一種柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法，先形成底層保護(hù)層，再在底層保護(hù)層上形成第一熱熔膠層，在第一熱熔膠層上順序設(shè)置構(gòu)成發(fā)電元件層的各個(gè)層，在發(fā)電元件層上順序形成窗口層、第二熱熔膠層和窗口保護(hù)層，最后采用逐漸升溫的層壓方式將底層保護(hù)層、第一熱熔膠層、發(fā)電元件層、窗口層、第二熱熔膠層、窗口保護(hù)層以及發(fā)電元件各層層壓到一起，在減薄封裝材料的情況下，也能使柔性太陽能發(fā)電裝置保持較高的良品率。并且發(fā)電元件中的各層，不預(yù)先層壓，而是同其它各層一次性層壓到一起的，進(jìn)一步提高了封裝的效率。
【專利說明】
一種柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，每個(gè)人身上攜帶的電子產(chǎn)品也越來越多，電力短缺已成為各類電子產(chǎn)品體驗(yàn)的一大痛點(diǎn)。目前市場上各類充電寶層出不窮，但是大都存在電池容量有限、攜帶笨重的缺陷，特別是對(duì)戶外運(yùn)動(dòng)愛好者更不是一個(gè)理想的選擇，存在對(duì)于柔性太陽能發(fā)電裝置的需求。
[0003]在現(xiàn)有的柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝過程中，通常在較高的溫度下將層壓材料放入層壓室，以使熱熔膠層充分溶解，從而期望達(dá)到比較好的層壓效果。但在層壓抽真空的過程中材料受熱會(huì)收縮，因收縮率不同容易產(chǎn)生褶皺，尤其對(duì)于較薄的材料，由于其本身的支撐強(qiáng)度低，產(chǎn)生的褶皺更加明顯，容易引起產(chǎn)品外觀缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)品的良品率降低。為此，只能通過增加封裝材料的厚度來提高良品率，導(dǎo)致柔性太陽能發(fā)電裝置的生產(chǎn)成本居高不下，市場接受程度比較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝材料厚，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本高。
[0005]為此，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供了一種柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法，包括如下步驟:
[0007]形成底層保護(hù)層；
[0008]在所述底層保護(hù)層上形成第一熱熔膠層；
[0009]在所述第一熱熔膠層上順序設(shè)置構(gòu)成發(fā)電元件層的各個(gè)層，所述發(fā)電元件層用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能后輸出；
[0010]在所述發(fā)電元件層上順序形成窗口層、第二熱熔膠層和窗口保護(hù)層，所述窗口層上開有與所述發(fā)電元件層相匹配的窗口；
[0011]采用逐漸升溫的層壓方式將所述底層保護(hù)層、所述第一熱熔膠層、所述發(fā)電元件層、所述窗口層、所述第二熱熔膠層、所述窗口保護(hù)層以及所述發(fā)電元件層中的各層一次性層壓到一起。
[0012]本發(fā)明所述的封裝方法，所述采用逐漸升溫的層壓方式將所述底層保護(hù)層、所述第一熱熔膠層、所述發(fā)電元件層、所述窗口層、所述第二熱熔膠層、所述窗口保護(hù)層以及所述發(fā)電元件層中的各層一次性層壓到一起的步驟包括:
[0013]對(duì)所述底層保護(hù)層、所述第一熱熔膠層、所述發(fā)電元件層、所述窗口層、所述第二熱熔膠層、所述窗口保護(hù)層以及所述發(fā)電元件層中的各層加壓至第一預(yù)設(shè)壓力，同時(shí)按照預(yù)設(shè)升溫速率從起始溫度起逐漸升高至第一預(yù)設(shè)溫度；
[0014]在所述第一預(yù)設(shè)溫度下保持所述第一預(yù)設(shè)壓力至第一預(yù)設(shè)時(shí)長，以將所述底層保護(hù)層、所述第一熱熔膠層、所述發(fā)電元件層、所述窗口層、所述第二熱熔膠層、所述窗口保護(hù)層以及所述發(fā)電元件層中的各層一次性層壓到一起。
[0015]本發(fā)明所述的封裝方法，在加壓至第一預(yù)設(shè)壓力的過程中，直接加壓至第一預(yù)設(shè)壓力；
[0016]或者分階段加壓至第一預(yù)設(shè)壓力，其中每次增加的壓力數(shù)值由第一預(yù)設(shè)壓力和階段數(shù)確定。
[0017]本發(fā)明所述的封裝方法，所述第一預(yù)設(shè)壓力的范圍為0.07-0.1lMpa;所述第一預(yù)設(shè)時(shí)長的范圍為5-30分鐘。
[0018]本發(fā)明所述的封裝方法，所述預(yù)設(shè)升溫速率為l-10°C/min;所述起始溫度的范圍為25 °C -120 °C ;所述第一預(yù)設(shè)溫度的范圍為120 °C -160 °C。
[0019]本發(fā)明所述的封裝方法，所述預(yù)設(shè)升溫速率為:TC/min，所述起始溫度為70°C，所述第一預(yù)設(shè)溫度為140°C。
[0020]本發(fā)明所述的封裝方法，所述在所述第一熱熔膠層上順序設(shè)置構(gòu)成發(fā)電元件層的各個(gè)層的步驟包括:
[0021]在所述第一熱熔膠層上按照預(yù)設(shè)位置形成多個(gè)底部保護(hù)層，所述預(yù)設(shè)位置與所述窗口層上開有的窗口位置相匹配；
[0022]在每個(gè)所述底部保護(hù)層上設(shè)置第一發(fā)電元件熱熔膠層；
[0023]在每個(gè)所述第一發(fā)電元件熱熔膠層上設(shè)置電池片，且每個(gè)所述電池片的受光面朝上；
[0024]在每個(gè)所述電池片上順序形成第二發(fā)電元件熱熔膠層和發(fā)電元件保護(hù)層，以構(gòu)成多個(gè)發(fā)電元件；
[0025]將所述發(fā)電元件串聯(lián)或者并聯(lián)以形成發(fā)電元件層。
[0026]本發(fā)明所述的封裝方法，所述電池片的材料包括銅銦鎵砸太陽能電池、非晶硅單結(jié)太陽能電池、非晶硅多結(jié)太陽能電池、砷化鎵太陽能電池或者有機(jī)太陽能電池，且所述電池片的襯底材料包括不銹鋼或者聚酰亞胺薄膜。
[0027]本發(fā)明所述的封裝方法，所述底層保護(hù)層和所述窗口層的材料包括尼龍層或者腈綸層;所述第一熱熔膠層和所述第二熱熔膠層的材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯縮丁醛、聚烯烴共聚物(PO)或者聚氨酯，膠膜厚度在100μπι-500μπι之間；所述窗口保護(hù)層的材料包括氟膜或者聚脂薄膜，厚度在15μπι-200μπι之間。
[0028]本發(fā)明所述的封裝方法，所述發(fā)電元件底部保護(hù)層的材料包括聚酰胺薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、金屬化薄膜或者含金屬箔的復(fù)合薄膜，厚度在25μπι-400μπι之間；所述第一發(fā)電元件熱熔膠層和所述第二發(fā)電元件熱熔膠層的材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯縮丁醛、聚烯烴共聚物(PO)或者聚氨酯，膠膜厚度在100μπι-500μπι之間;所述發(fā)電元件保護(hù)層的材料包括聚酰胺薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、金屬化薄膜或者含金屬箔的復(fù)合薄膜，厚度在25μπι-400μπι之間。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0030]本發(fā)明提供了一種柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法，先形成底層保護(hù)層，再在底層保護(hù)層上形成第一熱熔膠層，在第一熱熔膠層上順序設(shè)置構(gòu)成發(fā)電元件層的各個(gè)層，在發(fā)電元件層上順序形成窗口層、第二熱熔膠層和窗口保護(hù)層，最后采用逐漸升溫的層壓方式將底層保護(hù)層、第一熱熔膠層、發(fā)電元件層、窗口層、第二熱熔膠層、窗口保護(hù)層以及發(fā)電元件各層層壓到一起，在減薄封裝材料的情況下，也能使柔性太陽能發(fā)電裝置保持較高的良品率。并且發(fā)電元件層中的各層，不預(yù)先層壓，而是同其它各層一次性層壓到一起的，進(jìn)一步提尚了封裝的效率。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法的一個(gè)具體實(shí)例的工藝流程圖；
[0033]圖2為采用本發(fā)明實(shí)施例中的柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法制備的柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝結(jié)構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中提及的層壓機(jī)的層壓室和上室的位置關(guān)系示意圖；
[0035]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中封裝結(jié)構(gòu)中的發(fā)電元件的一個(gè)具體實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]附圖標(biāo)記:
[0037]1-底層保護(hù)層;2-第一熱熔膠層;3-發(fā)電元件層;4-窗口層;5-第二熱熔膠層;6_窗口保護(hù)層;31-發(fā)電元件;311-底部保護(hù)層;312-第一發(fā)電元件熱熔膠層;313-電池片；314-第二發(fā)電元件熱熔膠層;315-發(fā)電元件保護(hù)層。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0039]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0040]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0041]此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法，如圖1所示，其中圖1為本實(shí)施例封裝方法的一個(gè)具體實(shí)例的工藝流程圖，圖2為采用本實(shí)施例中的封裝方法制成的柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝結(jié)構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖，可知本實(shí)施例中的封裝方法包括如下步驟:
[0043]S1.形成底層保護(hù)層I。具體地，底層保護(hù)層I的材料可以為尼龍或者腈綸，彈性好，耐磨、不吸水，能夠起到很好的底層保護(hù)作用。
[0044]S2.在底層保護(hù)層I上形成第一熱熔膠層2。具體地，第一熱熔膠層2的材料可以為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯縮丁醛、聚烯烴共聚物(PO)或者聚氨酯等熱熔膠膜中的任意一種，優(yōu)選乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA);鋪設(shè)的膠膜厚度可以在100μπι-500μπι之間，優(yōu)選300μπι。上述材料具有很好的透明性、表面光澤性、化學(xué)穩(wěn)定性和抗老化性，無毒無害、
耐臭氧強(qiáng)度尚。
[0045]S3.在第一熱熔膠層2上順序設(shè)置構(gòu)成發(fā)電元件層3的各個(gè)層，發(fā)電元件層3用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能后輸出。具體地，通過發(fā)電元件層3可以將太陽能源源不斷地轉(zhuǎn)換為電能后輸出。
[0046]S4.在發(fā)電元件層3上順序形成窗口層4、第二熱熔膠層5和窗口保護(hù)層6，窗口層4上開有與發(fā)電元件31相匹配的窗口。具體地，窗口層4的材料可以為尼龍或者腈綸;第二熱熔膠層5的材料可以為乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、聚乙烯縮丁醛、聚烯烴共聚物(PO)或者聚氨酯等熱熔膠膜中的任意一種，優(yōu)選乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA);鋪設(shè)的膠膜厚度可以在100μπι-500μπι之間，優(yōu)選300μπι;窗口保護(hù)層6的材料可以為氟膜(例如乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜(ETFE)、氯三氟乙烯薄膜(PCTFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物薄膜(ECTFE)等)或者聚脂薄膜，優(yōu)選乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜(ETFE);厚度在15μπι-200μπι之間，優(yōu)選25μπι。氟膜或者聚脂薄膜均為無色透明、有光澤的薄膜，機(jī)械性能優(yōu)良，剛性、硬度及韌性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高溫和低溫，耐化學(xué)藥品、耐油、阻水性高。上述層次結(jié)構(gòu)，能夠使陽光透過窗口保護(hù)層6、第二熱熔膠層5和窗口層4上的窗口照射入發(fā)電元件層3上，在對(duì)發(fā)電元件層3中的各層進(jìn)行保護(hù)的同時(shí)，也能保障比較好的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0047]S5.采用逐漸升溫的層壓方式將底層保護(hù)層1、第一熱熔膠層2、發(fā)電元件層3、窗口層4、第二熱熔膠層5、窗口保護(hù)層6以及發(fā)電元件層3中的各層一次性層壓到一起。具體地，本實(shí)施例中的封裝方法，在較低的起始溫度下，采用逐漸升溫的層壓方式將底層保護(hù)層1、第一熱熔膠層2、發(fā)電元件層3、窗口層4、第二熱熔膠層5和窗口保護(hù)層6層壓到一起，也達(dá)到了比較好的層壓效果，大大減少了各層在層壓抽真空過程中因溫度過高受熱收縮所產(chǎn)生的褶皺，在減薄封裝材料的情況下，也能使柔性太陽能發(fā)電裝置保持較高的良品率，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)偏見。并且，發(fā)電元件層中的各層，不預(yù)先層壓，而是同底層保護(hù)層1、第一熱熔膠層2、窗口層4、第二熱熔膠層5、窗口保護(hù)層6—次性層壓到一起的，進(jìn)一步提高了封裝的效率。
[0048]優(yōu)選地，本實(shí)施例中的封裝方法，步驟S5進(jìn)一步包括:
[0049]I)對(duì)底層保護(hù)層1、第一熱熔膠層2、發(fā)電元件層3、窗口層4、第二熱熔膠層5、窗口保護(hù)層6以及發(fā)電元件層3中的各層加壓至第一預(yù)設(shè)壓力，同時(shí)按照預(yù)設(shè)升溫速率從起始溫度起逐漸升高至第一預(yù)設(shè)溫度。優(yōu)選地，第一預(yù)設(shè)壓力的范圍為0.07-0.1 IMpa，進(jìn)一步優(yōu)選地為0.101^?;預(yù)設(shè)升溫速率為1-10°(:/1^11，進(jìn)一步優(yōu)選地為3°(:/1^11;起始溫度的范圍為25°C_120°C，進(jìn)一步優(yōu)選地為70°C;第一預(yù)設(shè)溫度的范圍為120°C_160°C，進(jìn)一步優(yōu)選地為140-C。
[0050]2)在第一預(yù)設(shè)溫度下保持第一預(yù)設(shè)壓力至第一預(yù)設(shè)時(shí)長，以將底層保護(hù)層1、第一熱熔膠層2、發(fā)電元件層3、窗口層4、第二熱熔膠層5、窗口保護(hù)層6以及發(fā)電元件層3中的各層一次性層壓到一起。優(yōu)選地，第一預(yù)設(shè)時(shí)長的范圍為5-30分鐘，進(jìn)一步優(yōu)選地為10分鐘。
[0051]由此可以進(jìn)一步降低在封裝過程中出現(xiàn)的褶皺，提高產(chǎn)品良品率。
[0052]具體地，如圖3所示，可以選用層壓機(jī)來進(jìn)行各層的層壓處理。層壓機(jī)包括層壓室和上室，上室位于層壓室的上部，通過活動(dòng)擋板與層壓室密閉隔離，后期可以通過對(duì)上室充氣調(diào)節(jié)本實(shí)施例中柔性太陽能發(fā)電裝置各層所承受的壓力，以符合層壓的工藝要求。首先可以在預(yù)設(shè)起始溫度下將鋪設(shè)好的第一熱熔膠層2、發(fā)電元件層3、窗口層4、第二熱熔膠層5和窗口保護(hù)層6放入層壓機(jī)的層壓室;之后對(duì)層壓室和層壓機(jī)的上室進(jìn)行抽真空處理，按照預(yù)設(shè)升溫速率從預(yù)設(shè)起始溫度起逐漸升高層壓室的溫度，抽真空至預(yù)定時(shí)長(一般為3-10分鐘)后，層壓室近似真空，此時(shí)對(duì)上室充氣，對(duì)底層保護(hù)層1、第一熱熔膠層2、發(fā)電元件層
3、窗口層4、第二熱熔膠層5和窗口保護(hù)層6以及發(fā)電元件層3中的各層加壓至第一預(yù)設(shè)壓力，(例如，對(duì)上室充氣，使上室的氣壓達(dá)到0.65-0.93個(gè)大氣壓，優(yōu)選地為0.93個(gè)大氣壓，再加上活動(dòng)擋板自身的重力，使層壓室中各層承受壓力范圍在0.7-1個(gè)大氣壓的第一預(yù)設(shè)壓力)，并在層壓室升溫至第一預(yù)設(shè)溫度后，保持第一預(yù)設(shè)壓力至第一預(yù)設(shè)時(shí)長，將上述各層一次性層壓到一起。抽真空和升溫的操作可以同步進(jìn)行，也可以抽真空完成后再升溫。通過對(duì)層壓室進(jìn)行抽真空處理，可以抽出各層間的空氣以及材料自身分解或者吸附的氣體，減少層壓過程中因各層間的空氣或者氣體所產(chǎn)生的氣泡。達(dá)到第一預(yù)設(shè)時(shí)長后，可以直接取出層壓后形成的柔性太陽能發(fā)電裝置或者在保持第一預(yù)設(shè)壓力下冷卻至室溫后再取出柔性太陽能發(fā)電裝置。
[0053]優(yōu)選地，本實(shí)施例中的封裝方法，在加壓至第一預(yù)設(shè)壓力的過程中，可以直接加壓至第一預(yù)設(shè)壓力。以第一預(yù)設(shè)壓力為I個(gè)大氣壓為例，可以對(duì)上室直接充氣至約0.93個(gè)大氣壓，此時(shí)活動(dòng)擋板受壓，對(duì)層壓室中的第一熱熔膠層2、發(fā)電元件層3、窗口層4、第二熱熔膠層5和窗口保護(hù)層6提供約I個(gè)大氣壓的壓力(各層所承受的壓力由上室中的氣體壓力和活動(dòng)擋板的重力共同提供)。
[0054]作為另一種可選的實(shí)施方式，在加壓至第一預(yù)設(shè)壓力的過程中，也可以分階段加壓至第一預(yù)設(shè)壓力，其中每次增加的壓力數(shù)值由第一預(yù)設(shè)壓力和階段數(shù)確定。具體地，分幾個(gè)階段加壓由封裝結(jié)構(gòu)和封裝材料的性質(zhì)決定，可以分兩個(gè)階段加壓至第一預(yù)設(shè)壓力，也可以分三個(gè)或者四個(gè)階段加壓至第一預(yù)設(shè)壓力，只要確保經(jīng)幾個(gè)階段的加壓后達(dá)到第一預(yù)設(shè)壓力即可。比如可以先對(duì)上室充氣至約0.31個(gè)大氣壓，維持10-20s，再對(duì)上室繼續(xù)充氣至約0.62個(gè)大氣壓，維持10-20s，直至加壓至約0.93個(gè)大氣壓。
[0055]通過以下具體實(shí)例，可以更好地理解本發(fā)明實(shí)施例的柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法的優(yōu)點(diǎn)。
[0056]具體實(shí)例I
[0057]本具體實(shí)例中，底層保護(hù)層I的材料選用尼龍，第一熱熔膠層2和第二熱熔膠層5的材料選用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，發(fā)電元件層3中的電池片選用銅銦鎵砸太陽能電池，電池片的襯底選用不銹鋼襯底，窗口層4的材料選用尼龍，窗口保護(hù)層6的材料選用乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜(ETFE)。通過層壓機(jī)采用現(xiàn)有的封裝方法來對(duì)柔性太陽能發(fā)電裝置進(jìn)行封裝，其中，層壓機(jī)的層壓溫度選取140°C，各層所承受的層壓壓力選取I個(gè)大氣壓(0.1013Mpa)o
[0058](I)當(dāng)?shù)谝粺崛勰z層2和第二熱熔膠層5的厚度為300μπι、窗口保護(hù)層6的厚度為25μm時(shí)，以該條件下制取的1000個(gè)柔性太陽能發(fā)電裝置為統(tǒng)計(jì)樣本，合格的產(chǎn)品只有50個(gè)，良品率只有5 %。
[0059](2)當(dāng)?shù)谝粺崛勰z層2和第二熱熔膠層5的厚度為300μπι、窗口保護(hù)層6的厚度為50μm時(shí)，以該條件下制取的1000個(gè)柔性太陽能發(fā)電裝置為統(tǒng)計(jì)樣本，合格的產(chǎn)品上升至412個(gè)，良品率為41.2%，但仍遠(yuǎn)低于良品率90%的彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0060](3)當(dāng)?shù)谝粺崛勰z層2和第二熱熔膠層5的厚度為300μπι、窗口保護(hù)層6的厚度增加至ΙΟΟμπι時(shí)，以該條件下制取的1000個(gè)柔性太陽能發(fā)電裝置為統(tǒng)計(jì)樣本，合格的產(chǎn)品上升至901個(gè)，良品率為90.1 %，此時(shí)才勉強(qiáng)達(dá)到良品率90%的彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0061 ] 具體實(shí)例2
[0062]在本具體實(shí)例中，各層所選用的具體材料與具體實(shí)例I相同，通過層壓機(jī)采用上文逐漸升溫的層壓方式來對(duì)柔性太陽能發(fā)電裝置進(jìn)行封裝，其中，起始溫度選取70°C，第一預(yù)設(shè)溫度選取140°C，升溫速率選取3°C/min，第一預(yù)設(shè)時(shí)長選取10分鐘，對(duì)各層直接加壓至I個(gè)大氣壓，并在升溫至140°C后繼續(xù)保持該壓力直至滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)長(10分鐘)。
[0063](I)當(dāng)?shù)谝粺崛勰z層2和第二熱熔膠層5的厚度為300μπι、窗口保護(hù)層6的厚度為25μm時(shí)，以該條件下制取的1000個(gè)柔性太陽能發(fā)電裝置為統(tǒng)計(jì)樣本，合格的產(chǎn)品高達(dá)981個(gè)，良品率為98.1 %，此時(shí)已超出良品率90%的彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0064](2)當(dāng)?shù)谝粺崛勰z層2和第二熱熔膠層5的厚度為300μπι、窗口保護(hù)層6的厚度為50μm時(shí)，以該條件下制取的1000個(gè)柔性太陽能發(fā)電裝置為統(tǒng)計(jì)樣本，合格的產(chǎn)品繼續(xù)上升至991個(gè)，良品率為99.1%，已超出良品率90 %的彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0065](3)當(dāng)?shù)谝粺崛勰z層2和第二熱熔膠層5的厚度為300μπι、窗口保護(hù)層6的厚度增加至ΙΟΟμπι時(shí)，以該條件下制取的1000個(gè)柔性太陽能發(fā)電裝置為統(tǒng)計(jì)樣本，合格的產(chǎn)品上升至998個(gè)，良品率尚達(dá)99.8% ,遠(yuǎn)超良品率90 %的彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0066]具體實(shí)例3
[0067]在本具體實(shí)例中，各層所選用的具體材料與具體實(shí)例I和2相同，通過層壓機(jī)采用上文所述的逐漸升溫的層壓方式來對(duì)柔性太陽能發(fā)電裝置進(jìn)行封裝，其中，與具體實(shí)例2相同，起始溫度選取70°C，第一預(yù)設(shè)溫度選取140°C，升溫速率選取3°C/min，第一預(yù)設(shè)時(shí)長選取10分鐘，與具體實(shí)例2不同的是，具體實(shí)例3采用分階段加壓的方式，在第一階段對(duì)上室充氣至約0.31個(gè)大氣壓，維持20s，第二階段對(duì)上室繼續(xù)充氣至約0.62個(gè)大氣壓，維持20s，第三階段繼續(xù)充氣至約0.93個(gè)大氣壓，從而對(duì)層壓室中的各層材料提供I個(gè)大氣壓的壓力(為上室氣體壓力和活動(dòng)擋板自身重力的合力)，并在升溫至140°C后繼續(xù)保持該壓力直至滿足第一預(yù)設(shè)時(shí)長(10分鐘)。
[0068](I)當(dāng)?shù)谝粺崛勰z層2和第二熱熔膠層5的厚度為300μπι、窗口保護(hù)層6的厚度為25μm時(shí)，以該條件下制取的1000個(gè)柔性太陽能發(fā)電裝置為統(tǒng)計(jì)樣本，合格的產(chǎn)品高達(dá)983個(gè)，良品率為98.3%，此時(shí)已超出良品率90%的彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0069](2)當(dāng)?shù)谝粺崛勰z層2和第二熱熔膠層5的厚度為300μπι、窗口保護(hù)層6的厚度為50μm時(shí)，以該條件下制取的1000個(gè)柔性太陽能發(fā)電裝置為統(tǒng)計(jì)樣本，合格的產(chǎn)品繼續(xù)上升至994個(gè)，良品率為99.4%，已超出良品率90 %的彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0070](3)當(dāng)?shù)谝粺崛勰z層2和第二熱熔膠層5的厚度增加至300μπι、窗口保護(hù)層6的厚度增加至ΙΟΟμπι時(shí)，以該條件下制取的1000個(gè)柔性太陽能發(fā)電裝置為統(tǒng)計(jì)樣本，合格的產(chǎn)品上升至998個(gè)，良品率尚達(dá)99.8% ,遠(yuǎn)超良品率90 %的彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0071 ]通過對(duì)比具體實(shí)例I和具體實(shí)例2可知，現(xiàn)有技術(shù)中的封裝方法，需要第一熱熔膠層2和第二熱熔膠層5的厚度在300um時(shí)、窗口保護(hù)層6的厚度至少要達(dá)到ΙΟΟμπι時(shí)，才能達(dá)到良品率90 %的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而本實(shí)施例中的封裝方法，在第一熱熔膠層2和第二熱熔膠層5的厚度為300μπι、窗口保護(hù)層6的厚度減薄至25μπι時(shí)，仍然能夠滿足良品率90 %的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在較低的起始溫度下，通過采用逐漸升溫的層壓方式將底層保護(hù)層1、第一熱熔膠層2、發(fā)電元件層3、窗口層4、第二熱熔膠層5和窗口保護(hù)層6層壓到一起，也達(dá)到了比較好的層壓效果，大大減少了各層在層壓抽真空過程中因溫度過高受熱收縮所產(chǎn)生的褶皺，在減薄封裝材料的情況下，也能使柔性太陽能發(fā)電裝置保持較高的良品率，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)偏見。
[0072]通過對(duì)比具體實(shí)例2和具體實(shí)例3可知，采用分階段加壓至第一預(yù)設(shè)壓力的方式制備的柔性太陽能發(fā)電裝置的良品率要略優(yōu)于采用直接加壓至第一預(yù)設(shè)壓力的方式制備的柔性太陽能發(fā)電裝置的良品率，但直接加壓至第一預(yù)設(shè)壓力可以縮短整個(gè)工藝流程所需的時(shí)長，因此可以根據(jù)具體需求選取適合的加壓方式。
[0073]作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，可以采用如圖4所示的方法在第一熱熔膠層2上順序設(shè)置構(gòu)成發(fā)電元件層3的各個(gè)層，該方法包括如下步驟:
[0074]11)在第一熱熔膠層上按照預(yù)設(shè)位置形成多個(gè)底部保護(hù)層311，預(yù)設(shè)位置與窗口層4上開有的窗口位置相匹配。具體地，可以根據(jù)具體設(shè)計(jì)要求確定發(fā)電元件的排布，據(jù)此確定每個(gè)發(fā)電元件的預(yù)設(shè)位置。底部保護(hù)層311的材料可以為聚酰胺薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、金屬化薄膜或者含金屬箔的復(fù)合薄膜等材料中的任意一種，厚度在25μηι-400μηι之間，優(yōu)選地，厚度為ΙΟΟμπι。上述材料具有較高的物理機(jī)械性能和較好的化學(xué)穩(wěn)定性。
[0075]12)在每個(gè)底部保護(hù)層311上設(shè)置第一發(fā)電元件熱熔膠層312。
[0076]13)在每個(gè)第一發(fā)電元件熱熔膠層312上設(shè)置電池片313，且每個(gè)電池片313的受光面朝上。優(yōu)選地，電池片313的材料包括銅銦鎵砸太陽能電池、非晶硅單結(jié)太陽能電池、非晶硅多結(jié)太陽能電池、砷化鎵太陽能電池或者有機(jī)太陽能電池等太陽能電池中的任意一種；電池片313的襯底材料包括不銹鋼或者聚酰亞胺薄膜。上述材質(zhì)的太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率高，可塑性強(qiáng)。
[0077]14)在每個(gè)電池片313上順序形成第二發(fā)電元件熱熔膠層314和發(fā)電元件保護(hù)層315，以構(gòu)成多個(gè)發(fā)電元件31。具體地，第一發(fā)電元件熱熔膠層312和第二發(fā)電元件熱熔膠層314的材料可以為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯縮丁醛、聚烯烴共聚物(PO)或者聚氨酯等熱熔膠層中的任意一種，優(yōu)選聚烯烴共聚物(PO);膠膜厚度在100μπι-500μπι之間，優(yōu)選200μπι;發(fā)電元件保護(hù)層315的材料可以為聚酰胺薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、復(fù)合薄膜等高透光薄膜材料中的任意一種，厚度在25μπι-400μπι之間，優(yōu)選ΙΟΟμπι。具有強(qiáng)度高、隔水蒸汽性能佳，透明性好等特點(diǎn)。
[0078]15)將發(fā)電元件31串聯(lián)或者并聯(lián)以形成發(fā)電元件層3。
[0079]通過采用上述步驟11)至15)，在一次性層壓封裝柔性太陽能發(fā)電裝置的過程中，底部保護(hù)層311、第一發(fā)電元件熱熔膠層312、第二發(fā)電元件熱熔膠層314、發(fā)電元件保護(hù)層315也會(huì)通過層壓對(duì)電池片313進(jìn)行獨(dú)立封裝，形成獨(dú)立封裝的發(fā)電元件31，在此情況下，封裝后的柔性太陽能發(fā)電裝置在彎折度為30%時(shí)，其內(nèi)封裝的電池片未發(fā)現(xiàn)發(fā)生變形或者斷裂的情況，在彎折度升至35 %時(shí)，其內(nèi)封裝的電池片的斷裂、變形率也僅為6.93%,仍能維持正常的使用。而現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)電元件31通常不是獨(dú)立封裝的，只是將多個(gè)電池片按照設(shè)計(jì)需求串聯(lián)或者并聯(lián)構(gòu)成發(fā)電元件層，在此情況下，封裝后的柔性太陽能發(fā)電裝置在彎折度為30%時(shí)，其內(nèi)封裝的電池片的斷裂、變形率已經(jīng)升至72.6%，無法再正常使用了。
[0080]由此可知，通過上述步驟11)至15)，提升了封裝后的柔性太陽能發(fā)電裝置的抗彎折特性，延長了其使用壽命。
[0081]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柔性太陽能發(fā)電裝置的封裝方法，其特征在于，包括如下步驟: 形成底層保護(hù)層(I); 在所述底層保護(hù)層(I)上形成第一熱熔膠層(2); 在所述第一熱熔膠層(2)上順序設(shè)置構(gòu)成發(fā)電元件層(3)的各個(gè)層，所述發(fā)電元件層(3)用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能后輸出； 在所述發(fā)電元件層(3)上順序形成窗口層(4)、第二熱熔膠層(5)和窗口保護(hù)層(6)，所述窗口層(4)上開有與所述發(fā)電元件層(3)相匹配的窗口； 采用逐漸升溫的層壓方式將所述底層保護(hù)層(I)、所述第一熱熔膠層(2)、所述發(fā)電元件層(3)、所述窗口層(4)、所述第二熱熔膠層(5)、所述窗口保護(hù)層(6)以及所述發(fā)電元件層(3)中的各層一次性層壓到一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝方法，其特征在于，所述采用逐漸升溫的層壓方式將所述底層保護(hù)層(I)、所述第一熱熔膠層(2)、所述發(fā)電元件層(3)、所述窗口層(4)、所述第二熱熔膠層(5)、所述窗口保護(hù)層(6)以及所述發(fā)電元件層(3)中的各層一次性層壓到一起的步驟包括: 對(duì)所述底層保護(hù)層(I)、所述第一熱熔膠層(2)、所述發(fā)電元件層(3)、所述窗口層(4)、所述第二熱熔膠層(5)、所述窗口保護(hù)層(6)以及所述發(fā)電元件層(3)中的各層加壓至第一預(yù)設(shè)壓力，同時(shí)按照預(yù)設(shè)升溫速率從起始溫度起逐漸升高至第一預(yù)設(shè)溫度； 在所述第一預(yù)設(shè)溫度下保持所述第一預(yù)設(shè)壓力至第一預(yù)設(shè)時(shí)長，以將所述底層保護(hù)層(I)、所述第一熱熔膠層(2)、所述發(fā)電元件層(3)、所述窗口層(4)、所述第二熱熔膠層(5)、所述窗口保護(hù)層(6)以及所述發(fā)電元件層(3)中的各層一次性層壓到一起。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的封裝方法，其特征在于，在加壓至第一預(yù)設(shè)壓力的過程中，直接加壓至第一預(yù)設(shè)壓力； 或者分階段加壓至第一預(yù)設(shè)壓力，其中每次增加的壓力數(shù)值由第一預(yù)設(shè)壓力和階段數(shù)確定。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的封裝方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)壓力的范圍為0.07-0.1 IMpa;所述第一預(yù)設(shè)時(shí)長的范圍為5-30分鐘。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的封裝方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)升溫速率為1-10°C/min;所述起始溫度的范圍為25 °C -120 °C ;所述第一預(yù)設(shè)溫度的范圍為120 °C -160 °C。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝方法，其特征在于:所述預(yù)設(shè)升溫速率為3°C/min，所述起始溫度為70°C，所述第一預(yù)設(shè)溫度為140°C。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝方法，其特征在于，所述在所述第一熱熔膠層(2)上順序設(shè)置構(gòu)成發(fā)電元件層(3)的各個(gè)層的步驟包括: 在所述第一熱熔膠層上按照預(yù)設(shè)位置形成多個(gè)底部保護(hù)層(311)，所述預(yù)設(shè)位置與所述窗口層(4)上開有的窗口位置相匹配； 在每個(gè)所述底部保護(hù)層(311)上設(shè)置第一發(fā)電元件熱熔膠層(312); 在每個(gè)所述第一發(fā)電元件熱熔膠層(312)上設(shè)置電池片(313)，且每個(gè)所述電池片(313)的受光面朝上； 在每個(gè)所述電池片(313)上順序形成第二發(fā)電元件熱熔膠層(314)和發(fā)電元件保護(hù)層(315)，以構(gòu)成多個(gè)發(fā)電元件(31); 將所述發(fā)電元件(31)串聯(lián)或者并聯(lián)以形成發(fā)電元件層(3)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的封裝方法，其特征在于，所述電池片(313)的材料包括銅銦鎵砸太陽能電池、非晶硅單結(jié)太陽能電池、非晶硅多結(jié)太陽能電池、砷化鎵太陽能電池或者有機(jī)太陽能電池，且所述電池片(313)的襯底材料包括不銹鋼或者聚酰亞胺薄膜。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝方法，其特征在于，所述底層保護(hù)層(I)和所述窗口層(4)的材料包括尼龍層或者腈綸層;所述第一熱熔膠層(2)和所述第二熱熔膠層(5)的材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯縮丁醛、聚烯烴共聚物(PO)或者聚氨酯，膠膜厚度在100μπι-500μπι之間；所述窗口保護(hù)層(6)的材料包括氟膜或者聚脂薄膜，厚度在15μπι-200μπι之間。10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的封裝方法，其特征在于，所述發(fā)電元件底部保護(hù)層(311)的材料包括聚酰胺薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙稀酸甲酯薄膜、金屬化薄膜或者含金屬箔的復(fù)合薄膜，厚度在25μηι-400μηι之間;所述第一發(fā)電元件熱熔膠層(312)和所述第二發(fā)電元件熱熔膠層(314)的材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯縮丁醛、聚烯烴共聚物(PO)或者聚氨酯，膠膜厚度在ΙΟΟμπι-δΟΟμπι之間；所述發(fā)電元件保護(hù)層(315)的材料包括聚酰胺薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、金屬化薄膜或者含金屬箔的復(fù)合薄膜，厚度在 25ym-400ym 之間。
【文檔編號(hào)】H01L51/48GK106025088SQ201610393396
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】王繼存, 殷亮, 楊沛然, 卜明利, 張小文, 佟強(qiáng)
【申請人】漢能聯(lián)創(chuàng)移動(dòng)能源投資有限公司