專利名稱：一種太陽能電池組件的封裝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池組件的封裝工藝，應(yīng)用于太陽能電池板制造領(lǐng)域，特 別是一種在封裝過程中，能夠有效避免輥壓對(duì)太陽能電池板造成的硬性傷害、降低太陽能 電池破片率的封裝工藝。
背景技術(shù)：
隨著人類的不斷發(fā)展，能源消耗越來越大，而傳統(tǒng)能源的總量在不斷減少。太陽能 最有可能替代傳統(tǒng)能源，而在利用太陽能電池發(fā)電時(shí)，封裝工藝直接影響了電池的使用壽 命。以非晶硅薄膜太陽能電池為例，太陽能電池的制備工藝步驟包括在清洗干凈的襯 底基板上依次制備導(dǎo)電膜層、光伏吸收層、背電極層，然后切割背電極層形成串聯(lián)子電池， 并焊接引出導(dǎo)線?，F(xiàn)有技術(shù)中，太陽能電池的傳統(tǒng)的封裝工藝流程是合片、層壓、裝接線盒，包裝出 廠。其中合片的處理過程是在太陽能電池的背電極層上，依次放絕緣膠層和封裝用的背板 玻璃形成太陽能電池組件。層壓的處理過程是將合片后的太陽能電池組件移載至層壓機(jī)封 裝，通過加熱機(jī)和循環(huán)泵將油加熱，使成型腔室內(nèi)的加熱板達(dá)到設(shè)定的溫度，電池組件放在 加熱板上，成型腔室內(nèi)的上部的硅膠板壓在組件上，保溫保壓一段時(shí)間后成型取出。其缺點(diǎn) 是加工效率特別低，耗電量大，工藝參數(shù)特別難調(diào)整，設(shè)備成本也相當(dāng)昂貴，后期維護(hù)費(fèi)用 高，在制造過程中容易出現(xiàn)破片和氣泡等不良效果，如果做BIPV的話，強(qiáng)度也達(dá)不到相關(guān) 的標(biāo)準(zhǔn)要求。進(jìn)來，市面上有人采用輥壓機(jī)和高壓釜代替層壓機(jī)封裝。首先，將合片后的太陽能 電池組件經(jīng)過輥壓機(jī)初步排出空氣，使前后兩片基板借助膠片初步粘合在一起，然后將經(jīng) 過輥壓機(jī)、初步粘合在一起的太陽能電池組件放入高壓釜的釜腔內(nèi)，關(guān)閉釜門，同時(shí)升溫升 壓，使膠片完全融化，并且在釜腔內(nèi)較高壓力下，兩片基板與膠片很好的粘合，粘結(jié)力顯著 增加。然后開始降溫降壓，直至恢復(fù)到常溫常壓，打開釜門，高壓釜工序結(jié)束。采用這種工藝 封裝太陽能電池組件的缺點(diǎn)是由于在封裝過程中采用了輥壓機(jī)和高壓釜兩種設(shè)備，因此， 這種工藝使得設(shè)備成本大大增加。綜上所述，無論采用上述哪種工藝封裝太陽能電池組件，由于輥壓機(jī)和層壓機(jī)均 是與電池組件的表面“硬”接觸，若電池組件表面不平整或是有雜質(zhì)摻雜，電池組件很容易 因?yàn)槭芰Σ痪鶆蚨扑?，浪費(fèi)生產(chǎn)成本。因此，有必要對(duì)太陽能電池組件的封裝工藝進(jìn)行改 進(jìn)，避免電池組件產(chǎn)生破片，降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決避免太陽能電池組件在封裝過程中易受硬性擠壓而破碎的技術(shù)問 題，以解決封裝工藝成本高、效率低的技術(shù)問題，設(shè)計(jì)了一種只采用高壓釜封裝太陽能電池 組件的工藝，解決了電池組件易受硬性擠壓造成較高破片率的問題，同時(shí)也將電池組件規(guī)?；庋b，提高了封裝效率。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種太陽能電池組件的封裝工藝，以 上封裝工藝的步驟包括將制備完成太陽能電池層的襯底基板、絕緣膠片和封裝基板進(jìn)行復(fù) 合處理形成太陽能電池組件、再將太陽能電池組件進(jìn)行定型處理、加裝接線盒，上述的定型 處理工序是借助高壓釜實(shí)現(xiàn)太陽能電池組件外部環(huán)境氣氛、借助配套的抽真空系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太 陽能電池組件內(nèi)部環(huán)境氣氛，進(jìn)一步借助溫度和壓強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)置工藝條件，太陽能電 池組件在釜內(nèi)同步完成加熱、加壓定型工序，具體步驟包括A、在太陽能電池組件四周上包裹密封膠圈進(jìn)行密封處理；B、太陽能電池組件借助密封膠圈上的抽氣管連接抽真空系統(tǒng)，太陽能電池組件內(nèi) 部持續(xù)抽真空、外部加壓的同時(shí)加熱，溫度的變化范圍是室溫 150°C，壓強(qiáng)的變化范圍是 常壓 1. 2Mpa,時(shí)間是60 100分鐘；C、冷卻定型借助抽真空系統(tǒng)、溫度和壓強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)，調(diào)整釜腔內(nèi)溫度和壓強(qiáng)分 別降至常溫常壓，太陽能電池組件停止抽真空、完成定型。本發(fā)明的關(guān)鍵是對(duì)太陽能電池組件的定型處理工序的改進(jìn)，現(xiàn)有技術(shù)采用層壓機(jī) 或者輥壓機(jī)和高壓釜進(jìn)行封裝太陽能電池組件，層壓機(jī)和輥壓機(jī)直接擠壓電池組件，電池 組件由于表面不平整常常會(huì)破碎，而在輥壓機(jī)的基礎(chǔ)上再采用高壓釜施加高溫高壓進(jìn)行定 型，大大增加了設(shè)備成本。而本發(fā)明直接采用高壓釜對(duì)太陽能電池組件進(jìn)行定型處理，大大 降低了設(shè)備成本，而高壓釜的后期維護(hù)費(fèi)用也幾乎為零，降低了運(yùn)營成本。最關(guān)鍵的是，利 用高壓斧定型時(shí)，加壓方式采用的是壓縮空氣與玻璃表面的軟接觸，避免了層壓機(jī)和輥壓 機(jī)對(duì)太陽能電池組件的硬性擠壓，減少了破片率。采用高壓釜封裝太陽能電池組件時(shí)，首先 密封電池組件，對(duì)電池組件內(nèi)部抽真空壓縮空氣，外部加高壓輔助壓縮電池組件內(nèi)的空氣， 內(nèi)外同步施壓，能夠有效排出電池組件內(nèi)的氣泡，提高產(chǎn)品性能。另外，在壓縮組件內(nèi)氣體 時(shí)，利用先常溫下抽真空，然后再升溫抽真空的方式，這種抽真空的方式能夠徹底有效的排 出夾層中的氣體，降低氣泡率。由于本發(fā)明中采用的封裝設(shè)備是高壓釜，電池組件的定型是 在釜腔內(nèi)完成，高壓釜的釜腔可根據(jù)生產(chǎn)需要做成不同尺寸規(guī)格，一次可以加工200片左 右的太陽能電池組件，因此利用此工藝即可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模封裝太陽能電池組件，節(jié)約生產(chǎn)時(shí) 間，提高了生產(chǎn)效率。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明中太陽能電池組件密封后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中的A-A向剖面示意圖。圖3是圖1中的B-B向剖面示意圖。圖4是圖1的左視圖。圖5是本發(fā)明中太陽能電池組件在小車中的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)圖。圖6是圖5中的C-C向剖面示意圖。圖7是圖5中的D-D向剖面示意圖。附圖中，1代表太陽能電池組件，1-1代表襯底基板，1-2代表封裝基板，1-3代表絕 緣膠片，2代表密封膠圈，2-1代表抽氣管，3代表存儲(chǔ)小車，3-1代表車廂，3-2代表分隔板，3-3代表車輪。
具體實(shí)施例方式一種太陽能電池組件的封裝工藝，以上封裝工藝的步驟包括將制備完成太陽能電 池層的襯底基板存儲(chǔ)1-1存儲(chǔ)、絕緣膠片存儲(chǔ)1-3存儲(chǔ)和封裝基板存儲(chǔ)1-2存儲(chǔ)進(jìn)行復(fù)合 處理形成太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)、再將太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)進(jìn)行定型處理、加 裝接線盒，上述的定型處理工序是借助高壓釜實(shí)現(xiàn)太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)外部環(huán)境氣 氛、借助配套的抽真空系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)內(nèi)部環(huán)境氣氛，進(jìn)一步借助溫 度和壓強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)置工藝條件，太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)在釜內(nèi)同步完成加熱、加 壓定型工序，具體步驟包括A、在太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)四周上包裹密封膠圈存儲(chǔ)2存儲(chǔ)進(jìn)行密封處理；B、太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)借助密封膠圈存儲(chǔ)2存儲(chǔ)上的抽氣管存儲(chǔ)2-1存儲(chǔ) 連接抽真空系統(tǒng)，太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)內(nèi)部持續(xù)抽真空、外部加壓的同時(shí)加熱，溫度 的變化范圍是室溫 150°C，壓強(qiáng)的變化范圍是常壓 1. 2Mpa,時(shí)間是60 100分鐘；C、冷卻定型借助抽真空系統(tǒng)、溫度和壓強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)，調(diào)整釜腔內(nèi)溫度和壓強(qiáng)分 別降至常溫常壓，太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)停止抽真空、完成定型。上述的步驟B中，太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)內(nèi)部持續(xù)抽真空、外部加壓的同時(shí)加 熱的具體步驟是Bi、在室溫和常壓條件下，太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)內(nèi)部進(jìn)行初步抽真空，調(diào)整 高壓釜真空泵系統(tǒng)的真空度為90 120Pa，持續(xù)抽真空10 20分鐘；B2、調(diào)整釜腔內(nèi)的溫度達(dá)到60°C時(shí)，保溫抽真空15 25分鐘；B3、密封釜腔、并調(diào)整釜腔內(nèi)的壓強(qiáng)至1. 0 1. 5Mpa、溫度至100 150°C，保溫保 壓抽真空30 50分鐘；在進(jìn)行步驟Bl之前，進(jìn)行組件預(yù)處理常溫常壓下，密封后的太陽能電池組件存 儲(chǔ)ι存儲(chǔ)借助抽真空系統(tǒng)單獨(dú)抽真空5 10分鐘后，分組直立放入高壓釜的配套存儲(chǔ)小車 內(nèi)，并將太陽能電池組件存儲(chǔ)1存儲(chǔ)上的抽氣管存儲(chǔ)2-1存儲(chǔ)統(tǒng)一連接至抽真空系統(tǒng)。上述的步驟B2中，釜腔內(nèi)溫度上升的速率為2 ；TC /分鐘。上述的步驟B3中，釜腔內(nèi)壓強(qiáng)上升的速率為0. 3 0. 6MPa/分鐘，溫度上升的速 率為2 3°C /分鐘。上述的太陽能電池是晶硅太陽能電池、或是非晶硅薄膜太陽能電池、或是單結(jié)太 陽能電池、或是雙結(jié)太陽能電池。上述的非晶硅薄膜太陽能電池的襯底基板存儲(chǔ)1-1存儲(chǔ)采用的材料是普通超白 玻璃、或是鋼化玻璃。上述的封裝基板采用的材料是普通超白玻璃、或是鋼化玻璃。上述的絕緣膠片存儲(chǔ)1-3存儲(chǔ)采用的材料是EVA或是PVB。本發(fā)明中太陽能電池組件1密封用的密封膠圈2上設(shè)置有抽氣管2-1，抽氣管2-1 與真空系統(tǒng)連接。在高壓釜內(nèi)配套設(shè)置有存儲(chǔ)太陽能電池組件1的存儲(chǔ)小車3結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中包括兩 組分立設(shè)置在小車車廂3-1兩側(cè)的分隔板3-2、以及設(shè)置在小車車廂3-1底端的車輪3-3。太陽能電池組件1分組、立式排列于小車的分隔板3-2之間。本發(fā)明的關(guān)鍵是對(duì)太陽能電池組件的定型工序的改進(jìn)，采用高壓釜代替層壓機(jī)和 輥壓機(jī)，大大降低了設(shè)備成本，而高壓釜的后期維護(hù)費(fèi)用也幾乎為零，降低了運(yùn)營成本。最 關(guān)鍵的是，利用高壓斧定型時(shí)，加壓方式采用的是壓縮空氣與玻璃表面的軟接觸，避免了層 壓機(jī)和輥壓機(jī)對(duì)太陽能電池組件1的硬性擠壓，減少了破片率。采用高壓釜封裝太陽能電 池組件1時(shí)，首先密封電池組件，對(duì)電池組件內(nèi)部抽真空壓縮空氣，外部加高壓輔助壓縮電 池組件內(nèi)的空氣，內(nèi)外同步施壓，能夠有效排出電池組件內(nèi)的氣泡，提高產(chǎn)品性能。另外，在 壓縮組件內(nèi)氣體時(shí)，利用先常溫下抽真空，然后再升溫抽真空的方式，這種抽真空的方式能 夠徹底有效的排出夾層中的氣體，降低氣泡率。由于本發(fā)明中采用的封裝設(shè)備是高壓釜，電 池組件的定型是在釜腔內(nèi)完成，高壓釜的釜腔可根據(jù)生產(chǎn)需要做成不同尺寸規(guī)格，一次可 以加工200片左右的太陽能電池組件，因此利用此工藝即可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模封裝太陽能電池組 件1，節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。下面列舉本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例。在太陽能電池組件1四周上包裹密封膠圈2 進(jìn)行密封處理；將密封后的太陽能電池組件1單獨(dú)連接抽真空系統(tǒng)抽真空5分鐘，壓縮電池 組件與密封膠圈間的氣體，然后將電池組件分組直立放入高壓釜的配套存儲(chǔ)小車3-1內(nèi)， 并將太陽能電池組件1上的抽氣管2-1統(tǒng)一連接至抽真空系統(tǒng)；在室溫和常壓條件下，太陽 能電池組件1內(nèi)部進(jìn)行初步抽真空，調(diào)整高壓釜真空泵系統(tǒng)的真空度為90 120Pa，持續(xù)抽 真空10分鐘后，調(diào)整釜腔內(nèi)的溫度達(dá)到60°C時(shí)，保溫抽真空20分鐘，然后密封釜腔、并調(diào)整 釜腔內(nèi)的壓強(qiáng)至1. OMpa、溫度至100°C，保溫保壓抽真空50分鐘后，調(diào)整釜腔內(nèi)溫度和壓強(qiáng) 分別降至常溫常壓，太陽能電池組件1停止抽真空、完成定型。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池組件的封裝工藝，以上封裝工藝的步驟包括將制備完成太陽能電池 層的襯底基板(1-1)、絕緣膠片(1-3)和封裝基板(1-2)進(jìn)行復(fù)合處理形成太陽能電池組件 (1)、再將太陽能電池組件(1)進(jìn)行定型處理、加裝接線盒，其特征在于所述的定型處理工 序是借助高壓釜實(shí)現(xiàn)太陽能電池組件(1)外部環(huán)境氣氛、借助配套的抽真空系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽 能電池組件(1)內(nèi)部環(huán)境氣氛，進(jìn)一步借助溫度和壓強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)置工藝條件，太陽能 電池組件(1)在釜內(nèi)同步完成加熱、加壓定型工序，具體步驟包括A、在太陽能電池組件(1)四周上包裹密封膠圈( 進(jìn)行密封處理；B、太陽能電池組件(1)借助密封膠圈(2)上的抽氣管連接抽真空系統(tǒng)，太陽能 電池組件(1)內(nèi)部持續(xù)抽真空、外部加壓的同時(shí)加熱，溫度的變化范圍是室溫 150°C，壓 強(qiáng)的變化范圍是常壓 1. 2Mpa,時(shí)間是60 100分鐘；C、冷卻定型借助抽真空系統(tǒng)、溫度和壓強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)，調(diào)整釜腔內(nèi)溫度和壓強(qiáng)分別降 至常溫常壓，太陽能電池組件(1)停止抽真空、完成定型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池組件的封裝工藝，其特征在于所述的步驟B 中，太陽能電池組件(1)內(nèi)部持續(xù)抽真空、外部加壓的同時(shí)加熱的具體步驟是Bi、在室溫和常壓條件下，太陽能電池組件(1)內(nèi)部進(jìn)行初步抽真空，調(diào)整高壓釜真空 泵系統(tǒng)的真空度為90 120Pa，持續(xù)抽真空10 20分鐘；B2、調(diào)整釜腔內(nèi)的溫度達(dá)到60°C時(shí)，保溫抽真空15 25分鐘；B3、密封釜腔、并調(diào)整釜腔內(nèi)的壓強(qiáng)至1. 0 1. 5Mpa、溫度至100 150°C，保溫保壓抽 真空30 50分鐘；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種太陽能電池組件的封裝工藝，其特征在于在進(jìn)行步驟 Bl之前，進(jìn)行組件預(yù)處理常溫常壓下，密封后的太陽能電池組件(1)借助抽真空系統(tǒng)單獨(dú) 抽真空5 10分鐘后，分組直立放入高壓釜的配套存儲(chǔ)小車內(nèi)，并將太陽能電池組件(1) 上的抽氣管統(tǒng)一連接至抽真空系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種太陽能電池組件的封裝工藝，其特征在于所述的步驟 B2中，釜腔內(nèi)溫度上升的速率為2 ；TC /分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種太陽能電池組件的封裝工藝，其特征在于所述的步驟 B3中，釜腔內(nèi)壓強(qiáng)上升的速率為0. 3 0. 6MPa/分鐘，溫度上升的速率為2 ；TC /分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池組件的封裝工藝，其特征在于所述的太陽 能電池是晶硅太陽能電池、或是非晶硅薄膜太陽能電池、或是單結(jié)太陽能電池、或是雙結(jié)太 陽能電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種太陽能電池組件的封裝工藝，其特征在于所述的非晶 硅薄膜太陽能電池的襯底基板(1-1)采用的材料是普通超白玻璃、或是鋼化玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池組件的封裝工藝，其特征在于所述的封裝 基板采用的材料是普通超白玻璃、或是鋼化玻璃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能電池組件的封裝工藝，其特征在于所述的絕緣 膠片(1- 采用的材料是EVA或是PVB。
全文摘要
一種太陽能電池組件的封裝工藝，解決了避免太陽能電池組件在封裝過程中易受硬性擠壓而破碎的技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，以上封裝工藝的步驟包括將制備完成太陽能電池層的襯底基板、絕緣膠片和封裝基板進(jìn)行復(fù)合處理形成太陽能電池組件、再將太陽能電池組件進(jìn)行定型處理、加裝接線盒，上述的定型處理工序是借助高壓釜實(shí)現(xiàn)太陽能電池組件外部環(huán)境氣氛、借助配套的抽真空系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽能電池組件內(nèi)部環(huán)境氣氛，進(jìn)一步借助溫度和壓強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)置工藝條件，太陽能電池組件在釜內(nèi)同步完成加熱、加壓定型工序。本發(fā)明的有益效果是解決了電池組件易受硬性擠壓造成較高破片率的問題，同時(shí)也將電池組件規(guī)?；庋b，提高了封裝效率。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102097530SQ201010539128
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者張立鵬, 李兆廷, 李如臣, 樊豐繼, 蘆忠新, 謝居文, 陳玉峰 申請(qǐng)人:成都泰軼斯太陽能科技有限公司, 河北東旭投資集團(tuán)有限公司