[发明专利]一种柔性太阳能组件的层压方法

说明书

本发明公开了一种柔性太阳能组件的层压方法，其方法是：将柔性太阳能组件中的各层材料对位后置于层压机下腔体的加热板上，对层压机上腔体和下腔体同时抽真空；逐步增加层压机上腔体中的压强至最高层压压强，保持层压机上腔体中的最高层压压强与下腔体中的压强差小于一个大气压，直至太阳能组件中各层材料粘合；使层压机上腔体恢复到步骤1中的初始真空压强，同时逐步增加层压机下腔体中的压强至一个大气压；打开层压机下腔体，即得层压后的太阳能组件。本发明在层压工艺初始阶段设置层压机上腔体分阶段逐步增加压强，并保持最终的层压压强低于一个大气压强，有利于提高光电电池的发电性能及可靠性，且层压方法工艺制程简单，并具有易实现的特点。

技术领域

本发明涉及太阳能组件制造领域，更具体地讲，涉及一种柔性太阳能组件的层压方法。

背景技术

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能量来源，据估算，一年之中投射到地球的太阳能，其能量相当于137万亿吨标准煤所产生的热量，大约为目前全球一年内利用各种能源所产生能量的两万多倍。在我国，约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源，并且太阳能发电不受地域的限制，可以实现光伏系统模块化，安装在靠近电力消耗的地方或远离电网的地区，可降低输电和配电成本，增加供电设施的可靠性。目前，薄膜太阳能电池由于光吸收层用料少，其内在材料特性只需几微米厚就可以将太阳光能有效地转换成电能。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、POE、光电转换单元、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，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至一个大气压(1.0ATM)、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，对于解决柔性太阳能电池组件层压过程中，因光电转换层仅为几微米厚的晶体层，在层压过程中随着封装材料的融化，光电转换层将承受一个大气压的力，并因封装材料变软熔化而随之发生形变，极易造成晶体材料的断裂、破碎，从而造成膜层损坏、并形成短路点，极大的影响了光电电池的发电性能，这极大的影响了组件的发电性能及可靠性，也是目前亟待解决的主要问题及难点之一。