專利名稱：一種無邊框的太陽能電池組件及封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無邊框的光伏模板及其封裝方法，確切的說是一種硅基薄膜太陽 能電池模塊，被廣泛應(yīng)用于地面太陽能電站和光伏建筑一體化中。
背景技術(shù)：
太陽能電池組件或被稱為光伏模板、光電模板、模塊。作為一種清潔環(huán)保的綠色 能源產(chǎn)品，越來越多地應(yīng)用在生產(chǎn)、生活各領(lǐng)域當(dāng)中，如并網(wǎng)發(fā)電、離網(wǎng)式供電、建筑一體化 等。太陽能電池的封裝對(duì)電池的使用壽命和電性能來說是非常至關(guān)重要的。目前，太陽能 電池組件(或稱模板、模塊)主要分為有邊框和無邊框兩種，有邊框組件是指在將太陽電 池壓合后在四周邊用金屬材料將其封裝起來后使用，無邊框組件是指壓合后不需要用金屬 材料封邊處理可直接使用，有邊框組件由于需要金屬邊框，因此耗時(shí)耗材，成本高，同時(shí)由 于邊框一般為金屬材料容易造成以玻璃為封裝材料的太陽電池組件的破損，而無邊框組 件一是可以省掉邊框材料，減少成本，同時(shí)還減少加工步驟，提高產(chǎn)量，減少人工費(fèi)用，而 且不會(huì)因邊框安裝產(chǎn)生破損，特別是對(duì)于以玻璃為襯底材料的薄膜電池，無邊框組件結(jié)構(gòu) 更為適合。專利號(hào)為ZL200920129430. 8的中國(guó)專利《非晶硅太陽能電池組件》和專利號(hào) ZL200510033425. 3的中國(guó)專利《非晶硅太陽能電池夾膠玻璃組件》均公開了一種無邊框薄 膜太陽能電池組件，卻忽略了對(duì)太陽能電池組件周邊封裝技術(shù)的改進(jìn)。試驗(yàn)證明，供電裝 置和光伏建筑一體化的戶外應(yīng)用中，對(duì)電池組件的密封會(huì)直接影響到電池的使用壽命。專 利ZL200920129430. 8采用的邊緣密封是將四周外邊緣的電池薄膜去除，以增加電池組件 周邊無膜區(qū)與膠膜的粘結(jié)度，來保證密封性。但膠膜長(zhǎng)時(shí)間受光老化后，邊緣的水密性和氣 密性都會(huì)受到影響，使得整個(gè)電池組件仍然會(huì)存在邊緣漏電的隱患，最終會(huì)影響系統(tǒng)發(fā)電。 ZL200510033425.3是采用三明治的結(jié)構(gòu)，中間留有空隙，采用層壓工藝，密封膠經(jīng)受一定的 溫度和壓力后將空隙封好，這種結(jié)構(gòu)雖然密封較好，但是很難處理層壓留在空隙處的膠，二 是加工工序多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)無邊框太陽能組件邊緣密封存在漏電隱患，提出進(jìn)一步 改善其封裝技術(shù)，以增強(qiáng)抗老化和浸濕能力。進(jìn)一步目的，優(yōu)化無邊框太陽能組件生產(chǎn)工藝，改進(jìn)原來封裝加工工序，由原來的 兩步分離式，改變?yōu)橐徊綁汉贤瓿?，減少其工藝步驟，使其長(zhǎng)期暴露在惡劣的環(huán)境中，仍保 持良好的發(fā)電性能。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明任務(wù)，技術(shù)解決方案是無邊框的太陽能電池組件，包括背板封裝材 料、絕緣膠膜在內(nèi)的太陽能電池芯板，其特征是在太陽能電池芯板受光工作面的周邊有無 膜區(qū)域隔離間隙和防止短路的激光刻線(圖中未示出)，且由密封絕緣膠膜EVA或者PVB， 丁基膠，太陽能電池芯板疊放的組件，一次壓合成封裝模塊，引出電極。在電池芯板最 邊 緣一周涂敷密封膠膜預(yù)留一定間隙，防止一次壓合成型的膠膜外溢。
所說的太陽能電池芯板，包括非晶硅薄膜電池、銅銦硒薄膜電池在內(nèi)的薄膜太陽 能電池芯板。所說的背板材料包括玻璃、TPT在內(nèi)封裝材料。所說的引出電極，先焊接在太陽能電池芯板正負(fù)電極上的焊帶包括鋁帶、敷錫銅 帶，由背板材料上的引出孔引出。無邊框的太陽能電池組件的封裝方法，包括封裝材料背板、絕緣膠膜在內(nèi)的太陽 能電池芯板，其特征是對(duì)太陽能電池芯板受光工作面的四周邊進(jìn)行無膜絕緣處理；在無膜絕緣區(qū)域最外邊緣一周涂敷耐候的密封膠；在密封膠內(nèi)部鋪敷一層粘結(jié)絕緣膠膜，預(yù)留隔離間隙；由密封絕緣膠膜EVA或者PVB，丁基膠，太陽能電池芯板疊放的組件，背板材料，一 次壓合成封裝模塊，引出電極。無膜絕緣區(qū)域最外邊緣一周涂敷密封膠四條，密封膠的接頭處預(yù)留一定的小間 隙。所說密封膠膜厚度大于絕緣膠膜。本發(fā)明的封裝方法特點(diǎn)首先用激光或噴砂在電池芯板四周邊除去背電極、光電 轉(zhuǎn)換層及前電極的導(dǎo)電物質(zhì)，形成絕緣區(qū)域，在絕緣區(qū)域最外邊緣一周涂敷耐候的密封膠 預(yù)留一定間隙。包括利用丁基膠和絕緣膠膜EVA或PVB將電池芯板與背板材料封裝；在密 封膠內(nèi)部鋪敷一層粘結(jié)絕緣膠膜，預(yù)留隔離間隙；將由密封絕緣膠膜EVA或者PVB，丁基膠， 太陽能電池芯板疊放的組件，一次壓合成封裝模塊，引出電極。本發(fā)明的有益效果是，太陽能電池組件設(shè)計(jì)成無邊框，節(jié)省材料，成本低；且由于 密封膠的隔水能力非常高，太陽能電池組件具有很高的絕緣效果，長(zhǎng)期暴露在室外惡劣的 環(huán)境中，也能保持不漏電，滿足太陽能電池組件20-25年的壽命要求。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)外觀示意圖。
圖2圖1中A-A剖視示意圖。
圖3圖1中B-B剖視示意圖。
圖4本發(fā)明壓合前疊放爆炸示意圖。
圖5本發(fā)明壓合前疊放平面示意圖。
圖6具體實(shí)施例1示意圖。
圖7具體實(shí)施例2示意圖。
見圖1-5，背板材料1、絕緣膠膜2、密封膠3、焊帶4、太陽能電池芯板5、絕緣條6、
固定型材7、粘結(jié)膠8、接線盒9、前板材料1’，引出孔11，太陽能電池芯板的薄膜51，無膜邊 緣52，密封膠與太陽能電池芯板最外邊緣的間隙32，密封膠與絕緣膠膜的間隙21，密封膠 接頭處間隙31。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。本發(fā)明無邊框太陽能電池組件結(jié)構(gòu)，太陽能電池芯板5包括非晶硅薄膜電池、銅 銦硒薄膜電池在內(nèi)薄膜電池，芯板5四周有一定寬度無薄膜的絕緣隔離區(qū)域(一般在10 20mm)，由防水性好的密封膠3，如丁基膠，在小于或等于去無膜區(qū)域，寬度一般在5 15mm 的四周密封，封閉，中間由絕緣膠膜2(如EVA、PVB等)把背板材料1(如玻璃、TPT等)和電 池芯板5粘結(jié)起來，預(yù)先焊接在薄膜電池芯板5正負(fù)電極上的焊帶4(如鋁帶、敷錫銅帶)。 電池芯板5橫向引出焊帶4或稱其為匯流帶，其下面鋪墊有絕緣條6以防電極短路，將焊帶 4從背板材料1上引出，在光照下電池芯板5的有效工作面進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，由焊帶4匯集電 流，通過引出電極輸出電能。本發(fā)明的制造方法如下將太陽能電池芯板5靠近去膜邊緣52內(nèi)側(cè)通過激光刻 線對(duì)電池薄膜51做好預(yù)先絕緣處理，以防去膜后邊緣發(fā)生短路現(xiàn)象出現(xiàn)。將電池薄膜51 的四周去膜后，形成無膜邊緣52，在無膜邊緣52外邊緣，在不超預(yù)留寬度范圍的四邊處涂 敷四條密封膠3，密封膠3距離太陽能電池芯板5的最外邊緣留有1 2mm的間隙32，以防 在壓合時(shí)過多密封膠3流出邊緣，造成清理困難；四條密封膠3的接頭處留有一定的小間 隙31 ( 一般在1 2mm)，以便壓合前和壓合時(shí)抽氣用，使封裝的組件不會(huì)產(chǎn)生氣泡，在密封 膠3內(nèi)側(cè)鋪放絕緣膠膜2與密封膠3之間預(yù)留一定小間隙21 ( 一般在1 2mm)，為能順利 的抽出殘留空氣，保證壓合后不會(huì)氣泡，間隙31和間隙21都不能過大，密封膠3的厚度要 大于絕緣膠膜2厚度0. 1 0. 5mm，壓合后絕緣膠膜2與密封膠3填滿間隙31和間隙21， 以便具有好的密封性，再蓋好背板材料1，將焊帶4從背板材料1上引出孔11引出，然后將 疊放好的組件先放入真空袋內(nèi)進(jìn)行預(yù)抽氣，將空氣先抽出，抽好后將裝有組件的真空袋一 起放入層壓機(jī)或高壓釜中，邊抽氣邊進(jìn)行加熱壓合，完成組件加工，經(jīng)壓合后，四條密封膠3 連接在一起，絕緣膠膜2和密封膠3也緊密接觸，使得具有良好的密封性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 見圖6，本實(shí)施例為電站用無邊框雙玻璃非晶硅薄膜太陽能電池組件，太陽能電池 芯板5為3. 2mm厚玻璃為襯底的非晶硅電池，尺寸為1640mmX 707mm，無膜邊緣52寬度為 12mm，背板材料1為3mm厚的半鋼化玻璃，尺寸為1640mmX 707mm，絕緣膠膜2為0. 5mm厚的 EVA,尺寸為1621mmX 688mm，密封膠3為厚度為0. 8mm的丁基膠，寬度為7mm，層壓后尺寸為 1640mmX707mmX6. 5mm，接線盒9位于背板材料1的背面，兩邊用粘結(jié)膠8粘結(jié)有與支架固 定用的螺栓固定型材7，安裝時(shí)只需把螺栓頭放入固定型材7的槽內(nèi)與支架連接即可。實(shí)施例2:見圖7，本實(shí)施例為建筑幕墻用無邊框三玻璃非晶硅太陽能電池組件，為了提高建 筑用組件的安全性要求，是將太陽能電池芯板5夾在背板材料1和前板材料1，中間，前板材 料1’和太陽能電池芯板5通過絕緣膠膜2直接粘結(jié)，周邊不需要密封膠3，太陽能電池芯板 5為3. 2mm厚玻璃為襯底的非晶硅電池，尺寸為1640mmX 707mm，無膜邊緣52寬度為15mm， 背板材料1為6mm厚的鋼化玻璃，尺寸為1640mmX 707mm，與背板材料1粘接的絕緣膠膜2 為1. 14mm厚的PVB，尺寸為1621mmX 688mm，密封膠3為厚度為1. 4mm厚的丁基膠，寬度為 7mm，前板材料1，為6mm厚鋼化超白玻璃，尺寸為1640mmX 707mm，與前板材料1，粘結(jié)的絕 緣膠膜2為1. 14謹(jǐn)厚的PVB，尺寸為1640_Χ707謹(jǐn)，層壓后尺寸為1640_Χ 707謹(jǐn)X 17謹(jǐn)， 接線盒9位于背板材料1的背面。實(shí)施例3
圖未畫出，圖參考圖7，本實(shí)施例為時(shí)有冰雹、風(fēng)沙等惡劣沖擊環(huán)境的電站用無邊 框非晶硅太陽能電池組件，為了提高此類型電站用組件的抗沖擊要求，是將太陽能電池芯 板5夾在背板材料1和前板材料1’中間，前板材料1’和太陽能電池芯板5通過絕緣膠膜 2直接粘結(jié)，周邊不需要密封膠3，太陽能電池芯板5為3. 2mm厚玻璃為襯底的非晶硅電池， 尺寸為1640mmX 707mm，無膜邊緣52寬度為12mm，背板材料1為0. 35mm厚的TPT，尺寸為 1640mmX707mm，與背板材料1粘接的絕緣膠膜2為0. 5mm厚的EVA，尺寸為1621mmX 688mm， 密封膠3為厚度為0. 8mm厚的丁基膠，寬度為7mm，前板材料1’為3mm厚鋼化超白玻璃(可 抗一定外力沖擊)，尺寸為1640mmX 707mm，與前板材料1，粘結(jié)的絕緣膠膜2為0. 5mm厚的 EVA，尺寸為1640_X 707mm，層壓后尺寸為1640_X 707_X 7. 2mm，接線盒9位于背板材料 1的背面。以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施 例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作 出各種變化。
權(quán)利要求
一種無邊框的太陽能電池組件，包括背板封裝材料、絕緣膠膜在內(nèi)的太陽能電池芯板，其特征是在太陽能電池芯板受光工作面的周邊有無膜區(qū)域隔離間隙和防止短路的激光刻線，且由密封絕緣膠膜EVA或者PVB，丁基膠，太陽能電池芯板疊放的組件，一次壓合成封裝模塊，引出電極。
2.如權(quán)利要求1所述的一種無邊框的太陽能電池組件，其特征在于所說的封裝模塊， 由防水性好的密封膠涂敷，其密封膠的寬度小于或等于無膜區(qū)域?qū)挾龋瑝汉铣伤闹芊忾]的 封裝模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的一種無邊框的太陽能電池組件，其特征在于所說的無膜區(qū)域隔 離間隙，是指除去電池芯板四周的膜層包括背電極層、光電轉(zhuǎn)換層、前電極層的絕緣部分， 在其最外邊緣一周涂敷密封膠膜所預(yù)留的間隙。
4.如權(quán)利要求3所述的一種無邊框的太陽能電池組件，其特征在于所說的間隙，是防 止太陽能電池芯板一次壓合成封裝模塊膠膜外溢的絕緣隔離帶。
5.如權(quán)利要求1所述的一種無邊框的太陽能電池組件，其特征在于所說的太陽能電池 芯板，包括非晶硅薄膜電池、銅銦硒薄膜電池在內(nèi)的薄膜太陽能電池芯板。
6.如權(quán)利要求1所述的一種無邊框的太陽能電池組件，其特征在于所說的背板材料包 括玻璃、TPT在內(nèi)封裝材料。
7.如權(quán)利要求1所述的一種無邊框的太陽能電池組件，其特征在于所說的引出電極， 先焊接在太陽能電池芯板正負(fù)電極上的焊帶包括鋁帶、敷錫銅帶，由背板材料上的引出孔 引出。
8.—種無邊框的太陽能電池組件的封裝方法，包括封裝材料背板、絕緣膠膜在內(nèi)的太 陽能電池芯板，其特征是對(duì)太陽能電池芯板受光工作面的四周邊進(jìn)行無膜絕緣處理；在無膜絕緣區(qū)域最外邊緣一周涂敷耐候的密封膠；在密封膠內(nèi)部鋪敷一層粘結(jié)絕緣膠膜，預(yù)留隔離間隙；由密封絕緣膠膜EVA或者PVB，丁基膠，太陽能電池芯板疊放的組件，一次壓合成封裝 模塊，引出電極。
9.如權(quán)利要求8一種無邊框太陽能電池組件的封裝方法，其特征在于無膜絕緣處理， 用激光或噴砂在電池芯板周邊除去背電極、硅基薄膜層及前電極的導(dǎo)電物質(zhì)，利用丁基膠 和絕緣膠膜EVA或PVB將電池芯板與背板材料封裝。
10.如權(quán)利要求8—種無邊框太陽能電池組件的封裝方法，其特征在于所說的密封膠 與電池芯板有效工作面的最外邊緣預(yù)留一定間隙，防止一次壓合密封膠外溢，清理困難。
11.如權(quán)利要求8—種無邊框太陽能電池組件的封裝方法，其特征在于無膜絕緣區(qū)域 最外邊緣一周涂敷密封膠四條，密封膠的接頭處預(yù)留一定的小間隙。
12.如權(quán)利要求11一種無邊框太陽能電池組件的封裝方法，其特征在于預(yù)留一定的小 間隙，便于壓合前和壓合時(shí)抽氣，防止壓合產(chǎn)生氣泡。
13.如權(quán)利要求11一種無邊框太陽能電池組件的封裝方法，其特征在于在所說的密封 膠內(nèi)側(cè)的絕緣膠膜與密封膠預(yù)留一定小間隙，便于殘留空氣能順利抽出。
14.如權(quán)利要求11一種無邊框太陽能電池組件的封裝方法，其特征在于所說密封膠膜 厚度大于絕緣膠膜。
15.如權(quán)利要求8 —種無邊框太陽能電池組件的封裝方法，其特征在于太陽能電池芯 板一次壓合，還包括疊放的組件先放入真空袋內(nèi)進(jìn)行預(yù)抽氣后放入層壓機(jī)或高壓釜中，邊 抽氣邊進(jìn)行加熱壓合，完成組件加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無邊框的太陽能電池組件及封裝方法，屬于硅基薄膜太陽能電池模塊，光電模板領(lǐng)域，它被廣泛應(yīng)用于地面太陽能電站和光伏建筑一體化中?，F(xiàn)有無邊框太陽能組件邊緣密封存在漏電隱患。本發(fā)明的目的在于優(yōu)化無邊框太陽能組件及其封裝技術(shù)，其特征在于電池芯板的有效工作面四周有防止密封膠膜外溢的無膜隔離區(qū)域間隙和防止短路的激光刻線，一次壓合成型的封裝模塊。效果節(jié)省材料，成本低。長(zhǎng)期暴露在室外惡劣的環(huán)境中，不漏電，滿足太陽能電池組件20-25年的壽命要求。
文檔編號(hào)H01L31/048GK101980370SQ20101026870
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者李志堅(jiān), 李毅, 郭權(quán)發(fā) 申請(qǐng)人:深圳市創(chuàng)益科技發(fā)展有限公司