如权利要求1所述的一种柔性光伏组件制造方法，其特征在于，所述复合材料层覆盖在各所述柔性光伏组件单元的正面和背面。

9.如权利要求1所述的一种柔性光伏组件制造方法，其特征在于，所述复合材料层为热塑性橡胶材质或热塑性塑料材质。