CN102214716A - 光伏组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏组件及其制备方法，该光伏组件包括：包括基板和密封于所述基板侧边的密封部；所述基板包括依次设置的：钢化玻璃面板、面胶膜、电池片、背胶膜、钢化玻璃背板，所述钢化玻璃面板和钢化玻璃背板的厚度均为2mm；所述密封部为丁基胶、硅胶或胶带。该光伏组件具有较好的抗冲击性能和柔韧性，无需包覆铝边框且常温可弯曲。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电领域，特别涉及一种光伏组件及其制备方法。
背景技术
随着工业化进程的加进，煤炭、石油和天然气等常规能源日益枯竭，并且一系列环保问题伴随出现，如何摆脱上述常规能源在数量以及环保压力的限制，寻求一种新型绿色能源已成为当今诸多国家的主要研究对象。太阳能作为一种可再生的绿色能源已逐渐在全球范围内得到快速的发展。随着太阳能发电技术的日益成熟，光伏组件已在人造卫星供能等诸多领域取得广泛应用。
太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，太阳能电池经过串联后使用面板、胶膜和背板将电池片保护起来，最后打硅胶使用铝边框对其进行封装形成大面积的光伏组件。
现有的光伏组件大多采用3.2mm厚的钢化玻璃作为面板材料，TPT作为背板材料。组装工艺具体为：采用EVA作为胶膜，将TPT背板、EVA胶膜、电池片、胶膜和3.2mm厚的钢化玻璃依次叠放后置于高压釜内进行层压成型，由此制得3.2mm钢化玻璃/EVA胶膜/电池片/EVA胶膜/TPT背板结构的光伏组件。为了实现对电池片的密封需要使用硅胶对光伏组件的侧边进行密封，同时考虑到背板的强度较低，为了提高背板的强度，通常使用铝边框包覆光伏组件四边，起到增强的作用，其具体操作为：在铝框架内打硅胶对上述光伏组件边部密封，由此完成组装工序。
按照上述方式完成光伏组件的组装后需要将其安装于背架上，对于有弧度的背架，相应的也要求光伏组件具有与其适配的弧度才能够安装。这就需要光伏组件组需要根据背架的弧度对其进行弯曲工艺，使其具有与背架相适配的弧度。但是现有的光伏组件只能采取热弯工艺，即将光伏组件各组件在进行组装前均需要在加热的状态进行弯曲，再将弯曲后的各部件进行组装，操作较为繁琐，并且热弯后，部件弯曲度以及形状就已经固定，难以再进行调整，由此导致废品率的提高，制约了光伏组件在光伏建筑一体化领域的应用。
本发明人考虑对光伏组件的结构进行调节，在保证光伏组件电学性能的同时，提高光伏组件的抗冲击性能和柔韧性，使其无需铝边框进行加强保护且能够实现常温弯曲，由此在降低光伏组件重量的同时降低弯曲工艺的难度，提升成品率。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种光伏组件及其制备方法，该光伏组件具有较好的抗冲击性能和柔韧性，无需包覆铝边框且常温可弯曲。
有鉴于此，本发明提供一种光伏组件，包括：包括基板和密封于所述基板侧边的密封部；
所述基板包括依次设置的：钢化玻璃面板、面胶膜、电池片、背胶膜、钢化玻璃背板，所述钢化玻璃面板和钢化玻璃背板的厚度均为2mm；
所述密封部为丁基胶、硅胶或胶带。
优选的，所述钢化玻璃面板的透光度均大于91％。
优选的，所述面胶膜和背胶膜均为EVA胶膜。
优选的，所述胶膜的厚度为0.38mm～0.55mm。
相应的，本发明还提供一种光伏组件的制备方法，包括：
将钢化玻璃背板、背胶膜、电池片、面胶膜、钢化玻璃面板依次叠放后在140℃～160℃层压成型，得到基板；所述钢化玻璃面板和钢化玻璃背板的厚度均为2mm；
在所述基板侧边涂覆丁基胶或硅胶进行密封，或在基板侧边粘附胶带进行密封，密封后得到光伏组件。
优选的，所述层压的压力为15Kpa～45Kpa。
优选的，所述所述钢化玻璃面板的透光度大于91％。
优选的，所述面胶膜和背胶膜均为EVA胶膜。
优选的，所述胶膜的厚度为0.38mm～0.55mm。
本发明提供一种光伏组件，包括基板和密封部，其中基板包括依次设置的：2mm厚钢化玻璃面板、面胶膜、电池片、背胶膜、2mm厚钢化玻璃背板。相对于现有的光伏组件结构，本发明提供的光伏组件面板和背板均采用2mm厚的钢化玻璃，钢化玻璃厚度的降低使得光伏组件在常温下易于弯曲，面板和背板的对称的结构使得光伏组件在常温弯曲时不发生破碎，因此，本发明提供的光伏组件可实现常温弯曲，不仅降低了能耗，且由于组件常温下发生的弯曲并非永久性变形，后期还对组件的弯曲进行再次调整，提高成品率。
此外，由于面板和背板均采用钢化玻璃，抗冲击强度较高，因此无需再使用铝边框进行加强便可满足使用的需要，由此降低了光伏组件的重量，节约了运输成本。实验证明，本发明提供的光伏组件与现有光伏组件的电学性能接近，力学性能更为优异，常温下便可实现弯曲。
附图说明
图1为本发明提供的光伏组件的俯视图；
图2为本发明提供的光伏组件基板结构分解示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种光伏组件，如图1所示为该光伏组件的俯视图，本发明提供的光伏组件包括基板和密封于基板侧边的密封部。如图2所示为本发明提供的光伏组件基板结构分解示意图。
其中基板1包括依次设置的：钢化玻璃面板11、面胶膜12、电池片13、背胶膜14、钢化玻璃背板15；所述钢化玻璃面板和钢化玻璃背板的厚度均为2mm；
密封部为丁基胶、硅胶或胶带。
由上述方案可知，本发明提供的光伏组件的面板采用2mm厚的钢化玻璃，由此降低面板的厚度，增加了的透光率，进而保证光伏组件的光电转化效率。2mm厚的钢化玻璃的重量也较轻，在层压工序中，玻璃与胶膜之间的空气易于排出，由此也使得层压工序无需在高压釜内进行，提高生产效率。并且，由于2mm厚钢化玻璃具有优异的平整度和柔韧性，也使得基板面板在常温下易于弯曲。
光伏组件的背板也采用2mm厚的钢化玻璃，相对于TPT背板，钢化玻璃的价格较为便宜，由此使得光伏组件的成本得到降低。同样，由于2mm厚钢化玻璃具有优异的平整度和柔韧性，也使得基板背板在常温下易于弯曲。此外，相对于TPT背板，钢化玻璃的力学性能也更为优异，因此只需要丁基胶、硅胶或胶带对光伏组件的侧边进行密封便可，无需使用铝边框，由此降低整个光伏组件的重量。由于无需使用铝边框，也降低了常温下对光伏组件进行弯曲的难度。
光伏组件中的胶膜不仅用于将面板和背板粘合于电池片，当对光伏组件进行弯曲时，软性的胶膜还用于缓冲外力对电池片的作用力，在常温弯曲的工序中起到保护电池片的作用，使弯曲后的电池片所收压力始终处于较低水平。胶膜优选采用EVA胶膜或PVA胶膜，更优选采用EVA胶膜。胶膜的厚度优选为0.38mm～0.55mm。若胶膜过薄，当外加弯曲应力较大时难以保证其对电池片具有足够的保护；若胶膜过厚，则造成光伏组过厚，不易于常温下的弯曲。
此外，本发明提供的光伏组件为对称结构，当组件受到外加弯曲应力时，各组件的应力分布较为均匀，在弯曲时不易发生局部破裂。上述2mm厚的钢化玻璃优选采用李塞克公司提供的AGC glass，面板更优选采用透光率大于91％的超白钢化玻璃。背板优选采用有色玻璃，以提高反光率，进而提高光伏组件的光电转换效率。
本发明提供的光伏组件面板和背板均采用2mm厚的钢化玻璃，钢化玻璃厚度的降低使得光伏组件在常温下易于弯曲，面板和背板的对称的结构使得光伏组件在常温弯曲时不发生破碎，因此，本发明提供的光伏组件可实现常温弯曲，不仅降低了能耗，且由于组件常温下发生的弯曲并非永久性变形，后期还对组件的弯曲进行再次调整，提高成品率。此外，由于面板和背板均采用钢化玻璃，抗冲击强度较高，因此无需再使用铝边框进行加强便可满足使用的需要，由此降低了光伏组件的重量，节约了运输成本。
相对于3.2mm厚的面板，本发明采用的2mm厚的钢化玻璃作为面板和背板，在降低厚度增加柔韧性的同时降低了面板的重量，层压抽真空时玻璃板和胶膜之间的空气更易完全抽出，层压时无需使用高压釜，提高生产效率。
本发明还提供一种光伏组件的制备方法，包括：
a)、将钢化玻璃背板、背胶膜、电池片、面胶膜、钢化玻璃面板依次叠放后在140℃～160℃层压成型，得到基板；所述钢化玻璃面板和钢化玻璃背板的厚度均为2mm；
b)、在所述基板侧边涂覆丁基胶或硅胶，或在基板侧边粘附胶带，得到光伏组件。
步骤a是制备基板的过程，由于本光伏组件中背面和面板均采用2mm厚的钢化玻璃，2mm厚的玻璃质量较轻，在层压抽真空的过程中，玻璃和胶膜之间的空气易于完全抽出，因此无需再使用高压釜。此步骤具体可以为：在层压机中依次叠放钢化玻璃背板、背胶膜、电池片、面胶膜和钢化玻璃面板，抽真空后在140℃～160℃对上述组件层压成型。层压工序中层压温度更优选为145℃～155℃，抽真空时间优选为4min～8min，压力优选设置为15Kpa～45Kpa。优选对铺设好的组件进行两段施压和一段释压，其中，第一段施压的压力优选为35Kpa～45Kpa，时间优选为1分钟～2分钟；第二段施压的压力优选为15Kpa～25Kpa，时间优选为1分钟～2分钟；释压时间优选为5分钟～9分钟。
胶膜优选采用EVA胶膜或PVA胶膜，更优选采用EVA胶膜。胶膜的厚度优选为0.38mm～0.55mm。上述2mm厚的钢化玻璃优选采用李塞克公司提供的AGC glass，更优选采用透光率大于91％的超白钢化玻璃。
步骤b是对基板进行封装的过程。由于面板和背面均具有较好的力学强度，因此无需使用铝边框进行密封，只需在基板侧边涂覆丁基胶、硅胶或者使用胶带包覆基板侧边即可。若使用丁基胶或硅胶，优选采用打胶机对光伏组件的侧边进行密封，以保证具有足够的密封性能。胶带优选采用3M公司提供的牌号为1060的胶带。由于无需使用铝边框进行密封，因此操作简便，生产效率较高。
按照上述方法制备的光伏组件可在常温下弯曲，操作人员可根据背架的弧度预先进行常温弯曲，或安装的同时对其进行弯曲。由于常温下发生的弯曲变形并未永久性变形，因此，使用该方法制备的光伏组件后期还对组件的弯曲进行再次调整，进而提高成品率。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的光伏组件及其制备方法进行描述，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明提供的2mm厚的钢化玻璃由李塞克公司提供的AGC glass，其透光率大于91％；
EVA胶膜均由福斯特公司提供，面板玻璃和电池片之间EVA胶膜的牌号为F806，背板玻璃和电池片之间EVA胶膜的牌号为F406；
胶带由美国3M公司提供，牌号为1060；
实施例1
1、在层压机中依次叠放2mm厚钢化玻璃背板、0.5mm厚EVA胶膜、电池片、0.5mm EVA胶膜、2mm钢化玻璃面板，设置层压温度为150℃，抽真空6min，设置第一段压力为40Kpa，第一段层压时间为1分30秒；设置第二段压力为20Kpa，第二段层压时间为1分30秒；将压力减小至零，释压7分钟，得到基板。
2、使用打胶机在基板侧边打丁基胶，得到光伏组件。
实施例2
1、在层压机中依次叠放2mm厚钢化玻璃背板、0.38mm厚EVA胶膜、电池片、0.38mm EVA胶膜、2mm钢化玻璃面板，设置层压温度为145℃，抽真空7min，设置第一段压力为35Kpa，第一段层压时间为2分；设置第二段压力为15Kpa，第二段层压时间为2分30秒；将压力减小至零，释压8分钟，得到基板。
2、使用打胶机在基板侧边打硅胶，得到光伏组件。
实施例3
1、在层压机中依次叠放2mm厚钢化玻璃背板、0.5mm厚EVA胶膜、电池片、0.5mm EVA胶膜、2mm钢化玻璃面板，设置层压温度为155℃，抽真空5min，设置第一段压力为45Kpa，第一段层压时间为1分1分钟10秒；设置第二段压力为15Kpa，第二段层压时间为1分10秒；将压力减小至零，释压7分钟，得到基板。
2、在基板侧边包覆胶带，得到光伏组件。
比较例1
1、在高压釜中依次叠放3.2mm厚钢化玻璃背板、0.76mm厚EVA胶膜、电池片、0.76mm EVA胶膜、TPT背板，对上述铺设好的组件进行整体真空预压，然后进行高压固化，设置压力为，温度为150±5℃，高压固化10min，得到基板。
2、在铝框架内打硅胶，将铝边框安装再基板四周，得到光伏组件。
分别按照实施例1～3和比较例1的方法制备规格为11pcs尺寸：1100*360，1700*1585，1938*875的光伏组件，对上述规格的实施例1～3和比较例1制得的光伏组件进行力学性能测试，测试结果列于表1。
表1实施例1-3和比较例1制得的光伏组件力学件能测试结果
续表1实施例1-3和比较例1制得的光伏组件力学性能测试结果
分别按照实施例1～3和比较例1的方法制备规格为1650*990的光伏组件，测试上述规格的实施例1～实施例3和比较例1制备的光伏组件的电学性能，测试结果列于表2。
表2实施例1-实施例3和比较例制备的光伏组件的电学性能测试结果
将实施例1～实施例3在常温进行弧度为45°的弯曲，弯曲后，电池片均未发生破损。
由上述结果可知本发明提供的光伏组件与现有光伏组件的电学性能接近，力学性能更为优异，常温下便可实现弯曲。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种光伏组件，其特征在于，包括基板和密封于所述基板侧边的密封部；
所述基板包括依次设置的：钢化玻璃面板、面胶膜、电池片、背胶膜、钢化玻璃背板，所述钢化玻璃面板和钢化玻璃背板的厚度均为2mm；
所述密封部为丁基胶、硅胶或胶带。
2.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述所述钢化玻璃面板的透光度均大于91％。
3.根据权利要求1所述的光伏组件，其特征在于，所述面胶膜和背胶膜均为EVA胶膜。
4.根据权利要求4所述的光伏组件，其特征在于，所述胶膜的厚度为0.38mm～0.55mm。
5.一种光伏组件的制备方法，包括：
将钢化玻璃背板、背胶膜、电池片、面胶膜、钢化玻璃面板依次叠放后在140℃～160℃层压成型，得到基板；所述钢化玻璃面板和钢化玻璃背板的厚度均为2mm；
在所述基板侧边涂覆丁基胶或硅胶进行密封，或在基板侧边粘附胶带进行密封，密封后得到光伏组件。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述层压的压力为15Kpa～45Kpa。
7.根据权利要求5所述的光伏组件，其特征在于，所述所述钢化玻璃面板的透光度大于91％。
8.根据权利要求5所述的光伏组件，其特征在于，所述面胶膜和背胶膜均为EVA胶膜。
9.根据权利要求5所述的光伏组件，其特征在于，所述胶膜的厚度为0.38mm～0.55mm。
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