专利名称：太阳能光伏组件背板生产方法及生产设备的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能光伏背板技术，特别是涉及一种太阳能光伏组件背板的生产工 艺及专用生产设备。
背景技术：
太阳能是自然界取之不尽用之绿色能源，近年来，光电转换太阳能利用取得了长 足的发展，技术不断进步，市场迅速拓展。由于硅太阳能电池组件的光电转换效率较其它种 类的太阳电池高，因而发展迅速，特别是由太阳能光伏背板组合多晶硅太阳能电池组件，成 为太阳能光伏组件发电已逐渐成为市场主流。太阳能光伏背板是太阳能电池组件的结构性封装材料，用于太阳能电池组件的衬 底，具有良好的电绝缘性能、抗紫外线和抗腐蚀性能，可起到很好的保护作用。太阳能电池 组背板是以PET膜为基膜，表面为含氟涂层。现有美国杜邦TPT和TPE两种产品，TPT即在 PET膜的两表面均涂氟涂料，形成氟涂层，而TPE即在PET膜的一面涂氟涂料，形成氟涂层， 另一面则由EVA层替代氟涂层。目前，太阳能电池组背板氟涂层的形成过程，基本上采用手 工或半自动方式，劳动强度大，生产效率低，而且所涂的涂层厚度不勻，附着力低，性能不稳 定。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的不足，提出了一种太阳能光伏组背板生产方法以及 为实施该方法而设计的专用设备。本发明实现了太阳能光伏组背板的自动化生产，生产效 率大大提高，而且涂层厚度均勻，附着力高，性能优良。产品质量稳定可靠。本发明所采取的技术方案是一种太阳能光伏组件背板生产方法，包括放卷、预处理、涂层、整理和干燥步骤，而 且在涂层步骤与整理步骤间还包括烘干步骤，在整理步骤与干燥步骤间还包括衬膜收卷步 骤；其中(1)放卷牵引基膜使其从卷中放出；(2)预处理对基膜进行静电消除处理，使其静电感应系数为0-0. 5 ；然后进行电 晕处理或清洗处理，使基膜表面清洁无杂质；经等离子处理，将膜的表层进行刨花，增加涂 层的表面积提高涂料吸附强度。(3)涂层采用氟钛涂料并经双轴高速机均勻搅拌，胶斗及胶桶间涂料循环，使 涂料活性增强，性能均勻，不露死角。对经预处理的基膜进行涂层，控制涂层速度为8m/ min-10m/min，温度为 130°C，涂层厚度为 0. 08mm ；(4)烘干对经涂层的膜进行烘干处理，自动温控，烘道控制温度为80°C -130°c。(5)整理经烘干的膜通过10米烘箱降温冷却通道，然后进行静电处理和循环水 冷处理；(6)衬膜收卷经整理后收卷，同时衬垫不粘，以防粘连；
作为上述方案的一种优化，所述涂层步骤中，控制涂层速度为Sm/min，涂层厚度为 0. 08mm ；在烘干步骤中，控制温度为80_130°C ；一种为实施上述方法的设备，包括放卷装置、预处理装置、涂层装置、烘道、整理装 置、收卷装置和干燥装置；其中所述放卷装置包括翻架式连续放卷机构和放卷牵引装置；所述放卷机构为塔式双 工位回转式放料架，料卷采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控 制保证稳定走料张力；放卷轴为平键式气胀轴，可横向手动调节；所述放卷牵引装置包括 橡胶辊钢辊各一件，用于主动牵引，采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测， PLC集中控制保证稳定走料张力；所述预处理装置包括静电消除器、清洗装置和等离子体电源处理，可以大幅度减 小因电极间差异，气氛浓度差异等产生的薄膜沉积速度的不一致，提高各电极间镀膜的均 勻性。所述涂层装置为三辊逆向涂层装置；涂层辊间间隙可调，并用千分表显示，速度可 调；上胶辊速度可调，配置勻胶辊抹平涂层，控制涂层厚度及均勻度。由逗号刮刀计量控制 涂层厚度，各辊驱动电机独立变频调速控制涂层速度，气动快速复位；所述烘道长度为70m，所述烘道设置于带保温层的箱体内，其中初始段长10m，采 用远红外石英玻璃管灯从基膜下层加热，温度可调。中间50米烘道有17套封闭式烘干箱， 油加热热风系统，可根据烘箱内溶剂浓度进行二次回风风量，进风及排风量调节，温度自动 调节，达到最佳干燥效果并节约能源；烘箱内导向辊主动运转，同步带传动，导向辊与主机 速度同步，防止料膜划伤、拉毛，由变频专用电机驱动。所述整理装置10米烘箱进行循环冷风降温定型，烘箱内导向辊主动运转，同步 带传动，导向辊与主机速度同步，防止料膜划伤、拉毛，由变频专用电机驱动。牵引装置包括橡胶辊钢辊各一件，牵引冷却辊冷却，辊内冷水循环，主动牵引，变 频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；所述小卷收卷装置双工位固定收料架，经切边后整理收卷，料卷采用变频专用电 机驱动，张力传感器张力检测，自动张力控制保证稳定走料张力。同时衬垫白纸，以防粘连； 收卷张力自动控制，保证料膜均勻平整。配备储料机构，可实现不停机换料。电脑设定收料 长度，定长收料。所述收卷装置，为塔式双工位回转式收料架，料卷采用变频专用电机驱动，摆动式 精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；放卷轴为平键式气胀轴，可横向手 动调节；电器控制系统放料装置、放料牵引、收料牵引、收料装置均采用自动张力控制，自 动检测，PLC集中控制。每单元设有操作台，进行设备操作控制。设有触摸屏进行设备参数 设定、调试。也可进行速度，张力，收料长度设定，运行状态及参数显示。在本发明中，自放卷装置始，依次经预处理装置、涂层装置，烘道、整理装置，直至 收卷装置，形成了一条流水线；而干燥装置则是独立的烘箱。在所述烘道后续段，输送热风 的风机一般采用多翼风机；烘道所处箱体的保温层一般采用一定厚度保温棉，以达到良好 的保温效果；烘道或通道，膜输送过程的导辊，均采用同步带传动，与主机速度同步。实施本发明，对于单面涂层的TPE产品，经所述各工艺步骤，通过干燥装置干燥后即得成品膜；对于双面涂层的TPT产品，经所述各工艺步骤，通过干燥装置干燥后即得到半 成品，该半成品为单面涂层，需将衬膜分离并重新收卷，然后再次按上述工艺步骤处理，直 至再次完成干燥步骤即得到成品膜。将成品膜中的衬膜分离并进行分切、包装，即得到最终利用本发明技术，可以生产优质的太阳能电池组背膜产品，使用年限在20年以 上，其主要性能指标如下
图1为本发明实施方式生产工艺流程示意图；图2为本发明实施方式生产设备的结构示意图。
具体实施例方式实施例1本发明设备举例，如图2所示，本发明由翻架式连续放卷机构1、放料牵引2装置、 预处理装置3、涂层装置4、烘道5、整理装置6、收小卷装置7、收卷装置8和烘箱9组成。放 卷装置包括翻架式连续放卷机构1和放卷牵引装置2 ；翻架式连续放卷机构1为塔式双工位回转式放料架，料卷采用变频专用电机驱动，放卷轴为平键式气胀轴；放卷牵引装置2包 括橡胶辊钢辊各一件，用于主动牵引，并通过变频调速。预处理装置3包括静电消除器和清 洗装置。涂层装置4为三辊逆向涂层装置；由逗号刮刀计量控制涂层厚度，各电机独立变频 调速控制涂层速度，气动快速复位。烘道5长度为70m，烘道5设置于带保温层的箱体内， 其中初始段10m，采用远红外石英玻璃管灯加热，后续段50m采用热风加热；加热热风由风 机送入，风机采用多翼风机；通过变频调速控制风压和/或以风门控制风量；烘道所处箱体 的保温层采用保温棉，厚度50mm ；后段10m烘道冷风冷却通道，膜输送过程的导辊，均采用 同步带传动，与主机速度同步。收小卷装置7为双工位固定收料架，经切边后整理收卷，料 卷采用变频专用电机驱动，张力传感器张力检测，自动张力控制保证稳定走料张力。同时衬 垫白纸，以防粘连；收卷张力自动控制，保证料膜均勻平整。配备储料机构，可实现不停机换 料。电脑设定收料长度，定长收料。收卷装置8，为塔式双工位回转式收料架，料卷采用变 频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；放卷轴为 平键式气胀轴，可横向手动调节；上述翻架式连续放卷机构1、放料牵引2装置、预处理装置 3、涂层装置4、烘道5、整理装置6、收小卷装置7、收卷装置8构成流水生产系统。干燥装置 为独立的烘箱9。实施例2本发明方法举例之一，利用实施例1之设备实施本发明之方法，生产单面涂层太 阳能电池组背膜。如图1所示，包括放卷、预处理、涂层、烘干、整理、衬膜收卷和干燥步骤。 首先，选取拉伸强度(N/10mm)彡120，撕裂强度(N/mm)为135-145，半亚光PET膜为基膜， 将成卷的基膜置于放卷装置上，通过牵引使基膜从卷中放出；然后对基膜进行静电处理，使 其静电感应系数为< 0. 6，再进行电晕处理或清洗处理，使基膜表面清洁无杂质，经等离子 处理，将膜的表层进行刨花，增加涂层的表面积提高涂料吸附强度。然后用进口氟钛涂料搅 拌均勻，通过三辊逆向涂层装置对经预处理的基膜进行涂层，控制涂层速度为8m/min，并由 逗号刮刀计量控制涂层厚度为0. 08mm;随后对经涂层的膜送入烘道，进行烘干处理，通过 控制远红外石英玻璃管灯和加热热风风压，来控制烘道箱体内温度为130°C ；烘干时间为8 分钟。经烘干的膜通过水冷却通道，然后进行静电处理。经检测屏整理后进行衬膜收卷，即 在收卷的同时衬垫不粘膜，然后分切包装成为最终产品。实施例3本发明方法举例之二，利用实施例1之设备实施本发明之方法，生产双面涂层太 阳能电池组背膜。实施例2所述，经过放卷、预处理、涂层、烘干、整理、衬膜收卷和干燥步 骤，完成了单面涂层。然后将衬膜分离并重新收卷，再次按上述工艺步骤对另一面进行处 理，即再次经过放卷、预处理、涂层、烘干、整理、衬膜收卷和干燥步骤，直至再次完成干燥步 骤即得到成品膜。将成品膜中的衬膜分离并进行分切、包装，即得到最终产品。
权利要求
一种太阳能光伏组件背板生产方法，其生产步骤是(1)放卷牵引基膜使其从卷中恒张力均匀放出；(2)预处理对基膜进行静电处理，使其静电感应系数为0-0.5；然后进行电晕处理或清洗，将基膜表面清洁无杂质后，进行等离子处理，将膜的表层进行刨花；(3)涂层采用氟钛涂料并经搅拌均匀，对经预处理的基膜进行逗号辊刮涂涂层；涂层速度为8m/min-15m/min，涂层厚度可达0.08mm。(4)烘干对经涂层的膜进行烘干处理，第一1-10米间经红外线从涂层背面加热；第二中间50米烘道有17套封闭式烘干箱，热风干燥，调控温度为80℃-130℃，在烘箱中扁平风嘴集中吹风及回风，加快烘干时间为8min；(5)整理经10米烘箱进行循环冷风降温定型，将烘干的料膜通过牵引冷却辊冷却，然后进行静电处理；(6)衬膜小卷收卷经切边后整理收卷，同时衬垫白纸，以防粘连；收卷张力自动控制，保证料膜均匀平整；(7)收卷装置收大卷后，离线后进行背面二次涂层及机外整理分切，完成太阳能光伏组件背板的生产。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件背板生产方法，其特征在于所述涂层步骤 中，控制涂层速度为Sm/min，温度平均为120°C，涂层干燥后厚度为0. 03-0. 035mm ；在烘干 步骤中，控制温度为130°C，湿度为8-10%。
3.一种为实施权利要求1所述方法的设备，其特征在于包括放卷装置、预处理装置、 涂层装置、烘道、整理装置、收卷装置及收小卷装置；其中所述放卷装置包括翻架式连续放卷机构和放卷牵引装置；所述放卷装置为塔式双工位 回转式放料架，料卷采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保 证稳定走料张力；放卷轴为平键式气胀轴，可横向手动调节；所述放卷牵引装置包括橡胶 辊钢辊各一件，用于主动牵引，采用变频专用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集 中控制保证稳定走料张力；所述预处理装置包括静电消除器、清洗装置和等离子体电源处理，可以大幅度减小因 电极间差异，气氛浓度差异等产生的薄膜沉积速度的不一致，提高各电极间镀膜的均勻性。所述涂层装置为三辊逆向涂层装置；涂层辊间间隙可调，并用千分表显示，速度可调； 上胶辊速度可调，配置勻胶辊抹平涂层，控制涂层厚度及均勻度。由逗号刮刀计量控制涂层 厚度，各辊驱动电机独立变频调速控制涂层速度，气动快速复位；所述烘道长度为70m，所述烘道设置于带保温层的箱体内，其中初始段长10m，采用远 红外石英玻璃管灯从基膜下层加热，温度可调。中间50米烘道有17套封闭式烘干箱，油 加热热风系统，可根据烘箱内溶剂浓度进行二次回风风量，进风及排风量调节，温度自动调 节，达到最佳干燥效果并节约能源；烘箱内导向辊主动运转，同步带传动，导向辊与主机速 度同步，防止料膜划伤、拉毛，由变频专用电机驱动；所述整理装置10米烘箱进行循环冷风降温定型，烘箱内导向辊主动运转，同步带传 动，导向辊与主机速度同步，防止料膜划伤、拉毛，由变频专用电机驱动；牵引装置包括橡胶辊钢辊各一件，牵引冷却辊冷却，辊内冷水循环，主动牵引，变频专 用电机驱动，摆动式精密电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；所述收小卷装置双工位固定收料架，经切边后整理收卷，料卷采用变频专用电机驱 动，张力传感器张力检测，自动张力控制保证稳定走料张力。同时衬垫白纸，以防粘连；收 卷张力自动控制，保证料膜均勻平整。配备储料机构，可实现不停机换料。电脑设定收料长 度，定长收料。所述收卷装置，为塔式双工位回转式收料架，料卷采用变频专用电机驱动，摆动式精密 电位器张力检测，PLC集中控制保证稳定走料张力；放卷轴为平键式气胀轴，可横向手动调 节；电器控制系统放料装置、放料牵引、收料牵引、收料装置均采用自动张力控制，自动检 测，PLC集中控制。每单元设有操作台，进行设备操作控制。设有触摸屏进行设备参数设定、 调试。也可进行速度，张力，收料长度设定，运行状态及参数显示。
全文摘要
本发明属于太阳能光伏背板技术，特别是涉及一种太阳能光伏组件背板的生产工艺及专用生产设备。本发明包括放卷、预处理、涂层、烘干、整理、衬膜收卷和干燥步骤。本发明实现了太阳能光伏组背板的自动化生产，生产效率大大提高，而且涂层厚度均匀，附着力高，性能优良。产品质量稳定可靠。
文档编号H01L31/18GK101872807SQ201010183799
公开日2010年10月27日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者姚悦明 申请人:姚悦明