專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光伏組件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光伏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光伏組件及其制備方法。
背景技術(shù)：
光伏電池即太陽(yáng)能電池是一種通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成 電能的裝置。將太陽(yáng)能電池與其他輔助材料經(jīng)過(guò)一定的組合，達(dá)到一定的額定輸出功率和 輸出電壓的一組光伏電池，叫光伏組件。根據(jù)光伏電站大小和規(guī)模，由光伏組件可組成各種 大小不同的陣列。光伏電池的大量應(yīng)用推動(dòng)了新能源的利用和開(kāi)發(fā)，減少了煤炭發(fā)電的數(shù) 量，降低了二氧化碳和二氧化硫等溫室氣體的排放量，從而節(jié)約了不可再生資源、保護(hù)了環(huán)
^Mi ο傳統(tǒng)光伏組件的制造需經(jīng)過(guò)以下步驟首先將電池片正背面焊接成電池片組，隨 后將電池片組和玻璃板、EVA、背板用匯流帶連接按照玻璃板、EVA、電池片組、EVA、背板的順 序進(jìn)行敷設(shè)，得到敷設(shè)電池板，再將所述敷設(shè)電池板放入層壓機(jī)中，通過(guò)抽真空將組件內(nèi)的 空氣抽出，然后加熱加壓使EVA熔化將電池、玻璃和背板粘接在一起，得到光伏組件，最后 再利用紅外測(cè)試有無(wú)隱裂、黑斑。傳統(tǒng)光伏組件使用EVA作為粘結(jié)劑，在玻璃板與電池片組之間以及電池片組和背 板之間，均敷設(shè)有EVA，然后經(jīng)過(guò)熱層壓將各個(gè)部件粘結(jié)在一起，但是在熱層壓的同時(shí)，由于 EVA融化后粘度高，空氣排出困難，導(dǎo)致各個(gè)部件之間會(huì)出現(xiàn)氣泡，甚至?xí)謱?嚴(yán)重影響 了光伏組件的質(zhì)量，而且其內(nèi)部敷設(shè)多層EVA、玻璃纖維等輔助材料，大大增加了光伏組件 的重量。由于EVA粘度高，熱壓時(shí)EVA流動(dòng)不均勻，導(dǎo)致光伏組件各個(gè)點(diǎn)受力不均，易造成 電池片破碎、隱裂，降低了光伏組件的成品率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種光伏組件的制備方法，在所述制備方法 中，可以避免光伏組件在熱壓過(guò)程中產(chǎn)生氣泡和分層現(xiàn)象，減輕熱壓法制備光伏組件的重 量，降低電池片產(chǎn)生破碎和隱裂的幾率。本發(fā)明還提供了一種光伏組件，質(zhì)輕強(qiáng)度高。為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種光伏組件的制備方法，包括將背板敷設(shè)在 模具中；將電池片組敷設(shè)在所述背板上；將甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物和引發(fā)劑的混合物注入 所述模具中，所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物和引發(fā)劑的混合物填充于所述背板和所述電池片 組之間，并且包裹于所述背板和所述電池片組的外面；加熱所述模具至100°C 110°C并保溫使所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物進(jìn)行聚合反 應(yīng)得到由聚甲基丙烯酸甲酯封裝的光伏組件。優(yōu)選的，所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物中單體與聚合體按質(zhì)量比為30 60 40 70。優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰和/或偶氮二異丁腈。優(yōu)選的，所述引發(fā)劑與所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物的質(zhì)量比為1 3 97 99。
優(yōu)選的，所述模具內(nèi)壁設(shè)置有1 10個(gè)補(bǔ)縮孔。優(yōu)選的，所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物的制備方法具體為將甲基丙烯酸甲酯單體與引發(fā)劑按重量比為1000 1 3混合，得到混合液，所 述引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰和/或偶氮二異丁腈；在溫度為60°C 80°C下加熱所述混合液30min 90min，再在40°C 50°C下保溫 Ih 2h，得到甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物。優(yōu)選的，所述電池片組包括多個(gè)串接在一起的電池片和匯流帶。優(yōu)選的，所述電池片組中的電池片的光電轉(zhuǎn)化率為18% 20%。本發(fā)明還提供了一種光伏組件，包括電池片組、背板以及包覆于所述電池片組和 背板周?chē)吞畛溆谒霰嘲搴退鲭姵仄M之間的聚甲基丙烯酸甲酯。優(yōu)選的，所述背板由以下材料中的任意一種制備TPT、TPE、BBF, EVA、鋼化玻璃或 具有彩色圖案的滌綸無(wú)紡布；所述TPT為氟化乙烯-對(duì)苯二甲酸乙二酯嵌段共聚物；所述 TPE為熱塑性彈性體；所述BBF為PET、EVA和THV三層復(fù)合物，所述THV是四氟乙烯、六氟 丙烯和氟化亞乙烯的三元共聚物；所述EVA為乙烯醋酸乙烯共聚物；所述PET為聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯。本發(fā)明提供了一種光伏組件的制備方法，包括將背板敷設(shè)在模具中；將電池片 組敷設(shè)在所述背板上；，將甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物和引發(fā)劑的混合物注入所述模具中，所 述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物和引發(fā)劑的混合物填充于所述背板和所述電池片組之間，并且包 裹于所述背板和所述電池片組的外面；加熱所述模具至100°C 110°C并保溫使所述甲基 丙烯酸甲酯預(yù)聚物進(jìn)行聚合反應(yīng)得到由聚甲基丙烯酸甲酯封裝的光伏組件。本發(fā)明提供的 光伏組件的制備方法，使用聚甲基丙烯酸甲酯代替原有的鋼化玻璃作為面板，使電池組件 和背板在模具中與聚甲基丙烯酸甲酯一次成型，不需要在各層中添加EVA加熱加壓粘結(jié)， 解決了 EVA熱壓法導(dǎo)致的電池片組與背板或鋼化玻璃之間的起泡、分層以及電池片的隱 裂、破碎等問(wèn)題。本發(fā)明還提供了一種光伏組件，包括電池片組、背板以及包覆于所述電池 片組和背板周?chē)吞畛溆谒霰嘲搴退鲭姵仄M之間的聚甲基丙烯酸甲酯。本發(fā)明提供 的光伏組件使用聚甲基丙烯酸甲酯封裝電池片組和背板，同時(shí)本發(fā)明提供的光伏組件內(nèi)置 了接線盒和排線，不需要在外部單獨(dú)焊接接線盒。比相同輸出功率的以鋼化玻璃為面板的 光伏組件重量輕，同時(shí)抗沖擊性和拉伸強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度均高于同等輸出功率的以鋼化玻璃 為面板的光伏組件。


圖1本發(fā)明提供的光伏組件的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但 是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利要求的 限制。本發(fā)明的主要目的在于，提供一種光伏組件及其制備方法，利用聚甲基丙烯酸甲 酯的質(zhì)輕、抗沖擊、耐腐蝕、高透明性的特點(diǎn)，使其替代原有的鋼化玻璃，從而降低光伏組件
4的質(zhì)量以及環(huán)境適應(yīng)性，同時(shí)使用了聚甲基丙烯酸甲酯澆鑄的方法，使聚甲基丙烯酸甲酯 在固化的同時(shí)，電池片組和背板一同被封裝在其中，避免了使用EVA作為粘結(jié)劑而引起的 電池片組與背板或玻璃板之間的氣泡、分層，以及電池片組的隱裂、破碎現(xiàn)象。下面將詳細(xì) 描述本發(fā)明提供的光伏組件及其制備方法。本發(fā)明還提供了一種光伏組件，包括電池片組、背板以及包覆于所述電池片組和 背板周?chē)吞畛溆谒霰嘲搴退鲭姵仄M之間的聚甲基丙烯酸甲酯。本發(fā)明中電池片組 中含有的電池片的數(shù)目?jī)?yōu)選為2 100片更優(yōu)選為10 50片，將所述電池片按照正負(fù)極 的順序串聯(lián)得到電池片組。所述電池片為本領(lǐng)域人員熟知的有機(jī)硅電池片、砷化鎵半導(dǎo)體 電池片或柔性晶體電池片，本發(fā)明優(yōu)選柔性晶體電池片，所述柔性晶體電池片的光電轉(zhuǎn)化 率優(yōu)選為18% 20%。按照本發(fā)明，所述背板選用本領(lǐng)域人員熟知的TPT、TPE、BBF, EVA、 鋼化玻璃或具有彩色圖案的滌綸無(wú)紡布。所述TPT為氟化乙烯-對(duì)苯二甲酸乙二酯嵌段共 聚物；所述TPE為熱塑性彈性體；所述BBF為PET、EVA和THV三層復(fù)合物，所述THV是四氟 乙烯、六氟丙烯和氟化亞乙烯的三元共聚物；所述EVA為乙烯醋酸乙烯共聚物，所述PET為 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。本發(fā)明使用的聚甲基丙烯酸甲酯為α-甲基丙烯酸甲酯單體與引 發(fā)劑混合后通過(guò)本體聚合制得的分子量為2Χ105 5Χ105的聚甲基丙烯酸甲酯。本發(fā)明 提供的光伏組件結(jié)構(gòu)如圖1所示，由背板2、電池片組3以及包覆于所述電池片組和背板周 圍和填充于所述背板和所述電池片組之間的聚甲基丙烯酸甲酯1組成。本發(fā)明還提供了一種光伏組件的制備方法，包括將背板敷設(shè)在模具中；將電池 片組敷設(shè)在所述背板上；將甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物和引發(fā)劑的混合物注入所述模具中，所 述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物和引發(fā)劑的混合物填充于所述背板和所述電池片組之間，并且包 裹于所述背板和所述電池片組的外面；加熱所述模具至100°C 110°C并保溫使所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物進(jìn)行聚合反 應(yīng)得到由聚甲基丙烯酸甲酯封裝的光伏組件。按照本發(fā)明，首先將甲基丙烯酸甲酯單體蒸餾，除去其中的雜質(zhì)以達(dá)到提純的目 的，然后將提純后的甲基丙烯酸甲酯單體和引發(fā)劑優(yōu)選按質(zhì)量比為1000 1 3反應(yīng)，制 備甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物。所述引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰(BPO)和/或偶氮二異丁腈(AIBN)。 由于甲基丙烯酸甲酯單體比聚甲基丙烯酸甲酯的密度小，所以在所述單體聚合過(guò)程中，體 積會(huì)收縮，所以在制備聚甲基丙烯酸甲酯時(shí)，必須先要預(yù)聚。本發(fā)明為了使光伏組件的制備 過(guò)程不受到甲基丙烯酸甲酯聚合過(guò)程中的體積收縮的影響，也采用了首先合成甲基丙烯酸 甲酯預(yù)聚物的方法，本發(fā)明所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物是指甲基丙烯酸甲酯經(jīng)過(guò)預(yù)聚合反 應(yīng)(pr印olymerization)形成的、成分為包括甲基丙烯酸甲酯單體和聚甲基丙烯酸甲酯的 混合物。所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物制備方法優(yōu)選為將甲基丙烯酸甲酯單體與引發(fā)劑按重 量比為1000 1 3混合，得到混合液；在溫度為60°C 80°C下加熱所述混合液30min 90min，再在40°C 50°C下保溫Ih 2h，得到甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物。因?yàn)楸景l(fā)明要制備的光伏組件屬于高精度產(chǎn)品，澆鑄使用的預(yù)聚物中的單體不能 過(guò)多，也不能過(guò)少，所以就要控制預(yù)聚物的中單體與聚合物的含量，即所述甲基丙烯酸甲酯 預(yù)聚物中單體與聚合物按質(zhì)量比優(yōu)選為30 60 40 70，更優(yōu)選為40 50 50 60。 這樣既能緩解了聚甲基丙烯酸甲酯單體聚合過(guò)程中的體積收縮給電池片組和背板帶來(lái)的 壓力，又擁有足夠的流動(dòng)性，可以使所述預(yù)聚物充滿模具。為了進(jìn)一步的控制聚甲基丙烯酸甲酯單體聚合給電池片組和背板帶來(lái)的損害，在本發(fā)明提供的模具內(nèi)壁設(shè)置有補(bǔ)縮孔，所 述補(bǔ)縮孔的數(shù)目?jī)?yōu)選1 10個(gè)，更優(yōu)選4 8個(gè)，在澆鑄的過(guò)程中，流入補(bǔ)縮孔的甲基丙烯 酸甲酯預(yù)聚物會(huì)補(bǔ)充甲基丙烯酸甲酯單體聚合造成的體積損失，從而保證了光伏組件的質(zhì) 量。另外，本發(fā)明使用了柔性晶體電池片，柔性晶體電池片具有一定的彈性和柔韌性，可以 緩解電池片在焊接和光伏組件的制備過(guò)程中的應(yīng)力對(duì)電池片的傷害，減少電池片碎裂的幾 率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。按照本發(fā)明，將柔性晶體電池片按照正負(fù)極相連接的順序排列，并優(yōu)選使用銅質(zhì) 匯流帶焊接，得到電池片組，先敷設(shè)背板再在背板上敷設(shè)電池片組的順序，將所述背板和所 述電池片組敷設(shè)于模具中，將甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物與引發(fā)劑的混合物注入模具中。本發(fā) 明使用的模具為按照光伏組件的形狀和大小制作的，使用的材料為本領(lǐng)域人員熟知的低碳 鋼、鑄鐵等，本發(fā)明不做限制，在模具中優(yōu)選涂覆一層脫模劑，所述脫模劑為本領(lǐng)域人員熟 知的石蠟、硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇、硬脂酸或硬脂酸鹽等，本發(fā)明不做限定。本 發(fā)明所使用的引發(fā)劑為BPO和/或AIBN，本發(fā)明優(yōu)選使用AIBN，所述AIBN與所述甲基丙烯 酸甲酯預(yù)聚物按重量比優(yōu)選為1 3 97 99。甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物充滿模具后，將模具密閉，并在常壓下加熱所述模具到 100°C 110°C，保溫20h 30h，保溫過(guò)程中所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物中的甲基丙烯酸甲 酯單體以及低分子量的聚甲基丙烯酸甲酯會(huì)繼續(xù)聚合形成高分子量的聚甲基丙烯酸甲酯。 保溫結(jié)束后，電池片組和背板被封裝在固化的聚甲基丙烯酸甲酯中形成光伏組件，然后將 光伏電池組件取出，，優(yōu)選對(duì)光伏組件進(jìn)行磨邊、沖洗、干燥，然后進(jìn)行紅外光檢測(cè)電池片是 否碎裂。以下通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)闡述本發(fā)明的方案。實(shí)施例預(yù)聚物的制備取IOOOg的α -甲基丙烯酸甲酯與Ig的AIBN混合，得到混合液，攪拌的同時(shí)加熱 所述混合液，加熱溫度為60°C，加熱時(shí)間為lh。然后降溫至45°C，保溫lh，得到甲基丙烯酸 甲酯預(yù)聚物。光伏組件的制備將30片柔性晶體電池片按照正負(fù)極的順序排列，用銅質(zhì)匯流帶將其焊接成電池 片組，按照先敷設(shè)背板再在背板上敷設(shè)電池片組的順序?qū)㈦姵仄M和彩色圖案的滌綸無(wú)紡 布制備的背板敷設(shè)于鋼制模具中。加熱所述模具至105°C，保溫24h，待所述預(yù)聚物固化后將聚甲基丙烯酸甲酯封裝 的光伏組件從模具中取出，磨邊后用水沖洗光伏組件的表面，并在30°C下干燥24h，進(jìn)行檢 測(cè)。在任意的光伏組件上表面取10個(gè)點(diǎn)，用使用波長(zhǎng)為750nm的紅外線進(jìn)行檢測(cè)， 按照公式有碎片的電池片/總電池片數(shù)量X100%，來(lái)計(jì)算碎片率結(jié)果顯示平均碎片率為 0. 13%。同時(shí)與光電轉(zhuǎn)化率相同的EVA熱壓法制備的光伏組件相比，重量減輕了 50%，抗壓 和抗拉伸性能增加了 30%。以上對(duì)本發(fā)明提供的一種光伏組件及其制備方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用 了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本 發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明 權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種光伏組件的制備方法，其特征在于，包括將背板敷設(shè)在模具中；將電池片組敷設(shè)在所述背板上；將甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物和引發(fā)劑的混合物注入所述模具中，所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物和引發(fā)劑的混合物填充于所述背板和所述電池片組之間并且包裹于所述背板和所述電池片組的外面；加熱所述模具至100℃～110℃后保溫使所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物進(jìn)行聚合反應(yīng)得到由聚甲基丙烯酸甲酯封裝的光伏組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物中單體 與聚合體按質(zhì)量比為30 60 40 70。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰和/或偶 氮二異丁腈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑與所述甲基丙烯酸甲酯 預(yù)聚物的質(zhì)量比為1 3 97 99。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述模具內(nèi)壁設(shè)置有1 10個(gè)補(bǔ)縮孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物由以下 方法制備將甲基丙烯酸甲酯單體與引發(fā)劑按重量比為1000 1 3混合，得到混合液，所述引 發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酰和/或偶氮二異丁腈；在溫度為60 V 80 V下加熱所述混合液30min 90min，再在40 V 50 V下保溫Ih 2h，得到甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述電池片組包括多個(gè)串 接在一起的電池片和匯流帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述電池片組中的電池片的光電轉(zhuǎn) 化率為18% 20%。
9.一種光伏組件，其特征在于，包括電池片組、背板以及包覆于所述電池片組和背板 周?chē)吞畛溆谒霰嘲搴退鲭姵仄M之間的聚甲基丙烯酸甲酯。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光伏組件，其特征在于，所述背板由以下材料中的任意一種 制備TPT、TPE、BBF、EVA、鋼化玻璃或具有彩色圖案的滌綸無(wú)紡布；所述TPT為氟化乙烯-對(duì)苯二甲酸乙二酯嵌段共聚物；所述TPE為熱塑性彈性體；所述 BBF為PET、EVA和THV三層復(fù)合物，所述THV是四氟乙烯、六氟丙烯和氟化亞乙烯的三元共 聚物；所述EVA為乙烯醋酸乙烯共聚物；所述PET為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光伏組件的制備方法，包括將背板敷設(shè)在模具中；將電池片組敷設(shè)在所述背板上；將甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物和引發(fā)劑的混合物注入所述模具中，所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物和引發(fā)劑的混合物填充于所述背板和所述電池片組之間，并且包裹于所述背板和所述電池片組的外面；加熱所述模具至100℃～110℃并保溫使所述甲基丙烯酸甲酯預(yù)聚物進(jìn)行聚合反應(yīng)得到由聚甲基丙烯酸甲酯封裝的光伏組件。本發(fā)明提供的光伏組件的制備方法，避免光伏組件在熱壓過(guò)程中產(chǎn)生氣泡和分層現(xiàn)象，減輕熱壓法制備光伏組件的重量，降低了電池片產(chǎn)生破碎和隱裂的幾率。本發(fā)明還提供了一種使用該方法制備的光伏組件。
文檔編號(hào)H01L31/048GK101924164SQ201010173108
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者王士元 申請(qǐng)人:英利能源(中國(guó))有限公司