CN110783420A - 太阳能电池组件及其封装方法和热封装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种太阳能电池组件及其封装方法和热封装置，所述热封装置包括用于传送待封装太阳能电池组件(10)的传送带，用于加热所述待封装太阳能电池组件(10)的封口膜的加热模块(51)，以及用于从所述待封装太阳能电池组件(10)相对两侧对其进行压合的上压轮(521)和下压轮(522)，所述加热模块(51)、所述上压轮(521)和所述下压轮(522)沿所述待封装太阳能电池组件(10)的传送方向依次设置。在本公开提供的热封装置中，上压轮和下压轮可对向前传送的太阳能电池组件逐渐进行压合，在压合过程中便可将气泡赶尽，不需要在真空条件下便可完成对太阳能电池组件的封装，简化了封装工艺且节省封装成本。

Description

太阳能电池组件及其封装方法和热封装置

技术领域

本公开涉及太阳能电池组件的封装领域，具体地，涉及一种太阳能电池组件、太阳能电池组件的封装方法，以及用于太阳能电池组件的热封装置。

背景技术

在太阳能电池组件封装工艺中，将玻璃分别作为前板和背板，并采用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)胶膜材料将芯片分别和前板与背板粘接起来。但是，该封装方法使薄膜电池丧失了柔性，无法随意弯曲，限制了薄膜电池的应用场景，因此，柔性封装技术应运而生。相关技术中，柔性封装工艺的步骤一般如下：在背板柔性衬底上铺设第一胶膜层，选择合适的电池芯片并将其置于第一胶膜层上；在电池芯片上方依次铺设第二胶膜层、防水膜层、第三胶膜层以及外层保护膜；最后，使用高温真空层压工艺将电池封装，再通过高压釜工艺得到产品。在上述柔性封装工艺中，采用热熔材料作为胶膜层，起到粘接电池芯片、防水膜层以及外层保护膜的作用，但整个封装后的电池组件结构过于复杂，大大增加了柔性太阳能电池组件的封装成本；在压制时需要在真空条件下进行，加大了制造工艺的难度且能源消耗大；另外，传统的热压工艺无法实现连续封装，制造效率低。

发明内容

本公开的第一个目的是提供一种用于太阳能电池组件的热封装置，该热封装置不需要在真空条件下便可实现对太阳能电池组件的封装，简化了封装工艺且节省封装成本。

本公开的第二个目的是提供一种太阳能电池组件的封装方法，该封装方法能够解决现有柔性封装方法中电池组件结构复杂，封装成本高，制造工艺难度大等问题。

本公开的第三个目的是提供一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件使用本公开提供的太阳能电池组件的封装方法进行封装。

为了实现上述目的，本公开提供一种用于太阳能电池组件的热封装置，包括用于传送待封装太阳能电池组件的传送带，用于加热所述待封装太阳能电池组件的封口膜的加热模块，以及用于从所述待封装太阳能电池组件相对两侧对其进行压合的上压轮和下压轮，所述加热模块、所述上压轮和所述下压轮沿所述待封装太阳能电池组件的传送方向依次设置。

可选地，所述热封装置还包括用于对所述太阳能电池组件进行降温的冷却模块，所述冷却模块间隔布置在所述上压轮和所述下压轮的下游。

可选地，所述传送带以第一预设速度通过所述加热模块，所述传送带以第二预设速度通过所述上压轮和所述下压轮，所述传送带以第三预设速度通过所述冷却模块，其中，所述第一预设速度等于所述第三预设速度且小于所述第二预设速度。

根据本公开的第二个方面，还提供一种太阳能电池组件的封装方法，包括：将电池芯片置于第一封口膜和第二封口膜之间以形成待封装太阳能电池组件，其中，所述第一封口膜和所述第二封口膜分别为热固性封口膜；将所述待封装太阳能电池组件置于热封装置上进行密封作业，其中，所述热封装置为根据权利要求1-3中任一项所述的用于太阳能电池组件的热封装置。

可选地，所述第一封口膜和所述第二封口膜分别为石蜡封口膜。

可选地，在所述将所述待封装太阳能电池组件置于热封装置上进行密封作业的步骤中，将所述加热模块的温度设置为90-130℃。

可选地，在所述将电池芯片置于第一封口膜和第二封口膜之间以形成待封装太阳能电池组件的步骤前，所述封装方法还包括：根据所述电池芯片的尺寸裁剪所述第一封口膜和所述第二封口膜，其中，所述第一封口膜和所述第二封口膜的尺寸大于所述电池芯片的尺寸；在所述将所述待封装太阳能电池组件置于热封装置上进行密封作业的步骤后，所述封装方法还包括：根据所述电池芯片的尺寸裁剪所述第一封口膜和所述第二封口膜上多余的部分。

可选地，在所述将所述待封装太阳能电池组件置于热封装置上进行密封作业的步骤和所述根据所述电池芯片的尺寸裁剪所述第一封口膜和所述第二封口膜上多余的部分的步骤之间，所述封装方法还包括：在所述第一封口膜和所述第二封口膜表面进行镀膜作业。

可选地，所述将电池芯片置于第一封口膜和第二封口膜之间以形成待封装太阳能电池组件的步骤还包括：在所述第一封口膜和所述第二封口膜外侧设置保护膜。

根据本公开的第三个方面，还提供一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件通过上述的太阳能电池组件的封装方法进行封装。

通过上述技术方案，将待封装太阳能电池组件置于传送带上，当待封装太阳能电池组件通过加热模块时，封口膜受热完全软化具有粘性；在通过上压轮和下压轮时，两侧压轮施加一定压力进行压合；最后，通过压轮的太阳能电池组件进行冷却固化，便可完成太阳能电池组件的封装作业，在本公开提供的热封装置中，上压轮和下压轮可对向前传送的太阳能电池组件逐渐进行压合，在压合过程中便可将气泡赶尽，不需要在真空条件下便可实现对太阳能电池组件的封装，简化了封装工艺且节省封装成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一示例性实施方式提供的用于太阳能电池组件的热封装置的结构示意图；

图2是本公开另一示例性实施方式提供的用于太阳能电池组件的热封装置的结构示意图；

图3是本公开一示例性实施方式提供的太阳能电池组件的结构示意图；

图4是本公开另一示例性实施方式提供的太阳能电池组件的结构示意图；

图5是将本公开提供的太阳能电池组件置于热封装置上的结构示意图；

图6是本公开一示例性实施方式提供的太阳能电池组件的封装方法的流程图；

图7是本公开另一示例性实施方式提供的太阳能电池组件的封装方法的流程图；

图8是本公开一示例性实施方式提供的太阳能电池组件的封装方法中进行密封作业的流程图。

附图标记说明

1 第一封口膜 2 第二封口膜

3 电池芯片 4 衬底

51 加热模块 521 上压轮

522 下压轮 53 冷却模块

6 保护膜 10 待封装太阳能电池组件

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”“下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“前”“后”是相对于待封装太阳能电池组件的传送方向而言的，例如图1至图3中图面的“左”即为“前”，图面中的“右”即为“后”，“内”“外”是指相应部件轮廓的内和外，此外，本公开中使用的术语“第一”“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。另外，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

如图1所示，本公开提供一种用于太阳能电池组件的热封装置，该热封装置包括用于传送待封装太阳能电池组件10的传送带(图中未示出)，用于加热待封装太阳能电池组件10的封口膜的加热模块51，以及用于从待封装太阳能电池组件10相对两侧对其进行压合的上压轮521和下压轮522，其中，加热模块51、上压轮521和下压轮522沿待封装太阳能电池组件10的传送方向依次设置。

这里，需要说明的是，加热模块51、上压轮521和下压轮522以及将在下文中进行介绍的冷却模块53可以集成固定在同一工作台上且沿待封装太阳能电池组件10的传送方向依次设置，其中，加热模块51和冷却模块53分别形成为能够供传送带穿过的开口腔体，以分别对传送带上的待封装太阳能电池组件10进行加热和冷却。另外，工作台上还固定有机架，沿机架的高度方向间隔设置有两个轴承座，每个轴承座内可转动地连接有转轴，上压轮521和下压轮522可转动地连接在相应的转轴上，驱动件，例如电机通过驱动转轴转动便可带动上压轮521和下压轮522转动，并且上压轮521和下压轮522的转向相反，可对向前传送的待封装太阳能电池组件10施加压力进行压合，此外，还可以根据待封装太阳能电池组件10的厚度对上压轮521和下压轮522的轴心距进行微调。

通过上述技术方案，将待封装太阳能电池组件10置于传送带上，当待封装太阳能电池组件10通过加热模块51时，封口膜受热完全软化具有粘性；在通过上压轮521和下压轮522时，两侧压轮施加一定压力进行压合；最后，通过压轮的太阳能电池组件进行冷却固化，便可完成太阳能电池组件的封装作业，在本公开提供的热封装置中，上压轮521和下压轮522可对向前传送的太阳能电池组件逐渐进行压合，在压合过程中便可将气泡赶尽，不需要在真空条件下便可实现对太阳能电池组件的封装，简化了封装工艺且节省封装成本。

如图2所示，本公开提供的热封装置还包括用于对太阳能电池组件进行降温的冷却模块53，冷却模块53间隔布置在上压轮521和下压轮522的下游。冷却模块53进行降温的方式可以有多种，例如，冷却模块53可以从不同方向朝太阳能电池组件吹冷风，达到降温固化的作用，或者冷却模块53的降温方式与冰箱类似，通过对冷却模块53的温度进行相关设置，同样能够达到降温固化的目的。

具体地，在本公开中，传送带以第一预设速度通过加热模块51，传送带以第二预设速度通过上压轮521和下压轮522，传送带以第三预设速度通过冷却模块53，其中，第一预设速度等于第三预设速度且小于第二预设速度，这里，假定待封装太阳能电池组件10在加热模块51、上压轮521和下压轮522以及冷却模块53中的行程相同的情况下，将第一预设速度和第二预设速度控制的慢些，可延长太阳能电池组件在加热模块51和冷却模块53中的时间，以石蜡封口膜为例，需保证太阳能电池组件在加热模块51中的时间在20-60min，才能够保证封口膜受热完全软化，具有良好的粘接作用，同样地，经过压合后的太阳能电池组件可在冷却模块53内进行充分冷却和固化，保证产品的最终品质。

在本公开中，传送带包括置于加热模块51中的第一传送带和置于冷却模块53中的第二传送带，第一传送带的前端和第二传送带的后端分别延伸至上压轮521和下压轮522的外周面上。这样，由加热模块51中输出的太阳能电池组件可顺利进入上压轮521和下压轮522之间的空隙内进行压合，并由第二传送带输送至冷却模块53内，保证封装过程的连续性。另外，通过对第一传送带和第二传送带的传送速度分别进行控制，可在该热封装置上同时实现多个待封装太阳能电池组件10的封装作业，实现连续性批量化作业，提高了封装效率。

进一步地，如图1和图2所示，上压轮521和下压轮522的轴线位于同一竖直平面内，上压轮521和下压轮522同步反向转动，两者可互为作用面，同时施加作用力至太阳能电池组件上进行压合，避免发生挤压或压偏，甚至可能导致太阳能电池组件滑落。

根据本公开的第二个方面，如图3所示，还提供一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件包括电池芯片3和用于封装电池芯片3的第一封口膜1和第二封口膜2，该太阳能电池组件可以通过上文中介绍的热封装置压合而成，本公开提供的太阳能电池组件结构简单，不需要单独设置用于粘接的胶膜材料，减少了原材料消耗，同时采用上述热封装置进行压合，不需要在真空条件下便可实现连续性封装作业，封装效率高。

可以将电池芯片3直接置于第一封口膜1和第二封口膜2之间，在本公开中，如图3所示，在制备电池芯片3时，利用化学沉积法可以直接将其制备在衬底4上，这样，将带有衬底4的电池芯片3置于第一封口膜1和第二封口膜2之间以形成太阳能电池组件，而化学沉积法作为一种较为成熟的技术，此处不做详细介绍。

如图3所示，本公开提供的太阳能电池组件包括由上至下依次布置的第一封口膜1、电池芯片3、衬底4以及第二封口膜2，结构简单且封装效果好，进一步地，在本公开的另一示例性实施方式中，为增强太阳能电池组件的耐磨性和抗腐蚀性能，如图4和图5所示，第一封口膜1和第二封口膜2外侧还设置有保护膜6，在本实施方式中，保护膜6可以为透明的高分子膜，例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等。如图4所示，将由上至下依次布置的第一保护膜、第一封口膜1、电池芯片3、衬底4、第二封口膜2以及第二保护膜形成的太阳能电池组件置于上述热封装置上进行密封作业，封装密实且具有良好的耐腐蚀、耐磨性能。

具体地，在本公开中，第一封口膜1和第二封口膜2分别为热固性疏水封口膜，例如石蜡封口膜，能够同时起到粘接和防水的作用，不需要单独在第一封口膜1和第二封口膜2的外侧增设防水层，简化了太阳能电池组件的结构，减少原材料消耗，节省封装成本。石蜡封口膜可直接从市面上买到，无需单独加工，可选取厚度为0.13-0.65mm的石蜡封口膜，既能够保证与电池芯片3的粘接，同时还能够保证防水效果，提高产品的使用寿命。

另外，在本公开中，第一封口膜1和第二封口膜2在室温下水蒸气的透过率低于0.1g/m²/天，例如，在38℃时石蜡封口膜的水蒸气透过率为0.00001g/m²/天，具有良好的阻水性，可保证该太阳能电池组件的防水效果，延长其使用寿命。

根据本公开的第三个方面，如图6所示，还提供一种太阳能电池组件的封装方法，该封装方法包括以下步骤：步骤12，将电池芯片3置于第一封口膜1和第二封口膜2之间以形成待封装太阳能电池组件10，其中，第一封口膜1和第二封口膜2分别为热固性封口膜；步骤13，将待封装太阳能电池组件10置于热封装置上进行密封作业，其中，所述热封装置即为上文中介绍的热封装置。另外，需要说明的是，热固性封口膜在热封装置中加热时受热软化，并粘接在电池芯片3上形成密封包覆结构，可实现对电池芯片3的柔性封装，可随意进行弯曲。另外，该封装方法加工出的太阳能电池组件10的工作温度需高于85℃，为保证在高于此工作温度的环境下第一封口膜1和第二封口膜2不会再次发生软化，因此将其设计为热固性封口膜，例如热固性树脂、石蜡封口膜等，由于石蜡封口膜还具有其他方面的优良性能，下文中将以石蜡封口膜为例对该封装方法进行详细介绍。

在本公开提供的太阳能电池组件的封装方法中，仅需要在电池芯片3的顶面和底面各封装一层热固性封口膜即可，封装后的太阳能电池组件结构简单，既能够保证对电池芯片3的封装效果，同时减少原材料消耗，简化了封装工艺的工序，提高了封装效率，另外，该封装方法不需要在真空条件下进行，可降低对封装条件的限制，降低能源消耗，节省封装成本。

进一步地，如图7所示，本公开提供的太阳能电池组件的封装方法还包括：步骤11，根据电池芯片3的尺寸裁剪第一封口膜1和第二封口膜2，其中，第一封口膜1和第二封口膜2的尺寸大于电池芯片3的尺寸；以及

步骤15，根据电池芯片3的尺寸裁剪第一封口膜1和第二封口膜2上多余的部分。

在步骤11中，由于封口膜在受热时可能存在收缩，因此，第一封口膜1和第二封口膜2的尺寸需大于电池芯片3的尺寸，另外，多余的部分可对电池芯片3的四周进行密封，保证对电池芯片3的密封效果，避免出现密封不严的情况。

在步骤15中，最后对封装完成后的太阳能电池组件10进行修剪，实现产品的规格化生产，便可进行销售和使用。

更进一步地，如图7所示，本公开提供的太阳能电池组件的封装方法还包括：步骤14，在第一封口膜1和第二封口膜2表面进行镀膜作业。

在步骤14中，在修剪第一封口膜1和第二封口膜2上多余的部分前，通过在其表面进行镀膜作业，例如，可以在不影响第一封口膜1和第二封口膜2透光率的前提下将其做成彩色封口膜或在封口膜上印上图案、logo等达到装饰效果，另外，通过特殊镀膜处理还可以增强太阳能电池组件10的耐污抗污能力。

具体地，如图8所示，在步骤13中，还包括步骤131，将加热模块51的温度设置为90-130℃，加热模块51的温度可根据第一封口膜1和第二封口膜2的收缩率、熔点等性质的不同，进行相关设置，例如针对熔点较高的封口膜，可适当将温度设定的高些，能够保证封口膜可完全软化。

本公开提供的太阳能电池组件的封装方法中采用上文介绍的热封装置进行密封作业，并且该封装方法得到的产品即为上文中介绍的太阳能电池组件，因此，该封装方法具有上述热封装置和太阳能电池组件的所有有益效果，此处不做过多赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于太阳能电池组件的热封装置，其特征在于，包括用于传送待封装太阳能电池组件(10)的传送带，用于加热所述待封装太阳能电池组件(10)的封口膜的加热模块(51)，以及用于从所述待封装太阳能电池组件(10)相对两侧对其进行压合的上压轮(521)和下压轮(522)，所述加热模块(51)、所述上压轮(521)和所述下压轮(522)沿所述待封装太阳能电池组件(10)的传送方向依次设置。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池组件的热封装置，其特征在于，所述热封装置还包括用于对所述太阳能电池组件进行降温的冷却模块(53)，所述冷却模块(53)间隔布置在所述上压轮(521)和所述下压轮(522)的下游。

3.根据权利要求2所述的用于太阳能电池组件的热封装置，其特征在于，所述传送带以第一预设速度通过所述加热模块(51)，所述传送带以第二预设速度通过所述上压轮(521)和所述下压轮(522)，所述传送带以第三预设速度通过所述冷却模块(53)，其中，所述第一预设速度等于所述第三预设速度且小于所述第二预设速度。

4.一种太阳能电池组件的封装方法，其特征在于，包括：

将电池芯片(3)置于第一封口膜(1)和第二封口膜(2)之间以形成待封装太阳能电池组件(10)，其中，所述第一封口膜(1)和所述第二封口膜(2)分别为热固性封口膜；

将所述待封装太阳能电池组件(10)置于热封装置上进行密封作业，其中，所述热封装置为根据权利要求1-3中任一项所述的用于太阳能电池组件的热封装置。

5.根据权利要求4所述的封装方法，其特征在于，所述第一封口膜(1)和所述第二封口膜(2)分别为石蜡封口膜。

6.根据权利要求5所述的封装方法，其特征在于，在所述将所述待封装太阳能电池组件(10)置于热封装置上进行密封作业的步骤中，将所述加热模块(51)的温度设置为90-130℃。

7.根据权利要求4所述的封装方法，其特征在于，在所述将电池芯片(3)置于第一封口膜(1)和第二封口膜(2)之间以形成待封装太阳能电池组件(10)的步骤前，所述封装方法还包括：

根据所述电池芯片(3)的尺寸裁剪所述第一封口膜(1)和所述第二封口膜(2)，其中，所述第一封口膜(1)和所述第二封口膜(2)的尺寸大于所述电池芯片(3)的尺寸；

在所述将所述待封装太阳能电池组件(10)置于热封装置上进行密封作业的步骤后，所述封装方法还包括：

根据所述电池芯片(3)的尺寸裁剪所述第一封口膜(1)和所述第二封口膜(2)上多余的部分。

8.根据权利要求7所述的封装方法，其特征在于，在所述将所述待封装太阳能电池组件(10)置于热封装置上进行密封作业的步骤和所述根据所述电池芯片(3)的尺寸裁剪所述第一封口膜(1)和所述第二封口膜(2)上多余的部分的步骤之间，所述封装方法还包括：

在所述第一封口膜(1)和所述第二封口膜(2)表面进行镀膜作业。

9.根据权利要求4所述的封装方法，其特征在于，所述将电池芯片(3)置于第一封口膜(1)和第二封口膜(2)之间以形成待封装太阳能电池组件(10)的步骤还包括：

在所述第一封口膜(1)和所述第二封口膜(2)外侧设置保护膜(6)。

10.一种太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件通过权利要求4-9中任一项所述的太阳能电池组件的封装方法进行封装。

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