[发明专利]增强型柔性太阳能电池组件及其封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种背板增强型柔性太阳能电池组件的结构件及其封装工艺，属太阳能电池技术领域。

背景技术

柔性太阳能电池组件封装模块已被广范应用于绿色环保节能光伏建筑材料以及光伏发电系统中。首先是它的重量优势，在相同条件下柔性太阳能电池组件连同安装结构件，比以玻璃为基底的电池组件，连同安装连结构件的总重量要轻，重量比为3-6Kg/m²：25-30Kg/m²。使得它安装适应性强，成本低，适合安装于膜结构建筑物屋顶，例如：体育场、大型停车场。柔性太阳能电池组件一般要求变形量小于1%，超过允许范围就会影响到太阳能电池的发电效率甚至失效，在使用中对于铺设在有硬质支撑构件的柔性太阳能电池组件来说，一般不会出现失效问题。根据发表在《实验力学》（第25卷第6期，2010年12月）上的《柔性薄膜太阳能电池的力电参数测试》（周南、罗尧治）的实验测试结果表明，在平行于电池条方向的拉伸时，开始阶段（应变≤1%）输出电压有略微的上升，但随着应变的不断增加，输出电压总体呈下降趋势，当电池进入塑性变形阶段（应变≥2.8%）后，输出电压开始呈现显著下降。柔性太阳能电池组件仅有双玻太阳能电池组件重量的五分之一，安装成本更低。适合安装于膜结构建筑物屋顶，如：体育场、大型停车场，非平面屋顶、大型货柜车车顶等。中国专利201110290758.X《太阳能电池模块及其制造方法》公开了背面粘结支撑构件如钢板、防水片帐篷模等。但设备昂贵，应用范围受到较大的限制。

中国发明专利CN200510030442.1提出一种太阳能电池制造方法，使用FR-4环氧玻璃纤维基板作背板的轻量化晶硅太阳能电池组件，但FR-4环氧玻璃纤维基板是一种刚性材料不具有柔性，使得该组件的安装环境受到一定限制。CN201020653689.5提出前板使用低碳钢化玻璃，背板使用玻璃纤维与耐候性复合塑料膜的粘接层；减少了一层玻璃，降低了电池组件的重量，但该组件使用刚性的低碳钢化玻璃使得组件不可弯曲和变形，同时重量减少的幅度很小。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术存在问题，亟待要解决柔性太阳能电池组件塑性变形，导致输出电压下降的关键技术。

本发明的目的是选择背板材料增强背板强度，塑性变形小又不失柔韧度，能增强柔性太阳能电池组件拉伸度，在适度弯曲条件下，电池组件不会失效或输出电压下降。

再一个目的是选择具有柔性和安装环境兼容性的增强型封装材料及工艺，满足户外使用环境。能够经受大风、冰雹等恶劣天气，强度达到检测标准。

本发明为解决上述提出的任务，解决方案是：选用耐候的高分子材料，由柔性太阳能电池芯片构成增强型柔性太阳能电池组件，其技术特征是：依序叠加高分子材料的前板、胶膜、太阳能电池芯片、胶膜。增强型背板由纤维织物、胶膜和由高增强纤维织物的背板。增强纤维织物是无碱玻璃纤维织物（布），厚度为0.1～1.0mm，平纹编织。采用无碱玻璃纤维织物，以玻璃为原料，经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成。无碱玻璃纤维织物是一种性能优异的无机非金属材料，绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，拉伸强度高，伸长小3%，弹性系数高，刚性佳。无碱玻璃纤维的密度与成分的关系，一般为2.5-2.7g/cm。玻璃纤维厚度可以为0.1mm，较之于玻璃厚度大大的减薄。在相同重量厚度下玻璃纤维强度可达2000MPa以上，是玻璃的20-50倍，超过合金钢的强度，拉伸过程中没有屈服变形，0.5%形变量下的拉伸强度超过300MPa，可以对柔性太阳能组件提供很好的保护；玻璃纤维耐热性优良，可以在200-250℃条件下长期使用而强度不变；玻璃纤维吸湿性低，有很好的绝缘性，耐化学腐蚀性优良。

本发明制备增强型柔性太阳能电池组件的方法是：将由高分子材料、胶膜、太阳能电池芯片、胶膜、纤维织物、胶膜、高分子材料形成的叠片装入耐高温真空密封袋，进行抽真空完成组件密封，其后

将真空密封袋送入高压釜，进行加热加压。

真空袋连接真空泵，温度控制在135-140℃，升温时间10-15分钟，压力1.3-1.5MPa。

温度升高到设定值后保温保压10分钟，降温时间30-40分钟，当温度低至80℃时高压釜进行排压，温度低至30-40℃时开釜，关闭真空泵，待组件自然冷却。

拆封组件真空袋，选外观合格，按照设计尺寸进行切边，测试电性能。