[發明專利]一種柔性太陽能組件的層壓方法

有效

• 申請號: 201611183312.6
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108202521B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 蘭立廣;童翔;丁建
• 申請（專利權）人: 北京漢能創昱科技有限公司
• 主分類號: B32B37/10
• 分類號: B32B37/10;B32B37/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

本發明公開了一種柔性太陽能組件的層壓方法，其方法是：將柔性太陽能組件中的各層材料對位后置于層壓機下腔體的加熱板上，對層壓機上腔體和下腔體同時抽真空；逐步增加層壓機上腔體中的壓強至最高層壓壓強，保持層壓機上腔體中的最高層壓壓強與下腔體中的壓強差小于一個大氣壓，直至太陽能組件中各層材料粘合；使層壓機上腔體恢復到步驟1中的初始真空壓強，同時逐步增加層壓機下腔體中的壓強至一個大氣壓；打開層壓機下腔體，即得層壓后的太陽能組件。本發明在層壓工藝初始階段設置層壓機上腔體分階段逐步增加壓強，并保持最終的層壓壓強低于一個大氣壓強，有利于提高光電電池的發電性能及可靠性，且層壓方法工藝制程簡單，并具有易實現的特點。

技術領域

本發明涉及太陽能組件制造領域，更具體地講，涉及一種柔性太陽能組件的層壓方法。

背景技術

太陽能是一種取之不盡、用之不竭的能量來源，據估算，一年之中投射到地球的太陽能，其能量相當于137萬億噸標準煤所產生的熱量，大約為目前全球一年內利用各種能源所產生能量的兩萬多倍。在我國，約有2/3的地區可以較好利用太陽能資源，并且太陽能發電不受地域的限制，可以實現光伏系統模塊化，安裝在靠近電力消耗的地方或遠離電網的地區，可降低輸電和配電成本，增加供電設施的可靠性。目前，薄膜太陽能電池由于光吸收層用料少，其內在材料特性只需幾微米厚就可以將太陽光能有效地轉換成電能。隨著工業領域的日益發展和進步，能源更趨于緊張，特別是煤炭、石油等非可再生能源的日益減少，使得上述能源的應用領域受到嚴重的沖擊，太陽能資源作為新的可再生資源，近年來受到廣泛的關注與研究。

柔性薄膜太陽能組件具有質量輕、柔軟易附形的特點，可廣泛應用于對承重要求苛刻的輕鋼建筑屋頂發電需求，同時，因其具有獨特的柔軟特性，可附形于曲面及弧面上，具有外形美觀的應用優勢，在民用及航天器等領域，均有廣闊的應用前景。

柔性太陽能組件是在柔性襯底上依次制備前電極層、光電轉換層、后電極層，然后進行組件的互聯及封裝工藝，進而形成可應用的柔性太陽能組件。所謂的封裝工藝是將背板層、鋁背反層、POE、光電轉換單元、ETFE等材料層采用層壓工藝，通過加熱抽真空的方式抽取封裝材料層間的空氣，然后采用施加一定壓力的方法，將各層材料壓合在一起，而形成所需的柔性太陽能組件。需要引起注意的是，柔性太陽能組件為保持其柔軟特性，對封裝材料的厚度及特性要求很高，一方面需要保證組件的封裝效果，即保證電學絕緣及隔絕水汽侵入的性能要求；另一方面需保證組件的可靠性能，即保證光電轉換單元的使用壽命。

在現有的常規層壓工藝中，所采用的層壓機一般均是帶有上下腔體，中間采用硅膠材質的硅膠隔膜隔開上下腔體的設備主體結構。目前采用的層壓方法為：(1)首先將柔性組件的各層經對位后放置于層壓機下腔體內進行壓合，保持上下腔同時抽真空5-15min，溫度設置為135-175℃，此目的是為了抽取柔性組件封裝材料內的殘留空氣；(2)然后對上腔進行充氣加壓并維持加熱工藝10-20min：在層壓機上腔體充氣至一個大氣壓(1.0ATM)、下腔體繼續保持抽真空從而使層壓機上下腔體間產生壓強差，此時硅膠隔膜(Membrane)會因上腔體壓強增加而向下彎曲并壓在柔性組件各層材料上，各層材料因加熱具有一定的粘連特性，在施加壓力的情況下，各層材料會結合在一起，形成組件整體。此方法一般適用于常規的玻璃組件的層壓模式，但對于柔性組件而言，因柔性材料各層比較柔軟，對于解決柔性太陽能電池組件層壓過程中，因光電轉換層僅為幾微米厚的晶體層，在層壓過程中隨著封裝材料的融化，光電轉換層將承受一個大氣壓的力，并因封裝材料變軟熔化而隨之發生形變，極易造成晶體材料的斷裂、破碎，從而造成膜層損壞、并形成短路點，極大的影響了光電電池的發電性能，這極大的影響了組件的發電性能及可靠性，也是目前亟待解決的主要問題及難點之一。