[发明专利]一种柔性太阳能组件的层压方法及封装方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能组件制造领域，具体涉及一种柔性太阳能组件封装过程中的层压方法及封装方法。

背景技术

随着工业领域的日益发展和进步，能源更趋于紧张，特别是煤炭、石油等非可再生能源的日益减少，使得上述能源的应用领域受到严重的冲击，太阳能资源作为新的可再生资源，近年来受到广泛的关注与研究。

柔性薄膜太阳能组件具有质量轻、柔软易附形的特点，可广泛应用于对承重要求苛刻的轻钢建筑屋顶发电需求，同时，因其具有独特的柔软特性，可附形于曲面及弧面上，具有外形美观的应用优势，在民用及航天器等领域，均有广阔的应用前景。

柔性太阳能组件是在柔性衬底上依次制备前电极层、光电转换层、后电极层，然后进行组件的互联及封装工艺，进而形成可应用的柔性太阳能组件。所谓的封装工艺是将背板层、铝背反层、DNP、光电转换单元、DNP、ETFE等材料层采用层压工艺，通过加热抽真空的方式抽取封装材料层间的空气，然后采用施加一定压力的方法，将各层材料压合在一起，从而形成所需的柔性太阳能组件。需要引起注意的是，柔性太阳能组件为保持其柔软特性，对封装材料的厚度及特性要求很高，一方面需要保证组件的封装效果，即保证电学绝缘及隔绝水汽侵入的性能要求；另一方面需保证组件的可靠性能，即保证光电转换单元的使用寿命。

在现有的常规层压工艺中，所采用的层压机一般均是带有上下腔体，中间采用硅胶材质的硅胶隔膜隔开上下腔体的设备主体结构。目前采用的层压方法为：（1）首先将柔性组件的各层经对位后放置于层压机下腔体内进行压合，保持上下腔同时抽真空5-15min，温度设置为135℃-175℃，此目的是为了抽取柔性组件封装材料内的残留空气；（2）然后对上腔进行充气加压并维持加热工艺10-20min：在层压机上腔体充气、下腔体继续保持抽真空从而使层压机上下腔体间产生压强差，此时硅胶隔膜（Membrane）会因上腔体压强增加而向下弯曲并压在柔性组件各层材料上，各层材料因加热具有一定的粘连特性，在施加压力的情况下，各层材料会结合在一起，形成组件整体。此方法一般适用于常规的玻璃组件的层压模式，但对于柔性组件而言，因柔性材料各层比较柔软，在无束缚的状态下在层压机中因受热会产生自发收缩形变效应，并最终导致封装后的组件表面存在褶皱的现象，这极大的影响了组件的封装可靠性及外观特性，也是目前亟待解决的主要问题及难点之一。

中国专利CN102632678A公开了一种太阳能组件的层压方法，分别通过对所述电池组件进行高温层压、低温层压以及冷压层压的分段式层压方式，不仅有效脱除气泡且避免了由于压力太低及层压阶段放气不充分而产生气泡的问题，大大降低了产品的气泡不良率。

中国专利CN102259455A公开了一种太阳能组件层压方法，其通过对将层压机下腔体抽真空--上、下腔体同时抽真空--上腔体增压的分段式放气层压的方式，能够使得太阳能组件质检的气泡顺利排出，从而提高了太阳能电池组件之间的结合性能。

上述对太阳能组件的层压方式的改进，虽然都较好的解决了现有太阳能组件层压中气泡排除不良导致结合性能较差的问题，但是，对于解决柔性太阳能电池组件层压过程中因柔性材料各层受热产生自发收缩形变效应，并最终导致封装后的组件表面存在褶皱的问题，则效果并不明显。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中柔性太阳能组件在层压工艺中出现褶皱而影响产品性能的问题，进而提供一种可有效避免柔性太阳能组件在层压过程中出现褶皱现象的层压方法。

为解决上述技术问题，本发明所述的柔性太阳能组件的层压方法，包括如下步骤：

（1）初始层压：将所述柔性组件的各层材料进行对位设置后，放置于层压机下腔体内的加热板上，控制加热板温度为135℃-175℃，随后闭合层压机并对下腔体进行抽真空处理至压强小于等于0.01MPa，此时保持上腔体初始压强高于0.01MPa，使硅胶隔膜接触柔性组件材料层并开始层压，保持0.5min-10min；

（2）层压处理：此时继续保持上、下腔体的压强不变或者继续保持下腔体压强不变而控制所述上腔体压强在0.01＜P≤0.101MPa之间随时间均匀变化，进行层压压合4-18min，使硅胶隔膜与柔性组件接触强度增大并使组件各层材料有效粘结在一起；

（3）压合工艺：继续保持下腔体压强不变，而对上腔体充气至压强为0.101MPa，并维持5-10min；

（4）层压结束：随后对上腔体进行抽真空至初始压强，并对下腔体充气至压强为0.101MPa，打开层压机下腔体取出层压后的柔性太阳能组件，即得。