[發明專利]加工光伏和光熱組合太陽能電池板的方法及太陽能電池板

有效

• 申請號: 200680056444.0
• 申請日: 2006-10-09
• 公開（公告）號: CN101573566A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: J·M·埃古格利亞
• 申請（專利權）人: S.I.E.M.有限公司
• 主分類號: F24J2/20
• 分類號: F24J2/20;H01L31/058
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 蘇 娟

技術領域

本發明總的涉及一種用于加工能夠以高效率將太陽能轉化為電能和熱能的光伏和光熱型組合太陽能電池板的方法。本發明進一步總的涉及一種通過這樣的方法加工出的太陽能電池板。

更具體地，本發明涉及一種用于加工由至少一塊光伏電池板和一塊熱交換光熱電池板(熱交換器)的組合構成的太陽能電池板的方法。

背景技術

適合用于將太陽能轉化為電能和熱能的光伏和光熱型太陽能電池板(組合太陽能電池板)是已知的。

例如，從本申請人的美國公開文獻US2004/0025931中可以獲知一種適合同時產生電能和熱能的組合太陽能電池板。

一種已知的太陽能電池板包括含有流體的電池板或熱交換器，以及由多塊光伏電池和一塊玻璃基片構成的光伏電池板。

更具體地，一種已知的熱交換器包括用導熱材料(板片)制成的粘接至光伏電池(電池)的第一表面的板片，待暴露于太陽能的電池的第二表面通過也被粘接至電池的玻璃基片(基片)來保護。

為了將板片和基片粘接至電池的相對面，用于加工這種已知的組合太陽能電池板的方法將乙烯乙酸乙烯酯共聚物(Ethyl?VinylAcetate或EVA)的透明薄層置于基片和電池之間以及電池和板片之間。在已知的方法中使用的EVA包含用于延遲其泛黃(由于在太陽能電池板的工作壽命期間暴露在紫外線下而導致泛黃)并具有防止電池與玻璃或板片之間直接接觸的目的的添加劑，以消除將會由于電池的并不完全光滑的表面而形成的間隙并電絕緣光伏電池板的活性部分。

光伏電池板的電池通常通過在被稱作“層合機”的裝置內實現的真空固化(聚合)處理被粘接至基片和板片，層合機包括由彈性隔膜沿水平方向分開的上腔室和下腔室。層合機的下腔室包含能夠將內部溫度保持得相當均勻和穩定、波動在±20℃以內的電板。

典型的層合循環開始時將由玻璃、EVA、光伏電池、EVA和板片構成的夾層或模塊置于下腔室內，在兩個腔室內都形成真空并使層合機的溫度達到約100℃以從夾層中去除滯流空氣(氣泡)。

隨后從上腔室中去除真空，以使分隔兩腔室的隔膜均勻地壓縮模塊從而促進EVA到電池、到前側玻璃以及板片的粘接，然后使層合機的溫度達到約150℃以允許EVA的聚合。該步驟可以持續10到20分鐘。

最后，溫度降低至100℃并允許空氣緩慢地進入。

需要強調的是，層合循環參數的選定總是在由EVA制造商提供的技術條件、模塊生產者的具體試驗以及目標在于增加每小時產量的處理時間優化之間進行權衡的結果。實際上，在一方面，為了評估層合質量經常使用EVA聚合度，該EVA聚合度通過其不溶解性而化學地確定(通過稱量聚合物的起始重量和熱處理之后的最終干燥殘留物)，但是另一方面，成品必須在盡可能最短的時間內獲得并且要相對其質量對電能成本進行優化。

盡管用于加工模塊的層合過程并不復雜而且層合廢品率也相當低(＜2％)，但是由于經常人工實現一些附加操作(例如電池對正、電池間觸點的焊接、端子排的焊接等)，組合太陽能電池板并且特別是光伏電池板也仍然并不完美。

CEI?EN?61215(CEI?82-8)標準列舉了能夠通過視覺檢查(10.1測試)和其他檢測手段在光伏電池板中識別出的缺陷，但是并沒有建立起在另一方面將對供貨的驗收測試有益的考核分級體系。

在上述標準中列舉的典型缺陷是能夠通過視覺檢查(可視地)識別出的缺陷，它是一塊或多塊電池的部分發生破損，通常是在層合期間由于壓力過大或在組裝步驟中對電池的不當操作所導致的。

除了能夠被視覺識別出的缺陷以外，還有不能夠被視覺檢查出并且無疑是更為隱蔽的缺陷。

當然有在安裝太陽能電池板之前適合用于檢測缺陷是否存在的方法，但是一般而言這些檢測方法都是耗時的并且有時是破壞性的而且需要昂貴的設備，因此這些缺陷的檢測通常由對樣品的工廠質量控制提供的品質保證承擔(但是為了進行檢測而利用針對樣品數量的參考標準只具有統計意義)。

在不能被視覺檢測出的最為常見的缺陷中，有被稱為“熱斑”的缺陷。

熱斑是太陽能電池板(電池板)上這樣的位置：在工作的電池板中，在熱斑處檢測到的溫度比電池板其余部分的溫度要高出幾度，這種溫度過高是由高電阻導致的，高電阻通常由不良焊接造成。熱斑可以被檢測出來，例如可以通過電池板在工作條件下的IR成像(紅外分析)進行檢測。不良焊接還會導致電池板部分的電斷路，很可能會在多年的正常暴露和工作之后發生。