晶硅電池的半柔性封裝方法及采用該方法所制備的光伏組件技術

本發明專利技術公開了一種晶硅電池的半柔性封裝方法，包括以下步驟：1)單元模塊的制備：2)裁減兩塊布，將其中一塊以一定間隔裁切若干個窗口；3)將封裝材料鋪設在帶窗口的布上并裁掉窗口處的封裝材料，再將單元模塊對準窗口位置放置，然后將單元模塊采用柔軟的導電材料按預定電路進行電連接；4)在彼此電連接的單元模塊之上再依次層疊封裝材料和布，穿出電極引線，在封裝材料的最佳層壓溫度下層壓得到可折疊的光伏組件。同時還公開了使用上述方法所制備的光伏組件。本發明專利技術利用剛性的晶硅電池片產品具備可靠性高、密封性好、外觀美觀的特點，使產品的性能、可靠性與壽命等得到大幅提高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及晶硅光伏產品領域，具體地說是涉及一種以晶體硅，包括單晶硅和多晶硅的電池片封裝成半柔性可折疊的光伏組件產品的一種封裝方法及采用該方法制備的光伏組件。
技術介紹
太陽能電池廣泛應用于通信衛星供電、離網發電系統、并網發電系統等領域，主要包括晶體硅電池、薄膜電池和其他新型電池。用于太陽能發電的晶體硅電池組件是把晶體硅太陽能電池按照一定的形式排列起來并進行電的連接，然后利用玻璃、密封劑、背板等封裝材料層壓在一起而成的一種光伏發電產品。這種組件產品質量比較重，面積大，不便于攜帶。在某些使用便攜電子設備(如野外勘探設備、野外通訊設備、野外偵查設備、野外娛樂設備等)的情況下，需要一種便攜式的光伏電源隨時隨地為其供電，這種光伏產品應該質量輕、體積小、攜帶方便。然而，眾所周知，晶硅電池片彎曲率很小且易碎，不能做成柔性產品。目前市場上的光伏便攜組件產品主要利用沉積在柔性襯底上的非晶硅及CIGS薄膜電池封裝而成。由于電池本身就是柔性的，所以封裝技術難度不大，容易實現。這些適用于柔性薄膜電池的設計和封裝方法不適用于剛性不可彎曲的晶硅電池片。有人利用“布基封裝”的方式，把預先制成的小單元模塊用粘結膠粘結布上，形成可以折疊的晶硅電池板柔性組件。但是這種工藝方法制成的組件密封效果不好，產品在受到濕氣或者高壓侵蝕時，粘結膠容易開裂使組件脫層，從而易發生危險和失效，大大影響產品的可靠性和壽命，外觀不平整美觀。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服已有技術的缺點，提供一種利用不可折疊的剛性晶硅電池片制成可折疊的半柔性可折疊晶硅光伏組件的方法。本專利技術所要解決的第二技術問題是克服已有技術的缺點，提供一種利用不可折疊的剛性晶硅電池片制成可折疊的半柔性可折疊晶硅光伏組件。本專利技術所采用的技術方案是一種晶硅電池的半柔性封裝方法，包括以下步驟I)單元模塊的制備在剛性背板上依次鋪設封裝材料、光電發電單元、封裝材料和透明的前板材料，之后利用層壓工藝把層疊件層壓形成單元模塊，其中，所述的光電發電單元為單個電池片或者按照設定的電路設計連接在一起的多個電池片；2)裁剪兩塊布,將其中一塊以一定間隔裁切若干個窗口，窗口尺寸比單兀模塊的尺寸要小但比單元模塊上的光電發電單元部分的尺寸略大以免遮擋電池片；3)將封裝材料鋪設在帶窗口的布上并裁掉窗口處的封裝材料，再將單元模塊對準窗口位置放置，然后將單元模塊采用柔軟的導電材料按預定電路進行電連接；4)在彼此電連接的單元模塊之上再依次層疊封裝材料和布，穿出電極引線，在封裝材料的最佳層壓溫度下層壓得到可折疊的光伏組件半成品；5)對半成品進行削邊處理并安裝帶有控制電路的接線盒，制得可折疊的半柔性光伏組件。其中布的窗口裁切方式即決定了折疊方式，一般為方形單兀模塊和方形窗口，在存儲時可直接折疊，當然可以設計復雜的折疊方式，只需將窗口位置和形狀以及單元模塊的形狀進行設計即可，即本專利技術中窗口部的窗口位置、形狀大小可按折疊和使用需求任意設計。優選地，所述的步驟I)中所述的單元模塊包括多塊間隔設置的剛性背板，制備時首先將剛性背板按預定間隔和規律排布，然后在其上鋪設可覆蓋所有剛性背板的封裝材料，在封裝材料之上與每塊剛性背板對應地放置光電發電單元，將光電發電單元進行預定電連接后，在其上依次鋪設封裝材料和透明的前板材料，之后利用層壓工藝把層疊件層壓形成單元模塊。把單元模塊也可以進行子單元化，這多個子單元之間利用柔軟透明的封裝材料和前板材料連接制得“半剛性單元模塊”，并用柔軟的導電材料按預定電路進行電連接，這能夠使單元模塊本身具有一定的柔性，從而提高整個單元模塊的機械柔韌性。優選地，在所述的步驟3)為將裁切出窗口的布和封裝材料對應鋪設在一起并低溫層壓粘結，層壓結束后裁剪掉各個窗口處的封裝材料，再將單元模塊對準窗口位置后再次低溫層壓粘合，然后將單元模塊采用柔軟的導電材料按預定電路進行電連接。其中所述的低溫層壓一般是指在60-100°C下層壓，根據原材料布等的規格型號調整實際層壓溫度， 以免出現不良半成品。將窗口布和封裝材料低溫層壓(也叫預壓)是防止由于封裝材料在高溫熔化后的流動造成的布的褶皺，第二次低溫層壓目的是為了保證單元模塊和窗口的對位準確，將帶有窗口的封裝材料疊放在窗口布上，可以提高效率，同時避免裁切時對窗口周邊布的破壞。優選地，在所述的步驟I和步驟4之后有EL測試步驟，增加EL測試，可排查是否有裂片、隱裂、黑斑等缺陷，避免次品出現。優選地，所述的前板材料為柔性透明薄膜材料，其包括透明PET、FEP、ETFE等任何柔性透明薄膜材料。優選地，所述的封裝材料為EVA、有機硅膠(Silicone)或PVB，根據晶硅電池片的特性和加工方法可選擇的不同的封裝材料。優選地，所述的剛性背板為環氧板、玻璃、具有預定電路圖形的敷銅PCB板、或其它任何較輕且能夠耐受165°C以上高溫的剛性材料。背板采用剛性材料，其主要目的是保護光電發電單元，防止其折疊或使用時引起其破損。優選地，所述的電池片可以是5寸單晶硅電池片，6寸單晶硅電池片，6寸多晶硅電池片，也可以是它們按照任何形式分割切片而成；電池片可以是正負電極分別在電池片兩面的普通電池片，也可以是正負電極均在背面的高效背接觸電池片，單元模塊間、單元模塊的子模塊間及各單元模塊上的電池之間可以是串聯、并聯連接或串并混連，每個單元模塊的電池片的數量、間距以及單元模塊的形狀可按設計需求任意設置。優選地，所述的布為帶有防水涂層的布、不帶防水涂層布、迷彩布或花布。一種使用權利要求1-9任一項的半柔性封裝方法制備的光伏組件。要利用晶硅電池做成便攜電源，唯一的方法就是把產品設計成可折疊的產品，這樣，折疊起來之后，產品的體積變小，而且由于晶硅電池的光電轉換效率較高，所以制成的產品重量也較輕(即單位功率的重量較輕)。本專利技術將一定數量的晶硅電池片作為單元，封裝成硬襯的小單元模塊，再將這些單元模塊用柔軟的布、封裝材料、和柔軟的導線封裝成一體，柔軟的封裝材料可以折疊，硬性襯底也可以保護電池片。利用這種技術制成的產品的特點是可折疊、半柔性(晶硅電池片易碎，電池片所在的部分不可做成柔性)、質量輕、體積小和攜帶方便。本專利技術利用剛性的晶硅電池片，通過先把電池片封裝成為剛性的單元模塊或半剛性單元模塊，利用單元模塊和柔性封裝材料，通過設置合理布局和間隔制備成半柔性可折疊組件，其中包括采用低溫層壓工藝封裝的產品比普通的利用粘結膠把單元模塊粘接在布上的方法制備的產品具備可靠性高、密封性好、外觀美觀的特點，使產品的性能、可靠性與壽命等得到大幅提高；利用本專利技術提出的方法，制備的半柔性可折疊光伏組件產品，填補了晶硅光伏產品領域的技術與產品的空白。這種產品可以具有不同的功率、不同的尺寸和外觀。附圖說明圖I所示為本專利技術第一實施例的單元模塊結構示意圖；圖2所示為本專利技術第一實施例的單元模塊結構截面示意圖；圖3所示為本專利技術第一實施例的半柔性光伏組件結構示意圖；圖4所示為本專利技術第三實施例的單元模塊結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細說明第一實施例I、單元模塊層壓選用2. 78W的5寸單晶硅電池片，利用激光劃片將每塊電池片平均分為兩塊經過顏色分選和檢驗，挑選出合格的電池片，利用鍍錫銅帶串聯連接起來構成光電發電單元30本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋春俠，于振瑞，王瑞奇，龔振衛，
申請(專利權)人：天津力神電池股份有限公司，
類型：發明
國別省市：